一种智能化双层采光屋面通风系统技术方案

本实用新型专利技术涉及节能建筑领域，具体说是一种智能化双层采光屋面通风系统，包括外层屋面、内层屋面、屋脊通风器和智能控制机构，所述外层屋面和内层屋面之间为通风通道；内层屋面上分布设置有可开闭的内层通风窗；所述外层屋面的屋脊处设置屋脊通风器；所述智能控制机构包括室内控制器、室外风速仪、室外温湿度仪、室内温湿度仪和蓄电池；该系统使得建筑既有效地利用自然光照明，又兼具光伏发电的功能；与此同时在炎热季和过渡季，可以有效隔热，同时能够用热压和室外风压作用下的自然通风带走屋面和建筑顶部余热，加强顶部空气循环；在寒冷季，通风通道又可以作为聚热空间可以加强屋面保温，减少采暖能耗。

An intelligent ventilation system of double lighting roof

【技术实现步骤摘要】
一种智能化双层采光屋面通风系统
本技术涉及节能建筑领域，具体说是一种智能化双层采光屋面通风系统。
技术介绍
随着经济社会的发展，大进深大空间公共建筑层出不穷，例如医院、图书馆、商场、交通枢纽站等。对于大空间建筑形式，内部照度要达到正常使用条件，用单一的侧窗采光难以满足远离侧窗的中部空间的照明采光需求，于是采光屋面成为常用的形式。屋面采光可以增大远离侧窗部位的室内自然光照度，可以有效解决大进深、大空间建筑的采光不均匀问题。天然光环境是人类视觉工作中最亲切最舒适最健康的环境，作为一种廉价的光源，有益于人的健康生活，提高视觉功能。不仅如此利用天然光照明同时也是对自然资源的有效利用，而充分考虑天然采光能够有效减少人工照明能耗和运行费用，是建筑节能的重要方面。太阳能光伏建筑集成技术是在围护结构外表面铺设光伏组件，将辐射到建筑表面的太阳能转化成电能，供给建筑采暖、空调、照明和设备运行等，光伏屋顶、光伏幕墙、光伏天窗等都是常见光伏建筑集成形式。光伏发电一方面降低了传统化石燃料燃烧造成的污染，同时发电时无噪声、不会对居住环境造成影响，是一种清洁环保的用能形式。而且光伏系统可以自发自用，减少电流输送过程中的费用和能耗，降低输电和分电投资以及维修成本。而由于光伏电池的组件化，光伏系统安装极其方便，可以在发电容量方面任意选择。众所周知，采光屋面建筑的出现是希望大空间建筑的内区有一个通透明亮、具有良好微气候的公共空间。但从目前已经建成的工程来看，大量采光屋面建筑内部热环境不理想且能耗很大。采光屋面的建筑空间上部由于太阳辐射得热的作用，容易产生聚热效应，即热空气在采光顶内侧聚集使得建筑上部温度较高，而是在炎热的夏季，该情况尤为严重。这些顶部聚集的热量，会逐渐通过对流、传导、辐射的方式传递给工作区域，增加整个建筑的空调冷负荷。对于大空间公共建筑而言，由非空调区域产生的冷负荷在全部冷负荷当中所占比例很大，尤其是在有采光屋面的建筑中所占比例更大。目前传统的解决方法一般有两种，其一是是在采光屋面上直接开天窗，让顶部聚集的热空气自发散到室外；其二是在顶部墙面增加侧窗以机械通风式，增大通风量，将顶部热量散到室外。但是，开天窗的方式受季节、气候条件影响较大，且不利于顶部隔热；而侧窗机械通风的方式则消耗电能，不经济节能。近些年来，众多太阳能和风能下的自然通风方式被提出来用于高大空间建筑。但绝大部分都是单一利用太阳能热压或者单一利用室外风压，这是因为热压和风压综合作用下的自然通风非常复杂，受诸多条件的限制。将热压与风压互为补充地统一到一种屋面结构上还未出现，因此，如何克服上述存在的技术问题和缺陷成为重点需要解决的问题。
