一种基于环境的节能原型屋建筑制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于环境的节能原型屋建筑，其包括一个向阳屋顶、一个向阳立面、一个向阴立面、东西侧立面、自然通风管；其特征在于：向阳立面与地面成一定夹角，该夹角的范围在节能原型屋建筑所在地夏至日太阳高度角与冬至日太阳高度角之间取值；向阳立面与屋顶始终保持90°的角度，且向阳立面与向阴立面保持平行。本实用新型专利技术能使光伏板发挥最大功效，也能使向阳立面实现被动式遮阳，使得室内在夏天时受热减少，北向的植物墙设计能调节室内温度，并实现产业化、施工周期短、施工期间材料损耗低。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种建筑物，尤其涉及功能需求与自然可再生能源常规结合的一种基于环境的节能原型屋建筑。
技术介绍
原型，英文是prototype，意思是样品、模型。是指把系统的主要功能通过可视化的形式展现给用户，以便征求用户意见，从而明确用户需求。原型是一个可以实际运行，可以反复修改，不断完善的系统。顾名思义，原型屋——实际上就是多年来，在建筑产品上对于绿色、环保方面的探索，进行实验性建造，以期通过实用检验，不断完善。目前的普通建筑，其缺点在于，产业化水平低；不能充分综合利用自然可再生能源，同时使用的建筑设备对电力和燃气等化石能源的消耗，成为二氧化碳排放的主要来源。为了减少建筑对全球变暖和气候变化带来的消极影响，建筑一方面需通过各种节能设置减 少对能耗的需求，另一方面需通过可再生能源的综合利用满足全部能源需求。因此，亟须设计一种基于环境的节能原型屋建筑以满足节能环保的社会需求。
技术实现思路
为了使得向阳的墙面实现被动式遮阳，使得室内在夏天时受热减少，北向的植物墙设计能调节室内温度，充分综合利用可再生能源，本技术提供一种节能效果明显的原型屋。本技术的技术方案一种基于环境的节能原型屋建筑，其特征在于其包括一个向阳屋顶、一个向阳立面、一个向阴立面、东西侧立面、自然通风管；东西侧立面的墙体采用预制墙体，向阳立面的墙体采用含玻璃幕墙的墙体，向阴立面的墙体为含植物幕墙墙体，承重构架采用钢结构，各墙体连接件预埋连接，向阳立面与屋顶始终保持90°的角度，且向阳立面与向阴立面保持平行；屋顶与地面成一定夹角b，该夹角的范围是90。-al<b<90° _a2其中al为建筑所在地夏至日太阳高度角，以当地纬度及太阳直射点确定；a2为建筑所在地冬至日太阳高度角，以当地纬度及太阳直射点确定，其中，该节能原型屋建筑向阴立面为局部位置上设置玻璃幕墙，向阴立面下方，设有雨水回收池；该节能原型屋建筑的向阳屋顶上还安装了太阳能光伏板、太阳热能收集器，在屋顶太阳能光伏板与太阳热能收集器之间还安装了透光天窗，所述透光天窗东西向贯通，与室内垂直交通对应，为室内提供自然采光。进一步地，所述自然通风管在该节能原型屋建筑内部，该自然通风管与水平面垂直，自屋顶进风处沿着东西侧立面通到每一层，其在每层处都设有进风与出风端口。进一步地，该节能原型屋建筑内向阴立面设置门窗和阳台，以及入户坡道。本技术的有益效果是本技术能使光伏板发挥最大功效，也能使向阳立面实现被动式遮阳，使得室内在夏天时受热减少，北向的植物墙设计能调节室内温度，并实现产业化、施工周期短、施工期间材料损耗低。在保证用户居住舒适性的前提下，充分综合利用可再生能源，为居住用户减少建筑耗能的技术问题，实现用户的绿色低碳舒适生活。另外通过设置垂直通风口，大大促进室内空气流动，保证室内空气新鲜的效果。附图说明图I是本技术的实施例的结构示意图；图2是本技术的实施例的角度示意图；图3是本技术的实施例的向阳立面示意图；图4是本技术的实施例的向阴立面示意图。其中1_玻璃幕墙，2_植物墙，3_预制墙体，4_垂直通道，5_通高的玻璃幕墙，6_梯形窗，7_钢结构，8_预制水泥板，9_采光天窗，10_太阳能光伏板，11_太阳能集热器，12_自然通风管，13_阳台，14_预制混凝土墙，15_墙门窗，16_阳台，17_入户坡道。具体实施方式以下结合附图1-4对本技术作进一步的描述。本技术涉及的基于环境的节能原型屋建筑，其整体朝太阳直射方向倾斜，使得夏季的太阳可以基本垂直地照射到屋顶光伏板发电装置上，从而最大限度地利用太阳能集热装置，实现整体节能的效果。如图I所示，本技术所述的基于环境的节能原型屋建筑，该建筑的向阳立面为玻璃幕墙，且不与水平面垂直，向阳立面与屋顶呈90°角，其施工误差为±5°角，以90° ±5°表示，向阳立面下方设有雨水/中水储藏容器，通过沿向阳立面与屋顶的连接装置中安装雨水收集系统，收集雨水，为建筑提供冲厕和绿化灌溉用水。