專利名稱：雙煙囪式隧道與上蓋建筑聯合自然通風系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于暖通空調與建筑節能領域，具體涉及雙煙囪式隧道與上蓋建筑聯合自然通風系統，屬于建筑通風技術領域。
背景技術：
隧道是人們為了發展交通運輸而挖掘的地下狹長空間。近年來，隨著中國經濟的飛速發展和城市化進程的加速，我國越來越重視各類交通隧道的建設。我國的公路隧道在2008年總長就達到了 3190公里。我國的鐵路隧道在2010年總長已經超過了 7000公里，總長度居世界首位。在重慶、香港等山地城市，城市公路隧道也成為了重要的交通干線。近些年，地鐵作為另外一種隧道形式在我國蓬勃發展。我國超過20個城市建成或已經開始建設 城市地鐵。由于隧道是位于地下的封閉空間，為了使其運營期間產生的余熱和廢氣排放到外部，必須對隧道進行通風。利用射流風機進行沿隧道縱向的機械通風是較成熟的通風方式，但他會造成較大的能耗。為了節省能源和兼顧通風效果，國內外近幾年十分關注適宜于隧道的自然通風方式。我國江蘇省在2010年還頒布了《城市隧道豎井型自然通風設計與驗收》作為設計豎井型自然通風系統的參考。豎井的通風能力與豎井高度、豎井內外溫差密切相關。一般說來，豎井高度越大，煙囪效應越強。但是，對于地鐵區間隧道、地鐵站廳(臺)以及部分城市公路隧道等淺埋隧道來說，由于洞頂至地表的土層厚度較小，因此在土層內的豎井高度難以保證。如何強化該類隧道的豎井煙 效應就成了棘手的問題。另一方面，該類淺埋隧道的上方地表處通常存在上蓋建筑(地面建筑)，上蓋建筑同樣有自然通風的需求。目前，隧道和其上蓋建筑各自的通風系統彼此獨立，難以使通風效果達到較理想的狀況。
發明內容
針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的在于提供一種將隧道與上蓋建筑通風系統結合起來的雙煙囪式隧道與上蓋建筑聯合自然通風系統，本系統可提高隧道與上蓋建筑的自然通風系統的互補性。本發明實現上述目的的技術解決方案如下
雙煙囪式隧道與上蓋建筑聯合自然通風系統，在隧道頂部設有與地面相通的隧道豎井，隧道豎井上設有豎直結構的隧道太陽能煙囪；在上蓋建筑上設有進風口和出風口，出風口高度高于進風口，出風口通過一橫向風道與豎直結構的地面建筑太陽能煙囪連通，隧道太陽能煙 和地面建筑太陽能煙 通過橫向互通風道連通；在隧道太陽能煙 中設有隧道太陽能煙囪防火閥，在地面建筑太陽能煙囪中設有地面建筑太陽能煙囪防火閥，隧道太陽能煙囪防火閥和地面建筑太陽能煙囪防火閥均位于橫向互通風道下方。
進一步地，所述地面建筑太陽能煙囪、隧道太陽能煙囪、橫向風道和橫向互通風道由有機玻璃搭建。在隧道太陽能煙囪和地面建筑太陽能煙囪中分別設有蓄熱裝置，所述蓄熱裝置由兩塊呈十字交叉的豎向的蓄熱板構成，蓄熱板由正二十烷(C2tlH42)制成，每塊蓄熱板沿太陽能煙囪的對角線安裝。 更進一步地，所述進風口和出風口位于上蓋建筑相對的壁上。更進一步地，在地面建筑太陽能煙 的底部設有承重柱。更進一步地，在隧道太陽能煙囪和地面建筑太陽能煙囪頂端分別設有防雨帽。更進一步地，所述橫向風道低于橫向互通風道4m。·更進一步地，所述地面建筑太陽能煙囪防火閥與隧道太陽能煙囪防火閥位于橫向互通風道下方2m處。·本發明利用淺埋隧道與其對應的上蓋建筑的構造特征和熱環境特點差異，對其自然通風系統進行整合和互補。相比現有技術，本發明具有如下有益效果
