專利名稱：太陽能生態(tài)節(jié)能建筑的制作方法
太陽能生態(tài)節(jié)能建筑本發(fā)明屬于綜合利用太陽能生物取暖，還特別涉及一種用綠色植物生態(tài)降溫和直 接利用低溫地下水降溫的雙向空調(diào)節(jié)能建筑。即冬天凡是能充分接受陽光的部分用太陽能取暖，被擋光的部分，則利用生物能 源取暖。夏季用綠色植物遮擋陽光為整棟建筑降溫，試驗(yàn)表明，建筑物用植物遮擋以后，建 筑物表面溫度可降低6 8度，在炎熱的南方這還是不夠的，本發(fā)明利用低溫地下水為建筑 降溫。已有的太陽能建筑，雖然逐年進(jìn)步。(參閱《太陽能與建筑》，《村鎮(zhèn)被動(dòng)式太陽房 建筑設(shè)計(jì)施工規(guī)程》，《農(nóng)村太陽能實(shí)用技術(shù)》)但是在中國黑龍江這樣的高寒地區(qū)，由于冬 季太冷，而太陽能總量有限，達(dá)不到冬季采暖的要求，甚至在并不太寒冷的歐美，由于太陽 能總量的不足，其太陽能建筑都備有外援性輔助熱源。中國的太陽能建筑雖不多不備輔助 熱源，但是，在華北這樣并不太冷的地區(qū)卻以室內(nèi)高于8攝氏度為合格溫度。顯然這滿足不 了現(xiàn)代人對居室溫度的要求。本發(fā)明的目的是提供一種集熱效率高、成本低、保溫性能優(yōu)異的，在室外溫度負(fù)25 攝氏度時(shí)卻能保證室內(nèi)溫度18攝氏度以上的舒適環(huán)境，而在長江流域的南方，夏季不用空 調(diào)的具有雙向空氣調(diào)節(jié)功能的節(jié)能建筑。本發(fā)明之所以有很好的節(jié)能效果，是因?yàn)?、最大限度的收集太陽能；2、采用了 成本很低、保溫效果卻很好的空氣保溫技術(shù)；3、采用了熱閥，實(shí)現(xiàn)了熱流的智能控制；4、生 態(tài)降溫；5、低溫地下水降溫；6、制造氧氣并吸收二氧化碳；7、遇到連陰天，本建筑有沼氣池 提供的生物能源，無須外援能源。因此，本發(fā)明是真正的綠色環(huán)保的零能源建筑。本發(fā)明與已有的太陽能建筑相比，有以下優(yōu)點(diǎn)1、最大限度的集熱。歐美的太陽能建筑，通常只用建筑的一個(gè)面，最多用兩面集 熱，因此集熱量無法滿足高寒地區(qū)的采暖需要。本發(fā)明則在建筑的四個(gè)面東、西、南、房頂 均設(shè)集熱器，可提高集熱效果30%以上。2、發(fā)明使用了成本低，保溫效果好的空氣保溫技術(shù)?？諝獾膶?dǎo)熱率只有0.01919 大卡/mhk，是最好的保溫材料。但自由態(tài)的空氣由于對流傳熱而使其保溫性能大降。其 實(shí)，解決的辦法很簡單，那就是把空氣相對固化，阻止空氣流動(dòng)，便成了最質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的保溫 材料。3、熱閥。傳統(tǒng)的太陽能建筑都固守了一個(gè)思維定勢——把收集的太陽能通過一個(gè) 成本高且復(fù)雜的機(jī)構(gòu)傳入室內(nèi)。本發(fā)明則簡化了這一環(huán)節(jié)，因此大大降低了太陽房成本。本 發(fā)明的儲(chǔ)熱體就是建筑的主圍護(hù)結(jié)構(gòu)。這就產(chǎn)生了另一個(gè)問題白天有陽光，太陽能進(jìn)入儲(chǔ) 熱體，但是沒有陽光時(shí)熱量很容易向外散失。為了防止這種情況出現(xiàn)，本發(fā)明在集熱器的透 光窗和墻體之間設(shè)置可控的保溫機(jī)構(gòu)，十層保溫會(huì)，這十層簾就是熱閥。