太阳能一体化多联供生态建筑的制作方法
【专利说明】
所属技术领域
[0001]本实用新型涉及一种利用建筑上的太阳辐射大规模生产清洁能源、有效治理环境污染、利于居住者身心健康的新型生态建筑，具有向建筑内供应新鲜空气、采暖、降温空调、热水、发电等多功能，属于太阳能热利用技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，我国现有的各种建筑普遍存在着高耗能、高污染和高致病三个问题:1、高耗能，全国95%以上的建筑都是高耗能建筑，建筑总能耗占全国社会总能耗量的46.7% (包括建筑材料生产、建筑施工、建筑运行和建筑修缮等耗能量);2、高污染，人们在建筑中大量消耗常规能源和资源，产生的三废，首先污染的是建筑室内，然后再扩散到室外，继续污染建筑外环境，另外，人们85%以上的时间都是在建筑室内进行各种常规活动的，污染的大气进入室内，一般处于几乎静止状态，称为“死”空气，经过人们的各种活动，污染度剧增，实测数据表明，室内的污染度比室外高2?10倍及以上，这种恶性循环的污染最终将导致全生态的污染和破坏；3、高致病，人们在各种建筑内长时间呼吸被污染的“死”空气，包括吸入雾霾、PM2.5等微细颗粒物等，人体的呼吸系统成了污染空气的过滤器，室内空气中的含氧量减少，二氧化碳等有害杂气增多，异味浓重，病毒害菌类滋生，加之病毒害菌类物质进入体内，导致多种疾病的发生；这些致命的建筑问题已经引起世界各国的高度重视，许多国家已经开始了大规模治理污染和恢复生态的统一行动。
[0003]近40年来的太阳能实践证明，我国多次引进以太阳能热水器为代表的热利用技术均不理想，一直处于初级应用水平，使用功能单一、性能价格比太低，一直未能实现大规模生产清洁能源，治理环境污染效果不明显，人们渴望一种能够冬季采暖、夏季降温空调和热发电等多功能应用的太阳能建筑，即，真正产能治污多功能应用的健康型太阳能生态建
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【发明内容】
[0004]本实用新型的太阳能一体化多联供生态建筑，适用于住宅、工业和公共建筑以及建筑工程设施，技术方案是由框架式建筑、太阳能热利用系列产品和建筑外围环境三个系统组成。
[0005]框架式建筑包括主体建筑和屋顶阁楼两部分，均按建筑节能标准设计施工；主体建筑的南立面框架被中间的房间地板和分户墙均匀分割成多个楼层和多个用户单元；在每个用户单元中，房间地板最南端的顶面上预先设有5-9个均匀间隔的小支墩，支墩高度0.06-0.15米，使相邻两个支墩之间形成长条矩形断面的南进风孔口，与小支墩毗邻的北侦U，预先安装有窗台板固定架；在窗台板固定架北面的地板及各房间其它表面上均铺设蓄热装饰层，在南阳台间内分户墙和南北向隔墙的北部设有断面为长条矩形、上下直通到阁楼地板的铅垂向南通风管道，南通风管道设在墙体内，也可以设置在墙外，在用户单元内南通风管道的顶部预先开设一个矩形的排风孔口 ；在东西向I道墙上，沿南通风管道排风孔口的高程面分别对称布置4个等面积的长条矩形断面采暖通风孔口和4个空调通风孔口，在I道墙的底部也预留有对应的4个等断面的采暖通风孔口 ；在2道墙和3道墙的顶部和底部等高程位置设总断面面积一致的上下消音通风孔口 ；在4道墙的顶部和底部等高程位置上也设有总断面面积相同的上下采暖通风孔口 ；在北阳台间内的分户墙和南北向隔墙的北段也设有与南阳台间相同的北通风管道和排风孔口，南北两个铅垂向通风管道末端的通风管道出口设在阁楼地板以上；在北立面墙的北采光玻窗北窗台板的下面预留有3-5个长条矩形断面的北进风孔口，北进风孔口的总断面面积与南进风孔口基本保持一致；楼顶阁楼由阁楼地板、南坡面框架、脊顶面框架、北坡面和阁楼内隔墙组成，在对应于用户单元的脊顶面框架中心处预留有烟囱安装孔口；
[0006]主体建筑上一体化安装的太阳能热利用产品有:窗下墙式集热器、窗间墙式集热器(专利名称“一种孔板型太阳能空气集热器”，申请号201520046734.3)、预制板式储热器(专利名称“一种平板型太阳能储热器”，申请号201520046717.X)、南空滤装置、采暖通风窗、空调通风窗、消音通风窗、北空滤装置和阁楼空滤装置；
