一种利用屋顶节水节能方法技术

本发明专利技术公开了一种利用屋顶节水节能方法，在屋顶建筑中设置水夹层，利用太阳光照加热水夹层内水并获得热水进行利用，其特征在于，水夹层中水来自屋顶建筑收集和过滤的雨水。本发明专利技术能够能够同时利用雨水和太阳能资源，具有更好的节水节能效果，尤其适合在夏季日照强烈且多发短时雨的山地地区实施使用。多发短时雨的山地地区实施使用。多发短时雨的山地地区实施使用。

【技术实现步骤摘要】
一种利用屋顶节水节能方法


[0001]本专利技术涉及太阳能利用
，具体涉及一种利用屋顶节水节能方法。

技术介绍

[0002]近年来，全球气候变暖问题逐渐引起国际社会的重视。中国是世界上最大的最大的能源消费和温室气体排放国，其中建筑能耗占社会总能耗的1/3以上，并且在能源总消费量中所占比例逐年上升，2018年全国建筑全过程能耗总量为21.47亿tce，占全国能源消费总量比重为46.5%。2018年全国建筑全过程碳排放总量为49.3亿tCO2，占全国碳排放的比重为51.3%。
[0003]为应对气候变化，我国也需要尽早实现碳达峰和碳中和的碳排放目标。而屋面是建筑中不可或缺的一部分，并且接收到强烈的太阳辐射，因此，从屋面的角度进行建筑的节能减排，可以在很大程度上减少建筑能耗的，为实现碳达峰碳中和提供手段。
[0004]关于新型节能屋面，目前已有绿化屋面、蓄水屋面、通风屋面、高反射屋面等技术。这些针对的是整个屋面系统。当前关于节能瓦片有在外表面涂抹高反射隔热涂料、有设置中空结构、利用蓄水蒸发等等节能措施。也有部分在瓦片中设置水夹层，利用太阳能热水进行利用的技术，例如CN201220248178.4公开的一种太阳能热水管结合屋面瓦，以及CN201010147016.7公开的太阳能热水瓦，可供家庭生活用热水。但这些技术，均是简单地在瓦片中设置水夹层，利用太阳光照和水夹层直接换热，故光照较强的地区，白天光照强烈时段仍然会有大量热量透过瓦片往屋内辐射，增加屋内空调能耗，热屏蔽效果较差。同时这种常规蓄水瓦片的储热性能较差，白天太阳光照高峰期是家庭用水较少时间，到晚上家庭用水高峰期则水温不够，故整体光照热利用效率较低。
[0005]另外，现有的基于屋顶瓦片的太阳能利用技术，多为单纯的利用太阳能加热自来水，无法实现对雨水资源的有效利用。故如何设计一种能够更好地利用太阳能和雨水资源的方案，是本领域人员尚未考虑解决的问题。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提供一种能够同时利用雨水和太阳能资源，具有更好的节能效果的利用屋顶节水节能方法。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种利用屋顶节水节能方法，在屋顶建筑中设置水夹层，利用太阳光照加热水夹层内水并获得热水进行利用，其特征在于，水夹层中水来自屋顶建筑收集和过滤的雨水。
[0008]这样，本专利技术可以吸热太阳能热量热水进行利用，同时能够收集雨水作为吸收太阳能热量的水源，这样同时利用了太阳能和雨水，具有了更好的节能节水效果。
[0009]进一步地，白天依靠蓄热材料将多余的太阳能热量存储起来，并在晚上释放热量加热水夹层中水进行利用。
[0010]这样，依靠蓄热材料蓄热放热，能够更好地提高对太阳热量的利用效率。蓄热材料
可以采用相变蓄热材料或者热化学吸附蓄热材料实现。
[0011]进一步地，本方法依靠在屋顶铺设蓄水蓄热节能瓦片实现，所述蓄水蓄热节能瓦片，包括瓦片本体，瓦片本体在宽度方向上呈弧形，水平面投影方向上呈矩形，瓦片本体在厚度方向上从下到上依次设置有支撑结构层、水夹层和透水层，透水层为可透水的多孔材料制得，透水层底部和水夹层相通设置。
[0012]这样，底部的支撑结构层可提供瓦片强度基础，表面的透水层由可以使得下雨时的雨水往下渗透并进入到水夹层内。水夹层内存储了水后，在白天受太阳光照时吸收热量，即可为家庭生活提供热水。故该瓦片能够同时利用太阳能和雨水，提高了节能节水效果。
[0013]进一步地，支撑结构层和水夹层之间还设置有保温材料层。
[0014]这样，设置的保温材料层可以有效地隔断热量往下向屋内传递，故可以起到更好地对水夹层保温以及对房屋内的热屏蔽效果。
[0015]进一步地，保温材料层采用陶瓷纤维纸材料制得。具有更好的保温隔热效果，防止热量传入室内。
[0016]进一步地，透水层采用多孔载银玻璃制得。
