[发明专利]建筑用可自控风致雨载模拟实验装置

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种建筑用可自控风致雨载模拟实验装置，用于模拟建筑立面受到风致雨载作用的情况，属于建筑自然环境模拟实验技术装置领域。

二、背景技术

建筑在使用过程中受到多种环境荷载的作用，对于其性能和耐久性产生重要影响。其中，雨荷载是建筑立面承受的一种重要的环境荷载。建筑立面承受的雨荷载可被称为风致雨载，其最大特征在于雨滴在重力作用下本应自然、垂直地下落，但是受到风的影响，会以某一特定角度入射到建筑立面上。由于风和重力的耦合作用，降雨以一定角度淋到建筑立面上，这一点是研究雨荷载对建筑影响的关键要素，也是模拟降雨对建筑影响时必须实现的特点。而且，由于雨滴大小不同、风速大小不同、风流过建筑时受到的扰动等原因，建筑立面上承受的风致雨载的入射角度变化各异，非常复杂。

目前，国内外在研究降雨对建筑影响时通常采用人工模拟降雨装置，在公开的专利申请中也可见多种不同的模拟降雨装置。例如，申请号为200510086874.4的国家发明专利“人工模拟降雨喷射装置”公开了一种利于野外实验使用的人工模拟降雨喷射装置。申请号为200910087668.3的国家发明专利“便携式人工降雨模拟装置”公开了一种降雨强度易调节的的便携式人工降雨模拟装置。申请号为200910021960.5的国家发明专利“一种人工模拟降雨装置”公开了一种应用马氏瓶原理的人工模拟降雨装置。尽管这些降雨模拟装置各具特点，但都无法有效地模拟风致雨载，即无法准确地再现雨滴以一定角度入射至建筑立面的状况，更不用说对这一入射角度进行自动控制了。

因此，在目前已有的人工模拟降雨装置中，尚无能够对风致雨载存在特定入射角并且入射角各不相同这一本质特征进行精确模拟的装置，这一技术的缺失不利于开展降雨对建筑影响的实验研究。

三、发明内容

本发明提高一种能够真实反映建筑立面所受雨荷载的建筑用可自控风致雨载模拟实验装置，本发明还能提高实验的准确性和实验数据的可靠性。

本发明采用如下技术方案：

一种建筑用可自控风致雨载模拟实验装置，包括：储水箱、交流电驱动水泵及分水器，储水箱的出水口与交流电驱动水泵的进口连接，所述模拟实验装置还包括喷淋系统框架，在喷淋系统框架上设有按阵列分布的喷头，在每个喷头上连接有水平旋转电机，且喷头与水平旋转电机的电机输出轴连接，在每行水平旋转电机上分别连接一根横梁，每根横梁与喷淋系统框架转动连接，在喷淋系统框架还设有与横梁相应数量的垂直旋转电机，各垂直旋转电机的输出轴分别与各横梁连接；在交流电驱动水泵与分水器之间设有电磁流量调节阀，且交流电驱动水泵的出水口与电磁流量调节阀的入口连接，电磁流量调节阀的出口与分水器的入水口连接，分水器的各个出水口分别与各个喷头的进水口连接。

本发明解决的主要技术问题和实现的主要功能包括：

1、提供了一套用于实验室模拟建筑立面承受的风致雨载的装置；

2、降雨角度可在两个平面里进行两维度的自动控制，真实地模拟了自然条件下雨滴受风的作用以一定角度入射到建筑立面上的情况；

3、在一套风致雨载模拟装置上，各行喷头的喷淋角度可控制，而且同一行上每一个喷头的喷淋角度又可在另一个垂直平面里进行独立控制、各不相同，因此能够在两个平面里进行两维度的自由变化，从而精确地模拟自然界降雨过程中建筑立面不同位置承受的风致雨载入射角度不同的特点；

4、降雨量可进行自动控制，能够模拟小雨、中雨、大雨、暴雨等不同等级的降雨；

5、供水管路上设有可伸缩软管，能够自如地调节喷淋架与试件之间的距离，确保喷淋出的降雨以均匀的直线入射至试件表面。

本发明能够精确、连续、自动地在两个平面控制两维度的喷淋角度变化，从而模拟降雨在风的作用下以特定的强度和角度入射至建筑表面所产生的各种效应，具有如下优点：