專利名稱：太陽(yáng)能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出的是一種節(jié)約有限能源、利用無(wú)限的太陽(yáng)能供熱的鋼結(jié)構(gòu)大廈設(shè)計(jì)方案。
背景技術(shù)：
隨著人們對(duì)生活環(huán)境的要求逐漸提高，對(duì)居室或辦公條件的舒適程度要求越來(lái)越高；目前各建筑物里面的供水、供暖、制冷、消防系統(tǒng)的管道，橫七豎八占據(jù)了很多寶貴的空間、加大了投資、影響了美觀、給管理和維修帶來(lái)很大的麻煩。鍋爐供暖缺點(diǎn)很多1、要人去管理；2、消耗大量能源；3、污染環(huán)境；4、有一定危險(xiǎn)；5、不能滿足客戶個(gè)性的不同要求(據(jù)了解北京有些飯店在冬天太陽(yáng)出來(lái)時(shí)南側(cè)和西側(cè)的房間還要開(kāi)制冷設(shè)備降溫，重復(fù)耗能)；另外鋼結(jié)構(gòu)怕高溫、火燒是很大的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，充分利用太陽(yáng)能降低長(zhǎng)期運(yùn)行成本，使鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠不怕高溫、火災(zāi)的大廈設(shè)計(jì)方案。
本發(fā)明的構(gòu)造特點(diǎn)是太陽(yáng)能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈是由自來(lái)水縱向供水管道、太陽(yáng)能循環(huán)管道、透光玻璃墻、地下儲(chǔ)溫層組成；大廈的地下部分組成大廈地基，地基下面是地下儲(chǔ)溫層，樓外自來(lái)水主供水管道通入大廈地下一層，經(jīng)變頻供水控制系統(tǒng)使管道中的水恒壓變流量再與大廈內(nèi)部的自來(lái)水縱向管道接通，自來(lái)水縱向管道分成多根直通大廈頂層與橫向的方管形太陽(yáng)能頂部循環(huán)管道相接，并形成頂層的地板結(jié)構(gòu)的一部分。太陽(yáng)能方管形循環(huán)管道由四部分組成1、太陽(yáng)能接收管道安裝在樓南透光玻璃墻內(nèi)側(cè)，管道制成黑色；2、太陽(yáng)能頂部循環(huán)管道安裝在頂層地板下；3、太陽(yáng)能北面循環(huán)管道安裝在樓北墻的里側(cè)，相當(dāng)于暖氣和提供熱水的管道；4、太陽(yáng)能底部循環(huán)管道安裝在大廈地基下面的儲(chǔ)溫層里，啟到把熱能傳遞到大廈地基下面儲(chǔ)存起來(lái)和把熱能輸出出去的作用；這四部分組成封閉的回路形成一組供暖循環(huán)系統(tǒng)。
本設(shè)計(jì)將建筑物里的部分鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成走水的管道，使之曝曬于建筑物南玻璃墻內(nèi)形成太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)。充分利用了冬季太陽(yáng)斜曬到建筑物南墻上的熱量，樓南側(cè)透光玻璃墻與樓內(nèi)的太陽(yáng)能接收管道有1-2米的距離，夏天太陽(yáng)直曬，照進(jìn)房間的陽(yáng)光很短，陽(yáng)光照不到黑色的太陽(yáng)能接收管道上水不被加熱；夏天過(guò)后太陽(yáng)逐漸斜曬，照到黑色的太陽(yáng)能接收管道上的陽(yáng)光越來(lái)越多管道里面的水就越來(lái)越熱，冬天太陽(yáng)斜曬到對(duì)于直立的太陽(yáng)能接收管道近乎直曬，這時(shí)候黑色管道表面溫度可達(dá)到攝氏60-70度，太陽(yáng)能接收管道把透進(jìn)來(lái)的陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成熱能傳到管道內(nèi)的水里，水被加熱體積會(huì)膨脹質(zhì)量就會(huì)下降，重量減輕就會(huì)向上浮動(dòng)，南側(cè)黑色太陽(yáng)能接收管道越高水被加熱的時(shí)間就越長(zhǎng)溫度也就越高，上浮的勢(shì)能就會(huì)越來(lái)越大，推動(dòng)太陽(yáng)能頂部循環(huán)管道內(nèi)的涼水進(jìn)入太陽(yáng)能北面循環(huán)管道，再推動(dòng)流向太陽(yáng)能底部循環(huán)管道后再流向南側(cè)黑色太陽(yáng)能接收管道，往