专利名称：一种隧道采光和通风一体化装置及其制作方法
技术领域：
本发明涉及公路隧道通风照明技术领域，具体涉及一种隧道采光和通风一体化装置及其制作方法。
背景技术：
现有《公路隧道通风照明设计规范》的隧道照明主要采用灯具照明方法。采用的隧道通风方式为射流风机通风，送风机集中送入通风，送、排风机从竖井集中送、排风等方式及其组合。据“《中国交通信息化》杂志-博客”报道:理论计算表明，通风中所需的电力消耗与通风量大约呈3次方的关系，通风耗电在隧道的日常运营开支中一般约占70%至80%，而照明除了晚上和阴天用电较少外，其余时间基本上都是满负荷运转，不但造成大量的电能浪费，还增加了设备的损耗。(网址:http://blog.9811.com.cn/ uid-63428-action_viewspace-1temid-69377)
因此，上述灯具照明和风机通风技术最突出的缺点是消耗大量的电能
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的上述不足，提供一种隧道采光和通风一体化装置及其制作方法，实现隧道的自然采光、通风和零耗能。本发明的目的通过如下技术方案实现:
一种隧道采光和通风一体化装置，其包括位于隧道外部的采光-通风塔、位于隧道内部的采光-通风墙和连接采光-通风塔与采光-通风墙的采光-通风管。进一步优化的，采光-通风塔外形为棱柱体形状，采光-通风塔的四周和塔顶由采光-通风管的出口排列形成；塔顶上方设置有透明防雨顶棚。进一步优化的，单个采光-通风塔的高度为20nT50m，横截面为正方形，边长为10nT20m。进一步优化的，采光-通风墙布置在隧道内顶部，光-通风墙由采光-通风管的入口排列形成。进一步优化的，单根采光-通风管2采用长度为0.1nTlOm的棱柱体直管单元焊接而成，一端为出口，另一端为入口。进一步优化的，采光-通风管的横截面为正方形，边长为20cnTl00Cm ;采光-通风
管内壁上镀锌或镀银。进一步优化的，采光-通风塔的主体承重骨架为轻型钢结构，将每根采光-通风管的出口排列在采光-通风塔的四周和塔顶表面。进一步优化的，所述采光-通风管由出口段、中间段和入口段顺次连接形成。上述一种隧道采光和通风一体化装置的制作方法，其包括:
第一步，制作采光-通风管，用单面镀锌或镀银的铁皮卷成的棱柱体直管单元；将直管单元焊接成单根采光-通风管，制作多根采光-通风管；
第二步，安装采光-通风塔，隧道外部的采光-通风塔为棱柱体形状，主体承重骨架为轻型钢结构，塔顶设置透明防雨顶棚，将每根采光-通风管的出口排列在采光-通风塔的四周和塔顶表面；
第三步，安装采光-通风墙，采光-通风墙悬挂在隧道内顶部，主体承重骨架为轻型钢结构，将每根采光-通风管的入口排列在采光-通风墙的表面。与现有隧道照明与通风方法相比，本发明采光-通风的一体化装置具有以下优点及有益效果:
(1)现有技术电灯照明。本发明利用光的反射原理。外部光线经管道内壁7的镀锌或镀银层反射后，透射到隧道内部，从而实现自然采光；
(2)现有技术风机通风。本发明利用“烟囱效应”自然通风，可以排出隧道内部空气，或者引入隧道外部的新鲜空气；
(3)现有技术采用电灯照明和风机通风技术，消耗大量的电能。本发明自然采光和通风装置耗能为零。
