一种集成屋顶装置的制造方法
【专利摘要】一种集成屋顶装置，包括：框架支撑结构，具有顶层结构框架和设置在顶层结构框架之两侧的第一斜梁框架和第二斜梁框架；第一支撑件，设置在第一斜梁框架和第二斜梁框架上；天窗幕墙，进一步包括设置在第一支撑件之朝阳一侧的薄膜光电玻璃，以及设置在第一支撑件之异于朝阳一侧的中空玻璃；屋面模块，与天窗幕墙共面，设置在框架支撑结构上；风帽模块，进一步包括设置在顶层结构框架上的第二支撑件，以及设置在第二支撑件上的风帽；光电转换模块，通过第三支撑件设置在风帽模块上。本发明不仅便于工业化、模块化生产，可适应于不同建筑的新建或改建安装，而且综合解决了室内自然采光、通风问题，更集合光电转换模块，降低建筑运营的使用耗能。
【专利说明】
一种集成屋顶装置
技术领域
[0001]本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种集成屋顶装置。
【背景技术】
[0002]在当下关注建筑可持续性和以人为本的理念下，建筑的自然采光和通风越来越受重视。尤其是类似建筑中庭这种特殊空间，采光和通风一般依赖人工照明、机械通风及中央空调解决。
[0003]目前，为获得自然采光和通风，一般采用以下两种方式:一种是利用成品可开启天窗，如Velux天窗，弊端是造价高昂，开窗面积有限，功能相对单一；另一种是玻璃幕墙天窗加电动可开启扇，弊端是室内有直射眩光，容易因温室效应过热。
[0004]因此，现行的屋顶采光通风设备的问题如下:a、无法有效的综合解决室内的自然通风，采光，防眩光，防风防雨等问题;b、屋顶采光通风成品窗尺寸及规格有限，功能比较单一，通用性不高;C、建筑的可再生能源的主要获取方式为太阳能光伏或光热板。常规做法是安装在建筑的屋顶或立面上。缺点是:作为建筑的附加载体，与建筑主体难以融为一体，对建筑外形干扰较大，且布局容易与屋面设备设施冲突。
[0005]故针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了本发明一种集成屋顶装置。
【发明内容】
[0006]本发明是针对现有技术中，传统的屋顶采光通风设备综合性能欠佳、功能单一、通用性差，且影响美观等缺陷提供一种集成屋顶装置。
[0007]为实现本发明之目的，本发明提供一种集成屋顶装置，所述集成屋顶装置，包括:框架支撑结构，具有顶层结构框架和设置在所述顶层结构框架之两侧，并与所述顶层结构框架之边缘分别相连的第一斜梁框架和第二斜梁框架，且所述第一斜梁框架和所述第二斜梁框架之异于所述顶层结构框架的一侧分别设置在建筑物主体结构之水平横梁上;第一支撑件，设置在框架支撑结构之第一斜梁框架和第二斜梁框架上;天窗幕墙，进一步包括设置在所述第一支撑件之朝阳一侧的薄膜光电玻璃，以及设置在所述第一支撑件之异于朝阳一侧的中空玻璃;屋面模块，与所述天窗幕墙共面，并设置在所述框架支撑结构上;风帽模块，进一步包括设置在所述框架支撑结构之顶层结构框架上的第二支撑件，以及设置在所述第二支撑件之异于所述框架支撑结构之顶层结构框架一侧的风帽，且所述风帽在水平投影方向覆盖所述天窗幕墙;光电转换模块，通过第三支撑件设置在所述风帽模块之异于所述框架支撑结构的一侧。
[0008]可选地，所述集成屋顶装置之光电转换模块进一步包括太阳能光电板和太阳能光热板。
[0009]可选地，所述光电转换模块与所述风帽模块之间形成间距至少为200mm的空腔。
[0010]可选地，所述第一支撑件呈中空断面，并在所述第一支撑件内选择性的设置用于电连接的导电连线。
[0011]可选地，所述天窗幕墙之紧邻所述顶层结构框架的一侧设置可开启扇。
[0012]可选地，所述天窗幕墙之可开启扇的可开启面积不小于所述天窗幕墙总面积的20%。
