專利名稱：室內(nèi)氣壓管理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及控制建筑內(nèi)的氣壓。更具體地，本發(fā)明涉及控制建筑內(nèi)的氣壓從而避免壓力差，這種壓力差將在建筑內(nèi)部和外部周圍環(huán)境之間導(dǎo)致不希望有的氣流產(chǎn)生。
背景技術(shù)：
在多數(shù)情況下，建筑內(nèi)的氣流管理和氣壓管理都是期望的并且是必需的。各種建筑結(jié)構(gòu)都需要在建筑內(nèi)部和建筑外部的空間之間控制氣流，例如，為避免不希望有的大的氣流通過進入建筑的通道(如門口)。在一些情況下，建筑內(nèi)外的溫差和建筑結(jié)構(gòu)將在建筑內(nèi)部和外部環(huán)境之間導(dǎo)致壓力差，從而在建筑內(nèi)部和外部周圍環(huán)境之間產(chǎn)生不希望有的大的氣流甚至陣風。這種氣流不希望地改變了建筑內(nèi)的熱負荷并且可能干擾舒適的通道，例如通過門口。
通過建筑和外部區(qū)域之間的通道的不希望有的氣流的一個例子可能發(fā)生在具有一個高的豎井如電梯井或樓梯井的高層建筑中。當室內(nèi)外存在溫度差時這種豎井就會產(chǎn)生所謂的煙囪效應(yīng)。當為建筑提供通路的通道打開時，這種煙囪效應(yīng)會導(dǎo)致大的空氣氣流通過這些通道(如門口)。建筑內(nèi)部和外部環(huán)境之間的壓力差和煙囪效應(yīng)導(dǎo)致了這些氣流的產(chǎn)生。
例如，冬季建筑外較冷的空氣比建筑內(nèi)的暖空氣重。建筑低層的外部氣壓高于內(nèi)部氣壓。在高層建筑的上層，多數(shù)情況下外部氣壓低于內(nèi)部氣壓。因此，當有開口(如在建筑的進入大廳的門口處)時，在低層的空氣趨向于侵入建筑內(nèi)。這些空氣趨向于向建筑的頂部流動。由于氣流趨向于流經(jīng)最短路徑，因此進入建筑內(nèi)的室外空氣趨向于沿垂直豎井如電梯井或樓梯井上升到建筑頂部。
1995年12月公開的日本專利公開No.07-330247中說明了一個示例性專利，該專利示出了一種減少煙囪效應(yīng)的布置。這篇文獻提出利用抽吸作用引入室外空氣從而在電梯井中增加冷空氣。這種布置有其局限性。
解決建筑內(nèi)和周圍外部環(huán)境之間不希望有的氣流的一種典型的方法是試圖將建筑封閉于外部環(huán)境。封閉建筑內(nèi)部和外部環(huán)境之間的通道通常可通過旋轉(zhuǎn)門來實現(xiàn)。這種方法具有許多短處和缺陷。例如，旋轉(zhuǎn)門趨向于限制在任何給定時間能夠通過門口的人數(shù)。為增加可能的交通流，必須引入具有更大電機的大型旋轉(zhuǎn)門。這種方法并不理想，是因為大型裝置帶來了額外的費用并需要額外的空間。
旋轉(zhuǎn)門所帶來的另一個缺陷是想要通過可自行移動的門的個人易于產(chǎn)生對根據(jù)門的運動而通過這個通道的時間的焦慮。在許多情況下，一旦個人進入旋轉(zhuǎn)門的附近，他們不得緩慢移動或停下，否則可能被旋轉(zhuǎn)門的一個移動門板撞到。
因此，需要一種改進的布置，其能夠使煙囪效應(yīng)的產(chǎn)生最小化，從而改進建筑內(nèi)的氣流管理。另外，有益的是能夠在建筑入口處不使用旋轉(zhuǎn)門。本發(fā)明就是在避免上面討論的短處和缺陷的同時致力于解決上述需求。

發(fā)明內(nèi)容
一種在建筑內(nèi)控制氣流的示例性公開的方法包括通過建筑的大致垂直的豎井控制氣流。通過維持豎井內(nèi)的溫度和建筑外部的室外溫度相同并基于豎井內(nèi)溫度來控制建筑的每一層的氣壓，所公開的方法可使所謂的煙囪效應(yīng)最小化。
在一個實例中，響應(yīng)于豎井內(nèi)的壓力和被占用建筑空間之間的壓力差調(diào)節(jié)至少部分樓層中的氣壓，所述壓力差超出了所選范圍。一個實例包括在每一樓層獨立控制氣壓。另一個實例包括將幾個樓層分組形成區(qū)域并控制各個區(qū)域內(nèi)的氣壓。
