CN201241486Y

CN201241486Y - 一种被动式太阳能单元住宅

Info

Publication number: CN201241486Y
Application number: CNU2008201268559U
Authority: CN
Inventors: 胡文荟; 陈瑞罡; 周彦明; 隋浩; 李茉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-07-02
Filing date: 2008-07-02
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2018-07-02

Abstract

本实用新型公开一种被动式太阳能单元住宅，包括居室、入户门，所述单元住宅在阳光照射时间最长的方向上设置集热单元，所述集热单元外侧设置有玻璃幕墙，内侧设置有隔墙，隔墙外表面设有蓄热材料，玻璃幕墙与隔墙之间形成相对封闭的空间，隔墙上设置有可开启/可关闭的阳台门，使集热单元与居室内相连通，所述阳台门上方墙体及阳台门门扇的下部设置有通风百叶，所述单元住宅还设有垂直通风道，垂直通风道上设有可开启/关闭的风门，集热单元通过风门与垂直通风道连通。本实用新型通过被动式太阳能单元住宅恒温采光通风廊的应用，在不大幅增加建筑成本的情况下，冬季可缩短采暖期，夏季可在晴天微风、甚至无风条件下实现通风，具有很好的建筑节能效果。

Description

一种被动式太阳能单元住宅

技术领域

本实用新型涉及一种被动式太阳能单元住宅。

背景技术

我国被动式太阳能建筑技术的研究始于20世纪80年代初，通过国际合作项目，如中德新能源村、联合国开发署(UNDP)支持的甘肃太阳能采暖降温研究基地等带动下发展起来的，参加项目的单位主要是高等院校暖通专业和与能源相关的研究机构。通过完成国家“七五”攻关，其成果表现为：编纂了我国《被动太阳建筑热工设计手册》和《被动太阳房建筑参考图集》在“三北”地区建造了示范房。

早在“六五”和“七五”期间，被动式太阳能建筑的热工设计和建筑构造，作为太阳能热利用的一个子项列入了国家科技攻关计划。在加强屋顶和四周围护结构保温的前提下，综合考虑最优的集热和蓄热配置，是被动太阳能房热工设计研究的重点。研究方法采用了计算机模拟、小室模型与试验房原型实测相结合的方法，对直接收益窗、集热—蓄热墙、附加温室、花格墙和水墙等方案，进行了研究并建造了若干示范房，在“七五”期间对被动式太阳能房进行扩大中试。实践证明，前三种集热方式的组合对原建筑立面改动不大，并为居民所接受，是我国被动式太阳能建筑设计的主要形式。

太阳能采暖系统一般由集热部件、蓄热部件、散热器和辅助热源构成。

被动式太阳能采暖，是指靠冬季太阳高度角低的自然特征，以房屋结构本身来完成集热、贮热和释热功能的采暖系统。从本质上说它是强调利用太阳能的节能建筑，造价增加不多，节能效益显著，故已成为世界各国推广的太阳能采暖技术的主流。

然而目前，我国已有400亿平方米的建筑。住宅面积约占全国建筑总量的60％。我国正处在工业化、城镇化的阶段，每年建成的房屋面积高达16-20亿平方米，超过所有发达国家年建成建筑面积的总和。不仅如此，21世纪头20年，依然是我国建筑业的鼎盛时期，预计到2020年全国房屋面积将接近2000年的2倍。遗憾的是，不仅目前我们既有的近400亿平方米建筑中的99％为高能耗建筑，新建建筑中95％以上仍属于高能耗建筑。

到2020年，如果城镇建筑达到我国节能标准，每年可节省3.35亿吨标准煤，空调负荷可减少8000万千瓦时，相当于1998年到2003年5年新增电力装机容量的总和，每年可减少电力投资约1万亿元。虽然进行建筑节能可能会增加建筑成本，但实践证明，只要采取经济实用、切合实际的节能措施，新建居住建筑节能投资和既有建筑节能投资改造成本，约为80-120元，一般可通过产生的节能效益在5年左右收回。

但我国被动式太阳能建筑为何没能得以广泛的发展呢？

事实证明我国被动式太阳能建筑发展中存在以下问题：(1)对新兴的太阳能节能建筑的行业管理体制尚不明确；(2)住宅建筑发展总量急速扩张且形制日益趋同，发展商担心可能会增加建筑成本；(3)缺乏太阳能建筑一体化设计概念，没有将集热、通风等构件与建筑构件良好的结合，因此有些太阳能建筑会增加建筑成本并销弱建筑功能；(4)只重视被动式太阳能采暖，不够重视夏季的被动降温研究。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种被动式太阳能单元住宅，能够将集热、通风等构件与建筑构件良好的结合，使冬天能够利用太阳能加热居室内的空气，提高室温；夏天能够使居室内的高温空气通过通风道排到室外，降低室温，而且实现节能的同时又不会大幅度增加建筑成本。

