能源房的制作方法

本发明涉及节能建筑领域，尤其涉及一种自发电的能源房。

背景技术：
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建筑能耗已占全社会总能耗的30%以上，建筑能耗包括生产建材所需的能耗、建造房屋时所需的能耗以及房屋在使用过程中所需的能耗等；现有的房屋墙体一般采用各种砖或砌块或板材建成，还需利用水泥砂浆进行内外抹平；现有的墙体材料隔热保温性能差，为了达到节能标准，需要进行墙体保温，一般采用外保温的方式，即在墙体的外表面上通过粘贴、锚固、干挂等方式将保温材料如有机保温板、无机保温板、复合保温板等固定在墙体上形成保温隔热层，再在保温层的外面涮涂料、贴瓷砖或做幕墙形成装饰层。现有房屋的墙体不但用材多、得房率低、施工工艺复杂、施工时间长，而且存在墙体厚重、保温隔热性能差、维护成本高，造成建筑能耗大、污染重等问题。

技术实现要素：
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针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种能源房，本发明的能源房以轻薄、隔热、隔音的玻璃代替现有的砖、砌块或混凝土墙体，解决了现有房屋墙体厚重、保温隔热性能差、能耗大、污染重等问题；利用在墙体外层大面积安装光伏电池，使其自身产生的电能大于所消耗的电能。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种能源房，包括主体结构和玻璃墙体，还包括光伏板或/和光热板，其特征在于所述主体结构为框架结构，所述框架结构包括立柱和横梁；所述玻璃墙体安装在所述框架结构上，所述光伏电池设置在玻璃墙体的最外层。

优选地，所述玻璃墙体由节能玻璃组成，所述节能玻璃包括真空玻璃、中空玻璃、中空隔膜玻璃、夹层玻璃、钢化玻璃、镀膜玻璃、贴膜玻璃、彩釉玻璃、功能玻璃（如光电玻璃、变色玻璃等）等以及以上两种或多种玻璃组成的复合玻璃；所述节能玻璃既可以是透明的玻璃，也可以是透光而不透明的玻璃，还可以是不透光的玻璃及其复合品；所述节能玻璃还可以是玻璃与其他板材（如金属板、塑料板、木板、纸张或复合板等）的复合品，以使节能玻璃实现外观、材质、性能和功能的多样化。

优选地，所述玻璃墙体为一层至数层，所述玻璃墙体为两层时，一层安装在框架结构的内侧，另一层安装在框架结构的外侧，从而将框架结构包括在其中间，既有利于使房屋的内外表面整齐美观，又有利于保护框架结构，还有利于将房屋所有的管线以及遮阳帘、百叶窗或窗帘等安装在其中。

优选地，所述玻璃墙体为两层、且框架结构较厚时，一层安装在框架结构的内侧或外侧，另一层安装在框架结构的中部，可以使框架结构形成不同的外立面。

优选地，所述多层玻璃墙体的相邻层之间可以形成通风通道，组成房屋的新风系统，利于房屋的通风和换气。

优选地，所述玻璃墙体的最外侧一层可以是与内侧相平行的平面，也可以是具有单一或复合小曲折面组成的曲折面，曲折面不仅可以使房屋的外观多样化，而且可以使阳光向天空反射从而减轻或消除光污染。

优选地，所述光伏板为光伏电池组件，所述光伏电池组件可以代替玻璃墙体直接安装在框架结构的最外侧，也可以通过金属框架安装在玻璃墙体的最外侧；由于光伏电池组件相当于夹层玻璃，光伏电池组件充当玻璃墙体可以彻底解决现有玻璃幕墙因玻璃破碎、脱落所造成的安全隐患问题。

优选地，所述光伏电池组件为半透明的薄膜电池时，光伏电池组件可以垂直设置。

优选地，所述光伏电池组件可以倾斜设置，尤其是光伏电池为不透明的晶硅电池时；所述光伏电池组件倾斜设置可以形成一个具有单一或者复合小曲折面的曲折面，曲折面不仅可以使房屋的外观多样化，而且可以起到遮阳板的作用防止夏季阳光进入室内，还可以使阳光向天空反射从而减轻或消除玻璃幕墙造成的光污染，又可以增加光接触的面积，提高发电效率。

