一種基于環境的節能原型屋建筑制造技術

本實用新型專利技術涉及一種基于環境的節能原型屋建筑，其包括一個向陽屋頂、一個向陽立面、一個向陰立面、東西側立面、自然通風管；其特征在于：向陽立面與地面成一定夾角，該夾角的范圍在節能原型屋建筑所在地夏至日太陽高度角與冬至日太陽高度角之間取值；向陽立面與屋頂始終保持90°的角度，且向陽立面與向陰立面保持平行。本實用新型專利技術能使光伏板發揮最大功效，也能使向陽立面實現被動式遮陽，使得室內在夏天時受熱減少，北向的植物墻設計能調節室內溫度，并實現產業化、施工周期短、施工期間材料損耗低。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種建筑物，尤其涉及功能需求與自然可再生能源常規結合的一種基于環境的節能原型屋建筑。
技術介紹
原型，英文是prototype，意思是樣品、模型。是指把系統的主要功能通過可視化的形式展現給用戶，以便征求用戶意見，從而明確用戶需求。原型是一個可以實際運行，可以反復修改，不斷完善的系統。顧名思義，原型屋——實際上就是多年來，在建筑產品上對于綠色、環保方面的探索，進行實驗性建造，以期通過實用檢驗，不斷完善。目前的普通建筑，其缺點在于，產業化水平低；不能充分綜合利用自然可再生能源，同時使用的建筑設備對電力和燃氣等化石能源的消耗，成為二氧化碳排放的主要來源。為了減少建筑對全球變暖和氣候變化帶來的消極影響，建筑一方面需通過各種節能設置減 少對能耗的需求，另一方面需通過可再生能源的綜合利用滿足全部能源需求。因此，亟須設計一種基于環境的節能原型屋建筑以滿足節能環保的社會需求。
技術實現思路
為了使得向陽的墻面實現被動式遮陽，使得室內在夏天時受熱減少，北向的植物墻設計能調節室內溫度，充分綜合利用可再生能源，本技術提供一種節能效果明顯的原型屋。本技術的技術方案一種基于環境的節能原型屋建筑，其特征在于其包括一個向陽屋頂、一個向陽立面、一個向陰立面、東西側立面、自然通風管；東西側立面的墻體采用預制墻體，向陽立面的墻體采用含玻璃幕墻的墻體，向陰立面的墻體為含植物幕墻墻體，承重構架采用鋼結構，各墻體連接件預埋連接，向陽立面與屋頂始終保持90°的角度，且向陽立面與向陰立面保持平行；屋頂與地面成一定夾角b，該夾角的范圍是90。-al<b<90° _a2其中al為建筑所在地夏至日太陽高度角，以當地緯度及太陽直射點確定；a2為建筑所在地冬至日太陽高度角，以當地緯度及太陽直射點確定，其中，該節能原型屋建筑向陰立面為局部位置上設置玻璃幕墻，向陰立面下方，設有雨水回收池；該節能原型屋建筑的向陽屋頂上還安裝了太陽能光伏板、太陽熱能收集器，在屋頂太陽能光伏板與太陽熱能收集器之間還安裝了透光天窗，所述透光天窗東西向貫通，與室內垂直交通對應，為室內提供自然采光。進一步地，所述自然通風管在該節能原型屋建筑內部，該自然通風管與水平面垂直，自屋頂進風處沿著東西側立面通到每一層，其在每層處都設有進風與出風端口。進一步地，該節能原型屋建筑內向陰立面設置門窗和陽臺，以及入戶坡道。本技術的有益效果是本技術能使光伏板發揮最大功效，也能使向陽立面實現被動式遮陽，使得室內在夏天時受熱減少，北向的植物墻設計能調節室內溫度，并實現產業化、施工周期短、施工期間材料損耗低。在保證用戶居住舒適性的前提下，充分綜合利用可再生能源，為居住用戶減少建筑耗能的技術問題，實現用戶的綠色低碳舒適生活。另外通過設置垂直通風口，大大促進室內空氣流動，保證室內空氣新鮮的效果。附圖說明圖I是本技術的實施例的結構示意圖；圖2是本技術的實施例的角度示意圖；圖3是本技術的實施例的向陽立面示意圖；圖4是本技術的實施例的向陰立面示意圖。其中1_玻璃幕墻，2_植物墻，3_預制墻體，4_垂直通道，5_通高的玻璃幕墻，6_梯形窗，7_鋼結構，8_預制水泥板，9_采光天窗，10_太陽能光伏板，11_太陽能集熱器，12_自然通風管，13_陽臺，14_預制混凝土墻，15_墻門窗，16_陽臺，17_入戶坡道。具體實施方式以下結合附圖1-4對本技術作進一步的描述。本技術涉及的基于環境的節能原型屋建筑，其整體朝太陽直射方向傾斜，使得夏季的太陽可以基本垂直地照射到屋頂光伏板發電裝置上，從而最大限度地利用太陽能集熱裝置，實現整體節能的效果。如圖I所示，本技術所述的基于環境的節能原型屋建筑，該建筑的向陽立面為玻璃幕墻，且不與水平面垂直，向陽立面與屋頂呈90°角，其施工誤差為±5°角，以90° ±5°表示，向陽立面下方設有雨水/中水儲藏容器，通過沿向陽立面與屋頂的連接裝置中安裝雨水收集系統，收集雨水，為建筑提供沖廁和綠化灌溉用水。