CN102051985A - 太阳房城建筑方法及其系统 - Google Patents

Abstract

一种可高效利用太阳能的太阳房城建筑方法及其系统，本发明通过将太阳房技术与可使整个建筑群同环境间的总自然换热面积、换热损耗都大大减小的“房城式”建筑群整体隔护节能建筑方法的有机结合提出太阳房城建筑方法及其系统，其可使太阳能采暖供热等技术在土地与空间资源稀缺昂贵、太阳能资源总量小、建筑密度及容积均较高的大中城市中获得高效使用，从而建起基本不消耗或很小消耗矿物能源的冬暖夏凉的城市建筑体系，为现代城市的持续发展奠定低能耗基础。

Description

太阳房城建筑方法及其系统 

技术领域

本发明涉及一种可高效利用城镇稀缺的太阳能资源实现采暖等目的的太阳房城式建筑方法及其系统。 

背景技术

现有的被动式太阳房建筑方法是在东西走向的单体建筑的南面(阳面——南半球为北面)设玻璃等透光隔热材料，由于受采光要求等影响，太阳房建筑的南北进深被大大限制，同时为获取充足的阳光照射，单位面积太阳房建筑群的占地面积巨大，故使太阳房难以在建筑密度及容积均较高的大中城市等土地与空间资源昂贵的地方推广，使城市上空的太阳能被白白浪费掉，而不得不集中消耗大量不可再生能源以供采暖需要。 

发明内容

本发明的目的是要通过采用房城式建筑方法(建筑群整体隔护节能方法——详见本人在申请号为：200920205318.8及200910190608.4的专利申请)，使太阳房建筑技术在城市大量使用，从而建起基本不消耗或很小消耗矿物能源的冬暖夏凉的城市建筑体系，为现代城市的持续发展奠定低能耗基础。 

本发明的目的是这样实现的：通过在容积率较高的房城式建筑的南正面及天顶(屋面)等处设置面积较巨大的透光隔热材料及较高效的蓄热系统等，使太阳能最大可能地进入和存储于房城系统内部，并通过总面积相对较小(房城式建筑系统的体形系数均很小)但热阻较大的房城系统与环 境间的隔护面的有效隔护，使系统内依靠获得和具有的太阳热能、大地热能、电器及人体等产热即可基本满足采暖等的需要。(同时为获得较好的较均等的采光效果，房城系统内部的建筑可大量地采用南北走向等布局形式)。 

由于在太阳房城系统内部的各建筑不必须单独获得大面积的南侧阳光直接照射，其可以彼此遮挡直射阳光，从而使同一块土地及其空间资源上的可建起的太阳能采暖房的总的建筑密度、总的建筑面积、总的容积率等可以大大地提高，特别是在纬度高、太阳高度角小，阳光被遮挡阴影长但采暖需求却更大的地方其可提高的比率更大，从而使高效的太阳能建筑系统在较高纬度、高纬度的大中城市等地方的大规模的集中采用成为可能。 

下面再结合附图1- 8及示例等对本建筑方法及其结构系统做较具体的说明。 

具体实施方式

如附图1、5、6等中所示：太阳房城建筑系统可由内部建筑(群)1、透光隔热墙(玻璃墙)2、阳光街3、其他隔护结构5、集热结构6、蓄热结构等组成，其工作原理是：通过在容积率较高的房城式建筑的南正面及天顶(屋面)等处设置面积较巨大的透光隔热墙2，并配合高效的自在的或专设的集热、蓄热系统等，使太阳能最大可能地进入和存储于房城系统内部，同时通过总面积相对较小(房城式建筑系统的体形系数均很小)但热阻可较高的房城系统与环境间的隔护结构的有效隔护，使太阳房城系统依靠获得的和储备的太阳热能、大地热能、电器及人体等产热即可基本满足采暖等的需要；通过对太阳房城整体及房城系统内建筑(群)1的走向、布局及形体等的科学选择，使房城系统内部的街道成为可高效接受阳光照射的阳光 街3。 