[0013]可选地，所述风帽模块之更邻近所述天窗幕墙的可开启窗一端为负压区。
[0014]明显地，将所述集成屋顶装置应用于建筑后，具有以下优点:
[0015](I)增高室内空间，利用天窗幕墙引入侧高窗天光，改善室内照明的同时避免了天光直接炫光；
[0016](2)集成屋顶装置增高室内空间，为室内带来了热压通风。所述风帽模块产生的负压区，形成拔风，增强了天窗幕墙之可开启扇的通风效果；
[0017](3)所述第一支撑件之朝阳一侧的薄膜光电玻璃，利用直射阳光发电，并利用设置在所述第一支撑件内的导电连线进行电连接，以实现电能转换存储。利用薄膜光电发电的同时避免了天窗幕墙的太阳直射。进一步地，彩色薄膜光电玻璃的色彩亦为室内空间增添趣味；
[0018](4)所述风帽模块在产生通风负压区的同时，帮助天窗幕墙解决防水问题，位于所述风帽模块之上的光电转换模块即能积蓄电能，亦能积蓄建筑内生活热水，为建筑运营节省能源；
[0019](5)所述集成屋顶装置之模块化的组成利于工业化生产和使用推广。
[0020]综上所述，本发明集成屋顶装置之模块化的特点，不仅便于工业化、模块化生产，而且可适应于不同建筑的新建或改建安装。同时，本发明集成屋顶装置不仅综合解决了建筑室内自然采光、通风问题，让室内光环境和风环境接近人的舒适要求，更集合了光电转换模块的利用，将光能转换为电能进行存储和蓄热，降低建筑日常运营中的使用耗能。
【附图说明】
[0021 ]图1所示为本发明集成屋顶装置之立体图；
[0022]图2(a)所示为本发明集成屋顶装置之侧视图；
[0023]图2(b)所示为本发明集成屋顶装置之俯视图；
[0024]图2(c)所示为本发明集成屋顶装置之右视图。
【具体实施方式】
[0025]为详细说明本发明创造的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。
[0026]在当下关注建筑可持续性和以人为本的理念下，建筑的自然采光和通风越来越受重视。尤其是类似建筑中庭这种特殊空间，采光和通风一般依赖人工照明、机械通风及中央空调解决。
[0027]目前，为获得自然采光和通风，一般采用以下两种方式:一种是利用成品可开启天窗，如Velux天窗，弊端是造价高昂，开窗面积有限，功能相对单一；另一种是玻璃幕墙天窗加电动可开启扇，弊端是室内有直射眩光，容易因温室效应过热。
[0028]因此，现行的屋顶采光通风设备的问题如下:a、无法有效的综合解决室内的自然通风，采光，防眩光，防风防雨等问题;b、屋顶采光通风成品窗尺寸及规格有限，功能比较单一，通用性不高;C、建筑的可再生能源的主要获取方式为太阳能光伏或光热板。常规做法是安装在建筑的屋顶或立面上。缺点是:作为建筑的附加载体，与建筑主体难以融为一体，对建筑外形干扰较大，且布局容易与屋面设备设施冲突。
[0029]请参阅图1、图2(a)?2(c)，图1所示为本发明集成屋顶装置之立体图。图2(a)所示为本发明集成屋顶装置之侧视图。图2(b)所示为本发明集成屋顶装置之俯视图。图2(c)所示为本发明集成屋顶装置之右视图。所述集成屋顶装置I，包括:框架支撑结构10，所述框架支撑结构10具有顶层结构框架101和设置在所述顶层结构框架101之两侧，并与所述顶层结构框架101之边缘分别相连的第一斜梁框架102和第二斜梁框架103，且所述第一斜梁框架102和所述第二斜梁框架103之异于所述顶层结构框架101的一侧分别设置在建筑物主体结构之水平横梁(未图示)上;第一支撑件U，所述第一支撑件11设置在所述框架支撑结构10之第一斜梁框架102和第二斜梁框架103上;天窗幕墙12，所述天窗幕墙12进一步