一种无损墙体的高层建筑室外气候参数采集装置 【技术领域】
本发明涉及一种用于观测高层建筑的室外气候参数的采集装置。
背景技术
城市热环境已成为影响人居热环境舒适度的主要因素一。
随着人类社会的发展，人类生存环境的可持续发展已成为当代社会发展的基本课题。健康、舒适的气候环境成为人们关注的热点，建筑室外气候参数的采集技术越来越受到重视。随着城市节能、低碳城市、大气污染等的相关研究的深入，对于快速室外气候参数采集装置的需求应运而生。
对于室外气候参数的采集技术自1818年L.Hward对伦敦城市温度场的观察开始就已经为研究者所关注。最为常见的是气象学专业常用的，在几个固定的选点，搭建气象观测塔或者放升热气球进行观测，这种传统的做法灵活性不大，而且搭建、维修等成本也高，不适宜全面推广。
对于高层建筑室外气候参数的采集，传统的做法是从地面架设气象观测塔，高层建筑物有多高，架设的观测塔也有多高。其不足之处在于：传统的气象观测塔只能是点测和线测，工作面很少，无法做到面状空间数据的同时监测采集，影响实验进度，且传统观测塔的搭建是整体结构，投入材料多，工人的劳动支出大，完成建筑施工工期长，不能适应较大高度的需求，对于观测的灵活性有限制，而且多数都为依附建筑墙体，对建筑墙体都有一定的损坏。同时，传统的采集手段无法满足街区和建筑尺度对于数据采集的要求。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种无损墙体的高层建筑室外气候参数采集装置，可用于采集高层建筑室外同一竖直面的气候参数。
本发明解决其技术问题所采取的技术手段是：该无损墙体型高层建筑室外气候参数采集装置主要包括固定装置、传感器和升降装置，所述传感器固定于固定装置上且位于同一竖直面上；升降装置置于高层建筑的顶部，固定装置与升降装置连接。
进一步地，本发明所述固定装置为网格框架，所述传感器固定在网格框架的节点上。
进一步地，本发明所述固定装置在其靠近高层建筑的外墙体的一侧固定安装有支座，所述支座支撑于高层建筑的外墙体上。
进一步地，本发明所述支座为直角支座。
与现有技术相比，本发明的优点是：①本发明提供一种具有实时自动采集功能的集合装置，适用于高层建筑室外空间的大气温度等气候参数的测量；②本发明的升降装置安装于高层建筑顶部，安装有传感器的固定装置无需依附建筑墙体即可自由升降，可实现对建筑墙体无损前提下的气候参数采集；③本发明可以根据实地测量需要灵活组装基本构件来达到不同高度，不同需要的自由搭配，且可随建筑高度自由升降；④本发明主要包括两大部分，分别为固定装置和升降装置；其中，使用网格状框架结构的固定装置，只要将传感器固定在网格框架的节点上，即可实现对高层建筑室外气候参数的面状采集要求，操作简便、可靠性高；而升降装置主要包括横梁、定滑轮以及支撑杆件等，同样构造简单，操作方便；⑤本发明可实现室外气候参数无线传感和智能化便捷采集，具有投入耗材少、工人的劳动支出小、完成工期相对短、对建筑破坏少、整体造价相对低等优点。
【附图说明】
图1是本发明装置的工作原理图；
图2是本发明升降装置的结构示意图；
图3是图2的右视放大图；
图4是本发明升降装置的立体图；
图5是图4中A处立体放大图；
图6是图4中B处立体放大图；
图7是图1中直角支座6的立体放大图。
图中：1-升降装置；2-固定装置；3-钢丝绳；4-传感器；5-支撑杆件；6-直角支座；7-建筑屋顶；8-建筑墙体；9-横向杆件；10-平衡构件；11-支撑构件；12-定滑轮B；13-定滑轮A；14-手摇转盘；15-手摇柄；16-钢垫片；17-平衡杆件；18-小齿轮；19-大齿轮；20-制动装置；21-滚轴；22-大绳轮。
【具体实施方式】
如图1所示，本发明提供的无损建筑墙体的高层建筑室外气候参数采集装置是一种可组装、可滑动升降的能够自动采集室外空气参数的结构简单、易于操作的装置，由固定装置2和升降装置1两部分组成。
