本发明涉及一种喷水降温构技术领域，具体地指一种利用屋面雨水实现采光玻璃顶中庭降温的装置。
背景技术：
为创造宽敞明亮的室内空间环境，许多建筑中庭屋面采用采光玻璃顶结构，每遇高温季节，采光玻璃顶下中庭酷热难耐，据部分工程实测：中庭温度一般在40～50℃范围，严重影响建筑内部环境质量。目前，国内采光玻璃顶下中庭的遮阳降温大多采用在玻璃上贴太阳膜或涂层、外设遮阳布和喷雾降温等方式，尽管这些设施在高温季节隔热降温效果较好，但太阳膜或涂层在寒冷季节会将室外温暖的阳光挡在室外，给建筑节能带来负面影响；外设遮阳布需要设置自动开启遮阳专用装置，如果设置在倾斜或造型特异的屋面上，不但技术要求高，而且还会直接影响建筑美观，会破坏采光玻璃顶下中庭宽敞明亮的建筑效果，日久天长，设施的维护也是不容忽视的问题；喷雾降温也需要专用的供水装置，对水压、水质和管道系统要求较高，而且喷雾的水无法回收，因此，有必要设计一套不破坏建筑效果，具有降温、节能、节水、美化中庭环境、经济和管理方便的降温装置。
技术实现要素：
本发明的目的就是要解决上述背景技术中提到的现有的采光玻璃顶中庭降温方式存在结构复杂、影响美观、浪费水资源和遮挡冬日阳光的缺点，提供一种利用屋面雨水实现采光玻璃顶中庭降温的装置。
本发明的技术方案为：一种利用屋面雨水实现采光玻璃顶中庭降温的装置，包括位于倾斜屋面下端的用于收集降落至屋面和采光玻璃顶上的雨水的雨水斗，其特征在于：所述的雨水斗的出口端连接有截流井；所述的截流井的进口端通过雨水管与雨水斗出口端连通，截流井出口端设置有用于将初期雨水或循环水排放至市政排水管道的弃流装置；所述的弃流装置包括净水出口端和与市政排水管道连通的污水出口端；所述的弃流装置的净水出口端设置有用于向采光玻璃顶喷水对其进行降温的喷洒装置。
进一步的所述的截流井内设置有溢流堰；所述的溢流堰将截流井分隔为上游井体和下游井体；所述的上游井体的进口端通过雨水管与雨水斗连通，出口端通过第一截流管与弃流装置连通；所述的下游井体通过溢流堰堰顶与上游井体连通，下游井体的出口端与市政雨水管道连通。
进一步的所述的弃流装置包括弃流池；所述的弃流池的进口端通过第一截流管与上游井体连通，弃流池内设置有向市政排水管道排放的排污泵，弃流池的出口端通过第二截流管与喷洒装置连通。
进一步的所述的喷洒装置包括储水池；所述的储水池的进口端通过第二截流管与弃流池连通，储水池的出口端设置有循环水泵；所述的循环水泵的进口端与储水池连通，循环水泵的出口端通过循环供水管与向采光玻璃顶喷水的喷水管连通。
进一步的所述的循环供水管上设置有用于吸入室内冷空气并将冷空气与循环供水管内雨水或循环水进行混合的抽吸装置；所述的抽吸装置包括水射器；所述的水射器为文丘里管，包括与循环供水管连通的循环水进口端、与室内冷空气连通的气体进口端以及与循环供水管连通的气水混合液出口端；所述的气水混合液出口端处于循环水进口端沿循环供水管流动方向的下游处；所述的气体进口端处于循环水进口端与气水混合液出口端之间。
进一步的所述的气水混合液出口端与循环水进口端之间的循环供水管之间并联安装有调节控制阀。
进一步的所述的喷水管是将水射器后形成的气水混合液物均匀喷洒到采光玻璃顶顶面的多孔管或喷嘴。
进一步的所述的循环水泵的进口端与储水池之间设置有过滤器。
进一步的还包括用于控制循环水泵运转的控制器；所述的控制器与上游井体内的第一液位计、采光玻璃顶底面的温度传感器和循环水泵电连接。