包括设置在所述第一支撑件11之朝阳一侧的薄膜光电玻璃121，以及设置在所述第一支撑件11之异于朝阳一侧的中空玻璃122;屋面模块13，所述屋面模块13与所述天窗幕墙12共面，并设置在所述框架支撑结构10上;风帽模块14，所述风帽模块14进一步包括设置在所述框架支撑结构10之顶层结构框架101上的第二支撑件141，以及设置在所述第二支撑件141之异于所述框架支撑结构10之顶层结构框架101—侧的风帽142，且所述风帽142在水平投影方向覆盖所述天窗幕墙12;光电转换模块15，所述光电转换模块15通过第三支撑件16设置在所述风帽模块14之异于所述框架支撑结构10的一侧。
[0030]为了更直观的揭露本发明之技术方案，凸显本发明之有益效果，现结合【具体实施方式】对本发明集成屋顶装置之结构和采光、通风等原理进行阐明。在【具体实施方式】中，所述集成屋顶装置之具体材质、型号、形状，布置方式等仅为列举，不应视为对本发明技术方案的限制。
[0031]请继续参阅图1、图2(a)?2(c)，所述框架支撑结构10具有顶层结构框架101和设置在所述顶层结构框架101之两侧，并与所述顶层结构框架101之边缘分别相连的第一斜梁框架102和第二斜梁框架103，且所述第一斜梁框架102和所述第二斜梁框架103之异于所述顶层结构框架101的一侧分别设置在建筑物主体结构之水平横梁上。则，所述第一斜梁框架102、所述顶层结构框架101和所述第二斜梁框架103相连设置，并与建筑物主体形成较常规建筑更大的室内空间。作为本发明之【具体实施方式】，所述天窗幕墙12之紧邻所述顶层结构框架101的一侧设置可开启扇121。所述天窗幕墙12之可开启扇121的可开启面积不小于所述天窗幕墙12总面积的20%。
[0032]作为本发明之可选地实施方式，所述风帽模块14之第二支撑件141为支撑钢结构框架，且所述第二支撑件141形式顺应所述风帽142之造型，所述第二支撑件141设置在所述框架支撑结构10之顶层结构框架101上。所述第二支撑件141上进一步间隔设置次龙骨，所述次龙骨的间距不大于600mm。更具体地，所述风帽142的形态应与建筑物所处地区全年主导风向一致。所述风帽142之形态可针对具体项目进行调整，以确保所述风帽模块14之更邻近所述天窗幕墙12的可开启窗121—端为负压区。更优选地，所述风帽142在水平投影方向覆盖所述天窗幕墙12，以确保所述风帽142的雨水不落入天窗幕墙12的范围内。
[0033]作为【具体实施方式】，所述集成屋顶装置I之光电转换模块15进一步包括太阳能光电板151和太阳能光热板152，以在将光能转换为电能进行存储的同时，对生活用水进行加热，为建筑物运营节能能源。同时，为了增强所述集成屋顶装置I的美观性，所述光电转换模块15之电连接的导电连线(未图示)可选择性的设置在所述第一支撑件11内。更具体地，SP所述第一支撑件11呈中空断面，并在所述第一支撑件11内选择性的设置用于电连接的导电连线。非限制性地列举，例如所述第一支撑件之中空断面的面积不小于50 X70mm—2。所述光电转换模块15与所述风帽模块14之间形成间距至少为200mm的空腔。
[0034]作为本领域技术人员，不难理解地，所述集成屋顶装置I适于新建建筑及改建建筑的屋顶。所述集成屋顶装置I之框架支撑结构10固定设置在建筑物主体结构之水平横梁上。若所述集成屋顶装置I之框架支撑结构10为木质结构，则可采用钢板螺栓式连接;若所述集成屋顶装置I之框架支撑结构10为钢制材料，则可采用焊接和栓接方式连接。所述集成屋顶装置I与底部常规屋顶交接处，采用保温密闭及防水措施，具有金属披水从天窗幕墙12下的隐框龙骨处，扣于常规屋面的防水卷材上，以保证交接处不漏水。
