CN112376811B - 一种可减少碳排放的绿色建筑结构 - Google Patents

一种可减少碳排放的绿色建筑结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可减少碳排放的绿色建筑结构，涉及环保建筑的技术领域，包括建筑物本体，建筑物本体顶部固设有植被露台，植被露台内水平架设有种植框架且种植框架上均布有植物和种植基壤，种植框架的下方设置有排水沟，建筑物本体外侧壁内嵌设有多个与排水沟连通的降温管，降温管的内固设有管内液位传感器，降温管的底端连通有排雨管且连通处固设有排水阀，建筑物本体外侧壁上固设有室外温度传感器，降温管内固设有管内温度传感器，排水阀同时与室外温度传感器、管内温度传感器和管内液位传感器电连接。本发明具有夏季自动水冷建筑，水冷用水为雨水，水冷和植被绿化共同降低室内温度和制冷能耗，有效减少碳排放量且环保性好的效果。

Description

一种可减少碳排放的绿色建筑结构
技术领域
本发明涉及环保建筑的技术领域，尤其是涉及一种可减少碳排放的绿色建筑结构。
背景技术
建筑碳排放是指建筑在建设和使用过程中因化石能源的使用而产生的二氧化碳排放量，碳排放量过多则会增大全球变暖的速度，严重影响生态环境的正常运作。故而低碳建筑已逐渐成为国际建设和使用的主流建筑形式，碳排放的影响因素包括夏季制冷能耗、冬季制热能耗以及通风系统等。
现有的授权公告号为CN206956929U的实用新型专利文件中公开了一种可减少碳排放的绿色建筑结构，包括建筑物本体，建筑物本体顶部设有透光罩，建筑物本体设有连通透光罩的排风口，透光罩设有排放口，透光罩内均布有植物。建筑本体内的气体在透光罩内循环后从透光罩的排放口排出，透光罩可提供温度和光照，促进植物的生长，植物通过光合作用消耗一定量的“碳”和其他污染物，并沉降粉尘，有效降低建筑本体通风系统输出端处的碳排放。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：透光罩内易产生大棚效应，温度过高的透光罩及其内部区域极易将热量传导至建筑物本体内，增大建筑物本体夏季的制冷能耗，增加建筑物本体的碳排放，环保效果不佳。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种可减少碳排放的绿色建筑结构，建筑物夏季的制冷能耗低，碳排放少。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种可减少碳排放的绿色建筑结构，包括建筑物本体，所述建筑物本体顶部固设有植被露台，所述植被露台内水平架设有种植框架且种植框架上均布有植物和种植基壤，所述种植框架的下方设置有排水沟，所述建筑物本体外侧壁内嵌设有多个与排水沟连通的降温管，所述降温管的内固设有管内液位传感器，所述降温管的顶端连通有排雨管且降温管的两端均固设有排水阀，所述建筑物本体外侧壁上固设有室外温度传感器，所述降温管内固设有管内温度传感器，所述排水阀同时与室外温度传感器、管内温度传感器和管内液位传感器电连接。
通过采用上述技术方案，通过植被露台收集夏季降雨，通过排水沟将雨水导引至降温管内，雨水在降温管内吸收建筑物本体的热量并与植被绿化共同降低夏季时的室内温度，从而有效降低夏季时的制冷能耗，降低建筑碳排放量，室外温度传感器对室外温度进行监控，当天冷且该建筑不需要降温时，通过排水阀及时清空降温管，避免制热能耗增大，管内液位传感器和管内温度传感器实时监控水位和水温，及时换水或排水，降温效果佳，通过上述操作有效管控建筑的制冷和制热能耗，有效降低碳排放量，环保性好。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述降温管外周环固有与建筑物本体抵接的导热塑料架。
