CN107747354B - 一种节能屋顶结构及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明利用空调系统的冷凝水以及相对封闭的屋顶结构，提供了一种节能屋顶结构及其使用方法，将空调产生的冷凝水，通过喷淋系统喷洒在屋顶空腔中，然后利用经换热器处理后从建筑主体内部排出的废气,带走屋顶空腔中的热量，起到了降低屋顶温度的作用。由于经空调处理后从建筑主体内部排出的废气的温度及湿度相对比较稳定，而且废气又是流经封闭的屋顶空腔，所以本发明的节能屋顶结构降温的效果受外部环境影响较小，降温的效果比较稳定。又由于本发明的节能屋顶结构利用了空调的冷凝水作为水源，所以也解决了洒水降温中耗水量大的问题。

Description

一种节能屋顶结构及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种屋面结构，特别涉及一种节能屋顶结构及其使用方法。
背景技术
随着城市化进程日益加快及人们对居住舒适度要求的不断提升，建筑能耗占全社会能耗的份额也越来越大。降低建筑能耗，积极发展节能建筑，成为大势所趋。
蓄水屋面是节能建筑的一种，夏季能达到较好的降温效果，能起到节约能源的作用，但蓄水屋面对屋顶防水与荷载要求较高，而且作为蓄热系数较大的水，在夏季夜间也不利于屋顶散热。而如果采用洒水降温的模式代替屋顶的蓄水降温的模式，虽然能够解决屋顶荷载防水要求较高的问题，但洒水降温也存在耗水、受外部环境影响较大(相对湿度较大，自然风速较小时洒水降温效果较差)等问题。
发明内容
为了解决采用洒水降温方式的节能屋顶耗水量大、受外部环境影响较大的问题，本发明利用空调系统的冷凝水以及相对封闭的屋顶结构，提供了一种节能屋顶结构，以解决上述问题。
本发明的技术方案如下：
一种节能屋顶结构，设置于带有空调系统的建筑主体的顶部，所述空调系统包括用于调节建筑主体内部温度的空调、换热器、以及集水箱，室外空气经过换热器换热后，进入建筑主体内部，然后经过换热器的换热装置从建筑主体内部排出，空调的冷凝水排入集水箱；
所述节能屋顶结构包括屋面板、支撑架、屋顶板，所述支撑架设置于屋面板上方，所述屋顶板铺设于支撑架上方；
其特征在于，所述屋面板上方还设置隔板，所述隔板与屋面板之间的空间形成屋顶空腔，所述屋顶空腔内设置喷淋系统以及通气系统；
所述喷淋系统包括设置在屋顶空腔顶部的喷淋装置以及水泵，喷淋装置的输水管与水泵的出水口相连，水泵的进水口与集水箱的出水口相连；
所述通气系统包括风机、设置在屋顶空腔一端的废气进气口以及设置在屋顶空腔另一端的废气排气口，所述风机靠近废气进气口设置，废气进气口连接换热器的排气口，经换热器的排气口排出的废气通过废气进气口进入屋顶空腔，通过风机吹过屋顶空腔，最后从废气排气口排出屋顶空腔。
本发明的一种节能屋顶结构，将空调产生的冷凝水，通过喷淋系统喷洒在屋顶空腔中，然后利用经换热器处理后从建筑主体内部排出的废气,带走屋顶空腔中的热量，起到了降低屋顶温度的作用。由于经空调处理后从建筑主体内部排出的废气的温度及湿度相对比较稳定，而且废气又是流经封闭的屋顶空腔，所以本发明的节能屋顶结构降温的效果受外部环境影响较小，降温的效果比较稳定。又由于本发明的节能屋顶结构利用了空调的冷凝水作为水源，所以也解决了洒水降温中耗水量大的问题。
进一步的，所述的节能屋顶结构中，还包括通风道，所述通风道分别沿屋面板左右两侧纵向方向设置，所述隔板与屋顶板之间的空间形成屋顶风道，外部气流从一侧通风道进入屋顶风道，再从另一侧通风道流出。
外部气流从一侧通风道进入屋顶风道，再从另一侧通风道流出，起到了隔离外部热量的作用，进一步降低了屋顶的温度。
进一步的，所述的节能屋顶结构中，还包括屋檐盖板，所述屋檐盖板包括上盖板、外侧盖板、内侧盖板，上盖板的一侧与外侧盖板之间封闭连接，上盖板的另一侧设置带凸起的折边，内侧盖板的形状与折边的凸起相配合，且与折边之间留有空隙，空隙中设置过滤网，内侧盖板的中部设置蓄水槽，所述折边伸入蓄水槽且不与蓄水槽的底部接触，蓄水槽的外侧设置排水槽；