其中，升降装置1安置于高层建筑顶部，装有若干个传感器4地固定装置2通过钢丝绳3连接到升降装置1上。传感器4固定于固定装置2上且使各传感器4位于同一竖直面上。通过操作位于建筑屋顶7的升降装置1上的齿轮传动机，实现固定装置2的上下自由升降，升降时要保证固定装置2沿着高层建筑外墙体竖直升降，并尽量避免固定装置2与高层建筑墙体直接接触；此外，需保证传感器4所在的固定装置2的平面与高层建筑外墙体所成夹角固定不变，以保证传感器4所检测的是不同高度同一竖直面处的气候参数。
图1所示的固定装置2为具有一定网格密度的网格框架，其基本单元为5m×6m的支架。在固定装置2上按照网格密度在各节点处安装传感器4，测试人员可以在规定感测范围内实现气候参数的均匀、面状、快速、实时的采集、采集，进而实现采集数据的实时显示、存储、运算分析和打印。为计算方便，传感器4可按照1m×1m的网格密度均匀布置在固定装置网格节点上。为保证安装在固定装置2上的各传感器4位于同一竖直平面内，同时减少因为风力、重力等不可控外力而导致固定装置2变形，固定装置2的材料可选择使用具有足够强度并且质量相对较轻的PVC管。通过在固定装置2上安装直角支座6、支撑杆件5等。如图7所示，直角支座6支撑于建筑墙体10上，使固定装置2不进行水平方向上的旋转，进一步确保固定装置2的平面与高层建筑外墙体所成的夹角固定不变，并加强固定装置2的空间稳定性和抗变形能力。采用如图7所示的直角支座6可以保证检测传感器4所在的采集平面垂直于建筑墙体，以更方便对采集点进行空间定位，从而方便对采集点的经纬度进行计算。同时，将直角支座6伸出固定装置2一定距离固定，可进一步确保固定装置2与建筑墙体8不直接接触，从而更好地保护建筑墙体8不受损。
图2至图6所示的升降装置1主要由横向杆件9、定滑轮A13、定滑轮B12、平衡构件10以及支撑杆件5以及齿轮传动机构等构成。
连接有固定装置2的钢丝绳3绕过焊接在横向杆件9上的定滑轮A13和定滑轮B12，缠绕到齿轮传动机构的大绳轮22上。其中齿轮传动机构由大齿轮19、小齿轮18、手摇柄15、手摇转盘14、滚轴21、大绳轮22、制动装置20等构件组成，通过转动手摇转盘14和手摇柄15，小齿轮18带动大齿轮19，大齿轮19带动滚轴21，进而带动大绳轮22转动，实现传动过程。齿轮传动机构由支撑杆件5和平衡杆件17组成的支撑体连接，并通过平衡杆件17与横向杆件9焊接。平衡构件10为可组装式的构建，可根据固定装置2的重量不同进行合理组装，既方便灵活，又实用经济。
横向杆件9为口字型钢杆件，在保证强度要求前提下，可同时满足其他杆件的固定依附要求。横向杆件9与支撑构件11之间夹有钢垫片16并进行焊接处理，以保证两部分连接的强度要求。
本发明提供的是一种可组装式的采集装置，根据采集高度需要进行组装，根据测量高度，通过升降装置1上升所需高度进行面状分布的数据测量，可在各相应楼层处实时搜集数据进行分析。
本发明对室外气候参数的采集是这样实现的：
传感器建议采用无线传感器，可实现对所要采集的气候参数数据的无线传感。通过升降装置1将安装有传感器4的固定装置2升降到采集所需的高度，测试人员可在传感器4的无线接收范围内实现对高层建筑室外气候参数的无线接收，实现无线传感和智能化便捷采集。
根据所要采集的室外气候参数类型需要，传感器4可为温度传感器、湿度传感器、风速传感器等。测试人员可根据需要，将采集得到的各个点的数据，或直接手动记录下来，或通过数据采集器自动记录并存储。采集得到的面状分布的气候参数数据，可为描述和研究高层建筑室外气候参数的面状分布规律提供数据基础，以进一步分析高层建筑室外气候环境的特征。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，不是用来限定本发明所实施的范围，凡依本发明权利要求所作的均等变化与修饰，皆应仍属于本发明的保护范围内。