CN209768527U - 高原牧民太阳能羊舍 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于建筑领域，涉及一种高原牧民太阳能羊舍，包括四面墙体和顶棚围成的饲养室，四面墙体均为保温墙体，四面保温墙体中1‑3面保温墙体外表面设有吸热墙面，吸热墙面外侧设有玻璃幕墙，吸热墙面与玻璃幕墙之间设置有吸热空间，吸热空间内设有相变蓄能棒；此面保温墙体设有出风窗口和进风窗口，出风窗口设于靠近顶棚的位置，进风窗口设置在出风窗口下方，并且进风窗口位于羊粪板上方；未设有吸热墙面的保温墙体靠近顶棚的位置设有上对流窗口，羊粪板下方设有下对流风机。本实用新型结构设计合理，能够充分利用太阳能提高羊舍内温度，经济适用，节能环保，保证羔羊的成活率，并且有害气体排出时不经过羊群的呼吸系统，保证了羔羊能健康成长。

Description

高原牧民太阳能羊舍

技术领域

本实用新型涉及一种高原牧民太阳能羊舍，属于建筑领域。

背景技术

我国西北部幅员辽阔，高原气候阳光资源丰富，昼夜温差大，冬季严寒温度低，以牧业为主。由于气候问题牧民居住及羊舍在冬季室内温度较低，11月份到次年的2月份羔羊死亡率高，成羊掉膘严重。并且传统羊舍内空气品质差，有害气体含量高，如氨气、硫化氢，其次是一氧化碳、二氧化碳、甲烷等，危害羊的健康生长。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种高原牧民太阳能羊舍，该高原牧民太阳能羊舍充分利用太阳能提高羊舍内温度，经济适用，节能环保，保证羔羊的成活率，对提高牧民的居住生活水平和生产收入水平有着重大意义；并且有害气体排出时不经过羊群的呼吸系统，保证了羔羊能健康成长。

本实用新型所述的高原牧民太阳能羊舍，包括四面墙体和顶棚围成的饲养室，饲养室内设有羊粪板，并且其中一面墙体设有羊舍入口，四面墙体均为保温墙体，四面保温墙体中1-3面保温墙体外表面设有吸热墙面，吸热墙面外侧设有玻璃幕墙，吸热墙面与玻璃幕墙之间设置有吸热空间，吸热空间内设有相变蓄能棒；此面保温墙体设有出风窗口和进风窗口，出风窗口设于靠近顶棚的位置，进风窗口设置在出风窗口下方，并且进风窗口位于羊粪板上方；未设有吸热墙面的保温墙体靠近顶棚的位置设有上对流窗口，羊粪板下方设有下对流风机。

高原牧民太阳能羊舍的东、西和南面保温墙体外表面设有吸热墙面，吸热墙面为保温墙体的表层涂有吸热涂层，如钒钛矿渣吸热涂料、铬镍氧化物吸热涂料、碳硅钴复合吸热涂料，能够将太阳能的辐射光能转化为热能，加热周围的空气，阳光透过玻璃幕墙辐射到吸热墙面，吸热墙面使光能转化为热能，热能在吸热空间内，不至于热能与外界环境对流损失。玻璃幕墙至少为一层及以上中空玻璃或有机玻璃，PC阳光板等高透光材料；玻璃幕墙上可以有多个玻璃对流窗21，夏天时可以打开通风。吸热墙面将吸热空间里的空气加温后，空气密度减小而上升，进入出风窗口，进入羊舍，羊舍的冷空气不断通过进风窗口补充进入吸热空间，这样形成自然对流，源源不断的将吸热空间内吸热墙面产生的热量输送给羊舍，羊舍内气温得到升温，进风窗口和出风窗口的洞口大小可根据实际具体情况可设计，窗墙比在10/90-30/70之间。相变蓄能棒主要功能是在白天阳光辐射强时段吸热墙面与玻璃幕墙之间的吸热空间中温度升高时吸收热能，在夜间无光照气温低时释放热能起到削峰填谷的作用；相变蓄能棒可以是无机盐类，如十水硫酸钠、氯化钙等，也可以是有机类如变相石蜡等。相变蓄能棒使用数量主要根据羊舍容积空间，还要根据吸热墙面与玻璃幕墙的吸热空间大小确定，一般100m³在60-200kg。

上对流窗口和下对流风机的设置用于新风换气及对流降温，上对流窗口为进风处，下对流风机处为出风处，这种设计主要考虑新风自上部进入后进入羊粪板孔，通过下对流风机排出，主要将氨气、硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等有害气体不经过羊的呼吸系统直接排出舍外，有益于羔羊的健康生长。

