CN209144984U - 一种低能耗装配式建筑 - Google Patents

Abstract

一种低能耗装配式建筑，建筑外墙体为装配式节能双层幕墙，建筑室内隔墙安装相变壁暖，室内天花为蓄能吊顶，室内地板为蓄能地板，建筑屋面及外侧安装光伏光热太阳能板，建筑门窗使用反转相变玻璃窗，建筑的入户水管管路与地源加热水系统相连，双层幕墙的中空墙体连通室内的进风口，中空墙体另一端连通地源加热新风系统。本实用新型多种蓄能系统可自主提供室内能源，提供热水和新鲜空气，可自动调控室内温度，节能降耗；并且建造便捷，直接装配建造，将生态环境、生态能源利用和建筑结构相整合，传统建筑美学和绿色建筑技术这两个体系合为一体，真正达到生态节能与建筑创新的高度统一；建筑结构还具有质量轻，抗震防火，隔音等多种功能。

Description

一种低能耗装配式建筑

技术领域

本实用新型涉及一种建筑结构，具体涉及一种可装配式安装的多功能低能耗建筑。

背景技术

能源是人类赖以生存的基础。随着现代工业的迅速发展，人们对能源的需求量越来越大。世界范围内，高耗能建筑比例大，加剧能源危机。我国随着20年的房地产高速开发，此现象尤为严重。我国每年建成的房屋面积高达16亿至20亿平方米，超过所有发达国家年建成建筑面积的总和，而97%以上是高能耗建筑。建筑能耗迅速增长。所谓建筑能耗指建筑使用能耗，包括采暖、空调、热水供应、照明、炊事、家用电器、电梯等方面的能耗，其中采暖、空调能耗约占60%~70%，这是由于中国的建筑围护结构保温隔热性能差，采暖用能的2/3白白跑掉。如果我国继续执行节能水平较低的设计标准，将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗，已经成为国民经济的巨大负担。

低能耗建筑是指在围护结构、能源和设备系统、照明、智能控制、可再生能源利用等方面综合选用各项节能技术，能耗水平远低于常规建筑的建筑物，是一种不用或者尽量少用一次能源，而使用可再生能源的建筑。现有的低能耗房屋主要是依靠利用再生能源对建筑提供能源供给，例如太阳能光伏，地源加热，风力发电设备等绿色能源，另一方面对房屋自身的结构进行优化，对建筑的采光、空气通道、水通道进行合理规划和利用，使建筑自身达到正常运转的情况下可以减少能源消耗，另外，建筑自身的温度保温调节系统为节能关键，具有良好保温控温效果的建筑外围可以免受室外温度环境的影响，也大大减低了室内空调负荷的能耗，对低能耗建筑的节能效果具有决定性影响。

当今的节能绿色建筑实践，大多数还处于用传统的形式叠加上节能技术装备这种状态，换句话说，是用抵御自然的建筑与保护自然的技术相组合，这往往会造成节能绿色建筑不太好看的尴尬现实，而一贯自恋唯美的建筑师们就往往不情愿采用那些会影响外观的节能技术装备，事实上，当今的世界建筑潮流似乎形式了两大体系，一个是持续沿着传统建筑美学的道路以新的信息技术不断创造新的视觉语言;一个是以不断推出的新技术，新产品而装备起来的技术性绿色建筑，前者仍然是绝大多数建筑设计师们关注和追随的问题，而后者更多是专家学者的工程师们推崇的方向，这是一对矛盾体，也是目前节能绿色建筑的痛点。

我们通过专利和文献检索，也发现了一些关于低能耗建筑上的资料，例如：

1、一种蓄能太阳能结合模块化分体式相变房屋节能系统，申请号：CN201210273777.6，申请人：华南理工大学；摘要：本发明公开了一种蓄能太阳能结合模块化分体式相变房屋节能系统，包括内室、蓄能风道系统，内室包括前蓄热墙、后蓄热墙、左蓄热墙和右蓄热墙围成，前蓄热墙与蓄能风道系统通过风门连通；蓄能风道系统包括前面墙体、后面墙体、左面墙体、右面墙体围成，前面墙体由透明玻璃板构成，后面墙体、左面墙体、右面墙体由绝热板构成；结合了两种被动式建筑节能技术，安装简易，适合于工厂大批量生产以及旧楼改造；在安装上注重与建筑一体化，保持建筑立面美观，其模块封装盒实现模块化分体式相变墙对于相变材料在建筑节能的应用有着应用推广的现实意义，可以广泛推广应用于写字楼、医院、住宅等建筑，对于旧楼改造项目也有着重要的现实意义。

