CN115013908A - 基于活塞效应的自然通风结构 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种基于活塞效应的自然通风结构，包括自然通风管和活塞风道，所述自然通风管的一端与地下空间连通，另一端延伸至地面外设置，所述活塞风道的一端延伸至地面外设置，所述活塞风道和地下空间之间设置有用于在活塞风道排风时、带动自然通风管朝向地下空间内自动输送空气的第一自然通风机构；本申请具有减少使用机械通风机构的能耗费用的优点。

Description

基于活塞效应的自然通风结构
技术领域
本申请涉及地下建筑通风领域，尤其是涉及一种基于活塞效应的自然通风结构。
背景技术
地下建筑具有良好的防护性能，较好的热稳定性和密闭性，以及综合的经济、社会和环境效益。地下建筑处在一定厚度的岩层或土层中，可免遭或减少核武器、常规武器、化学武器和生物武器的破坏，同时也能较有效地抵御地震、飓风等自然灾害。为了改善地下建筑室内空气环境，通常地下建筑大多采用机械装置例如通电的大型通风装置等方式，而采用机械通风的方式，将会严重增加地下建筑的运行能耗费用。
发明内容
为了节省地下建筑通风时的运行能耗费用，本申请提供一种基于活塞效应的自然通风结构。
本申请提供的一种基于活塞效应的自然通风结构采用如下的技术方案：
一种基于活塞效应的自然通风结构，包括自然通风管和活塞风道，所述自然通风管的一端与地下空间连通，另一端延伸至地面外设置，所述活塞风道的一端延伸至地面外设置，所述活塞风道和地下空间之间设置有用于在活塞风道排风时、带动自然通风管朝向地下空间内自动输送空气的第一自然通风机构。
通过采用上述技术方案，因列车在隧道内行驶而产生各种波动在隧道内逐渐加速隧道内之空气，使隧道内之空气随着列车而行进，便称之为隧道内之活塞效应，当活塞风道内产生活塞效应向外排风时，第一自然通风机构可通过自然通风管将外界新鲜的空气输送至地下空间内，采用第一自然通风机构的设置无需通过机械的方式通风，从而减少了通风时的运行能耗，从而使得地下空间可及时的补充新鲜的空气。
可选的，所述第一自然通风机构包括第一自然通风道，所述第一自然通风道的一端与地下空间连通，另一端与活塞风道连通，所述第一自然通风道内设置有用于供自然通风管内的空气沿地下空间单向吹动至活塞风道内的第一止回件。
通过采用上述技术方案，当活塞风道向外排风时，由于第一自然通风道的断面收缩，从而在第一自然通风道的位置形成负压提高风速，促使室外的新鲜空气沿着自然通风管被压缩至地下空间内，实现了室外新鲜空气的自动输送，采用第一止回件的设置可阻止活塞风道在吸风时带动活塞风道内的空气沿着第一自然通风道进入至地下空间内，从而防止刚进入地下空间内的新鲜空气又通过自然通风管被吹出，从而提高了将新鲜空气沿着自然通风管输送至地下空间内的输送效果。
可选的，所述第一自然通风道包括第一导向管和与第一导向管连通设置的第二导向管，所述第一导向管与地下空间连通，所述第二导向管远离第一导向管的端部位于活塞风道内，所述第二导向管远离第一导向管的端部朝向活塞风道位于地面外的端部设置。
通过采用上述技术方案，采用第一导向管和第二导向管的设置进一步使得第一自然通风道形成断面收缩，从而进一步增大了负压提高了风速，进一步提高了新鲜空气沿着自然通风管进入至地下空间内的输送效果，并且第一导向管和第二导向管的设置可对空气起到导向的效果，使得新鲜空气进入至地下空间内挤压地下空间内原有的空气沿着活塞风道排出，从而进一步提高了对地下空间内新鲜空气的输送效果。
可选的，所述第二导向管的横截面面积朝向远离第一导向管的方向逐渐增大。
通过采用上述技术方案，使得第二导向管进一步断面收缩，提高了地下空间内的空气沿着第二导向管通过时的风速，并且提高了对地下空间空气的排出效果。