保温墙体可以是轻钢装配式建筑，也可以是传统的砖混建筑或新型固模式浇筑建筑，不管哪一种建筑方式都都具备良好的保温性能，竖面墙体传热系数≤0.2W/㎡k，屋顶传热系数≤0.16W/㎡k。并且顶棚可以是坡顶，也可以是平顶结构，而平顶结构抗震抗飓风相对更好。饲养室内设有连通羊舍入口的行人通道，行人通道两侧是羊粪板。

优选的，所述的吸热空间内设有集热水箱。集热水箱是一个简易的闷晒式太阳能吸热水箱。依靠直接的太阳能辐射其集热水箱表层吸热涂层，经换热加热箱内水，以及与吸热墙与玻璃幕之间的吸热空间的温度换热，使得集热水箱内水温升高。集热水箱可以是有吸热涂层的金属的、塑料的箱或桶。集热水箱设有进水管和出水管，进水管通向自来水，在集热水箱的下端，出水管在集热水箱的上端，可以靠自压或水泵实现供水，在冬季寒冷时，使羊特别是怀孕母羊能喝上温水，解决因冰渣水导致流产问题。

优选的，所述的保温墙体内表面设有净化涂层。净化涂层具有空气净化功能，净化羊舍内上述有害气体，降低有害气体的浓度，提高羊舍内空气品质及提高预防疾病免疫功能。净化涂层为具有负离子释放功能的涂料或者分子筛、海泡石、硅藻泥等功能性涂料。

优选的，所述的吸热空间外部上方设有保温遮阳机构，保温遮阳机构包括收卷机构，收卷机构控制保温遮阳被的收卷和放卷。保温遮阳机构主要是在冬季极寒天气、雪天、阴天或夜间展开保温，夏季炎热季节遮阳。保温遮阳被的材质可以是化纤保温棉或柔性泡沫材质，外表为防晒面料组成的柔性卷材。保温遮阳机构可以是简易的人工手动型式，也可以电动式，如农业大棚用的相同；收卷机构使用目前市面上现有的成品即可。

优选的，所述的羊粪板下方设有倾斜导粪板，倾斜导粪板出口设置在下对流风机下方。

优选的，所述的顶棚上方设有光伏发电板。光伏发电板可以直接连接羊舍或者牧民居住场所的用电器，也可连接蓄电池，牧民在需要时由蓄电池供电。

顶棚上方还设有雨水收集管。

本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：

本实用新型结构设计合理，能够充分利用太阳能提高羊舍内温度，经济适用，节能环保，保证羔羊的成活率，并且有害气体排出时不经过羊群的呼吸系统，保证了羔羊能健康成长；并且本羊舍结构简单，建造速度快，抗震、抗飓风安全性能好，对提高牧民的居住生活水平和生产收入水平有着重大意义。

附图说明

图1、高原牧民太阳能羊舍结构示意图；

图2、吸热墙面处结构放大图。

图中：1、相变蓄能棒；2、集热水箱；3、玻璃幕墙；4、进风窗口；5、保温墙体； 6、吸热空间；7、出风窗口；8、保温遮阳机构；9、雨水收集管；10、光伏发电板；11、行人通道；12、上对流窗口；13、羊粪板；14、倾斜导粪板；15、下对流风机；16、倾斜导粪板出口；17、吸热墙面；18、净化涂层；19、饲养室；20、顶棚；21、玻璃对流窗。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述：

如图1和图2，本实用新型所述的高原牧民太阳能羊舍，包括四面墙体和顶棚20 围成的饲养室19，饲养室19内设有羊粪板13，并且其中一面墙体设有羊舍入口，四面墙体均为保温墙体5，四面保温墙体5中1-3面保温墙体5外表面设有吸热墙面17，吸热墙面17外侧设有玻璃幕墙3，吸热墙面17与玻璃幕墙3之间设置有吸热空间6，吸热空间6内设有相变蓄能棒1；此面保温墙体5设有出风窗口7和进风窗口4，出风窗口7设于靠近顶棚20的位置，进风窗口4设置在出风窗口7下方，并且进风窗口4位于羊粪板13上方；未设有吸热墙面17的保温墙体5靠近顶棚20的位置设有上对流窗口12，羊粪板13下方设有下对流风机15。

