一种穹顶钢结构水循环降温装置及方法与流程

本申请涉及建筑结构领域，具体涉及一种穹顶钢结构水循环降温装置及方法。

背景技术：

1、穹顶是指建筑物或结构物顶部呈圆顶或拱形的部分，通常由竖向龙骨、横向龙骨和玻璃板等组成。穹顶作为建筑物的外围护结构之一，能够给室内提供充足的采光，减少室内的用电量，同时外部设计更加美观。但采用穹顶设计，其建筑在阳光充足的夏天其散热很不理想。对于超高层建筑，顶部大型玻璃穹顶设计对隔热降温要求更高。因此，如何践行低碳减排设计，降低玻璃空间温室效应，是其设计与施工的关键。

技术实现思路

1、为了解决穹顶难以降温散热的问题，本申请提供一种穹顶钢结构水循环降温装置及方法。本申请提出的技术方案如下：

2、第一方面，本申请公开一种穹顶钢结构水循环降温装置，包括穹顶钢骨架、嵌设在所述穹顶钢骨架之间的穹顶玻璃、冷却水管、集水箱、驱动泵和控制系统；

3、所述冷却水管沿所述穹顶钢骨架的横向龙骨或纵向龙骨布置；

4、所述冷却水管的两端均与所述集水箱连通；

5、所述冷却水管绕设在所述穹顶钢骨架外侧，所述冷却水管上设有多个喷头；

6、所述驱动泵设置在所述冷却水管的第一端，用于驱动水由所述集水箱向所述冷却水管流动；

7、所述控制系统包括温度检测器、数据采集分析模块、温度预警模块、温控器和远程调节模块；

8、所述温度检测器设置在所述穹顶钢骨架或所述穹顶玻璃上，所述温度检测器、数据采集分析模块和远程调节模块依次连接；

9、所述数据采集分析模块用于分析所述温度检测器获取的数据；

10、所述温度预警模块用于根据所述数据采集分析模块的分析结果进行预警；

11、所述温控器设置于所述冷却水管，所述温控器与所述远程调节模块连接，用于调节冷却水温度；

12、所述远程调节模块分别与所述驱动泵和所述喷头连接，用于控制所述驱动泵运行或所述喷头开启，以及，控制所述温控器调节冷却水温度。

13、可选的，穹顶钢结构水循环降温装置还包括环形集水槽；

14、所述环形集水槽沿所述穹顶钢骨架底部周向设置；

15、所述冷却水管的第二端与所述环形集水槽连通，所述环形集水槽与所述集水箱连通；所述环形集水槽绕设在所述穹顶钢骨架外周侧，并向上开口。

16、可选的，所述环形集水槽内设置有滤水板，所述滤水板两侧与所述环形集水槽内侧壁相贴合。

17、可选的，所述冷却水管包括多段分水管，多段所述分水管首尾依次连接。

18、可选的，所述集水箱包括沉淀池和清水池，所述沉淀池上部与所述清水池通过连接管连通；

19、所述沉淀池与所述环形集水槽通过入水导水管连通，所述冷却水管与所述清水池连通。

20、第二方面，本申请公开了一种穹顶钢结构水循环降温方法，基于上述穹顶钢结构水循环降温装置，包括以下步骤，

21、温度检测器对穹顶钢骨架或穹顶玻璃的温度进行检测；

22、数据采集分析模块对所述温度检测器获取的温度进行分析；

23、远程调节模块根据数据采集分析模块的分析结果控制驱动泵开启或喷头开启，以及，控制温控器调节冷却水温度。

24、可选的，所述数据采集分析模块对所述穹顶钢骨架或穹顶玻璃降温前的温度进行分析后，还包括，

25、温度预警模块根据数据采集分析模块的分析结果进行预警。

26、可选的，所述温度预警模块根据数据采集分析模块的分析结果进行预警，包括，

27、若t1≤t≤t2，则温度预警模块启动一级预警；

28、若t2<t<t3，则温度预警模块启动二级预警，远程调节模块控制驱动泵启动，实现冷却水循环；

29、若t≥t3，温度预警模块启动三级预警，远程调节模块控制喷头开启，并控制温控器调节喷头喷水温度；

30、其中，t为所述温度检测器获取的穹顶钢骨架或穹顶玻璃的温度，t1为第一温度阈值，t2为第二温度阈值，t3为第三温度阈值。

31、可选的，所述温度预警模块启动三级预警，远程调节模块控制喷头开启，并控制温控器调节喷头喷水温度，包括，

32、根据所述穹顶钢骨架或穹顶玻璃降温前的温度，喷头喷水温度按照以下公式确定：

33、(t-δt)≤t<t

34、其中，t为喷头喷水温度，t为所述温度检测器获取的穹顶钢骨架或穹顶玻璃的温度，δt为温度差阈值。

35、可选的，所述温度预警模块启动三级预警时，还包括，所述远程调节模块根据喷头安装位置调节喷水量，包括，

36、计算喷头最小喷水量；

37、计算喷头最大喷水量；

38、获取喷头中心线与水平面夹角；

39、根据喷头最小喷水量、喷头最大喷水量和喷头中心线与水平面夹角，基于以下公式计算喷头实际喷水量：

40、q＝q1+k×(q2-q1)×(1-α/90)；