在此公開的建筑包括許多樓層。至少一個豎井，如樓梯井或電梯井，大致垂直地延伸并為建筑內(nèi)多個樓層中的至少部分樓層提供通路。與豎井相聯(lián)的溫度控制裝置控制豎井內(nèi)的溫度從而使得豎井內(nèi)溫度與建筑外的室外溫度相一致。
在一個實例中，溫度控制裝置包括在豎井的相對端附近設(shè)置的開口以允許豎井和建筑外部之間的氣流流動。
在一個實例中，壓力控制裝置控制豎井為其提供通路的多個樓層中的每一層的氣壓以控制豎井和在建筑內(nèi)的被占用空間之間的壓力差。通過在這些樓層控制氣壓，豎井和底層之間的壓力差以這樣一種方式進行控制從而使所謂的煙囪效應(yīng)最小化的方式來控制。
結(jié)合下述的詳細描述本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點對本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得顯而易見。詳細描述的附圖可簡要描述如下。


圖1示意性地示出了一個示例性建筑。
圖2示意性地示出了一個示例性實施例中選擇的控制部件。
具體實施例方式
圖1示意性地示出了包括多個樓層A、B、C、D...YY和ZZ的建筑20。示例性建筑20是高層建筑。
至少一個垂直延伸的豎井40為建筑內(nèi)的至少部分樓層提供通路。在一個實例中，豎井40是電梯井。在另一個實例中，豎井40是樓梯井。
在該圖示的例子中，溫度控制裝置與豎井40相聯(lián)。在該實例中，溫度控制裝置包括開口42和44，所述開口允許豎井40內(nèi)部和建筑20的外部環(huán)境之間有氣流通過。在該實例中，開口42和44鄰近豎井的相對端設(shè)置以產(chǎn)生沿豎井的流動通道從而使室外空氣流經(jīng)豎井。允許室外空氣流經(jīng)豎井可使豎井內(nèi)溫度與室外溫度相一致。在某些情況下，室外溫度和豎井內(nèi)溫度將大致相等。
圖2示意性地示出了一個示例性實例中選用的控制裝置。這該實例中，豎井40內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器50用來指示豎井40的至少一部分的溫度。根據(jù)豎井的長度，可以采用多個溫度傳感器分布在豎井的高度方向上。多個溫度傳感器也允許調(diào)節(jié)沿豎井長度方向上可能產(chǎn)生的溫度差異。
控制器52從溫度傳感器50接收有關(guān)豎井40內(nèi)溫度的信息。在一個實例中，控制器52也接收有關(guān)建筑20外部的室外溫度的信息。當控制器52確定豎井40的溫度和建筑20外部的溫度之間存在溫差且溫差超出了所選范圍時，控制器52促動空氣推進器54來增加從外部進入豎井40的氣流量。在一個實例中，空氣推進器54包括風扇。
在一個實例中，豎井40內(nèi)的空氣流動方向基于室外溫度來控制。在相對冷的日子(例如室外溫度低于建筑內(nèi)溫度)空氣沿豎井從底部被引導(dǎo)到頂部。這可以通過采用與一個或多個開口42、44相聯(lián)或定位成獲得穿過豎井40的這種氣流的一個或多個空氣推進器54來實現(xiàn)。在相對暖的日子(例如室外溫度高于建筑內(nèi)溫度)空氣從頂部被引導(dǎo)到豎井40的底部。在一個實例中這可以通過采用至少一個空氣推進器54來產(chǎn)生所需方向的沿豎井的氣流。
基于室外溫度引導(dǎo)沿豎井的空氣流動確保了豎井內(nèi)的室外空氣按需要移動并且不會進入到建筑內(nèi)可用或被占用的空間。
通過維持豎井40內(nèi)溫度和建筑20外的溫度之間的協(xié)調(diào)，豎井和建筑外的壓力差達到最小。這有利于使所謂的煙囪效應(yīng)最小化。圖2示出的實例也包括一種用于管理建筑20內(nèi)不同樓層的壓力以使豎井40和每層可用或被占用的空間之間的壓力差最小的布置。
在一個實例中，任何樓梯井的溫度都被控制以使其與電梯井的溫度控制相一致。該實例使建筑內(nèi)所有豎井40的溫度管理協(xié)調(diào)一致以避免在樓梯井門口處壓力升高，這在只控制電梯井的溫度時就可能發(fā)生。