通过采用上述技术方案，导热塑料的热传导效率高，在架设降温管的同时有效增大热量传导速度，加强夏季降温效果。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述植被露台内设置有用于阻止种植基壤进入排水沟的拦截组件，所述建筑物本体内竖直设置有通风井，所述通风井顶部输出端同时连通有直排口和净化口，所述拦截组件和排水沟底面之间的间隙和净化口连通，所述净化口处设有用于阻止植被渗水和雨水倒灌通风井的防倒灌组件。
通过采用上述技术方案，拦截组件使得雨水不易将种植基壤裹挟走，降温管和排雨管等管路不易堵塞，通风井与排水沟的连通使得建筑通风系统排放的废气一部分可与植被和种植基壤接触，沉降粉尘的同时通过植物的呼吸作用实现生物净化，碳排放进一步降低。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述植被露台上部固设有连通植被露台内外的溢流通道，所述溢流通道的输入端高于种植基壤顶面且固设有拦截网，所述溢流通道的输出端连通有排雨管。
通过采用上述技术方案，溢流通道使得暴雨时积聚在种植基壤上部的雨水可溢流进入排雨管内，植物被淹的概率降低，植物涝死的概率降低，植物绿化降温的效果稳定。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述拦截组件包括水平架设在种植框架下方的滤网，所述滤网上下均固设有活性炭过滤棉层且活性炭过滤棉层的孔径随设置高度的增加而减小。
通过采用上述技术方案，滤网和活性炭过滤棉层构成多重拦截结构，阻止种植基壤流失的效果好，活性炭过滤棉具有废气和粉尘吸附性能，拦截组件还可对通风废气进行拦截过滤，拦截组件的利用率高。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述防倒灌组件包括架设在排水沟底面和拦截组件之间的引流管，所述引流管在竖直面内呈横置的S形设置，所述引流管的输入端开口向上且输出端开口向下，所述引流管的输入端与净化口连通，所述排水沟与排雨管连通且连通处设置有控制阀和抽水泵，所述引流管输出端的下方固设有水浸传感器，所述水浸传感器同时与控制阀和抽水泵电连接。
通过采用上述技术方案，引流管的形状使得渗流雨水难以倒灌至通风系统内，且有水浸传感器监控水位，有控制阀和抽水泵调节水位，通风系统运行稳定。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述排雨管连接有回收水箱，所述回收水箱通过补充管路与排水沟内连通，所述补充管路上固设有单向阀和回流泵，所述排水沟内固设有两个蓄水液位传感器，所述水浸传感器、两个蓄水液位传感器以及以及排水沟与排雨管的连通处由高至低顺序设置，所述蓄水液位传感器与回流泵电连接。
通过采用上述技术方案，回收水箱可回收雨水，常态下排水沟内保持一定蓄水量以满足降温管的用水需求和植物生长的水汽需求，蓄水液位传感器监控水位并通过单向阀和回流泵实现回收雨水对排水沟的补充，植物生长稳定且降温管构成的水冷系统运行稳定。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述种植框架上由低至高顺序铺设有土工布、陶粒以及保水毡块。
通过采用上述技术方案，保水毡块在种植基壤里局部保水，陶粒避免种植基壤整体积水，种植基壤的潮湿度失衡的可能性小，植物绿化减碳的效果稳定。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述保水毡块与种植基壤混杂且总体积比为1：1000。
通过采用上述技术方案，保水毡块过多则种植基壤过于潮湿，保水毡块过少则保水效果不佳，上述总体积比为最佳比例。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述植被露台的下方设置有隔热空腔，所述隔热空腔内顶面和内侧壁上均铺设有隔热板材，所述隔热空腔的内底面上铺设有防水层。