优选地，所述光热板为太阳能集热器或太阳能热水器，优选为平板太阳能集热器或平板太阳能热水器；通过光伏板和光热板的组合安装，可以充分利用太阳能的光和热，为能源房提供所需的电能和热能。

优选地，所述节能玻璃与框架结构的安装处设置有隔热条带，隔热条带设置在节能玻璃的内侧、外侧或两侧，所述隔热条带使所述节能玻璃与框架结构结合处的传热系数和透声系数与节能玻璃中心的传热系数和透声系数相近或相同，彻底消除玻璃墙体上存在的冷桥和声桥，从而使整个外墙的各部分具有相同的隔热和隔音性能，有利于提高外墙的整体性能。

优选地，所述节能玻璃与框架结构结合处的最外侧有防脱压板，防脱压板通过隔热和隔音处理的螺栓或螺钉固定在框架结构上，防脱压板与节能玻璃之间设置有密封胶或结构胶。防脱压板可以防止节能玻璃从框架上的脱落，消除事故隐患；经隔热和隔音处理的螺栓或螺钉使所述节能玻璃与框架结构结合处的传热系数和透声系数与节能玻璃中心的传热系数和透声系数相近或相同，彻底消除玻璃墙体上存在的冷桥和声桥。

本发明的有益效果是：本发明以轻薄、隔热、隔音的节能玻璃尤其是钢化真空玻璃代替现有的墙体，可以使墙体厚度从250-500mm最小降至7-12mm，解决了现有房屋墙体厚重、保温隔热性能差、建设时间长、施工工艺复杂、工程量和运输量大、能耗大、污染重等问题；采用节能玻璃代替现有的墙体，不但提高了房屋质量、减小了材料消耗、省去了内外装修，而且缩短了施工时间，使房屋的建造时间由数年降至数月；采用窗墙合一，不但降低了建造成本和施工难度，而且提高了房屋的气密性、安全性、隔热和隔音性能；采用新风系统，不但提高了室内空气质量和居住舒适度，而且能够自动换热、节能了能源；采用光伏、光热建筑一体化，光伏板和光热板充当外墙，不但使整个房屋充分利用了太阳能的光和热，而且节省了建造成本、丰富了房屋外观，解决了玻璃幕墙的玻璃破碎、脱落和光污染等问题；采用隔热条带，消除了外墙的冷桥和声桥；采用防脱压板解决了外墙玻璃脱落的问题；本发明通过采用一系列隔热保温措施（如使用真空玻璃、无窗、夏季遮阳、冬季采光、新风系统、隔热条带等）、使房屋的能耗大幅度降低，通过光伏、光热建筑一体化，使房屋自身产生大量的能量和热量，从而使房屋不再需要外来能源，而且可以向外输送能量（或白天产能、夜间耗能，但产能量大于耗能量），实现正能量、负能耗的目标。

附图说明：

图1为根据本发明一实施例的能源房结构示意图；

图2为根据本发明一实施例的能源房结构示意图；

图3为根据本发明一实施例的能源房结构示意图；

图4为根据本发明一实施例的能源房的新风系统示意图；

图5为根据本发明一实施例的能源房的安装节点结构示意图；

图6为根据本发明一实施例的能源房的安装节点结构示意图；

图7为根据本发明一实施例的能源房的外层曲折面遮阳采暖示意图。

具体实施方式：

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

根据本发明实施例，披露了一种能源房，包括主体结构和玻璃墙体，还包括光伏板或/和光热板，所述主体结构为框架结构，所述框架结构包括立柱和横梁；所述玻璃墙体安装在所述框架结构上，所述光伏板或/和光热板设置在玻璃墙体的最外层，所述玻璃墙体可以设置一层或多层，所述玻璃墙体上安装有相应的门和/或窗。

