CN112726925B - 一种古建屋顶结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种古建屋顶结构，属于技术领域，其包括屋顶板、设置于屋顶板上方的挂瓦板和搁置于挂瓦板上方的瓦片，屋顶板上穿设有沿竖向设置的烟筒；屋顶板顶部设有多个传力柱，挂瓦板固定于传力柱顶部，且屋顶板和挂瓦板之间形成有处理空腔；烟筒的顶部还连通有传热管；传热管呈曲线状布置于处理空腔内，且传热管远离烟筒的一端向上延伸并连通有排气管，排气管固定于挂瓦板上方；挂瓦板上开设有多个用于供雨水通过的孔洞，处理空腔内设置有用于收集处理空腔内雨水的收集箱；收集箱靠近屋顶板的底部；收集箱内部设有加热器，收集箱顶部连通有冷凝管，冷凝管远离收集箱一端朝向屋顶板延伸并穿过屋顶板设置。本申请具有提高能源利用率的效果。

Description

一种古建屋顶结构

技术领域

本申请涉及古建筑结构的技术领域，尤其是涉及一种古建屋顶结构。

背景技术

古建筑是指具有历史意义的民用建筑和公共建筑，如今的古建筑通常是按照古代建筑结构的外形进行设计并利用钢筋混凝土材料进行施工的，其具备古建筑的外形且具备现代建筑的高承载力。而古建筑屋顶是古建筑结构中最能够体现其风貌的结构，且作为民用居住的古建筑，屋顶上通常设置有烟筒，便于室内下厨时进行排烟。

参照图3，目前古建筑结构的屋顶结构包括呈倾斜设置于立柱11顶部的屋顶板1、固定于屋顶板1上方的挂瓦板3以及放置于挂瓦板3上的瓦片31。屋顶板1上穿设有烟筒，烟筒底端位于古建筑结构的室内，烟筒的顶端沿竖向穿过挂瓦板3并位于室外。烟筒外壁和屋顶板1、烟筒外壁和挂瓦板3的连接位置均覆盖防水卷材进行密封和防水处理。

针对上述中的相关技术，由于烟筒中排出的炊烟仍然具有高温，这部分的温度无法进行利用，导致了能源的浪费。

发明内容

为了提高能源利用率，本申请提供一种古建屋顶结构。

本申请上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种古建屋顶结构，包括屋顶板、设置于屋顶板上方的挂瓦板和搁置于挂瓦板上方的瓦片，所述屋顶板上穿设有沿竖向设置的烟筒；所述屋顶板顶部增设有多个传力柱，所述挂瓦板固定于传力柱顶部，且屋顶板和挂瓦板之间形成有处理空腔；

所述烟筒的顶部位于处理空腔内部且烟筒的顶部成封闭设置，所述烟筒的顶部还连通有传热管；所述传热管呈曲线状布置于处理空腔内，且传热管远离烟筒的一端向上延伸并连通有排气管，所述排气管固定于挂瓦板上方；

所述挂瓦板上开设有多个用于供雨水通过的孔洞，且处理空腔内设置有用于收集处理空腔内雨水的收集箱；所述收集箱靠近屋顶板的底部设置；所述收集箱内部增设有加热器，且收集箱顶部连通有冷凝管，所述冷凝管远离收集箱一端朝向屋顶板延伸并穿过屋顶板设置。

通过采用上述技术方案，当遇到雨水天气时，雨水打到瓦片上方时，经过相邻瓦片之间的间隙进行初步过滤后流动到挂瓦板上方，再通过挂瓦板上的孔洞进入到处理空腔。烟筒中气体的余热通过传热管传递给处理空腔内的雨水，雨水经过传热管的初步加热后进入到位于较低位置的收集箱内，经过加热的二次加热蒸发形成水蒸气，水蒸气进入到冷凝管进行冷却后液化并进行收集，可以作为饮用水使用。本申请既能够提高烟筒中热量的回收，也能够提高雨水的回收。

当处于晴天时，烟筒内的热量通过传热管传递给处理空腔，处理空腔位于屋檐位置的边缘可以用保温材料密封，从而实现对屋顶的蓄热，从而提高古建屋顶结构的保温效果。

可选的，所述收集箱朝向屋顶板的顶部的一侧增设有沉淀池，所述沉淀池一侧与处理空腔连通；且所述沉淀池临近收集箱的一侧与收集箱侧壁贴合，且收集箱和沉淀池之间开设有溢流口，溢流口靠近收集箱的顶部设置。

通过采用上述技术方案，沉淀池能够对雨水进行二次的净化，提高进入到收集箱内的雨水的洁净度。其次，沉淀池的设置使得收集箱和处理空腔之间的连通变成了间接连通，从而降低了热量消散的概率。

可选的，所述处理空腔内增设有导流板，所述导流板和屋顶板之间连接有多根架空柱；所述沉淀池顶部开口，且所述导流板的一端延伸至沉淀池顶部并位于沉淀池开口的正上方；所述传热管自烟筒朝向导流板延伸并贴合导流板设置，且所述传热管延伸至导流板临近沉淀池的位置时穿过导流板并连通于排气管上。