2、太阳能与相变蓄能材料集成应用的能源自维持建筑，申请号：CN201410527469.0，申请人：天津大学；摘要：本发明公开了一种太阳能与相变蓄能材料集成应用的能源自维持建筑，包括相变房屋和屋顶上的太阳能系统。相变房屋的水泥地板内埋设有相变套管，相变套管内设置有相变材料，多根相变套管水平设置组成相变材料层，所述相变材料为无机相变材料、有机相变材料或有机相变材料的低共熔混合物；水泥地板与地面之间设置有通风层，通风层通过通风窗与室外空气相同，水泥地板上设置的孔洞与通风层相通。太阳能集热器通过管路与相变套管形成一个完整的太阳能热水系统循环回路。本发明可跨季节使用，冬季通过太阳能系统为房屋内供热，夏季通过自然通风为房屋内降温，通过相变材料稳定室内热环境，最大程度地利用可再生能源，减少了建筑能耗。

3、一种集成化的低能耗建筑节能系统及其方法；申请号：CN201810234881.1，申请人：桂林电子科技大学；摘要：本发明涉及一种集成化的低能耗建筑节能系统及其方法，包括由内侧墙和外侧墙形成的墙体，墙体构造成内部设有楼板的建筑室；南向的墙体的外侧设有阳台；南向的墙体的外侧墙为相变材料层，内侧墙为保温隔热材料层；其他朝向的墙体的外侧墙为保温隔热材料层，内侧墙为相变材料层；楼板上下两层分别为相变材料层，中间层为保温隔热材料层；阳台口设有将其封闭的玻璃护罩；玻璃护罩的上部设有一号可启闭空气通道；南向的墙体的上部设有二号可启闭空气通道，其下部设有三号可启闭空气通道；北向的墙体的上部设有四号可启闭的空气通道。本发明的有益效果是：既保证了建筑在冬季的保温隔热性能，又使建筑体在夏季可以吸收进入室内的多余热量，保证建筑体的热舒适性。

4、一种低能耗建筑新风系统；申请号：CN201520910506.6，申请人：河北工业大学;天津市弘渝科技发展有限公司; 天津市柳春科技发展有限公司；摘要：本实用新型涉及一种低能耗建筑新风系统，其特征在于该系统包括新风引入装置、土壤-空气换热管群、热回收器、室内送风管路装置、回风管、室外排气管、太阳能光伏组件和空气冷却器；所述新风引入装置包括遮风帽、过滤器和风机，过滤器一端与遮风帽相连接，另一端与风机的进口相连接；所述土壤-空气换热管群一端与风机的出口相连接，另一端与热回收器的外侧进口相连接；所述室内送风管路装置包括送风管、风阀和散流器，送风管一端与热回收器的内侧出口相连接，另一端与各房间的风阀的进口相连接，各房间的风阀的出口与对应的散流器相连接；所述回风管的出口与热回收器的内侧进口相连接；所述室外排气管一端与热回收器的外侧出口相连接。

5、一种超低能耗建筑系统；申请号：CN201520467715.8，申请人：青岛科瑞新型环保材料有限公司；摘要：一种超低能耗建筑系统，包括太阳能系统、抽油烟机系统、打火灶余热系统、送风系统、外墙保温系统、节能窗系统。本实用新型保温系统将各种热能综合利用起来，达到节约能源的目的，能够基本上实现冬天采暖需求，不需要散热器采暖。

