本發(fā)明涉及建筑領(lǐng)域,尤其涉及一種集成式玻璃節(jié)能建筑。
背景技術(shù):
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現(xiàn)有的房屋一般是磚混結(jié)構(gòu)或鋼混結(jié)構(gòu),還包括少量的木結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等,這些傳統(tǒng)房屋主要存在建設(shè)周期長、墻體厚重、基坑工程量大、施工工序繁瑣、產(chǎn)生大量建筑垃圾及噪音污染、使用面積占比小、自身保溫隔熱性能差、建設(shè)和使用能耗高、抗震性能弱等缺點。體量較大的鋼混結(jié)構(gòu)房屋,是以鋼筋混凝土為主要原料、在挖好的基坑內(nèi)打好地基,在地基上建造房屋的框架結(jié)構(gòu)和現(xiàn)澆樓板,以各種磚、砌塊和板材等填充在相應(yīng)的框架內(nèi)形成墻體,在墻體上預(yù)留的洞口中安裝門、窗,最后安裝各種管、線,進行內(nèi)、外裝修;現(xiàn)有的墻體材料,隔熱保溫性能差,為了達到節(jié)能標準,需要進行墻體保溫。這些傳統(tǒng)房屋墻體厚重、施工工藝復(fù)雜、保溫隔熱性能差、能耗大、污染重等問題。
集成式房屋是一種專業(yè)化設(shè)計,標準化、模塊化、工廠化生產(chǎn),現(xiàn)場組裝的綠色建筑,具有節(jié)能、節(jié)地、節(jié)材、省時、高效、無污染的特點,是房屋發(fā)展的主要趨勢,但由于受到建筑材料特別是墻體材料的限制,目前主要用于臨時性的建筑。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
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針對上述技術(shù)問題,本發(fā)明的目的在于提供一種集成式能源房。本發(fā)明的一種集成式能源房以輕薄、隔熱、隔音的玻璃代替現(xiàn)有的混凝土墻體,解決現(xiàn)有房屋墻體厚重、保溫隔熱性能差、能耗大、污染重等問題;以專業(yè)化設(shè)計、標準化、模塊化、工廠化生產(chǎn)的框架結(jié)構(gòu)和墻體模塊以及現(xiàn)場組裝的方式,代替現(xiàn)有的現(xiàn)場制作的鋼混結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu),解決現(xiàn)有房屋建筑時間長、運輸量大、污染重、垃圾多等問題;利用在墻體外層大面積安裝光伏板和光熱板,使其自身產(chǎn)生的能量接近或大于所消耗的能量。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,提供了一種集成式能源房,包括主體結(jié)構(gòu)、玻璃墻體和光伏電池,其特征在于所述主體結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu),所述框架結(jié)構(gòu)包括立柱和橫梁;所述玻璃墻體安裝在所述框架結(jié)構(gòu)上,所述光伏電池設(shè)置在玻璃墻體的最外層,所述光伏電池產(chǎn)生的電能不小于所述能源房所需的電能;所述立柱、所述橫梁和所述玻璃墻體以及所述光伏電池組件均采用專業(yè)化設(shè)計、標準化、模塊化、工廠化生產(chǎn)的方式生產(chǎn)制造和現(xiàn)場組裝。
優(yōu)選地,所述一種集成式能源房所用的門或/和窗以及各種管線和固定部件均采用專業(yè)化設(shè)計、標準化、模塊化、工廠化生產(chǎn)的方式生產(chǎn)制造。
優(yōu)選地,所述框架結(jié)構(gòu)的立柱和橫梁、所述玻璃墻體、所述光伏電池組件、所述門或/和窗以及各種管線和固定部件在運動施工現(xiàn)場后,按照標準化程序在已完成的地面基礎(chǔ)上直接組裝成所述的節(jié)能房屋。
優(yōu)選地,所述玻璃墻體由節(jié)能玻璃組成,所述節(jié)能玻璃包括真空玻璃、中空玻璃、中空隔膜玻璃、夾層玻璃、鋼化玻璃、鍍膜玻璃、貼膜玻璃、彩釉玻璃和功能玻璃(如光電玻璃、變色玻璃等)等以及以上兩種或多種玻璃組成的復(fù)合玻璃;所述節(jié)能玻璃既可以是透明的玻璃,也可以是透光而不透明的玻璃,還可以是不透光的玻璃及其復(fù)合品;所述節(jié)能玻璃還可以是玻璃與其他板材(如金屬板、塑料板、木板、紙張或復(fù)合板等)的復(fù)合品,以使節(jié)能玻璃實現(xiàn)外觀、材質(zhì)、性能和功能的多樣化。