通过采用上述技术方案，隔热空腔间隔居住空间和植被露台，通过隔热板材进一步减小楼顶的聚热效应，通过防水层进一步避免居住空间因植被露台而渗水。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过植被露台回收雨水，通过降温管实现建筑的夏季水冷，植被露台里的植物和降温管在夏季共同作用并实现室内降温和制冷能耗的降低，有效减少碳排放；
2.通过回收水箱实现回收雨水的存储，通过单向阀和回流泵实现冷却用水和防植物旱死用水的补充，雨水利用率更高；
3.通过将部分通风废气投入植被露台内实现通风废气的生物净化，碳排放进一步减少。
附图说明
图1是具体实施例的针对植被露台内部结构的剖视图。
图2是具体实施例的针对降温管内部结构的剖视图。
图中，1、建筑物本体；11、通风井；111、直排口；112、净化口；12、排雨管；13、隔热空腔；131、隔热板材；132、防水层；133、支撑立柱；2、植被露台；21、植物；22、种植基壤；23、土工布；24、种植框架；25、排水沟；26、溢流通道；261、拦截网；3、拦截组件；31、滤网；32、活性炭过滤棉层；4、防倒灌组件；41、引流管；42、控制阀；43、抽水泵；44、水浸传感器；5、降温管；51、管内液位传感器；52、管内温度传感器；53、排水阀；54、室外温度传感器；55、导热塑料架；6、回收水箱；61、补充管路；62、单向阀；63、回流泵；64、蓄水液位传感器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1，为本发明公开的一种可减少碳排放的绿色建筑结构，包括建筑物本体1和水泥浇筑在建筑物本体1顶部的植被露台2。植被露台2内部中空且顶面敞开，植被露台2内由下至上顺序设置有排水沟25、防倒灌组件4、拦截组件3、种植框架24、土工布23、种植基壤22以及植物21。种植基壤22内由下至上顺序混杂有陶粒和保水毡块，本实施例中的保水毡块采用化纤毛毡制成，且为边长为1.5厘米的方片状，保水毡块与种植基壤22的总体积比为1：1000。种植框架24为硬质塑料格栅架且水平架设在植被露台2内，土工布23完全覆盖种植框架24顶面且阻止种植基壤22渗漏至种植框架24下方。
参照图1，拦截组件3包括水平架设在种植框架24下方的滤网31，滤网31为金属制滤网31且目数为500目。滤网31上下均固设有活性炭过滤棉层32，本实施例中的活性炭过滤棉层32的厚度相等，活性炭过滤棉层32的过滤孔径随设置高度的增加而减小。
参照图1，建筑物本体1上设置有通风井11和排雨管12，排水沟25与排雨管12连通且连通处设置有控制阀42和抽水泵43，通风井11连通室外和建筑物本体1的通风系统。通风井11顶部输出端同时连通有直排口111和净化口112，直排口111延伸至室外，净化口112延伸至植被露台2内且与防倒灌组件4连接。防倒灌组件4包括架设在排水沟25底面和活性炭过滤棉层32之间的引流管41，引流管41在竖直面内呈横置的S形设置。S形的两端分别为引流管41的输入端和输出端，引流管41的输入端开口向下，引流管41的输出端开口向上。引流管41的输入端低于输出端设置，引流管41的输入端与净化口112连通。引流管41输出端的下方固设有水浸传感器44，水浸传感器44同时与控制阀42和抽水泵43电连接。
常态下植物21可缓解大气浮尘、净化空气，同时增加空气湿度，降低楼顶因日照而热辐射升温的速度和程度。建筑物本体1产生的通风废气一部分直接排放，另一部分顺序通过净化口112和引流管41进入植被露台2内，通风废气必须与植物21根系及植物21充分接触后才能与大气接触，从而实现植物21对通风废气的生物净化，且有活性炭过滤网31棉层等多孔结构辅助过滤粉尘，通风系统产生的碳排放量减少且不影响通风系统的正常运行。
引流管41的形状使得降雨时的雨水不易进入净化口112内，且有水浸传感器44监测排水沟25处的水位，当穿透种植基壤22且积聚排水沟25内的雨水即将倒灌引流管41和净化口112时，控制阀42和抽水泵43均启动并降低排水沟25内水位。通过上述操作有效防止通风井11内倒灌雨水，有效保障建筑物本体1通风系统的正常运行。