技术实现思路
本技术的专利技术目的在于克服
技术介绍
中所描述的缺陷，从而实现一种智能化双层采光屋面通风系统，该通风系统通过对大空间建筑采光屋面进行创造性的结构设计和智能化控制，使得建筑既有效地利用自然光照明，又兼具光伏发电的功能；与此同时在炎热季和过渡季，利用双层屋面的通风通道、以及内层屋面的通风窗，可以有效隔热，同时能够用热压和室外风压作用下的自然通风带走屋面和建筑顶部余热，加强顶部空气循环；在寒冷季，通风通道又可以作为聚热空间可以加强屋面保温，减少采暖能耗。为实现上述专利技术目的，本技术的技术方案是：一种智能化双层采光屋面通风系统，包括外层屋面、内层屋面、屋脊通风器和智能控制机构，所述外层屋面和内层屋面之间为通风通道，通风通道檐口处设置有可开闭的檐口通风口；所述外层屋面为部分采光屋面，且其上设置有光伏发电机构；内层屋面为全面积采光屋面，内层屋面上分布设置有可开闭的内层通风窗；所述外层屋面的屋脊处设置屋脊通风器，所述屋脊通风器的两侧均设置有可开闭的屋脊排风口；所述智能控制机构包括室内控制器、室外风速仪、室外温湿度仪、室内温湿度仪和蓄电池，所述屋脊通风器的顶部固定设置室外风速仪和室外温湿度仪；所述室内控制器的输入端与室外风速仪、室外温湿度仪和室内温湿度仪电性连接，室内控制器的输出端与檐口通风口、内层通风窗和屋脊排风口的执行机构电性连接，所述蓄电池用于存储光伏发电机构产生的电能，且为室内控制器、室外风速仪、室外温湿度仪、室内温湿度仪和檐口通风口、内层通风窗、屋脊排风口的执行机构供电。优选地，所述外层屋面采用井字形金属框架结构，金属框架上均匀间隔布置外层采光玻璃和光伏玻璃，例如外层采光玻璃和光伏玻璃均嵌入设置于金属框架的框格上，且外层采光玻璃材质为高可见光透射、高太阳能总透射玻璃，例如无色夹层玻璃；所述内层屋面采用采用井字形金属框架结构，金属框架上布置内层采光玻璃，例如内层采光玻璃直接粘接在金属框架上，且内层采光玻璃材质为高可见光透射、低太阳能总透射玻璃，例如双银Low-E玻璃；所述内层屋面的坡面上分布设置内层通风窗。优选地，所述内层屋面上沿其倾斜方向每隔3m-5m设置一组内层通风窗，最内侧的内层通风窗距内层屋面起脊的距离为2m-3m，最外侧内层通风窗距内层屋面檐口的距离为3-4m；内层通风窗的开启洞口朝向屋脊，内层通风窗与内层屋面之间的开启角度为15°-20°，内层通风窗玻璃材质为高可见光透射、高太阳能总透射玻璃，例如双银Low-E玻璃。优选地，所述外层屋面延线和内层屋面在屋脊中轴线处高差在0.3m-0.5m；所述通风通道竖直截面从檐口通风口向屋脊方向逐渐变小。优选地，外层屋面和内层屋面均为双坡屋面，外层屋面的坡度在15°-25°，内层屋面的坡度在20°-30°，且内层屋面比外层屋面坡度大4°-6°。优选地，所述檐口通风口和屋脊排风口均为电动防雨百叶风口。优选地，所述室内温湿度仪设置于室内非空调区域，且其安装的高度大于建筑内部空间净高的1/2。优选地，所述屋脊通风器的高度为外层屋面跨度的1/20且不小于0.5m，屋脊通风器的宽度为高度的两倍，屋脊通风器顶部材质可以为无色夹层玻璃。