負能耗環境空調用于城鎮存量建筑的技術制造技術

將負能耗全節省環境空調用于現有一切建筑群住宅、廠房、辦公樓的方法。它將城鎮劃分為小區，小區內再劃分為１～幾個常春區，以常春區最南、最北、最東、最西的樓為界（樓群排列），在它們各自的樓群之間加建樓、墻和車庫等形成封閉大院。在大院之上架設頂棚，頂棚由光導塊、光伏電池和隔熱板組成，它們的作用是提高采光效率、發電并網和隔熱。大院和頂棚構成一個可以調控熱量的綠色空間，內有花木草地、健身器材，樓內各戶打開窗戶共享綠色空間的明媚陽光、新鮮空氣、四季芬芳、適宜溫濕度。它不用空調機具，不耗電能，用戶可省投資和電費。不增加建筑成本，顯著提高房產價值。大院樓群穩定堅固，可抗地震、臺風、海嘯、滑坡、洪水、沙塵暴和特發性有害氣體的侵害。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術為改造城鎮建筑群實現負能耗全節省環境空調的技術，屬于采暖空調技術、節能技術、環境保護技術和防災技術。我國430多億平方米的存量建筑中，99％是高能耗建筑，其單位建筑面積能耗量是發達國家的3-4倍。2000～2005年，我國每年新建房屋20億平方米，其中95％仍是高能耗建筑。我國總能耗中，有近30％能耗是建筑能耗。國家已對建筑節能加以極大的關注，投入了不少科研和示范工程經費，出臺了許多政策法規。據2002年測算，我國城市的平均容積率為0.33，而國外一些城市的容積率為2.0以上。我國香港的容積率即為2.0。城市和鄉鎮的發展必須走空間集約利用的道路，其中既包括將要施工的建筑，也包括存量建筑的改造。我國的存量建筑既嚴重浪費能源，也嚴重浪費空間。全世界約有60％的太陽能電池用于并網發電，主要是城市的“屋頂計劃”。我國對此尚處于示范階段，要到2010年才會有中國的“屋頂計劃”。錢學森院士提出山水城市理論，要把“整個城市建成一座超大型園林”。本專利技術將“負能耗全節省環境空調”(專利申請號200610104358.4)的原理與基本方法用于改造城鎮既有建筑，這樣不僅全國居民有高舒適度和高保健性的居住環境，還可為提高城市容積率，提前實現“屋頂計劃”，很快普及設想中的城鄉超大型園林。由于存量建筑相對于本專利技術，它們都是高能耗的。現在將它們改造，是實現我國近期減少總能耗30％，減少CO2排量，實現《京都議定書》迫切任務的要求；也是對實現節地、節水、節材料等的必然選擇，是全面改善人民居住和休閑環境的需要。本專利技術是這樣實現的：以現有的相當于四車道寬度的主要街道、公園、河流、湖泊、山坡、陡崖、廠區等為界，將城(鎮)區劃分為若干個“小區”。再在此小區內劃分出1～幾個“常春區”。常春區的劃分原則是：東西方向盡可能地長，東西方向相鄰樓群的最大間距一般不超過30米；與外界特別是與公交線路等的交通要方便、安全；它們形成的封閉邊界盡可能的短，但不一定要求形成矩形，也可以是不規則形的。在完成規劃后，常春區的建設步驟是：將位于常春區南、北邊界位置的東西方向的各樓群連接；將常春區東西兩端的樓群的東邊和西邊分別連接，這樣-->就形成了由最北樓的北墻和最南樓的南墻以及最東樓的東墻和最西樓的西墻圍成封閉圈(留有與外界聯系的一些大門)。連接的方式根據現有樓房的分布、間距和承重要求等選擇。多為填空式，即在需要連接處插空建樓實現對相鄰兩樓的連接；當連接的空間太小或不規則，從而難以建樓利用的，可在外墻面連線位置建隔離墻，或建成具垂直升降設施的汽車庫。對于這些起連接作用的樓、墻、庫的統一要求是：①其高度要遵從城市規劃，或參照常春區內其它樓的高度決定。②一律用金屬框架，且不加防隔熱材料(但最外一邊要加貼防隔熱材料)，為的是利用金屬的高導熱性和高熱容量，以其裸露加快吸放熱來實現對晝夜和晴雨天溫度的均勻。③設計壽命大于30年。由于區內建筑是在1～30年前所建，它們要在25年左右后要拆除重建，所以它們的使用期限應達到1～2代房屋的壽命。④它們要承受頂棚的重量和其所受的風壓，所以要有足夠的強度和壽命。至于原有建筑是否可用于頂棚的承重，應根據它們的樓齡、設計和建筑質量等決定。對較近年代的樓，且高度合適，載重安全，也可在它上面直接加頂棚。⑤一般圍護結構的厚度決定于它的承重要求和當地氣候條件(主要為冬季保溫和夏季隔熱)。在本專利技術中除常春區外圍的一圈墻體和門窗要考慮當地氣候條件外，其余的都可以只根據承重要求設計。內圈和院內的建筑的墻體可以很薄，門窗只要單層的，這可以節省大量建筑投資。⑥南墻面是冬季采集太陽能的主要位置，應很好利用。在華南地區，這南墻面只在窗戶上用光導塊。在長江以南地區除窗戶用光導塊采光供南面房間取暖外，還應增加墻體位置的光導塊，并將其采集的陽光由與光導塊耦合的光纜經間壁墻的空心磚輸送到北面房間。在黃河流域則應在全部窗戶和南墻安裝光導塊，并將南墻采集的陽光由光纜送往北面房間。在更北地區的內蒙與東北，還應在南墻面、樓頂之上和頂棚之上都安裝立式光導塊；在頂棚亦安裝光導塊，并將其采集的陽光投入北屋窗內或直射院內土壤(用土壤儲熱)。為充分利用土壤深部貯熱，可在院內壓入許多金屬管，金屬管的多少視樓群的高度而定。其余的與負能耗全節省環境空調一樣，下面將其介紹如下：說明書附圖1是常春區的樓群的平面圖。其中1為北樓，2為南樓，3為西(廂房)樓，4為東(廂房)樓；它們是由常春區劃分原則指導下，選定的一些樓群，并根據情況在它們中間插空建樓、建隔離墻、汽車庫等，構成近于東西和南北向排列的建筑群，圖中將它們簡化成1、2、3、4樓作為代表，形成一個封閉大院。各建筑均高在7層以上，層多不限。南北樓間距在30米以內(不必因樓層增高而加大樓間距)；東、西(廂房)樓間距盡可能大，可以大到1000米左右。這四個樓構成一個特殊的封閉大院。北樓之北可以根據需要仿此常春區再建3′4′和1′建筑，構成第二個常春區，......。5為出入大-->門(設有大型自動門)，在夏、冬季必要時，它可有效阻隔院內外空氣的流通(熱交換)。大門直通小橋8，左右拐彎則可連通大院內半環形行車道6。7為院內行車道進南樓內各住戶的人行道。(北樓的門在北邊，圖中沒畫它和行人道等。)8為小橋。9為其下的水池(有池邊、無池底，以便蓄水和滲水，兼有蓄熱貯冷功能)。10為天井，東西端各一個(常春區東西長度大，可增加天井數)，位于棚頂，可關啟。A為綠蔭墻，它由常綠觀賞草木本植物組成，由水池往東(西)，依次種植香蒲草、草莓、菊花、冬青、扁柏、松樹和芭蕉林(或類似的草木本植物)；它們由矮到高，形成一堵嚴實的綠蔭屏障(附圖2右側的直立矩形塊A示綠蔭屏障)，冬可防冷風直入(冷風沉入池9中)，夏可阻熱風直入(引熱風上竄，由天井10排到棚頂外)。B為常春區之間的通道，在一層。在東、西水池9之間可視院的東、西長度，設1-幾個健身區和花壇。北樓1之南可栽桂花樹墻，南樓2之北可栽耐陰矮棵苔蘚草。所有樹草都選常綠的，選多年生和深根的；都是無毒的、耐澇的和高光合作用的。它們均要適合當地的土質及常春區的溫度和濕度。說明書附圖2為附圖1的W(西)--E(東)向剖面示意圖。圖中，3為(西廂)樓，4為(東廂)樓，兩樓的水管和光纜分布相同，但圖右樓介紹管路，圖左樓介紹光纜分布。5為兩樓位置的大門。8為小橋。9為水池。10為天井，它的開關可控制院內空氣流通和溫度。11為光導塊陣列。12為其下的光伏電池板陣列。13為光導塊和光伏本文檔來自技高網...