进一步的所述的弃流池内设置有用于检测池内雨水污染物浓度的在线ss仪表和观测池内液位的第二液位计。
本发明的优点有：
降温、节能-本发明采用气水混合液喷洒在采光玻璃顶表面形成厚度不小于5mm的水膜，由于水膜中含有大量的流动的微细气泡，这些微细的气泡形成的多曲面能将绝大部分太阳光反射出去，同时，水膜中的水体吸收绝大部分太阳光和采光玻璃顶的热量，全面的有效阻隔阳光直射中庭产生的辐射热和减少采光玻璃顶的传导热，从而，有效的降低了中庭环境温度，在不需要空调的情况下，可将中庭气温由40～50℃度降低到33℃度以下；另外，由于不需要在采光玻璃顶上贴太阳膜或涂层，低温季节有利于阳光温暖中庭从而实现节能。
节水-直接收集屋面雨水代替传统水源循环使用，实现采光玻璃顶屋面隔热、降温效果；与仅喷水相比，本发明采用水射器将廉价的空气吸入水中形成气水混合液喷洒在采光玻璃顶表面，可产生同样厚度但具有更好隔热、降温效果的水膜，相应的减少了喷水量。
节材-直接利用水射器吸入室内冷空气混合于循环水体，对循环水体直接降温；同时，随着气水混合液在采光玻璃顶表面上的流动，水中气泡吸收阳光辐射热和采光玻璃顶表面热量后从水中溢出进入大气，直接带走水中热量，保证循环水体的温度恒定，不需要另设热交换装置或冷却装置，节省设备和材料。
维护管理方便-利用采光玻璃顶下温度传感器感应中庭温度可实现系统自动启停控制；同时，根据截流井内降雨液位计液位的变化感知降雨过程，也可实现系统的自动启停控制，维护管理方便。
经济-本系统构造简单，不需要另设专用降温设备、对设备和材料及其安装要求都不高，投资较少，另外，由于采用屋面雨水代替传统水源循环使用和利用水射器吸入廉价的空气减少喷水量，运行费用低。
附图说明
图1：本发明的结构示意图；
其中：1—屋面；2—采光玻璃顶；3—雨水斗；4—弃流池；5—第一截流管；6—市政雨水管道；7—排污泵；8—第二截流管；9—截流井；10—溢流堰；11—上游井体；12—下游井体；13—雨水管；14—储水池；15—循环水泵；16—循环供水管；17—喷水管；18—水射器；19—调节控制阀；20—过滤器；21—控制器；22—第一液位计；23—温度传感器；24—在线ss仪表；25—第二液位计；26—市政排水管道；27—吸气管；28—止回阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1，一种利用屋面雨水实现采光玻璃顶下中庭降温的装置，本实施例的降温装置用于设置在屋面1的采光玻璃顶2，采光玻璃顶2下方为中庭，在高温季节，本实施例通过收集降落至屋面1与采光玻璃顶2上的雨水，喷洒到采光玻璃顶2的顶面，对其下方中庭进行隔热、降温。
如图1所示，本实施例的装置包括雨水斗3，位于倾斜屋面1下端的用于收集降落至屋面1和采光玻璃顶2上的雨水。降雨时，降落至屋面1和采光玻璃顶2上的雨水在重力作用下，依次流经到雨水斗3、雨水管13和截流井9内上游井体11，然后，在截流井9内溢流堰10的阻挡下，靠重力作用，再依次流经第一截流管5、弃流池4、第二截流管8，最后进入储水池14储存。高温季节，当阳光透过采光玻璃顶2直射中庭时，启动从储水池14吸水的循环水泵15加压供水，然后，通过循环供水管16和喷水管17将收集的雨水即循环水均匀喷洒到采光玻璃顶2上隔热降温，随后，喷洒后的水流在重力作用下依次从采光玻璃顶2流经屋面1、雨水斗3、雨水管13、截流井9内上游井体11、第一截流管5、弃流池4和第二截流管8，最终回到储水池14，实现雨水的循环使用，达到隔热降温和节约用水的目的。