本发明以轻薄、隔热、隔音的节能玻璃代替现有的外墙，解决了现有房屋墙体厚重、保温隔热性能差、建设时间长、施工工艺复杂、工程量和运输量大、能耗大、污染重等问题。

所述框架结构可以是砖混结构、钢混结构、木结构或钢结构等，所述框架结构中根据房屋的形状和高度还可以包括次立柱和次横梁。

当所述框架结构为两层或多层时，其楼板为现浇楼板、预制楼板、复合楼板或集成楼板等。

所述玻璃墙体由节能玻璃组成，所述节能玻璃是传热系数为0.1-3.0W/m²K的保温隔热、隔音玻璃，包括真空玻璃、中空玻璃、中空隔膜玻璃、夹层玻璃、镀膜玻璃、贴膜玻璃、彩釉玻璃、功能玻璃（如电光玻璃、光热玻璃、变色玻璃、显示玻璃等）等以及以上两种或多种玻璃组成的复合玻璃，优选真空玻璃和复合真空玻璃，进一步优选传热系数为0.2-1.0W/m²K的全钢化真空玻璃。

所述节能玻璃所用的原片优选超白玻璃，超白玻璃可以使钢化玻璃的自爆率趋于零，从而大大降低玻璃外墙的维修成本和提高安全性。

所述玻璃墙体的传热系数依据玻璃房所处的地区和房屋的节能标准而定，如在极寒地区所述玻璃墙体的传热系数一般为0.1-0.5W/m²K，在严寒地区所述玻璃墙体的传热系数一般为0.2-0.7W/m²K，在夏热冬暖地区所述玻璃墙体的传热系数一般为0.5-2.0W/m²K，在夏热冬冷地区所述玻璃墙体的传热系数一般为0.5-1.0W/m²K，在温热地区所述玻璃墙体的传热系数一般为1.0-2.0W/m²K，在夏凉冬温地区所述玻璃墙体的传热系数一般为2.0-3.0W/m²K，等等。

所述节能玻璃优选传热系数为0.2-1.0W/m²K的钢化真空玻璃，钢化真空玻璃属于安全玻璃，其使用寿命长达50-70年、与建筑同寿命，而中空玻璃的使用寿命只有10-15年、传热系数为1.2-3.0W/m²K，钢化真空玻璃既能满足建筑对玻璃安全性的需求，又能满足建筑对外围护结构节能性能的要求，还能满足建筑对建材使用寿命的要求。

所述节能玻璃既可以是透明的节能玻璃，也可以是透光而不透明的节能玻璃，还可以是不透光的节能玻璃。

所述玻璃墙体3与框架结构结合处设置有隔热条带和密封胶或结构胶，隔热条带可以根据需要设置在玻璃墙体3的内侧、外侧或两侧，所述隔热条带为有机或无机或复合的绝热材料制成，优选导热系数极低的真空绝热板、气凝胶毡等A级防火绝热材料，不但导热系数极低（导热系数小于0.005W/m.k），而且隔音效果很好，可以有效消除安装缝处的冷桥和声桥，从而使整个外墙的各部分具有相同的隔热和隔音性能，有利于提高外墙的整体性能，现有真空绝热板、气凝胶毡都是大幅面的，用于隔热条带的真空绝热板、气凝胶毡需要专门设计和制造；所述密封胶或结构胶为有机胶粘剂，优选硅酮胶。

所述玻璃墙体3与框架结构结合处的最外侧有防脱压板，防脱压板通过隔热和隔音处理的螺栓或螺钉固定在框架结构上，防脱压板与玻璃墙体3之间有密封胶或结构胶、还可以设置有隔热条带。防脱压板可以防止玻璃墙体3从框架上脱落，消除事故隐患；所述螺栓或螺钉的隔热和隔音处理是指螺栓或螺钉通过绝热材料制作的套管或垫片隔绝框架结构与室外或室内之间热量和声波的传导；所述隔热条带和经隔热和隔音处理的螺栓或螺钉使所述节能玻璃与框架结构结合处的传热系数和透声系数与节能玻璃中心的传热系数和透声系数相近或相同，这样可以彻底消除玻璃墙体上存在的冷桥和声桥。