还可进一步在房城系统内部建筑及街道的上方设置各向通透、很小有遮光结构，可使采暖季及全年阳光在每一天的大部分时间直接穿过和照射其大部分空间点的采光天室4等系统，使进深较大的太阳房城内部空间的自然采光性能得到充分保证。 

采光天室系统由处于房城内部建筑群上方的通透、连贯、开阔的空间及设于正南侧等方向上的的竖直或具有一定倾角的透光隔热墙8设于水平天顶、东西侧及北侧等方向上的机动采光窗9、反光调光系统、换风结构及其他隔护结构5等组成，在采暖季节等时间，由于太阳的高度角及方位角均处于一年最小的状态，这可使阳光完全通过南侧等的的透光隔热墙8以低角度进入和照射到采光天室的深部空间，从而使采光天室各处始终具有较高的照度与亮度，再通过反光调光等系统使直射及散射的阳光进入各阳光街及各建筑内部空间，从而在采暖季等时间中使房城系统内部街道及人居空间均可获得较好的阳光照射，此时天使系统的机动采光窗可全部或大部被具有较高热阻的保温结构所遮挡，从而减少系统的热量损失；在非采暖季等时间，太阳的高度角及方位角大，通过南侧的透光隔热墙8进入的直射阳光少，且不易达及房城系统深处，此时可充分利用设于天顶、东西侧面等处的机动采光窗9进行采光及通风等，从而使采光天室内部在一年的绝大部分时间中具有较高的照度与亮度，并透过反光调光系统等的配合使太阳房城内部的街道与人居空间始终处于较好的阳光照射之下。 

通过上述手段及结构方式等的采用，可使大阳光房城系统成为占地少、、建筑容积率可根据需要进行选择与提高的、适于居住、生活、工作、 学习及商务等活动与使用的经济高效的、可持续的“零能耗”、低能耗的新的城市及乡镇的建筑系统，与其他传统建筑方式相比，其在高纬度、较高纬度地区具有更加明显的应用优势。 

根据各种实际情况的要求，房城式太阳房——太阳房城可采用多种建筑形式与建筑形态：首先，整个太阳房城体的总体形态及在环境空间中的布局与走向可与现有的长板式高效阳光房相近同的，即可采用透光隔热面积比可最大、同时散热的维护等的面积比可最小的东西走向的板式长楼的形态与形式，从而使太阳房城大南侧等处的得热面的面积与包括大北侧散热面、及小东侧、小西侧等在内的总的失热面的面积基本相近，甚至可使板式大太阳房城的总的得热面的面积大于总的失热面的面积，从而使大太阳房城系统的总的太阳聚热效率尽可能地提高。 

东西走向的高效的板式长楼式的太阳房与大太阳房城的区别在于大太阳房城的体型系数可大大低于普通太阳房的体形系数，从而使系统内每一单位占地面积及其对应的竖直空间体积上的聚热效率大大提高，只要大太阳房城系统内的直接人居建筑的密度与容积达到大于一定值，太阳房城系统内单位面积建筑的聚热效率就会高于普通太阳房的聚热效率，从而使整个房城式太阳房的聚热效率高于普通太阳房的聚热效率。 

太阳房城系统内的建筑可采用东西走向的布局形式，也可采用南北走向的布局形式。在较高纬度的地区采用南北走向的布局形式可以使进入房城系统的较低高度角的中午附近时段的南侧阳光直接射到房城系统内各建筑的东向主楼面及西向主楼面之上，从而可使绝大部分甚至是全部房城内南北走向的板式建筑的每一建筑单元的窗体都可以再大寒日甚至是冬至日 接受到中午阳光的照射，通过采用反光镜等廉价简单技术，可进一步使每一房间内部深处可以直接接受到中午阳光的照射。 

如附图1、2等中所示：采用板式形态的东西走向的大太阳房城系统内部的各单体建筑1亦可采用板式建筑形态，但采用南北走向、东西前后间隔排列的布局形态，且可使靠近南侧透光隔热墙2部分的建筑体的宽度(东、西外墙间的间距)等于、小于其他部分的宽度，这样可以使通过板式太阳房城南侧采光面的较高照度的自然光更好地直接深入进深相对较小的板式房城的深部空间，并可以以较高的照度投射到板式房城北面建筑的内侧的南向墙体及窗体等之上，从而实现南侧阳光对大房城系统内部的纵深照射与均衡照射，使房城系统内部各建筑空间均可在太阳热能与采光上直接获益； 

