CN110453940B - 一种自维持住宅体系 - Google Patents
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Abstract
一种自维持住宅体系，包括室内空间、被动式太阳房和设备空间，室内空间由节能地面模块、节能外墙模块、节能屋顶模块围合相互连接而成，节能外墙模块上连接有节能外门窗模块，被动式太阳房由节能地面模块、节能外墙模块、太阳房侧面玻璃幕墙、太阳房玻璃采光顶围合互相连接而成，设备空间内安装有雨水处理模块、污水处理模块和沼气系统模块。本发明在没有市政供气、供水、供电、排污等系统支持下，仍可以正常运转，提供住宅采暖制冷需求、生活用电需求、生活用水需求、热水需求、垃圾资源化处理、炊事需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种住宅建筑能耗和生态环保领域，特别是一种自维持住宅体系。
背景技术
目前我国大部分农村没有市政供水、供气、排水、排污等基础设施，农村居住环境不清洁不环保，成为影响农民生活质量的关键因素，因此建设基础设施是农民最急需的，但是新建并完善需要花费大量财力和时间。解决这一问题需要农村住宅技术体系的优化和改进。目前，关于农村住宅的研究和实践多关注在降低建筑能耗方面，而关于农村住宅自身供水、供气和排污等技术措施的研究和实践不够，在没有市政配套基础上，无法真正改善农村的人居环境。
发明内容
本发明的目的是提供一种自维持住宅体系，要解决现有新农村建设无法在没有市政配套基础上进行供水、供气和排污，无法真正改善农村的人居环境的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种自维持住宅体系，包括地面以上的室内空间和被动式太阳房，所述被动式太阳房连接于室内空间的进深后侧，自维持住宅体系还包括位于室内空间和被动式太阳房的下方、地面以下的设备空间，
所述室内空间由节能地面模块、节能外墙模块、节能屋顶模块围合相互连接而成，所述节能外墙模块上开有门窗洞口并固定连接有节能外门窗模块，所述节能屋顶模块上固定连接有太阳能模块，所述太阳能模块包括太阳能热水系统和太阳能光伏发电系统，
所述被动式太阳房由节能地面模块、节能外墙模块、太阳房侧面玻璃幕墙、太阳房玻璃采光顶围合互相连接而成，所述室内空间与被动式太阳房的连接位置共用同一个节能外墙模块为共用墙，该共用墙上设有通风口，共用墙对侧的节能外门窗模块的开启扇和太阳房玻璃采光顶的开启扇与通风口连通设置，
所述设备空间内安装有雨水处理模块、污水处理模块和沼气系统模块，
所述自维持住宅体系还包括雨水管，所述雨水管的顶部连接节能屋顶模块，雨水管的底部连通雨水处理模块的进口，所述雨水处理模块包括依次连接的雨水沉淀装置、雨水过滤装置、雨水消毒装置、雨水储备装置和雨水净化装置，
所述室内给水管包括卫生间马桶用水管、厨房洗菜盆用水管和其它生活用水管，所述雨水处理模块的出口与厨房洗菜盆用水管以及其它生活用水管连接，所述其它生活用水管包括连接太阳能热水系统的生活热水管以及连接二次净化装置的室内饮用水管，所述其它生活用水管连接出口接入污水处理模块，
所述沼气系统模块包括由输送管道依次连接的前处理装置、沼气发生装置、沼气净化装置和沼气储存装置，所述前处理装置上设置有可降解生活垃圾进口和厨卫污水进口，卫生间马桶排水管和厨房洗菜盆排水管均与厨卫污水进口连接，所述输送管道的出口连接炊事用气口，所述沼气发生装置连接排水池，所述排水池连接污水处理模块，
所述污水处理模块包括超滤处理装置和紫外线消毒装置，所述污水处理模块的出口连接卫生间马桶进水管，所述卫生间马桶进水管连接冲厕用水储水箱，所述冲厕用水储水箱与卫生间马桶水箱连接。
所述节能屋顶模块包括由下至上依次连接的屋面内饰面层、屋面气密层、屋面结构层、屋面找平层、屋面隔汽层、屋面保温层、屋面防水层、屋面保护层和屋面外饰面层，所述屋面外饰面层为饰面材料或者太阳能模块。
