CN109945382B - 气膜建筑用通风管道结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气膜建筑的技术领域，具体公开了一种气膜建筑用通风管道结构，包括通风管，通风管环绕在气膜主体的内侧的底部，通风管内连接有隔层，隔层将通风管分隔为独立的第一通道和第二通道，第一通道密封连通有送风管，送风管悬吊于气膜主体的内部，送风管的周壁开设有若干送风孔，送风孔与地面的距离大于等于3m；第二通道的侧壁开设有若干进风口，第二通道密封连通有排风管，排风管内安装有用于控制排风管开启/闭合的控制单元。本发明中，送气孔与地面的距离在3m以上，进入气膜主体内部的气流不会影响底部人员的活动，并且，新空气从高处进入气膜主体内部，而底部的旧空气进入第二通道、排风管排出，能够确保大部分旧空气排出气膜建筑。

Description

气膜建筑用通风管道结构

技术领域

本发明涉及气膜建筑的技术领域，具体公开了一种气膜建筑用通风管道结构。

背景技术

气膜建筑，也称空气支撑膜结构，是采用高性能膜材(气膜主体)并利用空气压力支撑膜材的一种建筑结构，其原理是，将膜材固定于地面基础结构周边，利用供风系统让室内气压上升到一定压力后，使得室内外产生压力差(该压力差约250Pa)以抵抗外力。由于利用了气压进行支撑，无需任何梁、柱，因此，气膜建筑相较于传统建筑而言，拥有更大的完全净空的建筑空间。

但是，由于气膜建筑自身的结构是一个完整封闭的空间，其内部的通风并不能像传统建筑一样可以通透对流。现有的气膜建筑的通风普遍采用的换风设备，将通风管道埋在气膜建筑的底部，通风管的两端分别利用换风设备和气膜建筑的内部空间。这样的设定，在向气膜建筑的内部通风时，由于新风从气膜建筑的底部吹起，容易影响气膜建筑底部人员的活动，如从通风管流出的风速较大从而影响乒乓球、羽毛球等轻质量球类的运动轨迹，从而影响人员的活动；而在将气膜建筑内部的旧空气排出时，将会存在以下问题：该通风管所在附近的旧空气排出容易，但是远离该通风管的部位例如气膜建筑顶部的旧空气较难排出，难以满足气膜建筑内部的换风要求。

发明内容

本发明意在提供一种气膜建筑用通风管道结构，以解决现有的气膜建筑的通风管道容易影响建筑底部人员的活动的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：气膜建筑用通风管道结构，包括通风管，所述通风管环绕在气膜主体的内侧的底部，通风管内固定连接有隔层，隔层沿通风管的径向设置，隔层将通风管分隔为独立的第一通道和第二通道，第一通道密封连通有送风管，送风管悬吊于气膜主体的内部，送风管的周壁开设有若干送风孔，所述送风孔与地面的距离大于等于3m；第二通道的侧壁开设有若干进风口，第二通道密封连通有排风管，排风管远离第二通道的一端伸出气膜主体，排风管内安装有用于控制排风管开启/闭合的控制单元。

本基础方案的工作原理及有益效果在于：

1、新空气通过第一通道进入送风管内，并通过送风管上的送气孔进入气膜主体的内部，由于送气孔与地面的距离大于等于3m，因此，新空气流出时形成的气流并不会影响底部人员的活动。

2、由于人员的活动带进来的灰尘颗粒混入旧空气中，且人员呼吸吐出的二氧化碳导致旧空气中的二氧化碳含量提高，因此，相较于新空气，旧空气的平均分子量较大，即旧空气比新空气重，新空气从高处进入气膜主体的内部时，排风管上的控制单元控制排风管打开，由于气膜主体内部的气压大于大气压，且通风管环绕在气膜主体内侧的底部，因此，底部的旧空气能够从四周进入第二通道内，并从排风管排出，能够确保大部分旧空气从气膜主体的内部排出。相较于现有的气膜建筑中利用通风管对局部进行排气而言，本基础方案的换气效果更好，能够确保大部分旧空气排出，且避免排出新空气。

3、本基础方案中，新空气在进入送风管前，先经过第一通道，在从送气孔进入气膜主体的内部前，先经过送风管，而第一通道和送风管均设置在气膜主体的内部，因此，新空气在进入气膜主体的内部前，预先与第一通道、送风管接触，通过接触传热，实现旧空气与新空气之间的热量交换，对新空气进行预热或预冷，减小新空气与气膜主体内部之间的温差。

