CN109577480A - 充气加压系统及气膜建筑 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种充气加压系统及气膜建筑。一种充气加压系统，用于对双层气膜建筑进行充气，双层气膜建筑包括第一空间以及第二空间，充气加压系统包括第一气密室、第一风机组、第二气密室和第二风机组；第一气密室设有第一送风口和用于向第一气密室进风的第一通风口，第一送风口与第一空间连通；第一风机组用于向第一气密室供风；第二气密室设有第二送风口和用于向第二气密室进风的第二通风口，第二送风口与第二空间连通；第二风机组用于向第二气密室供风。一种气膜建筑，采用上述的充气加压系统进行充气。通过充气加压系统对气膜建筑进行充气，使气膜建筑结构更加稳定，强度更高，能够抵抗恶劣天气的影响。

Description

充气加压系统及气膜建筑

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，特别是涉及一种充气加压系统及气膜建筑。

背景技术

球幕投影作为一种新的观影技术可以提供360度视角范围的显示效果，可以给观众带来新颖的视觉体验，让观众感受到强烈的视觉震撼和身临其境的感觉。球幕广泛应用于各大剧场、展厅及移动普及性科普教学等地。

目前，球幕投影有软体球幕及硬质球幕两种。软体球幕以其质轻、建造成本低和可移动性强等优点得到广泛应用。软体球幕是由经过剪裁的柔性幕布拼接而成，其原理是，将柔性球幕固定在地面，在球幕与地面之间形成密闭空间，然后用鼓风机向地面与软体球幕形成的密闭空间吹气，通过球幕内外形成的压强差，使球幕鼓起，变成球形空间。

然而，当遇到积雪或强风时，由于软体球幕质轻且幕布较软，容易造成幕布凹陷或崩塌，影响观影效果或带来安全隐患。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种充气加压系统及气膜建筑。

一种充气加压系统，用于对双层气膜建筑进行充气，所述双层气膜建筑包括由内层膜与建筑基础合围成的第一空间以及由内层膜和外层膜合围成的第二空间，所述充气加压系统包括：

第一气密室，所述第一气密室设有第一送风口和用于向所述第一气密室进风的第一通风口，所述第一送风口与所述第一空间连通；

第一风机组，用于向所述第一气密室供风；

第二气密室，所述第二气密室设有第二送风口和用于向所述第二气密室进风的第二通风口，所述第二送风口与所述第二空间连通；以及

第二风机组，用于向所述第二气密室供风。

在其中一个实施例中，所述第一风机组和第二风机组均包括：

具有内腔的壳体，所述壳体上设有进风口和出风口，第一风机组的出风口与第一气密室连通，第二风机组的出风口与第二气密室连通；

空气净化组件，设于所述内腔内，用于对通过所述风机组的空气进行净化；以及

风机本体，设于所述内腔内。

在其中一个实施例中，所述空气净化组件包括第一过滤层和第二过滤层，从所述进风口至所述出风口依次经过所述第一过滤层和所述第二过滤层，所述第二过滤层的过滤强度大于所述第一过滤层的过滤强度。