其結(jié)構(gòu)如圖4，最外 面一層簾是白色的玻璃絲布，里面九層是鍍鋁膜。保溫簾用兩極雙向異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電機(jī) 軸與保溫簾卷軸之間用兩級64 1的蝸輪蝸桿降速。工作原理是在冬季，白天十層連拉 起，讓太陽光進(jìn)入儲(chǔ)熱體；太陽落，十層簾落下，防止儲(chǔ)熱體中的熱量散失，此時(shí)十層簾的熱 阻是5. 99m2k/w,真空玻璃的熱阻是1. 07平方米k/w，在理論上相當(dāng)于432cm的磚墻保溫，考慮到保溫簾的密封不太好(但是集熱窗的密封很好)此時(shí)的保溫能力起碼相當(dāng)于280cm 的磚墻。夏天的白天為了御熱于室外簾落；晚間，卷簾迎晾于室內(nèi)，這是不消耗能源的自然空調(diào)。4、生態(tài)降溫。本發(fā)明在建筑的四個(gè)迎陽面東、西、南、頂盡植綠色植物以遮蔽陽 光，此舉可使建筑表面比太陽直射降低6-8°C，再加上關(guān)閉熱閥，預(yù)計(jì)可使室內(nèi)溫度比室外 的最高溫度低10°C以上。5、綠色植物的環(huán)境效益。本發(fā)明中的綠色植物除了給建筑降溫，每平方米綠色植 物每年可吸收6kg 二氧化碳，釋放4. 5kg氧氣和適量負(fù)離子，降低噪音還可以儲(chǔ)存7000大 卡的太陽能。因此，若用本發(fā)明建房，如果占用一畝土地建房，可以造三畝綠色植物，這樣可 以大大減緩由于城市化建設(shè)的加快，房屋對優(yōu)質(zhì)土地的吞噬。6、地下水降溫。在炎熱的南方僅有植物遮陰和熱閥阻熱是不夠的，為了解決熱帶 居室的降溫，本發(fā)明還利用低溫地下水為建筑降溫，這就完全實(shí)現(xiàn)了在炎熱的南方，夏天不 用空調(diào)而讓室溫宜人的理想。7、生態(tài)輔助能源。太陽能建筑有兩個(gè)先天不足(1)遇上連陰天，(2)城市樓房密 集，一、二、三層樓擋光。為了解決全天侯供暖，本發(fā)明在建筑的地下室設(shè)有沼氣池，這樣不 但解決了整棟樓房的取暖，還可以消耗樓房的有機(jī)物垃圾，從而提高樓房的排放潔凈度。用 沼氣發(fā)電，發(fā)電量可供整幢建筑的全部用電。8、具有正反饋控制的高效沼氣池。所謂正反饋控制就是用沼氣驅(qū)動(dòng)鍋爐，再用鍋 爐產(chǎn)的熱水加熱沼氣池，這樣就可以在高寒的黑龍江在冬季建成中高溫沼氣池，提高產(chǎn)氣 率。沼氣的廢液是優(yōu)質(zhì)農(nóng)家肥，可以用這些優(yōu)質(zhì)肥向農(nóng)民換取農(nóng)作物桔桿做為沼氣池的原 料。9、植物池。從集熱窗向外伸出0.6米，構(gòu)建一個(gè)0.6X0.4平方米的植物池，池內(nèi)
置0.3米厚沃土。10、活動(dòng)房蓋。既為了保溫，也為了常年種植綠植物，頂樓的上面設(shè)了一個(gè)陽光保 溫間，冬天為了保溫房蓋嚴(yán)密；夏天為了獲取更多的陽光，把約一半的房蓋設(shè)計(jì)成活動(dòng)的， 在不需要保溫的時(shí)節(jié)，活動(dòng)房蓋打開，使植物受光。本發(fā)明由下列附圖及實(shí)施例給出。