優(yōu)選地,所述玻璃墻體為一層至數(shù)層,所述玻璃墻體為兩層時,一層安裝在框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè),另一層安裝在框架結(jié)構(gòu)的外側(cè),從而將框架結(jié)構(gòu)包括在其中間,既有利于使房屋的內(nèi)外表面整齊美觀,又有利于保護框架結(jié)構(gòu),還有利于將房屋所有的管線以及遮陽簾、百葉窗或窗簾等安裝在其中。
優(yōu)選地,所述玻璃墻體為兩層、且框架結(jié)構(gòu)較厚時,一層安裝在框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)或外側(cè),另一層安裝在框架結(jié)構(gòu)的中部,可以使框架結(jié)構(gòu)形成不同的外立面。
優(yōu)選地,所述兩層或多層玻璃墻體的相鄰層之間可以形成通風通道,組成房屋的新風系統(tǒng),利于房屋的通風和換氣。
優(yōu)選地,所述玻璃墻體的最外側(cè)一層可以是與內(nèi)側(cè)相平行的平面,也可以是具有單一或復(fù)合小曲折面組成的曲折面。
優(yōu)選地,所述光伏電池組件可以代替玻璃墻體直接安裝在框架結(jié)構(gòu)的最外側(cè),也可以通過金屬框架安裝在玻璃墻體的最外側(cè);由于光伏電池組件相當于夾層玻璃,光伏電池組件充當玻璃墻體可以徹底解決現(xiàn)有玻璃幕墻因玻璃破碎、脫落所造成的安全隱患問題。
優(yōu)選地,所述光伏電池組件為半透明的薄膜電池時,光伏電池組件可以垂直設(shè)置。
優(yōu)選地,所述光伏電池組件可以傾斜設(shè)置,尤其是光伏電池為不透明的晶硅電池時;所述光伏電池組件傾斜設(shè)置可以形成一個具有單一或者復(fù)合小曲折面的曲折面,曲折面不僅可以使房屋的外觀多樣化,而且可以起到遮陽板的作用防止夏季陽光進入室內(nèi),還可以使陽光向天空反射從而減輕或消除玻璃幕墻造成的光污染,又可以增加光接觸的面積,提高發(fā)電效率。
優(yōu)選地,所述光伏電池組件可以被光熱組件所代替,所述光熱組件為太陽能集熱器或太陽能熱水器,優(yōu)選為平板太陽能集熱器或平板太陽能熱水器;通過光伏組件和光熱組件的組合安裝,可以充分利用太陽能的光和熱,為能源房提供足夠的電能和熱能。
優(yōu)選地,所述節(jié)能玻璃與框架結(jié)構(gòu)的安裝處設(shè)置有隔熱條帶,隔熱條帶設(shè)置在節(jié)能玻璃的內(nèi)側(cè)、外側(cè)或兩側(cè),所述隔熱條帶使所述節(jié)能玻璃與框架結(jié)構(gòu)結(jié)合處的傳熱系數(shù)和透聲系數(shù)與節(jié)能玻璃中心的傳熱系數(shù)和透聲系數(shù)相近或相同,徹底消除玻璃墻體上存在的冷橋和聲橋,從而使整個外墻的各部分具有相同的隔熱和隔音性能,大幅度提高外墻的整體性能。
優(yōu)選地,所述節(jié)能玻璃與框架結(jié)構(gòu)結(jié)合處的最外側(cè)有防脫壓板,防脫壓板通過隔熱和隔音處理的螺栓或螺釘固定在框架結(jié)構(gòu)上,防脫壓板與節(jié)能玻璃之間設(shè)置有密封膠或結(jié)構(gòu)膠。防脫壓板可以防止節(jié)能玻璃從框架上的脫落,消除事故隱患;經(jīng)隔熱和隔音處理的螺栓或螺釘使所述節(jié)能玻璃與框架結(jié)構(gòu)結(jié)合處的傳熱系數(shù)和透聲系數(shù)與節(jié)能玻璃中心的傳熱系數(shù)和透聲系數(shù)相近或相同,徹底消除玻璃墻體上存在的冷橋和聲橋,從而消除隔熱和隔音的瓶頸,顯著提高房屋外圍護結(jié)構(gòu)的整體性能。
本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明以輕薄、隔熱、隔音的節(jié)能玻璃尤其是鋼化真空玻璃代替現(xiàn)有的墻體,可以使墻體厚度從250-500mm最小降至7-12mm,解決了現(xiàn)有房屋墻體厚重、保溫隔熱性能差、建設(shè)時間長、施工工藝復(fù)雜、工程量和運輸量大、能耗大、污染重等問題;采用集成式建造模式,不但提高了房屋質(zhì)量、減小了材料消耗,而且縮短了施工時間,使房屋的建造時間由數(shù)年降至數(shù)月甚至數(shù)天;采用窗墻合一,不但降低了建造成本和施工難度,而且提高了房屋的氣密性、安全性、隔熱和隔音性能;采用新風系統(tǒng),不但提高了室內(nèi)空氣質(zhì)量和居住舒適度,而且能夠自動換熱、節(jié)能了能源;采用光伏、光熱建筑一體化,光伏板和光熱板充當外墻,不但使整個房屋充分利用了太陽能的