CN110094749A - 一种模块化装配式太阳能烟囱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种模块化装配式太阳能烟囱，系统包括组成系统主体的标准模块、系统顶部的通风模块以及模块之间的连接件。标准模块由轻钢龙骨空腔、可开启透明玻璃盖板、集热蓄热板以及保温隔热膜几部分构成。顶部通风模块由不锈钢无动力风帽通风器、通风道以及通风器基座构成。各模块之间由铆接接头以及带密封胶条的连接杆连接。整个系统由于模块化设计，各构件提前预制，方便现场安装，同时便于后期维护以及构件的更换。

Description

一种模块化装配式太阳能烟囱
技术领域
本发明属于被动式太阳能建筑技术领域，特别涉及一种模块化装配式太阳能烟囱。
背景技术
近些年，我国经济发展迅速，随之而来的是不断增长的能源消耗，而建筑行业能源消耗占比巨大，如何切实有效的降低建筑能耗成为行业热点，我国倡导可持续发展战略，因此建筑的可持续性同样势在必行，目前常采用的是利用清洁可持续能源来降低建筑能耗，效果显著。
模块化装配式技术是用事先预制好的模块构件组装成相应设备，施工简便、组装灵活。模块构件在工厂中预制，便于组织工业化生产、提高工效、减少材料消耗、受季节影响小。此技术具有施工速度快、自重轻、施工简便、组装灵活、用工用料省等特点，还具有可拆卸移动的功能，因此未来将大面积推广。同时，建筑装配的意义在于最大化的设计重用，以最少的模块、零部件，更快速的满足更多的个性化需求。装配式不单单是设计的装配化，还包括工艺的装配化技术，制造的装配化技术，交付、服务等的装配化技术。
太阳能烟囱是通过太阳能加热空腔内的空气，利用热压原理强化建筑室内通风的装置，被广泛使用在居住建筑与公共建筑通风领域。但市面上现有的太阳能烟囱存在以下几点问题：
1、太阳能烟囱系统体积较为庞大，缺少模块化设计，施工难度较大，后期的维护以及零配件更换存在问题。
2、目前太阳能烟囱的功能仍然比较单一，还是以增强通风为主，对于不同气候区的适用性较差。
随着国家对建筑可持续发展提出了更高要求，人们对太阳能的利用和建筑模块化及装配式研究已进入高速发展阶段，如何利用清洁可再生能源解决建筑装配模块化问题亟需解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模块化装配式太阳能烟囱，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种模块化装配式太阳能烟囱，包括标准框架模块、顶部通风模块和连接模块；若干个标准框架模块依次通过连接模块连接形成烟囱，顶部通风模块设置在烟囱的顶部，烟囱设置在房屋南墙外侧；
标准框架模块包括龙骨支架、集热蓄热板、透明板和玻璃窗；若干龙骨支架围成两端开口的筒状框架，框架四周均设置有透明板，框架上部一侧面设置有可开启玻璃窗，框架内部与设置有玻璃窗相对的一侧面上设置有集热蓄热板，集热蓄热板上开设有通风洞口与室内连通。
进一步的，筒状框架包括四根龙骨支架，四根龙骨支架形成方钢柱状筒状框架，龙骨支架之间设置有连接件。
进一步的，连接模块包括铆接接头、密封条和连接杆；每个龙骨支架的两端均设置有铆接接头，连接杆沿筒状框架两端部的边缘设置一周，连接杆上设置有密封条。
进一步的，顶部通风模块包括基座、通风道和风帽通风器；基座覆盖在烟囱顶部，通风道设置在基座上表面，风帽通风器设置在通风道上，且通风道与烟囱内部连通，通风道通过风帽通风器与外界连通。
进一步的，集热蓄热板包括基板、半球形凸起和蓄热材料；若干半球形凸起均匀设置在基板上，半球形凸起表面均匀涂覆有蓄热材料；半球形凸起为中空结构。
进一步的，烟囱与房屋墙面之间，以及房屋墙面内侧均设置有保温隔热层。
与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
本发明采用模块化结构，在房屋墙体外侧设置太阳能烟囱，该烟囱结构简单，安装维修方便，烟囱内部设置有集热墙，能更好的吸收热量，集热墙上设置有开口与室内连通，在夏季打开玻璃窗和开口，烟囱内的空气流动带动室内空气流通，达到降温防暑的效果，在冬季关闭玻璃窗和开口，配合集热蓄热墙达到房屋保暖的效果；本发明充分利用太阳能，加强建筑对太阳辐射的利用，有效降低建筑设备能耗；太阳能烟囱的使用，有利于建筑的自然通风和被动冷却策略，从而帮助减少能源消耗、二氧化碳排放和环境污染；整个系统由于模块化设计，各构件提前预制，方便现场安装，同时便于后期维护以及构件的更换。
附图说明
图1为本发明标准框架结构示意图；
图2a和图2b为本发明集热蓄热板示意图；
图3为本发明建筑外部集成安装示意图。
其中：1、龙骨支架；3、集热蓄热板；4、玻璃窗；5、铆接接头；6、连接杆；7、基座；8、通风道；9、风帽通风器；11、通风洞口；12、保温隔热层。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步说明：
请参阅图1至图3，一种模块化装配式太阳能烟囱，包括标准框架模块、顶部通风模块和连接模块；若干个标准框架模块依次通过连接模块连接形成烟囱，顶部通风模块设置在烟囱的顶部，烟囱设置在房屋墙体侧面；
标准框架模块包括龙骨支架1、集热蓄热板3、透明板和玻璃窗4；若干龙骨支架1围成两端开口的筒状框架，框架四周均设置有透明板，框架上部一侧面设置有可开启玻璃窗4，框架内部与设置有玻璃窗4相对的一侧面上设置有集热蓄热板3，集热蓄热板3上开设有通风洞口11与室内连通。
筒状框架包括四根龙骨支架1，四根龙骨支架1形成方钢柱状筒状框架，龙骨支架1之间设置有连接件。
连接模块包括铆接接头5、密封条和连接杆6；每个龙骨支架1的两端均设置有铆接接头5，连接杆6沿筒状框架两端部的边缘设置一周，连接杆6上设置有密封条。
顶部通风模块包括基座7、通风道8和风帽通风器9；基座7覆盖在烟囱顶部，通风道8设置在基座7上表面，风帽通风器9设置在通风道8上，且通风道8与烟囱内部连通，通风道8通过风帽通风器9与外界连通。
集热蓄热板3包括基板、半球形凸起16和蓄热材料；若干半球形凸起16均匀设置在基板上，半球形凸起16表面均匀涂覆有蓄热材料。半球形凸起16为中空结构。
烟囱与房屋墙面之间，以及房屋墙面内侧均设置有保温隔热层12。
系统包括组成系统主体的标准模块、系统顶部的通风模块以及模块之间的连接件。所述标准模块包括轻钢龙骨支架、龙骨支架构成的通风空腔、黑色集热蓄热板、带可开启玻璃窗的透明玻璃盖板，所述顶部通风模块包括不锈钢无动力风帽通风器、带阀门通风道以及黑色不锈钢通风器基座，所述模块连接件包括铆接接头、带密封胶条的连接杆。
整个太阳能烟囱系统装配于建筑南墙，同时南墙内外两侧均设置保温隔热层。
其中，保温隔热层具体构造应依据各地区《建筑节能设计标准》，并结合具体建筑的体形系数、窗墙比、门窗及建筑设备等进行设置。
所述标准模块中集热蓄热板下部设置通风洞口与建筑南墙打通，使通风空腔与建筑两层楼板内部空间打通。
夏季，太阳能加热烟囱和其内部的空气，让烟囱中的空气，形成上升的气流，开启透明玻璃盖板，在烟囱的基础上，产生的吸力，可以用来解决建筑物下部的通风降温。
标准模块内部的黑色集热蓄热板由内填蓄热材料的直径在5-10cm的半球形空腔构成。
冬季，在半球形空腔中，由于接受光照之后受热，导致里面的空气温度增加，因而上升流动起来，这时，室内温度较高的空气，由于吸力的作用，因而经过南墙墙体下部的通风口，进入烟囱中，因而可以持续将室内高温空气排出，室内形成良好的空气对流，起到降低室内温度的作用。