[0007]其中，窗下墙式集热器、窗间墙式集热器两种产品中的窗下墙式集热器框和窗间墙式集热器框与南采光玻窗窗框预先一体化加工成以用户单元为单位的一个整体组合框，将组合框铅垂向定位置于小支墩的顶面上，中间与窗台板固定架装配固定，四周与用户单元的南立面框架安装固定；之后，依次将透明盖板、小角铁、螺钉、窗下墙式集热器芯和插条装配固定到组合框中的窗下墙式集热器框内，将透明盖板、小角铁、螺钉、窗间墙式集热器芯和插条装配固定到组合框中的窗间墙式集热器框内，将玻璃板和窗扇装配到南采光玻窗窗框内，从而形成由窗下墙式集热器、窗间墙式集热器和南立面采光玻窗共同组成的替代式太阳能南立面墙；在南阳台间与窗间墙式集热器出口相对应的顶棚位置，安装固定预制板式储热器，并确保储热器进口与窗间墙式集热器出口、储热器出口与I道墙上的采暖通风孔口、储热器侧排气口与南通风管道上的排风孔口相互对接好；再后，依次将南空滤装置装配在南进风孔口内、北空滤装置装配在北进风孔口内、采暖通风窗装配在I道墙和4道墙顶部和底部的采暖通风孔口内、空调通风窗装配在I道墙顶部的空调通风孔口内、消音通风窗装配在2道墙和3道墙顶部和底部的消音通风孔口内、阁楼空滤装置装配在阁楼内南、北两个通风管道末端的通风管道出口上；
[0008]在屋顶阁楼南坡面框架上安装南坡面采光玻窗，在烟囱安装孔口之外的脊顶面框架上安装采光玻窗，使阁楼成为太阳能温室；
[0009]建筑外围环境包括:建筑外围地表的地势地形、道路、河流和生态植被，地表以上的阳光、风向、降雨，以及地表以下的土壤、岩基和地下水，选配好建筑外围环境，使之形成良好的绿色生态环境至关重要；
[0010]在框架式建筑上安装好太阳能热利用系列产品并配置好绿色生态环境后，该建筑便构成了具有供应新鲜空气、采暖、降温空调、热水四个功能的太阳能一体化多联供生态建筑，在建筑行业中称为太阳能四联供生态建筑；
[0011]将屋顶阁楼南坡面框架上安装的南坡面采光玻窗替换成一体化安装的窗下墙式集热器和窗间墙式集热器，形成太阳能南坡面，将屋顶阁楼脊顶面框架上安装的采光玻窗替换成预制板式储热器，形成太阳能脊顶面；在建筑外围配置好绿色生态环境后，便形成了增强式的太阳能一体化多联供生态建筑，建筑行业中称为增强式太阳能四联供生态建筑；
[0012]在增强式太阳能四联供生态建筑的基础上，在太阳能脊顶面的烟囱安装孔口上建设管嘴式烟囱，在管嘴式烟囱出口顶面上建设遮雨伞，管嘴式烟囱由方变圆段、圆台段和圆柱段构成，烟囱上设有底进口、侧进口和顶出口，烟囱高度H。和出口内径D。之比等于3?5，从遮雨伞中的轴承架内铅垂向下依次装配轴承盒、轴承、涡轮和发电机，组成热气流发电的执行机构，使发电机的机座稳固在阁楼内隔墙的顶面上，从而形成了建筑屋顶式太阳能热发电系统；在主体建筑外围选配好绿色生态环境后，该建筑就形成了具有供应新鲜空气、采暖、降温空调、发电功能的太阳能一体化多联供生态建筑，建筑行业中称为太阳能五联供生态建筑；
[0013]以太阳能五联供生态建筑(或太阳能四联供生态建筑)为核心元素，在进行各种功能的绿色生态小区规划设计时，南北向相邻两栋建筑之间的最佳距离是LdSHl3Xctgh，，式中，h是冬至日当地时间12点的太阳高度角，南北向差排式布置相邻两栋建筑之间的斜向最佳距离Lx= H0Xctgh1= HtiXctgh2，式中，112和h 别为冬至日当地时间上午9点和下午15点的太阳高度角，而东西向同排相邻的两栋建筑之间的最佳距离Hd =sin45° XLxo
[0014]本实用新型的有益效果是:1、利用太阳能五联供生态建筑可以有效的滤除进入室内污染空气中的雾霾、沙尘、PM2.5等微细颗粒物，消除空气中的毒害物质，杀死空气中的全部病菌等，确保向室内供应足量的新鲜空气，确保人们的身心健康；2、利用该生态建筑进行大面积的太阳能集热，产生热虹吸压力下的热气流流动，形成呼吸式建筑，实现新鲜空气流动中的冬季采暖、夏季降温空调、热水和屋顶热发电多功能应用；3、利用该生态建筑将排出到室外大气中的空气净化成清洁空气，长期的空气循环运行，大气污染和生态破坏将逐渐有效治理和恢复；4、利用该生态建筑实现大规模生产清洁能源，逐步缓解和消除能源危机；
5、太阳能生态建筑中的所有产品均是以空气为集热介质的建筑构件，彻底克服了现有太阳能市场中水集热产品冬季怕冻、结水垢、腐蚀、漏水、系统瘫痪等毛病，也解决了现有太阳能产品不能和建筑一体化设计安装的问题，而且产品的使用功能多，可靠性高，使用寿命长；
6、该生态建筑的冬季采暖和夏季空调工况每年只需调节一次，用户可以自行操作，简便易行，何时采暖、空调，室温高低，自己说了算，不受供热/供冷公司的控制，使用方便，7、由投资成本估算的结果可知，该生态建筑的建设成本和运行成本均比常规建筑明显降低，经济性很好；8、该生态建筑中的窗下墙式和窗间墙式集热器和预制板式储热器核心产品的通用性或可复制性很强，能广泛地推广应用于山体式太阳能热发电站、太阳能海水汽化制水供水工程、太阳能工农业物品烘干/干燥等许多太阳能热利用领域，市场前景十分广阔。
【附图说明】
[0015]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明技术方案。
[0016]图1和图2分别是框架