CN110130476A - 一种多功能的太阳能建筑及建筑小区 - Google Patents

Abstract

本发明是一种多功能的太阳能建筑及建筑小区，本发明的技术特征是：依据建筑物相对太阳的三种不同方向和位置，分别实行三种技术方案。对建筑物的房顶及向阳的南面或北面安装在南北方向可以调节叶片角度的百叶窗，在东西方向的墙体上安装叶片可以在东西和南北两个方向调节角度的百叶窗，通过上述百叶窗使太阳光在夏季不进入建筑物内，或将太阳光聚集用于制冷或其他用途，而在冬季使太阳光射入室内或聚集用于储热装置中用于供暖或其他用途。

Description

一种多功能的太阳能建筑及建筑小区

所属技术领域

本发明的一种多功能的太阳能建筑及建筑小区属于太阳能利用技术领域。

背景技术

目前，公知的太阳能建筑在调节太阳光对建筑物的照射时存在如下几方面的问题：一是在夏天时只能阻绝一部分的太阳光射入建筑物，还有很大一部分太阳光进入到室内被吸收。而且在夏天阻绝室外的太阳光进入室内时会造成光污染，无论是用反光玻璃或者是反光窗帘等均会使邻近的建筑物或地面受到光污染。三是在冬天时，由于现有技术没有合适的热能储存装置，造成当白天太阳很强烈时，室内温度很高，甚至超出人体需要的舒适温度范围，且由于室内外的温差过大，室内的热能会快速向室外散发，造成热能浪费，而当夜晚时由于没有太阳光的辐射，室内温度逐渐降低，使得不得不用电或其它化石能源取暖。四是现有的太阳能建筑对东西方向两面的入射的太阳光的阻挡和利用效果非常不好，在夏天会造成严重的光污染且不能完全阻挡太能光射入室内，在冬天又不能使太阳光全部射入室内。五是功能较单一，只是简单的对室内温度作调节。六是照射到小区建筑物附近地上的太阳光的很大一部分被小区地面吸收或反射到邻近的建筑物内。七是小区建筑物室外在夏天非常热而冬天非常冷，没有温度舒适的公共空间。

发明内容

本发明的目的是：克服上述现有技术的缺点，为建筑物及小区提供一种在夏天几乎全部阻挡太阳光射入，在冬天又可让照射到建筑物的太阳光几乎全部按时间均匀地利用，并且不对邻近的建筑物，及地面造成光污染，还可以为住户提供对食品和用品杀菌消毒，烘干衣服、被子、烘干食品，制作烘烤食品，提供热水，蒸馏水等等多种功能的太阳能建筑小区。

为了实现上述目的，本发明的一种多功能的太阳能建筑的技术方案是：依据建筑物相对太阳的二种不同方向，分别实行如下二种技术方案。

一、对建筑物的房顶和向着太阳的南面或北面：在建筑物的房顶和向着太阳的南面或北面的墙上安装百叶片在南北方向上可调节角度的百叶窗，上述百叶窗的百叶片每一片至少向阳的一面是镜面或类似镜面，每片百叶片水平或近似水平排列，若干块上下排列的百叶片组成一组，一组或若干组构成一百叶窗，中间各组的百叶窗之间竖直或近似竖直安装一双面反光板或两块单面反光板，在百叶窗的东西端头安装一单面或双面反光板，优选单面反光板，上述反光板的宽度大于百叶片的宽度，使太阳光经百叶片及反光板反射后再近似沿太阳光入射到百叶片的方向的反方向反射回去，这样就不会造成对附近建筑物或地面的光污染，或者反射到室内，或者反射到集热和储热装置上，百叶片可以为平面形状或者为可以聚光的曲面形状，上述百叶窗放置在两块透明板之间，透明板上下左右优选为全封闭，这样可以避免灰尘粘附在百叶片上影响对太阳光的反射效果，在百叶窗上或透明板或室内的某个或某些位置或室内第三块透明板上放置一个或若干个集热和储热装置，一片或若干片或百叶窗上全部的百叶片将入射其上面的太阳光反射到集热和储热装置上。这些热量用于向建筑物的室内供热或制冷或提供热水，蒸馏水等等用途。上述百叶窗的叶片可以较窄，也可以较宽，优选为3厘米至30厘米之间。上述集热和储热装置当放置于上述两透明板之间时，为了更好地将热量传递给室内或室外散热，可以在一侧或两侧透明板开设一个或若干个孔洞，并用密封管道连接室内或室外与储热装置或与储热装置连接的制冷装置的冷凝器。散热可以是被动散热，也可以是主动散热。

