CN102877659B - 一种节能减排建筑绿色生态系统构筑方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能减排建筑绿色生态系统构筑方法，其包括以下步骤：(1)设置水循环子系统；(2)设置水雾化子系统；(3)于建筑四周及建筑楼层或楼顶上设置生态子系统，用来对所雾化的水进行生态利用。本发明还提供了实施该构筑方法的节能减排建筑绿色生态系统。本发明提供的节能减排建筑绿色生态系统能够充分实践绿色建筑的理念，在闹市中让人们回归自然，回归生态，充分实现了节地、节水、节能、节材和环境保护的可持续发展建筑理念；该节能减排建筑绿色生态系统所构筑的建筑能够以最少地消耗自然资源、最少地对外界环境造成负面影响来给人们一个舒适健康的人居环境，并且为自然回馈更多的耕地、绿地，为外界环境产生积极的影响。

Description

一种节能减排建筑绿色生态系统构筑方法及系统

技术领域

本发明属于节能减排及建筑工程技术领域，具体涉及一种被动优先、自然做功的思想利用自然活动产生的水维持生态运行的节能减排建筑绿色生态系统构筑方法及系统。

背景技术

在亿万年进化中，地球形成了一个彼此依存、和谐共生的生态环境，庇护了地球上的所有物种，是人类唯一且永恒的家园。但是，在最近的几百年里，人类日渐自大，忘记了对自然的敬畏与感恩，开始无节制的耗费资源。于是，动物被驱逐，植被被砍伐，土壤、水与空气被严重污染，人类的过度开发带来了日趋严重的热岛效应、极端气候、全球变暖等生态危机。

生态、低碳虽已众所周知，但多是停留在理念的层面，目前市场上的建筑大多数为钢筋混凝土结构，将建筑真正与生态、低碳节能融合的实践非常少。

目前的建筑，大多以消耗大量的自然资源，并对外界环境造成较大的负面影响，运用高科技制造出来的材料，仅以隔热或把室内热量向室外排放来实现建筑内的舒适环境，这种以消耗土地、金属或稀土材料等自然资源，来达到的建筑内的舒适环境，导致了全球气候的恶化，自然资源及非可再生能源的消耗，只会导致更严重的碳排放，加剧生态危机。

同时，目前现有的生态系统，均以自来水、地下水等人工水源进行维持运行，而不能以自然活动中生产的雨水、河水等维持运行，其耗费的资源依然较多。

发明内容

针对现有建筑系统的不足，本发明的目的在于，提供一种节能减排建筑绿色生态系统构筑方法，通过将现代建筑技术与自然生态节能环保的理念的融合，充分利用光、热、风、雨水等自然资源来构建和维持生态系统的运行，使这种建筑系统具有区域微气候自行调节的能力，以最少地消耗自然资源、最少地对外界环境造成负面影响，实现舒适健康的人居环境，并为自然回馈更多的耕地、绿地，同时将建筑时产生的废料充分利用，达到零碳源、零碳排放、纯天然的目的。

本发明的目的还在于，提供一种实施上述方法的节能减排建筑绿色生态系统。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种节能减排建筑绿色生态系统构筑方法，其特征在于，其包括以下步骤：

(1)设置水循环子系统，用来收集存储自然活动产生的水；该水循环子系统包括于建筑体内及建筑体周边地表上设置的水收集装置、水过滤装置及蓄水装置，水收集装置与水过滤装置连接，水过滤装置与蓄水装置连接，该水收集装置是明渠、暗渠及具有疏水功能的地面；

(2)设置水雾化子系统，用来对水收集装置所收集的水进行雾化，其包括若干个雾化水喷洒装置，分别设置在建筑顶部的四周并朝向建筑外部；该水雾化子系统与水循环子系统连接；启动水雾化子系统与水循环子系统，自然活动产生的水被水收集装置收集后经过水过滤装置的过滤后输送到蓄水装置，雾化水喷洒装置喷洒出由蓄水装置输送来的水，在建筑周围形成水雾气，水雾气净化空气中的硫化物及颗粒污染物、浇灌植被，水雾气蒸发降低建筑周围环境温度，从而使建筑内部空间的气压形成低压，建筑外部较冷空气形成高压，利用空气对流原理，较冷空气进入建筑内部，使建筑内部温度降低，实现对建筑四周及内部的区域微气候调节；多余水雾气形成的水再进入水循环系统；为了加强空气对流效果，在建筑上附加低能耗机械排风装置；