在其中一个实施例中，所述第一过滤层为用于拦截杂物的拦物网。

在其中一个实施例中，所述第二过滤层用于过滤粒径5微米以上的颗粒物。

在其中一个实施例中，所述空气净化组件还包括位于所述第二过滤层和所述出风口之间的第三过滤层，所述第三过滤层用于过滤粒径0.5微米以上的颗粒物。

在其中一个实施例中，所述充气加压系统还包括防止空气回流的单向止回阀。

在其中一个实施例中，所述第一送风口和所述第二送风口内均设有风阀，所述风阀用于调节通过空气的流速。

在其中一个实施例中，所述第一送风口设置在所述气密室的侧壁，所述第二送风口设置在所述气密室的顶壁。

一种气膜建筑，采用上述的充气加压系统进行充气。

通过充气加压系统对气膜建筑进行充气，使气膜建筑结构更加稳定，强度更高，能够抵抗恶劣天气的影响。

附图说明

图1为本发明一个实施例中的气膜建筑的结构示意图；

图2为图1所示的气膜建筑的俯视图；

图3为本发明一个实施例中的气膜建筑的部分结构示意图；

图4为图2中沿A-A方向的剖视图；

图5为图4所示的部分的侧视图；

图6为本发明一个实施例中的风机组的俯视图；

图7为本发明一个实施例中的气膜建筑的俯视图；

图8为图7中沿B-B方向的剖视图；

图9为图7中沿C-C方向的剖视图；

图10为本发明又一个实施例中的气膜建筑的部分结构示意图。

附图标记：100、建筑基础；101、侧壁；1011、内壁；1012、外壁；102、顶壁；103、环形房间；104、隔墙；106、支撑墙；1061、外墙；1062、内墙；107、互锁门；110、第一空间；120、第二空间；210、内层膜；220、外层膜；300、充气加压系统；310、气密室；311、第一送风口；312、第二送风口；313、通风口；3131、第一通风口；3132、第二通风口；320、风机组；321、壳体；3211、内腔；3212、进风口；3123、出风口；322、空气净化组件；3221、第一过滤层；3222、第二过滤层；3223、第三过滤层；323、风机本体；324、第一风机组；325、第二风机组；330、单向止回阀；340、风阀；351、第一组室；352、第二组室；353、第三组室；361、第一气密室；362、第二气密室；400、锚固系统；410、第一连接件；420、第二连接件；421、第一连接部；422、第二连接部；430、第三连接件；440、密封垫；500、膜加固系统；510、保护网；520、紧固组件；521、滑轮；610、支撑平台；620、放映设备；630、座椅。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本发明公开内容的理解更佳透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称为“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

一种气膜建筑，参见图1，包括建筑基础100、内层膜210、外层膜220、充气加压系统300、锚固系统400以及膜加固系统500。

建筑基础100设置在地面上，为整个建筑提供支撑和加固，内层膜210和外层膜220均固定在建筑基础100上，充气加压系统300用于向内层膜210与外层膜220之间充气或用于向内层膜210与建筑基础100之间充气，以使内层膜210和外层膜220相对于建筑基础100向上拱起，锚固系统400用于使内层膜210、外层膜220牢固的固定于建筑基础100，膜加固系统500罩在外层膜220外面且用于保护外层膜220。

在其中一个实施例中，参见图1和图2，图1为一个实施例中的气膜建筑的结构示意图，图2为图1所示的气膜建筑的俯视图。例如，建筑基础100包括侧壁101和顶壁102，侧壁101包括分别与顶壁102连接的内壁1011和外壁1012。也就是说整个内壁1011形成一个环形，外壁1012套设在内壁1011外围且外壁1012也呈环形，这个环形例如可以为圆环或方环等。例如，建筑基础100可以采用混凝土浇筑而成，又如，建筑基础100也可以采用钢结构焊接而成。

在其中一个实施例中，参见图2，建筑基础100的侧壁101和顶壁102之间形成环形房间103，该环形房间103内可以设置隔墙104，隔墙104将该环形房间103分隔成若干个小房间，这些小房间可以作为气密室310、杂物室、器械室、卫生间等用途。参见图1，侧壁101上还设有若干门洞，这些门洞用来用人通行，即行人通过这些门洞进入该气膜建筑内部。这些门洞例如可以安装旋转门、互锁门107、汽车门或应急门等。以互锁门107为例，在内壁1011的门洞以及外壁1012的门洞均安装互锁门107，当行人通行时，内壁1011的互锁门107和外壁1012的互锁门107中只能有一个是能够打开的，也就是说人在通行时，整个气膜建筑内壁1011合围的区域与外界是不会直接连通的。

在其中一个实施例中，参见图1，内层膜210设置在建筑基础100的顶壁102上，外层膜220也设置在建筑基础100的顶壁102上，外层膜220罩于内层膜210外部。内层膜210与建筑基础100之间形成第一空间110，外层膜220与内层膜210之间形成第二空间120，第一空间110用于容纳人，第二空间120用于对第一空间110进行保护，以减少第一空间110受到外界气温、气压等的干扰。通过充气加压系统300向第一空间110和第二空间120内充气，从而使内层膜210和外层膜220均向外拱起，从而形成了该气膜建筑。由于该气膜建筑是通过气压支撑起来的，上述的互锁门107能够保证人在进出第一空间110的过程中，第一空间110始终不与外界直接连通，从而保证了第一空间110内气压的稳定，从而使该气膜建筑更稳定，不会由于气压不足而出现塌陷。上述的膜加固系统500也设置在建筑基础100的顶壁102上，膜加固系统500设于外层膜220外部。外层膜220与膜加固系统500连接，也就是说膜加固系统500与外层膜220相互贴合，通过设置膜加固系统500，一方面可以防止气膜建筑内外压强差增大导致整个气膜建筑膨胀，又能够防止外界的异物、旋风等对气膜建筑造成损伤。