所述节能外墙模块包括由内至外依次连接的外墙内饰面层、外墙气密层、外墙结构层、外墙保温层和外墙外饰面层。
所述节能地面模块位于夯实素土的室内基础上侧，包括由下至上依次连接的地面结构层、地面找平层、地面保温层、地面保护层和地面饰面层，所述节能外墙模块的外墙结构的底部层伸入夯实素土内，所述节能外墙模块与夯实素土之间的连接位置也均设有地面保温层，夯实素土的室外基础的上侧平铺有室外地面。
所述节能外门窗模块包括节能外门窗，所述节能外门窗与节能外墙模块之间通过外门窗固定件以及外门窗气密层进行无热桥连接。
所述节能外门窗模块的边部连接件锚入节能外墙模块内通过外门窗固定件固定连接，所述节能外门窗模块与节能外墙模块之间的连接缝隙处固定外门窗气密层。
所述边部连接件包括锚入节能外墙模块内的角件和连接块，所述角件包括水平边和竖向边，所述水平边与节能外门窗模块的顶部固定连接，所述竖向边通过外门窗固定件与节能外墙模块锚固，所述连接块的顶部与节能外门窗模块的底部固定连接，所述连接块的中部通过外门窗固定件与节能外墙模块锚固。
所述太阳房玻璃采光顶及侧面玻璃幕墙均为节能玻璃幕墙。
所述通风口包括上风口和下风口，所述上风口位于共用墙的上部，所述下风口位于共用墙的下部。
所述室内空间包括两层空间，所述被动式太阳房为一层空间，所述太阳房玻璃采光顶与进深方向的后侧节能屋顶模块连接，所述雨水管分别位于节能外墙模块的外侧和太阳房侧面玻璃幕墙的外侧。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
本发明是一种基于新农村建设的自维持住宅体系，这种住宅在没有市政供气、供水、供电、排污等系统支持下，仍可以正常运转。
本发明提供的自维持住宅体系，其通过被动式技术提高住宅屋面、外墙、外窗、地面等外围结构的保温隔热效果，通过被动式太阳房辅助采暖，被动式通风辅助降温，降低住宅的采暖制冷用能。
本发明通过沼气系统处理食物垃圾、卫生间排泄物及其他可降解的生活垃圾，实现垃圾资源化处理，降低排污对自然环境的影响，其产生的沼气用作炊事，解决炊事用能需求。
本发明通过雨水系统收集、处理、储藏并净化屋面雨水，提供优质生活用水及饮用水，通过污水系统收集、处理生活废水并回用于卫生间马桶冲水，解决用水需求，节约水资。
本发明采用太阳能热水系统代替电加热设备，满足热水需求，降低热水用能；通过太阳能光伏发电系统提供住宅用电，满足生活照明、家用电器及其他辅助用电需求。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明的住宅体系的空间分布示意图。
图2是自维持住宅体系结构组成示意图。
图3自维持住宅体系通风口布置示意图。
图4自维持住宅体系雨水处理模块结构示意图。
图5自维持住宅体系沼气系统模块结构示意图。
图6自维持住宅体系节能屋顶模块、节能外墙模块及外门窗模块结构示意图。
图7 自维持住宅体系节能外墙及外门窗模块结构示意图。
图8自维持住宅体系节能地面模块及外门窗模块结构示意图。
附图标记：1－室内空间、2－被动式太阳房、3－设备空间、4－地面模块、41－地面结构层、42－地面找平层、43－地面保温层、44－地面保护层、45－地面饰面层、5－节能外墙模块、51－外墙内饰面层、52－外墙气密层、53－外墙结构层、54－外墙保温层、55－外墙外饰面层、6－节能屋顶模块、61－屋面内饰面层、62－屋面气密层、63－屋面结构层、64－屋面找平层、65－屋面隔汽层、66－屋面保温层、67－屋面防水层、68－屋面保护层、69－屋面外饰面层、7－节能外门窗模块、71－节能外门窗、72－外门窗气密层、73－外门窗固定件、8－太阳能模块、9－太阳房侧面玻璃幕墙、10－太阳房玻璃采光顶、11－共用墙、12－通风口、121－上风口、122－下风口、13－节能外门窗模块的开启扇、14－太阳房玻璃采光顶的开启扇、15－雨水处理模块、151－雨水沉淀装置、152－雨水过滤装置、153－雨水消毒装置、154－雨水储备装置、155－雨水净化装置、16－污水处理模块、17－沼气系统模块、171－前处理装置、172－沼气发生装置、173－沼气净化装置、174－沼气储存装置、175－可降解生活垃圾进口、176－厨卫污水进口、18－雨水管、19－输送管道、20－炊事用气口、21－排水池、22－夯实素土、23－角件、231－水平边、232－竖向边、24－连接块、25－室外地面。
