CN109837982A - 一种高效转换自然资源的低耗能建筑系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效转换自然资源的低耗能建筑系统，包括太阳能供电系统、水循环系统和沼气发生装置，沼气发生装置设置于沼气池内，沼气发生装置的进气管与建筑室内厕所的下水管连通，沼气发生装置的出气管与室内燃气管相连；在建筑屋顶上设有雨水收集槽，在建筑墙体上固定有集水管，雨水收集槽的末端与集水管相连，集水管与位于建筑地下的净水池相连，净水池内设有污水处理装置，沼气发生装置与污水处理装置相连。将雨水收集、净化，循环利用，为建筑内的居民提供水资源，利用太阳能和沼气能源来为整个建筑提供电气资源，整个建筑利用自然能源，循环利用，可以减少环境破坏与污染，实现低耗能的目的。

Description

一种高效转换自然资源的低耗能建筑系统

技术领域

本发明涉及一种建筑系统，尤其涉及一种高效转换自然资源的低耗能建筑系统，属于环保建筑技术领域。

背景技术

零能源建筑(zero energy consumption buildings)，是不消耗常规能源建筑，完全依靠太阳能或者其它可再生能源。从节能建筑、绿色建筑、生态建筑、可持续性理念到最近的低碳，共同的目标都是为了降低二氧化碳的排放量。零能源建筑的概念其实并不新，许多欧美国家如瑞士、加拿大及德国都已发展零能源建筑。一些区域国家如日本、泰国和马来西亚也开始建筑工程。

有专家指出，现在中国的建筑，99%都是高能耗建筑。高能耗往往带来高污染，而且居住者和使用者都不会感到舒适。对于中国这个资源紧缺、人口众多的国家，高能耗并不是可持续发展之路。因此，无论从地球环境的角度，还是从居住者长久的居住利益角度，或者子孙后代角度，都要建造低能耗、高舒适度的建筑，为将来的可持续发展做准备，对地球好，对环境好，也对居住者好。

另外，大力发展“节能省地型”住宅是未来建筑的发展趋势，中国资源、环境的约束要求传统的住宅建设方式必须改变。目前中国住宅建设过程中，耗能达到总能耗的20%以上，耗水占城市用水32%，城市用地中的30%用于住宅，耗用的钢材占全国用钢量20%，水泥用量占全国总用量的17.6%。住宅建设的物耗水平与发达国家相比，钢材消耗高出10%～25%，卫生洁具的耗水量高达30%以上。随着城镇化进程和生活水平的提高，一方面住宅建设的任务还很繁重；另一方面，又面临着越来越严峻的资源、环境、生态压力。这种建筑基本不消耗煤炭、石油、电力等不可再生能源，就能维持建筑的正常运转需要。零/微能源建筑的主要特点是除了强调建筑围护结构被动式节能设计外，将建筑能源需求转向太阳能、浅层地热能、生物质能等可再生能源，为人们的建筑行为，为人类、建筑与环境和谐共生寻找到最佳的解决方案。

最大限度地利用自然能源、减少环境破坏与污染、实现零化石能源使用的目的，能源需求与废物处理实现基本循环利用的居住模式。建设这样一个实验性建筑群的目的，是为城市住宅建筑实现可持续发展提供一个综合性解决方案，它同时解决环境、社会、经济等不同方面的需求，并运用一些可靠的办法降低能耗、水耗和汽车使用量，最大限度地使用太阳能。该社区的建筑设计综合考虑一系列因素如可再生能源、完美的建筑设计、可持续材料和低环境影响等，是比现代西方建筑和整体设计更为可取的方案。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种高效转换自然资源的低耗能建筑系统，利用自然能源、减少环境破坏与污染、实现低耗能的目的，能源需求与废物处理实现基本循环利用的建筑。