本实施例中：吸热空间6内设有集热水箱2。集热水箱2是一个简易的闷晒式太阳能吸热水箱。依靠直接的太阳能辐射其集热水箱2表层吸热涂层，经换热加热箱内水，以及与吸热墙与玻璃幕之间的吸热空间6的温度换热，使得集热水箱2内水温升高。集热水箱2可以是有吸热涂层的金属的、塑料的箱或桶。集热水箱2设有进水管和出水管，进水管通向自来水，在集热水箱2的下端，出水管在集热水箱2的上端，可以靠自压或水泵实现供水，在冬季寒冷时，使羊特别是怀孕母羊能喝上温水，解决因冰渣水导致流产问题。

集热水箱2可以为矩形金属镀锌钢板水箱，规格为1600*500*2000，向阳面涂有黑色吸热涂层，一次容纳1.6吨水，进水管通入自来水管，出水管通入羊舍饮羊水槽。在晴天可晒至15℃以上，(自来水温2-3℃)，可以根据羊数安装水箱个数及容量。

集热水箱2也可以为黑色塑料PE，规格为：DN600*高1800的塑料水箱，一次性容纳500kg水，可根据羊舍实际要求安装水箱个数。

保温墙体5内表面设有净化涂层18。净化涂层18具有空气净化功能，净化羊舍内上述有害气体，降低有害气体的浓度，提高羊舍内空气品质及提高预防疾病免疫功能。净化涂层18为具有负离子释放功能的涂料或者分子筛、海泡石、硅藻泥等功能性涂料。

吸热空间6外部上方设有保温遮阳机构8，保温遮阳机构8包括收卷机构，收卷机构控制保温遮阳被的收卷和放卷。保温遮阳机构8主要是在冬季极寒天气、雪天、阴天或夜间展开保温，夏季炎热季节遮阳。保温遮阳被的材质可以是化纤保温棉或柔性泡沫材质，外表为防晒面料组成的柔性卷材。保温遮阳机构8可以是简易的人工手动型式，也可以电动式，如农业大棚用的相同；收卷机构使用目前市面上现有的成品即可。

羊粪板13下方设有倾斜导粪板14，倾斜导粪板出口16设置在下对流风机15下方。

顶棚20上方设有光伏发电板10。光伏发电板10可以直接连接羊舍或者牧民居住场所的用电器，也可连接蓄电池，牧民在需要时由蓄电池供电。

顶棚20上方还设有雨水收集管9。

高原牧民太阳能羊舍的东、西和南面保温墙体5外表面设有吸热墙面17，吸热墙面17为保温墙体5的表层涂有吸热涂层，如钒钛矿渣吸热涂料、铬镍氧化物吸热涂料、碳硅鈷复合吸热涂料，能够将太阳能的辐射光能转化为热能，加热周围的空气，阳光透过玻璃幕墙3辐射到吸热墙面17，吸热墙面17使光能转化为热能，热能在吸热空间6内，不至于热能与外界环境对流损失。玻璃幕墙3至少为一层及以上中空玻璃或有机玻璃， PC阳光板等高透光材料，玻璃幕墙3上可以有多个玻璃对流窗21，夏天时可以打开通风。吸热墙面17将吸热空间6里的空气加温后，空气密度减小而上升，进入出风窗口7，进入羊舍，羊舍的冷空气不断通过进风窗口4补充进入吸热空间6，这样形成自然对流，源源不断的将吸热空间6内吸热墙面17产生的热量输送给羊舍，羊舍内气温得到升温，进风窗口4和出风窗口7的洞口大小可根据实际具体情况可设计，窗墙比在10/90-30/70 之间。相变蓄能棒1主要功能是在白天阳光辐射强时段吸热墙面17与玻璃幕墙3之间的吸热空间6中温度升高时吸收热能，在夜间无光照气温低时释放热能起到削峰填谷的作用；相变蓄能棒1可以是无机盐类，如十水硫酸钠、氯化钙等，也可以是有机类如变相石蜡等。相变蓄能棒1使用数量主要根据羊舍容积空间，还要根据吸热墙面17与玻璃幕墙3的吸热空间6大小确定，一般100m³在60-200kg。

上对流窗口12和下对流风机15的设置用于新风换气及对流降温，上对流窗口12为进风处，下对流风机15处为出风处，这种设计主要考虑新风自上部进入后进入羊粪板13孔，通过下对流风机15排出，主要将氨气、硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等有害气体不经过羊的呼吸系统直接排出舍外，有益于羔羊的健康生长。

保温墙体5可以是轻钢装配式建筑，也可以是传统的砖混建筑或新型固模式浇筑建筑，不管哪一种建筑方式都都具备良好的保温性能，竖面墙体传热系数≤0.2W/㎡k，屋顶传热系数≤0.16W/㎡k。并且顶棚20可以是坡顶，也可以是平顶结构，而平顶结构抗震抗飓风相对更好。饲养室19内设有连通羊舍入口的行人通道11，行人通道11两侧是羊粪板13。

