一种气楼天窗状态监测方法及系统与流程

本发明涉及气楼天窗状态智能监测领域，具体为一种气楼天窗状态监测方法及系统。

背景技术：

1、现代大跨度工业厂房、公共场馆等建筑广泛采用网架式气楼、链条传动式薄型升降气楼、高气密型多点锁闭天窗及消防排烟天窗，配合双层/多层围护腔体构造，实现通风换气、消防排烟、气密保温与结构防护。建筑运行中，气楼内外风压、天窗室内外压差、围护腔体气压易受室外气象、通风状态影响失衡，引发天窗密封失效、气楼通风紊乱、围护结构风压过载等问题。传统监测仅针对单一设备独立监控，缺乏多设备、多腔体协同感知与联动调控，难以保障建筑整体气压平衡与安全稳定运行。

2、现有气楼与天窗状态监测技术存在明显不足：监测采集碎片化，未以统一时间基准实现气楼、天窗、围护腔体多端气压同步采集，参数时序错位无法反映真实耦合关系；未构建三维联动映射模型，未建立三类气压参数的动态耦合权重与联动传导关系，压差判定仅依赖固定阈值，无精准耦合计算逻辑；调控逻辑孤立，仅能单设备独立调节，无法实现三者协同适配，调节效率低且易加剧失衡；无闭环校验迭代机制，调节后未实时复核参数，平衡状态难以稳定；未做分区独立调控，消防联动时无法暂停自适应调节，且缺乏风压突变预判，易引发密封失效与结构安全隐患。

3、综上，现有技术无法满足大跨度建筑气楼、天窗、围护腔体一体化气压监测与协同调控需求，存在监测不协同、判定不精准、调控无联动、闭环缺失等问题，难以兼顾气密性能、通风效率、消防安全性与结构稳定性。为此，急需研发一种多端气压同步采集、三维联动耦合判定、协同调节与闭环迭代的气楼天窗状态监测方法及系统，实现多设备、多腔体气压平衡精准调控，提升建筑运行安全与节能水平。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了弥补现有技术的不足，提供了一种气楼天窗状态监测方法及系统，通过统一时间基准多端同步采集气压参数，构建三维联动映射模型明确参数关系，实现多维度压差联动判定；依据判定结果协同调节气楼、天窗及围护腔体气压，并借助闭环校验反馈迭代持续优化，直至气压回归平衡区间。

2、本发明为解决上述技术问题，提供如下技术方案：一方面，一种气楼天窗状态监测方法，该方法包括：

3、s100、多端气压同步采集：基于统一时间基准，同步采集网架式气楼、链条传动式薄型升降气楼的内部气压、外部风压及开合姿态，高气密型多点锁闭天窗及消防排烟天窗的室内外气压及锁闭密封压差，双层/多层围护腔体的内部气压及压力波动值；

4、s200、模型建立：基于s100同步采集的参数数据，通过智能气压平衡联动控制单元，确定气楼气压参数、天窗气压参数与围护腔体气压参数之间的动态耦合权重系数与联动传导关系，构建三维联动映射模型；

5、s300、压差耦合联动判定：基于s200构建的三维联动映射模型，对三组气压参数进行实时耦合计算与差值判定，当围护腔体气压与室外气压失衡时，调取对应区域气楼开合姿态信号；当天窗两侧压差过大时，校验对应区域围护腔体压力是否异常；当气楼风压突变时，预判对应区域天窗与围护腔体压力风险，完成多维度联动逻辑判定；

6、s400、协同联动调节执行：基于s300的联动逻辑判定结果，自动调节对应区域气楼开启角度、天窗启闭程度，同时反向修正对应区域围护腔体内部气压，完成气楼、天窗、围护腔体气压状态的协同适配；

7、s500、闭环校验反馈迭代：将s400调节后的对应区域气楼、天窗、围护腔体的最新气压与状态参数回传至智能气压平衡联动控制单元，重新执行耦合计算与差值判定，持续迭代调节直至气压参数回归预设平衡区间，形成完整的监测-调节-校验闭环。

