專利名稱：自采暖太陽能單體建筑的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種房屋，具體涉及一種自采暖太陽能單體建筑。
技術背景
能源是人類生存的基礎，目前使用的能源主要是礦物質燃料，由于礦物質燃料是不可再生資源，總有枯竭的時候，并且能源的使用方式對環境的影響日益增大，太陽能是清潔能源，在建筑中推廣應用太陽能，在好多發達國家已經得到了實現，太陽能建筑是使用直接獲取的太陽能作為優先使用能源的一類建筑，太陽能建筑按其有無機械動力分為主動式太陽房和被動式太陽房兩大類。
主動式太陽房的供熱系統一般由集熱、儲熱、散熱部件、循環管道設備及控制系統組成。它是一種通過高效集熱裝置，也就是太陽能集熱器來收集獲取太陽能，并與風機或泵、管道、末端散熱設備及儲熱裝置等組成的強制循環太陽能供暖系統或者與吸收式制冷機組成的太陽能空調及供熱系統。主動式太陽房對太陽能的利用效率高，不僅可以供暖、供熱水、還可以供冷，其室內溫度穩定舒適，在發達國家應用非常廣泛。
被動式太陽房是通過建筑朝向、平面布局及外部形態的合理布置、內部空間和外部形體的巧妙處理、建筑構造的合理設計、建筑材料的合理選擇，從而使其以自然運行的方式獲取、存儲和利用太陽能的一類建筑。被動式太陽房不需要借助風機、泵和復雜的控制系統對太陽能進行收集、貯藏和再分配。窗、墻、樓板等建筑的基本要素，除了滿足傳統的建筑功能(圍護和支撐)外，還必須能貯存和釋放熱能，一座建筑的各個組成部分要既能滿足建筑學的要求，還能滿足結構和能量的要求。在被動式太陽能采暖系統至少要有具備兩點 朝南向的玻璃集熱器、由砌塊、巖石或水等保溫材料組成的能量儲存構件。由于太陽照射具有時空不連續的特點，為了獲取舒適的室內熱環境，通常在建筑中還要添加輔助能源。
對太陽能的熱利用和光利用可以減少空調和照明所使用的常規能源，同時也減輕因電力生產所造成的環境負荷。因此，太陽能的利用可作為建筑節能的有效手段，從建筑節能方面考慮，建筑外窗一方面是能耗大的構件，另一方面也可能成為得熱構件，即通過太陽光透射入室內而獲得太陽熱能，將外窗玻璃做成淺色的太陽能集熱板，這種做法在日本很流行，有些發達國家還研制成功智能玻璃，這種玻璃可調節其顏色的深淺，從而可隨意調節太陽光的入射量，更好地解決采光和隔熱的問題。
我國是能耗大國，我國建筑用能占當年全社會終端能源消費量的27.8%，以接近發達國家水平，但單位能源效益卻遠遠低于發達國家，因此，在建筑領域更需要節能、降耗、 減排，建筑節能成為一個亟待解決的課題。
由于我國的太陽能資源十分豐富，絕大多數地區年平均日輻射量在4(kwh)/m2以上，在西藏西部更是高達7 (kw *h)/m2，太陽能輻射總量位居世界第一位，太陽能利用前景十分廣闊。
由于農村住宅相對分散，密度低，不宜采用投資大、維護水平高的集中供暖模式， 而傳統的燃煤取暖方式又存在效率低、污染環境和費用較高的問題，我國北方地區的村鎮，冬季人們常用的取暖方式是暖氣，如果在北方的農宅應用上太陽能，不僅會節約大量的能源，而且也減少的農民的冬季采暖消費。
在北方太陽能房所面臨的問題是一、如何收集太陽能為冬季采暖提供足夠的熱量；二、如何有效地蓄存熱量防止熱量散失；三、如何解決冬季陰天的輔助采暖；四、如何滿足農村住宅低造價需求；五、如何解決太陽能采暖設計在夏季所帶來的問題。發明內容
本發明提供一種解決方案，可以解決北方農村冬季采暖能源消耗大的問題。
為實現上述目的，采用以下技術方案
一種自采暖太陽能建筑，包括房屋主體，所述房屋主體包括圍墻和房蓋，還包括供暖系統，所述供暖系統包括有主動式太陽能集熱供暖系統用于提供室內熱源；太陽能集熱供生活熱水系統用于提供生活用水；被動式陽光房用于補充室內熱量；太陽能新風預熱腔用于冬季預熱和夏季散熱；通風系統用于排出室內熱量及室內通風。
進一步地，所述主動式太陽能集熱供暖系統包括設置在屋頂上的太陽能集熱器， 所述太陽能集熱器與蓄水箱相連接，所述蓄水箱與地板盤管相連接，所述太陽能集熱器將在白天所蓄存的熱量通過與其連接的地板盤管熱輻射給房間供暖。
特別地，所述太陽能新風預熱腔的頂部安裝有太陽能光電板，所述太陽能光電板為光電驅動風機提供動力源。
優選地，所述新風預熱腔頂部風口和底部風口設置有光電驅動風機。
