CN103416261A - 一种主动采光及固化土自主蓄热后墙日光温室 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主动采光及固化土自主蓄热后墙日光温室，包括前墙、后墙和屋面，屋面由活动骨架和固定骨架组成，活动骨架和固定骨架固定于前墙和后墙之间，活动骨架和固定骨架一端通过转动轴承相连接，活动骨架和固定骨架另一端通过减速电机、传动轴、齿轮和齿条组成的传动系统相连接；后墙内部构造包括实砌砖墙，实砌砖墙内填充有固化土蓄热层，在实砌砖墙的外部有外墙保温板；后墙外部结构包括后墙砌体、主动蓄热预制孔道楼板、顶钢筋混凝土封板和后坡，其中，后坡位于顶钢筋混凝土封板上方，后坡上的混凝土外层向固定骨架方向延伸形成坡顶，主动蓄热预制孔道楼板通过口部安装的轴流风机与日光温室内部相连通。可大大提高温室的自动化水平。

Description

一种主动采光及固化土自主蓄热后墙日光温室

技术领域

本发明涉及一种日光温室，特别涉及一种主动采光及主动蓄热的日光温室，该日光温室可以根据外界光照条件主动改变前采光面的采光角度，同时可以主动利用风机向温室后墙体大量蓄热，加之由于后墙体大量采用了固化土砌筑技术，因此可以在降低温室土建造价的基础上，从根本上提高日光温室的采光及蓄热性能。

背景技术

目前，常规的日光温室都采用固定的采光屋面和被动蓄热后墙，由于建筑设计上的缺陷，导致日光温室内光照条件不但差，而且还很难提高。近年来，虽然很多研究人员投入了大量的时间和精力来研究采光屋面的弧线形状，但是由于采光问题的复杂性、特殊性，该研究方向尚未触及改善日光温室室内光照的关键。而且，大量的研究表明，在相同的高差范围下，改变采光面的弧度对采光性能的影响仅为3%。因此，改变温室采光面的曲率，不能从根本上解决日光温室现存的采光不足、保温困难等种种问题。

另外，在日光温室的蓄热方面，常规的日光温室都采用被动蓄热，导致温室的蓄热量严重不足，后墙越砌越厚，造价逐步攀升，但同时温室的蓄热性能却没有多少提高。虽然，很多研究人员投入了大量的时间和精力来研究后墙蓄热，但是由于后墙蓄热问题的复杂性、特殊性，该研究方向尚未触及改善日光温室保温性能的关键。日光温室后墙研究的关键，不仅仅是单纯提高后墙的绝热性能，更重要的是要提高后墙的蓄热能力。

发明内容

针对现有日光温室在采光结构上存在的缺陷或不足，本发明目的在于，提供一种主动采光及固化土自主蓄热后墙日光温室，该日光温室可以根据外界光照条件的不同而主动改变的日光温室的采光屋面。从而实现日光温室主动采光，从根本上突破了日光温室的采光设计瓶颈。同时，采用日光温室自主蓄热后墙，该日光温室的后墙可以根据日光温室室内温度的不同，自主进行蓄热和放热。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案得以实现：

一种主动采光及固化土自主蓄热后墙日光温室，包括前墙、后墙和屋面，其特征在于：

所述的屋面由活动骨架和固定骨架组成，活动骨架和固定骨架固定于前墙和后墙之间，活动骨架和固定骨架一端通过转动轴承相连接，活动骨架和固定骨架另一端通过减速电机、传动轴、齿轮和齿条组成的传动系统相连接；

所述的后墙内部构造包括实砌砖墙，实砌砖墙内填充有固化土蓄热层，在实砌砖墙的外部有外墙保温板；

所述的后墙外部结构包括后墙砌体、主动蓄热预制孔道楼板、顶钢筋混凝土封板和后坡，其中，后坡位于顶钢筋混凝土封板上方，后坡上的混凝土外层向固定骨架方向延伸形成坡顶，主动蓄热预制孔道楼板通过口部安装的轴流风机与日光温室内部相连通。