I.兩個煙 的氣流并行，使得熱壓增倍，更有利于兩個煙 通風能力的相互補充和提升；當經過地面建筑太陽能煙囪的氣流溫度大于經過隧道太陽能煙囪的氣流時，地面建筑太陽能煙囪的部分熱壓用于輔助隧道通風；當經過隧道太陽能煙囪的氣流溫度大于經過地面建筑太陽能煙囪的氣流時，隧道太陽能煙囪的部分熱壓用于輔助地面建筑通風。2.在太陽能輻射井中的相變蓄熱板呈十字交叉狀，一方面可以在白天不同時段接收到不同角度的太陽光，另一方面，可以增大光波在一塊蓄熱板表面反射后被另一塊蓄熱板吸收的概率，減小了光波的總反射率和損失。3.連接地面建筑的橫向風道位于橫向互通風道下方，防止了隧道排出的廢氣沿橫向風道串入地面建筑內部。4.蓄熱板可以將白天收集的熱量蓄積到夜間釋放，用以在夜間對地面建筑和隧道進行自然通風。5.太陽能煙囪采用有機玻璃(PMMA)搭建，一方面可以使得光波有效地投射進入太陽能輻射井內，另一方面有機玻璃(PMMA)導熱系數很低，減低了井內氣體熱量散失，有利于井內氣體溫度的提升。6.在地面建筑太陽能煙囪與隧道太陽能煙囪中分別設置防火閥，兩個防火閥均位于橫向互通風道下方，一方面在其中一方發生火災時通過關斷另一方的防火閥可以阻止發生火災方對另一方的影響，另一方面在地面建筑或隧道發生火災時，可以利用另一方的太陽能煙囪排煙，增強了發生火災方的排煙能力。
圖I為本發明總體結構示意圖。圖2為本發明用于隧道排煙的實施例示意圖。圖3為本發明用于地面建筑排煙的實施例不意圖。圖4為本發明地面建筑太陽能煙囪與隧道太陽能煙囪的橫截面示意圖。其中1_地面建筑太陽能煙囪；2_隧道太陽能煙囪；3_隧道豎井；4_橫向風道；5-橫向互通風道；6-承重柱；7-防雨帽；8_地面建筑；9-隧道；10-進風口 ；11-排風口 ；12-地面建筑太陽能煙囪防火閥；13_隧道太陽能煙囪防火閥；14_蓄熱裝置；15-煙囪壁。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步說明。參見圖1，從圖上可以看出，本發明雙煙囪式隧道與上蓋建筑聯合自然通風系統，在隧道9頂部設有與地面相通的隧道豎井3，隧道豎井3上端設有與隧道豎井相通的豎直結構的隧道太陽能煙囪2。在地面建筑8 (即上蓋建筑)上設有進風口 10和出風口 11，出風口 11高度高于進風口 10，進風口和出風口位于上蓋建筑相對的壁上，出風口 11通過一橫向風道4與豎直結構的地面建筑太陽能煙囪I連通，在地面建筑太陽能煙囪I的底部設有承重柱6。所述承重柱，為與地面建筑相連的太陽能煙 的承重載體，由混凝土搭建。隧道太陽能煙 2和地面建筑太陽能煙 I通過橫向互通風道5連通并在兩煙 頂端分別設有防 雨帽7，用于防止雨水進入太陽能煙囪。在隧道太陽能煙囪2中設有隧道太陽能煙囪防火閥13，在地面建筑太陽能煙囪I中設有地面建筑太陽能煙囪防火閥12，隧道太陽能煙囪防火閥13和地面建筑太陽能煙囪防火閥12均位于橫向互通風道5下方，實施例中兩防火閥低于橫向互通風道2m。地面建筑太陽能煙囪防火閥12，為阻止隧道發生火災時火和煙進入地面建筑的閥門；隧道太陽能煙囪防火閥13，為阻止地面建筑發生火災時火和煙進入隧道的閥門。當然，從防火閥設置目的出發，理論上，地面建筑太陽能煙囪防火閥12也可以設置在橫向風道4中，而隧道太陽能煙囪防火閥13也可以下移設置于隧道豎井3中。地面建筑太陽能煙囪I、隧道太陽能煙囪2、橫向風道4和橫向互通風道5由有機玻璃(PMMA)搭建。其中地面建筑太陽能煙囪I通過橫向風道4與地面建筑8相連。隧道太陽能煙囪2與下方的隧道豎井3相連。而隧道豎井，為隧道至地表水平面的豎向氣流通道，由混凝土在邊界粘結加固。連接地面建筑的橫向風道4，為與地面建筑相連的太陽能煙囪和地面建筑之間的風道。在隧道太陽能煙囪2和地面建筑太陽能煙囪I中分別設有蓄熱裝置14，所述蓄熱裝置由兩塊呈十字交叉的豎向的蓄熱板構成，蓄熱板由正二十烷(C2tlH42)制成，每塊蓄熱板沿太陽能煙囪的對角線安裝。標記15為煙囪壁。作為一個實施例，地面建筑太陽能煙囪I與隧道太陽能煙囪2的橫截面均為邊長為2m的正方形；連接地面建筑的橫向風道4與連接兩太陽能煙囪的橫向互通風道5的橫截面均為邊長為I. 5m的正方形；連接地面建筑的橫向風道4位于連接兩太陽能煙囪的橫向互通風道5下方4m。本發明工作原理