【技術保護點】
負能耗全節省環境空調用于存量建筑的方法，其特征在于：ａ將城市、村鎮按交通干線、陡崖、廠房等劃分為若干小區；ｂ小區范圍內劃分出１～幾個以東西向的現存樓群和南北向的現存樓群作為常春區的邊界；ｃ將常春區最北、最南、最東、最西的樓排之間插空新建樓、墻、庫等連接成封閉大院；ｄ在封閉大院之上加頂棚；ｅ頂棚的功能為保溫采光和光伏發電；ｆ實現對采光、發電、溫度、濕度的統一調控。

【技術特征摘要】
1.負能耗全節省環境空調用于存量建`的方法，其特征在于：
a將城市、村鎮按交通干線、陡崖、廠房等劃分為若干小區；
b小區范圍內劃分出1～幾個以東西向的現存樓群和南北向的現存樓群作為
常春區的邊界；
c將常春區最北、最南、最東、最西的樓排之間插空新建樓、墻、庫等連
接成封閉大院；
d在封閉大院之上加頂棚；
e頂棚的功能為保溫采光和光伏發電；
f實現對采光、發電、溫度、濕度的統一調控。
2.根據權利要求1所述特征，將頂棚架設于大院周圍樓墻、隔離墻和車
庫的外界之上。
3.根據權利要求1所述特征，封閉大院的墻、門窗不需保溫隔熱材料，
不需保溫雙層門窗。
4.根據權利要求1所述特征，除大院的外圍部分外，全部用高導熱性和
高熱容量的材料。
5.根據權利要求1所述特征，墻體、隔離墻和車庫均采用金...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鐘顯昭，鐘音，鐘顯亮，
申請(專利權)人：鐘顯亮，
類型：發明
國別省市：21[中國|遼寧]