所述屋檐盖板设置在通风道的上部，与通风道的上表面构成屋檐空腔，所述通风道的中间设置通风翻板，所述通风翻板将通风道分为内部和外部，所述通风道内部的上表面设置若干通气孔，所述通气孔连通屋檐空腔与通风道，所述通风翻板关闭后，外部气流将无法通过通风道进入屋顶风道；
所述屋顶风道中设置送气口，建筑主体内部的空气经过换热器的换热装置从建筑主体内部排出，通过送气口进入屋顶风道；
上述的节能屋顶结构，除了能够在夏季更好的降温，还能在冬季起到保温的作用。在冬季时，通风翻板关闭，雨水或是雪水会从内侧盖板与折边之间的空隙流入蓄水槽，形成水封，外部气流将无法通过通风道或内侧盖板与折边之间的空隙进入屋顶风道，屋顶结构就形成一个密闭的空间，起到了保温的作用。建筑主体内部的热气也会通过屋顶风道中设置送气口进入屋顶风道，起到了防止屋顶积雪冰冻的作用。
另外，由于雨水或是雪水会从内侧盖板与折边之间的空隙流入蓄水槽，形成水封后，多余的水会通过排水槽排走，从而避免了雨水或是雪水从建筑侧面流下而造成的导致积水的情况发生。
进一步的，所述的节能屋顶结构中，所述通风道的内外两侧分别设置滤尘网。
进一步的，所述的节能屋顶结构中，所述支撑架为片状，支撑架的中部间隔设置若干孔洞。
进一步的，所述的节能屋顶结构中，所述屋顶板为两块，呈“八”字型分布，一块屋顶板的高度略高于另一块屋顶板，两块屋顶板上部之间形成上通风口，上通风口处设置滤尘网。
进一步的，所述的节能屋顶结构中，所述通风道的高度为15-20cm。
进一步的，所述的节能屋顶结构中，所述屋顶板的材料为BIPV，所述隔板为EPS泡沫隔板。
本发明还提供了一种上述节能屋顶结构的使用方法。
技术方案如下：
一种节能屋顶结构的使用方法，其特征在于，包括如下步骤，
1)夏季时，通风翻板(26)打开，外部气流从一侧通风道(6)进入屋顶风道(10)，再从另一侧通风道(6)流出；
启动水泵(13)，将空调(1)排入集水箱(3)的冷凝水输入喷淋装置(12)，喷淋装置(12)将冷凝水洒在屋面板(5)上，利用水的蒸腾作用吸收屋顶的热量；
建筑主体内部(4)的废气，经换热器(2)的换热后，经废气进气口(15)进入屋顶空腔(11)，启动风机(13)，废气吹过屋顶空腔(11)，带走屋顶的热量，最后从废气排气口(16)排出屋顶空腔(11)。
2)冬季时，通风翻板(26)关闭，内侧盖板(19)与折边(20)之间的空隙通过蓄水槽(23)中的水密封，多余的水通过排水槽(24)排走，外部气流将无法通过通风道(6)进入屋顶风道(10)；
建筑主体内部(4)的空气通过送气口(28)进入屋顶风道(10)，再通过通气孔(27)进入屋檐空腔(25)。
本发明的一种节能屋顶结构的使用方法，夏季时，将空调产生的冷凝水，通过喷淋系统喷洒在屋顶空腔中，然后利用经换热器处理后从建筑主体内部排出的废气,带走屋顶空腔中的热量，起到了降低屋顶温度的作用。由于经空调处理后从建筑主体内部排出的废气的温度及湿度相对比较稳定，而且废气又是流经封闭的屋顶空腔，所以本发明的节能屋顶结构降温的效果受外部环境影响较小，降温的效果比较稳定。又由于本发明的节能屋顶结构利用了空调的冷凝水作为水源，所以也解决了洒水降温中耗水量大的问题。
上述的节能屋顶结构的使用方法，除了能够在夏季更好的降温，还能在冬季起到保温的作用。在冬季时，通风翻板关闭，雨水或是雪水会从内侧盖板与折边之间的空隙流入蓄水槽，形成水封，外部气流将无法通过通风道或内侧盖板与折边之间的空隙进入屋顶风道，屋顶结构就形成一个密闭的空间，起到了保温的作用。建筑主体内部的热气也会通过屋顶风道中设置送气口进入屋顶风道，起到了防止屋顶积雪冰冻的作用。
附图说明
图1是本发明的一种节能屋顶结构的正面的结构原理图；
图2是本发明的一种节能屋顶结构的侧面的结构原理图；
图3是本发明的一种节能屋顶结构的屋檐盖板及通风道的结构原理图；
