一种应用于层叠式冰雪体育建筑的地面空腔结构的制作方法

本发明涉及地面空腔结构。

背景技术：

冰雪体育建筑核心运动空间具有温度敏感性，对恒温环境的保持要求严格，制冷负荷极大。同时，核心功能空间与辅助空间因巨大温差而产生的热量交换，增加了空调系统耗能，从而使冰雪体育建筑能耗问题突显。

比赛场地是冰雪体育建筑的核心，其处于低温环境，场地使用温度在-4℃～-8℃之间，场地冷冻层温度一般在-12℃左右。而核心场地周边及地下附属空间最好保持在15℃以满足人体舒适需求，与地面冷冻层温差可达近30℃。冷冻层因热传递作用向周边及下部散失大量冷能，通过介质下行冷传递作用，将冷能积聚于下部空间，不但易导致冰场结构破坏，还对下部空间的热环境维持造成巨大压力。传统的通过设备加热的方式来维持下部空间温度需求能耗极大。

现有的腔体隔热技术主要应用于墙体围护结构，减缓寒地建筑水平方向上室内与室外的热量传递。而层叠式冰雪体育建筑垂直向的空间之间的热量传递也存在巨大能耗，同样需要隔绝缓冲空间来阻隔各空间的热量交换。

技术实现要素：

本发明要解决现有技术中由于下行冷传递作用和冷积聚问题产生的冰场结构破坏、制冷能耗大以及下部辅助空间空调负荷大的技术问题，而提供一种应用于层叠式冰雪体育建筑的地面空腔结构。

一种应用于层叠式冰雪体育建筑的地面空腔结构，包括腔体、混凝土梁、支柱、风机和蓄冷池，腔体设置在冰面的下部，在腔体内出风一侧设置蓄冷池，在腔体内另一侧设置多个风机，腔体内部设置多个混凝土梁和多个支柱，混凝土梁设置在腔体内顶部，支柱设置在腔体内顶部与底部之间，混凝土梁夹设在两个支柱之间。

冰层下方的地面空腔结构能够大大减少冰面冷能通过结构介质向下传递。在空腔结构一侧设置风机，通过强制通风疏散集聚在冰场下部的冷能，起到防止冰场结构破坏的作用，并且将多余冷能存蓄在空气夹层中。在空腔结构的出风一侧设置蓄冷池，储蓄冷能并将冷能输送至空调系统，实现夏季的低温送风。

该地面空腔结构主要将温差较大的主辅使用空间进行竖向隔绝，通过阻断热传递、疏散冷能、余冷利用等方式实现节约制冷能耗、降低空调负荷、维持稳定温度环境的效果。

本发明的有益效果是：

现有技术的不足阻碍了冰雪体育建筑纵向层叠布局的发展，空腔地面结构解决了层叠式布局带来的冰场结构易破坏、制冷和空调能耗大等技术问题，满足了主辅空间纵向层叠的功能需求，间接提高了土地的使用效率。

通过空腔结构的热量阻隔作用，对冷气下行进行阻隔，减少热量交换与能量损失。空腔内采用变截面开洞混凝土梁，能够大幅度减少冷能通过结构介质向下层楼板传递。对比赛训练空间来说，能够减缓冷能衰减速度，从而实现通过较小的调温能耗即可维持训练比赛场地的恒温稳定。对于下部辅助空间而言，热环境受到比赛场地温度扰动程度降低，大大提升下部空间热舒适度，从而减少了空调维持室温所需能耗。总之，缩减了比赛场地制冷能耗和辅助空间空调能耗。

通过空腔结构的缓冲作用，有效避免冷积聚效应的产生，起到保护冰场结构的安全稳定的作用。核心比赛场地长期使用状态下，冷冻层因热传递作用向周边散失大量冷能，这一状况通过介质下行传递作用，长时间积聚于冰场底部楼面将产生强大的膨胀力，最终导致冰场结构破坏。空腔内部设置变截面开洞混凝土梁，满足腔体内部最大程度的通风通道，通过强制通风将冷量从冰层底部传递到夹层空气中，消除冷积聚的效应。

在空腔结构一侧设置风机，通过强制通风将冷空气输送至蓄冷池，将冷能存储。在夏季，利用余冷循环为空调系统提供冷源，具有环保、节能的优势。毗邻空腔层设置冰室(保温)，冰室中放置水槽(蓄冰池)，利用风机强制通风，使水槽中水与冷空气进行热交换，水温降低以至凝结成冰，将冷能进行储存。在夏季空调送冷时，将蓄冰池底部融化的水通过换热器换热向空调系统供冷,然后循环水又回至蓄冰池中。该结构的设置使能耗节省了30～40％。

本发明用于层叠式冰雪体育建筑。

附图说明

图1为具体实施方式一所述一种应用于层叠式冰雪体育建筑的地面空腔结构的结构示意图；

图2为具体实施方式一所述一种应用于层叠式冰雪体育建筑的地面空腔结构的内部结构示意图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式一种应用于层叠式冰雪体育建筑的地面空腔结构，包括腔体1、混凝土梁2、支柱3、风机4和蓄冷池5，腔体1设置在冰面的下部，在腔体1内出风一侧设置蓄冷池5，在腔体1内另一侧设置多个风机4，腔体1内部设置多个混凝土梁2和多个支柱3，混凝土梁2设置在腔体1内顶部，支柱3设置在腔体1内顶部与底部之间，混凝土梁2夹设在两个支柱3之间。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：腔体1通过楼板1-1围成，并且外层包覆保温层1-2。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：支柱3的间隔距离为6～9m。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：腔体1高度为2.0～2.4m。其它与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：混凝土梁2截面为开洞变截面。其它与具体实施方式一至四之一相同。

采用以下实施例验证本发明的有益效果：

实施例一：

本实施例一种应用于层叠式冰雪体育建筑的地面空腔结构，包括腔体1、混凝土梁2、支柱3、风机4和蓄冷池5，腔体1设置在冰面的下部，在腔体1内出风一侧设置蓄冷池5，在腔体1内另一侧设置多个风机4，腔体1内部设置多个混凝土梁2和多个支柱3，混凝土梁2设置在腔体1内顶部，支柱3设置在腔体1内顶部与底部之间，混凝土梁2夹设在两个支柱3之间。

其中腔体1通过楼板1-1围成，并且外层包覆保温层1-2，支柱3的间隔距离为8m，混凝土梁2截面为开洞变截面，腔体1高度为2.0m。

技术特征：

技术总结
一种应用于层叠式冰雪体育建筑的地面空腔结构，本发明涉及地面空腔结构。本发明要解决现有技术中由于下行冷传递作用和冷积聚问题产生的冰场结构破坏、制冷能耗大以及下部辅助空间空调负荷大的技术问题。该地面空腔结构，包括腔体、混凝土梁、支柱、风机和蓄冷池，腔体设置在冰面的下部，在腔体内出风一侧设置蓄冷池，在腔体内另一侧设置多个风机。该地面空腔结构主要将温差较大的主辅使用空间进行竖向隔绝，通过阻断热传递、疏散冷能、余冷利用等方式实现节约制冷能耗、降低空调负荷、维持稳定温度环境的效果。本发明用于层叠式冰雪体育建筑。

技术研发人员：梅洪元;陈剑飞;单杰;费腾;潘文特
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学建筑设计研究院
技术研发日：2017.09.20
技术公布日：2017.12.12