建筑生态系统的制作方法

本发明涉及生态建筑技术领域，特别涉及一种建筑生态系统。

背景技术：

随着社会的不断发展，舒适的生活居住条件一直是人们不断追求的目标。在城市高层及建筑中，夏天，人们通常是在室内配备空调对住宅内的温度进行调节，以达到改善居住舒适度的目的。然而空调耗电量非常大，而且为强化温度调节的效果，一般要求室内处于封闭状态，对空气质量会造成影响。冬天，人们通常采用集体供暖方式进行室内温度的调节，但是现有的供暖系统都是采用以热电联产和燃煤为热源的集体供暖方式，煤炭是一种有限的资源，而且在燃烧时还会产生大量的有害气体，严重的污染了大气环境，同时这种方式在运输、排放处理等环节中需要大量的人力物力，成本极高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种节约资源的建筑生态系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：建筑生态系统，包括恒温系统和调温系统；所述恒温系统包括地热交换管、地热泵和设置在每户内部的地热交换器；所述地热交换管的出口与所述地热泵的进口连接；所述地热泵的出口与所述每户内部的地热交换器的进口连接；所述每户内部的地热交换器的出口与所述地热交换管的进口连接；

所述调温系统包括升温系统和降温系统；所述升温系统包括加热装置、第一循环泵、第一阀门和设置在每户内部的温度交换器；所述每户内部的温度交换器的进口与所述第一阀门的出口连接；所述第一阀门的进口与所述第一循环泵的出口连接；所述第一循环泵的进口与所述加热装置的出口连接；所述每户内部的温度交换器的出口与所述加热装置的进口连接；

所述降温系统包括第二循环泵、第二阀门、吸收式制冷机、第三循环泵和设置在每户内部的冷气支管；所述吸收式制冷机具有冷气出口、热水进口和冷水出口；所述冷气出口与所述第三循环泵的进口连接；所述第三循环泵的出口与所述每户内部的冷气支管的进口连接；所述热水进口与所述第二阀门的出口连接；所述第二阀门的进口与所述第二循环泵的出口连接；所述第二循环泵的进口与所述加热装置的出口连接；所述冷水出口与所述加热装置的进口连接。

进一步的，所述加热装置为太阳能热水器和/或沼气锅炉。

进一步的，所述温度交换器的进口处设置有第三阀门；所述冷气支管的出口处设置有第四阀门。

进一步的，所述建筑生态系统还包括新风系统；所述新风系统包括新风总管、设置在每户内部的新风支管；所述新风总管上设置有与所述新风支管数量相同的出口，所述每户内部的新风支管的进口与所述新风总管的出口一一连接；所述新风总管的进口连接有第一送风装置；所述第一送风装置包括第一调节阀、第一风机、第一过滤装置；所述第一过滤装置与所述第一风机的进口连接；所述第一风机的出口与所述第一调节阀的进口连接；所述第一调节阀的出口与所述新风总管的进口连接；所述建筑体的顶部设置有植被层；所述第一过滤装置设置在所述植被层处。

进一步的，所述新风系统还包括第二送风装置；所述第二送风装置包括第二调节阀、第二风机、第二过滤装置；所述第二过滤装置与所述第二风机的进口连接；所述第二风机的出口与所述第二调节阀的进口连接；所述第二调节阀的出口与所述新风总管的进口连接；所述建筑体的周围设置有地面绿化带；所述第二过滤装置设置在所述地面绿化带处。

进一步的，所述新风系统还包括设置在新风支管出口处的流量调节阀。

进一步的，所述建筑生态系统还包括户内消防系统；所述户内消防系统包括自来水管、高压水泵、切断阀、消防水管、火源检测器、细水雾喷头、控制盒；所述自来水管的出口与所述高压水泵的进口连接；所述高压水泵的出口与所述切断阀的进口连接；所述切断阀的出口与所述消防水管的进口连接；所述消防水管上设置有多个出口；所述消防水管的每个出口处连接有所述细水雾喷头；所述细水雾喷头设置在户内天花板上；所述细水雾喷头的出口向下设置；所述细水雾喷头上设置有火源检测器；所述火源检测器、切断阀、高压水泵分别与所述控制盒连接。

