CN106836523A - 一种基于蓄能的玻璃空腔绿植系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于蓄能的玻璃空腔绿植系统，包括建筑主墙及依附于建筑主墙上的植物幕墙。植物幕墙包括高度侧固定于建筑主墙上、底面固定于地面上带空腔的龙骨支架，龙骨支架的外围铺设玻璃幕墙，龙骨支架空腔的高度方向内侧固定有相变蓄能板、外侧布置有相变蓄能罐，龙骨支架的空腔内设置有风机，相变蓄能板的外侧布置有植物幕墙，植物幕墙的上方布置有喷淋装置，建筑主墙和玻璃幕墙的顶部和底部分别设置有可开闭的风口。玻璃幕墙封闭的空腔通过风机与室内可进行空气循环，在夏季为室内提供高品质的冷空气。相变蓄能结构可在冬季储存太阳能为绿色植物的生长提供相对稳定的温度条件，绿色植物也可为室内提供氧气和水汽净化室内循环空气。
Description
技术领域
本发明涉及建筑幕墙节能技术与绿化领域，具体涉及一种基于蓄能的玻璃空腔绿植系统。
背景技术
植物绿墙将绿色植物固定在垂直的建筑墙面进而美化建筑环境、净化空气以及调节建筑温度。一方面，植物绿墙通过用绿色植物覆盖传统的建筑墙面，向建筑引入富有生命活力的植物，提高了建筑美学价值和人居舒适度。另一方面，植物绿墙通过植物构造的微型生态系统，可以净化空气，增加空气负氧离子含量，同时降低建筑环境温度，减小空调负荷。植物绿墙应用于建筑中具有较高的美学价值和节能潜力，具有推广的现实意义。
在常规植物绿墙基础上，现已出现了一些创新和改进技术并形成相关专利。例如利用植物墙新风系统，以及使用太阳能电池板提供植物墙转向电能的植物墙。但是现有植物绿墙系统在实际应用中仍然存在一系列问题亟待解决，例如：（1）室外植物绿墙在冬季低温环境下生长不良，甚至死亡；（2）传统植物绿墙利用太阳能完成光合作用，而少有利用太阳能对建筑供暖。
发明内容
本发明的目的在于提供一种既能保证植物幕墙的生命力又能利用太阳能对建筑供暖的综合性建筑外墙。
本发明提供的一种基于蓄能的玻璃空腔绿植系统，包括建筑主墙及依附于建筑主墙上的植物幕墙，植物幕墙包括高度侧固定于所述建筑主墙上、底面固定于地面上带空腔的龙骨支架，龙骨支架的外围铺设玻璃幕墙，龙骨支架空腔的高度方向内侧固定有相变蓄能板、外侧布置有相变蓄能罐，龙骨支架的空腔内设置有风机，相变蓄能板的外侧布置有植物幕墙，植物幕墙的上方布置有喷淋装置，建筑主墙和玻璃幕墙的顶部和底部分别设置有可开闭的风口。
所述相变蓄能板为内、外铝合金板及填充于两铝合金板之间相变材料的整体件，相变蓄能板镶嵌于所述龙骨支架上。
所述龙骨支架为型钢支架，龙骨支架与所述建筑主墙之间通过U型钢连接固定，U型钢的开口宽度使所述相变蓄能板和建筑主墙之间形成一个空腔。
所述植物幕墙包括绿色植物和培养基块，培养基块固定于所述相变蓄能板的外侧。
所述喷淋装置包括布置于所述植物幕墙上端宽度方向的供水管，供水管的长度方向外侧均布有若干喷嘴，喷嘴的出水口朝向绿色植物，植物幕墙的下方设置有集水槽，集水槽的端部设置有穿过所述玻璃幕墙的排水管。
所述相变蓄能罐为透明的玻璃罐，玻璃罐中封装有相变材料，玻璃罐通过角钢支架沿所述龙骨支架的宽度方向布置；若干相变蓄能罐均布于龙骨支架的高度方向下部。
所述风机为无声风机，所述龙骨支架的顶部和底部均布置有所述风机，所述风口处设置可自动开闭的电动风阀，电动风阀的入口处设置有中效过滤器。
所述玻璃幕墙为双层玻璃幕墙。
本外墙还包括布置于所述玻璃幕墙外侧可自动开闭的百叶垂帘，所述玻璃幕墙的上侧设置有位于百叶垂帘上方的挡雨板。
所述建筑主墙从内往外依次包括内蓄能板、内保温板、砌筑主体和外保温板。
本发明巧妙的将植物幕墙与相变蓄能及玻璃幕墙结合于建筑主墙外，冬季可在太阳能充足时为室内提供热量并形成小温室为植物幕墙绿色植物的生长提供相对稳定的温度条件，避免了传统的室外植物墙在寒冷气候条件下不能存活的问题。同时，绿色植物通过光合作用和蒸腾作用可以为室内提供一定的氧气和水汽，并净化室内循环空气，从而增加室内的空气品质，提高人体在室内的舒适度。夏天，植物幕墙可以作为隔热墙体和植物喷淋系统降低龙骨支架空腔内的温度，避免植物墙温度过高的同时也可以为室内提供新鲜高品质的冷空气。相对于现有技术，本发明充分发挥了双层玻璃幕墙的通风系统及植物幕墙绿化系统各自的优点，解决了传统玻璃幕墙系统存在的诸多问题，并可实现最大限度利用太阳能等可再生能源为室内提供良好舒适的居住环境，同时植物幕墙也可以美化建筑物外观，并为建筑师提供了更加灵活丰富的美化效果和设计思路。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图。