考慮圖2的實例，控制器60在建筑20的示例性樓層YY中控制氣壓用于更進一步增強氣流控制。在該實例中，控制器60控制空氣推進器62，例如與已知的HVAC系統(tǒng)相聯(lián)的空氣推進器，來增加或減少進入樓層YY的氣流量從而增加或減少建筑內(nèi)該層的氣壓。在圖示的實例中，控制器60從溫度傳感器50接收有關(guān)豎井40內(nèi)的溫度的信息以對建筑的樓層進行適當?shù)膲毫φ{(diào)整。豎井40內(nèi)的溫度與豎井內(nèi)的壓力以一般公知的方式相關(guān)?？刂破?0利用這些信息來維持建筑樓層YY中可用或被占用的空間的氣壓以在建筑樓層和豎井40間獲得期望的壓力差。
在圖2的實例中，在建筑樓層YY可用或被占用的空間的適當位置設(shè)有壓力傳感器64，這樣控制器60就可以進行適當?shù)臍鈮赫{(diào)整以在可用的或被占用的空間與豎井40間獲得期望的壓力差。在一個實例中，一些壓力差將被調(diào)節(jié)。在另一個實例中，控制器60被編程以維持建筑樓層中的氣壓，這樣在該層的可用或被占用空間和豎井40的相應(yīng)部分之間就不會有有效的壓力差。
控制樓層中的氣壓以控制豎井40內(nèi)部和每層中可用或被占用的空間之間的壓力差可最大限度地抑制所謂煙囪效應(yīng)的產(chǎn)生，因為沒有趨向于促成進入豎井40內(nèi)空間的顯著氣流的壓力差。這就使得在建筑入口處不需要密封，例如，這種密封通常是采用旋轉(zhuǎn)門而獲得的。通過有效地控制建筑內(nèi)的壓力并控制豎井40內(nèi)的溫度，由此也就是控制壓力，能使所謂的煙囪效應(yīng)最小化或避免。
在一個實例中，控制器60被用于基于每一獨立層控制建筑內(nèi)每層的氣壓。在另一實例中，多組建筑樓層被作為一個單獨區(qū)域來控制。獨立地控制每層或使多組樓層在多個區(qū)域中進行控制允許管理建筑內(nèi)不同相對高度下的不同壓力水平，以適應(yīng)沿豎井40長度或高度所產(chǎn)生的變化以及相應(yīng)于不同建筑樓層的標高在室外產(chǎn)生的氣壓力差異。根據(jù)上述描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可選擇獨立的樓層控制或是區(qū)域控制來最好地滿足他們特殊位置的需要。
為在建筑內(nèi)可用或被占用的空間和垂直延伸的豎井之間獲得期望的壓力差，可以采用已知的室外氣溫和氣壓之間的關(guān)系以及已知的氣壓控制技巧以得到建筑內(nèi)不同樓層的氣壓。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠選用這些已知技巧以滿足他們特殊位置的需要。
前面的描述僅是示例性的而非本質(zhì)上的限制。不偏離本發(fā)明的本質(zhì)而對這些公開實例進行改變或修改對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。本發(fā)明合法的保護范圍只能通過下面的權(quán)利要求來確定。
權(quán)利要求
1.一種電梯井，包括電梯轎箱可沿其移動的豎井；和與豎井相聯(lián)的溫度控制裝置，其用于控制豎井內(nèi)溫度從而使豎井內(nèi)溫度和豎井附近的室外溫度相一致，溫度控制裝置在室外溫度低于豎井內(nèi)溫度時沿第一方向引導(dǎo)豎井內(nèi)氣流，而在室外溫度高于豎井內(nèi)溫度時沿第二、相反的方向引導(dǎo)豎井內(nèi)氣流。
2.如權(quán)利要求1所述的電梯井，其中溫度控制裝置包括至少一個位于豎井的每個相對端附近的開口，每個開口允許豎井和豎井附近的外部環(huán)境之間有氣流通過。
3.如權(quán)利要求2所述的電梯井，包括至少一個指示豎井內(nèi)至少一部分的溫度的溫度傳感器。
4.如權(quán)利要求3所述的電梯井，包括空氣推進器，響應(yīng)于該該溫度傳感器的指示選擇性地改變豎井和外部環(huán)境之間的氣流量，所述指示是豎井內(nèi)溫度與室外溫度在所選范圍內(nèi)不相符合的指示。