光和熱,而且節(jié)省了建造成本、豐富了房屋外觀,解決了玻璃幕墻的玻璃破碎、脫落等問題;采用曲折面的外層墻面,不但豐富了房屋外觀,而且解決了夏季遮陽、冬季采暖和光污染等問題;采用隔熱條帶,消除了外墻的冷橋和聲橋;采用防脫壓板解決了外墻玻璃脫落的問題;本發(fā)明通過采用一系列隔熱保溫措施(如使用真空玻璃、無窗、夏季遮陽、冬季采光、新風系統(tǒng)、隔熱條帶等),不但使房屋的能耗大幅度降低,而且居住的舒適性大幅度提高;通過光伏、光熱建筑一體化,使房屋自身產(chǎn)生大量的能量和熱量,從而使房屋自身的產(chǎn)能大于所需的能量,除滿足自身能耗外,還可以向外輸送能量(或白天向外輸送電能和熱能,夜間需要輸入電能,但向外輸出的能量大于向內(nèi)輸入的能量),從而實現(xiàn)正能量、負能耗的目標。
附圖說明:
圖1為本發(fā)明的一種集成式能源房結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明的一種集成式能源房結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本發(fā)明的一種集成式能源房結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本發(fā)明的一種集成式能源房的新風系統(tǒng)示意圖;
圖5為本發(fā)明的一種集成式能源房的安裝節(jié)點示意圖;
圖6為本發(fā)明的一種集成式能源房含光伏電池組件的安裝節(jié)點示意圖;
圖7為本發(fā)明的一種集成式能源房的光伏電池組件傾斜安裝示意圖。
具體實施方式:
下面結(jié)合附圖,對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細描述,但應(yīng)當理解本發(fā)明的保護范圍并不受具體實施方式的限制。
本發(fā)明公開了一種集成式能源房,包括主體結(jié)構(gòu)和玻璃墻體,還包括光伏板和光熱板,所述主體結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu),所述框架結(jié)構(gòu)包括立柱和橫梁;所述玻璃墻體安裝在所述框架結(jié)構(gòu)上,所述玻璃墻體可以設(shè)置一層或多層,所述光伏板和光熱板設(shè)置在玻璃墻體的最外層,所述玻璃墻體設(shè)置一層至多層;所述立柱、所述橫梁和所述玻璃墻體以及所述光伏板和光熱板均采用專業(yè)化設(shè)計、標準化、模塊化、工廠化生產(chǎn)的方式生產(chǎn)制造和現(xiàn)場組裝。
如圖1-3所示,所述立柱1和橫梁2組成的框架結(jié)構(gòu)可以是木結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu),也可以是預(yù)制標準件組成的鋼混結(jié)構(gòu)等,所述框架結(jié)構(gòu)中根據(jù)房屋的形狀和高度還可以包括次立柱和次橫梁。
如圖4所示,當所述框架結(jié)構(gòu)為兩層或多層時,其樓板為現(xiàn)澆樓板、預(yù)制樓板、復(fù)合樓板或集成樓板等。
所述玻璃墻體由節(jié)能玻璃組成,所述節(jié)能玻璃是傳熱系數(shù)為0.1-3.0W/m2K的保溫隔熱、隔音玻璃,包括真空玻璃、中空玻璃、中空隔膜玻璃、夾層玻璃、鍍膜玻璃、貼膜玻璃、彩釉玻璃和功能玻璃(如電光玻璃、光熱玻璃、變色玻璃、顯示玻璃等)等以及以上兩種或多種玻璃組成的復(fù)合玻璃,優(yōu)選真空玻璃和復(fù)合真空玻璃,進一步優(yōu)選傳熱系數(shù)為0.2-1.0W/m2K的全鋼化真空玻璃。
所述節(jié)能玻璃所用的原片優(yōu)選超白玻璃,超白玻璃可以使鋼化玻璃的自爆率趨于零,從而大大降低玻璃外墻的維修成本和提高安全性。
所述玻璃墻體的傳熱系數(shù)依據(jù)玻璃房所處的地區(qū)和房屋的節(jié)能標準而定,如在極寒地區(qū)所述玻璃墻體的傳熱系數(shù)一般為0.1-0.5W/m2K,在嚴寒地區(qū)所述玻璃墻體的傳熱系數(shù)一般為0.2-0.7W/m2K,在夏熱冬暖地區(qū)所述玻璃墻體的傳熱系數(shù)一般為0.5-2.0W/m2K,在夏熱冬冷地區(qū)所述玻璃墻體的傳熱系數(shù)一般為0.5-1.0W/m2K,在溫熱地區(qū)所述玻璃墻體的傳熱系數(shù)一般為1.0-2.0W/m2K,在夏涼冬溫地區(qū)所述玻璃墻體的傳熱系數(shù)一般為2.0-3.0W/m2K,等等。