41、其中，q为喷头实际喷水量，q1为喷头最小喷水量，q2为喷头最大喷水量，α为喷头中心线与水平面夹角，k为修正系数。

42、可选的，所述计算喷头最小喷水量，包括，

43、获取穹顶顶点与距离穹顶顶点最近的横向龙骨之间的区域的面积；

44、根据穹顶顶点与距离穹顶顶点最近的横向龙骨之间的区域的面积，按照以下公式计算喷头最小喷水量：

45、q＝m×s；

46、其中，q为喷头最小喷水量，m为单位面积最小喷水量，s为穹顶顶点与距离穹顶顶点最近的横向龙骨之间的区域的面积。

47、可选的，所述计算喷头最大喷水量，包括，

48、根据驱动泵最大扬程、驱动泵功率、驱动泵效率和冷却水密度，按照以下公式计算喷头最大喷水量：

49、q2＝75×p×η/ρh；

50、其中，q2为喷头最大喷水量，p为驱动泵最大功率，η为驱动泵效率，ρ为冷却水密度，h为驱动泵最大扬程。

51、基于上述技术方案，本申请较现有技术而言的有益效果为：

52、本申请实施例提供的穹顶钢结构水循环降温装置，将冷却水管安装于穹顶钢骨架上，通过驱动泵加压，水进入冷却水管，沿穹顶钢骨架运行一圈后回到集水箱，从而实现了冷却水在集水箱与冷却水管间的循环，采用循环水对穹顶进行降温散热，达到低碳减排的目的，减少了隔热降温的成本，降低了玻璃空间温室效应。在具体降温时，可通过控制系统的温度采集分析模块对获取的穹顶钢骨架和穹顶玻璃温度进行分析，温度预警模块基于分析结果进行预警，远程调节模块进一步的基于不同的温度值采取不同的降温手段，使得降温控制过程更加精准、高效，同时使得降温过程更加节能。

技术特征：

1.一种穹顶钢结构水循环降温装置，其特征在于：包括穹顶钢骨架(1)、嵌设在所述穹顶钢骨架(1)之间的穹顶玻璃(14)、冷却水管(2)、集水箱(4)、驱动泵(5)和控制系统(1)；

2.根据权利要求1所述的穹顶钢结构水循环降温装置，其特征在于：还包括环形集水槽(3)；

3.根据权利要求2所述的穹顶钢结构水循环降温装置，其特征在于：所述环形集水槽(3)内设置有滤水板(6)，所述滤水板(6)两侧与所述环形集水槽(3)内侧壁相贴合。

4.根据权利要求1所述的穹顶钢结构水循环降温装置，其特征在于：所述冷却水管(2)包括多段分水管(21)，多段所述分水管(21)首尾依次连接。

5.根据权利要求3所述的穹顶钢结构水循环降温装置，其特征在于：所述集水箱(4)包括沉淀池(41)和清水池(42)，所述沉淀池(41)上部与所述清水池(42)通过连接管(7)连通；

6.一种穹顶钢结构水循环降温方法，基于权利要求1-5任意一项所述的穹顶钢结构水循环降温装置，其特征在于：包括以下步骤，

7.根据权利要求6所述的穹顶钢结构水循环降温方法，其特征在于：所述数据采集分析模块(122)对所述穹顶钢骨架(1)或穹顶玻璃(14)降温前的温度进行分析后，还包括，

8.根据权利要求7所述的穹顶钢结构水循环降温方法，其特征在于：所述温度预警模块(123)根据数据采集分析模块(122)的分析结果进行预警，包括，

9.根据权利要求8所述的穹顶钢结构水循环降温方法，其特征在于：所述温度预警模块(123)启动三级预警，远程调节模块(125)控制喷头(11)开启，并控制温控器(124)调节喷头(11)喷水温度，包括，

10.根据权利要求9所述的穹顶钢结构水循环降温方法，其特征在于：所述温度预警模块(123)启动三级预警时，还包括，所述远程调节模块(125)根据喷头(11)安装位置调节喷水量，包括，

11.根据权利要求10所述的穹顶钢结构水循环降温方法，其特征在于：所述计算喷头最小喷水量，包括，

12.根据权利要求11所述的穹顶钢结构水循环降温方法，其特征在于：所述计算喷头最大喷水量，包括，

技术总结
本申请涉及一种穹顶钢结构水循环降温装置及方法，穹顶钢结构水循环降温装置包括穹顶钢骨架、冷却水管、环形集水槽、集水箱和驱动泵，冷却水管设置在穹顶钢骨架上，并由穹顶钢骨架一侧延伸至另一侧。环形集水槽沿穹顶钢骨架周侧设置，冷却水管一端与集水箱连通，另一端与环形集水槽连通，环形集水槽与集水箱连通。集水箱包括沉淀池和清水池，沉淀池上部与清水池通过连接管连通。沉淀池与环形集水槽通过入水导水管连通，冷却水管进水的一端与清水池通过出水导水管连通，驱动泵设置在清水池内，用于驱动水由冷却水管一端向另一端流动。本申请中的穹顶钢结构水循环降温装置具有对穹顶进行降温散热的效果。

技术研发人员：宋子岿,潘勋,涂光辉,胡阳,王志涛,陈宗祚,李振华,李祥华,黄启珉
受保护的技术使用者：中建三局第二建设工程有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16