一种绿色节能的大跨度屋盖结构体系及屋面系统技术方案

本申请涉及一种绿色节能的大跨度屋盖结构体系及屋面系统，其中，屋盖结构体系包括屋盖主体结构和天窗单元结构，屋盖主体结构上具有天窗安装口，以备安装天窗单元结构；天窗单元结构具有面光端和背光端，背光端与屋盖主体结构连接，面光端朝向进光方向斜向上设置，面光端与屋盖主体结构之间的空间形成自然光的进光口；进光口面光一侧的屋盖顶面上设有镜面反射屋面，所述天窗单元结构的下表面设置漫反射吊顶，自然光通过镜面反射屋面和漫反射吊顶引入屋内。本发明专利技术能够实现更长时间的自然光引入，保证昼间大部分时段光线强度变化幅度小，光感柔和，实现对人工照明的补充及替代。实现对人工照明的补充及替代。实现对人工照明的补充及替代。

【技术实现步骤摘要】
一种绿色节能的大跨度屋盖结构体系及屋面系统


[0001]本申请属于绿色节能建筑
，具体而言涉及一种绿色节能的大跨度屋盖结构体系及屋面系统。

技术介绍

[0002]目前我国航站楼、高铁车站、会展及体育馆等新建大型公共建筑由于功能需求采用大尺度平面，普遍采用空间网格作为其大跨度屋盖结构体系。一般的单向传力空间网格结构可选用立体桁架、立体拱架、张弦立体拱桁架等结构体系，双向传力空间网格结构可选用网架、网壳、弦支双向网格等结构体系。适用不同的建筑功能要求，上述各种空间网格结构体系都广泛应用。
[0003]大型公共建筑承担相应的社会职能，建造复杂，建设及运营成本高，其中日常照明占据较大比重，光源单一低效是造成照明浪费的主要原因。《建筑照明设计标准》(GB 50034)要求：“有条件时，宜利用各种导光和反光装置将天然光引入室内进行照明”；“有条件时，宜随室外天然光的变化自动调节人工照明照度”。
[0004]对应节能减排的运营目标及社会责任，在屋盖结构设置天窗引入自然光作为替代光源，在实现建筑功能同时，是缓解照明电力消耗、实现绿色低碳最佳选择。
[0005]目前对于不同纬度及气候条件，普遍做法为在屋盖结构上设置水平天窗，如图1所示，通过设置水平天窗可以直接引入自然光，然而，随太阳高度角变化，直接引入会出现光强随时间变化剧烈，照度分布极不均匀，故而大量采用人工照明，耗电量大。