进一步的，所述建筑生态系统还包括种植系统；所述种植系统包括设置在建筑物顶部的楼顶种植系统和设置在地下室的地下弱光种植系统；所述楼顶种植系统包括设置在建筑物楼顶的楼顶土壤层；所述楼顶土壤层上设置有楼顶植被层；所述地下弱光种植系统包括设置在地下室的弱光土壤层；所述弱光土壤层上设置有弱光植被层。

进一步的，所述种植系统还包括灌溉系统；所述灌溉系统包括设置在建筑物上的中水排水管，与中水排水管出口依次连接的过滤消毒池、中水收集池；所述中水收集池的出口连接有第一增压泵；所述第一增压泵的出口分别连接有楼顶灌溉管道和地下灌溉管道；所述楼顶灌溉管道的出口设置在所述楼顶土壤层的上方；所述地下灌溉管道的出口设置在所述弱光土壤层的上方。

进一步的，所述种植系统还包括施肥系统；所述施肥系统包括设置在建筑物上的下水排污管，与下水排污管出口连接的沼气池；所述沼气池的沼液出口连接有第二增压泵；所述第二增压泵的出口分别连接有楼顶沼液管道和地下沼液管道；所述楼顶沼液管道设置在所述楼顶土壤层的上方；所述地下沼液管道设置在所述弱光土壤层的上方。

本发明的有益效果是：本发明的建筑生态系统，首先通过设置恒温系统，将地下恒温层的热量搬运到建筑室内，时刻保持室内有恒定的温度，极大降低了因使用空调产生的电能消耗和使用制冷剂对空气的污染；然后通过设置调温系统，就能对室内的温度进行调节，操作方便，节约能源，保证了室内温度的舒适度；通过设置新风系统，在保证室内温度的前提下，对室内空气进行更换，保证了室内空气的洁净度。

附图说明

图1是本发明的建筑生态系统的结构示意图；

图2是本发明的建筑生态系统中消防系统的结构示意图；

图3是本发明的建筑生态系统中种植系统的结构示意图。

图中附图标记为：1-地热交换管，2-地热泵，3-地热交换器，4-加热装置，5-第一循环泵，6-第一阀门，7-温度减缓器，8-第二循环泵，9-第二阀门，10-吸收式制冷机，11-第三循环泵，12-冷气支管，13-第三阀门，14-第四阀门，15-新风总管，16-新风支管，17-第一送风装置，18-植被层，19-第二送风装置，20-流量调节阀，101-冷气出口，102-热水进口，103-冷水出口，171-第一调节阀，172-第一风机，173-第一过滤装置，191-第二调节阀，192-第二风机，193-第二过滤装置，20-流量调节阀，21-自来水管，22-高压水泵，23-切断阀，24-消防水管，25-火源检测器，26-细水雾喷头，27-控制盒，28-地下灌溉管道，29-第二增压泵，30-楼顶土壤层，31-楼顶植被层，32-弱光土壤层，33-弱光植被层，34-中水排水管，35-过滤消毒池，36-中水收集池，37-第一增压泵，38-楼顶灌溉管道，39-下水排污管，40-沼气池，41-楼顶沼液管道，42-地下沼液管道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：

如图1所示，本发明所述的建筑生态系统，包括恒温系统和调温系统；所述恒温系统包括地热交换管1、地热泵2和设置在每户内部的地热交换器3；所述地热交换管1的出口与所述地热泵2的进口连接；所述地热泵2的出口与所述每户内部的地热交换器3的进口连接；所述每户内部的地热交换器3的出口与所述地热交换管1的进口连接；

所述调温系统包括升温系统和降温系统；所述升温系统包括加热装置4、第一循环泵5、第一阀门6和设置在每户内部的温度交换器7；所述每户内部的温度交换器7的进口与所述第一阀门6的出口连接；所述第一阀门6的进口与所述第一循环泵5的出口连接；所述第一循环泵5的进口与所述加热装置4的出口连接；所述每户内部的温度交换器7的出口与所述加热装置4的进口连接；