所述玻璃墙体3可以设置在框架结构的内侧，使其内侧形成一个规则封闭的空间，有利于室内的美观和家具摆放；

所述玻璃墙体3还可以设置在框架结构的外侧，使其外侧形成一个规则封闭的外表面，有利于形成房屋简洁的外观和保护房屋的框架结构。

当玻璃墙体3有两层时，可以一层设置在框架结构的内侧、另一层设置在框架结构的外侧，从而将框架结构包括在其中间，既有利于使房屋的内外表面整齐美观，又有利于保护框架结构，还有利于将房屋所有的管线以及遮阳帘、百叶窗或窗帘等安装在其中；

当框架厚度较大时（如高层建筑的框架），所述玻璃墙体可以为两层，玻璃墙体3的一层可以安装在框架结构的内侧或外侧、另一层安装在框架结构的中部，可以使框架结构形成不同的外立面。

玻璃墙体3可以设置有多层，如在寒冷地区或极寒地区，层数越多保温隔热性能越好；

玻璃墙体3的两层之间可以形成通风通道，整个房屋相邻的上下玻璃墙体之间的通风通道是互通的，即组成房屋的新风系统，自动调节室内的空气质量和温度。每套房屋可以有一个独立的新风系统，优选具有两个及以上的独立新风系统，以确保房屋通风的可靠性，如在厨房、卫生间各有独立的自然和强制通风系统，其它房间有强制或自然通风系统；通风通道的上下端设置进出风口，进出风口处可以设置风机，可以是自然通风也可以是强制通风；

玻璃墙体3的内层可以通过窗户设置与室内相通的专用进出风口或直接在玻璃墙体3上设置专用进出风管道，将室外空气通过通风通道与室内空气相通；进出风口或进出风管道优选安装在房间向阳侧的顶部和背阴侧的底部，也可以安装在整个房间的顶部和底部的侧面；夏季时凉爽的新风从背阴侧通风通道下端的进出风口进入通风通道内，再从房间背阴侧底部的进出风口或管道进入房间内，利用温度高的空气比温度低的空气轻的现象，使温度相对高的房间内污浊的空气从房间向阳侧顶部的进出风口或管道进入向阳侧的通风通道内，经自动加热（太阳光产生的热量或/和光伏板或光热板产生的热量）后在烟筒效应的作用下向阳侧通风通道内的空气从通风通道上端的进出风口排出，凉爽的新风既提高了室内空气的质量，又降低了室内和向阳侧通风通道内的空气温度，从而使室温处于适宜的温度范围内；冬季时新风从向阳侧通风通道上端的进出风口进入向阳侧通风通道内，在向阳侧通风通道内经自动加热（太阳光产生的热量或/和光伏板或光热板产生的热量）后从房间向阳侧顶部的进出风口或管道进入房间内，利用温度低的空气比温度高的空气重的现象，使房间内污浊的空气从房间背阴侧底部的进出风口或管道进入背阴侧的通风通道内，在排风机的作用下背阴侧通风通道内的空气从通风通道下端的进出风口排出，加热后的新风既提高了室内空气的质量，又升高了室内和背阴侧通风通道内的空气温度，从而使室温处于适宜的温度范围内；所述新风可以直接来自于室外，也可以将室外的空气进行过滤、杀菌、消毒、调温、调湿、调质、换热后再进入通风通道和室内。

玻璃墙体3可以设置窗户，也可以不设窗户，尤其是当玻璃墙体3有两层或多层时，最外侧的一层玻璃墙体可以实现窗墙合一，窗户的透明、采光功能由玻璃墙体3上的透明玻璃实现，窗户的通风功能由专门的新风系统实现；但可以设置应急窗，应用于长时间停电或新风系统长时间故障后的通风以及发生火灾等紧急情况下的逃生，可以在应急窗的附近设置逃生器具如逃生绳索等，应急窗可以是活动的，也可以是固定的；不设窗户，不但可以降低造价、缩短工期、美化外观、提高气密性和安全性，而且具有更好的隔热、隔音、防尘、抗风、防盗等功能。

玻璃墙体3的最外侧一层可以是与内侧相平行的平面，也可以形成一个具有单一或者复合小曲折面的曲折面，可以是一个锯齿形或波浪形的曲折面，可以是单一的曲折面，也可以是由多个不同的小曲折面组成的复合曲折面，曲折面不仅可以使房屋的外观多样化，而且可以使阳光向天空反射从而减轻或消除光污染。

