CN204609373U - 一种适用于医院建筑绿色化改造的被动式节能装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种适用于医院建筑绿色化改造的被动式节能装置，具体为一种兼具自然通风和自然采光功能的被动式节能装置，该装置由采光罩1、外层透明通风管4、屋顶外部内层直光导管5、屋顶内部内层直光导管6、内层变径光导管2、漫反射器8、防雨百叶风口3、单层百叶风口9组成。阳光透过外层透明通风管4照射在所述的内层变径光导管2和屋顶外部内层直光导管5外表面涂有的高吸收率太阳能选择性吸收涂层上，并加热环形通道内的空气，加强热压作用，提高环形通道内的风速，强化自然通风。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种适用于医院建筑绿色化改造的被动式节能装置，具体为一种兼具自然通风和自然采光功能的被动式节能装置，尤其适用于需要通过顶部空间同时进行自然采光和自然通风的建筑。
背景技术
建筑节能一直备受各界关注，《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005规定50％的建筑节能任务通过围护结构节能、空调设备节能和照明设备节能等实现，而照明能耗又占整个建筑物能耗的30％左右，因而如何充分利用自然光，节约照明用电，已显得尤为重要。此外，通过强化自然通风，不仅可以改善室内热环境，而且可以避免由空调系统所引发的各种“空调病”。对于医院建筑而言，其往往存在中庭、进深较大的门诊大厅等，白天仅靠侧面自然采光则室内采光不均，如果安装导光管可优化室内光环境并节约人工照明能耗。此外，医院室内污染源种类繁杂，人流量大，新风量需求大，对空气品质要求高，有必要通过自然通风改善室内空气品质，并节约空调能耗。同样，既有医院建筑中庭及门诊大厅等不仅存在进深大，人流密度大的特点，且往往屋面可利用面积小，如果安装光导管和自然通风两种装置，则在绿色化改造中，光导管和自然通风器的合理布局较困难。因此，有必要提供一种兼具自然通风和自然采光功能的被动式节能装置，该装置尤其适用于深较大、人流量大的医院门诊大厅、中庭等；该装置应兼具通风和采光的双重功能，节约对屋面空间的占用，尤其适用于医院建筑绿色化改造。此外，该装置还应具备造价低廉、结构简单、自然通风效率高等优点。
光导照明通风技术，即将自然采光与自然通风技术集成在导光管装置中，已经成为研究热点。专利ZL200420118097.8公开了一种将光导管与光催化空气技术、自然通风、照明技术结合的装置，该装置能较好得实现建筑物室内自然采光与自然通风，但是该装置成本较高，难以大规模推广应用；专利CN103423697A公布了一种利用光导管内热压作用进行自然通风的装置，但是该装置通风效果受室外风压的影响较大，可能出现室外空气倒灌或者室内外空气流通紊乱；专利201420474652.4公开了一种利用圆环通风的导光筒装置，该装置主要通过环形通风道室外风口处设置轴流风机强化通风，该装置的局限性在于不能最大化利用光导管环形通风道自身的烟囱效应，此外该装置中的轴流风机不仅需要耗费常规能源也存在与土建施工的配合问题以及后期运行的噪声问题。
因此，有必要提供一种适用于医院建筑绿色化改造的被动式节能装置，具体为一种兼具自然通风和自然采光功能的被动式节能装置，该装置不仅造价低廉、结构简单，而且能强化导光筒内部热压所产生的烟囱效应，减少或减除抽流风机的应用。该装置尤其适用于深较大、人流量大的医院门诊大厅、中庭等；该装置应兼具通风和采光的双重功能，节约对屋面空间的占用，尤其适用于医院建筑绿色化改造。此外，本装置亦可推广于需要通过顶部空间同时进行自然采光和自然通风的建筑，例如应用于地下空间、商场、超市等。
实用新型内容
为了克服现有的导光管装置在兼顾自然通风和自然采光作用时存在的成本造价高，结构复杂，不能最大化利用光导管自身热压作用的不足，本实用新型提供一种结构简单、造价低廉、能通过强化导光管内部热压所产生的烟囱效应来提高通风效率继而减少或减除抽流风机应用的一种适用于医院建筑绿色化改造的被动式节能装置，具体为一种兼具自然通风和自然采光功能的被动式节能装置，该装置尤其适用于深较大、人流量大的医院门诊大厅、中庭等，通过兼具通风和采光的双重功能，而节约了对屋面空间的占用，尤其适用于医院建筑绿色化改造。此外，本装置亦可推广于需要通过顶部空间同时进行自然采光和自然通风的建筑，例如应用于地下空间、商场、超市等。
本实用新型的技术方案是：