(3)于建筑四周及建筑楼层或楼顶上设置生态子系统，用来对所雾化的水进行生态利用；该生态子系统包括种植地、沙地、水池，所述水循环子系统为生态子系统提供水源，位于建筑上的生态子系统也作为隔热层，将太阳直射到屋面的热量隔绝在建筑之外，该生态子系统的水分蒸发，带走热量，使建筑内部温度降低。

所述步骤(1)包括以下步骤：

(11)所述水收集装置还包括尿液收集装置，所述蓄水装置还包括一混合池，该尿液收集装置将尿液收集并经过混合池与水混合，再输送到生态子系统提供灌溉营养水源。

一种实施所述构筑方法的节能减排建筑绿色生态系统，其特征在于，其包括相互连接的水循环子系统、水雾化子系统及生态子系统；所述水循环子系统包括水收集装置、水过滤装置及蓄水装置，该水过滤装置设于水收集装置与蓄水装置之间，并相互通过管道连接；所述水雾化子系统包括雾化水喷洒装置，该雾化水喷洒装置通过管道与水循环子系统连接，该雾化水喷洒装置设置在建筑顶部的四周并朝向建筑外部；所述的生态子系统包括种植地、沙地、水池，设置在建筑四周及建筑屋面或屋顶上。自然活动的水被水收集装置收集后经过水过滤装置的过滤后输送到蓄水装置，雾化水喷洒装置喷洒出由蓄水装置输送来的水，在建筑周围形成水雾气，水雾气净化空气、浇灌植被，水雾气蒸发带走建筑周围环境的温度，实现对建筑四周的区域微气候调节，使建筑四周温度减低，从而使建筑内部形成负压，建筑外部较冷空气进入室内，使建筑内部温度减低，多余水雾气形成的水再进入水循环系统。

所述水收集装置包括，设置在建筑四周的水沟以及建筑外的排水管道或渠道、设置在建筑四周的铺设有疏水材料的地面及其排水管道或渠道、设置在屋面的排水管道或渠道、设置在建筑四周及建筑上的沙层或泥土层及其排水管道或渠道，该水收集装置收集雾化水、雨水、地面水以及地下水。

所述的蓄水装置包括设置在建筑内部的蓄水装置以及设置在建筑四周的明渠、小河或地下水井。

所述雾化水喷洒装置包括雾化水喷洒头，其等间距地设置在建筑顶部的四周并朝向建筑外部，通过水管连接至所述的蓄水装置。

所述节能减排建筑绿色生态系统还包括生态子系统，该生态子系统设置在屋面或屋顶上；该生态子系统设置种植地、沙地、水池，所述水循环子系统为生态子系统提供水源，该生态子系统也作为隔热层，将太阳直射到屋面的热量隔绝在建筑之外，生态子系统的水分蒸发，带走热量，使建筑内部温度降低。

所述水循环系统还包括一尿液收集装置及一混合池，该尿液收集装置将尿液收集、储备并经过混合池与水混合，再输送到生态子系统提供灌溉水源。

所述水循环子系统还包括抽水泵，该抽水泵将位于地面或地下水井的蓄水装置的水抽到位于建筑顶部的蓄水装置中，该位于建筑顶部的蓄水装置的水为所述水雾化子系统提供水源。

本发明的优点在于：本发明提供的节能减排建筑绿色生态系统能够充分实践绿色建筑的理念，在闹市中让人们回归自然，回归生态，充分实现了节地、节水、节能、节材和环境保护的可持续发展建筑理念；该节能减排建筑绿色生态系统所构筑的建筑能够以最少地消耗自然资源、最少地对外界环境造成负面影响来给人们一个舒适健康的人居环境，并且为自然回馈更多的耕地、绿地，为外界修复生态环境、改善区域微气候产生积极的影响。