图4是本发明的另一种节能屋顶结构的正面的结构原理图；
图5是本发明的另一种节能屋顶结构的侧面的结构原理图；
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种节能屋顶结构及其使用方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例1：
参考图1和图2，本实施例提供的一种节能屋顶结构，设置于带有空调系统的建筑主体的顶部，所述空调系统包括用于调节建筑主体内部4温度的空调1、换热器2、以及集水箱3，室外空气经过换热器2换热后，进入建筑主体内部4，然后经过换热器2的换热装置从建筑主体内部4排出，空调1的冷凝水排入集水箱3；
所述节能屋顶结构包括屋面板5、支撑架7、屋顶板8，所述支撑架7设置于屋面板5上方，所述屋顶板8铺设于支撑架7上方；
所述屋面板5上方还设置隔板9，所述隔板9与屋面板5之间的空间形成屋顶空腔11，所述屋顶空腔11内设置喷淋系统以及通气系统；
所述喷淋系统包括设置在屋顶空腔11顶部的喷淋装置12以及水泵13，喷淋装置12的输水管与水泵13的出水口相连，水泵13的进水口与集水箱3的出水口相连；
所述通气系统包括风机14、设置在屋顶空腔11一端的废气进气口15以及设置在屋顶空腔11另一端的废气排气口16，所述风机14靠近废气进气口15设置，废气进气口15连接换热器2的排气口，经换热器2的排气口排出的废气通过废气进气口15进入屋顶空腔11，通过风机14吹过屋顶空腔11，最后从废气排气口16排出屋顶空腔11。
本实施例的一种节能屋顶结构，将空调1产生的冷凝水，通过喷淋系统喷洒在屋顶空腔11中，然后利用经换热器2处理后从建筑主体内部4排出的废气,带走屋顶空腔11中的热量，起到了降低屋顶温度的作用。由于经空调1处理后从建筑主体内部4排出的废气的温度及湿度相对比较稳定，而且废气又是流经封闭的屋顶空腔11，所以本发明的节能屋顶结构降温的效果受外部环境影响较小，降温的效果比较稳定。又由于本发明的节能屋顶结构利用了空调的冷凝水作为水源，所以也解决了洒水降温中耗水量大的问题。
作为较佳的实施方式，所述的节能屋顶结构中，还包括通风道6，所述通风道6分别沿屋面板5左右两侧纵向方向设置，所述隔板9与屋顶板8之间的空间形成屋顶风道10，外部气流从一侧通风道6进入屋顶风道10，再从另一侧通风道6流出。
外部气流从一侧通风道6进入屋顶风道10，再从另一侧通风道6流出，起到了隔离外部热量的作用，进一步降低了屋顶的温度。
实施例2：
参考图2至图4，本实施例在实施例1的基础上，还包括屋檐盖板，所述屋檐盖板包括上盖板17、外侧盖板18、内侧盖板19，上盖板17的一侧与外侧盖板18之间封闭连接，上盖板17的另一侧设置带凸起的折边20，内侧盖板19的形状与折边20的凸起相配合，且与折边20之间留有空隙，空隙中设置过滤网22，内侧盖板19的中部设置蓄水槽23，所述折边20伸入蓄水槽23且不与蓄水槽23的底部接触，蓄水槽23的外侧设置排水槽24；
所述屋檐盖板设置在通风道6的上部，与通风道6的上表面构成屋檐空腔25，所述通风道6的中间设置通风翻板26，所述通风翻板26将通风道6分为内部和外部，所述通风道6内部的上表面设置若干通气孔27，所述通气孔27连通屋檐空腔25与通风道6，所述通风翻板26关闭后，外部气流将无法通过通风道6进入屋顶风道10；
所述屋顶风道10中设置送气口28，建筑主体内部4的空气经过换热器2的换热装置从建筑主体内部4排出，通过送气口28进入屋顶风道10；
上述的节能屋顶结构，除了能够在夏季更好的降温，还能在冬季起到保温的作用。在冬季时，通风翻板26关闭，雨水或是雪水会从内侧盖板19与折边20之间的空隙流入蓄水槽23，形成水封，外部气流将无法通过通风道6或内侧盖板19与折边20之间的空隙进入屋顶风道10，屋顶结构就形成一个密闭的空间，起到了保温的作用。建筑主体内部4的热气也会通过屋顶风道10中设置送气口28进入屋顶风道10，起到了防止屋顶积雪冰冻的作用。