以下为三个综合实施方案，

综合实施方案一：

拟建一个1000m²轻钢装配式的太阳能羊舍，其中居民居住室100m²，25m²兽医室，25m²加工操作间，850m²的羊舍。保温墙体5层高3800mm，含坡顶结构(屋脊高)5300，宽度20m*长度50m，饱和最大容羊500只。

保温墙体5的竖面墙厚度190mm，材质为PU泡沫复合墙板，坡顶厚度为210mm，传热系数分别为W/m2k0.149、0.141，在保温墙体5的东、西、南三面墙的外侧涂有2mm 后厚的深蓝色钒钛吸热涂层，在吸热墙面17平行外移700mm处安装玻璃幕墙3，玻璃幕墙3为5+12+6超白中空玻璃，透光率≥90％，在玻璃幕墙3上设有墙窗比8:2的玻璃对流窗21。

吸热墙面17对应的上下对流窗洞口300*600，密度间隔2000mm一对下对流窗的高度在羊粪板13以上250mm。非吸热墙面17的对外对流窗的下对流出风口及风机安装于羊粪板13250mm以下部位。

在吸热墙面17与玻璃幕墙3700mm宽的空间里，安装有600*2500*2000的四个集热水箱2，东墙1个，南墙2个，西墙1个，并在安装集热水箱2的其他部位安装Φ 120*200的无机盐相变蓄能棒140支蓄能焓值≥240KJ/kg。

羊舍中间2000mm为羊舍行人通道11，行人通道11两侧是围栏，下面是羊粪板 13(市售)，羊粪板13至羊粪口的垂直高度为1200。羊舍的外对流窗口和排粪口有不低于150mm厚度的保温墙板，如XPS保温板。

在玻璃幕墙3顶部与吸热墙面17顶部之间的横沿上安装有20mm的腈纶棉材质的保温遮阳电动机构，在屋顶面上安有3000W，碲化镉发电光伏板，可实现牧民日常生活、电视、电冰箱及生产制作用电。

在保温墙体5墙内壁涂有高效负离子功能性涂料负离子释放量6000个/cm².s

上述本实用新型的效果测试：在四川甘孜海拔4000米牧区

(1)、一月份环境气温为-29—-18℃晴天

本羊舍的温度为24℃，夜间最低气温为16℃，白天集热水箱2供水温度18° C。

持续两天雪阴天，气温-15℃—-8℃，本羊舍的温度为6℃，集热水箱2温度为5℃。

(2)、夏天七月份白天气温30℃，启动遮阳设备，羊舍温度最高24℃，(夜间开启对流窗蓄冷)。

而对比传统羊舍：白天羊舍室内与环境基本相同，羊饮水结冰；夏季羊舍内温度最高≥40℃。

(3)、本实用新型羊舍无明显气味，对比传统羊舍内测试刺激气味浓度氨、二氧化硫、TVOC有害气体含量分别2.5、1.8、3.0倍高。

综合实施方案二：

本实施列按传统砖砌筑方法建设太阳能羊舍加内外墙保温胶复合板的方案。

拟设计传统砌筑厚度为240mm，可在内墙或外墙以及内外墙增加保温复合板。如在外墙安装120mmPU聚氨酯硬泡保温复合板，或者外墙70mm+内墙50mm，坡顶150mm 的保温墙体5墙材，传热系数分别为0.15、0.143W/m²k.

在羊舍的南向、西向墙面为吸热墙面17，吸热涂层为：铬镍氧化物涂层，吸收率≥90.2％，发射率≤20，厚度1.0mm，平行外移500mm安装玻璃幕墙3，材质为15cmPC 阳光板，透光率≥89％，在玻璃幕墙3上设计有1.5：8.5的窗墙比的玻璃对流窗21。内墙净化涂层18为分子筛沸石与竹炭净味功能性涂层，涂层厚度1.0mm，保温遮阳被为 20mm厚EVA复合卷材。

拟建造地点为青海海西州，德令哈地区，一月份环境极端低温，-30—-15℃，本实用新型的羊舍室内温度22℃，夜间最低气温14℃，集热水箱2温度14.5℃；持续两天阴雪天气，气温-12—-2℃，本实用新型羊舍室内温度5℃，集热水箱2温度 3℃。夏季7月份，白天气温31℃，启动遮阳机构，羊舍内温度23℃。同地区对比传统羊舍：白天与夜晚环境与室内温度基本相同，羊舍内水结冰。夏季传统羊舍内受日晒最高气温≥40℃。