本发明的建筑系统结合生态学原理与生物多样化并存的理念，科学地将建筑提供一个多物种共存的生态环境，以被动优先、自然做功的思想，采用被动式建筑技术，利用自然界的阳光、风、水、植物等调节建筑周围的气温，使建筑在不使用空调、电热取暖器的情况下也能实现夏凉冬暖；同时通过建筑优化设计，达到再生能源的组合利用，如雨水的100％收集利用，生活垃圾的回收利用，建筑废料的利用等。

本发明的建筑系统中的生态子系统以及建筑屋顶覆土和建筑周围的土地能够提供耕地，可设置成水田系统和旱地系统，可种植水稻和蔬菜，实现可产出的生态节能建筑系统；本发明的建筑系统还能减少温室气体的排放，通过屋面覆土隔热、建筑立面的植被隔热的被动蒸发致凉技术，最大可能降低建筑围护结构的内外温差，最大限度减少室外气温对室内气温的热传递，当温度较高时，启动水雾化子系统，通过对雾化水的喷洒，先降低室外的温度，再通过负压引风技术，将外面的凉风引进室内来降低室内温度。

经过所述节能减排绿色生态系统的运用，建筑的外围比原有温度降低约7摄氏度，室内温度比室外原有温度低约5摄氏度；建筑的可耕地面积是原占用面积的约1.2倍，植物绿化面积是建筑面积的约1.5倍。

本发明提供的总体技术方案，既能满足建筑的节能减排的要求，也达到了绿色环保的要求，这种节能减排建筑绿色生态系统达到了低碳、零热辐射，提供了干净空气、清洁水源、无污染蔬果以及生物多样化生态环境。

下面结合附图与具体实施方式，对本发明进一步说明。

附图说明

图1为本发明实施例的系统组成结构模块图。

具体实施方式

参见图1，本实施例提供的节能减排建筑绿色生态系统构筑方法，其包括以下步骤：

(1)设置水循环子系统，用来收集存储自然活动产生的水；该水循环子系统包括于建筑体内及建筑体周边地表上以及地下设置的水收集装置、水过滤装置及蓄水装置，水收集装置与水过滤装置连接，水过滤装置与蓄水装置连接，该水收集装置是明渠、暗渠、具有疏水功能的地面以及地下水井；为了节能环保，该疏水地面利用建筑废料构筑；

其中所述水收集装置还包括尿液收集装置，所述蓄水装置还包括一混合池，该尿液收集装置将尿液收集并经过混合池与水以一定比例混合混合，再输送到生态子系统提供灌溉营养水源；

(2)设置水雾化子系统，用来对水收集装置所收集的水进行雾化，其包括若干个雾化水喷洒装置，分别设置在建筑顶部的四周并朝向建筑外部；该水雾化子系统与水循环子系统连接；启动水雾化子系统与水循环子系统，自然活动产生的水被水收集装置收集后经过水过滤装置的过滤后输送到蓄水装置，雾化水喷洒装置喷洒出由蓄水装置输送来的水，在建筑周围，主要是建筑外空间上形成水雾气，水雾气净化空气、浇灌植被，水雾气蒸发降低建筑周围环境温度，从而使建筑内部空间的气压形成低压，建筑外部较冷空气形成高压，利用空气对流原理，较冷空气进入建筑内部，使建筑内部温度降低，实现对建筑四周及内部的区域微气候调节；在空气中吸热后的水雾气形成的水再进入水循环系统；为了加强空气对流效果，在建筑上附加低能耗机械排风装置；

(3)于建筑四周及建筑楼层或楼顶上设置生态子系统，用来对所雾化的水进行生态利用；该生态子系统包括种植地、沙地、水池，所述水循环子系统为生态子系统提供水源，位于建筑上的生态子系统也作为隔热层，将太阳直射到屋面的热量隔绝在建筑之外，该生态子系统的水分蒸发，带走热量，使建筑内部温度降低。