6、一种节能的地源加热装置；申请号：CN201611065563.4，申请人：镇江恒安防爆电器有限公司；摘要：本发明提出的一种节能的地源加热装置，包括地源换热箱、热交换箱、地源换热管和热交换管，地源换热箱包括外箱体和内箱体，采用螺旋式换热通道设计，提高换热效率，热交换箱中部设有换热管，换热管的外壁上设有换热翅片，本发明结构简单，设计合理，换热翅片的设置提高了换热效果，提高了换热效果，地源换热箱通过多通管并联，可分散布置，降低了对土地的占用和规划难度，同时可按需开启单个或者多个，降低了能耗，也便于对设备的维护。

7、太阳能光伏光热屋顶系统；申请号：CN201310022338.2，申请人：于勤勇；摘要：本发明提出了太阳能光伏光热屋顶系统，其包括若干个太阳能光伏光热板、输水管和支撑结构，所述太阳能光伏光热板通过连接件固定在支撑结构上，所述太阳能光伏光热板纵向之间相互搭接，所述太阳能光伏光热板中设有换热管，所述输水管通过管道连接到换热管的进水口和出水口。本发明通过连接件将太阳能光伏光热固定在所述建筑物的顶部的支撑结构上，太阳能光伏光热板纵向之间相互搭接，能够在屋顶大面积铺设，提高光电、光热利用效率，能完全取代或部分取代现代传统屋顶，可减少整体安装和使用成本，而且提供了太阳能屋顶的防水性能。

现市面上存在的低能耗建筑利用相变材料墙体和地板储存热能，调节室内温度，再加以太阳能作为能源，或者地源加热综合新风系统将土壤热源引入室内，以实现整体房屋的节能降耗；现有技术中的低能耗建筑施工复杂，使用过程中，节能降耗的效果还不够理想，并没有将多种降耗方式有机结合，形成整体的节能建筑综合体。

发明内容

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种低能耗装配式建筑，建筑外墙体为装配式节能双层幕墙，建筑室内隔墙安装相变壁暖，室内天花为蓄能吊顶，室内地板为蓄能地板，建筑屋面及外侧安装光伏光热太阳能板，建筑门窗使用反转相变玻璃窗，建筑的入户水管管路与地源加热水系统相连，双层幕墙的中空墙体连通室内的进风口，中空墙体另一端连通地源加热新风系统。本发明建筑通过利用太阳能光伏发电，太阳能加热，地源加热，自然环境吸热的多种能源收集方式，实现了节约电能，降低空调和加热设备能耗的效果，再加以利用相变材料能够大量储存能量的特点，将热能大量储存为住户所用。

所述装配式节能双层幕墙为多层结构，由外至内依次为外幕墙，外幕墙用背栓紧固件固定在蜂窝层上，蜂窝层内侧为幕墙相变材料层，剩余依次为幕墙框架Ⅰ、钢筋混凝土Ⅰ、保温隔热层、钢筋混凝土Ⅱ、幕墙框架Ⅱ和内墙板，蜂窝层至内墙板的多层结构通过断热桥拉杆进行连接固定，蜂窝层板为具有多个密布通孔的金属或塑料隔板，保温隔热层可为酚醛泡沫隔热板或阻燃聚苯乙烯泡沫板，外幕墙除使用传统的石材、瓷砖、玻璃等常规材料以外，还可以将外幕墙使用光伏太阳能板制造，在实现遮光的功能外，还可以利用照射的太阳光进行光伏发电。不同于常规的低能耗混凝土建筑，本发明中的装配式节能双层幕墙在房屋建造的同时就将除混凝土部分的结构搭建组装完成，最后将混凝土灌入设置的夹层内，使混凝土与多层结构的框架、钢筋和断热桥拉杆牢固结合在一起，使之成为一个整体，断热桥拉杆中部设置断热尼龙，可防止热量通过金属拉杆传递，断热尼龙两端设置止水片，防止水分从拉杆缝隙渗入，装配式节能双层幕墙方便建造施工，免去工人搭建模板浇筑混凝土，和拆模板的工序，简化房屋的后期安装等步骤，也大大提高了建筑整体的刚性。