阳光房城内建筑体的部分表面及地面可设成深色，从而使其不向房城系统外反射光线及能量，而较大部分的表面可设成浅色或白色，以增强房城系统的采光效果； 

根据地形等空间条件的要求，板式太阳房城的实际走向可与正东西向有较小的偏离角度，此时房城南侧大透光隔热窗体所在平面亦可部分或全部与正东西方向有较小的偏离角度，此时太阳房城系统内部各板式建筑的走向仍可为正南北向，也可与正南北向之间形成较小的偏离角度。 

在太阳房城内部靠近大房城南侧透光隔热墙2附近的建筑的南侧面墙体上及墙体外侧可设集热墙等形式的集热结构6，集热结构6可由较高比热容的固体或封闭式的液体容器及液体等组成，也可由非封闭式的集热水管、水箱或其它适宜的非封闭的液体容器等组成。封闭式的液体容器集热 墙可利用液体的较高比热容及液-固相变耗热储存或释放所吸收的热量；非封闭式的集热水管、水箱等可利用高温液体上浮、低温液体下沉的自然流动原理或专设的水泵等使集热墙处的集热容器内被加热的液体流到设于房城系统内其他空间的更大的蓄热系统之中或及供热的系统之中，另一方面蓄热及供热系统中散失热量后温度降低的液体再流回集热墙中被再加热，由此可形成在白天阳光照射下的供热循环及实现部分太阳热能的储备，同时在夜晚或清晨温度较低时再利用所储备的热量对房城系统内部进行供热升温，从而使房城系统内部的温度处于较小的被动状态； 

根据需要还可在太阳房城系统内部较靠近透光隔热墙2的南部地表空间上设置固体或液体集热、蓄热系统，从而使可长时间投射到该处地表空间的太阳热能得到直接的储存或直接的利用； 

通过上述集热结构、地表集热体系，结合采用必要的技术手段可以建起能生产满足不同使用需要的具有不同温度的不同的太阳能热水供给系统。 

下面以更具体的示例对本太阳房城建筑方法具有的各种优势做进一步的比较说明： 

如附图3、4所示：设在冬至日正午太阳日照水平阴影长率为2.4、大寒日正午太阳日照水平阴影长率为2.06的地区(长春等地方)，有一70米*240米、面积为1.68万米2的南侧临江的建筑用地(或其他情况的南侧无遮挡的建筑用地，)可进行太阳房集中建设、、、在此用地的正南端城区建筑的平均高度为30米，冬至日中午上述建筑的北侧投影长度为2.4*30＝72米，大寒日中午上述建筑的北侧投影长度为2.4*2.06＝61.8米，若在此一城 区用地上建设太阳房，设建筑限高为60米，、、、若按传统的高效的长板式太阳房建筑方式，在此用地上可设两排长板式太阳房，若太阳房的南北宽度均为15米，则南北两排太阳房的间距为40米，南侧太阳房的适宜高度为18米(其冬至日中午上述建筑的北侧投影长度为18*2.4＝43.2米，大寒日中午上述建筑的北侧投影长度为18*2.06＝37.1米)，则此建筑用地之上可建起的层高为3米的传统高效太阳房的最大总建筑面积为：SC＝15*240*(60+18)/3＝9.36万米2，最大建筑容积率RJC＝9.36/1.68＝5.57。 

若采用太阳房城的建筑方式，其建筑可采用的布局方式可为附图、、、中所示E字联排的形式：又设太阳房城的高度为60米，则其总的建筑面积为SF＝(15*240+15*52*6)*60/3＝16.56万米2，建筑容积率RJF＝16.56/1.68＝9.857，太阳房城与传统太阳房的建筑容积之比为：RJF/RJC＝1.77，可增加的建筑面积为SF-SC＝16.56-9.36＝7.2万米2。 

