本发明涉及一种大体积冷却和建筑节能技术领域，具体涉及一种带温控装置的建筑结构。
背景技术：
我国《大体积混凝土施工规范》gb50496-2009里规定：混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土，称之为大体积混凝土。现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。它主要的特点就是体积大，一般实体最小尺寸大于或等于1m。它的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部升温比较快，当混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，水分容易渗入腐蚀钢筋锈蚀，影响结构安全和正常使用。目前为降低大体积混凝土施工时，一是要尽量减少水泥水化热，多采用掺粉煤灰、外加剂，夏季施工时采用冰水拌和、砂石料场遮阳、混凝土输送管道全程覆盖洒冷水等措施可降低混凝土的出机和入模温度等方法。当混凝土底板厚度更厚，混凝土强度及入模温度更髙，采用表面覆盖的办法提髙表面温度有限，里表温差不能控制在设计范围内时，就必须采取其它措施来降低混凝土硬化过程中的内部温度。采用“预埋输水管”通过水循环冷却，强制降低内部混凝土水化温度的方法目前效果较好。“预埋输水管”原理是通过髙压水泵将温度较低的水注入预埋在混凝土中的冷却水管中，混凝土内部水化热通过钢管热交换导入水中，再通过水的循环使混凝土中心温度降温，从而达到降低混凝土里表温差的目的。同时通过埋设在混凝土中的温度传感器对混凝土各处温度进行实时监测，精确把握混凝土内部温度分布。
在本发明之前，中国专利“一种大体积混凝土水冷管道系统”（cn204662991u）、“一种降低大体积混凝土水化热的内埋式循环输水管”（cn204983667u）、“基于大体积混凝土冷却降温系统”（cn205502594u）等，都提出了一系列高效的大体积混凝土冷却降温措施，减少了能源消耗，符合绿色生态环保理念，但在大体积混凝土降温施工结束后，预埋输水管就永远的留在混凝土中，造成极大的浪费。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足，而提出一种用于建筑施工和施工后室内温度调节控制的温控装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种带温控装置的建筑结构，包括混凝土地基以及位于地基上的上部结构，在上部结构内设置有上部结构地热交换系统，其特征在于：还包括输水管路以及与输水管路连接的温控装置，所述输水管路平铺在所述混凝土地基内，在所述隔混凝土地基内还设有温度传感器；所述温控装置包括水箱、水泵、换向阀以及控制器；所述换向阀具有第一连通状态和第二连通状态，在第一连通状态时，从所述水箱通过所述水泵在所述输水管道内通入用于建筑结构大体积混凝土施工时混凝土冷却降温的冷却水；在第二连通状态时，通过所述水泵将输水管道内的地下水输送到上部结构地热交换系统用于筑结构完工后上部结构的供暖和降温；所述温度传感器用于监控所述混凝土地基内各处的温度，当相邻处的温差超过设计允许上限时，由所述控制器控制关闭所述水泵；当温差降低到允许值时再由所述控制器控制开启所述水泵；当由混凝土中边缘位置的温度传感器测得的温度与对面位置的测温装置测得的温度之差超过设计限值时，通过所述控制器控制所述换向阀掉转水流方向，协调地下温度场。
所述上部结构地热交换系统包括设置在每层结构内的传热管和分流阀，当上部结构进行降温或供暖工作时，通过测温器测定室内温度，在夏季降温时，当低于室内设计温度时，由控制器关闭通往该房间的分流阀，使水流不流经这些房间，以降低能耗；在冬季取暖时，当高于室内设计温度时，由控制器关闭通往该房间的分流阀使水流不流经这些房间，以降低能耗。
当地源系统被温控系统关闭或仅靠地源热泵系统达不到设计需要时，可通过温控主机系统打开空调器系统进行辅助降温。同样当地源系统被温控系统关闭或仅靠地源热泵系统达不到设计需要时，可通过温控主机系统打开空调器系统进行辅助供暖。
所述输水管路在所述混凝土地基内成“s”型布置，包含一个输水管进水口和一个输水管出水口。
为防止地下土壤温度场被破坏，由混凝土中边缘的温度传感器测得的温度与对面的测温装置测得的温度之差，当温差超过设计限值（可设定）时通过地源热泵主机系统中的换向阀掉转水流方向，协调地下温度场。