为实现上述目的，本实用新型提供一种被动式太阳能单元住宅，包括居室、入户门，所述单元住宅在阳光照射时间最长的方向上设置集热单元，所述集热单元外侧设置有玻璃幕墙，内侧设置有隔墙，隔墙外表面设有蓄热材料，玻璃幕墙与隔墙之间形成相对封闭的空间，隔墙上设置有可开启/可关闭的阳台门，使集热单元与居室内相连通，所述阳台门上方墙体及阳台门门扇的下部设置有通风百叶，所述单元住宅还设有垂直通风道，垂直通风道上设有可开启/关闭的风门，集热单元通过风门与垂直通风道连通。

进一步，所述单元住宅为多层建筑中的单元住宅，所述垂直通风道与其经过的每一个单元住宅的集热单元通过风门连通。

进一步，所述玻璃幕墙设有开启扇，所述隔墙上设有玻璃窗。

进一步，所述集热单元为U形，隔墙为三面，阳台门为两个，位于U形集热单元的两侧。

进一步，所述集热单元顶部设有导流槽，集热单元通过导流槽与居室内连通。

进一步，所述阳台门上方墙体的通风百叶内部还设有散流器。

进一步，所述入户门上方墙体设有带有散流器的通风百叶。

进一步，所述入户门与一个阳台门相对齐。

进一步，所述单元住宅位于北半球时，所述集热单元设置在南面；所述单元住宅位于南半球时，所述集热单元设置在北面。

本实用新型通过将集热、通风等构件与建筑构件良好的结合，使冬天能够利用太阳能加热居室内的空气，提高室温；夏天能够使居室内的高温空气通过通风道排到室外，降低室温，而且实现节能的同时又不会大幅度增加建筑成本。为建筑被动式利用太阳能提供了一种有效的解决方式。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

图1为本实用新型一种被动式太阳能单元住宅的结构图；

图2为图1从右侧观察的示意图；

图3为本实用新型一种被动式太阳能单元住宅的通风示意图；

图4为图1中入户门的结构图；

图5为图1中阳台门的结构图；

图6为一层垂直通风道的结构图；

图7为多层垂直通风道的结构图。

具体实施方式

本实用新型没有在太阳能和建筑两个层面上去关注太阳能的应用问题，而是从整体全面的角度去思考。太阳能建筑涉及到能源发展、建筑单体、城市景观以及可支付能力等一系列问题。太阳能与建筑一体化不是简单的“相加”，而是要通过“相加”整合出一个崭新的答案，把太阳能同建筑结合起来，使建筑具有自我循环式的独立能源，把建筑与建筑环境作为一个整体来考虑这也正是建筑节能问题的关键所在。

本实用新型主要分四个部分即：集热、通风、蓄热、散热

其中：

1)集热部件：利用单元住宅的南向阳台，并对外部加以改造。(图)

适当增大南向阳台的玻璃采光面，有条件可设通高落地玻璃，增加气密性并设开启扇。

2)通风部件：增设垂直通风道，有条件增设单元住宅的南侧纵向阳台或水平通风道。

每户增加1平方米以下的垂直通风道，玻璃、金属、钢筋砼均可。有条件可设南侧纵向阳台。或0.3平方米以下水平通风道。

3)蓄热部件：利用单元住宅的南向阳台的内部并加以改造。

在南向阳台的天花、南侧墙面外皮增加蓄热材料，有条件可设导流槽。

4)散热部件：利用单元住宅的南向阳台门及入户门并加以改造。

在南向阳台门的上部及门扇下部、入户门的上部，增设不小于0.3平方米可开闭的通风百叶窗，内设散流器。

实施例1：

如图1至图5所示，本实施例提供一种被动式太阳能单元住宅，包括居室1、入户门2，单元住宅在阳光照射时间最长的方向上(例如北半球南面阳光照射时间最长，而南半球则在北面)设置集热单元3(即恒温采光通风廊)，集热单元3外侧设置有玻璃幕墙31，玻璃幕墙31设有开启扇，隔墙32上设有玻璃窗，集热单元3内侧设置有隔墙32，隔墙32外表面设有蓄热材料，玻璃幕墙31与隔墙32之间形成相对封闭的空间，隔墙32上设置有可开启/可关闭的阳台门321，使集热单元3与居室内相连通，为了增加通风，阳台门321上方墙体及阳台门321门扇的下部设置有可开启/可关闭的通风百叶5，阳台门321上方墙体的通风百叶5内部还设有散流器6。入户门2上方墙体设有可开启/可关闭的带有散流器6的通风百叶5，入户门2与一个阳台门321相对齐，这样有利于通风。单元住宅还设有垂直通风道4，垂直通风道4上设有可开启/关闭的风门，集热单元3通过风门与垂直通风道4连通。集热单元3为U形，隔墙32为三面，阳台门321为两个，位于U形集热单元3的两侧。