通过采用上述技术方案，进入到处理空腔内的雨水通过导流板进入到沉淀池内，导流板可以采用金属的材质，从而使得传热管上的热量能够更好地传递给导流板上方的雨水。

可选的，所述传热管位于导流板和挂瓦板之间的部分与挂瓦板贴合。

通过采用上述技术方案，将热量传递给雨水的传热管内部的气体仍然存在部分热量，从挂瓦板的孔洞中进入的雨水会与贴合在挂瓦板下方的传热管进行热交换，从而更好地利用这部分的余热，进一步提高了能源的利用率。

可选的，所述冷凝管位于收集箱和屋顶板之间的部分自沉淀池顶部的开口进入到沉淀池内部并从沉淀池的侧壁穿出。

通过采用上述技术方案，冷凝管内的水蒸气带有高温，将这部分高温通过热传递的方式传递给沉淀池内的雨水，使得沉淀池进入到收集箱内的雨水的温度能够更高，不仅能够提高热量的回收利用率，也能够降低加热器的功耗。

可选的，所述排气管内部增设有用于将排气管内气体从排气管顶部输出的风机。

通过采用上述技术方案，使得烟筒内的气体能够在传热管内快速流动，既能够提高烟筒的排烟效率，也能够加快热量传递的效率。

可选的，所述风机下方增设有过滤器。

通过采用上述技术方案，传热管内的气体经过换热之后流动到排气管位置时已经不具备高温，此时对气体进行过滤除尘，能够减轻过滤器的作业负荷，同时提高过滤效果，能够降低从排气管排出的气体对环境的污染。

可选的，所述瓦片选用蜂窝活性炭材质。

通过采用上述技术方案，蜂窝活性炭材质具备很多微小的孔洞，雨水打到瓦片上时，先经过瓦片的初步过滤再穿过挂瓦板进入到处理空腔内，从而提高了雨水的回收效率和过来效果。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.设置收集箱对雨水进行收集，并且利用传热管对收集到的雨水进行预热，并加热雨水进行回收利用，既提高了烟筒内气体的热量利用率，也能够对雨水进行回收利用；

2.设置导流板，既能够在下雨天气时对雨水进行导流，也能够在晴天时加快传热管的散热，对屋顶板进行蓄热保温。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是图1中收集箱和沉淀池区域的放大结构示意图；

图3是背景技术中古建屋顶结构的整体结构示意图。

图中，1、屋顶板；11、立柱；2、传力柱；3、挂瓦板；31、瓦片；32、孔洞；4、处理空腔；41、保温板；5、导流板；51、架空柱；6、沉淀池；61、溢流口；7、收集箱；71、加热器；72、冷凝管；8、烟筒；81、传热管；9、排气管；91、风机；92、过滤器。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种古建屋顶结构。参照图1，古建屋顶结构包括呈倾斜设置的屋顶板1、垂直固定于屋顶板1上表面的传力柱2和固定于传力柱2顶部的挂瓦板3。挂瓦板3和屋顶板1相互平行，且挂瓦板3和屋顶板1之间形成有处理空腔4。屋顶板1的边缘和挂瓦板3的边缘之间通过保温板41封堵，且保温板41底部开设排水口，使得处理空腔4具备良好的隔热效果。

挂瓦板3开设有多个用于供雨水通过的孔洞32，且挂瓦板3的上方覆盖有一层瓦片31，瓦片31采用蜂窝活性炭。当雨水打到瓦片31上方时，先经过蜂窝活性炭的过滤，再通过孔洞32进入到处理空腔4内。

处理空腔4内设置有用于对进入到处理空腔4内的雨水进行导流的导流板5，导流板5平行于屋顶板1设置。导流板5采用不锈钢板，且导流板5和屋顶板1之间连接有架空柱51。架空柱51一端预埋于屋顶板1内，另一端焊接于导流板5下表面。并且，传力柱2穿过导流板5并与导流板5密封连接。

结合图1和图2，导流板5最低位置的正下方设置有沉淀池6，沉淀池6顶部开口用于收集从导流板5上表面滴落的雨水。沉淀池6背离导流板5一侧增设有收集箱7，收集箱7和沉淀池6紧贴的一侧开设有用于连通收集箱7和沉淀的溢流口61，溢流口61靠近收集箱7的顶部设置。同时，收集箱7和沉淀池6对应屋顶板1下方的立柱11设置，便于竖向荷载的传递。

收集箱7内部设置有用于对其内部雨水进行加热的加热器71，且收集箱7的顶部连通有冷凝管72。冷凝管72远离收集箱7的一端自沉淀池6顶部的开口进入到沉淀池6内部并从沉淀池6的侧壁穿出，冷凝管72穿过沉淀池6后向下延伸穿过屋顶板1并贴合立柱11的侧壁设置。冷凝管72位于沉淀池6内部的部分成螺旋形设置，增加冷凝管72和沉淀池6内雨水的接触面积，加快热传递和冷凝效果。使用时，将冷凝管72的端部连接于水箱或者其他容器上，便于作为饮用水使用。