具体实施方式
实施例参见图1所示，一种自维持住宅体系，包括地面以上的室内空间1和被动式太阳房2，所述被动式太阳房2连接于室内空间1的进深后侧，自维持住宅体系还包括位于室内空间1和被动式太阳房2的下方、地面以下的设备空间3。
参见图2所示，室内空间1由节能地面模块4、节能外墙模块5、节能屋顶模块6围合相互连接而成，所述节能外墙模块5上开有门窗洞口并固定连接有节能外门窗模块7，所述节能屋顶模块6上固定连接有太阳能模块8，所述太阳能模块包括太阳能热水系统和太阳能光伏发电系统，太阳能光伏发电系统提供住宅用电，满足生活照明、家用电器及其他辅助用电需求。
所述被动式太阳房2由节能地面模块4、节能外墙模块5、太阳房侧面玻璃幕墙9、太阳房玻璃采光顶10围合互相连接而成，所述室内空间1与被动式太阳房2的连接位置共用同一个节能外墙模块为共用墙11，该共用墙11上设有通风口12，共用墙11对侧的节能外门窗模块的开启扇13和太阳房玻璃采光顶的开启扇14与通风口连通设置。所述太阳房玻璃采光顶10及太阳房侧面玻璃幕墙9均为节能玻璃幕墙。
本实施例中，所述室内空间1包括两层空间，所述被动式太阳房2为一层空间，所述太阳房玻璃采光顶10与进深方向的后侧节能屋顶模块6连接，所述雨水管18分别位于节能外墙模块5的外侧和太阳房侧面玻璃幕墙9的外侧。
节能屋顶模块、节能外墙模块、节能地面模块、节能外门窗模块、太阳房玻璃采光顶及侧面玻璃幕墙相互连接组合，通过结构性连接、无热桥构造和气密性构造构成自维持住宅高效保温隔热的的建筑外围护体系。
所述通风口包括上风口121和下风口122，所述上风口121位于共用墙11的上部，所述下风口122位于共用墙11的下部。共用墙对面的节能外门窗的开启扇和太阳房玻璃采光顶开启扇用作外围护结构通风口，在炎热夏季，形成有效通风。参见图3所示。
所述设备空间3内安装有雨水处理模块15、污水处理模块16和沼气系统模块17。
参见图2和图4所示，所述自维持住宅体系还包括雨水管18，所述雨水管18的顶部连接节能屋顶模块6，雨水管18的底部连通雨水处理模块15的进口，所述雨水处理模块15包括依次连接的雨水沉淀装置151、雨水过滤装置152、雨水消毒装置153、雨水储备装置154和雨水净化装置155。
所述室内给水管包括卫生间马桶用水管、厨房洗菜盆用水管和其它生活用水管，所述雨水处理模块的出口与厨房洗菜盆用水管以及其它生活用水管连接，所述其它生活用水管包括连接太阳能热水系统的生活热水管以及连接二次净化装置的室内饮用水管，所述其它生活用水管连接出口接入污水处理模块16。
利用雨水管将屋面的雨水引入雨水处理模块，经过沉淀、过滤、消毒、储备、净化后，与室内给水管连接，供给除冲厕以外的其他生活用水；部分用水通过太阳能热水系统加热后，供给生活热水；部分用水经过二次净化后连接室内饮用水水龙头，供饮用。
参见图5所示，所述沼气系统模块17包括由输送管道19依次连接的前处理装置171、沼气发生装置172、沼气净化装置173和沼气储存装置174，所述前处理装置171上设置有可降解生活垃圾进口175和厨卫污水进口176，卫生间马桶排水管和厨房洗菜盆排水管均与厨卫污水进口176连接，所述输送管道19的出口连接炊事用气口20，所述沼气发生装置172连接排水池21，所述排水池21连接污水处理模块16。