进一步，所述隔层为热交换片。

隔层为热交换片时，旧空气在第二通道中流动，新空气在第一通道中流动，于是，旧空气与新空气在通风管中进行热交换，对新空气进行预热或预冷。

进一步，所述送风管与第一通道的连接处、所述排风管与第二通道的连接处位于相对侧。

当送风管与排风管位于相对侧时，第一通道内的新空气和第二通道内的旧空气会在相反方向上流动，旧空气与新空气之间的热量交换程度增强，新空气的预热或预冷效果更好。

进一步，所述热交换片上固定连接有若干导热棒，导热棒一端位于第一通道内，导热棒的另一端位于第二通道内。

首先，导热棒能够增加热交换面积，提高热交换效率；其次，导热棒能够作为阻碍物减缓新空气、旧空气的流速，延长热交换时间，提高热交换效果。并且，通过调节导热棒的直径、数量和排布方式，能够过滤空气中的絮状杂质，清洁空气。

进一步，所述第二通道的进风口处固定连接有进风管，进风管完全包围进风口，进风管远离第二通道的一端倾斜朝向地面设置。

进风管远离第二通道的一端倾斜朝向地面的设置，使得贴近地面的旧空气能够通过进风管进入第二通道内，从而通过排风管排出。

进一步，所述控制单元包括封闭板、电磁铁、磁铁和弹簧，所述封闭板固定连接在排风管内并封闭排风管，封闭板上开设有通孔，封闭板上滑动连接有能封堵通孔的滑板，所述磁铁固定连接于滑板上，所述电磁铁固定连接于排风管内，电磁铁电连接有滑动变阻器，弹簧的两端分别连接在排风管的内壁和磁铁上。

利用滑动变阻器改变电回路中的电阻值，从而实现在相同电压下，改变电回路中的电流的大小，从而改变电磁铁通电时对磁铁产生的磁性吸力的大小，从而改变滑板的滑动距离，控制通孔露出部分的大小，调整排风管的排气速度。

进一步，所述送风孔的下方设有缓流板，缓流板与送风管连接。

新空气通过送风孔进入气膜主体的内部时，喷射方向朝向地面的气流将会受到缓流板的阻碍作用，不会直接喷向地面方向，避免气流速度过快而影响底部人员的活动。

进一步，所述排风管远离第二通道的一端密封连通有除尘管，除尘管内壁的顶部安装有若干喷水头，使除尘管内形成至少一道除尘水帘。

气膜主体内部的旧空气排出时，旧空气内含有较多的粉尘颗粒或其他的杂质，直接排入大气将会对外界环境造成一定的影响，因此，在除尘管内制造除尘水帘以除去旧空气中的杂质，避免旧空气排出后对外界环境造成影响。

进一步，所述除尘管内壁的底部固定连接有若干折流板，折流板包括相互固定连接的曲板和斜板，曲板和斜板构成储水部，储水部靠近排风管的一端低于储水部远离排风管的一端。

水落在折流板的储水部内，待储水部内的水满后溢出，将会形成新的水帘，因此，折流板能够将除尘水帘分成在竖直方向上错开的两段，旧空气在折流板的作用下形成紊流的同时，部分旧空气能够先经过下半段的除尘水帘再经过上半段的除尘水帘，增加除尘效果。

进一步，所述除尘管的底壁开设有若干出水孔，除尘管的底部连接有水回收箱，出水孔连通除尘管与水回收箱。

含有粉尘颗粒等杂质的污水经出水孔流入水回收箱内，沉淀后能够回收再利用，避免水资源的浪费。

附图说明

图1为本发明实施例中气膜建筑用通风管道结构的正向剖视图；

图2为图1中A-A方向的剖视图；

图3为通风管的径向剖视图；

图4为送风管的局部结构示意图；

图5为控制单元的结构示意图；

图6为实施例一中除尘管的正向剖视图；

图7为实施例二中除尘管的正向剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：通风管10、隔层110、导热棒111、第一通道120、第二通道130、进风口131、进风管132、气膜主体20、送风管30、吊带310、送风孔320、缓流板330、钢丝340、输气管40、风机50、排风管60、封闭板610、通孔611、电磁铁620、磁铁630、弹簧640、滑板650、除尘管70、喷水头710、折流板720、曲板721、斜板722、储水部723、出水孔730、挡板740。

实施例一

实施例基本如图1和图2所示：气膜建筑用通风管道结构，包括通风管10，通风管10环绕在气膜主体20的内侧的底部，结合图3所示，通风管10内固定连接有隔层110，隔层110沿通风管10的径向设置，隔层110将通风管10分隔为独立的第一通道120和第二通道130。隔层110为热交换层，可以选用金属银、金属铜、金属金等金属材料制成，本实施例中，隔层110选用金属铜材料制成。隔层110上固定连接有若干导热棒111，导热棒111的上端位于第一通道120内，导热棒111的下端位于第二通道130内。