本实施例提供的实施前述构筑方法的节能减排建筑绿色生态系统，其包括相互连接的水循环子系统、水雾化子系统及生态子系统；所述水循环子系统包括水收集装置、水过滤装置及蓄水装置，该水过滤装置设于水收集装置与蓄水装置之间，并相互通过管道连接；所述水雾化子系统包括雾化水喷洒装置，该雾化水喷洒装置通过管道与水循环子系统连接，该雾化水喷洒装置设置在建筑顶部的四周并朝向建筑外部；所述的生态子系统包括种植地、沙地、水池，设置在建筑四周及建筑屋面或屋顶上。

自然活动的水被水收集装置收集后经过水过滤装置的过滤后输送到蓄水装置，雾化水喷洒装置喷洒出由蓄水装置输送来的水，在建筑周围形成水雾气，水雾气净化空气、浇灌植被，水雾气蒸发带走建筑周围环境的温度，实现对建筑四周的区域微气候调节，使建筑四周温度减低，从而使建筑内部形成负压，建筑外部较冷空气进入室内，使建筑内部温度减低，多余水雾气形成的水再进入水循环系统。

所述水收集装置包括，设置在建筑四周的水沟以及建筑外的排水管道或渠道、设置在建筑四周的铺设有疏水材料的地面及其排水管道或渠道、设置在屋面的排水管道或渠道、设置在建筑四周及建筑上的沙层或泥土层及其排水管道或渠道，该水收集装置收集雾化水、雨水以及地下水。使雨水的回收使用率达到100％。收集的雨水将分质分别用于冲厕所用水和浇灌用水。

所述的蓄水装置包括设置在建筑内部的蓄水装置以及设置在围绕建筑四周的明渠、小河或地下水井，水可流动，小河可养殖合适的鱼类或者动植物。

所述雾化水喷洒装置包括雾化水喷洒头，其等间距地设置在建筑顶部的四周并朝向建筑外部，通过水管连接至所述的蓄水装置，该喷洒头喷洒的水雾气

所述的节能减排建筑绿色生态系统还包括生态子系统，该生态子系统设置在屋面或屋顶上；该生态子系统设置种植地、沙地、水池，所述水循环子系统为生态子系统提供水源，使该生态子系统均有一定的水位，因此生态子系统也作为隔热层，将太阳直射到屋面的热量隔绝在建筑之外，生态子系统的水分蒸发，带走热量，使建筑内部温度降低。节能减排建筑绿色生态系统还包括设置在建筑四周的种植地，在墙面垂吊种植爬山虎以及炮仗花，这些植物可光合作用产生更多的氧气，增加室内氧气含量，植物也可以阻挡太阳直射墙体，有效阻隔室外与室内的热传递。

所述水循环系统还包括一尿液收集装置及一混合池，该尿液收集装置将尿液收集、储备并经过混合池与水以一定比例混合，再输送到生态子系统或者建筑四周的种植地，以提供灌溉水源。

所述水循环子系统还包括抽水泵，该抽水泵将位于地面或地下水井的蓄水装置的水抽到位于建筑顶部的蓄水装置中，该位于建筑顶部的蓄水装置的水为所述水雾化子系统提供水源。抽水泵的功率仅为空调的二十分之一，抽水泵的耗电量也远远低于空调，利用抽水泵抽水及喷水，即可是室内温度降低，也可以为植物浇灌。

经过所述节能减排绿色生态系统的运用，建筑的外围比原有温度降低约7摄氏度，室内温度比室外原有温度低约5摄氏度；建筑的可耕地面积是原占用面积的约1.2倍，植物绿化面积是建筑面积的约1.5倍。