可选的，所述第二导向管靠近活塞风道内壁的面设置为与活塞风道内壁重合的平面，所述第二导向管远离活塞风道内壁的面设置为弧形面，所述第二导向管的弧形面与活塞风道之间的间距朝向活塞风道位于地面外的端部的方向逐渐增大。
通过采用上述技术方案，当地下空间内的空气沿着第一导向管吹向第二导向管时，弧形面可对地下空间内的空气起到进一步的导向效果，从而提高了地下空间内原有空气的排出效果。
可选的，所述导风管内设置有用于在活塞风道吸风时、带动自然通风管朝向地下空间内自动输送空气的第二自然通风机构。
通过采用上述技术方案，当活塞风道内产生活塞效应向内吸风时，第二自然通风机构可通过自然通风管将外界新鲜的空气再次输送至地下空间内，采用第二自然通风机构的设置无需通过机械的方式通风，从而进一步减少了通风时的运行能耗，从而使得地下空间可及时的补充新鲜的空气。
可选的，所述第二自然通风机构包括第二自然通风道，所述第二自然通风道的一端与地下空间连通，另一端与活塞风道连通，所述第二自然通风道内设置有用于供自然通风管内的空气沿地下空间单向吹动至活塞风道内的第二止回件。
通过采用上述技术方案，当活塞风道向内吸风时，由于第二自然通风道的断面收缩，从而在第二自然通风道的位置形成负压提高风速，促使室外的新鲜空气沿着自然通风管被压缩至地下空间内，实现了室外新鲜空气的自动输送，第二止回件阻止了活塞风道在吸风时带动活塞风道内的空气直接沿着第一自然通风道进入至地下空间内与自然通风管内进入的新鲜空气产生冲突，从而防止刚进入地下空间内的新鲜空气又通过自然通风管被吹出，从而提高了将新鲜空气沿着自然通风管输送至地下空间内的输送效果，使得活塞风道无论在吸风或排风时均可实现对地下空间内新鲜空气的补充。
可选的，所述第二自然通风道包括第三导向管和与第三导向管连通设置的第四导向管，所述第三导向管与地下空间连通，所述第四导向管远离第三导向管的端部位于活塞风道内，所述第四导向管远离第三导向管的端部朝向背离活塞风道位于地面外的端部设置。
通过采用上述技术方案，采用第三导向管和第四导向管的设置进一步使得第二自然通风道形成断面收缩，从而进一步增大了负压提高了风速，进一步提高了新鲜空气沿着自然通风管进入至地下空间内的输送效果，并且第三导向管和第四导向管的设置可对空气起到导向的效果，使得新鲜空气进入至地下空间内挤压地下空间内原有的空气沿着活塞风道排出，从而进一步提高了对地下空间内新鲜空气的输送效果。
可选的，所述第四导向管的横截面面积朝向远离第三导向管的方向逐渐增大。
通过采用上述技术方案，使得第四导向管进一步断面收缩，提高了地下空间内的空气沿着第四导向管通过时的风速，并且提高了对地下空间空气的排出效果。
可选的，所述第四导向管靠近活塞风道内壁的面设置为与活塞风道内壁重合的平面，所述第四导向管远离活塞风道内壁的面设置为弧形面，所述第四导向管的弧形面与活塞风道之间的间距朝向远离活塞风道位于地面外的端部的方向逐渐增大。
通过采用上述技术方案，当地下空间内的空气沿着第二导向管吹向第四导向管时，弧形面可对地下空间内的空气起到进一步的导向效果，从而提高了地下空间内原有空气的排出效果。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.当活塞风道向外排风时，由于第一自然通风道的断面收缩，从而在第一自然通风道的位置形成负压提高风速，促使室外的新鲜空气沿着自然通风管被压缩至地下空间内，实现了室外新鲜空气的自动输送，采用第一止回件的设置可阻止活塞风道在吸风时带动活塞风道内的空气沿着第一自然通风道进入至地下空间内，从而防止刚进入地下空间内的新鲜空气又通过自然通风管被吹出，从而提高了将新鲜空气沿着自然通风管输送至地下空间内的输送效果；
