CN201129040Y - 节能环保建筑 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于可再生能源利用领域，特别涉及一种节能环保建筑。装设有太阳能利用系统，包括太阳能强制采暖和制冷系统、太阳能集热系统、太阳能光伏发电系统、太阳能光导照明系统；另外还装设有风力发电机、生物质能利用系统、地热利用系统。本实用新型建筑合理的对多种能源综合利用：太阳能、风能、地热、生物质能，各系统可以合理的设置于建筑内，与建筑的采暖、供电电路有机结合，实现各种能源互补、高效利用。

Description

节能环保建筑

(一)技术领域

本实用新型属于可再生能源利用领域，特别涉及一种节能环保建筑。

(二)背景技术

目前，我国已经出现了将可再生能源与建筑一体化的建筑工程，比如集太阳能光热、光电为一体的建筑。集太阳能利用与风力发电为一体的建筑等。但是，这些工程建筑均存在着诸多的缺点，如建筑结构设计不合理、太阳能光热、光电系统布置不合理、利用可再生能源的种类单一、利用率有限等。这使得工程难以实现本身所预期的效果、不能保证工程长期的经济效益，严重影响可再生能源的利用与推广。

(三)实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种节能环保建筑，结构设计合理，可再生能源利用率高、能产生长期经济效益。

本实用新型采用的技术方案如下：

节能环保建筑，装设有太阳能利用系统，所述的太阳能利用系统包括太阳能强制采暖和制冷系统、太阳能集热系统、太阳能光伏发电系统、太阳能光导照明系统；建筑的屋顶为斜面；所述的太阳能强制取暖和制冷系统包括铺设于屋顶朝阳面以及所有朝阳墙面上的太阳能吸热板、建筑墙体外侧的隔热保温材料，太阳能吸热板与隔热保温材料间的间隙形成通道，通道分别与室内和吸热板外空间连通；通道与室内空间有两处连通处，分设于建筑墙体的上下部，其中上部的连通处设置有泵；通道与吸热板外空间的连通处设置有泵；建筑物墙体上还设置有凉气输入通道；所述的太阳能集热系统包括太阳能集热器，太阳能集热器铺设于屋顶朝阳面太阳能吸热板上；所述的太阳能光伏发电系统包括铺设于建筑屋顶朝阳面的太阳能电池板，太阳能电池板通过电路连接至蓄电池或并网逆变器。太阳能光导照明系统包括设置于可采光位置的采光装置，采光装置通过传导线连接至照明装置。

由于太阳能集热系统的太阳能集热器、太阳能光伏发电系统的太阳能电池板都需要铺设在建筑屋顶的朝阳面上，因此可以根据建筑本身对热能和电能的需求对两者铺设面积进行合理安排。

较好的，所述的太阳能吸热板板体断面为瓦楞形，板体上涂覆有吸热覆膜，且设置有气孔，可加速热空气的上升速度，同时提高吸热板的吸热效率。所述的建筑墙体外侧的隔热保温材料优选膨胀聚苯板，如密度在18-22kg/m²，导热系数0.042W(m²·K)的阻燃型膨胀聚苯板，可采用胶粘剂加锚栓方式固定，还可在保温层的表面抹3-6mm抗裂抹面砂浆，保证保温系统的各性能指标满足现行标准要求。屋面及女儿墙的保温隔热措施可在原屋面外铺5cm厚的挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板，泡沫塑料板外涂1∶2的水泥砂浆保护层和卷材防水层。

太阳能利用系统中的各部分运行方式分别如下：

太阳能强制采暖和制冷系统：

太阳能强制采暖功能的运行过程如下：

太阳能吸热板吸热后，吸热板与隔热保温材料间间隙形成的通道内，空气上升，通道靠近地面的空间形成真空，这时室内空气通过设于建筑墙体下部的连通处进入通道，而被加热的气体通过建筑墙体上部与室内的连通处由泵体排入室内，同时也加速被加热气体的上升速度，至此实现室内强制增温、干燥的效果，此过程通道与吸热板外空间的连通处以及建筑墙体上凉气输入通道都是关闭的。