本发明的主动采光及固化土自主蓄热后墙日光温室，结构合理，与现有日光温室相比不增加成本，而可以大大提高温室的自动化水平。具有采光效果好，制造、操作简单，使用寿命长等优点。

屋面可以跟随外界的光照条件而改变自身的倾角，从而达到提高采光率的目的。在温室的后墙构造上，由轴流风机8在室内温度超过设定值时开始通过主动蓄热预制孔道楼板4向后墙内蓄热，热量蓄积在后墙固化土蓄热层D和后墙实砌砖墙C中，当室内温度降低时，同样通过轴流风机8将后墙中的热量送到温室内部。

本发明的主动采光及固化土自主蓄热后墙日光温室，结构合理，与现有日光温室相比不增加成本，而可以大大提高温室的自动化水平。单采光性能一个方面就可以提高25%以上。

结合实践中对温室的要求，优点在于：

其一，采用活动采光屋面来跟随太阳光，使温室建筑从根本上提高采光能力。同时大大降低温室加工的难度，因为，该温室结构所用骨架材料均为工业上通用的国标钢材，不需要进行人工或机械的弯折，从而可以有效地降低日光温室骨架的加工难度和加工费用，同时提高温室骨架制作的标准性。

其二，由于日光温室采光面角度的设计与太阳高度角的变化息息相关，因此，传统日光温室结构设计受制与地理纬度，进而导致日光温室结构难于实现标准化。而本发明的主动采光及固化土自主蓄热后墙日光温室，屋面采用可变采光倾角的结构，使得该结构的日光温室能够适应不同纬度和不同时段的太阳高度角的变化，因此可以极大地推动日光温室标准化的进程，为新型日光温室的科学设计提供了样板。

其三，在温室后墙建造的材料上首次采用了固化土技术，所利用的储能材料为黄土或者沙子等就地取材的材料，而且在建筑结构上可以结合日光温室的后墙进行一体化建造，因此大大降低温室土建的建筑成本，同时还可以增强日光温室后墙的稳定性。

其四，运行只需要减速电机和小型轴流风机，造价低，运行的费用和保证率高，在实践生长中容易推广和保持长时间稳定运行。

附图说明

图1是本发明的主动采光及固化土自主蓄热后墙日光温室骨架结构示意图；

图2是图1的水平切面示意图；

图3是图1的后墙内部示意图；

图4是本图1的三维骨架结构示意图；

图5主动采光、蓄热温室与传统温室结构室内光照度分析；

图6主动采光、蓄热温室与传统温室结构室内温度分析。

图中的标号分别表示：A、活动骨架，B、固定骨架，C、实砌砖墙，D、固化土蓄热层，E、外墙保温板（EPS聚苯板）；1、齿条，2、齿轮，3、温室后墙砌体，4、主动蓄热预制孔道楼板，5、前墙，6、后墙顶钢筋混凝土封板，7、转动轴承，8、轴流风机，9、电机支架，10、电机，11、电机传动轴，12、后坡，13、混凝土坡顶。

下面结合附图和发明人给出的实施例对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式

参见图1～图4，本实施例给出了一种主动采光及固化土自主蓄热后墙日光温室，包括露出地面的前墙5和后墙3，在前墙5和后墙3之间有屋面；该屋面由活动骨架A和固定骨架B组成，活动骨架A和固定骨架B固定于前墙5和后墙3之间，前墙5上安装固定骨架B，固定骨架B和前墙5之间角度为53°，固定骨架B与水平面的夹角为25°。

活动骨架A和固定骨架B一端通过位于固定骨架B上的转动轴承7相连接，活动骨架A和固定骨架B另一端通过减速电机10、传动轴11、齿轮2和齿条组成的传动系统相连接（图4）；减速电机10位于电机支架9上。

后墙3的内部构造包括多个实砌砖墙C，每个实砌砖墙C内填充有固化土蓄热层D，在实砌砖墙C外侧有外墙保温板E。

后墙3的外部结构包括后墙砌体3、主动蓄热预制孔道楼板4、顶钢筋混凝土封板6和后坡12，其中，后坡12位于顶钢筋混凝土封板6上方，后坡12向固定骨架B方向延伸形成混凝土坡顶13，主动蓄热预制孔道楼板4通过口部安装的轴流风机8与日光温室内部相连通。