2.当活塞风道向内吸风时，由于第二自然通风道的断面收缩，从而在第二自然通风道的位置形成负压提高风速，促使室外的新鲜空气沿着自然通风管被压缩至地下空间内，实现了室外新鲜空气的自动输送，第二止回件阻止了活塞风道在吸风时带动活塞风道内的空气直接沿着第一自然通风道进入至地下空间内与自然通风管内进入的新鲜空气产生冲突，从而防止刚进入地下空间内的新鲜空气又通过自然通风管被吹出，从而提高了将新鲜空气沿着自然通风管输送至地下空间内的输送效果，使得活塞风道无论在吸风或排风时均可实现对地下空间内新鲜空气的补充。
附图说明
图1是本申请实施例的剖面结构示意图；
图2是本申请实施例的用于展示第一自然通风道和第二自然通风道的结构示意图。
附图标记说明：1、自然通风管；11、活塞风道；111、活塞风亭；12、地下空间；13、第一自然通风道；131、第一止回件；132、第一导向管；133、第二导向管；14、第二自然通风道；141、第二止回件；142、第三导向管；143、第四导向管；15、百叶窗。
具体实施方式
以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种基于活塞效应的自然通风结构。结合图1和图2，一种基于活塞效应的自然通风结构，包括自然通风管1和活塞风道11，自然通风管1的一端与地下空间12连通，另一端延伸至地面外设置，活塞风道11的一端延伸至地面外设置，另一端与地铁隧道或其他可产生活塞效应的通道连通，活塞风道11位于地面外的端部设置有活塞风亭111，活塞风道11和自然通风管1均沿竖直方向设置，活塞风道11的横截面面积大于自然通风管1的横截面面积。
结合图1和图2，为了在活塞风道11吸风或排风时将新鲜的空气沿着自然通风管1输送至地下空间12内，活塞风道11和地下空间12之间设置有用于在活塞风道11排风时、带动自然通风管1朝向地下空间12内自动输送空气的第一自然通风机构。导风管内设置有用于在活塞风道11吸风时、带动自然通风管1朝向地下空间12内自动输送空气的第二自然通风机构。
结合图1和图2，第一自然通风机构包括第一自然通风道13，第一自然通风道13的一端与地下空间12连通，另一端与活塞风道11连通，第一自然通风道13内设置有用于供自然通风管1内的空气沿地下空间12单向吹动至活塞风道11内的第一止回件131；在本实施例中，第一止回件131设置为止回阀；当活塞风道11排风时，在第一自然通风道13所在的位置处形成负压，从而使得外界的空气沿着自然通风管1被吸入至地下空间12内，地下空间12内原有的空气沿着第一自然通风道13进入至活塞风道11内排出，第一止回件131阻止了活塞风道11吸风时带动原有的空气倒流至地下空间12内。
结合图1和图2，第一自然通风道13包括第一导向管132和与第一导向管132连通设置的第二导向管133，第一导向管132与地下空间12连通，第一导向管132沿水平方向设置在地下空间12和活塞风道11之间，第一导向管132的一端与地下空间12连通，另一端贯穿且延伸至活塞风道11内，第二导向管133远离第一导向管132的端部位于活塞风道11内，第二导向管133沿竖直方向设置在活塞风道11内，为了提高地下空间12内空气沿着活塞风道11内排出的排出效果，第二导向管133远离第一导向管132的端部朝向活塞风道11位于地面外的端部设置。
结合图1和图2，为了进一步提高地下空间12内原有空气沿着第一自然通风道13的排出效果，第二导向管133的横截面面积朝向远离第一导向管132的方向逐渐增大；第二导向管133靠近活塞风道11内壁的面设置为与活塞风道11内壁重合的平面，第二导向管133远离活塞风道11内壁的面设置为弧形面，第二导向管133的弧形面与活塞风道11之间的间距朝向活塞风道11位于地面外的端部的方向逐渐增大。
