CN110963391A - 一种高层建筑新型抗烟囱效应智能感应门系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高层建筑新型抗烟囱效应智能感应门系统及控制方法，系统包括穿梭电梯的竖井，包括负一层电梯开口、首层电梯开口和顶层电梯开口；四道大门，其包括建筑大门、防烟囱效应气密门、电梯前室门、电梯厅门，其从建筑外进入电梯通过顺序依次为建筑大门、防烟囱效应气密门、电梯前室门、电梯厅门，方可进入电梯；布置在电梯井道的感应模块，所述感应模块与首层电梯前室门、首层防烟囱效应气密门、顶层电梯前室门相连以及顶层防烟囱效应气密门；风压、风速和气动噪声感应探头实时监测底层电梯井道内风压P、风速V或气动噪声N，传递数据后信号处理装置判断给出指令来控制门的关闭；通过本发明可以有效解决强烟囱效应导致的电梯厅门开闭故障。

Description

一种高层建筑新型抗烟囱效应智能感应门系统及控制方法

技术领域

本发明属于电梯机电产品的技术领域，具体涉及一种高层建筑新型抗烟囱效应智能感应门系统及控制方法。

背景技术

超高层建筑的“烟囱效应”是指由于建筑室内外温差造成的空气密度差导致的热压作用，使室外空气透过幕墙门窗等缝隙向室内渗入，并沿建筑内部电梯井等垂直井道发生上升或下降，形成影响程度不等的空气渗透现象。特别是冬季，室内外温差过大导致强烈的烟囱效应，使得室外渗入空气在通过电梯井由建筑底层被抽到顶层的过程中，形成强大的对流，造成建筑底层或顶层电梯厅门承受的气压过大，超过电梯门机的关闭力矩，导致电梯厅门关闭故障以致整个电梯系统无法正常运行。强烈烟囱效应导致的渗透风还带来建筑能耗增加、气动噪声超标等问题。烟囱效应产生的室内外气压力，将由建筑室外-室内电梯井道流通路径的建筑构件单元共同承担，如建筑外幕墙、大厅门、室内隔断门、电梯前室门等，最后到达电梯厅门。超高层建筑的烟囱效应问题是“超高层建筑设计-电梯产品设计”的系统问题,建筑构件单元在底部楼层和顶部楼层的气密性考虑不周是主因；因此从防治强烟囱效应角度，增加建筑构件单元在底部楼层和顶部楼层的气密性更有效。从建筑设计角度，防治超高层建筑强烟囱效应的主要措施是增加建筑构件单元的气密性，使得流通路径上的建筑构件承担更多的气压，从而减轻电梯厅门承受的气压力。

对于超高层建筑强烟囱效应的防治而言，底部楼层和顶部楼层门系统的气密性设计是关键节点，当前国内外技术规范中对此缺乏合理的规定，例如大厅门和前室门等建筑构件单元气密性的设计指标和使用状态，应达到什么标准可以避免产生强烟囱效应问题。目前，在超高层建筑设计中，大多数厅门和电梯前室门采用感应旋转门、感应平移门或固定轴推拉门；这些门通常设计安装独立，彼此互不关联，未专门考虑烟囱效应的影响，存在一些缺陷。例如，旋转门虽然气密性较好，其在人流高峰时通过性较差；感应平移门通过性较好，但气密性差；固定轴推拉门开闭不方便且气密性较差等。由于烟囱效应多发于室内外温差较大的冬季和夏季，在其余室内外温差不大的季节，大厅和电梯前室门常年保持气密状态，既无必要，也徒增人员的通行负担。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种高层建筑新型抗烟囱效应智能感应门系统，通过智能控制建筑底部大厅防烟囱效应气密门的启动，以及与建筑底部和顶部楼层的前室门系统的开闭状态联动，以形成有效空气隔断，解决超高层建筑强烟囱效应问题。

本发明的另一目的在于，提供一种高层建筑新型抗烟囱效应智能感应门系统的控制方法。

为了达到上述第一目的，本发明采用以下技术方案：

一种高层建筑新型抗烟囱效应智能感应门系统，包括：

穿梭电梯的竖井，包括负一层电梯开口、首层电梯开口和顶层电梯开口；

首层电梯，包括首层建筑大门、首层防烟囱效应气密门、首层电梯前室门、首层电梯厅门，其从建筑外进入首层电梯通过顺序依次为首层建筑大门、首层防烟囱效应气密门、首层电梯前室门和首层电梯厅门；