降雨时的雨水将种植基壤22带向排水沟25时，有土工布23、活性炭过滤棉层32以及滤网31共同拦截拦截种植基壤22和雨水里的浮尘，排雨管12输出端可连接雨水回收管路或直接排放，排放雨水的洁净度高，污染环境的概率小。
陶粒的多孔结构增强了种植基壤22的排水性，植物21根系不易涝死或霉变。保水毡块局部保水，使得种植基壤22排水顺畅的同时依旧具有一定的湿润度，植物21根系不易旱死。植物21存活率高，绿化环保的效果稳定。
参考图1，为了避免种植基壤22顶面上方积水严重并造成植物21腐烂，植被露台2上部固设有溢流通道26。溢流通道26的输入端延伸至植被露台2内，且高于种植基壤22顶面。溢流通道26的输入端处固设有拦截网261，拦截网261为三百目金属网，溢流通道26的输出端与排雨管12连通。当暴雨且种植基壤22上方积水时，积水可溢流至溢流通道26并从排雨管12内排走，拦截网261阻止种植基壤22流失，植物21成活率更高，绿化使用的效果更佳。
参考图2，建筑物本体1外侧壁上嵌设有多个轴线竖直的降温管5，降温管5在水平面内环绕建筑物本体1的中心排列设置。降温管5的顶端与排水沟25连通，降温管5的顶端与排雨管12连通且连通处固设有排水阀53。建筑物本体1外侧壁上固设有室外温度传感器54，降温管5内固设有管内温度传感器52和管内液位传感器51，排水阀53同时与室外温度传感器54、管内温度传感器52以及管内液位传感器51电连接。降温管5的外周环固有导热塑料架55，导热塑料架55与建筑物本体1内用于收容降温管5的空腔内周抵接。
当室外温度传感器54检测到室外持续高温时，排水阀53关闭且任由降雨在排雨管12内积聚，建筑物本体1的热量经过导热塑料架55和降温管5传递给降温管5内的雨水，并通过较大的水的比热容实现水冷降温，从而降低建筑物本体1夏季的制冷能耗。且有管内液位传感器51和管内温度传感器52监测排雨管12内的水位和温度，水位过高或雨水的温度升高至无法水冷时均将对应雨水排放至排雨管12内。且秋冬季自动清空降温管5，不会增大制热能耗，进一步降低该建筑结构的碳排放量。
参考图1，为了进一步降低植物21根系旱死的可能性并为降温管5提供供水源，排雨管12连接有回收水箱6，回收水箱6通过补充管路61和排水沟25内连通。补充管路61上固设有只允许回收水箱6内的水朝向排水沟25内流动的单向阀62，补充管路61上固设有驱动回收水箱6内的水朝向排水沟25内流动的回流泵63。排水沟25内竖向顺序固设有两个蓄水液位传感器64，蓄水液位传感器64高于排水沟25和排雨管12的连通点，且低于水浸传感器44。
常态下排水沟25积蓄有与高处的蓄水液位传感器64平齐的雨水，降温管5内的雨水升温后可有充足的天热时有雨水蒸发以降低植物21旱死的可能性，雨水利用率增高且植物21的环保效果更稳定。当排水沟25内的积水低于低处的蓄水液位传感器64时，回收水箱6内回收的雨水通过回流泵63抽调回排水沟25排水沟25内，当回收雨水刚没过高处的蓄水液位传感器64时则回流泵63停止工作。水冷降温和绿化降温更稳定，碳排放减少效果更稳定。
参考图1，建筑物顶部设置有隔热空腔13，回收水箱6和隔热空腔13由高至低顺序设置在植被露台2的下方。隔热空腔13内顶面和内侧壁上均铺设有隔热板材131，隔热空腔13的内底面上铺设有防水层132。隔热空腔13内水泥浇筑有多个支撑立柱133，本实施例中的隔热板材131为厚度为30mm的聚氨酯发泡板，本实施例中的防水层132为厚度为3厘米的PVC防水卷材。隔热空腔13和隔热板材131进一步降低建筑物顶层居住环境的聚热效应，且通过隔热空腔13和防水层132实现多重防水结构，降低楼顶绿化和回收水箱6影响该建筑的住户体验的概率。