技术实现思路

[0006]鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种绿色节能的大跨度屋盖结构体系及屋面系统，用以解决现有技术中采用水平天窗可以直接引入自然光，但随太阳高度角变化，直接引入会出现光强随时间变化剧烈，照度分布极不均匀，需要大量人工照明的问题。
[0007]本专利技术的目的是这样实现的：
[0008]一方面，提供一种绿色节能的大跨度屋盖天窗结构，包括：
[0009]屋盖主体结构，屋盖主体结构上具有天窗安装口；
[0010]天窗单元结构，设于天窗安装口，天窗单元结构具有面光端和背光端，背光端与屋盖主体结构连接，面光端朝向进光方向斜向上设置，面光端与屋盖主体结构之间的空间形成自然光的进光口。
[0011]进一步地，所述天窗单元结构在水平面的投影覆盖所述天窗安装口在水平面的投影。
[0012]进一步地，所述进光口面光一侧的屋盖顶面上设有镜面反射屋面，所述天窗单元结构的下表面设置漫反射吊顶，自然光通过镜面反射屋面和漫反射吊顶引入屋内。
[0013]进一步地，所述漫反射吊顶为下凹的弧形结构。
[0014]进一步地，所述屋盖主体结构包括屋盖网架和屋盖立体桁架，多个所述屋盖网架
与多个屋盖立体桁架交叉布置，天窗安装口位于所述屋盖网架和屋盖立体桁架形成开口空间处。
[0015]进一步地，所述天窗单元结构的面光端通过竖支杆与第一屋盖网架连接，天窗单元结构的背光端与第二屋盖网架延续连接。
[0016]进一步地，所述天窗单元结构还具有两侧端，两侧端均通过斜支杆与屋盖立体桁架连接。
[0017]进一步地，竖支杆与斜支杆的两端均设有杆端连接结构，以实现转动连接。
[0018]进一步地，杆端连接结构包括外耳板、中耳板、销轴和轴承，其中，外耳板设置在中耳板的两侧，中耳板上设置有轴承孔，轴承孔内安装有轴承，贯穿两个外耳板设有销轴孔，且销轴孔的中心轴线与轴承孔的中心轴线相重合，销轴安装在销轴孔中，以连接外耳板和中耳板；所述外耳板与竖支杆或斜支杆固定连接，所述中耳板与所述屋盖网架或屋盖立体桁架固定连接。
[0019]进一步地，所述天窗单元结构的背光端与第二屋盖网架通过转动连接件转动连接，所述竖支杆和斜支杆均为伸缩杆结构，通过调整所述竖支杆和斜支杆的长度，以调整所述进光口的大小。
[0020]进一步地，所述竖支杆采用液压可调节竖支杆，斜支杆采用液压可调节斜支杆。
[0021]另一方面，还提供了一种屋面系统，包括上述的绿色节能的大跨度屋盖结构体系，屋面系统由多个所述屋盖结构体系组合而成，至少部分的天窗单元结构的面光端的朝向不相同。
[0022]进一步地，屋面系统包括雨水收集处理装置和清洗装置，其中，所述雨水收集处理装置用于收集雨水，并对雨水进行过滤处理；所述清洗装置用于向大跨度屋盖顶面喷洒清洁液，以清洗镜面反射屋面。
[0023]进一步地，所述雨水收集处理装置内设有污水箱、过滤装置和净水箱，经所述过滤装置过滤的洁净雨水储存在所述净水箱内；
[0024]所述清洗装置包括喷头、清洁液桶和清洗泵，所述清洗泵通过管路与所述清洁液桶连通，所述净水箱通过水管与所述清洁液桶连接，所述水管上设有水泵，以将所述净水箱内的洁净雨水供入所述清洁液内。
[0025]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
[0026]a)本专利技术提供的绿色节能的大跨度屋盖天窗结构，采用屋盖网架与屋盖立体桁架组合布置的屋面结构体系，于平面周边布置网架，协调平面内作用力的传递，保证屋盖结构体系整体的水平刚度，平面内布置纵横双向屋盖立体桁架，根据功能需要预留自然光引入范围，于此范围设置天窗单元达到围护及采光的功能。
[0027]b)本专利技术提供的绿色节能的大跨度屋盖天窗结构，可根据建筑物地理位置及当地气候条件，设计入射光角度范围及漫反射光幕角度要求，以保证自然光的长时间引入。
[0028]c)本专利技术提供的绿色节能的大跨度屋盖天窗结构，天窗单元结构生根于屋盖网架及屋盖立体桁架组成的主体结构，天窗背光侧延续主体结构网格布置，顺光线方向天窗单元两侧与主体结构设置斜支杆，提供天窗的水平向刚度，保证在水平作用下天窗变形不影响围护构件正常使用；天窗面光侧根据玻璃分格仅设置竖支杆，保证天窗的采光效率及竖向承载能力。
[0029]d)本专利技术提供的屋面系统，由多个屋盖结构体系组合而成，至少部分的天窗单元结构的面光端的朝向不相同，可以实现随着太阳的移动均会反射光照，同时开口大小可调节，根据季节调整室内光照度。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为现有技术中一般大跨度屋盖平面天窗采光示意图；
[0032]图2为实施例1提供的绿色节能的大跨度屋盖天窗结构的采光示意图；
[0033]图3为实施例1提供的绿色节能的大跨度屋盖结构体系的第一角度结构示意图；
[0034]图4为实施例1提供的绿色节能的大跨度屋盖结构体系的第二角度结构示意图；
[0035]图5为实施例1提供的绿色节能的大跨度屋盖结构体系的第三角度结构示意图；
[0036]图6为实施例1提供的天窗面光侧竖支杆的支撑连接的结构示意图；
[0037]图7为实施例1提供的天窗顺光侧斜支杆的支撑连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种绿色节能的大跨度屋盖结构体系，其特征在于，包括：屋盖主体结构，屋盖主体结构上具有天窗安装口；天窗单元结构(6)，设于天窗安装口，天窗单元结构(6)具有面光端和背光端，背光端与屋盖主体结构连接，面光端朝向进光方向斜向上设置，面光端与屋盖主体结构之间的空间形成自然光的进光口。2.根据权利要求1所述的绿色节能的大跨度屋盖结构体系，其特征在于，所述天窗单元结构(6)在水平面的投影覆盖所述天窗安装口在水平面的投影。3.根据权利要求1所述的绿色节能的大跨度屋盖结构体系，其特征在于，所述进光口面光一侧的屋盖顶面上设有镜面反射屋面(7)，所述天窗单元结构(6)的下表面设置漫反射吊顶(8)，自然光通过镜面反射屋面(7)和漫反射吊顶(8)引入屋内。4.根据权利要求3所述的绿色节能的大跨度屋盖结构体系，其特征在于，所述漫反射吊顶(8)为下凹的弧形结构。5.根据权利要求1所述的绿色节能的大跨度屋盖结构体系，其特征在于，所述屋盖主体结构包括屋盖网架(4)和屋盖立体桁架(5)，多个所述屋盖网架(4)与多个屋盖立体桁架(5)交叉布置，天窗安装口位于所述屋盖网架(4)和屋盖立体桁架(5)形成开口空间处。6.根据权利要求5所述的绿色节能的大跨度屋盖结构体系，其特征在于，所述天窗单元结构(6)的面光端通过竖支杆(9)与第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫晓京，朱忠义，秦凯，卜龙瑰，张琳，唐艺峤，白子轩，
申请(专利权)人：北京市建筑设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：