本发明的技术方案是这样实现的：、一种高效转换自然资源的低耗能建筑系统，包括建筑的屋顶和建筑墙体，在建筑物下方设置有沼气池和净水池，其特征在于：还包括太阳能供电系统、水循环系统和沼气发生装置，所述太阳能供电系统包括设置于建筑屋顶的太阳能电池板、蓄电池和电线，太阳能电池板与蓄电池相连，蓄电池通过电线与建筑内的电器相连；沼气发生装置设置于沼气池内，沼气发生装置的进气管与建筑室内厕所的下水管连通，沼气发生装置的出气管与室内燃气管相连；在建筑屋顶上设有雨水收集槽，在建筑墙体上固定有集水管，雨水收集槽的末端与集水管相连，集水管与位于建筑地下的净水池相连，净水池内设有污水处理装置，沼气发生装置与污水处理装置相连。

作为优选，所述沼气发生装置包括集水池、酸化池、多级厌氧池、气水分离装置、曝气装置和排水池，所述集水池与酸化池相连，酸化池与多级厌氧池相连，多级厌氧池与气水分离装置相连，气水分离装置与曝气装置相连，曝气装置与排水池相连，排水池与污水处理装置相连。

作为优选，污水处理装置包括一级沉淀池、二级沉淀池、消毒池和蓄水池，在一级沉淀池的上部设有两层过滤网，所述一级沉淀池的入水口与集水管的出水口相连，二级沉淀池的入水口与一级沉淀池的出水口相连，二级沉淀池内从上往下设置有陶瓷过滤层、砂石过滤层和棉网过滤层，二级沉淀池的出水口与消毒池的入水口相连，消毒池的出水口与蓄水池相连。

作为优选，太阳能供电系统还包括太阳能电池阵列、DC/DC变换器、DC/DC变换器开关器件、DC/AC逆变器，太阳能电池阵列通过所述DC/DC变换器与蓄电池相连，DC/DC变换器开关器件设置于DC/DC变换器上，所述太阳能电池阵列通过所述DC/AC逆变器与所述水循环供热设备中的加热器电连接。

作为优选，还包括风能发电设备包括设置于建筑屋顶的叶片和发电机，叶片和发电机相连，发电机与蓄电池相连。

作为优选，还包括设置于建筑外墙上的保温层，所述保温层为三层结构，相邻保温层之间为真空层。

本发明的有益效果：利用太阳能和沼气能源来为整个建筑提供电气资源，将雨水收集、净化，循环利用，为建筑内的居民提供水资源，整个建筑利用自然能源，循环利用，可以减少环境破坏与污染，实现低耗能的目的。

附图说明

图1是本发明实施例1中的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

如图1所示，一种高效转换自然资源的低耗能建筑系统包括建筑的屋顶1、建筑墙体2、太阳能供电系统、水循环系统和沼气发生装置，在建筑物下方设置有沼气池6和净水池3。

在建筑屋顶1上设有雨水收集槽9，在建筑墙体1上固定有集水管8，雨水收集槽9的末端与集水管8相连，集水管8与位于建筑地下的净水池3相连，净水池3内设有污水处理装置，沼气发生装置与污水处理装置相连。其中：污水处理装置12包括一级沉淀池、二级沉淀池、消毒池和蓄水池，在一级沉淀池的上部设有两层过滤网，所述一级沉淀池的入水口与集水管10的出水口相连，二级沉淀池的入水口与一级沉淀池的出水口相连，二级沉淀池内从上往下设置有陶瓷过滤层、砂石过滤层和棉网过滤层，二级沉淀池的出水口与消毒池的入水口相连，消毒池的出水口与蓄水池相连。通过将雨水收集起来，然后经过污水处理装置的处理，污水被净化后中通过抽水管13供生活用水使用。在抽水管13上设置一个净水装置14来进一步净化水，使得其达到饮用水标准，通过水管13放出。净水装置为市场上可购买产品。

沼气发生装置设置于沼气池3内，沼气发生装置的进气管与建筑室内厕所的下水管连通，沼气发生装置的出气管与室内燃气管7相连。所述沼气发生装置包括集水池、酸化池、多级厌氧池、气水分离装置、曝气装置和排水池，所述集水池与酸化池相连，酸化池与多级厌氧池相连，多级厌氧池与气水分离装置相连，气水分离装置与曝气装置相连，曝气装置与排水池相连，排水池与污水处理装置相连。通过厕所下水管收集废弃物，然后在沼气发生装置中对沼气进行存储，沼气发生装置产生的沼气通过出气管放出，给室内的燃气装置供气。