如图1所示，所述截流井9，截流井9内设置有溢流堰10，溢流堰10将截流井9分隔为上游井体11和下游井体12，上游井体11的进口端通过雨水管13与雨水斗3连通，溢流堰10的高度应高于雨水管13的出口端顶部300～500mm。所述上游井体11的其一出口端通过第一截流管5与弃流池4连通，其二出口端通过溢流堰10与下游井体12连接，所述下游井体12的出口端直接与市政雨水管道6连通，该截流井9设置的作用如下：即从雨水斗3、雨水管13排放到截流井9内的雨水首先进入到上游井体11内，在溢流堰10的阻挡下，依靠重力作用，雨水依次通过第一截流管5、弃流池4和第二截流管8内，最后流入出水池14储存，当储水池14雨水储存满后，会引起截流井9内上游井体11内的水位上升，当液位超过溢流堰10堰顶高度时，雨水就会漫过溢流堰10堰顶流到截流井9内下游井体12，从市政雨水管道6流出。
实际上降落到屋面1和采光玻璃顶2上的雨水包括污染严重的初期雨水和洁净度较高的后期雨水，此外，平时喷洒在采光玻璃顶2上的循环水在每次使用的初期也产生严重污染的循环水，为了避免初期雨水或循环水污染采光玻璃顶或堵塞管道或是造成后续装置设备的损坏，本实施例设置有弃流池。如图1所示，弃流池4内设置有向市政排水管26排污的排污泵7，进入到弃流池4内的初期雨水或循环水通过排污泵7排放到市政排水管道26中。
本实施例在弃流池4内设置有用于检测池内循环水污染物浓度的在线ss仪表24和观测池内液位的第二液位计25。通过实时监测池内水体的污染程度，控制池体内的水体排放，避免水体污染采光玻璃顶或堵塞管道或是造成后续装置设备的损坏。当在线ss仪表24显示ss浓度大于《景观环境用水的再生水水质控制指标》水景类指标即ss浓度>10(mg/l)时，启动排污泵7排污，将在此收集的污染物较多的屋面初期雨水或循环水排出系统，以保持循环水系统的洁净.
如图1所示，本实施例的喷洒装置包括储水池14，储水池14的进口端通过第二截流管8与弃流池4连通，储水池14的出口端设置有循环水泵15，循环水泵16的进口端与储水池14之间设置有过滤器20。
循环水泵15的进口端与储水池14连通，循环水泵15的出口端通过循环供水管16与向采光玻璃顶2喷水的喷水管17连通。循环水泵15将储水池14内的水体抽吸到喷水管17内，喷水管17向采光玻璃顶2顶面进行喷洒，对其下中庭进行隔热、降温。喷水管17是将水射器18后形成的气水混合液均匀喷洒到采光玻璃顶2顶面的多孔管或喷嘴。
本实施例的喷水管17内喷洒的是气水混合液，如图1所示，循环供水管16上设置有用于吸入室内冷空气并将冷空气与循环供水管16内雨水进行混合的抽吸装置，抽吸装置包括水射器18，所述的水射器18为文丘里管，水射器18的喉管连接有吸入室内冷空气的吸气管27，吸气管27上还安装有阻挡水流喷向空中的止回阀28，水射器18的水流进口端与循环水泵15出口端通过循环供水管16连接，水射器18的出口端通过循环供水管16与采光玻璃顶喷水管17连接，其流体为水与空气混合后的气水混合液。水射器18的水流进、出口端并联安装有用于调节水射器18进气量的调节控制阀19，其气水比不低于1:2。