[0017]这样采用多孔载银玻璃制得透水层具有较好的杀菌效果，可以杀死水中大部分细菌，更好地清洁过滤水。而且该材料热传递能力较高，能够更好地利于吸收太阳能热量，同时制备时可以更好地控制材料孔径，降低其毛细作用效果而提高其透水效果。
[0018]进一步地，透水层上表面还设置有一层由吸水材料制得的吸水层。
[0019]这样，可以在下雨以及凌晨时，更好地依靠吸水层吸收雨水以及露水，然后通过透水层渗透过滤并进入到水夹层内，更好地提高天然水（雨水和露水）的吸收利用效率。
[0020]进一步地，吸水层上表面排列布置有若干弧形凸起。
[0021]这样，可以更好地增加吸水面积，可以在凌晨更好地吸附露水进行利用，白天太阳直射时，也可以更好地吸收太阳热量利用。
[0022]进一步地，吸水层为硅胶材料制得。
[0023]这样，硅胶为高活性吸附材料，具有开放的多孔结构,吸附性强；硅胶主要成分是二氧化硅，化学性质稳定，不燃烧。硅胶材料还可以方便在生产过程中通过材料配比以及工艺过程控制其孔隙大小，使其能够很好地透水的同时能够屏蔽颗粒较大的灰尘等物质透入，起到更好地渗透过滤效果。且硅胶材料导热效果好，更有利于太阳能的吸收利用。
[0024]进一步地，瓦片本体上表面为黑色。
[0025]这样，可以更好地在白天吸收太阳能对水夹层进行加热。
[0026]进一步地，透水层和水夹层之间还间隔设置有蓄热模块，蓄热模块内封装设置有蓄热材料，蓄热模块两侧最低处位置留有通道供透水层和水夹层相通。
[0027]这样，蓄热材料能够在白天太阳强烈时蓄热，在夜晚释放热量，持续对水夹层内水供热，提高对太阳热量的利用效率。蓄热材料可以采用相变蓄热材料或者热化学吸附蓄热材料实现。
[0028]进一步地，蓄热模块下表面构成水夹层内腔面，蓄热模块下表面一侧还设置有若干外凸的凸台。
[0029]这样，可以更好地增加蓄热模块和水夹层的换热面积，更加有利于提高蓄热模块和水夹层内水之间的换热效率。
[0030]进一步地，蓄热材料为以结晶水合物为主料的热化学吸附蓄热材料。
[0031]这样，结晶水合物类的热化学吸附蓄热材料是依靠材料得失结晶水的热化学变化储蓄和释放热量，通常吸放热能力大于相变蓄热材料，能够更好地蓄热放热，提高热利用效率，同时其反应过程温和，易于控制，稳定性好。
[0032]进一步地，蓄热材料以质量比例95份左右的水合碳酸钾和5份左右的膨胀石墨，以及4份左右的OP
‑
10（十二烷基酚聚氧乙烯醚）混合制得。
[0033]这样主料水合碳酸钾通过得失结晶水进行放热和吸热，稳定性好且储热效率高。膨胀石墨作为辅料可以利用其多孔特性，不仅仅作为主料骨架以保持材料结构稳定，而且还可以作为水分子传质通道，让主料更加均匀、高效地发生水合反应并避免局部的碳酸钾过量结合水而产生潮解。少量的OP
‑
10可以在膨胀石墨表面生成一层亲水性的膜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用屋顶节水节能方法，在屋顶建筑中设置水夹层，利用太阳光照加热水夹层内水并获得热水进行利用，其特征在于，水夹层中水来自屋顶建筑收集和过滤的雨水。2.根据权利要求1所述的利用屋顶节水节能方法，其特征在于：白天依靠蓄热材料将多余的太阳能热量存储起来，并在晚上释放热量加热水夹层中水进行利用。3.根据权利要求1所述的利用屋顶节水节能方法，其特征在于：本方法依靠在屋顶铺设蓄水蓄热节能瓦片实现，所述蓄水蓄热节能瓦片，包括瓦片本体，瓦片本体在宽度方向上呈弧形，水平面投影方向上呈矩形，瓦片本体在厚度方向上从下到上依次设置有支撑结构层、水夹层和透水层，透水层为可透水的多孔材料制得，透水层底部和水夹层相通设置。4.根据权利要求3所述的利用屋顶节水节能方法，其特征在于：支撑结构层和水夹层之间还设置有保温材料层；保温材料层采用陶瓷纤维纸材料制得。5.根据权利要求3所述的利用屋顶节水节能方法，其特征在于：透水层采用多孔载银玻璃制得。6.根据权利要求3所述的利用屋顶节水节能方法，其特征在于：透水层上表面还设置有一层由吸水材料制得的吸水层；吸水层上表面排列布置有若干弧形凸起；吸水层为硅胶材料制得。7.根据权利要求3所述的利用屋顶节水节能方法，其特征在于：瓦片本体上表面为黑色；透水层和水夹层之间还间隔设置有蓄热模块，蓄热模块内封装设置有蓄热材料，蓄热模块两侧最低处位置留有通道供透水层和水夹层相...

【专利技术属性】
技术研发人员：高亚锋，王可欣，林常青，胡刚，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：