所述的一种适用于医院建筑绿色化改造的被动式节能装置，由采光罩、外层透明通风管、内层变径光导管、内层直光导管、漫反射器、防雨百叶风口、单层百叶风口组成。
进一步，所述的采光罩应由透光率较高的材料制成，例如由PC材料注塑而成，并可根据不同环境要求设计为半球形、钻石形等。
进一步，所述的外层透明通风管由具有一定强度的透明材料制成，例如玻璃钢。
进一步，所述的内层变径光导管选用高反射率材料制成，一般为铝制结构，且外表面涂有高吸收率的太阳能选择性吸收涂层，便于吸收太阳能。
进一步，所述的内层直光导管分为屋顶外部内层直光导管和屋顶内部内层直光导管；所述的屋顶外部内层直光导管安装于屋顶以上空间，选用高反射率材料制成且外表面涂有高吸收率的太阳能选择性吸收涂层；所述的屋顶内部内层直光导管安装于屋顶以下空间，选用高反射率材料制成。
进一步，所述的采光罩、屋顶外部内层直光导管由内层变径光导管连接为一体，并一体化加工而成。
进一步，所述的屋顶外部内层直光导管与屋顶内部内层直光导管，一般可通过联合咬口、丝牙连接件等方式连接。
进一步，所述的漫反射器应具有良好的透光性、隔热性、隔声性，可由由PC材料或者PMMA材料制成，安装在屋顶内部内层直光导管室内端。
进一步，所述的外层透明通风管与屋顶外部内层直光导管可形成环形通风道，环形通风道与室外空气交换的界面处安装防雨百叶风口，具体安装在外层透明通风管与采光罩之间。
进一步，所述的外层透明通风管与屋顶内部内层直光导管可形成环形通风道，环形通风道与室内空气交换的界面处安装单层百叶风口，单层百叶风口为环形。
本实用新型的技术原理是：
所述的采光罩聚集室外的自然光线，并通过所述的内层变径光导管、内层直光导管高效传输后，由所述的漫反射器把自然光均匀地照射到室内需要光线的地方；所述的内层变径光导管、屋顶外部内层直光导管安装于屋顶以上空间，阳光透过外层透明通风管照射到所述的内层变径光导管、屋顶外部内层直光导管外表面。由于，所述的内层变径光导管、屋顶外部内层直光导管外表面涂有高吸收率太阳能选择性吸收涂层，则这相当于一个太阳能集热管，可吸收太阳能，可加热所述的外层透明通风管与内层直光导管之间环形通风道内的空气，从而利用通风道内热空气形成的密度差产生动力，促进气流流通，提高通风道内空气的流速，强化自然通风。因此，室内污浊空气可通过所述的外层透明通风管与内层直光导管之间的环形通风道，由防雨百叶风口排除室外，实现了室内外空气的交换。
本实用新型的有益效果可归纳为：
1)强化热压作用、提高自然通风效率
所述的内层变径光导管、屋顶外部内层直光导管外表面涂有高吸收率太阳能选择性吸收涂层，吸收太阳能后可加热外层透明通风管与内层直光导管之间环形通风道的空气，有利于促进气流流通，提高通环形通风道内空气的流速，强化自然通风。
2)造价低廉、结构简单、安装方便
如上所述，因本实用新型提高了自然通风效率，因此可避免在排风口安装轴流风机，降低了成本造价，又能避免风机安装与建筑施工的配合。
3)节约常规能源的消耗、无风机噪声
如上所述，本实用新型可不在通风道出口处安装轴流风机，这样便节约了常规能源的消耗，也避免了风机开启后的噪声对室内人员的影响。
4)节省空间、便于布局
本实用新型兼具自然通风和自然采光的双重功能，解决了建筑屋顶可利用面积少的难题，尤其适用于既有建筑的绿色化改造。
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说明。
图1是本实用新型的结构示意图。
图中，1.采光罩，2.内层变径光导管，3.防雨百叶风口，4.外层透明通风管，5.屋顶外部内层直光导管，6.屋顶内部内层直光导管，7.接口，8.漫反射器，9.单层百叶风口，10.屋顶。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例，对本实用新型的结构特点、技术优势等做进一步详细描述。具体实施方式中所述的仅为说明本实用新型，而非限定本适用新型的保护范围。
如图1，一种适用于医院建筑绿色化改造的被动式节能装置，该装置由采光罩1、外层透明通风管4、屋顶外部内层直光导管5、屋顶内部内层直光导管6、内层变径光导管2、漫反射器8、防雨百叶风口3、单层百叶风口9组成，屋顶外部内层直光导管5与屋顶内部内层直光导管6通过接口7连接，可采用联合咬口的方式连接。
所述的一种适用于医院建筑绿色化改造的被动式节能装置，采光罩1、屋顶外部内层直光导管5、内层变径光导管2、防雨百叶风口3安装于屋顶10上部；屋顶内部内层直光导管6、漫反射器8、单层百叶风口9安装于屋顶10的下部；外层透明通风管4穿越屋顶10，与内层变径光导管2、屋顶外部内层直光导管5、屋顶内部内层直光导管6形成环形通道；外层透明通风管4上部与漫反射器8之间设置防雨百叶风口3，其下部与屋顶内部内层直光导管6形成环形通道，并在环形通道的室内末端设置单层百叶风口9。