所述節(jié)能玻璃優(yōu)選傳熱系數(shù)為0.2-1.0W/m2K的鋼化真空玻璃,鋼化真空玻璃屬于安全玻璃,其使用壽命長達50-70年、與建筑同壽命,而中空玻璃的使用壽命只有10-15年、傳熱系數(shù)為1.2-3.0W/m2K,鋼化真空玻璃既能滿足建筑對玻璃安全性的需求,又能滿足建筑對外圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能性能的要求,還能滿足建筑對建材使用壽命的要求。
所述節(jié)能玻璃既可以是透明的玻璃,也可以是透光而不透明的玻璃,還可以是不透光的玻璃。
如圖5-6所示,所述節(jié)能玻璃3與框架結(jié)構(gòu)結(jié)合處設(shè)置有隔熱條帶和密封膠或結(jié)構(gòu)膠,隔熱條帶可以根據(jù)需要設(shè)置在節(jié)能玻璃3的內(nèi)側(cè)、外側(cè)或兩側(cè),所述隔熱條帶為有機或無機或復(fù)合的絕熱材料制成,優(yōu)選導(dǎo)熱系數(shù)極低的真空絕熱板、氣凝膠氈等A級防火絕熱材料,不但其導(dǎo)熱系數(shù)極低(導(dǎo)熱系數(shù)小于0.008W/m.k),而且隔音效果很好,可以有效消除安裝縫處的冷橋和聲橋,由于隔熱條帶的導(dǎo)熱系數(shù)極低,所以很容易通過調(diào)整隔熱條帶的厚度使其傳熱系數(shù)為0.1-3.0W/m2K,即具有與節(jié)能玻璃3或玻璃墻體相同或更小的傳熱系數(shù),從而使整個玻璃墻體的各部分具有相同的隔熱和隔音性能,大幅度提高外墻的整體性能,現(xiàn)有真空絕熱板、氣凝膠氈都是大幅面的,用于隔熱條帶的真空絕熱板、氣凝膠氈需要專門設(shè)計和制造;隔熱條帶可以大大提高節(jié)能玻璃的邊緣溫度,提高節(jié)能玻璃的抗結(jié)露性能;隔熱條帶還可以有效降低節(jié)能玻璃在使用過程中溫差應(yīng)力引起的玻璃自爆和熱應(yīng)力炸裂的可能性;所述密封膠或結(jié)構(gòu)膠為有機膠粘劑,優(yōu)選硅酮膠。
如圖5-6所示,所述節(jié)能玻璃3與框架結(jié)構(gòu)結(jié)合處的最外側(cè)有防脫壓板,防脫壓板通過隔熱和隔音處理的螺栓或螺釘固定在框架結(jié)構(gòu)上,防脫壓板與節(jié)能玻璃3之間有密封膠或結(jié)構(gòu)膠、還可以設(shè)置有隔熱條帶。防脫壓板可以防止節(jié)能玻璃3或玻璃墻體從框架上脫落,消除事故隱患,大大延長玻璃外墻的使用壽命(與整體建筑同壽命)、減少維護成本;所述螺栓或螺釘?shù)母魺岷透粢籼幚硎侵嘎菟ɑ蚵葆斖ㄟ^絕熱材料制作的套管或墊片隔絕框架結(jié)構(gòu)與室外或室內(nèi)之間熱量和聲波的傳導(dǎo);所述隔熱條帶和經(jīng)隔熱和隔音處理的螺栓或螺釘使所述節(jié)能玻璃與框架結(jié)構(gòu)結(jié)合處的傳熱系數(shù)和透聲系數(shù)與節(jié)能玻璃中心的傳熱系數(shù)和透聲系數(shù)相近或相同,這樣可以徹底消除玻璃墻體上存在的冷橋和聲橋,從而消除隔熱和隔音的瓶頸,顯著提高房屋外圍護結(jié)構(gòu)的整體性能。
所述節(jié)能玻璃3可以設(shè)置在框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè),使其內(nèi)側(cè)形成一個規(guī)則封閉的空間,有利于室內(nèi)的美觀和家具擺放。
所述節(jié)能玻璃3還可以設(shè)置在框架結(jié)構(gòu)的外側(cè),使其外側(cè)形成一個規(guī)則封閉的外表面,有利于形成房屋簡潔的外觀和保護房屋的框架結(jié)構(gòu)。
當節(jié)能玻璃3有兩層時,可以一層設(shè)置在框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)、另一層設(shè)置在框架結(jié)構(gòu)的外側(cè),從而將框架結(jié)構(gòu)包括在其中間,既有利于使房屋的內(nèi)外表面整齊美觀,又有利于保護框架結(jié)構(gòu),還有利于將房屋所有的管線以及遮陽簾、百葉窗或窗簾等安裝在其中;當框架厚度較大時(如高層建筑的框架),節(jié)能玻璃3的一層可以安裝在框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)或外側(cè)、另一層安裝在框架結(jié)構(gòu)的中部。
節(jié)能玻璃3可以設(shè)置有多層,如在寒冷地區(qū)或極寒地區(qū),層數(shù)越多保溫隔熱性能越好。