所述蓄能地板包括面板，面板下方设置结构板，结构板下方设置保温底板，保温底板采用酚醛泡沫板或阻燃聚苯乙烯泡沫板制造，结构板的竖向支架贯穿插接在保温底板上，结构板上设置有卡孔放置相变材料包，并设置可拆卸的管线固定扣用于固定管线；保温底板上相应位置设置凹槽容纳相变材料包，以及设置支架孔；结构板在边框侧面设有卡扣，相邻地板之间通过卡扣相扣接。蓄能地板安装拆卸方便，相变蓄能包可方便更换或拆卸，地板整体结构稳固，不易发生形变，管线可以为加热线缆，也可为通水的管路，管路与相变水箱相连，利用相变水箱中的热水对相变材料加热，以及加热面板，使室内温度升高。

所述相变壁暖为多层，由内至外包括防火保温层、壁暖相变材料层、壁暖框架和饰面板，壁暖相变材料层和壁暖框架之间设置加热管线，防火保温层为酚醛泡沫板或阻燃聚苯乙烯泡沫板。相变材料层吸收了外界的热量，例如直射的阳光热辐射等，或是加热管线发热的热量，进行储存，到了温度低的时候，热量逐渐释放，达到调节室内空气温度的作用。

所述光伏光热太阳能板包括外框，外框内侧设置保温层，保温层内为多层结构，由外至内依次为光伏面板、空气静止层、吸热金属板、相变储热层、酚醛保护层和真空保温板，在相变储热层和酚醛保护层之间设置铜管，铜管两端连通进水口和出水口，空气静止层为多孔的隔板，用于将吸热金属板隔离，使热量不易散失，吸热金属板在获得太阳辐射的热量时，将能量储存在相邻的相变除热层中，铜管中的流动水受到相变材料的加热，变成热水，从出水口中流入相变水箱中储存，使建筑内无时无刻都拥有供暖和热水生活用水。

所述建筑门窗外设置遮阳卷帘，包括卷轴和卷帘门扇，其中卷帘门扇的卷帘中设置聚氨酯层，聚氨酯层可以有效的隔绝热量，在降下卷帘的情况下，使室内的热量不致散失。

本实用新型中所用蓄能吊顶和反转相变玻璃窗，均为2018年本申请人所申请的两件发明专利，设计的利用相变材料和保温隔音材料使蓄能吊顶具有节能、防火、隔音等多功能；反转相变玻璃窗可实现注入玻璃夹层的相变材料，通过门窗的推拉反转，达到吸收外界热量，将其转至室内方向释放的效果。

所述入户水管管路的水进入地源加热水系统加热后，可升高5-8℃，再经由通入直流加压水泵的加压作用，通入光伏光热太阳能板中加热，可将水温提高至60-70℃，甚至接近90℃的热水，直流加压水泵所用的电力由光伏光热太阳能板提供，热水再通入相变蓄水箱中储存，储存的热水可作为生活用水使用，或通入蓄能地板的管线中，地源加热和太阳能加热综合使用的优点为，避免了单一加热方式加热速度慢的缺点，温度控制更均衡，在太阳光不足的天气下，室内用水依然可以保持一定的温度。

所述地源加热新风系统管道埋于地面以下，进风口位于建筑外的地面上方，管道与中空墙体连接处设置管道风机，进风口一般设置于室外空气清新的位置，管道深埋于地下，通过与地底空气的热交换，将吸入的空气进行温度调节，然后通过幕墙通道和进风口将新空气通入室内，进行温度调节。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、本实用新型从从地面、墙面、玻璃门窗、天花吊顶、供水管路和新风系统等多方位对建筑进行节能降耗进行综合布局，最大化达到利用再生能源，调控室内温度，节能减排的效果。

2、不同于常规的低能耗混凝土建筑，本实用新型中的装配式节能双层幕墙在房屋建造的同时就将除混凝土部分的结构搭建组装完成，最后将混凝土灌入设置的夹层内，使混凝土与多层结构的框架、钢筋和断热桥拉杆牢固结合在一起，使之成为一个整体，既可以方便建造施工，免去工人搭建模板浇筑混凝土，和拆模板的工序，简化房屋的后期安装等步骤，也大大提高了建筑整体的刚性。