南侧高效玻璃窗等高效透明隔热材料的使用面积分别为：传统太阳房为SCC＝(60+18)*240＝1.872万米2；太阳房城为SCF＝60*240＝1.44万米2；SCC/SCF＝1.3；SCC-SCF＝0.432米2 

北侧及东西两侧高效外维护墙体(含窗体)的总面积分别为：传统太阳房为SQC＝(60+18)*240+15*2*60+15*2*18＝2.106万米；太阳房城为SQF＝60*240+(52+15)*60＝1.842万米；SQC/SQF＝1.1433；SQC-SQF＝0.264万米2 

屋顶总面积分别为：传统太阳房为SWC＝15*2*240＝0.72万米2；太阳房城为SWF＝70*240＝1.68万米2；SWC/SWF＝0.4286；SWC-SWF＝-0.96万米2。 

东西南北窗墙及屋顶各项维护的总面积分别为： 

传统太阳房为SZC＝1.872+2.106+0.72＝4.698万米2；太阳房城为SZF＝1.44+1.842+1.68＝4.962万米2；SZC/SZF＝；SZC-SZF＝-0.273万米2。 

上述情况相当于采用太阳房城之建筑方法比传统太阳房之建筑方法在增加建筑面积7.2万米2的情况下，周边及屋顶建筑高效外维护的总面积仅增加0.273万米2，平均每平米增加面积0.038米2，这方面所增加建筑成本及温差传热损失极小。由于增加的全部是传热系数可为0.5W/米*C的屋顶维护，所增加热耗QZ＝0.96*0.5＝0.48万瓦/C；而东西及北侧窗墙面积却减小0.264万米2，若设窗及墙的传热系数分别为3W/米*C和0.5W/米*C，窗墙比为0.3，则其可减热耗QJ＝0.264*(3*0.3+0.5*0.7)＝0.33万瓦/C；增减之差为0.15万瓦/C，这样即使室内(房城内)与环境间的温差均为40C，其总增加的热耗只有6万瓦/60千瓦，平均每平米增加的热耗为6/7.2＝0.833W 

由于南侧采光集热面积减小太阳房城所减少的吸热量为：18*240*20W＝8.64万W(设每平米南侧集热窗体净得热为20W) 

再看房城系统的得热蓄热情况：首先新增加的7.2万米2的建筑面积，假设其每天24小时的常在人口为每72平米1人，每人人体的正常散热功率为100W，则总的散热量为100*72000/72＝10万W，这已经大于采光面积减小所少得的热量。另外与新增加的1000人的生活及工作相关的电气等的散热量，以及由于太阳房城所占的70*240＝1.68万米2建筑用地全部处于太阳房城的温室之内，且最低宽度也达70米，故其夏储冬放的热量十分可观，其大大优于建筑宽度只有15米的长板式太阳房的地面热情况。 

综上所述：与传统的太阳房相比太阳房城系统可在占用基本相同的土地面积、太阳照射空间资源，以及基本不增加总隔护面积(建筑与环境间的换热面积)的情况下，使可获得的依靠太阳能采暖的人居建筑的总面积大比例地提高(本示例的提高比例为7.2/9.36＝76.92％，)。同时在不依靠任何专设的采暖热源的情况下，太阳房城系统内部的净得热及实现热平衡时的温度可以高于传统的太阳房。其将可以使世界上广大的较高纬度、部分高纬度的人居地区，无论城乡基本可依靠太阳能实现全年采暖，从而为节省矿物能源及改善地球环境做出巨大贡献。 

在上述示例等情况中，可将大太阳房城的屋顶设成南高北低的斜坡形，斜坡屋面与水平面的夹角可与当地大寒日正午时太阳的高度角相接近，这样一方面可对太阳房城北侧城区等空间的光环境影响较小；另一方面既可以增加房城系统的南侧采光集热面积，使太阳房城系统内部的光热与光照质量提高，同时还可以进一步增加房城系统的建筑面积，使土地、阳光等资源得到更高效的利用。 