将卫生间马桶排水管和厨房洗菜盆排水管与沼气系统的厨卫污水进口连接，将其他可降解的固体生活垃圾收人工送入可降解生活垃圾进口，所有可处理污废进入沼气系统模块后，经过前处理装置、沼气发生装置、沼气净化装置、沼气储存装置后，通过输送管道接入使用终端，供给炊事用气。沼气发生装置连接排水池，将气水分离后的水排入排水池，排水池连接污水处理模块。
所述污水处理模块16包括超滤处理装置和紫外线消毒装置，所述污水处理模块的出口连接卫生间马桶进水管，所述卫生间马桶进水管连接冲厕用水储水箱161，所述冲厕用水储水箱161与卫生间马桶水箱162连接。
参见图6所示，所述节能屋顶模块6包括由下至上依次连接的屋面内饰面层61、屋面气密层62、屋面结构层63、屋面找平层64、屋面隔汽层65、屋面保温层66、屋面防水层67、屋面保护层68和屋面外饰面层69，所述屋面外饰面层69为饰面材料或者太阳能模块。
参见图7所示，所述节能外墙模块5包括由内至外依次连接的外墙内饰面层51、外墙气密层52、外墙结构层53、外墙保温层54和外墙外饰面层55。
参见图8所示，所述节能地面模块4位于夯实素土22的室内基础上侧，包括由下至上依次连接的地面结构层41、地面找平层42、地面保温层43、地面保护层44和地面饰面层45，所述节能外墙模块5的外墙结构的底部层伸入夯实素土22内，所述节能外墙模块5与夯实素土22之间的连接位置也均设有地面保温层43，夯实素土22的室外基础的上侧平铺有室外地面25。
参见图6-8所示，所述节能外门窗模块7包括节能外门窗71，所述节能外门窗71与节能外墙模块5之间通过外门窗固定件73以及外门窗气密层72进行无热桥连接。所述节能外门窗模块7的边部连接件锚入节能外墙模块5内通过外门窗固定件73固定连接，所述气密性封堵层72位于节能外门窗模块7与节能外墙模块5之间的连接缝隙处。
所述边部连接件包括锚入节能外墙模块内的角件23和连接块24，所述角件包括水平边231和竖向边232，所述水平边231与节能外门窗模块7的顶部固定连接，所述竖向边232通过外门窗固定件73与节能外墙模块5锚固，所述连接块24的顶部与节能外门窗模块7的底部固定连接，所述连接块24的中部通过外门窗固定件73与节能外墙模块5锚固。
Claims (5)
1.一种自维持住宅体系，其特征在于：包括地面以上的室内空间（1）和被动式太阳房（2），所述被动式太阳房（2）连接于室内空间（1）的进深后侧，自维持住宅体系还包括位于室内空间（1）和被动式太阳房（2）的下方、地面以下的设备空间（3），
所述室内空间（1）由节能地面模块（4）、节能外墙模块（5）、节能屋顶模块（6）围合相互连接而成，所述节能外墙模块（5）上开有门窗洞口并固定连接有节能外门窗模块（7），所述节能屋顶模块（6）上固定连接有太阳能模块（8），所述太阳能模块包括太阳能热水系统和太阳能光伏发电系统，
所述被动式太阳房（2）由节能地面模块（4）、节能外墙模块（5）、太阳房侧面玻璃幕墙（9）、太阳房玻璃采光顶（10）围合互相连接而成，所述室内空间（1）与被动式太阳房（2）的连接位置共用同一个节能外墙模块为共用墙（11），该共用墙（11）上设有通风口（12），共用墙（11）对侧的节能外门窗模块的开启扇（13）和太阳房玻璃采光顶的开启扇（14）与通风口连通设置，
所述设备空间（3）内安装有雨水处理模块（15）、污水处理模块（16）和沼气系统模块（17），
所述自维持住宅体系还包括雨水管（18），所述雨水管（18）的顶部连接节能屋顶模块（6），雨水管（18）的底部连通雨水处理模块（15）的进口，所述雨水处理模块（15）包括依次连接的雨水沉淀装置（151）、雨水过滤装置（152）、雨水消毒装置（153）、雨水储备装置（154）和雨水净化装置（155），
室内给水管包括卫生间马桶用水管、厨房洗菜盆用水管和其它生活用水管，所述雨水处理模块的出口与厨房洗菜盆用水管以及其它生活用水管连接，所述其它生活用水管包括连接太阳能热水系统的生活热水管以及连接二次净化装置的室内饮用水管，所述其它生活用水管连接出口接入污水处理模块（16），