3、本实用新型低能耗建筑将生态环境、生态能源利用和建筑结构相整合，传统建筑美学和绿色建筑技术这两个体系合为一体，真正达到生态节能与建筑创新的高度统一。

3、本实用新型建筑具有质量轻，强度高，抗震性能优良，施工简捷，大幅降低工程成本的优点，并且无有毒物质污染，所用的防火保温材料兼具有良好的防火、防潮和隔音的功能。

附图说明

图1是本实用新型总体结构示意图；

图2是装配式节能双层幕墙结构示意图；

图3是蓄能地板结构示意图；

图4是相变壁暖结构示意图；

图5是光伏光热太阳能板结构示意图；

图6是遮阳卷帘结构示意图；

附图标号及名称如下：

1、装配式节能双层幕墙；11、外幕墙；12、背栓紧固件；13、蜂窝层；14、幕墙相变材料层；15、幕墙框架Ⅰ；16、钢筋混凝土Ⅰ；17、保温隔热层；18、钢筋混凝土Ⅱ；19、幕墙框架Ⅱ；110、内墙板；111、断热桥拉杆；2、蓄能地板；21、面板；22、结构板；23、卡孔；24、竖向支架；25、支架孔；26、保温底板；27、凹槽；28、相变材料包；29、管线固定扣；210、管线；211、卡扣；3、相变壁暖；31、防火保温层；32、壁暖相变材料层；33、壁暖框架；34、加热管线；35、饰面板；4、蓄能吊顶；5、反转相变玻璃窗；6、进风口；7、光伏光热太阳能板；71、进水口；72、光伏面板；73、空气静止层；74、吸热金属板；75、相变储热层；76、酚醛保护层；77、真空保温板；78、保温层；79、外框；710、铜管；711、出水口；8、遮阳卷帘；81、卷轴；82、卷帘门扇；9、直流加压水泵；41、相变蓄水箱；42、入户水管；43、地源加热水系统；44、地源加热新风系统。

具体实施方式

一种低能耗装配式建筑，建筑外墙体为装配式节能双层幕墙1，建筑室内隔墙安装相变壁暖3，室内天花为蓄能吊顶4，室内地板为蓄能地板2，建筑屋面及外侧安装光伏光热太阳能板7，建筑门窗使用反转相变玻璃窗5，建筑的入户水管42管路与地源加热水系统43相连，双层幕墙的中空墙体连通室内的进风口6，中空墙体另一端连通地源加热新风系统44。

所述装配式节能双层幕墙1为多层结构，由外至内依次为外幕墙11，外幕墙11用背栓紧固件12固定在蜂窝层13上，蜂窝层13内侧为幕墙相变材料层14，剩余依次为幕墙框架Ⅰ15、钢筋混凝土Ⅰ16、保温隔热层17、钢筋混凝土Ⅱ18、幕墙框架Ⅱ19和内墙板110，蜂窝层13至内墙板110的多层结构通过断热桥拉杆111进行连接固定。

所述蓄能地板2包括面板21，面板下方设置结构板22，结构板22下方设置保温底板26，结构板22的竖向支架24贯穿插接在保温底板26上，结构板22上设置有卡孔23放置相变材料包28，并设置可拆卸的管线固定扣29用于管线210；保温底板26上相应位置设置凹槽27容纳相变材料包28，以及设置支架孔25；结构板22在边框侧面设有卡扣211，相邻地板之间通过卡扣211相扣接。

所述相变壁暖3为多层，由内至外包括防火保温层31、壁暖相变材料层32、壁暖框架33和饰面板35，壁暖相变材料层32和壁暖框架33之间设置加热管线34。

所述光伏光热太阳能板7包括外框79，外框79内侧设置保温层78，保温层78内为多层结构，由外至内依次为光伏面板72、空气静止层73、吸热金属板74、相变储热层75、酚醛保护层76和真空保温板77，在相变储热层75和酚醛保护层76之间设置铜管710，铜管710两端连通进水口71和出水口711，光伏面板表面设置一块可翻起的盖板，当没有阳光直射的情况下，将盖板盖起，可防止热量的散失，当阳光充足时，盖板掀起，光伏光热板工作。