第一通道120的右端密封连通有送风管30，送风管30悬吊于气膜主体20的内部，具体地，结合图4所示，送风管30的外壁上固定连接有吊带310，气膜主体20的内侧的顶部设有吊点，吊带310与吊点相连。送风管30的周壁开设有若干送风孔320，送风孔320与地面的距离大于等于3m。送风孔320的下方设有缓流板330，缓流板330呈弧形，且凹面朝向气膜主体20的顶部，缓流板330与送风管30连接，具体地，缓流板330上开设有连接孔，连接孔连接有钢丝340，钢丝340的上端绑定在送气管上，将缓流板330吊装在送气孔的下方。

第一通道120的左端密封连接有输气管40，输气管40的左端与风机50的出风口密封连接。本实施例中，输气管40的中间部分埋入地下，避免输气管40与气膜主体20接触，从而避免气膜主体20在内压改变发生伸缩时，由于输气管40固定安装而引发气膜主体20撕裂。

结合图3所示，第二通道130的侧壁开设有若干进风口131，第二通道130的进风口131处固定连接有进风管132，进风管132完全包围进风口131，进风管132远离第二通道130的一端倾斜朝向地面设置。

第二通道130的左端密封连通有排风管60，排风管60的左端伸出气膜主体20，排风管60的中间部分埋入地下，避免排风管60与气膜主体20接触，排风管60内安装有用于控制排风管60开启/闭合的控制单元。结合图5所示，控制单元包括封闭板610、电磁铁620、磁铁630和弹簧640，封闭板610固定连接在排风管60内并封闭排风管60，封闭板610上开设有通孔611，封闭板610上竖直滑动连接有能封堵通孔611的滑板650，磁铁630固定连接于滑板650上。具体地，封闭板610的左侧壁设有竖直的T型滑槽，滑板650的右侧壁固定连接有与T型滑槽滑动配合的滑轨。电磁铁620固定连接于排风管60内壁的顶部，电磁铁620电连接有滑动变阻器、开关和电源，电磁铁620、滑动变阻器、开关和电源串联形成电回路(未画出)。弹簧640的上端固定连接在排风管60内壁的顶部，弹簧640的下端固定连接在磁铁630上。

排风管60的左端密封连通有除尘管70，结合图6所示，除尘管70内壁的顶部安装有若干喷水头710，使除尘管70内形成至少一道除尘水帘，除尘管70内壁的底部固定连接有若干折流板720，相邻折流板720之间的距离为20cm。每个折流板720包括相互固定连接的曲板721和斜板722，曲板721和斜板722构成储水部723，储水部723的右端低于储水部723的左端。除尘管70的底壁开设有若干出水孔730，除尘管70的底部连接有水回收箱，出水孔730连通除尘管70与水回收箱。

具体实施过程如下：启动风机50，风机50将新空气压入输气管40，新空气进入第一通道120内，从第一通道120的左端流向第一通道120的右端。同时，控制排风管60处于开启状态，具体地，将电回路中的开关闭合，使得电磁铁620通电产生磁性，对磁铁630施加向上的磁性吸力，使得滑板650向上滑动，露出通孔611的一部分，以便旧空气排入除尘管70内。过程中，工作人员可以通过调节滑动变阻器来改变电回路中的电阻值，以此改变电回路中的电流大小，从而改变电磁铁620对磁铁630施加的磁性吸力的大小，调整滑板650滑动的距离，从而实现对排风管60排气速度的控制。

排风管60开启后，气膜主体20内位于底部的旧空气经进风管132、进风口131进入第二通道130内，由于通风管10是环绕气膜主体20内侧设置的，因此，底部的旧空气能够从四周进入第二通道130内，且进入第二通道130内的旧空气流向第二通道130的左端，此时，第一通道120内的新空气从第一通道120的左端流向第一通道120的右端，所以，新空气和旧空气之间的流向相反，旧空气与新空气之间进行热量交换，此过程中，导热棒111能够提高热交换效果，实现对新空气的预热或者预冷，减小新空气与气膜主体20内部之间的温差。

新空气从第一通道120的右端进入送风管30内，随后从送风孔320流出，由于送风孔320与地面之间的距离大于等于3m，从送风孔320流出的新空气距离地面较远，不会影响底部人员的活动。并且，即使新空气从送风孔320流出的速度过大，送风孔320下方的缓流板330具有阻碍作用，能够阻碍高速气流喷向地面，避免高速气流影响底部人员的活动。不仅如此，缓流板330能够改变新空气的流向，使得不同流向的气流相遇碰撞，减弱气流的流速，减弱新空气对气膜主体20内部原本的气流体系的影响。