玻璃墙体3的最外侧安装光伏电池组件5，光伏电池组件5可以代替节能玻璃直接安装在玻璃墙体3的最外侧，也可以通过金属框架4安装在玻璃墙体3的最外侧，金属框架4和光伏电池组件5可以是分体的，也可以是一体的。由于光伏电池组件相当于夹层玻璃，光伏电池组件充当玻璃墙体可以彻底解决现有玻璃幕墙因玻璃破碎、脱落所造成的安全隐患问题。

当金属框架4和光伏电池组件5为分体时，先将金属框架4安装在玻璃墙体3的最外侧，再将光伏电池组件5安装在金属框架4上；当金属框架4和光伏电池组件5为一体时，先将金属框架4和光伏电池组件5在工厂内组装为一体，再将一体化的金属框架4和光伏电池组件5安装在玻璃墙体3的最外侧；进一步，金属框架4自身可以是分体的，也可以是一体的；进一步，金属框架4与防脱压板可以是分体的，也可以是一体的；当金属框架4与防脱压板为分体时，金属框架4可以直接安装在防脱压板上，金属框架4也可以通过隔热和隔音处理的螺栓或螺钉直接固定在框架结构上；当金属框架4与防脱压板为一体时，金属框架4可以通过隔热和隔音处理的螺栓或螺钉直接固定在框架结构上。

光伏电池组件5的光伏电池可以是晶硅电池（如单晶硅电池、多晶硅电池等）、非晶硅电池（如薄膜电池、多元化合物电池等）。

光伏电池组件5可以直接形成玻璃墙体3，尤其是充当玻璃墙体3的最外层。

光伏电池组件5可以设置在玻璃墙体3的上方，也可以设置在玻璃墙体3的侧面，或者同时设置在玻璃墙体3的上方和侧面，如图3所示。

光伏电池组件5可以上下垂直安装，尤其是采用半透明的薄膜光伏电池时。

光伏电池组件5也可以倾斜安装，尤其是采用不透明的晶硅光伏电池时，或是平板太阳能热水器代替光伏电池组件5时。

光伏电池组件5倾斜安装时，形成一个具有单一或者复合小曲折面的曲折面，可以使玻璃墙体3的外侧形成一个锯齿形或波浪形的曲折面，可以是单一的曲折面，也可以是由多个不同的小曲折面组成的复合曲折面，即在玻璃墙体3的外侧形成数个曲折面的单元，相邻曲折面的单元可以平行设置，也可以错位设置；曲折面的单元可以是敞开式的，不但可以发电、而且可以遮阳，也可以是封闭式的，不但可以发电、遮阳，而且可以充当墙体，起到隔热、隔音和通风等作用。

光伏电池组件5倾斜安装时，可以根据所在地区的纬度与墙体倾斜一定的角度（与墙体的夹角一般为30-75度）进行安装，光伏电池组件5倾斜安装不仅可以使房屋的外观多样化，而且可以起到遮阳板的作用防止夏季阳光进入室内、降低室温，但冬季倾斜的阳光可以进入室内、提高室温，还可以使阳光向天空反射从而减轻或消除玻璃幕墙造成的光污染。

光伏电池组件5一般采用钢化夹胶玻璃制成，属于安全玻璃，可以有效避免钢化玻璃的自爆以及自爆后玻璃的掉落，光伏电池组件5充当玻璃墙体可以彻底解决现有玻璃幕墙因玻璃破碎、脱落所造成的安全隐患问题。