Claims (6)

1.一种模块化装配式太阳能烟囱，其特征在于，包括标准框架模块、顶部通风模块和连接模块；若干个标准框架模块依次通过连接模块连接形成烟囱，顶部通风模块设置在烟囱的顶部，烟囱设置在房屋南墙外侧；
标准框架模块包括龙骨支架(1)、集热蓄热板(3)、透明板和玻璃窗(4)；若干龙骨支架(1)围成两端开口的筒状框架，框架四周均设置有透明板，框架朝南一侧设置有可开启玻璃窗(4)，框架内部与设置有玻璃窗(4)相对的一侧面上设置有集热蓄热板(3)，集热蓄热板(3)上开设有通风洞口(11)与室内连通。
2.根据权利要求1所述的一种模块化装配式太阳能烟囱，其特征在于，筒状框架包括四根龙骨支架(1)，四根龙骨支架(1)形成方钢柱状筒状框架，龙骨支架(1)之间设置有连接件。
3.根据权利要求1所述的一种模块化装配式太阳能烟囱，其特征在于，连接模块包括铆接接头(5)、密封条和连接杆(6)；每个龙骨支架(1)的两端均设置有铆接接头(5)，连接杆(6)沿筒状框架两端部的边缘设置一周，连接杆(6)上设置有密封条。
4.根据权利要求1所述的一种模块化装配式太阳能烟囱，其特征在于，顶部通风模块包括基座(7)、通风道(8)和风帽通风器(9)；基座(7)覆盖在烟囱顶部，通风道(8)设置在基座(7)上表面，风帽通风器(9)设置在通风道(8)上，且通风道(8)与烟囱内部连通，通风道(8)通过风帽通风器(9)与外界连通。
5.根据权利要求1所述的一种模块化装配式太阳能烟囱，其特征在于，集热蓄热板(3)包括基板、半球形凸起(16)和蓄热材料；若干半球形凸起(16)均匀设置在基板上，半球形凸起(16)表面均匀涂覆有蓄热材料；半球形凸起(16)为中空结构。
6.根据权利要求1所述的一种模块化装配式太阳能烟囱，其特征在于，烟囱与房屋墙面之间，以及房屋墙面内侧均设置有保温隔热层(12)。
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