所述太阳能供电系统包括设置于建筑屋顶1的太阳能电池板4、蓄电池5和电线，太阳能电池板4与蓄电池5相连，蓄电池5通过电线与建筑内的电器16相连。太阳能供电系统还包括太阳能电池阵列、DC/DC变换器、DC/DC变换器开关器件、DC/AC逆变器，太阳能电池阵列通过所述DC/DC变换器与蓄电池相连，DC/DC变换器开关器件设置于DC/DC变换器上，所述太阳能电池阵列通过所述DC/AC逆变器与所述水循环供热设备中的加热器电连接。太阳能供电系统在白天将太阳能转换成电能，存储在蓄电池中，然后在给建筑室内的电器如电灯等供电，提供清洁的电能。

另外，还包括风能发电设备包括设置于建筑屋顶的叶片和发电机，叶片和发电机相连，发电机与蓄电池相连。在风大的地区，通过风能发电设备间风能进行转换成电能，存储在蓄电池中，然后在给建筑室内的电器如电灯等供电，提供清洁的电能。

另外，设置于建筑外墙上的保温层11，所述保温层为三层结构，且从内向外每层保温层的厚度增厚，相邻保温层之间为真空层；每层保温层之间的真空层的厚度大于最内层保温层厚度的1.2倍，小于最内层厚度的1.5倍，且每层保温层均采用挤塑聚苯板。

Claims (6)

1.一种高效转换自然资源的低耗能建筑系统，包括建筑的屋顶和建筑墙体，在建筑物下方设置有沼气池和净水池，其特征在于：还包括太阳能供电系统、水循环系统和沼气发生装置，所述太阳能供电系统包括设置于建筑屋顶的太阳能电池板、蓄电池和电线，太阳能电池板与蓄电池相连，蓄电池通过电线与建筑内的电器相连；沼气发生装置设置于沼气池内，沼气发生装置的进气管与建筑室内厕所的下水管连通，沼气发生装置的出气管与室内燃气管相连；在建筑屋顶上设有雨水收集槽，在建筑墙体上固定有集水管，雨水收集槽的末端与集水管相连，集水管与位于建筑地下的净水池相连，净水池内设有污水处理装置，沼气发生装置与污水处理装置相连。

2.根据权利要求1所述的高效转换自然资源的低耗能建筑系统，其特征在于：所述沼气发生装置包括集水池、酸化池、多级厌氧池、气水分离装置、曝气装置和排水池，所述集水池与酸化池相连，酸化池与多级厌氧池相连，多级厌氧池与气水分离装置相连，气水分离装置与曝气装置相连，曝气装置与排水池相连，排水池与污水处理装置相连。

3.根据权利要求1所述的高效转换自然资源的低耗能建筑系统，其特征在于：污水处理装置包括一级沉淀池、二级沉淀池、消毒池和蓄水池，在一级沉淀池的上部设有两层过滤网，所述一级沉淀池的入水口与集水管的出水口相连，二级沉淀池的入水口与一级沉淀池的出水口相连，二级沉淀池内从上往下设置有陶瓷过滤层、砂石过滤层和棉网过滤层，二级沉淀池的出水口与消毒池的入水口相连，消毒池的出水口与蓄水池相连。

4.根据权利要求1所述的高效转换自然资源的低耗能建筑系统，其特征在于：太阳能供电系统还包括太阳能电池阵列、DC/DC变换器、DC/DC变换器开关器件、DC/AC逆变器，太阳能电池阵列通过所述DC/DC变换器与蓄电池相连，DC/DC变换器开关器件设置于DC/DC变换器上，所述太阳能电池阵列通过所述DC/AC逆变器与所述水循环供热设备中的加热器电连接。

5.根据权利要求1所述的高效转换自然资源的低耗能建筑系统，其特征在于：还包括风能发电设备包括设置于建筑屋顶的叶片和发电机，叶片和发电机相连，发电机与蓄电池相连。

6.根据权利要求1所述的高效转换自然资源的低耗能建筑系统，其特征在于：还包括设置于建筑外墙上的保温层，所述保温层为三层结构，相邻保温层之间为真空层。