圖1 太陽能生態(tài)節(jié)能建筑正視圖。圖2 太陽能生態(tài)節(jié)能建筑側(cè)視圖。圖3:真空玻璃結(jié)構(gòu)。圖4:熱閥傳動(dòng)原理。圖5 集熱體——建筑主圍護(hù)結(jié)構(gòu)橫剖面圖。圖6 活動(dòng)房蓋的兩個(gè)狀態(tài)。圖7 集熱器，熱閥及植物池立剖面圖。參照附圖，簡單說明如下圖3是真空玻璃(1)的結(jié)構(gòu)。其中(1-1)是兩塊相同的平板玻璃厚度3_4mm，透 光率≥0.9。(1-2)是IX lcm2的玻璃條。(1-3)是<2 IX lcm的圓玻璃柱。(1_2_1)是在 (1-2)玻璃條正中鉆的磨砂孔，孔徑<2 5mm，有20 1的錐度。(1-2-2)是與(1-2-1)相配 的磨砂塞。
圖4是熱閥(2)的傳動(dòng)原理。其中(2-1-1)是最外層的保溫簾，材料玻璃纖維布。 (2-1-2)是鍍鋁膜保溫簾，共九層。包括(2-1-1)在內(nèi)，簾距5cm。(2-2), (2-3)是蝸桿。 (2-4)、(2-5)是蝸輪。(2-6)是卷簾軸。(2-7)是對輪。(2_8)是電機(jī)。圖5是主圍護(hù)結(jié)構(gòu)(3)的橫剖面圖。(3-1)是鋼筋混凝土，主圍護(hù)結(jié)構(gòu)厚度19cm。 (3-2)是<2 15cm的水箱。材質(zhì)工程塑料壁厚2_3mm，水箱間距2cm。圖6活動(dòng)房蓋⑷的兩個(gè)狀態(tài)。房蓋⑷是固定蓋(4-1)和活動(dòng)蓋(4-2)組成。 (4-3)是折頁。(4-4)是固定蓋(4-1)和活動(dòng)蓋(4-2)間的彈性密封墊。圖7是集熱器，熱閥及植物池立剖面圖。植物池(5)是由植物池壁(5-1)、栽培 土(5-2)和支撐柱(5-3)組成。一點(diǎn)說明，整個(gè)植物池(5)應(yīng)與樓板(3-3)主要圍護(hù)結(jié)構(gòu) (3-1) 一次澆注，鋼筋應(yīng)連在一起，支撐柱(5-3)間距3米。
權(quán)利要求
用于建筑的熱閥。其功能是既可以阻止熱量通過(表現(xiàn)為高熱阻)也可允許熱量通過(表現(xiàn)為低熱阻)的熱流控制裝置。
2.帶有正反饋控制的沼氣池。沼氣池在地下一層，這樣可以與一樓溫度互補(bǔ)。即互為 對方保溫，又彼此借助對方較高的溫度環(huán)境。
3.生態(tài)降溫。因整幢樓建筑被綠色植物復(fù)蓋，可為建筑及城市降溫8-10度。
4.由于綠色植物的光合作用，本建筑可以吸收二氧化碳，并釋放氧氣，可以優(yōu)化大氣成份。
5.用低溫地下水為建筑降溫。
全文摘要
本發(fā)明屬于綜合利用太陽能，生物能取暖，特別涉及一種用綠色植物生態(tài)降溫和低溫地下水降溫的雙向空調(diào)節(jié)能建筑。為此專門設(shè)計(jì)了高保溫、低成本的熱閥。本發(fā)明還設(shè)計(jì)了一種有正反饋控制的沼氣池，其作用是；可輔助太陽能為全樓供熱。沼氣發(fā)電可以供全樓。并能消化整幢樓房的有機(jī)物凈化排放。在黑龍江冬天不用外援源性能源使室溫達(dá)18度。在江南，夏天不用空調(diào)使室溫在26度以下。本發(fā)明的整幢建筑被綠色植物復(fù)蓋，用本發(fā)明建房，若建房占一畝土地，可造出三畝綠色植物，綠色植物可為建筑及城市降溫8-10℃。綠色植物可吸收二氧化碳，釋放氧氣，儲(chǔ)存太陽能。因此，本發(fā)明是節(jié)約能源、優(yōu)化大氣狀況、改善人類生存環(huán)境的最優(yōu)建筑。
文檔編號(hào)E04H1/00GK101858153SQ20091007176
公開日2010年10月13日 申請日期2009年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月13日
發(fā)明者喬連科 申請人:喬連科