该温控系统通过对温度进行实时监测，及时对地源热泵系统进行调整，可以有效预防地源热泵系统使用过程中混凝土产生温度裂缝及地下土壤温度场破坏，同时对提高地源热泵系统利用效率有着积极的影响。
本发明将预埋的输水管并入地源热泵系统，对预埋的输水管进行二次利用，减少浪费。
地源能是一种洁净的可再生能源，它具有热流密度大、容易收集和输送、参数稳定（流量、温度）、使用方便、不受地域限制等优点。地源热泵技术是通过输入少量的高品位能源将地源能由低品位热能向高品位热能转移，向建筑物提供采暖、制冷和生活热水的高效节能环保型空调技术。目前地源热泵布置形式主要有水平式和垂直式。水平式地源热泵系统是通过水平埋置于地表面2～4m以下的闭合换热系统，与土壤进行冷热交换。此种系统适合于制冷供暖面积较小的建筑物，该系统初投资和施工难度相对较小，但占地面积较大。垂直式地源热泵系统是通过垂直钻孔将闭合换热系统埋置在50m～400m深的岩土体与土壤进行冷热交换。此种系统适合于制冷供暖面积较大的建筑物，周围有一定的空地，该系统初投资较高，施工难度相对较大，但占地面积较小。
水平式地源热泵系统占地面积较大，在我国高人口密度的背景下尤为不利。而垂直式地源热泵系统多将传热管布置在桩中，黄旭等，对循环温度场作用下pcc能量桩（将传统pcc桩与地源热泵桩埋管技术相结合的pcc能量桩新型技术）热力学特性进行了研究，试验结果表明，热循环及制冷循环都明显改变了桩顶位移值，且往复循环作用下产生的塑性变形不能完全恢复，其积累变形可能危害上部结构安全；在制冷循环下，桩底部甚至可能产生较大拉应力，对桩承载力造成了影响。
本发明将传热管布置在建筑基础底板中，克服了水平、垂直式地源热泵系统的缺陷。本发明，利用了大体积混凝土降温结束后，留在混凝土中的预埋输水管，防止以往大体积混凝土冷却施工造成的浪费，并且将传热管布置在大体积混凝土基础板中，解决了水平式地源热泵系统占地面积大的缺点和垂直式地源热泵系统施工困难，对桩承载力产生一定影响的缺点。同时将预埋在混凝土中的温测装置和上部结构的温度传感器与温控主机系统相连形成温控系统，对地源热泵系统使用过程中混凝土内部温度进行精确温控，防止混凝土出现裂缝，保持地下温度场平衡，提高地源热泵系统工作效率，创造出健康舒适的工作生活环境。
附图说明
图1为本发明温控装置与输水管路的连接示意图；
图2是图1的a-a剖面图；
图3是图1的b-b剖面图；
图4为本发明温控装置与上层结构的连接示意图；
图5测温点布置图；
其中：1、水箱；11、水箱进水口；12、水箱出水口；2、水泵；3、换向阀；31、第一输出端口；32、第二输出端口；33、第三输出端口；34、第四输出端口；35、第五输出端口；36、第六输出端口；4、温控装置；5、控制器；6、输水管路；61、输水管；611、输水管进水口；612、输水管出水口；7、温度传感器；8、温度传感器；9、上部结构；91、地热交换系统；911、传热管；912、分流阀；92、房间；10、空调器。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明具体实施方式进一步说明。本发明的方案包含但并不局限于本实施方式的描述。
某建筑地下室基础底板长21m，宽18m，厚1.5m，施工期为7月，附近无河流。本发明将整个基础底板分为四个区，每个区长10.5m，宽9m，每个区采用相同的操作，具体步骤如下：
1.放线，确定管线布置路线。
2.在基础底板竖向中心位置进行输水管预埋，管道长度为6m/节的φ48mm镀锌管，由若干个“u”型管首尾连接而成，将输水管与接头进行熔焊。输水管间隔为0.8m，第一根管道距离大体积混凝土外边界0.5m，沿着混凝土外围边界布置，线路布置位置见图1。
3.测温装置按中轴线向两边对称布置，间距为2m，沿竖直方向每75cm设置一个测温点，每个测温装置在距底板顶面、底面各设一测温点，在每个测温点设置一个温度传感器，所有温度传感器通过测温线连接，利用测温主机通过测温线对混凝土内部进行监测测温。用钢筋将测温线固定好，传感器距离钢筋端部10cm，注意避免传感器与钢筋接触。为避免混凝土浇筑时引出线受到损伤，将引出线收成一束，穿入塑料套管中，固定在横向钢筋下引出。测温点传感线缆在混凝土浇筑前必须精准定位，以防止在混凝土浇筑过程中移位造成测温数据失真，测温布置点见图5。