8、进一步地，所述多端气压同步采集：针对单栋建筑内的所有网架式气楼、链条传动式薄型升降气楼，按单台气楼为独立单元布设气楼内部气压采集节点、气楼外部风压采集节点及开合姿态采集节点；针对所有高气密型多点锁闭天窗、消防排烟天窗，按单樘天窗为独立单元布设室内外气压采集节点与锁闭密封压差采集节点；针对所有双层/多层围护腔体构造，按单段连续腔体为独立单元布设气压采集节点；所有采集节点按统一的utc时间基准同步执行参数采集，采集周期与智能气压平衡联动控制单元的耦合计算周期保持一致。

9、更进一步地，所述模型建立：以气楼气压参数为x轴、天窗气压参数为y轴、围护腔体气压参数为z轴，构建三维正交坐标系；将s100同步采集的同时间基准下的三组参数，映射至三维正交坐标系中形成对应空间数据点；基于连续采集的不少于100组有效空间数据点，确定各参数间的动态耦合权重系数及联动传导函数，完成三组参数全关联耦合计算基准的构建。

10、更进一步地，所述围护腔体气压与室外气压失衡的耦合计算，基于三维联动映射模型的联动传导函数，执行腔体气压失衡判定公式：

11、；

12、其中，为腔体气压失衡判定值；为气楼-腔体耦合权重系数，取值为对应网架式气楼/链条传动式薄型升降气楼的额定最大有效通风面积与所属双层/多层围护腔体的最外侧迎风口总面积的比值；为气楼实时开合角度与额定最大开启角度的比值，取值范围为0-1；为同时间基准同步采集的气楼外部风压；为同时间基准的室外基准气压；为同时间基准同步采集的围护腔体内部气压；

13、当超出预设基准区间[-5pa,5pa]时，判定为围护腔体气压与室外气压失衡，调取对应区域气楼的开合姿态信号。

14、更进一步地，所述天窗两侧压差过大的耦合计算，基于三维联动映射模型的联动传导函数，执行天窗压差异常判定公式：

15、；

16、其中，为天窗压差异常判定值；为天窗密封耦合权重系数，取值为对应高气密型多点锁闭天窗/消防排烟天窗的实际啮合锁闭点数量与额定设计锁闭点数量的比值；为同时间基准同步采集的天窗锁闭密封气压差；为腔体-天窗传导权重系数，取值为对应天窗所属围护腔体的容积与天窗所在区域室内空间容积的比值；为同时间基准同步采集的围护腔体压力波动值；为同时间基准同步采集的天窗室内侧气压；为同时间基准同步采集的天窗室外侧气压；

17、当超出预设基准区间[-3pa,3pa]时，判定为天窗两侧压差过大，校验对应区域围护腔体压力是否异常。

18、更进一步地，所述气楼风压突变的耦合计算，基于三维联动映射模型的联动传导函数，执行风压时序变化-风险预判一体化耦合公式：

19、；

20、其中，为压力风险预判值；为风压传导权重系数，取值为对应气楼的迎风面投影面积与所属围护腔体的总外表面积的比值；为t时刻同步采集的气楼外部风压；为t时刻前2个采集周期的气楼外部风压；为s100中固定参数采集周期；为t时刻的室外基准气压；为t时刻同步采集的天窗室内侧气压；为t时刻同步采集的天窗室外侧气压；为t时刻同步采集的围护腔体内部气压；

21、当超出预设风险阈值15pa时，判定为气楼风压突变，同步预判对应区域天窗与围护腔体压力风险。

22、更进一步地，所述协同联动调节执行：当判定围护腔体气压与室外气压失衡时，对应调节该区域网架式气楼或链条传动式薄型升降气楼的开启角度，角度调整步长与腔体气压失衡判定值的绝对值呈正相关；当判定天窗两侧压差过大时，对应调节该区域高气密型多点锁闭天窗或消防排烟天窗的启闭程度，启闭调整步长与天窗压差异常判定值的绝对值呈正相关；当判定气楼风压突变存在压力风险时，同步调节对应区域气楼开启角度、天窗启闭程度，同时对围护腔体内部气压进行反向修正，完成三者的协同适配。