结合图1和图2，第二自然通风机构包括第二自然通风道14，第二自然通风道14位于相邻于第一自然通风道13所在的位置设置， 第二自然通风道14位于第一自然通风道13下方，第二自然通风道14的一端与地下空间12连通，另一端与活塞风道11连通，第二自然通风道14内设置有用于供自然通风管1内的空气沿地下空间12单向吹动至活塞风道11内的第二止回件141；在本实施例中，第二止回件141设置为止回阀。当活塞风道11吸风时，在第二自然通风道14所在的位置处形成负压，从而使得外界的空气沿着自然通风管1被吸入至地下空间12内，地下空间12内原有的空气沿着第二自然通风道14进入至活塞风道11内排出，第二止回件141阻止了活塞风道11排风时带动原有的空气倒流至地下空间12内。
结合图1和图2，在本实施例中，第一自然通风道13和第二自然通风道14位于地下空间12内的端部均设置有百叶窗15，采用百叶窗15的设置可阻挡部分杂质进入地下空间12和活塞风道11内，对于百叶窗15的具体结构在本实施例中不再进行赘述。
结合图1和图2，第二自然通风道14包括第三导向管142和与第三导向管142连通设置的第四导向管143，第三导向管142与地下空间12连通，第三导向管142沿水平方向设置在地下空间12和活塞风道11之间，第三导向管142的一端与地下空间12连通，另一端贯穿且延伸至活塞风道11内设置，第三导向管142位于相邻于第一导向管132的位置设置，第三导向管142和第一导向管132相互靠近的侧壁设置为共用侧壁，第四导向管143远离第三导向管142的端部位于活塞风道11内，第四导向管143沿竖直方向设置在活塞风道11内，为了提高地下空间12内空气沿着活塞风道11内排出的排出效果，第四导向管143远离第三导向管142的端部朝向背离活塞风道11位于地面外的端部设置，第四导向管143与第二导向管133的朝向相反。
结合图1和图2，为了进一步提高地下空间12内原有空气沿着第二自然通风道14的排出效果，第四导向管143的横截面面积朝向远离第三导向管142的方向逐渐增大；第四导向管143靠近活塞风道11内壁的面设置为与活塞风道11内壁重合的平面，第四导向管143远离活塞风道11内壁的面设置为弧形面，第四导向管143的弧形面与活塞风道11之间的间距朝向远离活塞风道11位于地面外的端部的方向逐渐增大。
本申请实施例一种基于活塞效应的自然通风结构的实施原理为：当活塞风道11排风时，此时在第一自然通风道13所在的位置处形成负压，外界的新鲜空气沿着自然通风管1进入至地下空间12内，地下空间12内原有的空气通过第一导向管132进入至第二导向管133内，沿着活塞风道11排出，因第二止回件141的设置，阻止了活塞风道11在排风时带动活塞风道11内的空气直接沿着第二自然通风道14进入至地下空间12内，当活塞风道11吸风时，此时在第二自然通风道14所在的位置处形成负压，外界的新鲜空气沿着自然通风管1进入至地下空间12内，地下空间12内原有的空气通过第三导向管142进入至第四导向管143内，使得地下空间12内的原有的空气被吸入至活塞风道11内，因第一止回件131的设置，阻止了活塞风道11在吸风时带动活塞风道11内的空气直接沿着第一自然通风道13进入至地下空间12内与自然通风管1内进入的新鲜空气产生冲突，使得无论在活塞风道11吸风或排风时均可向地下空间12内补充新鲜的空气，从而无需机械机构进行通风，减少了通风时的运行能耗。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于活塞效应的自然通风结构，其特征在于：包括自然通风管(1)和活塞风道(11)，所述自然通风管(1)的一端与地下空间(12)连通，另一端延伸至地面外设置，所述活塞风道(11)的一端延伸至地面外设置，所述活塞风道(11)和地下空间(12)之间设置有用于在活塞风道(11)排风时、带动自然通风管(1)朝向地下空间(12)内自动输送空气的第一自然通风机构。