进一步，根据其在屋顶10上的安装方式，可将该装置分为屋顶外部和屋顶内部两部分来进一步介绍。屋顶外部：所述的采光罩1、内层变径光导管2、屋顶外部内层直光导管5自上而下加工为一个整体；所述的内层变径光导管2和屋顶外部内层直光导管5外表面涂有的高吸收率太阳能选择性吸收涂层。屋顶内部：屋顶内部内层直光导管6安装在屋顶以下，其末端通往室内，室内末端设置有漫反射器8；所述的屋顶内部内层直光导管6与屋顶外部内层直光导管5通过接口7连接。
进一步，所述的外层透明通风管4设置于内层变径光导管2、屋顶外部内层直光导管5、屋顶内部内层直光导管6的外层；外层透明通风管4与内层变径光导管2、屋顶外部内层直光导管5、屋顶内部内层直光导管6形成环形通道，并在环形通道的室内末端设置单层百叶风口9，单层百叶风口9为环形；另外，外层透明通风管4与采光罩1之间设置有防雨百叶风口3。
本实施例中，所述的采光罩1采集室外阳光，通过内层变径光导管2、屋顶外部内层直光导管5、屋顶内部内层直光导管6将阳光传递至室内末端，并通过漫反射器8实现室内日光照明。
本实施例中，外层透明通风管4与内层变径光导管2、屋顶外部内层直光导管5、屋顶内部内层直光导管6形成环形通道，室内空气可在热压作用下，通过单层百叶风口9进入环形通道，并由防雨百叶风口3排至室外。所述的内层变径光导管2和屋顶外部内层直光导管5外表面涂有的高吸收率太阳能选择性吸收涂层，外层透明通风管4由具有一定强度的透明材料制成(可采用玻璃钢)，阳光透过外层透明通风管4照射在所述的内层变径光导管2和屋顶外部内层直光导管5外表面涂有的高吸收率太阳能选择性吸收涂层上，并加热环形通道内的空气，加强热压作用，提高环形通道内的风速，强化自然通风。
Claims (6)
1.一种适用于医院建筑绿色化改造的被动式节能装置，该装置由采光罩(1)、外层透明通风管(4)、屋顶外部内层直光导管(5)、屋顶内部内层直光导管(6)、内层变径光导管(2)、漫反射器(8)、防雨百叶风口(3)、单层百叶风口(9)组成。
2.根据权利要求1所述的一种适用于医院建筑绿色化改造的被动式节能装置，其特征在于，采光罩(1)、屋顶外部内层直光导管(5)、内层变径光导管(2)、防雨百叶风口(3)安装于屋顶(10)上部；屋顶内部内层直光导管(6)、漫反射器(8)、单层百叶风口(9)安装于屋顶(10)的下部。
3.根据权利要求1所述的一种适用于医院建筑绿色化改造的被动式节能装置，其特征在于，屋顶外部内层直光导管(5)与屋顶内部内层直光导管(6)通过接口(7)连接。
4.根据权利要求1所述的一种适用于医院建筑绿色化改造的被动式节能装置，其特征在于，所述的外层透明通风管(4)穿越屋顶(10)，设置于内层变径光导管(2)、屋顶外部内层直光导管(5)、屋顶内部内层直光导管(6)的外层，与内层变径光导管(2)、屋顶外部内层直光导管(5)、屋顶内部内层直光导管(6)形成环形通道，在环形通道的室内末端设置单层百叶风口(9)，单层百叶风口(9)为环形。
5.根据权利要求1所述的一种适用于医院建筑绿色化改造的被动式节能装置，其特征在于，外层透明通风管(4)与采光罩(1)之间设置有防雨百叶风口(3)。
6.根据权利要求1所述的一种适用于医院建筑绿色化改造的被动式节能装置，其特征在于，所述的内层变径光导管(2)和屋顶外部内层直光导管(5)外表面涂有高吸收率太阳能选择性吸收涂层。
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Cited By (3)
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| CN106642008A (zh) * | 2017-01-16 | 2017-05-10 | 厦门市和奕华光电科技有限公司 | 一种可隔热调温的光导管照明结构 |
| CN108488984A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-09-04 | 四川大学 | 一种利用烟气余热驱动空气为建筑自然通风的装置 |
| CN111576791A (zh) * | 2020-05-30 | 2020-08-25 | 陕西工业职业技术学院 | 用于绿色建筑内部的通风循环装置 |
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