本实施例的实施原理为：通过植被露台2收集雨水，并通过降温管5内灌注雨水，实现夏季时水冷建筑物本体1，从而降低室内温度并减小制冷能耗，植物21可增加空气湿度并降低楼顶的聚热效应，进一步减少夏季的制冷能耗，陶粒、保水毡块以及溢流通道26使得植物21不易涝死或旱死，植物21降温和生物净化的效果稳定，该建筑夏季时制冷能耗降低的效果稳定，有效减少碳排放。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可减少碳排放的绿色建筑结构，包括建筑物本体(1)，其特征在于：所述建筑物本体(1)顶部固设有植被露台(2)，所述植被露台(2)内水平架设有种植框架(24)且种植框架(24)上均布有植物(21)和种植基壤(22)，所述种植框架(24)的下方设置有排水沟(25)，所述建筑物本体(1)外侧壁内嵌设有多个与排水沟(25)连通的降温管(5)，所述降温管(5)的内固设有管内液位传感器(51)，所述降温管(5)的顶端连通有排雨管(12)且降温管(5)的两端均固设有排水阀(53)，所述建筑物本体(1)外侧壁上固设有室外温度传感器(54)，所述降温管(5)内固设有管内温度传感器(52)，所述排水阀(53)同时与室外温度传感器(54)、管内温度传感器(52)和管内液位传感器(51)电连接；
所述植被露台(2)内设置有用于阻止种植基壤(22)进入排水沟(25)的拦截组件(3)，所述建筑物本体(1)内竖直设置有通风井(11)，所述通风井(11)顶部输出端同时连通有直排口(111)和净化口(112)，所述拦截组件(3)和排水沟(25)底面之间的间隙和净化口(112)连通，所述净化口(112)处设有用于阻止植被渗水和雨水倒灌通风井(11)的防倒灌组件(4)；
所述防倒灌组件(4)包括架设在排水沟(25)底面和拦截组件(3)之间的引流管(41)，所述引流管(41)在竖直面内呈横置的S形设置，所述引流管(41)的输入端开口向上且输出端开口向下，所述引流管(41)的输入端与净化口(112)连通，所述排水沟(25)与排雨管(12)连通且连通处设置有控制阀(42)和抽水泵(43)，所述引流管(41)输出端的下方固设有水浸传感器(44)，所述水浸传感器(44)同时与控制阀(42)和抽水泵(43)电连接；
所述排雨管(12)连接有回收水箱(6)，所述回收水箱(6)通过补充管路(61)与排水沟(25)内连通，所述补充管路(61)上固设有单向阀(62)和回流泵(63)，所述排水沟(25)内固设有两个蓄水液位传感器(64)，所述水浸传感器(44)、两个蓄水液位传感器(64)以及以及排水沟(25)与排雨管(12)的连通处由高至低顺序设置，所述蓄水液位传感器(64)与回流泵(63)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种可减少碳排放的绿色建筑结构，其特征在于：所述降温管(5)外周环固有与建筑物本体(1)抵接的导热塑料架(55)。
3.根据权利要求1所述的一种可减少碳排放的绿色建筑结构，其特征在于：所述植被露台(2)上部固设有连通植被露台(2)内外的溢流通道(26)，所述溢流通道(26)的输入端高于种植基壤(22)顶面且固设有拦截网(261)，所述溢流通道(26)的输出端连通有排雨管(12)。
4.根据权利要求1所述的一种可减少碳排放的绿色建筑结构，其特征在于：所述拦截组件(3)包括水平架设在种植框架(24)下方的滤网(31)，所述滤网(31)上下均固设有活性炭过滤棉层(32)且活性炭过滤棉层(32)的孔径随设置高度的增加而减小。
5.根据权利要求1所述的一种可减少碳排放的绿色建筑结构，其特征在于：所述种植框架(24)上由低至高顺序铺设有土工布(23)、陶粒以及保水毡块。
6.根据权利要求5所述的一种可减少碳排放的绿色建筑结构，其特征在于：所述保水毡块与种植基壤(22)混杂且总体积比为1：1000。
7.根据权利要求1所述的一种可减少碳排放的绿色建筑结构，其特征在于：所述植被露台(2)的下方设置有隔热空腔(13)，所述隔热空腔(13)内顶面和内侧壁上均铺设有隔热板材(131)，所述隔热空腔(13)的内底面上铺设有防水层(132)。
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