2.根据权利要求1所述的基于活塞效应的自然通风结构，其特征在于：所述第一自然通风机构包括第一自然通风道(13)，所述第一自然通风道(13)的一端与地下空间(12)连通，另一端与活塞风道(11)连通，所述第一自然通风道(13)内设置有用于供自然通风管(1)内的空气沿地下空间(12)单向吹动至活塞风道(11)内的第一止回件(131)。
3.根据权利要求2所述的基于活塞效应的自然通风结构，其特征在于：所述第一自然通风道(13)包括第一导向管(132)和与第一导向管(132)连通设置的第二导向管(133)，所述第一导向管(132)与地下空间(12)连通，所述第二导向管(133)远离第一导向管(132)的端部位于活塞风道(11)内，所述第二导向管(133)远离第一导向管(132)的端部朝向活塞风道(11)位于地面外的端部设置。
4.根据权利要求3所述的基于活塞效应的自然通风结构，其特征在于：所述第二导向管(133)的横截面面积朝向远离第一导向管(132)的方向逐渐增大。
5.根据权利要求4所述的基于活塞效应的自然通风结构，其特征在于：所述第二导向管(133)靠近活塞风道(11)内壁的面设置为与活塞风道(11)内壁重合的平面，所述第二导向管(133)远离活塞风道(11)内壁的面设置为弧形面，所述第二导向管(133)的弧形面与活塞风道(11)之间的间距朝向活塞风道(11)位于地面外的端部的方向逐渐增大。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的基于活塞效应的自然通风结构，其特征在于：所述导风管内设置有用于在活塞风道(11)吸风时、带动自然通风管(1)朝向地下空间(12)内自动输送空气的第二自然通风机构。
7.根据权利要求6所述的基于活塞效应的自然通风结构，其特征在于：所述第二自然通风机构包括第二自然通风道(14)，所述第二自然通风道(14)的一端与地下空间(12)连通，另一端与活塞风道(11)连通，所述第二自然通风道(14)内设置有用于供自然通风管(1)内的空气沿地下空间(12)单向吹动至活塞风道(11)内的第二止回件(141)。
8.根据权利要求7所述的基于活塞效应的自然通风结构，其特征在于：所述第二自然通风道(14)包括第三导向管(142)和与第三导向管(142)连通设置的第四导向管(143)，所述第三导向管(142)与地下空间(12)连通，所述第四导向管(143)远离第三导向管(142)的端部位于活塞风道(11)内，所述第四导向管(143)远离第三导向管(142)的端部朝向背离活塞风道(11)位于地面外的端部设置。
9.根据权利要求8所述的基于活塞效应的自然通风结构，其特征在于：所述第四导向管(143)的横截面面积朝向远离第三导向管(142)的方向逐渐增大。
10.根据权利要求9所述的基于活塞效应的自然通风结构，其特征在于：所述第四导向管(143)靠近活塞风道(11)内壁的面设置为与活塞风道(11)内壁重合的平面，所述第四导向管(143)远离活塞风道(11)内壁的面设置为弧形面，所述第四导向管(143)的弧形面与活塞风道(11)之间的间距朝向远离活塞风道(11)位于地面外的端部的方向逐渐增大。
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