为改善房城系统内部空间的自然采光质量，还可采用适当减小太阳房城系统的南北进深及总宽度，设置适当面积的保温天窗、侧窗及一些季节性开闭的保温及通风窗体等使自然阳光最大可能地照射房城内的每一空间，从而在达及大比例节能省地这一首要目标的同时，努力提升太阳房城系统在自然采暖、自然采光、人文需求等诸多方面的综合品质，实现文明的可持续发展与进步。 

大太阳房城可采用非板式的多种体形形态形式以适应各种具体的地形及空间的条件的要求，房城体内部的建筑群亦可采用多种不同的建筑及布 局形式，南向透光隔热窗体即可集中设置也可分区设置，即可设于大太阳房城的南立面，亦可设于房城的大天顶等结构与空间处，形成集热天窗系统。 

太阳房城的集热天窗系统可采用一种适应性强、透光及集热效率高的可变的结构形式，该可变天窗集热系统的较具体的结构与工作形式为；在太阳房城的顶部设相互平行的南北走向的若干天窗滑行轨道10，在天窗滑行轨道之上设可变天窗集热系统，天窗集热系统由天窗11天窗骨架12、天窗保温结构13、具有高热阻的天墙结构14、夏窗15、滑轮16及反光结构17等部分组成。 

上述各组成部分间的结构关系及工作过程为：天窗骨架12的上下端分别与其北侧的天墙结构14的上端及其南侧的天墙结构的下端之间相互铰接；在上述结构的下端铰接轴18之上设可沿天窗滑行轨道10滑行的滑轮16；天窗11的下端也可铰接在下端铰接轴18等之上，并且可通过摆转而改变角度，使其即可固定于天窗骨架结构12之上、实现采光隔热的目的，也可固定于天墙结构14之上或悬停在适当的空间角度位置之上，从而实现采光通风的目的。 

天窗保温结构13的上端可铰接于天窗骨架12与天墙结构14之间的上端铰接轴19等结构之上；天窗保温结构13可处于天窗11及天墙结构14之间的房城内部空间之中，其下端即可扣接固定于天墙结构14之上从而确保阳光高效地透过天窗进入太阳房城内部，天窗保温结构13的下端也可扣接固定于天窗骨架12的下端、从而可以较高的热阻封堵天窗、使天窗截面在夜晚等时刻散失的热量最小；天窗保温结构13的南侧面可设为平面 形式的或具有一定曲率的曲面形式的反光面17，以可以将通过天窗界面的阳光有效地反射到房城系统内部空间深处，使房城系统内部的采光与得热等的均衡性更好。天窗保温结构13可绕上端铰接中轴19摆转并选择适当的悬停角度，将可使其上述反光功能的较能质量更高；天墙结构14内侧面的下部部分表面之上亦可设为反光面，以进一步增强阳光进入房城系统内部的效率。如附图7中所示。 

根据需要还可以设置处于房城系统内部空间之外的外天窗保温结构20，外天窗保温结构20的下端可铰接于下铰接轴18之上，通过摆转等位置变化，其即可覆盖于天窗11之上，大大增加天窗截面的保温性能，也可覆盖和固定于天墙结构14之上，同时增加天墙结构的保温性能。如附图8中所示。 

相互铰接在一起的天窗骨架12及天墙结构14的倾角、间距及空间位置等可通过下端滑轮16在天窗轨道10上的滑移变位来实现改变与最佳选择。当处于冬季太阳的高度角变小时，可是相邻的滑轮之间的距离变小，从而使天窗骨架及天窗的水平夹角增大，从而使阳光可以更接近垂直的角度高效地射入房城系统内部；同时也可跟踪早晚及正午时刻阳光入射角的变化调整换轮之间的距离，以使一天之中阳光可以最大的效率进入房城系统内部。 

上述空间位置、距离、角度及开关状态等可进行调节的结构系统的工作过程即可采用简单的人工手动操控、也可采用复杂一些的人工机械操控，还可采用更加自动化的智能调节与操控方式，一切以经济、安全、可靠、长效等综合因素作为设计与选择的基准。 