对上述百叶窗的叶片的角度的调节可以是手动的，也可以是电动或自动控制。

在上述的百叶窗与两中空透明板之外位于室内一侧可以另外再安装一透明板，下面为了叙述方便简称为第三透明板。

上述的集热和储热装置也可以安装在第三透明板的内侧或外侧。

上述的百叶窗和两种中空透明板及第三透明板可以做成一整体，也可以做成几个部分组合起来，以及在上面开一个或若干个窗户，这些窗户优选地也同样为百叶窗置于中空透明板的结构，但在第三透明板上的窗户可以为普通窗户，优选地，这些窗户与百叶窗两透明板之间相互各自为密封结构，这样可防止灰尘等进入透明板之间和百叶片上。

上述窗户可以为平开窗或推拉窗。

上述的百叶窗可以为房屋整个向阳一面的墙体大小，也可以为墙体大小的一部分。

当建筑物的向阳面一部分为窗户而另一部分为类似砖墙等不透明的墙体时，可以将上述百叶窗安装在建筑物的外墙上，在夏天时，调节百叶片的角度，使其将太阳光反射到天空，冬天时将太阳光反射到墙体上及室内，在开窗户的部分也可安装上述的第三透明板及其集热和储热装置。

在上述的百叶窗内侧的透明板上或第三透明板上安装若干个挂钩或横杆用于晒干和烘烤食品和衣服、被子等及对物品杀菌消毒，制作蒸馏水等用途，方法是使被百叶片反射聚焦的太阳光照射到上述食品和衣服等上面即可。

在上述第三透明板的两侧可分别安装一保温卷帘，用于夜间或白天保温。

二、对建筑物的东西两面墙体：在建筑物的东西两个方向的墙体上，安装百叶片可以在东西和南北两个方向调节角度的百叶窗，上述百叶窗也是安装在两个的透明板之间，在上述两透明板的背对太阳阴面端安装一反光板，在向着太阳的阳面端安装透明板，上述阴面对地球的北半球来说是北面，对南半球来说是南面，相反地，上述阳面对地球的北半球来说是南面，对南半球来说是北面。反光板的宽度大于上述百叶窗的叶片的宽度，目的是使从阳面射入的太阳光经百叶片和反光板反射到太阳光入射方向的反方向或相似的反方向，或者反射到室内。

上述百叶窗的叶片至少面向太阳的一面为镜面或类似镜面；在百叶窗和两透明板靠近室内的一侧也可安装一第三透明板，在第三透明板的两侧可分别安装保温卷帘。在第三透明板的内侧或外侧安装集热和储热装置。在上述百叶窗和第三透明板上也可分别如前述的一样开设通风窗口。

在夏天时，通过调节上述百叶片的角度将太阳光反射到入射太阳光近似方向的反方向的天空中，或反射到集热和储热装置中，用于制冷或其他用途。在冬天时，通过调节上述百叶片的角度将太阳光一部分直接反射到室内，另一部分反射到集热和储热装置中，用于夜晚向室内供热和其他用途。

本发明的太阳能建筑小区是：在前述的太阳能建筑的基础上，在建筑物附近地面空地的夏天可以被太阳照射到的地方，选择一部分或全部这样的地方构建与上述百叶窗结构类似的阳光房，阳光房的阳面和顶部及东西两侧分别用上述类似的百叶窗。这样构建的阳光房有三个作用，一是将入射至建筑物附近空地上的太阳光在夏天发射到太空或收集到储热装置中用于制冷或其他用途，在冬天反射至阳光房内，使得阳光房冬暖夏凉，为居民提供舒适的公共区域；二是阻止入射至小区空地上的太阳光在夏天又反射到邻近的建筑物上，在冬天可以加热阳光房本身，也可让其反射到邻近的建筑物上；三是可以在阳光房内种植各种花草等，还可以有其他的用途，在此不再详述。

通过本发明的上述技术方案，可以达成上述的本发明的目的，达到如下的有益效果：

一、在南或北方向的向阳面在夏季可以将太阳光几乎全部沿太阳光入射的反方向反射回太空，且对邻近建筑物和地面不会造成光污染，或利用本发明的百叶片将太阳光聚集到集热和储热装置上用于制冷。