所述降温系统包括第二循环泵8、第二阀门9、吸收式制冷机10、第三循环泵11和设置在每户内部的冷气支管12；所述吸收式制冷机10具有冷气出口101、热水进口102和冷水出口103；所述冷气出口101与所述第三循环泵11的进口连接；所述第三循环泵11的出口与所述每户内部的冷气支管12的进口连接；所述热水进口102与所述第二阀门9的出口连接；所述第二阀门9的进口与所述第二循环泵8的出口连接；所述第二循环泵8的进口与所述加热装置4的出口连接；所述冷水出口103与所述加热装置4的进口连接。

所述地下温度可分为三层，第一层叫外热层，也叫变温层，该层位于地球表面，该层温度主要来自太阳的辐射热能，它随纬度的高低、海陆分布、季节、昼夜、植被的变化而变化；第二层叫常温层，也叫恒温层，该层位于外热层的下部界面，该层温度大致保持为当地年平均温度，温度在20℃～26℃左右，不同地区常温层的温度略有不同；第三层叫内热层，也叫增温层，该层不受太阳辐射的影响，其热能来自地球内部，其中主要是来自放射元素衰变产生的热能。

本发明的恒温系统中，所述地热交换管1设置在地下恒温层中，所述地热交换管1可以是直通式换热管，为提高换热效率，所述地热交换管1设置为螺旋结构。工作时，在该恒温系统的管道内装满可流动的液体，作为优选，所述液体为水。所述地热交换管1内的水被恒温层进行加热，地热泵2将被加热的水通过管道输送到户内的地热交换器3中，水通过地热交换器3与室内的空气进行热量交换；经交换热量后的水通过循环管道进入地下交换管1中被继续加热。通过该恒温系统，保证建筑室内的温度与地下恒温层的温度基本相同。

本发明的恒温系统，将地下恒温层中的热量搬运到建筑室内，保证了室内有一个舒适的温度，实现了能源的循环利用，降低了因使用空调产生的电能消耗和使用制冷剂对空气的污染；该恒温系统中，以水为换热介质，不排放任何废弃物，对环境没有任何污染；除了地热泵2需要少量的电力外，无其他耗能设备，整体能耗低廉；热交换每时每刻都在进行，不会产生突变温差，居住舒适性得到提高。

由于不同的人们对冷、热的感受也不相同，因此，为了满足不同人们对舒适度的要求，冬天时，通过设置升温系统对室内温度进一步升高；夏天时，通过设置降温系统对室内温度进一步降低。所述升温系统和降温系统的管路中分别充满可流动的液体，作为优选，所述液体为水。冬天时，关闭第二阀门9，打开第一阀门6，通过第一循环泵5将热水输送到设置在每户内部的温度交换器7中，热水通过温度交换器7与室内的空气进行热量交换，经交换热量后的水通过循环管道进入到加热装置4被继续加热。

所述吸收式制冷机10是依靠吸收器和发生器的作用完成制冷循环的制冷机；它由再生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、以及制冷机等构成。在再生器中，通过加热后的热介质的热来加热稀溶液，从而生成制冷剂蒸汽与浓溶液。然后分别将制冷剂蒸汽向冷凝器引导，将浓溶液向吸收器引导，流入冷凝器的制冷剂蒸汽被冷却并且液化。借助冷凝器液化后的制冷剂蒸汽被引导至蒸发器，被引导至蒸发器的制冷剂液与二次制冷剂进行热交换，从而蒸发且冷却二次制冷剂。冷却后的二次制冷剂被引导至制冷机，在制冷机中冷却空气，产生冷气。向吸收器引导借助蒸发器产生的制冷剂蒸汽，吸收器的制冷剂蒸汽被从再生器引导至吸收器的浓溶液吸收，从而生成稀溶液。此时，浓溶液吸收制冷剂蒸汽而产生的热量通过在设置于吸收器内的冷却用热交换器内流通的冷却水出去，将借助吸收器生成的稀溶液供给至再生器。

夏天时，关闭第一阀门6，打开第二阀门9，通过第二循环泵8将热水输送到吸收式制冷机10的热水进口102，水在吸收式制冷机10中进行热量交换后，从吸收式制冷机10的冷水出口103通过循环管道进入到加热装置4中被继续加热。吸收式制冷机10通过吸收水中的热量，通过其内部的热量交换，从吸收式制冷机10的冷气出口103处产生冷空气，第三循环泵11将冷空气输送到设置在每户内部的冷气支管12，对每户内部的温度进行降温。