图2为图的A-A示意图（未画百叶垂帘）。
图3为图1中龙骨支架的轴侧结构示意图。
图4为图2中的B部放大示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例公开的这种基于蓄能的玻璃空腔绿植系统，包括建筑主墙1、龙骨支架2、植物幕墙3、玻璃幕墙4、百叶垂帘5、相变蓄能板6、相变蓄能罐7、无声风机8、电动风阀9、中效过滤器10。
如图1所示，建筑主墙1从内往外依次包括内蓄能板11、内保温板12、砌筑主体13和外保温板14。
如图1、图3所示，龙骨支架2为带内腔的型钢支架，本实施例的龙骨支架采用矩形钢围成。
如图2、图4所示，龙骨支架2和建筑主墙1之间通过U型钢21连接固定，U型钢的一侧壁通过螺钉与龙骨支架1的型钢连接紧固，另一侧壁通过铆钉与建筑主墙1的外保温板14固定。
如图1、图2所示，相变蓄能板6为两侧铝合金板和其中填塞的相变材料的整体件，将相变蓄能板6做成与龙骨支架2纵、横型钢围成矩形框的相应大小镶嵌安装。为了更好的蓄能，在铝合金板的上部涂吸热材料。相变材料采用石蜡，相变温度为20℃，为增强换热，石蜡中加入5%-10%的石墨烯和碳纤维按1:1组成的混合物。相变蓄能板可以吸收一定的能量，夏季时为空腔内的空气循环提供一定的冷量，冬季时提供一定的热量，可以调节舍内温度使其稳定在一定的范围。相变蓄能板6安装于龙骨支架2上后与建筑主墙1的外保温板层14之间形成一个空腔，该空腔具有隔热和保温的作用。
如图1所示，植物幕墙3包括培养基31和种植于培养基31上的绿色植物32，本实施例的培养基31采用不发霉且自带营养的垒土块。将培养基固定于相变蓄能板6的外侧，使培养基31长期稳定在一定的温度范围，保证绿色植物32的良好生长。
如图1所示，在植物幕墙3的上方设置沿其宽度方向布置的供水管G，在供水管G的外侧均布喷嘴，控制喷嘴定期给植物喷水从而保持植物的正常生长。在植物幕墙3的下方设置集水槽JSC收集多余的喷淋水，在集水槽的端部设置排水管P将集水槽中的水排出龙骨支架2的空腔外。夏季时还可通过喷嘴喷雾来降低空腔内的空气温度。供水管G可与室内的自来水管道连通来取水源。
如图1所示，相变蓄能罐7沿龙骨支架2的宽度方向布置，若干相变蓄能罐7通过角钢支架J均布于龙骨支架2空腔外侧的下部。本实施例的相变蓄能罐采用透明的玻璃罐，玻璃罐的直径选用5cm，相邻玻璃罐之间的间距设置为10cm，相变蓄能罐从龙骨支架空腔的底部往上排列，排列高度约150cm-200cm。玻璃罐内封装相变温度为30℃的石蜡作为相变材料。
冬季太阳辐射可以透过玻璃罐进入到龙骨支架的空腔内，并且不会影响绿色植物的采光；玻璃罐内的相变材料在冬季时可以吸收并储存大量的太阳能热量，从而使空腔内的温度长期稳定在一定的温度范围，并可持续的为住宅室内提供一定的热量。
如图1、图2所示，玻璃幕墙4为双层玻璃幕墙，本实施例采用5+18A+5普通中空玻璃，玻璃幕墙铺设于龙骨支架的外围使龙骨支架的空腔形成封闭的腔体。为了使该封闭腔体的空气保持流通，在建筑主墙1的顶部和底部及玻璃幕墙4的顶部和底部分别设置风口，建筑主墙1的风口处均设置电动风阀9和中效过滤器10，玻璃幕墙的风口处设置电动风阀9。建筑主墙1上顶部和底部的风口距离植物幕墙相应的边缘约10cm，风口的入口处均设置中效过滤器。在龙骨支架1空腔的外侧对应玻璃幕墙的上下风口处分别设置无声风机8，上端的无声风机在冬季时开启，主要作为下风口提供热风的动力源，下端的无声风机主要为上风口提供冷风的动力源。在龙骨支架的空腔内还设置温度传感器W，控制中心通过温度传感器采集的温度数据来控制无声风机及电动风阀的开闭。