本发明的工作原理：本发明的节能减排建筑绿色生态系统，在建筑四周顶部设置的水雾化子系统，通过喷洒水雾，水雾蒸发带走室外周边环境的热量，是室外温度减低，从而使室内形成负压，室外较冷空气经过墙体上的植物过滤及水雾的净化进入到室内，使室内温度减低，使室内空气清新；雾化的水汽同时可浇灌建筑周边及生态子系统的植物，多余的水雾气形成水后通过水循环子系统过滤循环利用，水循环子系统同时将外界的降雨收集用于植物的浇灌、水雾化子系统用水或者生活用水等；生态子系统及建筑周边的土地可种植不同的植物或蔬果，水循环系统中的蓄水装置也可养殖合适的鱼类等动物；该节能减排建筑绿色生态系统形成了一个区域微气候自行调节系统，实现对建筑及周边环境的零碳排放，同时生态建筑系统也可产出小量的粮食共自身使用。

本发明并不限于上述实施方式，采用与本发明上述实施例相同或近似装置，而得到的其他用于节能减排建筑绿色生态系统，均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种节能减排建筑绿色生态系统构筑方法，其特征在于，其包括以下步骤：

(1)设置水循环子系统，用来收集存储自然活动产生的水；该水循环子系统包括于建筑体内及建筑体周边地表上及地下设置的水收集装置、水过滤装置及蓄水装置，水收集装置与水过滤装置连接，水过滤装置与蓄水装置连接，该水收集装置是明渠、暗渠、具有疏水功能的地面或地下水井；该水循环子系统还包括尿液收集装置，所述蓄水装置还包括一混合池，该尿液收集装置将尿液收集并经过混合池与水混合，再输送到生态子系统提供灌溉水源；

(2)设置水雾化子系统，用来对水收集装置所收集的水进行雾化，其包括若干个雾化水喷洒装置，分别设置在建筑顶部的四周并朝向建筑外部；该水雾化子系统与水循环子系统连接；自然活动产生的水被水收集装置收集后经过水过滤装置的过滤后输送到蓄水装置，雾化水喷洒装置喷洒出由蓄水装置输送来的水，在建筑周围形成水雾气，水雾气净化空气、浇灌植被，水雾气蒸发降低建筑周围环境温度，从而使建筑内部空间的气压形成低压，建筑外部较冷空气形成高压，较冷空气进入建筑内部，使建筑内部温度降低，实现对建筑四周及内部的区域微气候调节；在空气中吸热后的水雾气形成的水再进入水循环系统；

(3)于建筑四周及建筑楼层或楼顶上设置生态子系统，用来对所雾化的水进行生态利用；该生态子系统包括种植地、沙地、水池，所述水循环子系统为生态子系统提供水源，位于建筑上的生态子系统也作为隔热层，将太阳直射到屋面的热量隔绝在建筑之外，该生态子系统的水分蒸发，带走热量，使建筑内部温度降低。

2.一种实施权利要求1所述构筑方法的节能减排建筑绿色生态系统，其特征在于，其包括相互连接的水循环子系统、水雾化子系统及生态子系统；所述水循环子系统包括水收集装置、水过滤装置及蓄水装置，该水过滤装置设于水收集装置与蓄水装置之间，并相互通过管道连接；所述水雾化子系统包括雾化水喷洒装置，该雾化水喷洒装置通过管道与水循环子系统连接，该雾化水喷洒装置设置在建筑顶部的四周并朝向建筑外部；所述的生态子系统包括种植地、沙地、水池，设置在建筑四周及建筑屋面或屋顶上；所述雾化水喷洒装置包括雾化水喷洒头，其等间距地设置在建筑顶部的四周并朝向建筑外部，通过水管连接至所述的蓄水装置；所述水循环子系统中，还包括一尿液收集装置，蓄水装置还包括一混合池，该尿液收集装置将尿液收集、储备并经过混合池与水混合，再输送到生态子系统提供灌溉水源；所述水循环子系统还包括抽水泵，该抽水泵将位于地面或地下水井的蓄水装置的水抽到位于建筑顶部的蓄水装置中，该位于建筑顶部的蓄水装置的水为所述水雾化子系统提供水源。

3.根据权利要求2所述的节能减排建筑绿色生态系统，其特征在于，所述的蓄水装置包括设置在建筑内部的蓄水装置以及设置在建筑四周的明渠、小河或者地下水井。