本技术的通风系统的通风工作原理：本技术的通风系统的工作分为两种模式，即保温模式和通风模式，将8℃作为保温模式和通风模式转换的参考温度；保温模式：以连续5天每天室外平均温度值均低于8℃时激活；保温模式激活时，关闭屋脊排风口、内层通风窗和檐口通风口；通风模式：通风模式分为三种情况，分别为通风模式A、B、C，在本模式中，以建筑所在地夏季平均风速的两倍作为风速参考值，以来风方向与屋脊线的垂直线的夹角小于等于30°为主导风向，分为左主导风向和右主导风向，其他风向为非主导风向；其中通风模式A：室外风向为非主导风向或室外风速小于等于风速参考值时激活；当该模式激活时，打开屋脊排风口、内层通风窗和檐口通风口；通风模式B：室外风向为主导风向、室外风速大于风速参考值，且室内非空调区空气焓值大于室外空气焓值时激活；当该模式激活时，关闭屋脊排风口，打开檐口通风口，打开所有内层通风窗；通风模式C：室外风向为主导风向、室外风速大于风速参考值，且室内非空调区空气焓值小于室外空气焓值时激活；当该模式激活时，关闭屋脊排风口，打开檐口通风口，打开迎风侧内层通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能化双层采光屋面通风系统，其特征在于：包括/n外层屋面和内层屋面，所述外层屋面和内层屋面之间为通风通道，通风通道檐口处设置有可开闭的檐口通风口；所述外层屋面为部分采光屋面，且其上设置有光伏发电机构；内层屋面为全面积采光屋面，内层屋面上分布设置有可开闭的内层通风窗；/n屋脊通风器，所述外层屋面的屋脊处设置屋脊通风器，所述屋脊通风器的两侧均设置有可开闭的屋脊排风口；/n智能控制机构，所述智能控制机构包括室内控制器、室外风速仪、室外温湿度仪、室内温湿度仪和蓄电池，所述屋脊通风器的顶部固定设置室外风速仪和室外温湿度仪；所述室内控制器的输入端与室外风速仪、室外温湿度仪和室内温湿度仪电性连接，室内控制器的输出端与檐口通风口、内层通风窗和屋脊排风口的执行机构电性连接，所述蓄电池用于存储光伏发电机构产生的电能，且为室内控制器、室外风速仪、室外温湿度仪、室内温湿度仪和檐口通风口、内层通风窗、屋脊排风口的执行机构供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能化双层采光屋面通风系统，其特征在于：包括
外层屋面和内层屋面，所述外层屋面和内层屋面之间为通风通道，通风通道檐口处设置有可开闭的檐口通风口；所述外层屋面为部分采光屋面，且其上设置有光伏发电机构；内层屋面为全面积采光屋面，内层屋面上分布设置有可开闭的内层通风窗；
屋脊通风器，所述外层屋面的屋脊处设置屋脊通风器，所述屋脊通风器的两侧均设置有可开闭的屋脊排风口；
智能控制机构，所述智能控制机构包括室内控制器、室外风速仪、室外温湿度仪、室内温湿度仪和蓄电池，所述屋脊通风器的顶部固定设置室外风速仪和室外温湿度仪；所述室内控制器的输入端与室外风速仪、室外温湿度仪和室内温湿度仪电性连接，室内控制器的输出端与檐口通风口、内层通风窗和屋脊排风口的执行机构电性连接，所述蓄电池用于存储光伏发电机构产生的电能，且为室内控制器、室外风速仪、室外温湿度仪、室内温湿度仪和檐口通风口、内层通风窗、屋脊排风口的执行机构供电。


2.根据权利要求1所述的智能化双层采光屋面通风系统，其特征在于：所述外层屋面采用井字形金属框架结构，金属框架上均匀间隔布置外层采光玻璃和光伏玻璃。


3.根据权利要求1所述的智能化双层采光屋面通风系统，其特征在于：所述内层屋面采用采用井字形金属框架结构，金属框架上布置内层采光玻璃...

【专利技术属性】
技术研发人员：范立，常建国，孙旭灿，潘玉勤，杜永恒，李杰，郭猛，宋朝帅，付梦菲，李发新，刘鸿超，
申请(专利权)人：河南省建筑科学研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41