特別地，所述供暖系統還包括有陰天輔助采暖系統，所述陰天輔助采暖系統是由生物質能燃爐與火墻連接向室內提供熱源，所產生的煙沿連接火墻的排煙道排出。
進一步地，所述通風系統由位于房蓋上的太陽能熱壓通風豎井連接室內，并在所述豎井的正下方的北側外墻上設置窗戶，并和室內的通風走廊相結合形成出風通道。
特別地，太陽能熱壓通風豎井分為兩個獨立的豎井。
特別地，所述保溫墻體采用陶粒保溫材料，外噴灰漿粘接密封。
優選地，所述房蓋上設置有種植區。
特別地，所述陽光房內設置有遮陽卷簾。
本發明的有益效果為由于設置了主動式太陽能集熱供暖系統用于提供室內熱源，可以最大限度地利用太陽能，避免的環境污染。
下面根據實施例和附圖對本發明作進一步詳細說明。
圖1是本發明的太陽能設備結構示意圖；圖2是本發明的太陽能熱壓通風豎井通風過程結構示意圖； 圖3是本發明的自采暖太陽能建筑的窗戶的位置結構示意圖； 圖4是本發明的自采暖太陽能建筑的火墻的位置結構示意圖； 圖5是本發明的自采暖太陽能建筑的太陽能新風預熱腔的結構示意圖； 圖6是本發明的自采暖太陽能建筑的通風結構示意圖。
圖中
1、太陽能集熱器；2、輔助熱源；3、蓄水箱；4、外置換熱器；5、地板盤管；6、泵；7、 太陽能熱壓通風豎井；8、被動式陽光房；9、風口 ；10、火墻；11、太陽能新風預熱腔；12、出風通道a ;13、出風通道b ； 14、窗戶；15、風口。
具體實施方式
如圖1至圖6所示，給出了本發明所述的一種自采暖太陽能單體建筑的一個具體實施例，本自采暖太陽能建筑，包括房屋主體，房屋主體包括圍墻和房蓋，還包括供暖系統， 供暖系統包括有主動式太陽能集熱供暖系統用于提供室內熱源；太陽能集熱供生活熱水系統用于提供生活用水；被動式陽光房8用于補充室內熱量；太陽能新風預熱腔11用于冬季預熱和夏季散熱；通風系統用于排出室內熱量及室內通風。
進一步地，主動式太陽能集熱供暖系統包括設置在屋頂上的太陽能集熱器1，太陽能集熱器1與蓄水箱3相連接，蓄水箱3與地板盤管5相連接，太陽能集熱器1將在白天所蓄存的熱量通過與其連接的地板盤管5熱輻射給房間供暖。
本發明的太陽能集熱供生活熱水系統，實現了太陽能設備與住宅設計的有機結合，太陽能熱水設備由太陽能集熱器1、蓄熱水箱3、循環管道、支架、泵6、控制系統及相關附件及輔助熱源2組成。要實現太陽能與建筑一體化，必須在建筑的設計階段就應將太陽能熱水設備的各個部件，都做作為建筑物構件去設計，在立面造型、結構形式、給排水系統中通盤考慮，使太陽能熱水設備在整體上成為該建筑物不可缺少的一部分。所以，本發明將太陽能熱水器裝置的位置及基礎并入屋面設計中，太陽能集熱器1位于房蓋上，安裝方式為三塊橫排安裝。
如圖2至圖3所示，冬季白天向南開敞的被動式陽光房8大量得熱，而其它朝向封閉的保溫墻體防止熱量散失，特別地，墻體保溫采用陶粒保溫材料，外噴灰漿粘接密封。
利用太陽能新風預熱腔11預熱新風，冬季如果依靠開啟直接對外的窗戶來供給室內的新鮮空氣，則會讓寒冷的空氣直接進入到房間里，既降低了室內的氣溫，又會對人造成吹冷風的不舒適感。太陽能新風預熱腔11的頂部安裝有太陽能光電板，太陽能光電板為光電驅動風機提供動力源。太陽能新風預熱腔11頂部風口 15設置有光電驅動風機，新風預熱腔11底部風口 9處設置有光電驅動風機。
在冬季，室外新鮮空氣由預熱腔上部風口 15被導入，并在太陽能預熱腔11中被太陽能加熱，再由安裝在太陽能預熱腔11底部的光電驅動的小功率風機送入室內，利用太陽能新風預熱腔預熱新風，不用任何其他采暖設施保證居室溫度達到12度以上。
夏季時則通過風機反向旋轉來排出陽光房里的熱空氣，熱空氣從風口 9向上流動到風口 15，排出室外，小功率風機的用電可以完全由預熱腔頂部安裝的光電板供給，且風機轉動速度與日照強度正相關，這與預熱腔冬季預熱新風、夏季排除熱空氣的功能要求正好一致。
冬季夜晚利用主動式太陽能集熱供暖系統，主動式太陽能集熱供暖系統由25平方米的太陽能集熱器1和2噸的蓄熱水箱3在白天所蓄存的熱量通過地板盤管5熱輻射給房間供暖；在冬季陰天時，還可以用輔助熱源2，即生物質能燃爐所提供的高溫煙氣通過火墻10熱輻射給房間供暖，并采用空氣熱泵輔助加熱，利用空氣熱能輔助加熱采暖用水，較電加熱省電80% -20%。由于采取地熱的采暖方式，所以地板兼做蓄熱和散熱，蓄熱時間長，蓄熱量大，散熱面積大，室內溫度均勻，熱舒適性好。特別地，所述供暖系統還包括有陰天輔助采暖系統，所述陰天輔助采暖系統是由生物質能燃爐與火墻連接向室內提供熱源， 所產生的煙沿連接火墻的排煙道排出。