经过热交换后的旧空气通过排气管进入除尘管70内(图6中，旧空气由右向左流动)，由于旧空气内含有较多的粉尘颗粒或其他的杂质，直接排入大气将会对外界环境造成一定的影响，因此，在除尘管70内，由喷水头710形成的除尘水帘能够吸附旧空气中的灰尘、粉尘、颗粒等杂质，对旧空气进行清洁，最终排放的旧空气较为洁净，避免旧空气排出后对外界环境造成影响。

而除尘管70内的折流板720不仅能够改变旧空气的流向，使得旧空气在除尘管70内形成紊流，使得旧空气与除尘水帘充分接触，提高旧空气的清洁效果，还能使得除尘水帘分为在竖直方向上错开的两段，使得部分旧空气在经过下半段除尘水帘后，在曲板721的导向下，再穿过下半段除尘水帘，经过上半段除尘水帘，这样，能够在达到同样的除尘效果时，减少除尘水帘的数量，即减少喷水头710的设置。

过程中，吸附灰尘、粉尘、颗粒等杂质的污水经出水孔730流入水回收箱内，沉淀后能够回收再利用，避免水资源的浪费。

实施例二

本实施例与实施例一的不同之处在于：结合图7所示，本实施例中除尘管70内的折流板720设置方向与实施例一相反，储水部723的左端低于右端，储水部723的左侧设有挡板740，挡板740的顶端固定连接在除尘管70内壁的顶部，挡板740的底端低于曲板721的左端。

喷水头710喷出的水形成除尘水帘Ⅰ，水聚积在储水部723内，随着储水部723内的水量逐渐增多，水漫过曲板721并沿曲板721的上表面流淌，最终从曲板721的左端流下，形成抛物线型的除尘水帘Ⅱ，除尘水帘Ⅱ的水飞流至挡板740的右侧壁上，水沿挡板740向下流淌，形成除尘水帘Ⅲ。于是，旧空气经过除尘管70时，首先经过除尘水帘Ⅰ，再经过除尘水帘Ⅱ，最后经过除尘水帘Ⅲ，提高对旧空气的除尘效果，使得旧空气更为洁净，避免旧空气排入大气对外界环境造成影响。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。

Claims (5)

1.气膜建筑用通风管道结构，包括通风管，其特征在于：所述通风管环绕在气膜主体的内侧的底部，通风管内固定连接有隔层，所述隔层为热交换片，隔层沿通风管的径向设置，隔层将通风管分隔为独立的第一通道和第二通道，所述热交换片上固定连接有若干导热棒，导热棒一端位于第一通道内，导热棒的另一端位于第二通道内；所述第一通道密封连通有送风管，送风管悬吊于气膜主体的内部，送风管的周壁开设有若干送风孔，所述送风孔与地面的距离大于等于3m；第二通道的侧壁开设有若干进风口，所述第二通道的进风口处固定连接有进风管，进风管完全包围进风口，进风管远离第二通道的一端倾斜朝向地面设置，第二通道密封连通有排风管，排风管远离第二通道的一端伸出气膜主体，所述送风管与第一通道的连接处、所述排风管与第二通道的连接处位于相对侧，排风管内安装有用于控制排风管开启/闭合的控制单元，所述控制单元包括封闭板、电磁铁、磁铁和弹簧，所述封闭板固定连接在排风管内并封闭排风管，封闭板上开设有通孔，封闭板上滑动连接有能封堵通孔的滑板，所述磁铁固定连接于滑板上，所述电磁铁固定连接于排风管内，电磁铁电连接有滑动变阻器，弹簧的两端分别连接在排风管的内壁和磁铁上。

2.根据权利要求1所述的气膜建筑用通风管道结构，其特征在于：所述送风孔的下方设有缓流板，缓流板与送风管连接。

3.根据权利要求1或2所述的气膜建筑用通风管道结构，其特征在于：所述排风管远离第二通道的一端密封连通有除尘管，除尘管内壁的顶部安装有若干喷水头，使除尘管内形成至少一道除尘水帘。

4.根据权利要求3所述的气膜建筑用通风管道结构，其特征在于：所述除尘管内壁的底部固定连接有若干折流板，折流板包括相互固定连接的曲板和斜板，曲板和斜板构成储水部，储水部靠近排风管的一端低于储水部远离排风管的一端。

5.根据权利要求4所述的气膜建筑用通风管道结构，其特征在于：所述除尘管的底壁开设有若干出水孔，除尘管的底部连接有水回收箱，出水孔连通除尘管与水回收箱。

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