顶层电梯，包括顶层防烟囱效应气密门、顶层电梯前室门和顶层电梯厅门，其从建筑外进入顶层电梯通过顺序依次为顶层防烟囱效应气密门、顶层电梯前室门和顶层电梯厅门；

布置在电梯井道的感应模块，所述感应模块与首层电梯前室门、首层防烟囱效应气密门、顶层电梯前室门相连以及顶层防烟囱效应气密门；风压、风速和气动噪声感应探头实时监测底层电梯井道内风压P、风速V或气动噪声N，传递数据后信号处理装置判断给出指令来控制门的关闭；信号处理装置，所述信号处理装置用于根据布置在电梯井道的感应模块感应的数据来控制门的关闭。

作为优选的技术方案，所述感应模块为风压、风速和气动噪声感应探头。

作为优选的技术方案，所述风压、风速和气动噪声感应探头设置在首层与负一层之间的电梯井道。

作为优选的技术方案，所述信号处理装置包括中央处理器CPU、时钟电路、报警电路、中断系统、ROM、RAM和I/O接口；所述时钟电路、报警电路、中断系统均与中央处理器CPU连接，所述中断系统、ROM、RAM通过内部总线与中央处理器CPU连接，所述I/O接口还与中断系统连接；

所述信号处理装置采用单片机结构，将数据通过I/O接口接入，单片机内部存储的程序对三个输入数据P、V、N与预设的阈值比较，将处理结果通过I/O接口传递到防烟囱效应气密门、电梯前室门，控制开闭；

同时若P、V、N任一数据达到阈值，将触发报警电路；

并通过输入设备输入指令或者外部直接中断单片机系统；

时钟电路用于记录当前时间。

作为优选的技术方案，当感应模块实时监测的风压P、风速V或噪声N任一物理量，经信号处理装置判定数值大于预设阈值时，表明此时烟囱效应显著，发出警示信息，通过信号处理装置控制系统启动首层电梯前室门和首层防烟囱效应气密门的机械开闭系统，并控制首层电梯前室门和首层防烟囱效应气密门的联动，保证两者不同时开启；即当人员通过首层防烟囱效应气密门时，首层电梯前室门保持关闭；只有首层防烟囱效应气密门关闭时，首层电梯前室门才打开供人员通行；建筑顶部的顶层电梯前室门和顶层防烟囱效应气密门在强烟囱效应警告信号下，无人员通行时保持常闭状态；有人员通行时，保持顶层电梯前室门和顶层防烟囱效应气密门其中一扇门常闭。

作为优选的技术方案，当感应模块实时监测的风压P、风速V和噪声N任一物理量，经信号处理装置判定数值均小于预设阈值时，表明此时无烟囱效应或较弱，通过信号处理装置控制系统开启首层电梯前室门和首层防烟囱效应气密门、顶层电梯前室门和顶层防烟囱效应气密门均保持常开，降低人员通行压力。

为了达到上述另一目的，本发明采用以下技术方案：

一种高层建筑新型抗烟囱效应智能感应门系统的控制方法，包括下述步骤：

S1、位于底层电梯井道的感应模块的风压、风速和气动噪声感应探头，实时采集井道内风压P、风速V和气动噪声N数据；

S2、数据传递到信号处理装置，经内部预设程序，进行数据比较，输出操作信号，并按时间先后将实时数据存储进存储器ROM；

S3、若P＜P₀,且V＜V₀，且N＜N₀，则控制系统开启首层电梯前室门和首层防烟囱效应气密门、顶层电梯前室门和顶层防烟囱效应气密门，均保持常开；

S4、反之，若P＞P₀,或V＞V_0，或N＞N₀，启动首层电梯前室门和首层防烟囱效应气密门的机械开闭系统，保持联动，建筑顶部的顶层电梯前室门和顶层防烟囱效应气密门同样保持联动；

S5、当S4触发时，信号处理系统内报警电路将触发。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本发明通过在电梯井道布置的风压、风速和气动噪声传感器，来实时监测超高层建筑的烟囱效应强度，并智能控制建筑底部大厅防烟囱效应气密门的启动、以及与建筑底部和顶部楼层的前室门系统的开闭状态联动，以缓解建筑底层和顶层电梯厅门承受烟囱效应气压过大问题，从而解决强烟囱效应导致的电梯厅门开闭故障。

