CN117704544A - 一种建筑大空间的自然通风节能系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种建筑大空间的自然通风节能系统，属于建筑大空间的绿色低碳设计技术领域，解决了现有的建筑大空间通风技术中存在能耗较大的技术问题。建筑大空间的自然通风节能系统包括：第一房间，具有第一进风口、第一通风口以及导风板，所述导风板与所述第一通风口相对设置；所述升降吊顶根据所述第一通风口处室内和室外的压差自动调节升降幅度；所述第一进风口与所述第一通风口之间形成第一通风路径；所述第一通风口与所述导风板之间形成第二通风路径；当第一气流流经所述第二通风路径时，所述第一通风路径中形成第二气流，使得所述第二气流自所述第一进风口流向所述第一通风口。本发明实现了建筑大空间的自然通风，降低了能耗。
Description
技术领域
本发明属于建筑大空间的绿色低碳设计技术领域，具体而言涉及一种建筑大空间的自然通风节能系统。
背景技术
在我国“碳达峰、碳中和”背景下，建筑的绿色低碳设计是建筑业需要关注的重点问题；建筑全生命周期，除了设计和建造阶段，更应运用综合技术手段在建筑运维阶段节能降耗，减少碳排放；建筑大空间通常包括报告厅、剧院、音乐厅等；这些大空间通常对封闭性要求较高，因此需要良好的通风换气保持室内舒适度。
现有技术中的自然通风技术主要应用于农村住宅等小型建筑，而建筑大空间需要依赖机电空调系统、换风机等设备实现室内外通风，存在能耗较大等问题。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种建筑大空间的自然通风节能系统，用以解决现有的建筑大空间通风技术中存在能耗较大的技术问题。
本发明的目的是这样实现的：
一种建筑大空间的自然通风节能系统，包括：
第一房间，具有第一进风口、第一通风口、导风板和升降吊顶，所述导风板设于所述第一通风口上方；所述升降吊顶根据所述第一通风口处室内和室外的压差自动调节升降幅度；
所述第一进风口与所述第一通风口之间形成第一通风路径；所述第一通风口与所述导风板之间形成第二通风路径；当第一气流流经所述第二通风路径时，所述第一通风路径中形成第二气流，使得所述第二气流自所述第一进风口流向所述第一通风口。
进一步地，所述第一房间还具有第一屋顶，所述第一屋顶设有所述第一通风口的一端高于远离所述第一通风口的另一端。
进一步地，还包括第二房间，具有第二屋顶，所述第二屋顶与所述第一屋顶远离所述第一通风口的一端相连接；所述第二屋顶与所述第一屋顶相连接的一端高于所述第二屋顶的另一端。
进一步地，所述第二房间还具有第二通风口；所述第二通风口设于所述第二屋顶与所述第一屋顶相连接的一端。
进一步地，还包括传感器监测模块，所述传感器监测模块包括室内传感器，所述室内传感器用于监测所述第一房间的室内空气情况。
进一步地，还包括数据获取模块和自动控制模块，所述数据获取模块用于获取室外天气数据，并将所述室外天气数据上传到所述自动控制模块中。
进一步地，所述自动控制模块用于根据所述室外天气数据和所述室内空气情况，控制所述第一进风口和所述第一通风口的开启或关闭，以及所述升降吊顶的下降或上升。
进一步地，所述传感器监测模块还包括室外传感器，所述室外传感器用于监测极端天气状况，并反馈给所述自动控制模块，以使所述自动控制模块及时做出应急反应。
进一步地，所述导风板靠近所述第一通风口的一面设为弧形，远离所述第一通风口的另一面与水平面相平行。
进一步地，所述导风板与所述第一通风口的高度差表示为：
；
其中，表示所述高度差，/>表示所述第一通风口的宽度。
与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
a）本发明提供的建筑大空间的自然通风节能系统，通过第一进风口、第一通风口、导风板和升降吊顶的配合，在大空间的非高性能使用场景内，实现了建筑大空间的自然通风，无需借助空调、换风机等设备，降低了能耗，改善了室内空气质量。
b）本发明提供的建筑大空间的自然通风节能系统，通过自动控制模块根据室外天气数据和室内的空气情况，控制各个通风设施的开启或关闭，实现了自然通风系统的智能化控制，节省了人力成本。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的建筑大空间的自然通风节能系统的结构示意图；
图2为本发明提供的建筑大空间的自然通风节能系统的剖面图；
图3为本发明提供的建筑大空间的自然通风节能系统的立面示意图。
附图标记：
1-第一房间；101-第一进风口；102-第一通风口；103-导风板；104-升降吊顶；105-第一屋顶；2-第二房间；201-第二屋顶；202-第二通风口。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合、分离、互换和/或重新布置。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。
实施例1
本发明的一个具体实施例，如图1-3所示，公开了一种建筑大空间的自然通风节能系统，包括：
