[发明专利]太阳能生态节能建筑

说明书

本发明属于综合利用太阳能生物取暖，还特别涉及一种用绿色植物生态降温和直接利用低温地下水降温的双向空调节能建筑。

即冬天凡是能充分接受阳光的部分用太阳能取暖，被挡光的部分，则利用生物能源取暖。夏季用绿色植物遮挡阳光为整栋建筑降温，试验表明，建筑物用植物遮挡以后，建筑物表面温度可降低6～8度，在炎热的南方这还是不够的，本发明利用低温地下水为建筑降温。

已有的太阳能建筑，虽然逐年进步。(参阅《太阳能与建筑》，《村镇被动式太阳房建筑设计施工规程》，《农村太阳能实用技术》)但是在中国黑龙江这样的高寒地区，由于冬季太冷，而太阳能总量有限，达不到冬季采暖的要求，甚至在并不太寒冷的欧美，由于太阳能总量的不足，其太阳能建筑都备有外援性辅助热源。中国的太阳能建筑虽不多不备辅助热源，但是，在华北这样并不太冷的地区却以室内高于8摄氏度为合格温度。显然这满足不了现代人对居室温度的要求。

本发明的目的是提供一种集热效率高、成本低、保温性能优异的，在室外温度负25摄氏度时却能保证室内温度18摄氏度以上的舒适环境，而在长江流域的南方，夏季不用空调的具有双向空气调节功能的节能建筑。

本发明之所以有很好的节能效果，是因为：1、最大限度的收集太阳能；2、采用了成本很低、保温效果却很好的空气保温技术；3、采用了热阀，实现了热流的智能控制；4、生态降温；5、低温地下水降温；6、制造氧气并吸收二氧化碳；7、遇到连阴天，本建筑有沼气池提供的生物能源，无须外援能源。因此，本发明是真正的绿色环保的零能源建筑。

本发明与已有的太阳能建筑相比，有以下优点：

1、最大限度的集热。欧美的太阳能建筑，通常只用建筑的一个面，最多用两面集热，因此集热量无法满足高寒地区的采暖需要。本发明则在建筑的四个面：东、西、南、房顶均设集热器，可提高集热效果30％以上。

2、发明使用了成本低，保温效果好的空气保温技术。空气的导热率只有0.01919大卡/mhk，是最好的保温材料。但自由态的空气由于对流传热而使其保温性能大降。其实，解决的办法很简单，那就是把空气相对固化，阻止空气流动，便成了最质优价廉的保温材料。

3、热阀。传统的太阳能建筑都固守了一个思维定势——把收集的太阳能通过一个成本高且复杂的机构传入室内。本发明则简化了这一环节，因此大大降低了太阳房成本。本发明的储热体就是建筑的主围护结构。这就产生了另一个问题：白天有阳光，太阳能进入储热体，但是没有阳光时热量很容易向外散失。为了防止这种情况出现，本发明在集热器的透光窗和墙体之间设置可控的保温机构，十层保温会，这十层帘就是热阀。其结构如图4，最外面一层帘是白色的玻璃丝布，里面九层是镀铝膜。保温帘用两极双向异步电动机驱动。电机轴与保温帘卷轴之间用两级64∶1的蜗轮蜗杆降速。工作原理是：在冬季，白天十层连拉起，让太阳光进入储热体；太阳落，十层帘落下，防止储热体中的热量散失，此时十层帘的热阻是5.99m2k/w，真空玻璃的热阻是1.07平方米k/w，在理论上相当于432cm的砖墙保温，考虑到保温帘的密封不太好(但是集热窗的密封很好)此时的保温能力起码相当于280cm的砖墙。夏天的白天为了御热于室外帘落；晚间，卷帘迎晾于室内，这是不消耗能源的自然空调。

4、生态降温。本发明在建筑的四个迎阳面：东、西、南、顶尽植绿色植物以遮蔽阳光，此举可使建筑表面比太阳直射降低6-8℃，再加上关闭热阀，预计可使室内温度比室外的最高温度低10℃以上。

5、绿色植物的环境效益。本发明中的绿色植物除了给建筑降温，每平方米绿色植物每年可吸收6kg二氧化碳，释放4.5kg氧气和适量负离子，降低噪音还可以储存7000大卡的太阳能。因此，若用本发明建房，如果占用一亩土地建房，可以造三亩绿色植物，这样可以大大减缓由于城市化建设的加快，房屋对优质土地的吞噬。

6、地下水降温。在炎热的南方仅有植物遮阴和热阀阻热是不够的，为了解决热带居室的降温，本发明还利用低温地下水为建筑降温，这就完全实现了在炎热的南方，夏天不用空调而让室温宜人的理想。

7、生态辅助能源。太阳能建筑有两个先天不足：(1)遇上连阴天，(2)城市楼房密集，一、二、三层楼挡光。为了解决全天侯供暖，本发明在建筑的地下室设有沼气池，这样不但解决了整栋楼房的取暖，还可以消耗楼房的有机物垃圾，从而提高楼房的排放洁净度。用沼气发电，发电量可供整幢建筑的全部用电。