太阳能强制制冷功能的运行过程如下：

太阳能吸热板吸热后，吸热板与隔热保温材料间间隙形成的通道内，空气上升，通道靠近地面的空间形成真空，这时室内空气通过设于建筑墙体下部的连通处进入通道，建筑物墙体上设置的凉气输入通道打开用于输入凉气；而被加热的气体则通过通道与吸热板外空间的连通处由泵体排出通道；此过程中通道与设于建筑墙体上部的室内连通处是关闭的。较好的，建筑物墙体上设置的输送凉气的通道可设计在建筑物的背阳部位，连通至恒温水池或与深井连通，直接利用现有资源，另外为了防止鼠、虫等进入室内，在凉气输入通道上可加装网状隔板。

太阳能集热系统：泵体将从凉水管引入的水注入储水箱，太阳能集热器经循环管道将储水箱的水加热形成热水，经水净化器净化后供给热水龙头和淋浴喷头使用。

太阳能光伏发电系统：设置于屋顶朝阳面的太阳能电池板，吸收太阳能后产生电流，通过电路同蓄电池或并网逆变器相连，向电器供电或与电网进行互补。

太阳能光导照明系统：采光装置采光后通过采光传导线将光能输入到灯体用于照明。

综上，利用太阳能可提供洗浴用的热水、采暖、并网发电、照明、满足室内的制热、制冷等需求。

进一步，所述的建筑还装设有风力发电机，电流处理后连接至供电电路。此装置将风能与建筑一体化。具体的，可将风力发电机设置于屋顶斜面的连接处或者其他可更好利用风能的位置，产生的电流通过线路连入充电器整流，同蓄电池或并网逆变器相连，向LED显示屏或电器供电或与电网进行互补。

另外，还可在建筑上设置通风帽、入风口、通风口等利于通风与排风的设施。

再进一步，所述的建筑还可装设生物质能利用系统，如沼气发酵系统和污水处理系统。

沼气发酵系统包括：发酵池、储气柜、脱水器、脱硫器、阻火器、供气管道。粪便在发酵池发酵后产生沼气，经供气管道进入脱水器、脱硫器后进入储气柜，经过供气管道进入阻火器后最终可用于发电、炊事、照明并可为空调机组提供热源。

所述的污水处理系统包括污水管道、沼气管道、消化罐、沙滤槽、格栅池、蓄水池。所述的消化罐优选三级消化罐，一级消化罐设有折流板，二、三级消化罐内设有生化降解处理装置。

具体的，生活污水经污水管道进入一级消化罐进行厌氧发酵，发酵后的废水进入二级消化罐继续发酵处理，然后进入三级消化罐进行净化处理，处理后经沙滤槽、格栅池的进一步净化流入蓄水池。处理后的水可用来洗车、绿化，产生的污水再经过污水管道进入系统进行循环。其中一级发酵罐中会产生大量的沼气、二级罐中也有一定量的沼气产生，可通过设置沼气管道将其与沼气发酵系统连通，处理后最终用于照明或炊事。

再进一步，所述的建筑还装设有地热利用系统，具体可设置地源热泵、上水管道、输水泵、水处理设备、管网、回水管。地下水经上水管道由输水泵抽出经水处理设备处理后送至地源热泵进行增温或降温，再通过管网到用户，再循环回流经回水管进入地下。

另外，还可在建筑的强光照射部位布设遮阳板，以防止强光对建筑形成的光污染。在建筑东西面布置墙体，以起到挡风和导风的作用。

本实用新型相对于现有技术，有以下优点：

本实用新型建筑合理的对多种能源综合利用：太阳能、风能、地热、生物质能，各系统可以合理的设置于建筑内，与建筑的采暖、供电电路有机结合，实现各种能源互补、高效利用，同时也实现对常规能源的零消耗和污染废物的零排放，实现节能环保的目标。