所述加热装置4可以是电热水器、电加热锅炉、燃煤锅炉等；作为优选方案，所述加热装置4为太阳能热水器和/或沼气锅炉。根据不同的情况，所述加热装置4可选用不同的组合使用，即当白天太阳光充足时，可以单独使用太阳能热水器对水进行加热；当晚上太阳落山后，采用沼气锅炉对水进行加热；冬天时，由于温度低，沼气池发酵慢，沼气量少，可以通过太阳能热水器和沼气锅炉一起对水进行加热。

为方便人们对进入每户内部的升温系统和降温系统进行调节，所述温度交换器7的进口处设置有第三阀门13；所述冷气支管12的出口处设置有第四阀门14。通过调节第三阀门13和第四阀门的开启量，进而对每户内的温度进行调节。

为保证室内有舒服的温度，一般需要关闭门窗，长时间关闭门窗会导致室内空气混浊污染。为保证室内有清新的空气，本发明还包括新风系统；所述新风系统包括新风总管15、设置在每户内部的新风支管16；所述新风总管15上设置有与所述新风支管16数量相同的出口，所述每户内部的新风支管16的进口与所述新风总管15的出口一一连接；所述新风总管15的进口连接有第一送风装置17；所述第一送风装置17包括第一调节阀171、第一风机172、第一过滤装置173；所述第一过滤装置173与所述第一风机172的进口连接；所述第一风机172的出口与所述第一调节阀171的进口连接；所述第一调节阀171的出口与所述新风总管15的进口连接；所述建筑体的顶部设置有植被层18；所述第一过滤装置173设置在所述植被层18处。

所述第一过滤装置173可以是滤网、防尘网等；作为优选方案，所述第一过滤装置173是包括从外向内依次设置的防虫网、防尘网和水幕过滤器，所述防虫网能防止蚊虫和大颗粒的灰尘，所述防尘网能防止小颗粒的灰尘，进一步通过水幕过滤器，最终除去空气中的灰尘。所述第一调节阀171能控制风量、保证风压平衡，降低管道内的振动。在建筑物楼顶设置植被层18，能改善楼顶的空气，增加氧气含量，提高空气质量。通过将第一过滤装置173设置在楼顶植被层18处，所述新风系统能采集到质量高的空气，避免将混浊的空气继续输送到室内。

工作时，空气通过第一过滤装置173后，通过第一风机172将新风送入新风总管15，然后通过新风支管16对每户内部的空气进行更换。所述每户内部还设置有废气排出口，增大新风更换效率。

进一步的，为增加新风系统的采风量，所述新风系统还包括第二送风装置19；所述第二送风装置19包括第二调节阀191、第二风机192、第二过滤装置193；所述第二过滤装置193与所述第二风机192的进口连接；所述第二风机192的出口与所述第二调节阀191的进口连接；所述第二调节阀191的出口与所述新风总管15的进口连接；所述建筑体的周围设置有地面绿化带；所述第二过滤装置193设置在所述地面绿化带处。所述第二过滤装置193包括从外向内依次设置的防虫网、防尘网和水幕过滤器，所述防虫网能防止蚊虫和大颗粒的灰尘，所述防尘网能防止小颗粒的灰尘，进一步通过水幕过滤器，最终除去空气中的灰尘。

为方便每户对进入室内的新风风量进行调节，所述新风系统还包括设置在新风支管16出口处的流量调节阀20。通过调节流量调节阀20的开启高度，就可以对进入室内的新风量进行调节。

如图2所示，为高层建筑每户内部的户内消防系统，所述户内消防系统包括自来水管21、高压水泵22、切断阀23、消防水管24、火源检测器25、细水雾喷头26、控制盒27；所述自来水管21的出口与所述高压水泵22的进口连接；所述高压水泵22的出口与所述切断阀23的进口连接；所述切断阀23的出口与所述消防水管24的进口连接；所述消防水管24上设置有多个出口；所述消防水管24的每个出口处连接有所述细水雾喷头26；所述细水雾喷头26设置在户内天花板上；所述细水雾喷头26的出口向下设置；所述细水雾喷头26上设置有火源检测器25；所述火源检测器25、切断阀23、高压水泵22分别与所述控制盒27连接。