另外，由于雨水或是雪水会从内侧盖板19与折边20之间的空隙流入蓄水槽23，形成水封后，多余的水会通过排水槽24排走，从而避免了雨水或是雪水从建筑侧面流下而造成的导致积水的情况发生。
作为较佳的实施方式，为了防止鸟虫和树叶进入屋顶风道10，所述通风道6的内外两侧分别设置滤尘网29。
作为较佳的实施方式，为了增加屋顶风道内的散热面积，所述支撑架7为片状，支撑架7的中部间隔设置若干孔洞30。
实施例3：
参考图3至图5，本实施例在实施例2的基础上，所述的节能屋顶结构中，为了提高散热效果，所述屋顶板8为两块，呈“八”字型分布，一块屋顶板8的高度略高于另一块屋顶板8，两块屋顶板上部之间形成上通风口，上通风口处设置滤尘网29。还可以在滤尘网29的外侧设置窗户，用来调节通风量的大小。
作为较佳的实施方式，为了有更好的通风效果，所述的节能屋顶结构中，所述通风道6的高度为15-20cm。
作为较佳的实施方式，为了充分利用能源，所述屋顶板8的材料为BIPV，为了更好的保温，所述隔板9为EPS泡沫隔板。
实施例4：
参考图1至图5，本实施例提供一种使用如实施例2、实施例3的节能屋顶结构的使用方法，包括如下步骤，
1)夏季时，通风翻板26打开，外部气流从一侧通风道6进入屋顶风道10，再从另一侧通风道6流出；
启动水泵13，将空调1排入集水箱3的冷凝水输入喷淋装置12，喷淋装置12将冷凝水洒在屋面板5上，利用水的蒸腾作用吸收屋顶的热量；
建筑主体内部4的废气，经换热器2的换热后，经废气进气口15进入屋顶空腔11，启动风机13，废气吹过屋顶空腔11，带走屋顶的热量，最后从废气排气口16排出屋顶空腔11。
2)冬季时，通风翻板26关闭，内侧盖板19与折边20之间的空隙通过蓄水槽23中的水密封，多余的水通过排水槽24排走，外部气流将无法通过通风道6进入屋顶风道10；
建筑主体内部4的空气通过送气口28进入屋顶风道10，再通过通气孔27进入屋檐空腔25。
本实施例的一种节能屋顶结构的使用方法，夏季时，将空调1产生的冷凝水，通过喷淋系统喷洒在屋顶空腔11中，然后利用经换热器2处理后从建筑主体内部4排出的废气,带走屋顶空腔11中的热量，起到了降低屋顶温度的作用。由于经空调1处理后从建筑主体内部4排出的废气的温度及湿度相对比较稳定，而且废气又是流经封闭的屋顶空腔11，所以本发明的节能屋顶结构降温的效果受外部环境影响较小，降温的效果比较稳定。又由于本发明的节能屋顶结构利用了空调的冷凝水作为水源，所以也解决了洒水降温中耗水量大的问题。
本实施例的一种节能屋顶结构的使用方法，除了能够在夏季更好的降温，还能在冬季起到保温的作用。在冬季时，通风翻板26关闭，雨水或是雪水会从内侧盖板19与折边20之间的空隙流入蓄水槽23，形成水封，外部气流将无法通过通风道6或内侧盖板19与折边20之间的空隙进入屋顶风道10，屋顶结构就形成一个密闭的空间，起到了保温的作用。建筑主体内部4的热气也会通过屋顶风道10中设置送气口28进入屋顶风道10，起到了防止屋顶积雪冰冻的作用。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (9)

1.一种节能屋顶结构，设置于带有空调系统的建筑主体的顶部，所述空调系统包括用于调节建筑主体内部(4)温度的空调(1)、换热器(2)、以及集水箱(3)，室外空气经过换热器(2)换热后，进入建筑主体内部(4)，然后经过换热器(2)的换热装置从建筑主体内部(4)排出，空调(1)的冷凝水排入集水箱(3)；
所述节能屋顶结构包括屋面板(5)、支撑架(7)、屋顶板(8)，所述支撑架(7)设置于屋面板(5)上方，所述屋顶板(8)铺设于支撑架(7)上方；
其特征在于，所述屋面板(5)上方还设置隔板(9)，所述隔板(9)与屋面板(5)之间的空间形成屋顶空腔(11)，所述屋顶空腔(11)内设置喷淋系统以及通气系统；