4.输水管用钢筋定位加固，防止混凝土振捣时移动偏位。
5.输水管布置完成后进行水压试验，在试验压力下，稳压至少15min，稳压后压力降不应大于3%，且无泄漏现象。
6.在基础底板每个区附近放置水箱1，将水箱1通过换向阀3与上部结构的地热交换系统91相连，搭设遮阳棚防止日照水温升温，输水管进水温度过高时需在水池内加入适量冰块降低进水管温度。在冷却施工时，将第一输出端口31、第六输出端口36相连，第三输出端口33、第五输出端口35相连形成回路，当测温系统监测到温差大于20℃时开始通水冷却。每8小时由控制器控制换向阀掉转水流方向，转换水流方向时，将第一输出端口31、第五输出端口35相连，第三输出端口33、第六输出端口36相连，使得大体积混凝土内部温度比较均一。
7.用温控装置中的水泵将水箱内水压进管道一端，水经过输水管后从另一端流到水箱中，反复循环进行降温。具体操作如下：
当混凝土浇筑高度超过输水管并振捣密实后，即可进行通水，冷却水流流量控制在1.2-1.5m3/h，以使进、出水口的温差不超过6度，进出口的水箱可连在一起，形成循环。由于施工期为7月，因此通8-10℃的制冷水，通制冷水15天。
8.在混凝土浇筑完毕后的升温和峰值持续阶段，即开始的3-4天，每2小时测温1次；待温度趋于平稳后的降温阶段，每4小时测温1次。当混凝土内部温度和表面温度差过大时，应及时调节通水流量和水温，降低混凝土内部温度，保证温差不超过20℃。
9.在大体积混凝土冷却完成后，引出进水口管、出水口管和传感线缆，管头包扎密实，以防止后期工程堵塞管口。
10.在大体积混凝土冷却施工完成后，将温控装置与上部结构的传热管系统相连，将布于上部结构中的温度传感器和空调器与温控装置相连，在地下室外墙施工时预埋传热管，如附图4所示。
11.本建筑上部结构的传热系统进行分区处理，按南北和层分区，由温控装置4的控制器5和分流阀控制水流流经哪些区域。具体操作如下：
在进行夏季制冷时，如附图4所示，当左侧房间92需要降温时，温控装置打开分流阀912，使水流流经左侧房间92进行降温。该建筑地下室底板的温差允许上限为25℃，室内设计温度为26℃。当地下室底板温差超过25℃时，由温控装置关闭地源热泵系统，此时若左侧房间的温度达不到设计温度，由温控装置打开空调器辅助降温。当左侧房间室内温度低于26℃时，由温控系统关闭通往左侧房间的分流阀，使水流不从左侧房间流过以降低能耗。为防止破坏地下温度场，造成地下温度场分布不均，由混凝土中边缘的测温装置测得的温度与对面的测温装置测得的温度之差，当温差超过设计限值（该建筑为30℃）时，或每隔6小时由换向阀3将水流流向掉转，将第一输出端口31、第二输出端口32相连，第三输出端口33、第五输出端口35相连和第四输出端口34、第六输出端口36相连转为第一输出端口31、第五输出端口35相连，第二输出端口32、第三输出端口33相连和第四输出端口34、第六输出端口36相连。若夏季温度过高时，可适当缩短水流掉转的时间，而夜晚温度较低时也可适当延长时间。
在进行冬季供暖时，如附图4所示，当左侧房间需要供暖时，温控装置4打开分流阀，使水流流经左侧房间进行供暖。与夏季降温类似，当温控装置4关闭地源热泵系统而室内温度达不到室内设计温度的要求时，由温控装置4打开空调器10辅助供暖。当左侧房间室内温度高于26℃时，由温控装置4关闭通往左侧房间的分流阀，使水流不流经左侧房间以降低能耗。为防止破坏地下温度场，造成地下温度场分布不均，由混凝土中边缘的测温装置测得的温度与对面的测温装置测得的温度之差，当温差超过设计限值（该建筑为30℃）时，或每隔6小时由换向阀3将水流流向掉转，将第一输出端口31、第二输出端口32相连，第三输出端口33、第五输出端口35相连和第四输出端口34、第六输出端口36相连转为第一输出端口31、第五输出端口35相连，第二输出端口32、第三输出端口33相连和第四输出端口34、第六输出端口36相连。若冬季温度过低时，可适当缩短水流掉转的时间。
冬季供热时，与夏季制冷类似，由温控系统进行温度数据采集处理，向各系统发出各项指令，防止混凝土温差过大产生裂缝，保证地下温度场平衡，提高系统利用效率，节约资源，创造优良的工作生活环境。本发明，将传统大体积混凝土输水管冷却施工中浪费的预埋输水管巧妙的融入地源热泵系统，减少了浪费，同时解决了水平式地源热泵系统占地面积大和垂直式地源热泵系统中施工困难，对桩承载力形成影响的缺点。