該建筑的向陰立面為植物墻，其構造材質可為混凝土墻、鋼結構鋼等多種結構形式，其表面覆蓋藤蔓植物或景天植物，還可在向陰立面局部位置上設置大面積玻璃幕墻，用于為設計的室內花園采光，向陰立面不與水平面垂直，與屋頂的夾角為90° ±5°，在向陰立面下方，設有雨水回收池，其作用是收集向陰立面導下的雨水，還可作為一景觀點進行處理。該建筑的向陰立面與向陽立面始終保持平行。該建筑的東西側立面為預制墻體，含有高性能保溫幕墻、反熱涂層、輻射毛細管冷凝幕墻，輻射毛細管為空調末端，連接到設置在建筑機房內的空調機組地源/水源熱泵，保持室內適宜溫度和濕度。該建筑屋頂向太陽側傾斜，屋頂相對于地平面的傾斜角度b通過兩種方式進行計算以建筑所在地太陽高度角確定，具體而言，90° -al<b<90° _a2其中al為建筑所在地夏至日太陽高度角，以當地緯度及太陽直射點確定；a2為建筑所在地冬至日太陽高度角，以當地緯度及太陽直射點確定；該屋頂上還安裝了太陽能光伏板10、太陽熱能收集器11等裝置，在屋頂太陽能光伏板10與太陽熱能收集器11之間還安裝了透光天窗，其確切位置在建筑中部，東西向貫通，與室內垂直交通對應，作用是為室內大進深處提供自然采光。另外，該建筑內包含自然通風管12，該自然通風管12與水平面垂直，自屋頂進風處沿著東西側立面通到每一層，其在每層處都有設有進風與出風兩個端口，具有促進室內空氣流動，保證室內空氣新鮮的效果。另外，在建筑室內平面的中部設有垂直交通系統，其中包括樓梯，樓梯平臺及提升機，均為透明玻璃材質，作用是為了確保通過屋頂透光天窗進入的陽光能照射到建筑下層空間內。該建筑的保溫系統是在外圍護結構、室內地面和屋頂都設置有保溫層，其中外圍護結構和屋頂都是外保溫，作用是減少了建筑保溫鋪設后出現的冷橋現象。另外，該建筑整體向南傾斜，角度設定是建筑所在地夏至日太陽高度角與冬至日太陽高度角之間取值，且南向陰立面與屋頂始終保持90° ±5°的角度，且南向陰立面保持平行。實施例I以北京為例，如圖I所示，該建筑包括向陽立面的玻璃幕墻I、向陰立面的植物墻 2、東西向的預制墻體3和向南傾斜的太陽能光伏板10等。該建筑物四面的墻體與屋頂均成90° ±5°角，屋頂與地平面的夾角為17°，該角度的計算依據為參照該地區夏至日太陽高度角a，即夏至日北京北緯為40°，夏至日太陽直射23° 26' N，則夏至日太陽高度角a = 90° _(北緯度-夏至日太陽直射點)=90° -(40-23° 26 ; ) = 73 ° 26 ^，則屋頂與地平面的角度為b = 90 ° -a =90° -73° 26' =16° 34' ^ 17°，因屋頂與建筑南北墻的夾角為90°，考慮到建筑自遮陽體系，所以該向陽立面的傾斜角度應與夏至日太陽高度角一致，即建筑向陽立面與水平面的夾角為a = 73° 26' ^ 73°，向陽立面與向陰立面始終保持平行。如圖2所示向陽立面為玻璃幕墻1，向陽立面與水平面的夾角為73°，這樣的設置，在夏天時能防止太陽的直接照射，形成建筑的自遮陽體系，使得室內保持涼爽，在冬季時不會阻礙陽光的照射，使得室內能吸收到陽光，保持溫暖，承重構架為鋼結構，用I型鋼進行分割，在其鋼本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于環境的節能原型屋建筑，其特征在于：其包括一個向陽屋頂、一個向陽立面、一個向陰立面、東西側立面、自然通風管；東西側立面的墻體采用預制墻體，向陽立面的墻體采用含玻璃幕墻的墻體，向陰立面的墻體為含植物幕墻墻體，承重構架采用鋼結構，各墻體連接件預埋連接，向陽立面與屋頂始終保持90°的角度，且向陽立面與向陰立面保持平行；屋頂與地面成一定夾角b，該夾角的范圍是：90°？a1≤b＜90°？a2其中：a1為建筑所在地夏至日太陽高度角，以當地緯度及太陽直射點確定;a2為建筑所在地冬至日太陽高度角，以當地緯度及太陽直射點確定，其中，該節能原型屋建筑向陰立面為局部位置上設置玻璃幕墻，向陰立面下方，設有雨水回收池；該節能原型屋建筑的向陽屋頂上還安裝了太陽能光伏板（10）、太陽熱能收集器（11），在屋頂太陽能光伏板（10）與太陽熱能收集器（11）之間還安裝了透光天窗，所述透光天窗東西向貫通，與室內垂直交通對應，為室內提供自然采光。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳碩，伋子帥，高路，
申請(專利權)人：上海零碳建筑科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：