该建筑的向阴立面为植物墙，其构造材质可为混凝土墙、钢结构钢等多种结构形式，其表面覆盖藤蔓植物或景天植物，还可在向阴立面局部位置上设置大面积玻璃幕墙，用于为设计的室内花园采光，向阴立面不与水平面垂直，与屋顶的夹角为90° ±5°，在向阴立面下方，设有雨水回收池，其作用是收集向阴立面导下的雨水，还可作为一景观点进行处理。该建筑的向阴立面与向阳立面始终保持平行。该建筑的东西侧立面为预制墙体，含有高性能保温幕墙、反热涂层、辐射毛细管冷凝幕墙，辐射毛细管为空调末端，连接到设置在建筑机房内的空调机组地源/水源热泵，保持室内适宜温度和湿度。该建筑屋顶向太阳侧倾斜，屋顶相对于地平面的倾斜角度b通过两种方式进行计算以建筑所在地太阳高度角确定，具体而言，90° -al<b<90° _a2其中al为建筑所在地夏至日太阳高度角，以当地纬度及太阳直射点确定；a2为建筑所在地冬至日太阳高度角，以当地纬度及太阳直射点确定；该屋顶上还安装了太阳能光伏板10、太阳热能收集器11等装置，在屋顶太阳能光伏板10与太阳热能收集器11之间还安装了透光天窗，其确切位置在建筑中部，东西向贯通，与室内垂直交通对应，作用是为室内大进深处提供自然采光。另外，该建筑内包含自然通风管12，该自然通风管12与水平面垂直，自屋顶进风处沿着东西侧立面通到每一层，其在每层处都有设有进风与出风两个端口，具有促进室内空气流动，保证室内空气新鲜的效果。另外，在建筑室内平面的中部设有垂直交通系统，其中包括楼梯，楼梯平台及提升机，均为透明玻璃材质，作用是为了确保通过屋顶透光天窗进入的阳光能照射到建筑下层空间内。该建筑的保温系统是在外围护结构、室内地面和屋顶都设置有保温层，其中外围护结构和屋顶都是外保温，作用是减少了建筑保温铺设后出现的冷桥现象。另外，该建筑整体向南倾斜，角度设定是建筑所在地夏至日太阳高度角与冬至日太阳高度角之间取值，且南向阴立面与屋顶始终保持90° ±5°的角度，且南向阴立面保持平行。实施例I以北京为例，如图I所示，该建筑包括向阳立面的玻璃幕墙I、向阴立面的植物墙 2、东西向的预制墙体3和向南倾斜的太阳能光伏板10等。该建筑物四面的墙体与屋顶均成90° ±5°角，屋顶与地平面的夹角为17°，该角度的计算依据为参照该地区夏至日太阳高度角a，即夏至日北京北纬为40°，夏至日太阳直射23° 26' N，则夏至日太阳高度角a = 90° _(北纬度-夏至日太阳直射点)=90° -(40-23° 26 ; ) = 73 ° 26 ^，则屋顶与地平面的角度为b = 90 ° -a =90° -73° 26' =16° 34' ^ 17°，因屋顶与建筑南北墙的夹角为90°，考虑到建筑自遮阳体系，所以该向阳立面的倾斜角度应与夏至日太阳高度角一致，即建筑向阳立面与水平面的夹角为a = 73° 26' ^ 73°，向阳立面与向阴立面始终保持平行。如图2所示向阳立面为玻璃幕墙1，向阳立面与水平面的夹角为73°，这样的设置，在夏天时能防止太阳的直接照射，形成建筑的自遮阳体系，使得室内保持凉爽，在冬季时不会阻碍阳光的照射，使得室内能吸收到阳光，保持温暖，承重构架为钢结构，用I型钢进行分割，在其钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于环境的节能原型屋建筑，其特征在于：其包括一个向阳屋顶、一个向阳立面、一个向阴立面、东西侧立面、自然通风管；东西侧立面的墙体采用预制墙体，向阳立面的墙体采用含玻璃幕墙的墙体，向阴立面的墙体为含植物幕墙墙体，承重构架采用钢结构，各墙体连接件预埋连接，向阳立面与屋顶始终保持90°的角度，且向阳立面与向阴立面保持平行；屋顶与地面成一定夹角b，该夹角的范围是：90°？a1≤b＜90°？a2其中：a1为建筑所在地夏至日太阳高度角，以当地纬度及太阳直射点确定;a2为建筑所在地冬至日太阳高度角，以当地纬度及太阳直射点确定，其中，该节能原型屋建筑向阴立面为局部位置上设置玻璃幕墙，向阴立面下方，设有雨水回收池；该节能原型屋建筑的向阳屋顶上还安装了太阳能光伏板（10）、太阳热能收集器（11），在屋顶太阳能光伏板（10）与太阳热能收集器（11）之间还安装了透光天窗，所述透光天窗东西向贯通，与室内垂直交通对应，为室内提供自然采光。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈硕，伋子帅，高路，
申请(专利权)人：上海零碳建筑科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：