第一房间1，具有第一进风口101、第一通风口102、导风板103和升降吊顶104，所述导风板103设于所述第一通风口102上方；所述升降吊顶104根据所述第一通风口102处室内和室外的压差自动调节升降幅度；
所述第一进风口101与所述第一通风口102之间形成第一通风路径；所述第一通风口102与所述导风板103之间形成第二通风路径；当第一气流流经所述第二通风路径时，所述第一通风路径中形成第二气流，使得所述第二气流自所述第一进风口101流向所述第一通风口102。
实施时，所述第一房间2需要通风时，打开所述第一进风口101、所述第一通风口102和升降吊顶104，室外的新鲜空气经所述第一进风口101进入所述第一房间1，通过在所述第一通风口102的上方设置所述导风板103，使第一气流流过所述第一通风口102和所述导风板103之间的所述第二通风路径时，形成文丘里效应，第一气流流动速度加快，使得所述第一通风口102处室内外两侧的压差增大，使所述第一房间1内的热空气向所述第一通风口102处聚集，在所述第一通风路径中形成所述第二气流，所述第二气流通过所述第一通风口102流出室外，形成自然通风。
与现有技术相比，本实施例提供的建筑大空间的自然通风节能系统，通过第一进风口、第一通风口、导风板和升降吊顶的配合，在大空间的非高性能使用场景内，实现了建筑大空间的自然通风，无需借助空调、换风机等设备，降低了能耗，改善了室内空气质量。
本实施例中，所述第一房间1还具有第一屋顶105，所述第一屋顶105设有所述第一通风口102的一端高于远离所述第一通风口102的另一端。
具体而言，所述第一屋顶105设于所述第一房间1上，且一端设有所述第一通风口102，该端高于另一端，以使所述第一屋顶105形成一定坡度，使所述第一房间1内的热空气聚集在所述第一通风口102处。
本实施例中，所述自然通风节能系统还包括第二房间2，具有第二屋顶201，所述第二屋顶201与所述第一屋顶105远离所述第一通风口102的一端相连接；所述第二屋顶201与所述第一屋顶105相连接的一端高于所述第二屋顶201的另一端；所述第二房间2还具有第二通风口202；所述第二通风口202设于所述第二屋顶201与所述第一屋顶105相连接的一端。
示例性的，所述第一房间1为空间较大的报告厅，所述第二房间2为与所述第一房间1连接的前厅，具有所述第二屋顶201和所述第二通风口202，所述第二屋顶201与所述第一屋顶相对较低的一端相连接，并设有所述第二通风口202，且该端高于另一端，以使所述第二屋顶201形成一定坡度，使所述第二房间2内的热空气聚集在所述第二通风口202处，并排出室外，与流经所述第二屋顶201的空气汇聚，进而通过所述第一屋顶105的坡度结构流过所述第一通风口102和所述导风板103之间。
在某些实施例中，所述第一屋顶105上设有第一风道，所述第二屋顶201上设有第二风道，所述第一风道和所述第二风道用于将流经所述第一屋顶105和所述第二屋顶201上的空气引导至所述第一通风口102和所述导风板103之间，以进一步增大所述第一通风口102室内外两侧的压差。
本实施例中，所述建筑大空间的自然通风节能系统还包括传感器监测模块，所述传感器监测模块包括室内传感器，所述室内传感器用于监测所述第一房间1的室内空气情况。
示例性的，所述室内传感器包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器和挥发性有机化合物传感器等；分别用于实时监测所述第一房间1内的温度、湿度、二氧化碳浓度和挥发性有机化合物的浓度。
本实施例中，所述建筑大空间的自然通风节能系统还包括数据获取模块和自动控制模块，所述数据获取模块用于获取室外天气数据，并将所述室外天气数据上传到所述自动控制模块中。
示例性的，所述数据获取模块获取的室外天气数据来源于互联网的天气预报服务，所述室外天气数据包括室外气温、空气质量指数和风速等数据。
本实施例中，所述自动控制模块用于根据所述室外天气数据和室内传感器监测到的室内的空气情况，控制所述第一进风口101和所述第一通风口102的开启或关闭，以及所述升降吊顶104的下降或上升。
具体而言，所述自动控制模块接收到所述室内传感器和所述数据获取模块上传的数据，根据所述室外天气数据和室内的空气情况，发出控制指令，控制各个通风设施的开启或关闭。
示例性的，当室外温度在15℃-28℃之间、空气质量指数为优良、室外风速5m/s以内，且室内温度偏离19℃-24℃的舒适区间，或者室内湿度大于80%，或者室内二氧化碳浓度水平高于1000ppm时，所述自动控制模块控制各个通风设施开启，以实现自然通风。
本实施例中，所述传感器监测模块还包括室外传感器，所述室外传感器用于监测极端天气状况，并反馈给所述自动控制模块，以使所述自动控制模块及时做出应急反应。
具体而言，所述室外传感器包括：温度和湿度传感器，用于监测室外环境的温度和湿度水平，以检测极端的高温或低温条件；风速和风向传感器，用于测量风的速度和方向，以便了解风力状况，特别是在风暴或极端风天气中；雨量传感器，用于检测降水量，以应对可能的暴雨或其他降水事件；大气压力传感器，用于监测大气压力的变化，有助于预测气象的变化，如气旋、气压异常等；闪电探测器，用于检测大气中的闪电活动，以提前预警雷暴等极端天气条件；所述室外传感器使得系统能够及时感知极端天气状况，并向所述自动控制模块反馈信息，从而使所述自动控制模块能够采取紧急措施以确保建筑的安全。