所述建筑门窗外设置遮阳卷帘8，包括卷轴81和卷帘门扇82，其中卷帘门扇82的卷帘中设置聚氨酯层。

所述入户水管42管路的水进入地源加热水系统43加热后，再经由通入直流加压水泵9的加压作用，通入光伏光热太阳能板7中加热，热水再通入相变蓄水箱41中储存，储存的热水可作为生活用水使用，或通入蓄能地板2的管线中。

所述地源加热新风系统44管道埋于地面以下，进风口位于建筑外的地面上方，管道与中空墙体连接处设置管道风机。

Claims (8)

1.一种低能耗装配式建筑，其特征在于：建筑外墙体为装配式节能双层幕墙（1），建筑室内隔墙安装相变壁暖（3），室内天花为蓄能吊顶（4），室内地板为蓄能地板（2），建筑屋面及外侧安装光伏光热太阳能板（7），建筑门窗使用反转相变玻璃窗（5），建筑的入户水管（42）管路与地源加热水系统（43）相连，双层幕墙的中空墙体连通室内的进风口（6），中空墙体另一端连通地源加热新风系统（44）。

2.根据权利要求 l 所述的低能耗装配式建筑，其特征在于：所述装配式节能双层幕墙（1）为多层结构，由外至内依次为外幕墙（11），外幕墙（11）用背栓紧固件（12）固定在蜂窝层（13）上，蜂窝层（13）内侧为幕墙相变材料层（14），剩余依次为幕墙框架Ⅰ（15）、钢筋混凝土Ⅰ（16）、保温隔热层（17）、钢筋混凝土Ⅱ（18）、幕墙框架Ⅱ（19）和内墙板（110），蜂窝层（13）至内墙板（110）的多层结构通过断热桥拉杆（111）进行连接固定。

3.根据权利要求 l 所述的低能耗装配式建筑，其特征在于：所述蓄能地板（2）包括面板（21），面板下方设置结构板（22），结构板（22）下方设置保温底板（26），结构板（22）的竖向支架（24）贯穿插接在保温底板（26）上，结构板（22）上设置有卡孔（23）放置相变材料包（28），并设置可拆卸的管线固定扣（29）用于管线（210）；保温底板（26）上相应位置设置凹槽（27）容纳相变材料包（28），以及设置支架孔（25）；结构板（22）在边框侧面设有卡扣（211），相邻地板之间通过卡扣（211）相扣接。

4.根据权利要求 l 所述的低能耗装配式建筑，其特征在于：所述相变壁暖（3）为多层，由内至外包括防火保温层（31）、壁暖相变材料层（32）、壁暖框架（33）和饰面板（35），壁暖相变材料层（32）和壁暖框架（33）之间设置加热管线（34）。

5.根据权利要求 l 所述的低能耗装配式建筑，其特征在于：所述光伏光热太阳能板（7）包括外框（79），外框（79）内侧设置保温层（78），保温层（78）内为多层结构，由外至内依次为光伏面板（72）、空气静止层（73）、吸热金属板（74）、相变储热层（75）、酚醛保护层（76）和真空保温板（77），在相变储热层（75）和酚醛保护层（76）之间设置铜管（710），铜管（710）两端连通进水口（71）和出水口（711）。

6.根据权利要求 l 所述的低能耗装配式建筑，其特征在于：所述建筑门窗外设置遮阳卷帘（8），包括卷轴（81）和卷帘门扇（82），其中卷帘门扇（82）的卷帘中设置聚氨酯层。

7.根据权利要求 l 所述的低能耗装配式建筑，其特征在于：所述入户水管（42）管路的水进入地源加热水系统（43）加热后，再经由通入直流加压水泵（9）的加压作用，通入光伏光热太阳能板（7）中加热，热水再通入相变蓄水箱（41）中储存，储存的热水可作为生活用水使用，或通入蓄能地板（2）的管线中。

8.根据权利要求 l 所述的低能耗装配式建筑，其特征在于：所述地源加热新风系统（44）管道埋于地面以下，进风口位于建筑外的地面上方，管道与中空墙体连接处设置管道风机。