(四)附图说明

图1是本实用新型实施例1太阳能强制采暖和制冷系统结构示意图；

图2是图1中太阳能吸热板的断面结构示意图。

图3是图1中太阳能吸热板的B向视图。

图4是本实用新型实施例3污水处理系统结构示意图；

图5是本实用新型实施例4能源利用示意图；

图6为本实用新型实施例4整体结构示意图。

(五)具体实施方式：

以下以具体实施例来说明本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不限于此：

实施例1

一种节能环保建筑，装设有太阳能利用系统，包括太阳能强制采暖和制冷系统、太阳能集热系统、太阳能光伏发电系统、太阳能光导照明系统；建筑的屋顶为斜面；所述的太阳能强制取暖和制冷系统包括铺设于屋顶朝阳面以及所有朝阳墙面上的太阳能吸热板1、建筑墙体7外侧的隔热保温材料6，太阳能吸热板与隔热保温材料间的间隙形成通道，通道分别与室内和吸热板外空间连通；通道与室内空间有两处连通处4和8，分设于建筑墙体的上下部，其中上部的连通处4设置有泵5；通道与吸热板外空间的连通处2设置有泵3；建筑物墙体上还设置有凉气输入通道10，通道上装有隔板9；所述的建筑墙体外侧的隔热保温材料为阻燃型膨胀聚苯板，采用胶粘剂加锚栓方式固定，保温层的表面抹有5mm抗裂抹面砂浆。原屋面外铺有5cm厚的挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板，泡沫塑料板外涂1∶2的水泥砂浆保护层和卷材防水层。

所述的太阳能集热系统包括太阳能集热器，太阳能集热器铺设于屋顶朝阳面太阳能吸热板上；所述的太阳能光伏发电系统包括铺设于建筑屋顶朝阳面的太阳能电池板，太阳能电池板通过电路连接至蓄电池或并网逆变器；太阳能光导照明系统包括设置于可采光位置的采光装置，采光装置通过传导线连接至照明装置。

使用时，参考图1，太阳能吸热板1吸热后，吸热板与隔热保温材料间间隙形成的通道内，空气上升，通道靠近地面的空间形成真空，这时室内空气通过连通处8进入通道，而被加热的气体通过连通处4由泵体5排入室内，同时也加速被加热气体的上升速度，至此实现室内强制增温、干燥的效果，此过程连通处2以及建筑墙体上凉气输入通道10都是关闭的。

太阳能吸热板1吸热后，吸热板与隔热保温材料间间隙形成的通道内，空气上升，这时室内空气通过连通处8进入通道，凉气输入通道10打开用于输入凉气；而被加热的气体则通过连通处2由泵体3排出通道；此过程中连通处4是关闭的；在凉气输入通道上加装网状隔板9。这就实现了室内空气的交换达到降温制冷的作用。

太阳能集热系统中的泵体将从凉水管引入的水注入储水箱，太阳能集热器经循环管道将储水箱的水加热形成热水，经水净化器净化后供给热水龙头和淋浴喷头使用。

设置于屋顶朝阳面的太阳能电池板，吸收太阳能后产生电流，通过电路同蓄电池或并网逆变器相连，向电器供电或与电网进行互补。

太阳能光导照明系统的采光装置采光后通过采光传导线将光能输入到灯体用于照明。

实施例2

在屋顶的至高点装设有风力发电机，产生的电流通过线路连入充电器进行整流，同蓄电池或并网逆变器相连，向LED显示屏或电器供电、或与电网进行互补。在建筑上设置通风帽和通风口便于通风。另外在建筑的东西面布设有迎风墙，用于挡风和导风。

其他同实施例1。

实施例3

建筑内设有污水处理系统，如图4所示，包括污水管网1、一级消化罐2、管道3、二级消化罐4、管道5、三级消化罐6、管道7、格栅池8、管道9、沙滤槽10、管道11、蓄水池12、污水管道13、聚气罩14和16、沼气管道15。其中，一级消化罐设有折流板，二、三级消化罐罐体内部设有生化降解处理装置。