如圖4所示,節(jié)能玻璃3的兩層之間可以形成通風通道,整個房屋相鄰的上下玻璃墻體之間的通風通道是互通的,即組成房屋的新風系統(tǒng)。每套房屋可以有一個獨立的新風系統(tǒng),優(yōu)選具有兩個及以上的獨立新風系統(tǒng),以確保房屋通風的可靠性,如在廚房、衛(wèi)生間各有獨立的自然和強制通風系統(tǒng),其它房間有強制或自然通風系統(tǒng);通風通道的上下端設(shè)置進出風口,進出風口處可以設(shè)置風機,可以是自然通風也可以是強制通風。
節(jié)能玻璃3的內(nèi)層可以通過窗戶設(shè)置與室內(nèi)相通的專用進出風口或直接在節(jié)能玻璃3上設(shè)置專用進出風管道,將室外空氣通過通風通道與室內(nèi)空氣相通;進出風口或進出風管道優(yōu)選安裝在房間向陽側(cè)的頂部和背陰側(cè)的底部,也可以安裝在整個房間的頂部和底部的側(cè)面;夏季時涼爽的新風從背陰側(cè)通風通道下端的進出風口進入通風通道內(nèi),再從房間背陰側(cè)底部的進出風口或管道進入房間內(nèi),利用溫度高的空氣比溫度低的空氣輕的現(xiàn)象,使溫度相對高的房間內(nèi)污濁的空氣從房間向陽側(cè)頂部的進出風口或管道進入向陽側(cè)的通風通道內(nèi),經(jīng)自動加熱(太陽光產(chǎn)生的熱量或/和光伏板或光熱板產(chǎn)生的熱量)后在煙筒效應(yīng)的作用下向陽側(cè)通風通道內(nèi)的空氣從通風通道上端的進出風口排出,涼爽的新風既提高了室內(nèi)空氣的質(zhì)量,又降低了室內(nèi)和向陽側(cè)通風通道內(nèi)的空氣溫度,從而自動使室溫處于適宜的溫度范圍內(nèi);冬季時新風從向陽側(cè)通風通道上端的進出風口進入向陽側(cè)通風通道內(nèi),在向陽側(cè)通風通道內(nèi)經(jīng)自動加熱(太陽光產(chǎn)生的熱量或/和光伏板或光熱板產(chǎn)生的熱量)后從房間向陽側(cè)頂部的進出風口或管道進入房間內(nèi),利用溫度低的空氣比溫度高的空氣重的現(xiàn)象,使房間內(nèi)污濁的空氣從房間背陰側(cè)底部的進出風口或管道進入背陰側(cè)的通風通道內(nèi),在排風機的作用下背陰側(cè)通風通道內(nèi)的空氣從通風通道下端的進出風口排出,加熱后的新風既提高了室內(nèi)空氣的質(zhì)量,又升高了室內(nèi)和背陰側(cè)通風通道內(nèi)的空氣溫度,從而自動使室溫處于適宜的溫度范圍內(nèi);所述新風可以直接來自于室外,也可以將室外的空氣進行過濾、殺菌、消毒、調(diào)溫、調(diào)濕、調(diào)質(zhì)、換熱后再進入通風通道和室內(nèi)。
節(jié)能玻璃3可以設(shè)置窗戶,也可以不設(shè)窗戶,尤其是當節(jié)能玻璃3有兩層或多層時,最外側(cè)的一層玻璃墻體可以實現(xiàn)窗墻合一,窗戶的透明、采光功能由節(jié)能玻璃3上的透明玻璃實現(xiàn),窗戶的通風功能由專門的新風系統(tǒng)實現(xiàn);但可以設(shè)置應(yīng)急窗,應(yīng)用于長時間停電或新風系統(tǒng)長時間故障后的通風以及發(fā)生火災(zāi)等緊急情況下的逃生,可以在應(yīng)急窗的附近設(shè)置逃生器具如逃生繩索等,應(yīng)急窗可以是活動的,也可以是固定的,應(yīng)急窗的窗口除采用現(xiàn)有的膠條密封外優(yōu)選再采用密封膠密封,即在應(yīng)急窗的內(nèi)側(cè)窗口的密封處再涂一道密封膠,使應(yīng)急窗在平時具有很好的氣密性、水密性和隔熱、隔音性能,也就是應(yīng)急窗具有與外墻相同的性能;應(yīng)急窗緊急啟用時,破壞密封膠即可打開,使用完畢,再用密封膠密封好;不設(shè)窗戶,不但可以降低造價、縮短工期、美化外觀、提高氣密性和安全性,而且具有更好的隔熱、隔音、防塵、抗風、防盜等功能。
節(jié)能玻璃3的最外側(cè)一層可以是與內(nèi)側(cè)相平行的平面,也可以形成一個具有單一或者復(fù)合小曲折面的曲折面,可以是一個鋸齒形或波浪形的曲折面,可以是單一的曲折面,也可以是由多個不同的小曲折面組成的復(fù)合曲折面,曲折面不僅可以使房屋的外觀多樣化,而且可以使陽光向天空反射從而減輕或消除光污染。
如圖2-4所示,節(jié)能玻璃3的最外側(cè)安裝光伏電池組件5,光伏電池組件5可以代替節(jié)能玻璃直接安裝在節(jié)能玻璃3的最外側(cè),也可以通過金屬框架4安裝在節(jié)能玻璃3的最外側(cè),金屬框架4和光伏電池組件5可以是分體的,也可以是一體的。