二、在南或北方向的向阳面在冬季可以将太阳光的一部分或几乎全部聚集到集热和储存装置上用于对室内有计划的加热，使得室内温度在一天二十四小时内平稳或有序控制。

三、利用本发明的百叶片的聚光作用可以将这些聚集的太阳光用于快速晒干食品、衣服、被子等，还可以用于烘烤食品，对食品、衣服、被子等杀菌消毒。

四、可以利用本发明的聚光的太阳能用于人类某些部位的红外加热治疗和进行日光浴等。

五、可以利用聚光太阳能产生蒸馏水，只要将储水器和管道收集器安放在本发明的挂钩上，使聚光太阳能对准储水器即可使水变成蒸汽，从而通过管道流入收集器中得到蒸馏水。

六、可以解决现有技术无法解决的在东西方向上夏季太阳光对建筑物的加热问题，及对邻近建筑物和地面的光热污染问题。

七、可利用本发明的聚光太阳能而加热水为人们提供热水。

八、可利用本发明的太阳房使小区的公共空间冬暖夏凉，且使照射到公共空间的太阳光不会被再次反射到邻近的建筑物上去。

附图说明

图1是任一层楼的南面或北面墙体安装的本发明的百叶窗示意图，其中1是百叶片，2是反光板。

图2是上述图1中的百叶窗的侧视图，图中3为集热储热器，4为外层透明板，5为内层透明板，6为上层楼板或房顶，7为下层楼板即地板。

图3是图1中的百叶窗的又一侧视图。

图4(a)是图1中的百叶窗的又一侧面剖视图，图中8为第三透明板。

图4(b)为图1中的百叶窗的又一侧面剖视图，图中9为保温卷帘，10为散热口。

图5(a)为图1中的百叶窗的又一侧面剖视图。

图5(b)为图1中的百叶窗的又一侧面剖视图。

图6为任一层楼的东面或西面墙体上安装的百叶窗的正面示意图，图中11为百叶片。

图7为图6中的百叶窗的一组百叶窗的示意图，图中11为百叶片，12为运动副，13为调节百叶片的角度的推拉连杆。

图8为安装图6中的百叶窗的透明空腔的示意图，图中14为透明板，15为反光板。

图9为任意一层楼的南面或北面墙体上窗户面积只占整个墙体的一部分的情况下的本发明的百叶窗示意图，图中16为墙体，17为窗户，其中图9(a)为正面示意图，图9(b)为侧面示意图。

图10为任一层楼的南面或北面墙体上安装的百叶窗上开通风窗的示意图，其中图10(a)为百叶窗和通风窗的百叶片在一个水平面上的正面示意图，其中图10(b)为百叶窗和通风窗不在一个平面上的侧面剖面示意图，图10(c)为百叶窗与通风窗在一个平面的侧面剖面示意图，图10(d)为百叶窗与通风窗的叶片分开独立安装且不在一个水平面上的正面示意图。图中18为通风窗，19为又一保温卷帘，20为挂钩。

图11为任一层楼的南面或北面墙体上安装的主动通风系统的示意图，图中21为孔洞，22为通风管道，23为过滤器，24为风机。

图12为住宅或办公小区平面示意图，图中25为房屋，26为公共空地上的太阳能房。

图13为公共空地上的太阳能房的示意图，26为太阳能房，27和28为百叶片，29为上部透明板，30为地板，31为立面透明板。

具体实施方式

本发明的实施依据建筑物相对太阳光的位置和方向而调整并安装不同结构的百叶窗。

图1是任一层楼的南面或北面墙体安装的本发明的百叶窗的示意图，其中1是百叶片，2是反光板，反光板的宽度略大于百叶片的宽度，对地球的北半球百叶窗安装在南面，对南半球百叶窗安装在北面。

图2是上述图1中的百叶窗的侧视图，图中1为百叶片，2为反光板，3为集热储热器，4为外层透明板，5为内层透明板，6为上层楼板，7为地板。百叶片将太阳光反射倒集热储热器上，用于给在冬天室内加热，夏天制冷。

图3是图1的百叶窗的又一侧面剖视图，与图2中不同的是，百叶片1将太阳光反射至入射太阳光相反的方向或近似相反的方向。

图4(a)是图1中的百叶窗的又一侧面剖视图，图中8为第三透明板，集热储热器3安装在第三透明板8上。

图4(b)是图1中的百叶窗的又一侧面剖视图，图中9为保温卷帘，10为集热储热器3的散热口，此散热口向着室内，用于冬天向室内供热。白天可以让一部分太阳光直接射入室内，一部分太阳光被吸热储热器3储存，用于晚上向室内供热，及用于向室内供应热水的热源和用于使水蒸发产生蒸馏水供人饮用。

图5(a)为图1中的百叶窗的聚光反射示意图，太阳光被百叶片1反射到三个吸热储热器3上。

图5(b)为图1中的百叶窗的又一聚光反射示意图，太阳光被百叶片1反射到一个吸热储热器3上。

图6是任一层楼的东面或西面墙体上安装的百叶窗的正面示意图，图中11为百叶片。

图7是图6的百叶窗的一组百叶窗的示意图，图中11为百叶片，12为运动副，13为调节百叶片11的角度的推拉连杆。上述连杆13和运动副12分别安装在相互垂直的两个方向上，分别控制百叶片11在东西方向和南北方向的角度调节。在冬天时调节百叶片11的角度，使太阳光射向室内或射向太阳光收集和储存器3上，在图中没有画出3是因为为了节省篇幅，因为储存器3有多种安装位置。