所述喷淋系统包括设置在屋顶空腔(11)顶部的喷淋装置(12)以及水泵(13)，喷淋装置(12)的输水管与水泵(13)的出水口相连，水泵(13)的进水口与集水箱(3)的出水口相连；
所述通气系统包括风机(14)、设置在屋顶空腔(11)一端的废气进气口(15)以及设置在屋顶空腔(11)另一端的废气排气口(16)，所述风机(14)靠近废气进气口(15)设置，废气进气口(15)连接换热器(2)的排气口，经换热器(2)的排气口排出的废气通过废气进气口(15)进入屋顶空腔(11)，通过风机(14)吹过屋顶空腔(11)，最后从废气排气口(16)排出屋顶空腔(11)。
2.如权利要求1所述的节能屋顶结构，其特征在于，还包括通风道(6)，所述通风道(6)分别沿屋面板(5)左右两侧纵向方向设置，所述隔板(9)与屋顶板(8)之间的空间形成屋顶风道(10)，外部气流从一侧通风道(6)进入屋顶风道(10)，再从另一侧通风道(6)流出。
3.如权利要求2所述的节能屋顶结构，其特征在于，还包括屋檐盖板，所述屋檐盖板包括上盖板(17)、外侧盖板(18)、内侧盖板(19)，上盖板(17)的一侧与外侧盖板(18)之间封闭连接，上盖板(17)的另一侧设置带凸起的折边(20)，内侧盖板(19)的形状与折边(20)的凸起相配合，且与折边(20)之间留有空隙，空隙中设置过滤网(22)，内侧盖板(19)的中部设置蓄水槽(23)，所述折边(20)伸入蓄水槽(23)且不与蓄水槽(23)的底部接触，蓄水槽(23)的外侧设置排水槽(24)；
所述屋檐盖板设置在通风道(6)的上部，与通风道(6)的上表面构成屋檐空腔(25)，所述通风道(6)的中间设置通风翻板(26)，所述通风翻板(26)将通风道(6)分为内部和外部，所述通风道(6)内部的上表面设置若干通气孔(27)，所述通气孔(27)连通屋檐空腔(25)与通风道(6)，所述通风翻板(26)关闭后，外部气流将无法通过通风道(6)进入屋顶风道(10)；
所述屋顶风道(10)中设置送气口(28)，建筑主体内部(4)的空气经过换热器(2)的换热装置从建筑主体内部(4)排出，通过送气口(28)进入屋顶风道(10)；
4.如权利要求3所述的节能屋顶结构，其特征在于，所述通风道(6)的内外两侧分别设置滤尘网(29)。
5.如权利要求3-4任意一项所述的节能屋顶结构，其特征在于，所述支撑架(7)为片状，支撑架(7)的中部间隔设置若干孔洞(30)。
6.如权利要求5所述的节能屋顶结构，其特征在于，所述屋顶板(8)为两块，呈“八”字型分布，一块屋顶板(8)的高度略高于另一块屋顶板(8)，两块屋顶板上部之间形成上通风口，上通风口处设置滤尘网(29)。
7.如权利要求5所述的节能屋顶结构，其特征在于，所述通风道(6)的高度为15-20cm。
8.如权利要求5所述的节能屋顶结构，其特征在于，所述隔板(9)为EPS泡沫隔板。
9.一种如权利要求3-8的任意一项节能屋顶结构的使用方法，其特征在于，包括如下步骤，
1)夏季时，通风翻板(26)打开，外部气流从一侧通风道(6)进入屋顶风道(10)，再从另一侧通风道(6)流出；
启动水泵(13)，将空调(1)排入集水箱(3)的冷凝水输入喷淋装置(12)，喷淋装置(12)将冷凝水洒在屋面板(5)上，利用水的蒸腾作用吸收屋顶的热量；
建筑主体内部(4)的废气，经换热器(2)的换热后，经废气进气口(15)进入屋顶空腔(11)，启动风机(13)，废气吹过屋顶空腔(11)，带走屋顶的热量，最后从废气排气口(16)排出屋顶空腔(11)。
2)冬季时，通风翻板(26)关闭，内侧盖板(19)与折边(20)之间的空隙通过蓄水槽(23)中的水密封，多余的水通过排水槽(24)排走，外部气流将无法通过通风道(6)进入屋顶风道(10)；
建筑主体内部(4)的空气通过送气口(28)进入屋顶风道(10)，再通过通气孔(27)进入屋檐空腔(25)。
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