[0041] 根据需要太阳房城系统还可设置能根据时间及实际接受到的太阳直接照射等情况而选择透光界面的面积及角度等的时窗系统，该时窗系统可由透光隔热(窗)墙2、8，机动保温结构21等组成，对于在太阳房城南侧、天顶等处设置的透光隔热墙2、8等可根据各地区每日的日照时间所对应的太阳高度角、太阳方位角以及南侧等处遮挡物的高度等情况，使处于较下部分等处的透光隔热(窗)墙2、8在无法受到阳光的直接照射等情况时，可较迅速地被具有较高热阻的机动保温结构21等所遮盖，从而使该部分窗体界面的自然传热能力及热耗大大降低，如附图6中所示。 

附图说明：图1a、图1b、图1c分别是太阳房城示例1的主视图、侧视图、俯视(剖视)图；图2a、图2b是太阳房城建筑日照说明图；图3a、图3b、图3c分别是太阳房城示例2的主视图、俯视(剖视)图、侧视图；图4a、图4b、图4c分别是对比建筑(非太阳房城)的主视图、俯视(剖视)图、侧视图；图5是太阳房城示例3的简化立体图；图6a、图6b、图6c是太阳房城示例3的主视图、俯视(剖视)图、侧视(剖视)图；图7是太阳房城天窗集热系统的基本组成结构与工作原理图；图8是带外天窗保温结构的天窗集热系统的基本组成结构与工作原理图。 

Claims (9)

1.太阳房城的建筑方法及其系统，其由建筑群1、透光隔热墙2、阳光街3、其他隔护结构5、集热结构6、蓄热体等组成，其特征是：通过在容积率较高的房城式建筑的南面及天顶(屋面)等处设置面积较巨大的透光隔热墙2，并配合高效的自在的或专设的集热、蓄热系统等，使太阳能最大可能地进入和存储于房城系统内部，同时通过总面积相对较小(房城式建筑系统的体形系数均很小)但热阻可较高的房城系统与环境间的隔护结构的有效隔护，使太阳房城系统依靠获得和具有的太阳热能、大地热能、电器及人体等产热即可基本满足采暖等的需要；通过对阳光房城整体及房城系统内建筑群的走向、布局及形体等的科学选择，使房城系统内部的街道成为可高效接受阳光照射的阳光街。

2.根据权利要求1所述的太阳房城建筑方法及其系统，其特征是：整个太阳房城体的总体形态及在环境空间中的布局与走向可与现有的长板式高效阳光房相近同的，即可采用透光隔热面积比可最大、同时散热的维护等的面积比可最小的东西走向的板式长楼的形态与形式，从而使太阳房城大南侧等处的得热面的面积与包括大北侧散热面、及小东侧、小西侧等在内的总的失热面的面积基本相近，甚至可使板式大太阳房城的总的得热面的面积大于总的失热面的面积，从而使大太阳房城系统的总的太阳聚热效率尽可能地提高。

3.根据权利要求1、2所述的太阳房城建筑方法及其系统，其特征是：太阳房城系统内的建筑(群)1可采用南北走向的布局形式，其可以使采暖季节进入房城系统内的较低高度角的中午附近时段的南侧阳光直接射到房城系统内各建筑的东向主楼面及西向主楼面之上，从而可使绝大部分甚至是全部房城内南北走向的建筑的每一建筑单元的窗体都可以在大寒日甚至是冬至日接受到中午阳光的照射，通过采用反光镜等廉价简单技术，可进一步使每一房间内部深处可以直接接受到中午阳光的照射。

4.根据权利要求1、2所述的太阳房城建筑方法及其系统，其特征是：采用板式形态的东西走向的大太阳房城系统内部的各单体建筑1亦可采用板式建筑形态，但采用南北走向、东西前后间隔排列的布局形态，且可使靠近南侧透光隔热墙2部分的建筑体的宽度(东、西外墙间的间距)等于、小于其他部分的宽度，这样可以使通过板式太阳房城南侧采光面的较高照度的自然光更好地直接深入进深相对较小的板式房城的深部空间，并可以以较高的照度投射到板式房城北面建筑的内侧的南向墙体及窗体等之上，从而实现南侧阳光对大房城系统内部的纵深照射与均衡照射，使房城系统内部各建筑空间均可在太阳热能与采光上直接获益；