在其中一个实施例中，参见图3，顶壁102设置有支撑墙106，支撑墙106包括呈环形的外墙1061和内墙1062，内墙1062位于外墙1061合围的空间内。其中，内墙1062用于安装内层膜210，外墙1061用于安装外层膜220。锚固系统400包括第一连接件410、第二连接件420和第三连接件430。例如，第一连接件410为锚栓，第二连接件420为角钢，第三连接件430为螺帽。其中，第一连接件410预埋在支撑墙106内，且第一连接件410的一端从支撑墙106伸出，该伸出的部分具有螺纹；第二连接件420包括第一连接部421和第二连接部422，第一连接部421用于将内层膜210或外层膜220压在支撑墙106顶部；第一连接件410穿过内层膜210或外层膜220后螺纹连接第三连接件430。从而使内层膜210和外层膜220分别牢固的固定在顶壁102上的内墙1062和外墙1061。

为了增加内层膜210与外层膜220相对于建筑基础100的连接处的密封性，在其中一个实施例中，锚固系统400还包括密封垫440，密封垫440设于内层膜210和支撑墙106之间或设于外层膜220与支撑墙106之间。如此，使得内层膜210与建筑基础100之间形成密封结构，外层膜220与建筑基础100之间也形成密封结构，保证了第一空间110和第二空间120内气压的稳定。

在其中一个实施例中，继续参见图3，膜加固系统500包括保护网510和紧固组件520，例如保护网510可以为金属网，紧固组件520用于将保护网510固定于第二连接件420的第二连接部422。具体地，紧固组件520包括若干转动连接于第二连接件420的第二连接部422的滑轮521，保护网510的网孔套于滑轮521上。

在其中一个实施例中，参见图4和图5，该充气加压系统300包括气密室310和风机组320。具体地，结合图1，气密室310为建筑基础100的环形房间103中的一个或多个小房间。气密室310，设有第一送风口311、第二送风口312和通风口313。第一送风口311连通气密室310和第一空间110，第二送风口312连通气密室310和第二空间120。风机组320通过通风口313向气密室310供风。

在其中一个实施例中，风机组320包括壳体321、空气净化组件322和风机本体323。壳体321具有内腔3211，风机本体323设于内腔3211内，空气净化组件322用于对通过风机组320的空气进行净化。上述的壳体321的图示方向的左右两侧设有进风口3212和出风口3123，出风口3123与通风口313连通。

在其中一个实施例中，空气净化组件322包括第一过滤层3221和第二过滤层3222。其中，其第一过滤层3221用于过滤树叶、杂物等较大的且能够对风机本体323造成损害的大型杂质，第二过滤层3222用于净化空气，即第二过滤层3222用于过滤空气中的灰尘等悬浮的小颗粒，以使进入第一空间110内的空气足够清洁。也就是说空气从室外进入第一空间110内时，依次通过第一过滤层3221和第二过滤层3222。

在其中一个实施例中，第一过滤层3221为拦物网，优选的为金属网，第一过滤层3221设置在进风口3212处。第二过滤层3222为初效过滤网，其用于过滤粒径5微米以上的粉尘，过滤效率在90％左右。在空气中会漂浮固态和液态颗粒物，其粒径约为0.1微米-100微米，据统计粒径10微米直径的颗粒物通常沉积在上呼吸道，粒径5微米直径的可进入呼吸道深部，粒径2微米以下的可进入支气管和肺泡。本实施例中的第二过滤层3222能够过滤粒径为粒径5微米及其以上的颗粒。可以保证进入第一空间110内的空气洁净。

在其中一个实施例中，空气净化组件322还包括第三过滤层3223，第三过滤层3223为中效过滤网或高效过滤网，其用于过滤粒径0.5微米以上的可吸入颗粒物，过滤效率在90％左右。例如，空气在进入第一空间110时，依次经过第一过滤层3221、第二过滤层3222和第三过滤层3223，进一步的，为了防止空气净化后被风机本体323再次污染，风机本体323设置在第一过滤层3221和第二过滤层3222之间。当然，在其他实施例中，也可以将风机本体323设置在第二过滤层3222和第三过滤层3223之间，或第三过滤层3223与进风口3212之间，这样空气在经过净化后接触风机本体323，从而减少灰尘附着在风机本体323上，使风机本体323长久的保持洁净。

优选地，将风机本体323设置在第二过滤层3222和第三过滤层3223之间，如此既能防止外界的灰尘污染风机，又能防止气膜建筑内部的空气污染风机，从而使风机本体323不需要进行清灰处理，长久的保持风机本体323的性能。

在其中一个实施例中，参见图4，充气加压系统300还包括单向止回阀330，例如单向止回阀330设置在进风口3212内，通过设置单向止回阀330使得空气只能从外界进入气密室310，而不能反向流动。在其他实施例中，单向止回阀330也可以布置在壳体321内部的其他位置。