图1为采光-通风一体化装置的结构示意图。图2为采光-通风 管(单根)结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图和实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。如图1，采光-通风的一体化装置由隧道外部4的采光-通风塔1、隧道内部5的采光-通风墙3和连接“塔”与“墙”的采光-通风管2组成。采光-通风塔I为棱柱体形状，四周和塔顶由采光-通风管2的出口 6排列而成；塔顶设置了透明玻璃防雨顶棚9。单个采光-通风塔的高度为20nT50m，横截面为正方形，边长为10nT20m。采光-通风墙3布置在隧道内顶部；由采光-通风管2的入口 8排列而成。单根采光-通风管2由长度为0.1nTlOm的棱柱体直管单元焊接而成。采光-通风管的出口 6位于采光-通风塔I四周和塔顶表面；入口 8位于采光-通风墙3表面。采光-通风管的横截面为正方形，边长为20CnTl00Cm。采光-通风管材料为单面镀锌或镀银的铁皮。在管道内壁7上镀锌或镀银。实施例1
某公路隧道长度为2km，宽度为10m。实施了本发明采光-通风的一体化装置。( I)采光-通风的一体化装置的结构
本发明采光-通风的一体化装置由隧道外部4的采光-通风塔1、隧道内部5的采光-通风墙3和连接“塔”与“墙”的采光-通风管2组成。采光-通风塔I为棱柱体形状，四周和塔顶由采光-通风管2的出口 6排列而成；塔顶设置了透明玻璃防雨顶棚9。单个采光-通风塔的高度为20m，横截面为正方形，边长为10m。设置了 25个采光-通风塔，每个采光-通风塔的四周和塔顶共设置了 800个采光-通风管的出口。采光-通风墙3布置在隧道5的顶部；由采光-通风管2的入口 8排列而成。共排列20000个采光-通风管的入口。单根采光-通风管2由长度为0.1m的棱柱体直管单元焊接而成。采光-通风管的出口 6位于采光-通风塔I四周和塔顶表面；入口 8位于采光-通风墙3表面。采光-通风管的横截面为正方形，边长为100cm。采光-通风管材料为单面镀锌或镀银的铁皮。在管道内壁7上镀锌或镀银。本发明采光-通风的一体化装置的工作原理:
反射采光。外部光线经管道内壁7的镀锌或镀银层反射后，透射到隧道内部。“烟囱效应”自然通风。由于管道出口 6与入口 8的高度差和温度差导致气流产生“烟囱效应”，可以排出隧道内部空气，或者引入隧道外部的新鲜空气。(2)采光和通风的一体化装置的制作方法
第一步，制作采光-通风管。用单面镀锌或镀银的铁皮卷成棱柱体直管单元；将直管单元焊接成连接“塔”与“墙”的单根采光-通风管。第二步，安装采光-通风塔。隧道外部的采光-通风塔为棱柱体形状。主体承重骨架为轻型钢结构。塔顶设置了透明玻璃防雨顶棚9。将每根采光-通风管2的出口 6排列在塔的四周和塔顶表面。第三步，安装采光-通风墙。采光-通风墙悬挂在隧道内顶部，主体承重骨架为轻型钢结构。将每根采光-通风管2的入口 8排列在采光-通风墙的表面。
实施例2
某市政道路隧道长度为1km，宽度为20m。实施了本发明采光-通风的一体化装置。( I)采光-通风的一体化装置的结构
本发明采光-通风的一体化装置由隧道外部4的采光-通风塔1、隧道内部5的采光-通风墙3和连接“塔”与“墙”的采光-通风管2组成。采光-通风塔I为棱柱体形状，四周和塔顶由采光-通风管2的出口 6排列而成；塔顶设置了透明玻璃防雨顶棚9。单个采光-通风塔的高度为50m，横截面为正方形，边长为20m。设置了 I个采光-通风塔，采光-通风塔的四周和塔顶共设置了 100000个采光-通风管的出口。采光-通风墙3布置在隧道5的顶部；由采光-通风管2的入口 8排列而成。共排列100000个采光-通风管的入口。单根采光-通风管2由长度为IOm的棱柱体直管单元焊接而成。采光-通风管的出口 6位于采光-通风塔I四周和塔顶表面；入口 8位于采光-通风墙3表面。采光-通风管的横截面为正方形，边长为20cm。采光-通风管材料为单面镀锌或镀银的铁皮。在管道内壁7上镀锌或镀银。(2)采光和通风的一体化装置的制作方法 第一步，制作采光-通风管。用单面镀锌或镀银的铁皮卷成棱柱体直管单元；将直管单元焊接成连接“塔”与“墙”的单根采光-通风管。