阳光房城内建筑体的部分表面及地面可设成深色，从而使其不向房城系统外反射光线及能量，而较大部分的表面可设成浅色或白色，以增强房城系统的采光效果；

根据地形等空间条件的要求，板式太阳房城的实际走向可与正东西向有较小的偏离角度，此时房城南侧大透光隔热窗体所在平面亦可部分或全部与正东西方向有较小的偏离角度，此时太阳房城系统内部各板式建筑的走向仍可为正南北向，也可与正南北向之间形成较小的偏离角度。

5.根据权利要求1所述的太阳房城建筑方法及其系统，其特征是：在太阳房城内部靠近大房城南侧透光隔热墙2附近的建筑的南侧面墙体上及墙体外侧可设集热墙等形式的集热结构6，集热结构6可由较高比热容的固体或封闭式的液体容器及液体等组成，也可由非封闭式的集热水管、水箱或其它适宜的非封闭的液体容器等组成。封闭式的液体容器集热墙可利用液体的较高比热容及液-固相变耗热储存或释放所吸收的热量；非封闭式的集热水管、水箱等可利用高温液体上浮、低温液体下沉的自然流动原理或专设的水泵等使集热墙处的集热容器内被加热的液体流到设于房城系统内其他空间的更大的蓄热系统之中或及供热的系统之中，另一方面蓄热及供热系统中散失热量后温度降低的液体再流回集热墙中被再加热，由此可形成在白天阳光照射下的供热循环及实现部分太阳热能的储备，同时在夜晚或清晨温度较低时再利用所储备的热量对房城系统内部进行供热升温，从而使房城系统内部的温度处于较小的被动状态；

根据需要还可在太阳房城系统内部较靠近透光隔热墙2的南部地表空间上设置固体或液体集热、蓄热系统，从而使可长时间投射到该处地表空间的太阳热能得到直接的储存或直接的利用；

通过上述集热结构、地表集热体系，结合采用必要的技术手段可以建起能生产满足不同使用需要的具有不同温度的不同的太阳能热水供给系统。

6.根据权利要求1所述的太阳房城建筑方法及其系统，其特征是：在房城系统内建筑(群)1及阳光街3上方设置各向通透、很小有遮光结构，可使采暖季及全年阳光在每一天的大部分时间直接穿过和照射其大部分空间点的采光天室4以及相应的采光天室系统，采光天室系统由处于房城内部建筑群上方的通透、连贯、开阔的空间及设于正南侧等方向上的竖直或具有一定倾角的透光隔热墙8、设于水平天顶、东西侧及北侧等方向上的机动采光窗9、反光调光系统及其他隔护结构5等组成，在采暖季节等时间，由于太阳的高度角及方位角均处于一年最小的状态，这可使阳光在每一天的大部分时间里完全通过南侧等的的透光隔热墙8以低角度进入和照射到采光天室4的深部空间，从而使采光天室4各处始终具有较高的照度与亮度，再通过反光调光等系统使直射及散射的阳光进入各阳光街及各建筑内部的空间，从而在采暖季等时间中使房城系统内部街道及人居空间均可获得较好的阳光照射，此时天使系统的机动采光窗9可全部或大部被具有较高热阻的保温结构所遮挡，从而减少系统的热量损失；在非采暖季等时间，太阳的高度角及方位角大，通过南侧的透光隔热墙8进入的直射阳光少，且不易达及房城系统深处，此时可充分利用设于天顶、东西侧面等处的机动采光窗9进行采光及通风等，从而使采光天室内部在一年的绝大部分时间中具有较高的照度与亮度，并透过反光调光系统等的配合使太阳房城内部的街道与人居空间始终处于较好的阳光照射之中。

7.根据权利要求1所述的太阳房城建筑方法及其系统，其特征是：太阳房城在整体形态上可采用非板式的多种形式以适应各种具体的地形及空间条件的要求，房城体内部的建筑群亦可采用多种不同的建筑及布局形式，南向透光隔热窗体2即可集中设置也可分区设置，即可设于太阳房城的南立面，亦可设于房城的大天顶等结构与空间处，形成集热天窗系统。