如圖5至圖6所示，夏季白天，打開被動式陽光房8下部的可開啟風口 9和檐口下的可開啟風口 15，利用雙層屋面間層的空腔從屋頂排出被動式陽光房8中的熱空氣，防止被動式陽光房8內溫度過高，特別地，所述陽光房內設置有遮陽卷簾，優選地，所述房蓋上設置有種植區也能減低房頂的溫度。
夏季時除了陽光房的遮陽和排熱設計之外，房間的自然通風也是非常重要的降溫措施。太陽能熱壓通風豎井7分為兩個獨立的豎井，分別為建筑的一層和二層提供獨立的通風。同時，根據夏季穿堂風向，在每層太陽能熱壓通風豎井7正下方的北側外墻上開設窗戶14，這樣可以使得風壓通風和熱壓通風的風向引導一致，把二者的通風作用結合起來， 增強了夏季室內自然通風的效果。
通風系統由位于房蓋上的太陽能熱壓通風豎井7連接室內，并在太陽能熱壓通風豎井7的正下方的北側外墻上設置窗戶14，并和室內的通風走廊相結合形成出風通道，如圖6所示，出風通道a和出風通道b。
以上實施例只是闡述了本發明的基本原理和特性，本發明不受上述實施例限制， 在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還有各種變化和改變，這些變化和改變都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1.一種自采暖太陽能單體建筑，包括房屋主體，所述房屋主體包括圍墻和房蓋，其特征在于還包括供暖系統，所述供暖系統包括有主動式太陽能集熱供暖系統用于提供室內熱源；太陽能集熱供生活熱水系統用于提供生活用水；被動式陽光房用于補充室內熱量；太陽能新風預熱腔用于冬季預熱和夏季散熱；通風系統用于排出室內熱量及室內通風。
2.根據權利要求1所述的一種自采暖太陽能單體建筑，其特征在于所述主動式太陽能集熱供暖系統包括設置在屋頂上的太陽能集熱器，所述太陽能集熱器與蓄水箱相連接， 所述蓄水箱與地板盤管相連接，所述太陽能集熱器將在白天所蓄存的熱量通過與其連接的地板盤管熱輻射給房間供暖。
3.根據權利要求1所述的一種自采暖太陽能單體建筑，其特征在于所述太陽能新風預熱腔的頂部安裝有太陽能光電板，所述太陽能光電板為光電驅動風機提供動力源。
4.根據權利要求1所述的一種自采暖太陽能單體建筑，其特征在于所述新風預熱腔頂部風口和底部風口設置有光電驅動風機。
5.根據權利要求1所述的一種自采暖太陽能單體建筑，其特征在于所述供暖系統還包括有陰天輔助采暖系統，所述陰天輔助采暖系統是由生物質能燃爐與火墻連接向室內提供熱源，所產生的煙沿連接火墻的排煙道排出。
6.根據權利要求1所述的一種自采暖太陽能單體建筑，其特征在于所述通風系統由位于房蓋上的太陽能熱壓通風豎井連接室內，并在所述豎井的正下方的北側外墻上設置窗戶，并和室內的通風走廊相結合形成出風通道。
7.根據權利要求6所述的一種自采暖太陽能單體建筑，其特征在于所述太陽能熱壓通風豎井分為兩個獨立的豎井。
8.根據權利要求1所述的一種自采暖太陽能單體建筑，其特征在于所述保溫墻體采用陶粒保溫材料，外噴灰漿粘接密封。
9.根據權利要求1所述的一種自采暖太陽能單體建筑，其特征在于所述房蓋上設置有種植區。
10.根據權利要求1所述的一種自采暖太陽能單體建筑，其特征在于所述陽光房內設置有遮陽卷簾。
全文摘要
一種自采暖太陽能單體建筑，包括房屋主體，所述房屋主體包括圍墻和房蓋，還包括供暖系統，所述供暖系統包括有主動式太陽能集熱供暖系統用于提供室內熱源；太陽能集熱供生活熱水系統用于提供生活用水；被動式陽光房用于補充室內熱量；太陽能新風預熱腔用于冬季預熱和夏季散熱；通風系統用于排出室內熱量及室內通風。本發明的有益效果由于設置了主動式太陽能集熱供暖系統用于提供室內熱源，可以最大限度地利用太陽能，避免的環境污染。
文檔編號E04H1/04GK102561729SQ20121001925
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月20日 優先權日2012年1月20日
發明者吳艷元, 周正楠, 李仁星, 程翠英 申請人:天普新能源科技有限公司