在其中一个实施例中，参见图4，第一送风口311设置在建筑基础100的气密室310的侧壁101，第二送风口312设置在建筑基础100的气密室310的顶壁102，第一送风口311和第二送风口312均设置有风阀340，风阀340能够调节空气的流速，从而使风机组320能够按比例的向第一空间110和第二空间120内充气。也就是说，通过风阀340可以调节第一空间110和第二空间120内的气压。例如，使第一空间110内的气压大于第二空间120内的气压50Pa以上，以保证内层膜210完全拱起，保证第二空间120内的气压大于外界气压180Pa以上，以保证内层膜210和外层膜220整体的支撑强度。在恶劣的天气来临之前，例如遇到暴风雪等天气，可以通过风阀340调整第二空间120内的气压，使第二空间120内的气压大于外界气压450Pa以上，以保证恶劣天气下气膜建筑依然能够保持足够的支撑强度，不会随风晃动，也不会因积雪出现大的变形，此时由于膜加固系统500的保护，使得不会因为气膜建筑内部压强较大导致膜破损。当天气正常后，在将第二空间120内的气压调整至大于外界气压180Pa以上，以保证气膜建筑安全支撑的前提下节约电能消耗。

在其中一个实施例中，为了保证风机组320运行的可靠性，风机组320为柜式结构，参见图6，图6为风机组320的俯视图，风机组320包括3个组室，第一组室351、第二组室352和第三组室353，其中第二组室352和第三组室353并列后位于第一组室351后方，第一组室351内设有空气净化组件322，第二组室352和第三组室353内均设置有风机本体323，图中的箭头为风的流动方向。具体地，风通过第一组室351能够分别流入第二组室352和第三组室353，但是第二组室352和第三组室353之间是不连通的，且第一组室351、第二组室352和第三组室353用于通风的开口均设置有可密封的密封阀。工作时，可以将两台风机本体323同时工作，以增加进气速度，也可以根据需要使两个风机本体323轮换工作。当其中一个风机本体323出现故障时，例如第二组室352内的风机本体323出现故障时，将第二组室352的密封阀封闭，此时第二组室352内的风机本体323依然可以正常工作。

在其他实施例中，第一组室351内也可以增设置风机本体323，即第一组室351、第二组室352和第三组室353内分别设置风机本体323。

进一步地，风机本体323使用数字化无刷直流外转子电机的离心式风机，简称EC(Electrical Commutation)风机，EC风机具有体积小、无需变频器、使用寿命长的优点，从而保证了风机组320的稳定运行。在其他实施例中，风机本体也可以使用传统的交流变频风机。

以上各实施例中，在一个气密室310设有第一送风口311和第二送风口312，通过一个风机组320完成向第一空间110和第二空间120内进行充气。在其他实施例中，参见图7-图9，建筑基础100内设置有两个气密室310，分别为第一气密室361和第二气密室362。其中，第一气密室361设有第一送风口311和用于向第一气密室361进风的第一通风口3131，第二气密室362设有第二送风口312和用于向第二气密室362进风的第二通风口3132。第一气密室361对应有第一风机组324，第二气密室362对应有第二风机组325。也就是说，第一风机组324与第一通风口3131连通，第一风机组324用于向第一气密室361供风，第二风机组325与第二通风口3132连通，第二风机组325用于向第二气密室362供风。

参见图8和图9，第一送风口311设置在第一气密室361的侧壁101，第一送风口311连通第一气密室361与第一空间110，而第一气密室361与第二空间120隔绝。第二送风口312设置在第二气密室362的顶壁102，第二送风口312连通第二气密室362和第二空间120，而第二气密室362和第一空间110隔绝。如此，通过单独设置第一气密室361、第二气密室362以及第一风机组324、第二风机组325，分别独立的向第一空间110和第二空间120内供风充气，使得第一空间110和第二空间120内气压控制更加精准。此时，第一送风口311和第二送风口312也可以不设置风阀340，通过第一风机组324和第二风机组325即可控制第一空间110和第二空间120内的气压；为了进一步提高控制精度，也可以分别在第一送风口311和第二送风口312设置风阀340，配合第一风机组324和第二风机组325实现更加精准的气压控制。

参见图10，在其中一个实施例中，外墙1061向外(图10中的左侧)延伸至地面，并形成一个具有开口的空间，风机本体323设置在该空间内，该空间通过通风口313与气密室310是连通的。内墙1062向内(图10中的左侧)延伸至地面。图10中，内墙1062弯折后延伸至地面，又如，内墙1062可以直接竖直的延伸至地面。