为解决光伏电池组件5因表面污染而导致发电效率下降的问题，光伏电池组件5的表面可以有纳米材料疏水膜或自清洁镀膜。

光伏电池是固态半导体器件，具有工作无噪声、对环境无污染的优点；在我国由于人均土地资源相对匮乏，所以大型地面电站的建设具有一定的局限性，与之对比，建筑物能为光伏系统提供足够的面积，不需另占土地，光伏建筑可自发自用，减少了电力输送过程的费用和能耗，降低了输电和分电的投资和维修成本。太阳能光伏建筑一体化是光伏建筑的主要发展方向，但由于光伏电池与建筑结合困难、造价高、发电成本高等原因，目前仅限于示范工程中。现有的结合式光伏建筑一体化房屋主要是在房屋的屋顶部分安装光伏电池，由于屋顶的面积有限，所以光伏发电能力较小；现有的集成式光伏建筑一体化房屋主要是在房屋的外立面、尤其是向阳面安装光伏幕墙，存在保温性能差、能耗大等缺点；现有的光伏建筑一体化房屋光伏发电规模小、造价高、发电成本高。而本申请实施例的光伏电池组件5与节能玻璃墙体合二为一，不但可以增加发电面积、发电量，而且可以降低建筑成本、丰富建筑外观，还可以解决玻璃幕墙的隔热性能差、能耗高，而且可以彻底解决现有玻璃幕墙因玻璃破碎、脱落所造成的安全隐患问题。

所述光伏电池组件可以被光热组件所代替，所述光热组件为太阳能集热器或太阳能热水器，优选为平板太阳能集热器或平板太阳能热水器。

实施例一：

如图1所示，一种能源房，由立柱1、横梁2、玻璃墙体3、金属框架4和光伏板或/和光热板5组成，立柱1、横梁2首先组装成框架结构，然后采用类似图5和图6所示的结构现有玻璃幕墙的安装方式将真空玻璃安装在框架结构的内侧、薄膜光伏板5安装在框架结构的立面外侧、夹胶钢化玻璃安装在屋顶上形成玻璃墙体3，最后在屋顶的玻璃墙体3上安装金属框架4和晶硅光伏板或/和光热板5。

实施例二：

如图2所示，一种能源房，由立柱1、横梁2、玻璃墙体3、金属框架4和光伏电池组件或/和光热板5组成，立柱1、横梁2首先组装成框架结构，然后将真空玻璃和钢化玻璃采用图5所示的结构并参照现有玻璃幕墙的安装方式分别固定安装在框架结构的内外侧上形成玻璃墙体3，最后通过金属框架4将光伏电池组件或/和光热板5安装在玻璃墙体3的外表面上；光伏电池组件或/和光热板5安装在玻璃墙体3的外表面上形成曲折面，其夏季遮阳、冬季采暖、消除和减弱光污染的作用和原理如图7所示。

实施例三：

如图3所示，一种能源房，由立柱1、横梁2、玻璃墙体3和薄膜光伏电池组件5组成，立柱1、横梁2首先组装成框架结构，然后将钢化真空玻璃和薄膜光伏电池组件5采用图6所示的结构并参照现有玻璃幕墙的安装方式分别固定安装在框架结构的内外侧上形成玻璃墙体。

实施例四：

如图4所示，一种能源房，由立柱1、横梁2、玻璃墙体3、金属框架4和光伏电池组件或/和光热板5组成，立柱1、横梁2首先组装成框架结构，上下两层之间采用复合楼板，然后采用类似现有玻璃幕墙的安装方式将钢化真空玻璃安装在框架结构的内侧、薄膜光伏板5安装在框架结构的立面外侧、夹胶钢化玻璃安装在屋顶上形成玻璃墙体3，最后在屋顶的玻璃墙体3上安装金属框架4和晶硅光伏板或/和光热板5；两层玻璃墙体3之间形成通风通道，夏季时，由地下室抽取凉风将处理后从房间底部的通风口进入房间，室内污浊的空气沿图示箭头的方向从房间顶部的排气口进入通风通道内，再从通风通道上方的排气口排出；冬季时，新风反向流动。

如图5、图6所示为根据本发明一实施例的能源房的安装节点结构示意图，玻璃墙体3或/和光伏电池组件5通过结构胶或密封胶6、隔热条带7、金属框架或/和防脱压板4以及螺栓或螺钉8固定安装在立柱1和横梁2组成的框架结构上；为了安装方便和增强密封效果，玻璃墙体3或/和光伏电池组件5与隔热条带7之间可以增加结构胶或密封胶6；螺栓或螺钉8分为两部分，外侧部分为金属制成，优选不锈钢，内侧部分为工程塑料或玻璃钢材料制成。

以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的进一步详细说明，不能认定发明的具体实施仅限于这些说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应该视为本发明的保护范围。