生活污水经污水管道进入一级消化罐进行厌氧发酵，发酵后的废水进入二级消化罐继续发酵处理，然后进入三级消化罐进行净化处理，处理后经格栅池、沙滤槽的进一步净化流入蓄水池，蓄水池中的水利用后产生的污水再回到污水管道。一级和二级消化罐中产生的沼气聚集至聚气罩14和16内，再通过沼气管道连通至沼气发酵系统。

建筑内还同步设有沼气发酵系统，粪便发酵生成的沼气与污水处理系统产生的沼气一起进入脱水器、脱硫器后进入储气柜、再经过供气管道进入阻火器后用于发电、炊事、照明并可为空调机组提供热源。

其他同实施例2。

实施例4

参见图6，本建筑座北朝南，采用高低错落的坡屋顶。太阳能集热器4、太阳能光电板7、太阳能吸热板3、采光装置5用于太阳能的综合利用；风力发电机9用来为LED显示屏提供电能，建筑设有风帽10、通风口11、入风口6、出风口8实现建筑的自然通风，另外建筑东西面设有迎风墙1，12为建筑的北门，可实现挡风、导风、通风；遮阳板2阻挡太阳强光直射，减小光污染。沼气发酵系统通过管道13引入室内、地热空调系统16用来为建筑制热和制冷、恒温水池17用于夏季的补充冷源和冬季的补充热源。污水处理系统18在处理生活污水的同时可产生一定量的沼气，这些沼气通过管道15及单向阀14与沼气发酵系统的沼气管道13连通，用于炊事和照明。具体各部分结构同实施例1～3。

Claims (8)

1.节能环保建筑，装设有太阳能利用系统，其特征在于所述的太阳能利用系统包括太阳能强制采暖和制冷系统、太阳能集热系统、太阳能光伏发电系统、太阳能光导照明系统；建筑的屋顶为斜面；所述的太阳能强制取暖和制冷系统包括铺设于屋顶朝阳面以及所有朝阳墙面上的太阳能吸热板、建筑墙体外侧的隔热保温材料，太阳能吸热板与隔热保温材料间的间隙形成通道，通道分别与室内和吸热板外空间连通；通道与室内空间有两处连通处，分设于建筑墙体的上下部，其中上部的连通处设置有泵；通道与吸热板外空间的连通处设置有泵；建筑物墙体上还设置有凉气输入通道；所述的太阳能集热系统包括太阳能集热器，太阳能集热器铺设于屋顶朝阳面太阳能吸热板上；所述的太阳能光伏发电系统包括铺设于建筑屋顶朝阳面的太阳能电池板，太阳能电池板通过电路连接至蓄电池或并网逆变器；太阳能光导照明系统包括设置于可采光位置的采光装置，采光装置通过传导线连接至照明装置。

2.如权利要求1所述的节能环保建筑，其特征在于所述的太阳能吸热板板体断面为瓦楞形，板体上涂覆有吸热覆膜，且设置有气孔。

3.如权利要求1所述的节能环保建筑，其特征在于所述的建筑墙体外侧的隔热保温材料为膨胀聚苯板。

4.如权利要求1所述的节能环保建筑，其特征在于建筑物的凉气输入通道连通至建筑背阳面的恒温水池。

5.如权利要求1～4所述的节能环保建筑，其特征在于所述的建筑还装设有风力发电机，电流处理后连接至供电电路。

6.如权利要求5所述的节能环保建筑，其特征在于所述的建筑还装设有生物质能利用系统，所述的生物质能利用系统包括沼气发酵系统和污水处理系统，污水处理系统设有沼气管道与沼气发酵系统连通。

7.如权利要求6所述的节能环保建筑，其特征在于所述的污水处理系统包括三级消化罐，一级消化罐设有折流板，二、三级消化罐内部设有生化降解处理装置。

8.如权利要求6或7所述的节能环保建筑，其特征在于所述的建筑还装设有地热利用系统。

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