正常工作時，兩防火閥均打開。當隧道太陽能煙囪2中的氣流溫度大于地面建筑太陽能煙囪I的氣流溫度時，一部分流經地面建筑排風口 11的氣流會通過橫向互通風道5流入隧道太陽能煙囪2，增強了地面建筑的自然通風能力。反之，當地面建筑太陽能煙囪I中的氣流溫度大于隧道太陽能煙囪2的氣流溫度時，隧道太陽能煙囪2中的部分氣流會通過橫向互通風道5流入地面建筑太陽能煙囪1，增強了隧道的自然通風能力。當隧道9內發生火災時，關閉地面建筑太陽能煙囪防火閥12，見圖2。此時，地面建筑太陽能煙 I不對地面建筑8通風，隧道火災產生的熱煙氣通過隧道太陽能煙 2與地面建筑太陽能煙囪I共同排放到外部空間。在利用雙煙囪增大隧道排煙能力的同時，煙氣不會回灌到地面建筑中去。當地面建筑8發生火災時，關閉隧道太陽能煙囪防火閥13，見圖3。此時隧道太陽能煙 2不對隧道通風，地面建筑火災產生的熱煙氣通過地面建筑太陽能煙 I與隧道太陽能煙囪2共同排放到外部空間。在利用雙煙囪增大地面建筑排煙能力的同時，煙氣不會回灌到隧道中去。本系統由雙煙 構成自然通風系統，兩個煙 之間通過橫向互通風道進行連接，可以通過橫向互通風道互相交換氣流；本發明既提高了日常通風狀態下兩個太陽能煙囪抽風能力的互補性，又避免了事故通風狀態下兩個太陽能煙 的相互干擾，對于解決隧道與上蓋建筑組成的復合建筑體系的自然通風問題有重要作用。
最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.雙煙囪式隧道與上蓋建筑聯合自然通風系統，在隧道(9)頂部設有與地面相通的隧道豎井(3)，隧道豎井(3)上設有豎直結構的隧道太陽能煙囪(2)，其特征在于在上蓋建筑上設有進風口(10)和出風口(11)，出風口高度高于進風口，出風口(11)通過一橫向風道(4)與豎直結構的地面建筑太陽能煙囪(I)連通，隧道太陽能煙囪(2)和地面建筑太陽能煙囪(I)通過橫向互通風道(5)連通，在隧道太陽能煙囪(2)中設有隧道太陽能煙囪防火閥(13)，在地面建筑太陽能煙囪(I)中設有地面建筑太陽能煙囪防火閥(12)，隧道太陽能煙囪防火閥(13)和地面建筑太陽能煙囪防火閥(12)均位于橫向互通風道(5)下方。
2.根據權利要求I所述的雙煙囪式隧道與上蓋建筑聯合自然通風系統，其特征在于所述地面建筑太陽能煙園、隧道太陽能煙園、橫向風道和橫向互通風道由有機玻璃搭建。
3.根據權利要求I所述的雙煙囪式隧道與上蓋建筑聯合自然通風系統，其特征在于在隧道太陽能煙 (2)和地面建筑太陽能煙 (I)中分別設有蓄熱裝置(14)，所述蓄熱裝置由兩塊呈十字交叉的豎向的蓄熱板構成，蓄熱板由正二十烷制成，每塊蓄熱板沿太陽能煙囪的對角線安裝。
4.根據權利要求I所述的雙煙囪式隧道與上蓋建筑聯合自然通風系統，其特征在于所述進風口和出風口位于上蓋建筑相對的壁上。
5.根據權利要求I所述的雙煙囪式隧道與上蓋建筑聯合自然通風系統，其特征在于在地面建筑太陽能煙囪(I)的底部設有承重柱(6)。
6.根據權利要求I所述的雙煙囪式隧道與上蓋建筑聯合自然通風系統，其特征在于在隧道太陽能煙囪(2)和地面建筑太陽能煙囪(I)頂端分別設有防雨帽(7)。
7.根據權利要求I所述的雙煙囪式隧道與上蓋建筑聯合自然通風系統，其特征在于所述橫向風道(4)低于橫向互通風道(5) 4m。
8.根據權利要求I所述的雙煙囪式隧道與上蓋建筑聯合自然通風系統，其特征在于所述地面建筑太陽能煙囪防火閥(12)與隧道太陽能煙囪防火閥(13)位于橫向互通風道(5 )下方2m處。
全文摘要
本發明公開了一種雙煙囪式隧道與上蓋建筑聯合自然通風系統，在隧道豎井上設有隧道太陽能煙囪；在上蓋建筑上設有進風口和出風口，出風口通過橫向風道與地面建筑太陽能煙囪連通，隧道太陽能煙囪和地面建筑太陽能煙囪通過橫向互通風道連通；在隧道太陽能煙囪和地面建筑太陽能煙囪中分別設有防火閥，兩防火閥均位于橫向互通風道下方。在隧道太陽能煙囪和地面建筑太陽能煙囪中分別設有蓄熱裝置。本發明兩個煙囪氣流并行，使得熱壓增倍，更有利于兩個煙囪通風能力的相互補充和提升。防火閥可以阻止發生火災方對另一方的影響，并增強了發生火災方的排煙能力。
文檔編號E21F1/00GK102720521SQ20121022950
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月4日 優先權日2012年7月4日
發明者李楠, 李百戰, 杜濤, 陽東 申請人:重慶大學