玻璃幕墙4的外侧还设置有百叶垂帘5，在玻璃幕墙4的上侧设置位于百叶垂帘5上方的挡雨板D。冬季时将百叶垂帘的叶片打开，让更多的太阳辐射热进入到龙骨支架的空腔内使相变蓄能罐吸收热量储存；夏季太阳辐射较强时，将百叶垂帘的叶片关闭以阻挡一部分太阳辐射热，从而避免空腔内的温度过高。挡雨板主要是减少雨水对百叶垂帘的损坏。
冬季时，百叶垂帘长期处于打开状态，当空腔内的温度达到了送风温度的要求时，控制建筑主墙上的电动风阀开启，并启动顶部的无声风机往下吹风，使热风从下风口进入到室内。当太阳辐射不足时，通过相变蓄能罐内相变材料释放热量，有效的延长空腔内空气温度保持在一定范围内的时间。植物通过光合作用和蒸腾作用可以为室内提供一定的氧气和水气，并净化室内循环空气，从而增加室内的空气品质，提高人体在室内的舒适度。由玻璃幕墙封闭的龙骨支架空腔为室内提供热量的同时也为植物的生长提供了相对稳定的温度条件，避免了传统的室外植物墙在寒冷气候条件下不能存活的问题。
夏季室内需要冷量时，当空腔内的温度因太阳照射升高到一定温度时，将百叶垂帘打开，将供水管与自来水管接通，控制喷嘴喷雾对空腔内的空气进行降温，当温度降低到夏季室内的送风温度时，控制建筑主墙上的电动风阀开启，并启动底部的无声风机往上吹风，使冷风从上风口进入到住宅的室内。当室内无人或不需要冷负荷时，控制百叶垂帘关闭，控制玻璃幕墙上的风口打开，同时将无声风机和建筑主墙上的风口关闭，使空腔内的热空气可通过温差效应从玻璃幕墙顶部的风口排出，此时植物可以进行光合作用，更有利于植物的成长。相变蓄能板吸收的冷量可在喷淋结束后使空腔内的温度长期稳定在一定的温度范围。另外，在昼夜温差较大的工况下，相变蓄能板可以在晚上储存一定的冷量，白天室外温度过高时，关闭百叶垂帘，控制建筑主墙上的风口打开，通过对流循环把冷量送到室内。
Claims (10)
1.一种基于蓄能的玻璃空腔绿植系统，包括建筑主墙及依附于建筑主墙上的植物幕墙，其特征在于：所述植物幕墙包括高度侧固定于所述建筑主墙上、底面固定于地面上带空腔的龙骨支架，龙骨支架的外围铺设玻璃幕墙，龙骨支架空腔的高度方向内侧固定有相变蓄能板、外侧布置有相变蓄能罐，龙骨支架的空腔内设置有风机，相变蓄能板的外侧布置有植物幕墙，植物幕墙的上方布置有喷淋装置，建筑主墙和玻璃幕墙的顶部和底部分别设置有可开闭的风口。
2.如权利要求1所述的基于蓄能的玻璃空腔绿植系统，其特征在于：所述相变蓄能板为内、外铝合金板及填充于两铝合金板之间相变材料的整体件，相变蓄能板镶嵌于所述龙骨支架上。
3.如权利要求2所述的基于蓄能的玻璃空腔绿植系统，其特征在于：所述龙骨支架为型钢支架，龙骨支架与所述建筑主墙之间通过U型钢连接固定，U型钢开口宽度使所述相变蓄能板和建筑主墙之间形成一个空腔。
4.如权利要求2所述的基于蓄能的玻璃空腔绿植系统，其特征在于：所述植物幕墙包括绿色植物和培养基块，培养基块固定于所述相变蓄能板的外侧。
5.如权利要求1所述的基于蓄能的玻璃空腔绿植系统，其特征在于：所述喷淋装置包括布置于所述植物幕墙上端宽度方向的供水管，供水管的长度方向外侧均布有若干喷嘴，喷嘴的出水口朝向绿色植物，植物幕墙的下方设置有集水槽，集水槽的端部设置有穿过所述玻璃幕墙的排水管。
6.如权利要求2所述的基于蓄能的玻璃空腔绿植系统，其特征在于：所述相变蓄能罐为透明的玻璃罐，玻璃罐中封装有相变材料，玻璃罐通过支架沿所述龙骨支架的宽度方向布置；若干相变蓄能罐均布于龙骨支架的高度方向下部。
7.如权利要求2所述的基于蓄能的玻璃空腔绿植系统，其特征在于：所述风机为无声风机，所述龙骨支架的顶部和底部均布置有所述风机，所述风口处设置可自动开闭的电动风阀，电动风阀的入口处设置有中效过滤器。
8.如权利要求1所述的基于蓄能的玻璃空腔绿植系统，其特征在于：所述玻璃幕墙为双层玻璃幕墙。
9.如权利要求1所述的基于蓄能的玻璃空腔绿植系统，其特征在于：本系统还包括布置于所述玻璃幕墙外侧可自动开闭的百叶垂帘，所述玻璃幕墙的上侧设置有位于百叶垂帘上方的挡雨板。
10.如权利要求1所述的基于蓄能的玻璃空腔绿植系统，其特征在于：所述建筑主墙从内往外依次包括内蓄能板、内保温板、砌筑主体和外保温板。
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