屋顶板1上还穿设有沿竖向设置的烟筒8，为了提高热量的利用率，烟筒8顶部连接有用于将烟筒8内排出的气体和处理空腔4内的雨水进行热交换的传热管81。

烟筒8的顶部位于处理空腔4内部且烟筒8的顶部成封闭设置，传热管81自烟筒8顶部沿着导流板5向下倾斜的方向延伸并贴合导流板5设置，贴合于导流板5底部的传热管81呈曲线状布置，从而提高传热的效果。传热管81延伸至导流板5临近沉淀池6的位置时穿过导流板5并延伸至挂瓦板3下表面与挂瓦板3下表面贴合，且传热管81沿着挂瓦板3倾斜向上的方向延伸设置，与挂瓦板3贴合的传热管81成曲线状设置。当传热管81延伸至挂瓦板3上位于烟筒8正上方的位置时，传热管81穿过挂瓦板3并连通有排气管9。排气管9砌筑于挂瓦板3上表面且沿竖直设置，排气管9内部自下而上设置有风机91和过滤器92。风机91选用防水和耐腐的型号，而过滤器92选用市场上常规的室外使用的即可，如活性炭过滤装置。

本实施例的实施原理为：当雨水天气时，雨水经过瓦片31的初步过滤并通过挂瓦板3的孔洞32进入到处理空腔4内。雨水在重力作用下沿着导流板5向下流动并进入到沉淀池6内进行沉淀。同时，烟筒8内的气体通过传热管81将热量通过金属材质的导流板5传递给导流板5上的雨水，经过初热的雨水在沉淀池6内沉淀后通过溢流口61进入到收集箱7内。收集箱7内加热器71可以通过液位感应器进行控制，当收集箱7内的液面高于加热器71时加热器71进行工作对雨水进行加热，加热后形成的水蒸气通过冷凝管72排出。而冷凝管72内水蒸气在流动过程中将热量传递给沉淀池6内的雨水，对热量进行二次回收。最后冷凝后的蒸馏水从冷凝管72端部输出进行利用。

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 (4)

1.一种古建屋顶结构，包括屋顶板(1)、设置于屋顶板(1)上方的挂瓦板(3)和搁置于挂瓦板(3)上方的瓦片(31)，所述屋顶板(1)上穿设有沿竖向设置的烟筒(8)；其特征在于：所述屋顶板(1)顶部增设有多个传力柱(2)，所述挂瓦板(3)固定于传力柱(2)顶部，且屋顶板(1)和挂瓦板(3)之间形成有处理空腔(4)；

所述烟筒(8)的顶部位于处理空腔(4)内部且烟筒(8)的顶部成封闭设置，所述烟筒(8)的顶部还连通有传热管(81)；所述传热管(81)呈曲线状布置于处理空腔(4)内，且传热管(81)远离烟筒(8)的一端向上延伸并连通有排气管(9)，所述排气管(9)固定于挂瓦板(3)上方；

所述挂瓦板(3)上开设有多个用于供雨水通过的孔洞(32)，且处理空腔(4)内设置有用于收集处理空腔(4)内雨水的收集箱(7)；所述收集箱(7)靠近屋顶板(1)的底部设置；所述收集箱(7)内部增设有加热器(71)，且收集箱(7)顶部连通有冷凝管(72)，所述冷凝管(72)远离收集箱(7)一端朝向屋顶板(1)延伸并穿过屋顶板(1)设置；

所述收集箱(7)朝向屋顶板(1)的顶部的一侧增设有沉淀池(6)，所述沉淀池(6)一侧与处理空腔(4)连通；且所述沉淀池(6)临近收集箱(7)的一侧与收集箱(7)侧壁贴合，且收集箱(7)和沉淀池(6)之间开设有溢流口(61)，溢流口(61)靠近收集箱(7)的顶部设置；

所述处理空腔(4)内增设有导流板(5)，所述导流板(5)和屋顶板(1)之间连接有多根架空柱(51)；所述沉淀池(6)顶部开口，且所述导流板(5)的一端延伸至沉淀池(6)顶部并位于沉淀池(6)开口的正上方；所述传热管(81)自烟筒(8)朝向导流板(5)延伸并贴合导流板(5)设置，且所述传热管(81)延伸至导流板(5)临近沉淀池(6)的位置时穿过导流板(5)并连通于排气管(9)上；

所述传热管(81)位于导流板(5)和挂瓦板(3)之间的部分与挂瓦板(3)贴合；

所述瓦片(31)选用蜂窝活性炭材质。

2.根据权利要求1所述的一种古建屋顶结构，其特征在于：所述冷凝管(72)位于收集箱(7)和屋顶板(1)之间的部分自沉淀池(6)顶部的开口进入到沉淀池(6)内部并从沉淀池(6)的侧壁穿出。

3.根据权利要求1所述的一种古建屋顶结构，其特征在于：所述排气管(9)内部增设有用于将排气管(9)内气体从排气管(9)顶部输出的风机(91)。

4.根据权利要求3所述的一种古建屋顶结构，其特征在于：所述风机(91)下方增设有过滤器(92)。

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