冷空气进入到水射器18内后和循环供水管16内的雨水混合形成气水混合液，经喷水管17喷洒后，在采光玻璃顶2表面形成厚度不小于5mm的具有隔热、降温效果的水膜，由于水膜中含有大量的流动的微细气泡，这些微细的气泡形成的多曲面能将绝大部分太阳光反射出去，同时，水膜中的水体吸收绝大部分太阳光和采光玻璃顶2的热量，全面的有效阻隔阳光直射中庭产生的辐射热和减少采光玻璃顶2的传导热，从而，既有效的降低了中庭温度，又因气水混合液的应用有效减小了喷水量。而且随着气水混合液在采光玻璃顶2表面上的流动，吸收阳光辐射热和采光玻璃顶2传导热量的水中气泡从水中溢出进入大气，直接带走水中热量，不用投入其它降温设备，就能有效的实现循环水体的降温，保证了循环水体温度的恒定。
本实施例为了实现整个装置的自动控制，设置有用于控制循环水泵15运转的控制器21，控制器21与截流井9内上游井体11内的具有显示降雨过程的第一液位计22、采光玻璃2底面的温度传感器23和循环水泵15电连接。
其控制原理如下：
1、雨水收集控制：降雨开始时，从采光玻璃顶2、屋面1降落的雨水在重力作用下，依次流经雨水斗3、雨水管13进入上游井体11，由于截流井9内溢流堰10的阻挡，雨水通过第一截流管5流经弃流池4(污染的初期雨水在此收集截流)，然后，雨水在重力作用下流入储水池14储存，以备采光玻璃顶2顶面的喷水降温循环使用；当雨水将储水池14灌满后，多余的雨水漫过截流井9内的溢流堰10堰顶排入市政雨水管道6。
2、初期雨水或循环水弃流控制：当弃流池4内在线ss仪表24显示水体ss浓度大于《景观环境用水的再生水水质控制指标》水景类指标即ss浓度>10(mg/l)时，启动排污泵7排污，当第二液位计25液位达到最低液位时，关闭排污泵7。
3、喷水降温控制：
a、当采光玻璃顶2底面的温度传感器23温度高于设定启动温度时，同时，截流井9内第一液位计22液位低于或等于溢流堰10堰顶高度时，说明当时气候处于高温状态且无降雨，于是，自动启动从储水池14内吸水的循环水泵15加压供水，然后通过循环供水管16上安装的水射器18吸入室内冷空气(空调区域或地下凉爽空间均可)形成气水混合液，此时，水体的温度因冷空气的引入更进一步下降，随后，气水混合液通过喷水管17均匀的喷洒到采光玻璃顶2顶面，在采光玻璃顶2顶面形成不小于5mm厚度的水膜，由于水膜中含有大量的流动的微细气泡，这些微细的气泡形成的多曲面能将绝大部分太阳光反射出去，同时，水膜中的水体吸收绝大部分太阳光和采光玻璃顶2的热量，全面的有效阻隔阳光直射中庭产生的辐射热和减少采光玻璃顶2的传导热，从而，全面有效的了降低中庭环境温度。
然后，水流依次从采光玻璃顶2顶面流经建筑屋面1、雨水斗3、雨水管13和上游井体11内，受溢流堰10的阻挡，水体依次通过第一截流管5、弃流池4、第二截流管8和储水池14，再通过循环水泵16从加压供水，实现循环使用。
b、当温度传感器23的温度高于设定启动温度，同时截流井9内用于显示降雨过程的第一液位计22液位高于溢流堰10堰顶高度时，说明当时气候处于高温状态但正在降雨(降雨已将储水池14灌满后形成溢流)，控制器21自动关闭循环水泵15，系统停止喷水。
c、当温度传感器23的温度低于设定启动温度时，自动关闭循环水泵15，系统停止喷水.
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。