在夏天时调节百叶片的角度，使太阳光反射到与太阳光射入方向相同或相近的方向的反方向，或将太阳光射入到收集和储热器3上用于制冷及用于向室内供应热水和产生蒸馏水等用途。

图8为安装图6中的百叶窗的透明空腔的示意图，图中14为透明板，此板向阳，15为反光板，此版位于阴面，上述图6、图7中的百叶窗安装在图8所示的透明空腔中，此空腔优选为封闭式空腔，在面向室外和室内的两面为透明板。在透明板腔中可以开设通风窗口。

图9为任一层楼的南面或北面墙体上窗户面积只占整个墙体的一部分的情况下的百叶窗的示意图，图中16为墙体，17为窗户，其中图9(a)为正面示意图，图9(b)为侧面示意图。

图10为任一层楼的南面或北面墙体上安装的百叶窗上开通通风窗的示意图，其中图10(a)为百叶窗和通风窗的百叶片在一个水平面上的正面示意图，图10(b)为百叶窗和通风窗不在一个平面上的侧面剖面示意图，图10(c)为百叶窗与通风窗在一个平面的侧面剖面示意图，图10(d)为百叶窗与通风窗的叶片分开独立安装且不在一个水平面上的正面示意图。图中19为又一保温卷帘，20为挂勾。

上述挂勾上可以用于放置衣服、被子等家庭用品，以及蔬菜、水果等食品，用来杀菌，消毒，烘干，烤制食品等等用途，或在两个或若干个挂勾上安装一横杆，用于上述用途。

保温卷帘19的作用和保温卷帘9一样，用于在夜间或阴雨天保温用。

图11为任一层楼的南面或北面墙体上安装的主动通风系统的示意图，图中21为孔洞，22为通风管道，23为过滤器，24为风机。

图12为住宅或办公小区平面示意图，图中25为房屋，26为公共空地上的太阳能房。在公共空地上建多少平米及在什么位置建以及建几幢太阳能房要视小区建筑分布及采光情况而定。

图13为公共地上的太阳能房的示意图，26为太阳能房，27和28为百叶片，29为上部透明板，30为地板，31为立面透明板，也可以在太阳能房的百叶窗内部如上述一样再安装内面透明板，这样可更好保温及避免百叶片沾上灰尘。公共空地上的太阳能房的目的有两个：一是为居民提供舒适的公共空间，二是减少小区入射太阳光对邻近建筑物的热效应。

上述的百叶片1至少向着太阳光的一面是镜面或类似镜面，百叶片1可以是平面也可以是曲面聚光镜。

上述的图1-图10的百叶窗除了安装在东面和南北墙上之外，还可以安装在房屋的屋顶上，安装在房顶上时可以安装成平顶形状，也可以安装成有一定坡度形状，可以贴近房顶安装，也可以离房顶若干距离安装。安装在房顶上时要相应调整百叶片1的角度及收集和储热器3的位置。

通过上述的实施例子可以达到本发明的目的和效果。

上述的实施例仅仅只是本发明的许多实施例中的一部分，本发明不仅仅限于上述实施例，限于篇幅不再详述。

Claims (2)

1.一种多功能的太阳能建筑，其技术特征是：依据建筑物相对太阳的二种不同方向，分别实行如下二种技术方案：

一、对建筑物的房顶和向着太阳的南面或北面，在建筑物的房顶和向着太阳的南面或北面的墙上安装百叶片在南北方向上可调节角度的百叶窗，上述百叶窗的百叶片至少向阳的一方是镜面或类似镜面，若干块上下排列的百叶片组成一组，一组或若干组构成一百叶窗，中间各组的百叶窗之间竖直或近似竖直安装一双面反光板或两块单面反光板，在百叶窗的东西端头安装一单面或双面反光板，上述反光板的宽度大于百叶片的宽度，上述百叶窗放置在两块透明板之间；二、对建筑物的东西两面墙体：在建筑物的东西两个方向的墙体上，安装百叶片可以在东西和南北两个方向调节角度的百叶窗，上述的百叶窗也是安装在两个透明板之间，在上述两透明板的背对太阳的阴面端安装一反光板，在向着太阳的阳面端安装透明板，反光板的宽度大于上述百叶窗的叶片的宽度，上述的叶片至少面向太阳的一面为镜面或类似镜面。

2.一种太阳能小区，其技术特征是：在权利要求1的太阳能建筑的基础上，在建筑物附近地面空地的夏天可以被太阳照射到的地方，选择一部分或全部这样的地方构建与上述权利要求1的百叶窗结构类似的阳光房，上述阳光房的阳面和顶部及东西两侧分别用上述类似于权利要求1的百叶窗。