在其中一个实施例中，参见图1，提供一种播放系统，包括上述的气膜建筑，且在第一空间110内设置有支撑平台610和放映设备620，放映设备620朝向内层膜210投影。上述的内层膜210为球面结构，且内层膜210不限于图中所示的半球形，可以根据实际需要设计内层膜210的可视区域。

其中，支撑平台610上可以设置有座椅630，该座椅630为通过电机等驱动装置驱动的可摇晃座椅630，该座椅630随着播放影片的特效做出震动摇晃等特效。进一步地，支撑平台610为升降平台，该升降平台可以将观众提升至半空中，使观众置身与立体的观影环境中，即观众从上方、下方、左方、右方均可以观看到影片。

放映设备620包括若干个投影机，每个投影机播放完整画面的一个部分，所有投影机将投放在内层膜210上的画面拼合起来能够形成完整的画面。例如，放映设备620设置有至少三组投影机，当投影机设置有三组时，其中一组设于支撑平台610上部、其中一组设置在支撑平台610下部，其中一组设置在支撑平台610同一水平面部位，如此可以防止支撑平台610对投影机光线进行遮挡。

在其他实施例中，放映设备620包括至少包括12台投影机，且12台投影机均设置在观众的视线之上，且投影机向上投影，人在投影机所在的水平面以下，并向上进行观影，这样人不会对光线造成遮挡，也能够防止投影机发射的光线进入人眼，干扰观影效果且对人眼造成伤害。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种充气加压系统，其特征在于，用于对双层气膜建筑进行充气，所述双层气膜建筑包括由内层膜(210)与建筑基础(100)合围成的第一空间(110)以及由内层膜(210)和外层膜(220)合围成的第二空间(120)，所述充气加压系统(300)包括：

第一气密室(361)，所述第一气密室(361)设有第一送风口(311)和用于向所述第一气密室(361)进风的第一通风口(3131)，所述第一送风口(311)与所述第一空间(110)连通；

第一风机组(324)，用于向所述第一气密室(361)供风；

第二气密室(362)，所述第二气密室(362)设有第二送风口(312)和用于向所述第二气密室(362)进风的第二通风口(3132)，所述第二送风口(312)与所述第二空间(120)连通；以及

第二风机组(325)，用于向所述第二气密室(362)供风。

2.根据权利要求1所述的充气加压系统(300)，其特征在于，所述第一风机组(324)和第二风机组(325)均包括：

具有内腔(3211)的壳体(321)，所述壳体(321)上设有进风口(3212)和出风口(3123)，第一风机组(324)的出风口(3123)与第一气密室(361)连通，第二风机组(325)的出风口(3123)与第二气密室(362)连通；

空气净化组件(322)，设于所述内腔(3211)内，用于对通过所述风机组(320)的空气进行净化；以及

风机本体(323)，设于所述内腔(3211)内。

3.根据权利要求2所述的充气加压系统(300)，其特征在于，所述空气净化组件(322)包括第一过滤层(3221)和第二过滤层(3222)，从所述进风口(3212)至所述出风口(3123)依次经过所述第一过滤层(3221)和所述第二过滤层(3222)，所述第二过滤层(3222)的过滤强度大于所述第一过滤层(3221)的过滤强度。

4.根据权利要求3所述的充气加压系统(300)，其特征在于，所述第一过滤层(3221)为用于拦截杂物的拦物网。

5.根据权利要求3所述的充气加压系统(300)，其特征在于，所述第二过滤层(3222)用于过滤粒径5微米以上的颗粒物。

6.根据权利要求3所述的充气加压系统(300)，其特征在于，所述空气净化组件(322)还包括位于所述第二过滤层(3222)和所述出风口(3123)之间的第三过滤层(3223)，所述第三过滤层(3223)用于过滤粒径0.5微米以上的颗粒物。

7.根据权利要求2所述的充气加压系统(300)，其特征在于，所述充气加压系统(300)还包括防止空气回流的单向止回阀(330)。

8.根据权利要求1所述的充气加压系统(300)，其特征在于，所述第一送风口(311)和所述第二送风口(312)内均设有风阀(340)，所述风阀(340)用于调节通过空气的流速。

9.根据权利要求1所述的充气加压系统(300)，其特征在于，所述第一送风口(311)设置在所述气密室(310)的侧壁(101)，所述第二送风口(312)设置在所述气密室(310)的顶壁(102)。

10.一种气膜建筑，其特征在于，采用如权利要求1-9任意一项所述的充气加压系统(300)进行充气。