第二步，安装采光-通风塔。隧道外部的采光-通风塔为棱柱体形状。主体承重骨架为轻型钢结构。塔顶设置了透明玻璃防雨顶棚9。将每根采光-通风管2的出口 6排列在塔的四周和塔顶表面。第三步，安装采光-通风墙。采光-通风墙悬挂在隧道内顶部，主体承重骨架为轻型钢结构。将每根采光-通风管2的入口 8排列在采光-通风墙的表面。上述采光-通风的一体化装置的工作原理:
反射采光，外部光线经管道内壁的镀锌或镀银层反射后，透射到隧道内部。“烟囱效应”自然通风，由于管道出口与入口的高度差和温度差导致气流产生“烟囱效应”，可以排 出隧道内部空气，或者引入隧道外部的新鲜空气。
权利要求
1.一种隧道采光和通风一体化装置，其特征在于包括位于隧道外部的采光-通风塔、位于隧道内部的采光-通风墙和连接采光-通风塔与采光-通风墙3的采光-通风管。
2.根据权利要求I所述的一种隧道采光和通风一体化装置，其特征在于采光-通风塔外形为棱柱体形状，采光-通风塔的四周和塔顶由采光-通风管的出口排列形成；塔顶上方设置有透明防雨顶棚。
3.根据权利要求I所述的一种隧道采光和通风一体化装置，其特征在于单个采光-通风塔的高度为20nT50m，横截面为正方形，边长为10nT20m。
4.根据权利要求I所述的一种隧道采光和通风一体化装置，其特征在于采光-通风墙布置在隧道内顶部，采光-通风墙由采光-通风管的入口排列形成。
5.根据权利要求I所述的一种隧道采光和通风一体化装置，其特征在于单根采光-通风管采用长度为O. InTlOm的棱柱体直管单元焊接而成，一端为出口，另一端为入口。
6.根据权利要求I所述的一种隧道采光和通风一体化装置，其特征在于采光-通风管的横截面为正方形，边长为20cnTl00Cm ;采光-通风管内壁上镀锌或镀银。
7.根据权利要求I所述的一种隧道采光和通风一体化装置，其特征在于采光-通风塔的主体承重骨架为轻型钢结构，将每根采光-通风管的出口排列在采光-通风塔的四周和塔顶表面。
8.根据权利要求I所述的一种隧道采光和通风一体化装置，其特征在于所述采光-通风管由出口段、中间段和入口段顺次连接形成。
9.权利要求I所述一种隧道采光和通风一体化装置的制作方法，其特征在于包括 第一步，制作采光-通风管，用单面镀锌或镀银的铁皮卷成的棱柱体直管单元；将直管单元焊接成单根采光-通风管，制作多根采光-通风管； 第二步，安装采光-通风塔，隧道外部的采光-通风塔为棱柱体形状，主体承重骨架为轻型钢结构，塔顶设置透明防雨顶棚，将每根采光-通风管的出口排列在采光-通风塔的四周和塔顶表面； 第三步，安装采光-通风墙，采光-通风墙悬挂在隧道内顶部，主体承重骨架为轻型钢结构，将每根采光-通风管的入口排列在采光-通风墙的表面。
全文摘要
本发明公开一种隧道采光和通风一体化装置及其制作方法，隧道采光和通风一体化装置包括位于隧道外部的采光-通风塔、位于隧道内部的采光-通风墙和连接采光-通风塔与采光-通风墙的采光-通风管。制作时，先制作采光-通风管，由单面镀锌或镀银的铁皮卷成的棱柱体直管单元焊接而成；再安装采光-通风塔，隧道外部的采光-通风塔为棱柱体形状，主体承重骨架为轻型钢结构，塔顶设置透明防雨顶棚，将每根采光-通风管的出口排列在采光-通风塔的四周和塔顶表面；最后安装采光-通风墙，采光-通风墙悬挂在隧道内顶部，主体承重骨架为轻型钢结构，将每根采光-通风管的入口排列在采光-通风墙的表面。本发明结构简单，能通过自然采光和通风实现零能耗。
文档编号E21D9/14GK103256059SQ20131018174
公开日2013年8月21日 申请日期2013年5月16日 优先权日2013年5月16日
发明者葛折圣 申请人:华南理工大学