本实施例中，所述第一进风口101还具有金属网格栅，用于防止异物和蚊虫进入所述第一房间1。
具体而言，报告厅、剧场等建筑大空间通常设有阶梯式座椅，所述第一进风口101可设于所述阶梯式座椅下方，既能够配合其它通风设施实现自然通风，还能够节省空间；所述第一进风口101在靠近室外和所述第一房间1的两侧均设有金属网格栅，能够防止颗粒等异物或蚊虫进入所述第一房间1。
在某些实施例中，所述第一通风口102设为深色玻璃材质的通风天窗，且表面涂有热反射涂料；所述通风天窗设为两个垂直开启的对开式窗户，使两个窗户呈八字形开启，以实现更高效的通风。
示例性的，所述第一通风口102的最大开启角度与水平面的夹角为，以维持结构稳定性的同时达到高效的通风效果；所述第一通风口102的表面涂有金属、陶瓷或油漆等具有热反射性的材料，以尽可能使所述第一通风口102处室内外的压差最大化。
本实施例中，所述导风板103靠近所述第一通风口102的一面设为弧形，远离所述第一通风口102的另一面与水平面相平行。
具体而言，所述导风板103靠近所述第一通风口102的一面设为弧形，便于引导从所述第一通风口102流出的空气流向室外，优化室内空气流动，提升通风效果；远离所述第一通风口102的另一面与水平面相平行，有利于导风板结构的稳定性。
本实施例中，所述导风板103与所述第一通风口102的高度差表示为：
；
其中，表示所述高度差，/>表示所述第一通风口102的宽度。
具体而言，所述导风板103与所述第一通风口102之间的空气流动速度与所述导风板103与所述第一通风口102之间的高度差和所述第一通风口102的宽度有关，通过分析所述导风板103与所述第一通风口102的高度差与所述第一通风口102的宽度之间的关系，以使所述建筑大空间的自然通风节能系统达到较高的通风效率。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种建筑大空间的自然通风节能系统，其特征在于，包括：
第一房间（1），具有第一进风口（101）、第一通风口（102）、导风板（103）和升降吊顶（104），所述导风板（103）与所述第一通风口（102）相对设置；所述升降吊顶（104）根据所述第一通风口（102）处室内和室外的压差自动调节升降幅度；
所述第一进风口（101）与所述第一通风口（102）之间形成第一通风路径；所述第一通风口（102）与所述导风板（103）之间形成第二通风路径；当第一气流流经所述第二通风路径时，所述第一通风路径中形成第二气流，使得所述第二气流自所述第一进风口（101）流向所述第一通风口（102）。
2.根据权利要求1所述的建筑大空间的自然通风节能系统，其特征在于，所述第一房间（1）还具有第一屋顶（105），所述第一屋顶（105）设有所述第一通风口（102）的一端高于远离所述第一通风口（102）的另一端。
3.根据权利要求2所述的建筑大空间的自然通风节能系统，其特征在于，还包括第二房间（2），具有第二屋顶（201），所述第二屋顶（201）与所述第一屋顶（105）远离所述第一通风口（102）的一端相连接；所述第二屋顶（201）与所述第一屋顶（105）相连接的一端高于所述第二屋顶（201）的另一端。
4.根据权利要求3所述的建筑大空间的自然通风节能系统，其特征在于，所述第二房间（2）还具有第二通风口（202）；所述第二通风口（202）设于所述第二屋顶（201）与所述第一屋顶（105）相连接的一端。
5.根据权利要求2所述的建筑大空间的自然通风节能系统，其特征在于，还包括传感器监测模块，所述传感器监测模块包括室内传感器，所述室内传感器用于监测所述第一房间（1）的室内空气情况。
6.根据权利要求5所述的建筑大空间的自然通风节能系统，其特征在于，还包括数据获取模块和自动控制模块，所述数据获取模块用于获取室外天气数据，并将所述室外天气数据上传到所述自动控制模块中。
7.根据权利要求6所述的建筑大空间的自然通风节能系统，其特征在于，所述自动控制模块用于根据所述室外天气数据和所述室内空气情况，控制所述第一进风口（101）和所述第一通风口（102）的开启或关闭，以及所述升降吊顶（104）的下降或上升。
8.根据权利要求7所述的建筑大空间的自然通风节能系统，其特征在于，所述传感器监测模块还包括室外传感器，所述室外传感器用于监测极端天气状况，并反馈给所述自动控制模块，以使所述自动控制模块及时做出应急反应。
9.根据权利要求1所述的建筑大空间的自然通风节能系统，其特征在于，所述导风板（103）靠近所述第一通风口（102）的一面设为弧形，远离所述第一通风口（102）的另一面与水平面相平行。
10.根据权利要求1所述的建筑大空间的自然通风节能系统，其特征在于，所述导风板（103）与所述第一通风口（102）的高度差表示为：
；
其中，表示所述高度差，/>表示所述第一通风口（102）的宽度。
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