单元住宅可以为单层建筑中的单元住宅，这时垂直通风道4的结构如图6所示。

单元住宅也可以为多层建筑中的单元住宅，这时垂直通风道4的结构如图7所示，垂直通风道4与其经过的每一个单元住宅的集热单元3通过风门连通。集热单元3顶部设有导流槽33，集热单元3通过导流槽与居室内连通。

夏天阳光充足时，将玻璃幕墙31的开启扇打开、再将阳台门321上方墙体、阳台门321门扇的下部和入户门2上方墙体设有的通风百叶5全部打开，通过散流器6调节风向，可以获得良好的通风效果，当天气不是特别闷热的情况下，可以不用或少用空调，也能达到室内温度凉爽适宜的效果。

冬天时，将玻璃幕墙31的开启扇关闭、再将阳台门321上方墙体、阳台门321门扇的下部和入户门2上方墙体设有的通风百叶5全部关闭，透过玻璃幕墙31的阳光加热集热单元3中的空气，空气再将热量传导给外表面设有蓄热材料的隔墙32，进而传到室内，使室内的温度升高。

当前，我国被动式太阳房已进入深化普及阶段。主要表现在以提高室内舒适度为目标。被动式太阳建筑很有发展前途，实测结果表明，夏季南向建筑的日平均室温能比普通建筑低2.5℃左右，冬季室内平均温度可比普通建筑高3.8℃左右，而投资仅增加8％上下，但产品构件与建筑的结合上做的不够，往往制约了它的发展。

本实用新型附建在房屋南侧，其结构绝大部分利用单元住宅构成要素，或稍加改造，通过巧妙的设计达到了采光、景观、集热、通风降温并与建筑的完美结合。为住宅配备了良好的居住和家庭活动场所，使室外有利因素进入室内空间，又透过玻璃窗使室内与外界自然亲合，深受群众欢迎。在房顶上设有热烟囱，过热时可抽出热空气，平衡室内微气候。本实用新型是太阳能技术与建筑的有机结合，将极大的开拓太阳能市场，推动太阳能利用技术创新，提高产品质量和产品档次，以满足日益增长的市场需求。

本实用新型率先引入“单元住宅太阳能建筑一体化”这一概念。采用恒温采光通风廊，以解决单元住宅3个进深当中中间进深的舒适性问题，并通过此部分空间扩展到其他居住空间。实现采光、景观、集热、通风降温与建筑的完美结合，持续高效地使用太阳能这一可再生资源，实现了节地、节能、环保与实用美观的多效统一。

本实用新型主要从解决我国当代单元住宅建筑的节能、省地问题入手，针对当前中小户型的大进深小面宽带所来的采光通风不理想的问题为突破口，通过被动式太阳能单元住宅恒温采光通风廊的应用，在不大幅增加建筑成本的情况下，冬季可缩短采暖期，夏季可在晴天微风、甚至无风条件下实现通风。并在保温方面达到或超过我国建筑节能标准。

上述参照实施例对该被动式太阳能单元住宅进行的描述，是说明性的而不是限定性的，因此在不脱离本实用新型总体构思下的变化和修改，应属本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种被动式太阳能单元住宅，包括居室、入户门，其特征在于，所述单元住宅在阳光照射时间最长的方向上设置集热单元，所述集热单元外侧设置有玻璃幕墙，内侧设置有隔墙，隔墙外表面设有蓄热材料，玻璃幕墙与隔墙之间形成相对封闭的空间，隔墙上设置有可开启/可关闭的阳台门，使集热单元与居室内相连通，所述阳台门上方墙体及阳台门门扇的下部设置有通风百叶，所述单元住宅还设有垂直通风道，垂直通风道上设有可开启/关闭的风门，集热单元通过风门与垂直通风道连通。

2.根据权利要求1所述的被动式太阳能单元住宅，其特征在于，所述单元住宅为多层建筑中的单元住宅，所述垂直通风道与其经过的每一个单元住宅的集热单元通过风门连通。

3.根据权利要求1所述的被动式太阳能单元住宅，其特征在于，所述玻璃幕墙设有开启扇，所述隔墙上设有玻璃窗。

4.根据权利要求1所述的被动式太阳能单元住宅，其特征在于，所述集热单元为U形，隔墙为三面，阳台门为两个，位于U形集热单元的两侧。

5.根据权利要求1所述的被动式太阳能单元住宅，其特征在于，所述集热单元顶部设有导流槽，集热单元通过导流槽与居室内连通。

6.根据权利要求1所述的被动式太阳能单元住宅，其特征在于，所述阳台门上方墙体的通风百叶内部还设有散流器。

7.根据权利要求1所述的被动式太阳能单元住宅，其特征在于，所述入户门上方墙体设有带有散流器的通风百叶。

8.根据权利要求7所述的被动式太阳能单元住宅，其特征在于，所述入户门与一个阳台门相对齐。

9.根据权利要求1所述的被动式太阳能单元住宅，其特征在于，所述单元住宅位于北半球时，所述集热单元设置在南面；所述单元住宅位于南半球时，所述集热单元设置在北面。