所述沼气系统模块（17）包括由输送管道（19）依次连接的前处理装置（171）、沼气发生装置（172）、沼气净化装置（173）和沼气储存装置（174），所述前处理装置（171）上设置有可降解生活垃圾进口（175）和厨卫污水进口（176），卫生间马桶排水管和厨房洗菜盆排水管均与厨卫污水进口（176）连接，所述输送管道（19）的出口连接炊事用气口（20），所述沼气发生装置（172）连接排水池（21），所述排水池（21）连接污水处理模块（16），
所述污水处理模块包括超滤处理装置和紫外线消毒装置，所述污水处理模块的出口连接卫生间马桶进水管，所述卫生间马桶进水管连接冲厕用水储水箱，所述冲厕用水储水箱与卫生间马桶水箱连接；
将卫生间马桶排水管和厨房洗菜盆排水管与沼气系统的厨卫污水进口连接，将其他可降解的固体生活垃圾收人工送入可降解生活垃圾进口，所有可处理污废进入沼气系统模块后，经过前处理装置、沼气发生装置、沼气净化装置、沼气储存装置后，通过输送管道接入使用终端，供给炊事用气；沼气发生装置连接排水池，将气水分离后的水排入排水池，排水池连接污水处理模块；
所述节能屋顶模块（6）包括由下至上依次连接的屋面内饰面层（61）、屋面气密层（62）、屋面结构层（63）、屋面找平层（64）、屋面隔汽层（65）、屋面保温层（66）、屋面防水层（67）、屋面保护层（68）和屋面外饰面层（69），所述屋面外饰面层（69）为饰面材料或者太阳能模块；
所述节能外墙模块（5）包括由内至外依次连接的外墙内饰面层（51）、外墙气密层（52）、外墙结构层（53）、外墙保温层（54）和外墙外饰面层（55）；
所述节能地面模块（4）位于夯实素土（22）的室内基础上侧，包括由下至上依次连接的地面结构层（41）、地面找平层（42）、地面保温层（43）、地面保护层（44）和地面饰面层（45），所述节能外墙模块（5）的外墙结构的底部层伸入夯实素土（22）内，所述节能外墙模块（5）与夯实素土（22）之间的连接位置也均设有地面保温层（43），夯实素土（22）的室外基础的上侧平铺有室外地面（25）；
所述节能外门窗模块（7）包括节能外门窗（71），所述节能外门窗（71）与节能外墙模块（5）之间通过外门窗固定件（73）以及外门窗气密层（72）进行无热桥连接；
所述室内空间（1）包括两层空间，所述被动式太阳房（2）为一层空间，所述太阳房玻璃采光顶（10）与进深方向的后侧节能屋顶模块（6）连接，所述雨水管（18）分别位于节能外墙模块（5）的外侧和太阳房侧面玻璃幕墙（9）的外侧。
2.根据权利要求1所述的自维持住宅体系，其特征在于：所述节能外门窗模块（7）的边部连接件锚入节能外墙模块（5）内通过外门窗固定件（73）固定连接，所述外门窗气密层（72）位于节能外门窗模块（7）与节能外墙模块（5）之间的连接缝隙处。
3.根据权利要求2所述的自维持住宅体系，其特征在于：所述边部连接件包括锚入节能外墙模块内的角件（23）和连接块（24），所述角件包括水平边（231）和竖向边（232），所述水平边（231）与节能外门窗模块（7）的顶部固定连接，所述竖向边（232）通过外门窗固定件（73）与节能外墙模块（5）锚固，所述连接块（24）的顶部与节能外门窗模块（7）的底部固定连接，所述连接块（24）的中部通过外门窗固定件（73）与节能外墙模块（5）锚固。
4.根据权利要求1所述的自维持住宅体系，其特征在于：所述太阳房玻璃采光顶（10）及太阳房侧面玻璃幕墙（9）均为节能玻璃幕墙。
5.根据权利要求1所述的自维持住宅体系，其特征在于：所述通风口包括上风口（121）和下风口（122），所述上风口（121）位于共用墙（11）的上部，所述下风口（122）位于共用墙（11）的下部。
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