[实用新型]一种运用人工气流来模拟建筑风环境的辅助实验设备

说明书

技术领域

本实用新型属于建筑设计技术领域，更具体地，涉及一种运用人工气流来模拟建筑风环境的辅助实验设备。

背景技术

在现代建筑设计与建造过程中，如何在建筑物室内外维护良好通风同时避免废气回流，是营造人体生理舒适度的重要因素，而且通风效率与建筑节能往往直接相关，因此对建筑风环境的研究正日益引起业内的关注和重视。在建筑设计教学的实践过程中，风环境认知的课题作为相当重要的课程内涵，同样是学生关注并感兴趣的方向之一。

目前对建筑风环境的研究手段通常为风洞实验或采用计算机模拟预测。对于风洞（wind tunnel）模拟建筑风环境的方式，虽然能够比较准确地控制试验条件，但所需的实验环境较大，试验仪器昂贵、运转费用高，而且实验地点固定，不利于教学场合，因此很难满足各类建筑的风环境模拟测试用途；计算机模拟风环境的优点在于灵活性和反复模拟功能，但是由于其建模缺乏统一可信的测量尺寸，往往无法适用于复杂建筑形体的室内外风环境和精确的风速风向，并存在教学直观性不强等问题。因此，在相关领域亟需寻找更为完善、便于操控的模拟方式，以便实现在工程设计和教学过程中更好地实现对建筑风环境的认知及研究。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型的目的在于提供一种运用人工气流来模拟建筑风环境的辅助实验设备，其中通过对其构造及关键部件的设计，能够在一定精度下定性模拟各类建筑风环境并执行实时监测，同时具备结构紧凑、便于使用和操控、成本低等优点。

按照本实用新型，提供了一种运用人工气流来模拟建筑风环境的辅助实验设备，其特征在于，该设备包括主箱体、气流实验箱和影像采集单元，其中：

所述主箱体呈水平布置的箱体结构，其配备有用于产生人工气流的气流发生器，并在箱体内部一端设置与气流发生器可控相连通的气流缓冲空间；

所述气流实验箱呈竖直布置的中空箱体，它位于所述气流缓冲空间的上侧并通过格栅板与其相连，气流实验箱中放置待进行风环境模拟的建筑物模型，且其作为观测面的正面为透明结构；

所述影像采集单元安装在气流实验箱的透明观测面外侧，并可沿着X轴和Y轴方向来回移动，由此当气流从气流缓冲空间上升并进入气流试验箱时，对气流的流动轨迹进行拍摄。

作为进一步优选地，所述辅助实验设备还包括计算机或投影仪，所述影像采集单元所拍摄的影像被传输给计算机，或是通过投影仪予以播放。

作为进一步优选地，所述格栅板通过插槽设置在气流缓冲空间与气流实验箱之间，并可予以更换。

作为进一步优选地，所述气流实验箱的顶部安装有风机，以便对气流实验箱内部的气流流速和气压进行调节。

作为进一步优选地，所述设置在主箱体内部一端的气流缓冲空间具有观察面，且该观察面为透明的。

作为进一步优选地，所述气流实验箱还具有后盖，该后盖相对于所述观测面设置在气流实验箱的背面，并带有把手且可绕其枢转轴开启或关闭。

作为进一步优选地，所述影像采集单元包括支架滑槽、CCD支架和CCD摄像头，其中支架滑槽固定设置在气流试验箱观测面的两侧；CCD支架由垂直于观测面的的纵向支架和平行于观测面的横向支架共同构成框架结构，并可沿着该支架滑槽上下移动；CCD摄像头设置在横向支架上并可沿着其左右移动。

作为进一步优选地，所述人工气流为人的肉眼可直接观测的烟雾。

作为进一步优选地，所述主箱体的底部配备有多个万向轮，且其与气流实验箱之间通过滑槽在其联接位置可枢轴转动地相联。

通过本实用新型所构思的以上技术方案，与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1、由于利用人工气流来模拟环境气流，并结合其力学特性和运动规律分析，能够通过控制气流的产生量、密度、运动方向等属性来尽可能真实地模拟现实情况下的建筑风环境，并观测及获得反映其气流运动状态的相关信息；

2、通过更换不同空隙宽度的格栅板来调节进入实验箱的气流量和流速，以及利用实验箱顶部的风机来控制其流速和气压，由此可获得各类所需的实验条件，扩大了该辅助实验设备的适用性；

3、本实用新型中的影像采集单元可以在观测面上沿着XYZ三轴方向自由移动，这样便于控制不同视高和视点的影像采集，并获得准确的拍摄效果；此外，主箱体配备有万向轮并可与气流实验箱折叠，由此进一步提高了操作的便利性；

4、按照本实用新型的实验设备整体结构紧凑、操作简单，并能通过自动化技术，以直观方式实现对各类建筑风环境的模拟和监测并保证其精度，因而尤其适用于建筑风环境模拟教学或其他类似的用途。

附图说明