所述自来水管21的进口与所述高层建筑内的水管系统连接，通过自来水管21为消防系统提供水源；所述细水雾喷头26的数量根据每户内部的空间而定，使细水雾喷头26喷出的水雾能覆盖户内所有空间。本发明的消防系统，通过设置火焰检测器25，能实时监测每户内部的情况，通过控制盒27的自动分析以及与其连接的其他设备，能即使发现火灾并采取有效措施，及时有效的控制火情。

该消防系统的工作原理如下：当火源检测器25检测到火源时，火源检测器25将信号传递给控制盒27，控制盒27控制所述切断阀23和高压水泵22打开，经高压水泵22加压后的水通过细水雾喷头26高速喷出，形成细水雾，细水雾遇到火源高温后，迅速吸收热量变成水蒸气，体积膨胀一千多倍，这个过程消耗大量热能迅速降低环境温度，同时大量水蒸气有效隔绝可燃物，最终使火源熄灭。当火源检测器25未检测到火源时，通过控制盒27将高压水泵22和切断阀23关闭。

所述建筑生态系统还包括种植系统；所述种植系统包括设置在建筑物顶部的楼顶种植系统和设置在地下室的地下弱光种植系统；所述楼顶种植系统包括设置在建筑物楼顶的楼顶土壤层30；所述楼顶土壤层30上设置有楼顶植被层31；所述地下弱光种植系统包括设置在地下室的弱光土壤层32；所述弱光土壤层32上设置有弱光植被层33。

所述楼顶植被层31包括种植在楼顶周围的灌木层和种植在楼顶中间的蔬菜；所述弱光植被层33包括韭黄、豆芽、蒜黄等。通过设置楼顶种植系统和地下弱光种植系统，不仅能吸收大量的二氧化碳、释放氧气，还能为人们提供蔬菜，同时能降低屋顶温度，改善人们的居住环境。

进一步，为使楼顶植被层31和弱光植被层33能生长良好，所述种植系统还包括灌溉系统；所述灌溉系统包括设置在建筑物上的中水排水管34，与中水排水管34出口依次连接的过滤消毒池35、中水收集池36；所述中水收集池36的出口连接有第一增压泵37；所述第一增压泵37的出口分别连接有楼顶灌溉管道38和地下灌溉管道28；所述楼顶灌溉管道38的出口设置在所述楼顶土壤层30的上方；所述地下灌溉管道28的出口设置在所述弱光土壤层32的上方。

所述中水排水管34中收集的是每户内部的洗涤废水和洗浴废水；进入中水排水管34的洗涤废水和洗浴废水，经过过滤消毒池35进行过滤、消毒后，进入到中水收集池36进行收集，打开第一增压泵37，就可将中水收集池36中的水通过楼顶灌溉管道38和地下灌溉管道28分别对楼顶植被层31和弱光植被层33进行灌溉。通过设置该灌溉系统，实现了废水的再利用，节约了水资源。

进一步，所述种植系统还包括施肥系统；所述施肥系统包括设置在建筑物上的下水排污管39，与下水排污管39出口连接的沼气池40；所述沼气池40的沼液出口连接有第二增压泵29；所述第二增压泵29的出口分别连接有楼顶沼液管道41和地下沼液管道42；所述楼顶沼液管道41设置在所述楼顶土壤层30的上方；所述地下沼液管道42设置在所述弱光土壤层32的上方。

所述下水排污管39中收集的是每户内部的厨房废水、卫生间便坑废水；厨房废水、卫生间便坑废水通过下述排污管39直接进入沼气池40进行发酵；所述沼气池40设置在地下，沼气池40的原料还可以是建筑物内的可腐生活垃圾等，既解决了生活垃圾污染环境的问题，又不会产生污染物，提高了人们的生活品质。打开第二增压泵29，就可将发酵后产生的沼液通过楼顶沼液管道41和地下沼液管道42分别对楼顶植被层31和弱光植被层33进行施肥。通过设置该施肥系统，不仅将建筑内的污水转换成沼气和沼液，而且通过沼液能为植物提供养分，实现了资源的再利用。