本实施例中，主动蓄热预制孔道楼板4至少安装两块（图3），主动蓄热预制孔道楼板4通过口部安装的轴流风机8与日光温室内部相连通。

混凝土坡顶13与后坡12之间的角度为40°（图1），构成了固定骨架B一侧的保护层。

本实施例中，外墙保温板E选择EPS聚苯板。固化土蓄热层D采用黄土或者沙子。

本实施例的主动采光及固化土自主蓄热后墙日光温室，在减速电机10、传动轴11、齿轮2和齿条组成的传动系统的驱动下，活动骨架A可以跟随外界的光照条件而改变自身的倾角，从而达到提高采光率的目的。在温室的后墙构造上，由轴流风机8在日光室内的温度超过设定值时，开始通过主动蓄热预制孔道楼板4向后墙内部蓄热，热量蓄积在后墙内的固化土蓄热层D和后墙实砌砖墙C中，当日光温室内的温度降低时，同样通过轴流风机8将后墙中的热量送到日光温室内部。

当电动机10不工作时，活动骨架A与固定骨架B之间的角度为零，相当于普通的日光温室。

当电动机10开始运行时，传动轴11带动齿轮2转动，齿轮2带动齿条1向上运动，带动活动骨架A上升，此时活动骨架A与固定骨架B之间的角度开始增加，活动骨架A一直上升，当遇到温室顶部安装的限位器后，限位器自动发出电信号，由控制器控制使电动机10停止转动，这样可以使屋面的活动骨架A和固定骨架B之间的角度（采光角）从25゜达到35゜。当然，该工作过程也可以不采用控制器，而采用一般电控制，用手动按钮控制电动机10的转动也是可以的，其工作原理只是将控制中的电讯号改变为手动的按钮信号，其他的工作原理一致。根据申请人的实验表明，采用本实施例制备的主动采光及固化土自主蓄热后墙日光温室，单采光性能一个方面就可以提高25%以上。后墙的内部构造采用固化土蓄热层（黄土或者沙子）填充，在保证后墙的质量基础上，可大大降低后墙的建筑成本。

为了测试上述实施例制备的主动采光及固化土自主蓄热后墙日光温室的科学性，发明人对所设计的主动采光及固化土自主蓄热后墙日光温室进行了实际的建造和性能测试，具体分为采光性能和蓄热性能两个方面，测试数据见图5和图6所示。

Claims (3)

1.一种主动采光及固化土自主蓄热后墙日光温室，包括前墙（5）、后墙（3）和屋面，其特征在于：

所述的屋面由活动骨架（A）和固定骨架（B）组成，活动骨架（A）和固定骨架（B）固定于前墙（5）和后墙（3）之间，活动骨架（A）和固定骨架（B）一端通过转动轴承（7）相连接，活动骨架（A）和固定骨架（B）另一端通过减速电机（10）、传动轴（11）、齿轮（2）和齿条（1）组成的传动系统相连接；

所述的后墙（3）的内部构造包括实砌砖墙（C），实砌砖墙（C）内填充有固化土蓄热层（D），在实砌砖墙的外部有外墙保温板（E）；

所述的后墙（3）的外部结构包括后墙砌体（3）、主动蓄热预制孔道楼板（4）、顶钢筋混凝土封板（6）和后坡（12），其中，后坡（12）位于顶钢筋混凝土封板（6）上方，后坡（12）上的混凝土外层向固定骨架（B）方向延伸形成坡顶（13），主动蓄热预制孔道楼板（4）通过口部安装的轴流风机（8）与日光温室内部相连通。

2.如权利要求1所述的主动采光及固化土自主蓄热后墙日光温室，其特征在于，所述的外墙保温板（E）为EPS聚苯板。

3.如权利要求1所述的主动采光及固化土自主蓄热后墙日光温室，其特征在于，所述的减速电机（10）位于电机支架（9）上。

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