5.如權(quán)利要求2所述的電梯井，其中開口確立了一個穿過豎井的氣流通道以便室外空氣流經(jīng)豎井。
6.如權(quán)利要求1所述的電梯井，其中溫度控制裝置維持豎井內(nèi)溫度大致等于室外溫度。
7.一種控制氣流在具有多個樓層的建筑內(nèi)通過大致垂直的豎井的方法，包括下述步驟調(diào)節(jié)豎井內(nèi)溫度與建筑外部的室外溫度相一致；和基于豎井內(nèi)溫度控制建筑的至少一層的氣壓。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，包括在至少一層中調(diào)節(jié)氣壓以維持豎井和該層之間的壓力差在所選范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，包括在多個樓層中獨立控制每一層的氣壓。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，包括將多個樓層中的至少兩層組合在一個區(qū)域內(nèi)并控制該區(qū)域內(nèi)的氣壓。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，包括控制多層中每一層的氣壓以在豎井和各層之間獲得期望的壓力差。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，包括在至少一層中增加氣流量以增大至少一層的氣壓。
13.如權(quán)利要求7所述的方法，其中豎井包括樓梯井或電梯井中的一個。
14.如權(quán)利要求7所述的方法，包括在室外溫度低于豎井內(nèi)溫度時沿第一方向引導(dǎo)豎井內(nèi)氣流，而在室外溫度高于豎井內(nèi)溫度時沿第二、相反的方向引導(dǎo)豎井內(nèi)氣流。
15.如權(quán)利要求7所述的方法，其中該建筑包括多個大致垂直的豎井且該方法包括使這些豎井內(nèi)的溫度一致。
16.一種建筑，包括多個樓層；至少一個為到達多個樓層中的至少部分樓層提供通路的電梯井豎井；至少一個為到達多個樓層中的至少部分樓層提供通路的樓梯井豎井；和與每個豎井相聯(lián)的溫度控制裝置以控制每個豎井內(nèi)的溫度從而使各個豎井內(nèi)溫度與建筑外部的室外溫度協(xié)調(diào)一致。
17.如權(quán)利要求16所述的建筑，包括控制多個樓層的至少部分樓層中每一層的氣壓的壓力控制裝置。
18.如權(quán)利要求17所述的建筑，其中該壓力控制裝置維持每一層的氣壓以在該層的氣壓和至少電梯井豎井內(nèi)的氣壓之間獲得期望的壓力差。
19.如權(quán)利要求16所述的建筑，其中溫度控制裝置在室外溫度低于電梯井豎井內(nèi)溫度時沿第一方向引導(dǎo)至少電梯井豎井內(nèi)的氣流，而在室外溫度高于電梯井豎井內(nèi)溫度時沿第二、相反的方向引導(dǎo)至少電梯井豎井內(nèi)的氣流。
20.如權(quán)利要求19所述的建筑，其中溫度控制裝置也在樓梯井豎井內(nèi)沿第一和第二方向引導(dǎo)氣流。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種避免建筑(20)內(nèi)所謂的煙囪效應(yīng)或使其最小化的策略，包括控制垂直延伸的豎井如電梯井或樓梯井內(nèi)的溫度。在建筑(20)的多個樓層(A，B，C，D)中每一層的可用或被占用的空間內(nèi)控制氣壓就可以控制可用或被占用的空間和豎井(40)內(nèi)部之間的壓力差。維持合適的壓力差水平可使煙囪效應(yīng)最小化或完全避免，否則將在建筑內(nèi)部和外部周圍環(huán)境之間產(chǎn)生不希望有的大的氣流。
文檔編號B66B9/00GK101076694SQ200580025434
公開日2007年11月21日 申請日期2005年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月30日
發(fā)明者P·-Y·彭, B·E·沃克, N·霍茨曼斯 申請人:開利公司