附图说明

图1是本发明智能感应门系统的结构示意图。

图2是本发明建筑首层四扇门的3D关系图。

图3是本发明信号处理装置的电路原理图。

附图标号说明：1-竖井；2-首层电梯厅门；3-首层电梯前室门；4-首层防烟囱效应气密门；5-首层建筑大门；6-顶层电梯厅门；7-顶层电梯前室门；8-顶层防烟囱效应气密门；9-感应模块；10-信号处理装置。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1、图2所示，本实施例提供的一种高层建筑新型风压感应智能门系统，包括高层建筑核心筒电梯井穿梭电梯的竖井1，内含垂直运输电梯。将首层电梯厅门2安装在建筑首层电梯厅门门框上，在首层大厅中，按逐渐远离首层电梯厅门2的位置，依次安装首层电梯前室门3、首层防烟囱效应气密门4、首层建筑大门5。在建筑顶层，安装顶层电梯厅门6、顶层电梯前室门7，顶层防烟囱效应气密门8。在高层建筑首层和负一层的电梯竖井之间，安装感应模块9，所述感应模块9内含风压、风速和气动噪声感应探头。

所述感应模块9与首层电梯前室门3、防烟囱效应气密门4、顶层电梯前室门7、防烟囱效应气密门8相连，感应结果经信号处理装置10，控制门的开启和闭合。

如图3所示，所述信号处理装置10包括中央处理器CPU、时钟电路、报警电路、中断系统、ROM、RAM和I/O接口；所述时钟电路、报警电路、中断系统均与中央处理器CPU连接，所述中断系统、ROM、RAM通过内部总线与中央处理器CPU连接，所述I/O接口还与中断系统连接；

所述信号处理装置采用单片机结构，将数据通过I/O接口接入，单片机内部存储的程序对三个输入数据P、V、N与预设的阈值比较，将处理结果通过I/O接口传递到防烟囱效应气密门、电梯前室门，控制开闭；

同时若P、V、N任一数据达到阈值，将触发报警电路；

并通过输入设备输入指令或者外部直接中断单片机系统；

时钟电路用于记录当前时间。

进一步的，当感应模块8实时监测的风压P、风速V和噪声N任一物理量，经信号处理装置10判定数值大于预设阈值时(P＞P₀,或V＞V_0，或N＞N₀),表明此时烟囱效应显著，发出警示信息。通过信号处理装置10控制系统启动首层电梯前室门3和首层防烟囱效应气密门4的机械开闭系统(二者皆为自动门)，并控制首层电梯前室门3和首层防烟囱效应气密门4的联动，保证两者不同时开启。即当人员通过首层防烟囱效应气密门4时，首层电梯前室门3保持关闭；只有，首层防烟囱效应气密门4关闭时，首层电梯前室门3才打开供人员通行。建筑顶部的顶层电梯前室门7和顶层防烟囱效应气密门8在强烟囱效应警告信号下(P＞P₀,或V＞V_0，或N＞N₀)，无人员通行时保持常闭状态；有人员通行时，保持电梯前室门和的防烟囱效应气密门其中1扇门常闭(二者不同时开启)。

当感应模块8实时监测的风压P、风速V和噪声N任一物理量，经信号处理装置10判定数值均小于预设阈值时(P＜P₀,且V＜V_0，且N＜N₀)，表明此时无烟囱效应或较弱，通过信号处理装置10控制系统开启首层电梯前室门3和首层防烟囱效应气密门4、顶层电梯前室门7和顶层防烟囱效应气密门8均保持常开，降低人员通行压力。

本发明的另一个实施例提供了一种高层建筑新型抗烟囱效应智能感应门系统的控制方法，包括下述步骤：

S1、位于底层电梯井道的感应模块的风压、风速和气动噪声感应探头，实时采集井道内风压P、风速V和气动噪声N数据；

S2、数据传递到信号处理装置，经内部预设程序，进行数据比较，输出操作信号，并按时间先后将实时数据存储进存储器ROM；

S3、若P＜P₀,且V＜V₀，且N＜N₀，则控制系统开启首层电梯前室门和首层防烟囱效应气密门、顶层电梯前室门和顶层防烟囱效应气密门，均保持常开；

S4、反之，若P＞P₀,或V＞V_0，或N＞N₀，启动首层电梯前室门和首层防烟囱效应气密门的机械开闭系统，保持联动。建筑顶部的顶层电梯前室门7和顶层防烟囱效应气密门同样保持联动；

S5、当S4触发时，信号处理系统内报警电路将触发。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高层建筑新型抗烟囱效应智能感应门系统，其特征在于，包括：