8.根据权利要求1、7所述的太阳房城建筑方法及其系统，其特征是：太阳房城的集热天窗系统可采用一种适应性强、透光及集热效率高的可变调的结构形式，该可变天窗集热系统的较具体的结构与工作过程为：在太阳房城的顶部设相互平行的南北走向的若干天窗滑行轨道10，在天窗滑行轨道之上设可变天窗集热系统，天窗集热系统由天窗11天窗骨架12、天窗保温结构13、具有较高热阻的天墙结构14、夏窗15、滑轮16及反光结构17等部分组成；

上述各组成部分间的结构关系及工作过程为：天窗骨架12的上下端分别与其北侧的天墙结构14的上端及其南侧的天墙结构14的下端之间相互铰接；在上述结构的下端铰接轴18等之上设可沿天窗滑行轨道10滑行的滑轮16；天窗11的下端也可铰接在下端铰接轴18等之上，并且可通过摆转而改变角度，使其即可固定于天窗骨架结构12之上、实现采光隔热的目的，也可固定于天墙结构14之上或悬停在适当的空间角度位置之上，从而实现采光通风的目的；

天窗保温结构13的上端可铰接于天窗骨架12与天墙结构14之间的上端铰接轴19等结构之上；天窗保温结构13可处于天窗11及天墙结构14之间的房城内部空间之中，其下端即可扣接固定于天墙结构14之上从而确保阳光高效地透过天窗进入太阳房城内部，天窗保温结构13的下端也可扣接固定于天窗骨架12的下端、从而可以以较高的热阻封堵天窗、使天窗截面在夜晚等时刻散失的热量最小；天窗保温结构13的南侧面可设为平面形式的或具有一定曲率的曲面形式的反光面17，以可以将通过天窗进入的阳光有效地反射到房城系统内部空间深处，使房城系统内部的采光与得热等的均衡性更好。天窗保温结构13可绕上端铰接中轴19摆转并选择适当的悬停角度，将可使其上述反光功能的效能质量更高；在天墙结构14内侧面的下部部分表面之上亦可设反光面，以进一步增强阳光进入房城系统系统内部的效率；

根据需要还可以设置处于房城系统内部空间之外的外天窗保温结构20，外天窗保温结构20的下端可铰接于下铰接轴18之上，通过摆转等位置变化，其即可覆盖于天窗11之上，大大增加天窗截面的保温性能，也可覆盖和固定于天墙结构14之上，同时增加天墙结构的保温性能；

相互铰接在一起的天窗骨架12及天墙结构14的倾角、间距及空间位置等可通过下端滑轮16在天窗轨道10上的滑移变位来实现改变与最佳选择，当处于冬季太阳的高度角变小时，可使相邻的滑轮之间的距离变小，从而使天窗骨架及天窗的水平夹角增大，使阳光可以更接近垂直的角度高效地射入房城系统内部；同时也可跟踪早晚及正午时刻阳光入射角的变化调整滑轮之间的距离，以使一天之中阳光可以最大的效率进入房城系统内部；

上述空间位置、距离、角度及开关状态等可进行调节的结构系统的工作过程即可采用简单的人工手动操控、也可采用复杂一些的人工机械操控，还可采用更加自动化的智能调节与操控方式，一切以经济、安全、可靠、长效等综合因素作为设计与选择的基准。

9.根据权利要求1所述的太阳房城建筑方法及其系统，其特征是：可设置能根据时间及实际接受到的太阳直接照射等情况而选择透光界面的面积及角度等的时窗系统，时窗系统可由透光隔热(窗)墙2、8，机动保温结构21等组成，对于在太阳房城南侧、天顶等处设置的透光隔热墙2、8等可根据各地区每日的日照时间所对应的太阳高度角、太阳方位角以及南侧等处遮挡物的高度等情况，使处于较下部分等处的透光隔热(窗)墙2、8在无法受到阳光的直接照射等情况时，可较迅速地被具有较高热阻的机动保温结构21等所遮盖，从而使该部分窗体界面的自然传热能力及热耗大大降低。

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