23、更进一步地，所述闭环校验反馈迭代：完成s400的调节动作后，按预设的校验周期2δt，通过对应区域的采集节点同步获取调节后的气楼内部气压、气楼外部风压、气楼开合姿态信号，天窗室内侧气压、天窗室外侧气压、天窗锁闭密封气压差，围护腔体内部气压、腔体压力波动值；将获取的最新参数回传至智能气压平衡联动控制单元，重新执行耦合计算与差值判定，当参数仍超出预设平衡区间时，重复执行s400的调节动作，直至参数回归预设平衡区间；所述预设平衡区间包含与s300耦合判定基准一一联动匹配的三组子区间，分别为：围护腔体气压与室外基准气压差值平衡区间[-5pa,5pa]、天窗室内外气压差值平衡区间[-3pa,3pa]、气楼外部风压波动平衡区间[-10pa,10pa]。

24、更进一步地，将建筑按防火分区或建筑功能分区划分为多个独立监测区域，各区域独立执行参数采集、模型计算、耦合判定、调节执行与闭环校验，单区域气压失衡时仅调节此区域内的气楼、天窗及围护腔体，不改变其他区域的运行状态；接收到消防联动控制信号时，暂停对应区域的耦合判定与自适应调节，按消防指令开启对应消防排烟天窗、网架式气楼、链条传动式薄型升降气楼至预设消防排烟角度，所述预设消防排烟角度不小于70°，最大开启角度为90°，同步持续采集参数，待消防联动控制信号解除后，恢复完整监测与调节流程。

25、另一方面，一种气楼天窗状态监测系统，该系统包括：

26、多端气压同步采集模块：用于基于统一时间基准，同步采集网架式气楼、链条传动式薄型升降气楼的内部气压、外部风压及开合姿态，高气密型多点锁闭天窗及消防排烟天窗的室内外气压及锁闭密封压差，双层/多层围护腔体的内部气压及压力波动值；

27、模型建立模块：用于根据同步采集的参数数据，通过智能气压平衡联动控制单元，确定气楼气压参数、天窗气压参数与围护腔体气压参数之间的动态耦合权重系数与联动传导关系，构建三维联动映射模型；

28、压差耦合联动判定模块：用于基于三维联动映射模型，对三组气压参数进行实时耦合计算与差值判定，当围护腔体气压与室外气压失衡时，调取对应区域气楼开合姿态信号；当天窗两侧压差过大时，校验对应区域围护腔体压力是否异常；当气楼风压突变时，预判对应区域天窗与围护腔体压力风险，完成多维度联动逻辑判定；

29、协同联动调节执行模块：用于根据联动逻辑判定结果，自动调节对应区域气楼开启角度、天窗启闭程度，同时反向修正对应区域围护腔体内部气压，完成气楼、天窗、围护腔体气压状态的协同适配；

30、闭环校验反馈迭代模块：用于将调节后的对应区域气楼、天窗、围护腔体的最新气压与状态参数回传至智能气压平衡联动控制单元，重新执行耦合计算与差值判定，持续迭代调节直至气压参数回归预设平衡区间，形成完整的监测-调节-校验闭环。

31、与现有技术相比，该一种气楼天窗状态监测方法及系统具备如下有益效果：

32、一、本发明通过统一时间基准完成多端气压同步采集，全面采集气楼、天窗、围护腔体的气压与状态参数，消除参数时序错位问题，完整还原三者气压关联状态；依托智能气压平衡联动控制单元搭建三维联动映射模型，明确各类气压参数的动态耦合权重与联动传导关系，依托耦合计算完成多维度压差联动判定，精准识别气压失衡、压差异常、风压突变等异常状态，摒弃单一阈值判定的局限，大幅提升状态识别的精准性；采用分区独立监测判定模式，各区域独立运行逻辑互不干扰，消防联动场景下可适配指令调整运行模式，兼顾日常监测精准性与消防场景安全性，为后续调控提供可靠依据。

33、二、本发明通过耦合判定结果执行协同联动调节，同步调整气楼开启角度、天窗启闭程度并修正围护腔体气压，打破单一设备独立调节的壁垒，实现气楼、天窗、围护腔体气压状态的协同适配，显著提升气压平衡调控效率；借助闭环校验反馈迭代机制，实时回传调节后参数并重新开展耦合计算与差值判定，持续优化调节动作直至气压回归平衡区间，形成稳定的监测调节校验闭环；有效避免天窗密封失效、气楼通风紊乱、围护结构压力过载等问题，保障建筑通风、气密、消防与结构防护性能协同达标，延长设备使用周期，提升建筑整体运行稳定性与安全保障水平。

34、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。