羊舍内空气品质对比：

本实用新型羊舍内无明显异味。对比传统羊舍内刺激性气味浓烈，经测试对比，氨、二氧化硫、TVOC有害气体含量分别高出2.03、1.1、1.8倍。

综合实施方案三：

本实用新型的羊舍采用单元式固模剪力墙建造保温墙体5。

拟建造3000m²大型太阳能羊舍，采用轻钢发泡水泥，浇铸式固模剪力墙工艺建造层高4200米，长150米宽20米的太阳能羊舍。

竖面墙轻钢发泡水泥加EPS颗粒加料比7：3的总厚度260mm，发泡水泥干密度220kg/m3，传热系数为0.157w/㎡.k，屋顶厚度300mm，传热系数0.141w/㎡.k

羊舍的南、西两面墙为吸热墙面17，总有效面积595㎡，吸热涂层为碳硅钴复合金属离子吸收热涂料，涂层厚度1.5mm。

主要技术指标：吸收率≥91.3％

发射率≤18.7％

吸热墙面17外移1000mm安装玻璃幕墙3超白真空玻璃，5+3V+5，在玻璃幕墙3 上安装有3：7的墙窗比的对流窗。集热水箱2为800*2000*1500的钢制水箱，分别分布在南墙5个，西墙1个，共6个，总容水量7.72吨，并分布有DN120*2000，80支相变蓄能材料为硫酸盐类，焓值为大于等于246KJ，总焓值1192362KJ，折合284855大卡。内墙功能净化涂层18为高效负离子与沸石复合功能涂层，采用弹涂工艺可以增加表面比。

测试负离子释放量8800个/cm3.S

保温遮阳被为15mm厚，PE柔性泡沫卷材

拟建设地点为新疆北疆地区，一月份环境晴天-37℃—-21℃，本实用新型的太阳能羊舍室内温度白天24℃，夜间温度13℃，集热水箱2水温16.5℃；持续两天阴雪天气气温-18—-3℃，室内温度为4℃，集热水箱2温度2℃。

夏季七月份白天气温41℃-12℃，启动遮阳系统，室内温度26℃。

同地区对比传统羊舍冬季白天与夜间与室内环境温差相差不大，羊舍内水结冰，夏季羊舍内受日晒最高气温≥45℃。

羊舍内空气品质对比，羊舍内无明显异味(启动上进下排风扇)。而传统羊舍内刺激性气味浓烈，经测试对比氨硫氢TVOC，有害气体含量分别高出1.9，1.4，2.1倍

在我国西部高原推广本实用新型的太阳能羊舍，每平方米(集热面积)节约标煤250kg/㎡，减排二氧化碳550kg/㎡。同时增加肉羊出栏率25％，有效减少了冬季羊羔的死亡率，具有良好的经济和社会效益。

Claims (6)

1.一种高原牧民太阳能羊舍，包括四面墙体和顶棚(20)围成的饲养室(19)，饲养室(19)内设有羊粪板(13)，并且其中一面墙体设有羊舍入口，其特征在于：四面墙体均为保温墙体(5)，四面保温墙体(5)中1-3面保温墙体(5)外表面设有吸热墙面(17)，吸热墙面(17)外侧设有玻璃幕墙(3)，吸热墙面(17)与玻璃幕墙(3)之间设置有吸热空间(6)，吸热空间(6)内设有相变蓄能棒(1)；此面保温墙体(5)设有出风窗口(7)和进风窗口(4)，出风窗口(7)设于靠近顶棚(20)的位置，进风窗口(4)设置在出风窗口(7)下方，并且进风窗口(4)位于羊粪板(13)上方；未设有吸热墙面(17)的保温墙体(5)靠近顶棚(20)的位置设有上对流窗口(12)，羊粪板(13)下方设有下对流风机(15)。

2.根据权利要求1所述的高原牧民太阳能羊舍，其特征在于：吸热空间(6)内设有集热水箱(2)。

3.根据权利要求1所述的高原牧民太阳能羊舍，其特征在于：保温墙体(5)内表面设有净化涂层(18)。

4.根据权利要求1所述的高原牧民太阳能羊舍，其特征在于：吸热空间(6)外部上方设有保温遮阳机构(8)，保温遮阳机构(8)包括收卷机构，收卷机构控制保温遮阳被的收卷和放卷。

5.根据权利要求1所述的高原牧民太阳能羊舍，其特征在于：羊粪板(13)下方设有倾斜导粪板(14)，倾斜导粪板出口(16)设置在下对流风机(15) 下方。

6.根据权利要求1所述的高原牧民太阳能羊舍，其特征在于：顶棚(20)上方设有光伏发电板(10)。