穿梭电梯的竖井，包括负一层电梯开口、首层电梯开口和顶层电梯开口；

首层电梯，包括首层建筑大门、首层防烟囱效应气密门、首层电梯前室门、首层电梯厅门，其从建筑外进入首层电梯通过顺序依次为首层建筑大门、首层防烟囱效应气密门、首层电梯前室门和首层电梯厅门；

顶层电梯，包括顶层防烟囱效应气密门、顶层电梯前室门和顶层电梯厅门，其从建筑外进入顶层电梯通过顺序依次为顶层防烟囱效应气密门、顶层电梯前室门和顶层电梯厅门；

布置在电梯井道的感应模块，所述感应模块与首层电梯前室门、首层防烟囱效应气密门、顶层电梯前室门相连以及顶层防烟囱效应气密门；风压、风速和气动噪声感应探头实时监测底层电梯井道内风压P、风速V或气动噪声N，传递数据后信号处理装置判断给出指令来控制门的关闭；信号处理装置，所述信号处理装置用于根据布置在电梯井道的感应模块感应的数据来控制门的关闭。

2.根据权利要求1所述高层建筑新型抗烟囱效应智能感应门系统，其特征在于，所述感应模块为风压、风速和气动噪声感应探头。

3.根据权利要求2所述高层建筑新型抗烟囱效应智能感应门系统，其特征在于，所述风压、风速和气动噪声感应探头设置在首层与负一层之间的电梯井道。

4.根据权利要求1所述高层建筑新型抗烟囱效应智能感应门系统，其特征在于，所述信号处理装置包括中央处理器CPU、时钟电路、报警电路、中断系统、ROM、RAM和I/O接口；所述时钟电路、报警电路、中断系统均与中央处理器CPU连接，所述中断系统、ROM、RAM通过内部总线与中央处理器CPU连接，所述I/O接口还与中断系统连接；

所述信号处理装置采用单片机结构，将数据通过I/O接口接入，单片机内部存储的程序对三个输入数据P、V、N与预设的阈值比较，将处理结果通过I/O接口传递到防烟囱效应气密门、电梯前室门，控制开闭；

同时若P、V、N任一数据达到阈值，将触发报警电路；

并通过输入设备输入指令或者外部直接中断单片机系统；

时钟电路用于记录当前时间。

5.根据权利要求1所述高层建筑新型抗烟囱效应智能感应门系统，其特征在于，当感应模块实时监测的风压P、风速V或噪声N任一物理量，经信号处理装置判定数值大于预设阈值时，表明此时烟囱效应显著，发出警示信息，通过信号处理装置控制系统启动首层电梯前室门和首层防烟囱效应气密门的机械开闭系统，并控制首层电梯前室门和首层防烟囱效应气密门的联动，保证两者不同时开启；即当人员通过首层防烟囱效应气密门时，首层电梯前室门保持关闭；只有首层防烟囱效应气密门关闭时，首层电梯前室门才打开供人员通行；建筑顶部的顶层电梯前室门和顶层防烟囱效应气密门在强烟囱效应警告信号下，无人员通行时保持常闭状态；有人员通行时，保持顶层电梯前室门和顶层防烟囱效应气密门其中一扇门常闭。

6.根据权利要求1所述高层建筑新型抗烟囱效应智能感应门系统，其特征在于，当感应模块实时监测的风压P、风速V和噪声N任一物理量，经信号处理装置判定数值均小于预设阈值时，表明此时无烟囱效应或较弱，通过信号处理装置控制系统开启首层电梯前室门和首层防烟囱效应气密门、顶层电梯前室门和顶层防烟囱效应气密门均保持常开，降低人员通行压力。

7.根据权利要求1-6中任一项所述高层建筑新型抗烟囱效应智能感应门系统的控制方法，其特征在于，包括下述步骤：

S1、位于底层电梯井道的感应模块的风压、风速和气动噪声感应探头，实时采集井道内风压P、风速V和气动噪声N数据；

S2、数据传递到信号处理装置，经内部预设程序，进行数据比较，输出操作信号，并按时间先后将实时数据存储进存储器ROM；

S3、若P＜P₀,且V＜V₀，且N＜N₀，则控制系统开启首层电梯前室门和首层防烟囱效应气密门、顶层电梯前室门和顶层防烟囱效应气密门，均保持常开；

S4、反之，若P＞P₀,或V＞V_0，或N＞N₀，启动首层电梯前室门和首层防烟囱效应气密门的机械开闭系统，保持联动，建筑顶部的顶层电梯前室门和顶层防烟囱效应气密门同样保持联动；

S5、当S4触发时，信号处理系统内报警电路将触发。

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