[0035]明显地，将所述集成屋顶装置应用于建筑后，具有以下优点:
[0036](I)增高室内空间，利用天窗幕墙引入侧高窗天光，改善室内照明的同时避免了天光直接炫光；
[0037](2)集成屋顶装置增高室内空间，为室内带来了热压通风。所述风帽模块产生的负压区，形成拔风，增强了天窗幕墙之可开启扇的通风效果；
[0038](3)所述第一支撑件之朝阳一侧的薄膜光电玻璃，利用直射阳光发电，并利用设置在所述第一支撑件内的导电连线进行电连接，以实现电能转换存储。利用薄膜光电发电的同时避免了天窗幕墙的太阳直射。进一步地，彩色薄膜光电玻璃的色彩亦为室内空间增添趣味；
[0039](4)所述风帽模块在产生通风负压区的同时，帮助天窗幕墙解决防水问题，位于所述风帽模块之上的光电转换模块即能积蓄电能，亦能积蓄建筑内生活热水，为建筑运营节省能源；
[0040](5)所述集成屋顶装置之模块化的组成利于工业化生产和使用推广。
[0041]综上所述，本发明集成屋顶装置之模块化的特点，不仅便于工业化、模块化生产，而且可适应于不同建筑的新建或改建安装。同时，本发明集成屋顶装置不仅综合解决了建筑室内自然采光、通风问题，让室内光环境和风环境接近人的舒适要求，更集合了光电转换模块的利用，将光能转换为电能进行存储和蓄热，降低建筑日常运营中的使用耗能。
[0042]本领域技术人员均应了解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因而，如果任何修改或变型落入所附权利要求书及等同物的保护范围内时，认为本发明涵盖这些修改和变型。
【主权项】
1.一种集成屋顶装置，其特征在于，所述集成屋顶装置，包括: 框架支撑结构，具有顶层结构框架和设置在所述顶层结构框架之两侧，并与所述顶层结构框架之边缘分别相连的第一斜梁框架和第二斜梁框架，且所述第一斜梁框架和所述第二斜梁框架之异于所述顶层结构框架的一侧分别设置在建筑物主体结构之水平横梁上；第一支撑件，设置在框架支撑结构之第一斜梁框架和第二斜梁框架上； 天窗幕墙，进一步包括设置在所述第一支撑件之朝阳一侧的薄膜光电玻璃，以及设置在所述第一支撑件之异于朝阳一侧的中空玻璃； 屋面模块，与所述天窗幕墙共面，并设置在所述框架支撑结构上； 风帽模块，进一步包括设置在所述框架支撑结构之顶层结构框架上的第二支撑件，以及设置在所述第二支撑件之异于所述框架支撑结构之顶层结构框架一侧的风帽，且所述风帽在水平投影方向覆盖所述天窗幕墙； 光电转换模块，通过第三支撑件设置在所述风帽模块之异于所述框架支撑结构的一侧。2.如权利要求1所述集成屋顶装置，其特征在于，所述集成屋顶装置之光电转换模块进一步包括太阳能光电板和太阳能光热板。3.如权利要求2所述集成屋顶装置，其特征在于，所述光电转换模块与所述风帽模块之间形成间距至少为200mm的空腔。4.如权利要求1所述集成屋顶装置，其特征在于，所述第一支撑件呈中空断面，并在所述第一支撑件内选择性的设置用于电连接的导电连线。5.如权利要求1所述集成屋顶装置，其特征在于，所述天窗幕墙之紧邻所述顶层结构框架的一侧设置可开启扇。6.如权利要求5所述集成屋顶装置，其特征在于，所述天窗幕墙之可开启扇的可开启面积不小于所述天窗幕墙总面积的20%。7.如权利要求5所述集成屋顶装置，其特征在于，所述风帽模块之更邻近所述天窗幕墙的可开启窗一端为负压区。
【文档编号】E04D13/00GK106013628SQ201610461505
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】宋晔皓, 孙菁芬, 陈晓娟, 林正豪, 韩冬辰, 郝石盟, 解丹, 丁建华
【申请人】清华大学