當金屬框架4和光伏電池組件5為分體時,先將金屬框架4安裝在節(jié)能玻璃3的最外側(cè),再將光伏電池組件5安裝在金屬框架4上;當金屬框架4和光伏電池組件5為一體時,先將金屬框架4和光伏電池組件5在工廠內(nèi)組裝為一體,再將一體化的金屬框架4和光伏電池組件5安裝在節(jié)能玻璃3的最外側(cè);進一步,金屬框架4自身可以是分體的,也可以是一體的;進一步,金屬框架4與防脫壓板可以是分體的,也可以是一體的;當金屬框架4與防脫壓板為分體時,金屬框架4可以直接安裝在防脫壓板上,金屬框架4也可以通過隔熱和隔音處理的螺栓或螺釘直接固定在框架結(jié)構(gòu)上;當金屬框架4與防脫壓板為一體時,金屬框架4可以通過隔熱和隔音處理的螺栓或螺釘直接固定在框架結(jié)構(gòu)上。
光伏電池組件5的光伏電池可以是晶硅電池(如單晶硅電池、多晶硅電池等)、非晶硅電池(如薄膜電池、多元化合物電池等)。
光伏電池組件5可以全部或部分直接形成或代替節(jié)能玻璃3,尤其是充當節(jié)能玻璃3的最外層,如圖6所示。
光伏電池組件5可以上下垂直安裝,尤其是采用半透明的薄膜光伏電池時,如圖2、4所示。
光伏電池組件5可以設(shè)置在節(jié)能玻璃3的上方,也可以設(shè)置在節(jié)能玻璃3的外側(cè)面,如圖2、3所示。
光伏電池組件5也可以傾斜安裝,尤其是采用不透明的晶硅光伏電池時,或是平板太陽能集熱器或平板太陽能熱水器全部或部分代替光伏電池組件5時,如圖2、3所示。
光伏電池組件5傾斜安裝時,形成一個具有單一或者復(fù)合小曲折面的曲折面,可以使節(jié)能玻璃3的外側(cè)形成一個鋸齒形或波浪形的曲折面,可以是單一的曲折面,也可以是由多個不同的小曲折面組成的復(fù)合曲折面,即在節(jié)能玻璃3的外側(cè)形成數(shù)個曲折面的單元,相鄰曲折面的單元可以平行設(shè)置,也可以錯位設(shè)置;曲折面的單元可以是敞開式的,不但可以發(fā)電、而且可以遮陽,也可以是封閉式的,不但可以發(fā)電、遮陽,而且可以充當墻體,起到隔熱、隔音和通風等作用,如圖2、3、7所示。
光伏電池組件5傾斜安裝時,可以根據(jù)所在地區(qū)的緯度與墻體傾斜一定的角度(與墻體的夾角一般為30-75度)進行安裝,光伏電池組件5傾斜安裝不僅可以使房屋的外觀多樣化,而且可以起到遮陽板的作用防止夏季陽光進入室內(nèi)、降低室溫,但冬季傾斜的陽光可以進入室內(nèi)、提高室溫,還可以使陽光向天空反射從而減輕或消除玻璃幕墻造成的光污染,如圖7所示。
光伏電池組件5一般采用鋼化夾膠玻璃制成,屬于安全玻璃,可以有效避免鋼化玻璃的自爆以及自爆后玻璃的掉落,光伏電池組件5充當玻璃墻體可以徹底解決現(xiàn)有玻璃幕墻因玻璃破碎、脫落所造成的安全隱患問題。
為解決光伏電池組件5因表面污染而導(dǎo)致發(fā)電效率下降的問題,光伏電池組件5的表面可以有納米材料疏水膜或自清潔鍍膜。
光伏電池是固態(tài)半導(dǎo)體器件,具有工作無噪聲、對環(huán)境無污染的優(yōu)點;在我國由于人均土地資源相對匱乏,所以大型地面電站的建設(shè)具有一定的局限性,與之對比,建筑物能為光伏系統(tǒng)提供足夠的面積,不需另占土地,光伏建筑可自發(fā)自用,減少了電力輸送過程的費用和能耗,降低了輸電和分電的投資和維修成本。太陽能光伏建筑一體化是光伏建筑的主要發(fā)展方向,但由于光伏電池與建筑結(jié)合困難、造價高、發(fā)電成本高等原因,目前僅限于示范工程中?,F(xiàn)有的結(jié)合式光伏建筑一體化房屋主要是在房屋的屋頂部分安裝光伏電池,由于屋頂?shù)拿娣e有限,所以光伏發(fā)電能力較小;現(xiàn)有的集成式光伏建筑一體化房屋主要是在房屋的外立面、尤其是向陽面安裝光伏幕墻,存在保溫性能差、能耗大等缺點;現(xiàn)有的光伏建筑一體化房屋光伏發(fā)電規(guī)模小、造價高、發(fā)電成本高。而本申請實施例的光伏電池組件5與節(jié)能玻璃墻體合二為一,不但可以增加發(fā)電面積、發(fā)電量,而且可以降低建筑成本、豐富建筑外觀,還可以解決玻璃幕墻的隔熱性能差、能耗高,而且可以徹底解決現(xiàn)有玻璃幕墻因玻璃破碎、脫落所造成的安全隱患問題。
所述光伏電池組件可以被光熱組件所代替,所述光熱組件為太陽能集熱器或太陽能熱水器,優(yōu)選為平板太陽能集熱器或平板太陽能熱水器。
實施例一:
如圖1所示,一種集成式能源房,由框架結(jié)構(gòu)、玻璃墻體和光伏電池組成,所述框架結(jié)構(gòu)由立柱1和橫梁2組成,所述玻璃墻體由節(jié)能玻璃3和光伏電池5組成,還包括門或/和窗以及各種管線和固定部件;所述立柱和橫梁、所述玻璃墻體、所述光伏電池、所述門或/和窗以及各種管線和固定部件均采用專業(yè)化設(shè)計、標準化、模塊化、工廠化生產(chǎn)的方式生產(chǎn)制造,并按照標準化程序在已完成的地面基礎(chǔ)上現(xiàn)場組裝;通過安裝隔熱條帶使節(jié)能玻璃墻體不存在冷橋、聲橋,具有很好的隔熱、隔音效果,節(jié)能玻璃墻體的各部位、任意一處具有相同或相近的傳熱系數(shù),整體傳熱系數(shù)為0.1-1.0 W/m2K,優(yōu)于現(xiàn)有節(jié)能建筑的節(jié)能標準;所述墻體由節(jié)能玻璃3和薄膜光伏電池5組成,節(jié)能玻璃3安裝在框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)、光伏電池5安裝在框架結(jié)構(gòu)的外側(cè),將框架結(jié)構(gòu)包裹在節(jié)能玻璃3和光伏電池5之間,既保護了框架結(jié)構(gòu)不受外界的影響、減小了維護成本、延長了使用壽命,又使房屋的內(nèi)外表面整齊好看;所述節(jié)能玻璃3采用真空玻璃,真空玻璃的傳熱系數(shù)為0.2-1.0 W/m2K,真空玻璃的邊部采用玻璃或金屬焊接密封其使用壽命長達50-70年以上,能夠滿足大部分地區(qū)對墻體節(jié)能和使用年限的要求;外層光伏電池5采用光伏薄膜電池,采用如圖6所示的安裝方式,光伏電池5通過結(jié)構(gòu)膠或密封膠6、隔熱條帶7、金屬框架或防脫壓板4以及螺栓或螺釘8固定安裝在立柱1和橫梁2組成的框架結(jié)構(gòu)上;為了安裝方便和增強密封效果,光伏電池5與隔熱條帶7之間可以增加結(jié)構(gòu)膠或密封膠6或增加類似于現(xiàn)有玻璃幕墻中的鋁合金附框;螺栓或螺釘8分為兩部分,外側(cè)部分為金屬制成,優(yōu)選不銹鋼,內(nèi)側(cè)部分為工程塑料或玻璃鋼材料制成;既避免了冷橋和聲橋的產(chǎn)生、充分發(fā)揮節(jié)能玻璃的隔熱和隔音的優(yōu)良性能,使外墻的整體性能達到節(jié)能玻璃中心部位的隔熱和隔音指標,又防止了玻璃的破碎、脫落造成的維修成本和安全隱患,使玻璃能源房的整體壽命大大延長。
實施例二:
如圖2所示,一種集成式能源房,由立柱1、橫梁2、節(jié)能玻璃3、金屬框架4和光伏電池組件5組成,所述立柱1、橫梁2、節(jié)能玻璃3、金屬框架4和光伏電池組件5均采用專業(yè)化設(shè)計、標準化、模塊化、工廠化生產(chǎn)的方式生產(chǎn)制造,并按照標準化程序在已完成的地面基礎(chǔ)上現(xiàn)場組裝;立柱1、橫梁2首先組裝成框架結(jié)構(gòu),優(yōu)選采用鋼結(jié)構(gòu)或木結(jié)構(gòu),然后將節(jié)能玻璃3和薄膜光伏電池組件5采用類似圖5和圖6所示的安裝結(jié)構(gòu)和現(xiàn)有玻璃幕墻的安裝方式分別固定安裝在框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)外表面上形成節(jié)能玻璃墻體,最后通過金屬框架4將晶硅光伏電池組件或光熱板5安裝在屋頂節(jié)能玻璃3的外表面上;節(jié)能玻璃3采用鋼化真空玻璃,通過采用與節(jié)能玻璃墻體相同傳熱系數(shù)和傳聲系數(shù)的隔熱條帶使節(jié)能玻璃墻體不存在冷橋、聲橋,具有很好的隔熱、隔音效果,節(jié)能玻璃墻體的各部位、任意一處具有相同或相近的傳熱系數(shù),整體傳熱系數(shù)為0.2-1.0 W/m2K,優(yōu)于現(xiàn)有節(jié)能建筑的節(jié)能標準;光伏電池發(fā)電量和光熱板的發(fā)熱量大于能源房所消耗的能量,即所述能源房自身不需要外部輸入能量、而且可以向外輸出能量,或者向外輸出的能量大于向內(nèi)輸入的能量,即為正能量、負能耗的房屋;節(jié)能玻璃墻體的外層可以全部或部分安裝薄膜光伏電池組件5,薄膜光伏電池組件5為散射光發(fā)電的半透明的夾膠玻璃產(chǎn)品,同時具有較好的發(fā)電、遮陽、透光和保護隱私功能,還能起到保溫、隔音和防止玻璃破碎脫落等作用。
其他請參見實施例一。
實施例三:
如圖3所示,一種集成式能源房,由立柱1、橫梁2、節(jié)能玻璃3、金屬框架4和光伏電池組件5組成,所述立柱1、橫梁2、節(jié)能玻璃3、金屬框架4和光伏電池組件5均采用專業(yè)化設(shè)計、標準化、模塊化、工廠化生產(chǎn)的方式生產(chǎn)制造,并按照標準化程序在已完成的地面基礎(chǔ)上現(xiàn)場組裝;所述墻體由兩層節(jié)能玻璃3組成,內(nèi)層安裝在框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)、外層安裝在框架結(jié)構(gòu)的外側(cè),將框架結(jié)構(gòu)包裹在兩層節(jié)能玻璃3之間,既保護了框架結(jié)構(gòu)不受外界的影響、減小了維護成本、延長了使用壽命,又使房屋的內(nèi)外表面整齊好看;所述節(jié)能玻璃3由兩種玻璃組成,內(nèi)層采用真空玻璃,真空玻璃的傳熱系數(shù)為0.2-1.0 W/m2K,真空玻璃的邊部采用玻璃或金屬焊接密封其使用壽命長達50-70年以上,能夠滿足大部分地區(qū)對墻體節(jié)能和使用年限的要求;外層采用夾膠鋼化玻璃或鋼化真空玻璃,晶硅光伏電池組件5通過金屬框架4安裝在夾膠鋼化玻璃或鋼化真空玻璃的外表面上,節(jié)能玻璃3采用如圖5所示的安裝方式,節(jié)能玻璃3通過結(jié)構(gòu)膠或密封膠6、隔熱條帶7、金屬框架或/和防脫壓板4以及螺栓或螺釘8固定安裝在立柱1和橫梁2組成的框架結(jié)構(gòu)上;為了安裝方便和增強密封效果,節(jié)能玻璃3與隔熱條帶7之間可以增加結(jié)構(gòu)膠或密封膠6或增加類似于現(xiàn)有玻璃幕墻中的鋁合金附框;螺栓或螺釘8分為兩部分,外側(cè)部分為金屬制成,優(yōu)選不銹鋼,內(nèi)側(cè)部分為工程塑料或玻璃鋼材料制成;既避免了冷橋和聲橋的產(chǎn)生、充分發(fā)揮節(jié)能玻璃的隔熱和隔音的優(yōu)良性能,使外墻的整體性能達到節(jié)能玻璃中心部位的隔熱和隔音指標,又防止了玻璃的破碎、脫落造成的維修成本和安全隱患,使玻璃房的整體壽命大大延長。
實施例四:
如圖4所示,一種集成式能源房,由立柱1、橫梁2、節(jié)能玻璃3、金屬框架4和光伏電池組件5組成,其特征在于所述立柱1、橫梁2、節(jié)能玻璃3、金屬框架4和光伏電池組件5均采用專業(yè)化設(shè)計、標準化、模塊化、工廠化生產(chǎn)的方式生產(chǎn)制造,并按照標準化程序在已完成的地面基礎(chǔ)上現(xiàn)場組裝;立柱1、橫梁2首先組裝成框架結(jié)構(gòu),然后將節(jié)能玻璃3和薄膜光伏電池組件5采用現(xiàn)有玻璃幕墻的安裝方式固定安裝在框架結(jié)構(gòu)上形成節(jié)能玻璃墻體,最后通過金屬框架4將晶硅光伏電池組件5安裝在屋頂節(jié)能玻璃3的外表面上。
節(jié)能玻璃3處設(shè)置專用進出風管道,將室外空氣通過通風通道與室內(nèi)空氣相通;進風口或進風管道安裝在房間背陰側(cè)的底部,進風口安裝有鼓風機,出風口或出風管道安裝在房間向陽側(cè)的頂部,出風口安裝有排風機;夏季時涼爽的新風在鼓風機的作用下從背陰側(cè)通風通道下端的進風口進入通風通道內(nèi),再從房間背陰側(cè)底部的進風口或管道進入房間內(nèi),利用溫度高的空氣比溫度低的空氣輕的現(xiàn)象,使溫度相對高的房間內(nèi)污濁的空氣從房間向陽側(cè)頂部的出風口或管道進入向陽側(cè)的通風通道內(nèi)(如圖中箭頭方向所示),在煙筒效應(yīng)和排風機的作用下向陽側(cè)通風通道內(nèi)的空氣從通風通道上端的出風口排出,涼爽的新風既提高了室內(nèi)空氣的質(zhì)量,又降低了室內(nèi)和向陽側(cè)通風通道內(nèi)的空氣溫度,從而使室溫處于適宜的溫度范圍內(nèi);冬季時新風從向陽側(cè)通風通道上端的進風口進入向陽側(cè)通風通道內(nèi),經(jīng)陽光和光伏電池釋放的熱量加熱后從房間向陽側(cè)頂部的進出風口或管道進入房間內(nèi),利用溫度低的空氣比溫度高的空氣重的現(xiàn)象,使房間內(nèi)污濁的空氣從房間背陰側(cè)底部的出風口或管道進入背陰側(cè)的通風通道內(nèi),在排風機的作用下背陰側(cè)通風通道內(nèi)的空氣從通風通道下端的出風口排出,加熱后的新風既提高了室內(nèi)空氣的質(zhì)量,又升高了室內(nèi)和背陰側(cè)通風通道內(nèi)的空氣溫度,從而使室溫處于適宜的溫度范圍內(nèi);所述新風可以直接來自于室外,也可以將室外的空氣進行過濾、殺菌、消毒、調(diào)溫、調(diào)濕、調(diào)質(zhì)、換熱后再進入通風通道和室內(nèi)。
本實施例的其它部分請參見實施例二和實施例三。
以上內(nèi)容是結(jié)合優(yōu)選技術(shù)方案對本發(fā)明所做的進一步詳細說明,不能認定發(fā)明的具體實施僅限于這些說明。對本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出簡單的推演及替換,都應(yīng)該視為本發(fā)明的保護范圍。