復(fù)循環(huán)太陽(yáng)能供暖循環(huán)系統(tǒng)里的水溫就會(huì)越來(lái)越高，先把水里的熱量通過(guò)管道散到樓北面的房間里代替了暖氣，樓南側(cè)房間也不會(huì)太熱，余熱通過(guò)太陽(yáng)能底部循環(huán)管道散到樓的地基下面儲(chǔ)溫層儲(chǔ)存起來(lái)，太陽(yáng)落山后房間逐漸變冷，這時(shí)管道里的熱水通過(guò)管道逐漸向房間散熱并把儲(chǔ)存在地基下儲(chǔ)溫層的余熱吸收出來(lái)散到房間里去，代替鍋爐房供暖節(jié)省能源消耗，降低經(jīng)營(yíng)成本，清潔了周?chē)h(huán)境，達(dá)到代替鍋爐供暖的目的。夏天可把制冷設(shè)備的廢熱回收利用，釋放到縱向供水管道和太陽(yáng)能循環(huán)管道里使水變熱供全樓使用。水在太陽(yáng)能循環(huán)管道中無(wú)時(shí)無(wú)刻不在流動(dòng)，所以不會(huì)腐敗，符合流水不腐的自然規(guī)律。
太陽(yáng)能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈的優(yōu)點(diǎn)在于1、供水管道和太陽(yáng)能循環(huán)管道代替了部分鋼結(jié)構(gòu)解決了鋼結(jié)構(gòu)怕高溫、火燒的問(wèn)題，節(jié)省了防火涂料減少了污染(防火涂料在生產(chǎn)和施工過(guò)程中污染環(huán)境)；2、節(jié)省了鍋爐房占地和自來(lái)水管道、供暖管道和暖器在建筑物里占用的空間；3、節(jié)省了供暖系統(tǒng)的全部投資；4、減少了維護(hù)和維修人員；5、減掉了供暖和加熱水的燃料投資，提高了局部空氣質(zhì)量?jī)艋谁h(huán)境。供水、供暖、制冷、消防、建筑結(jié)構(gòu)合為一體，使總造價(jià)降低、長(zhǎng)期能耗降低、結(jié)構(gòu)質(zhì)量提高，使居住者安全系數(shù)提高、環(huán)境質(zhì)量提高、身體素質(zhì)也相應(yīng)提高。
此太陽(yáng)能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈的推廣使用，能減輕人類城市面臨的四大環(huán)境災(zāi)害空氣污染、熱島效應(yīng)、水質(zhì)污染和缺水，根除內(nèi)地水華和沿海赤潮；并解決了鋼結(jié)構(gòu)建筑怕火災(zāi)、高溫、這一世界難題，可有效避免美國(guó)世貿(mào)大廈坍塌的悲劇重演，真正做到了舒適、節(jié)能、防災(zāi)、環(huán)保。


圖1太陽(yáng)能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈側(cè)面2太陽(yáng)能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈正面3太陽(yáng)能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈正面俯視4是圖2A-A的俯視中1-地面，2-地下1層，3-地下2層，4-通入大廈的自來(lái)水管道，5-自來(lái)水縱向管道，6-太陽(yáng)能頂部循環(huán)管道，7-太陽(yáng)能北面循環(huán)管道，8-太陽(yáng)能底部循環(huán)管道，9-太陽(yáng)能接收管道，10-頂層，11-樓頂，12-樓南側(cè)透光玻璃墻，13-樓北側(cè)墻，14-頂層地板，15-樓西側(cè)墻，16-樓東側(cè)墻，17-地下儲(chǔ)溫層。
具體實(shí)施例方式
本大廈建在地面1上，2是地下1層，3是地下2層見(jiàn)圖1，自來(lái)水通過(guò)通入大廈的主供水管道4進(jìn)入大廈地下1層與自來(lái)水縱向管道5接通，自來(lái)水縱向管道5分成多根見(jiàn)圖3、圖4，直通大廈頂層地板14下與橫向的太陽(yáng)能頂部循環(huán)管道6相接，自來(lái)水在此流入太陽(yáng)能方形循環(huán)管道，太陽(yáng)能循環(huán)管道內(nèi)貯滿水后，太陽(yáng)光透過(guò)樓南側(cè)透光玻璃墻12照在與鋼結(jié)構(gòu)合成一體的、位于透光玻璃墻12內(nèi)側(cè)的黑色太陽(yáng)能接收管道9上，把透進(jìn)來(lái)的陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成熱能傳到管道內(nèi)的水里，水被加熱體積會(huì)膨脹質(zhì)量下降，重量減輕就會(huì)向上浮動(dòng)，南側(cè)黑色太陽(yáng)能接收管越高，水被加熱的時(shí)間就越長(zhǎng)，溫度也越高，浮動(dòng)的勢(shì)能就越來(lái)越大，浮在太陽(yáng)能接收管道9上端內(nèi)的水溫最高推動(dòng)太陽(yáng)能頂部循環(huán)管道6內(nèi)的水進(jìn)入太陽(yáng)能北面循環(huán)管道7，把水里的熱量通過(guò)北面循環(huán)管道7散到樓北面的房間里，剩有余熱的水再流向太陽(yáng)能底部循環(huán)管道8，余熱通過(guò)太陽(yáng)能底部循環(huán)管道8散到樓的地基下面的地下儲(chǔ)溫層17儲(chǔ)存起來(lái)；水在太陽(yáng)能循環(huán)管道中自動(dòng)的周而復(fù)始，往復(fù)循環(huán)水溫就會(huì)越來(lái)越高，地基下面儲(chǔ)存的熱量也越來(lái)越多；太陽(yáng)落山后房間逐漸變冷，這時(shí)管道里的熱水通過(guò)管道逐漸向房間散熱并把儲(chǔ)存在地基下面的余熱吸收出來(lái)散到房間里去，這時(shí)候太陽(yáng)能循環(huán)管道就代替了暖氣管道和暖氣片的作用；沒(méi)有暖氣管道和暖氣片占有的空間，擴(kuò)大了房屋的使用面積，并達(dá)到代替鍋爐供暖的目的。太陽(yáng)能頂部、底部與南、北面循環(huán)管道組成閉合回路形成一組供暖循環(huán)系統(tǒng)，需要多少組供暖循環(huán)系統(tǒng)由樓的內(nèi)容積大小和所建地區(qū)的冷熱有關(guān)；大廈越高、內(nèi)容積越大、地基越深，效果越好；若是在比較寒冷的地區(qū)建此大廈可把西側(cè)墻和東側(cè)墻也建成玻璃墻，墻內(nèi)也做成太陽(yáng)能接收管道如南墻內(nèi)的太陽(yáng)能接收管道一樣，只是南北太陽(yáng)能循環(huán)管道與東西太陽(yáng)能循環(huán)管道上下錯(cuò)開(kāi)兩個(gè)樓層。為了提高熱效率透光玻璃墻12要選擇透光好又保溫的玻璃；夏天為了節(jié)約冷能、冬天為了節(jié)約熱能如圖2樓頂11、樓北側(cè)墻13、樓西側(cè)墻15、樓東側(cè)墻16、都選用保溫性能好的材料制做。
太陽(yáng)能循環(huán)管道在各層的適當(dāng)位置上可安裝水龍頭，使全樓都可享用不花錢(qián)的熱水；自來(lái)水縱向管道在各層的適當(dāng)位置上可安裝水龍頭，全樓都可使用涼水。
太陽(yáng)能循環(huán)管道和自來(lái)水縱向管道在各層的適當(dāng)位置上可安裝由電磁閥門(mén)控制的消防噴水嘴，電磁閥門(mén)由溫感開(kāi)關(guān)控制，溫感開(kāi)關(guān)與警報(bào)器、斷電器相連安裝在各層房間頂部的適當(dāng)位置上和消防敏感區(qū)；當(dāng)溫感開(kāi)關(guān)感知溫度超過(guò)設(shè)置溫度時(shí)，被此裝置控制的房間內(nèi)先停電，同時(shí)警報(bào)器鳴響這個(gè)范圍內(nèi)的電磁閥門(mén)被打開(kāi)水從噴水嘴噴出，達(dá)到局部滅火的目的。
權(quán)利要求
1.太陽(yáng)能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈，包括透光玻璃墻、自來(lái)水縱向管道、方管形太陽(yáng)能循環(huán)管道和地下儲(chǔ)溫層；其特征在于通入大廈的主供水管道與縱向管道接通，縱向管道分成多根直通大廈頂層地板下與橫向的太陽(yáng)能頂部循環(huán)管道相接，太陽(yáng)能底部循環(huán)管道，安裝在大廈地基下面的儲(chǔ)溫層里，太陽(yáng)能頂部、底部與南、北面循環(huán)管道組成閉合回路；樓南側(cè)為透光玻璃墻，透光玻璃墻內(nèi)側(cè)裝有太陽(yáng)能接收管道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽(yáng)能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈，其特征在于太陽(yáng)能循環(huán)管道是圓管形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述太陽(yáng)能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈，其特征在于太陽(yáng)能循環(huán)管道是由鎂合金、鈦合金、鋁合金、不銹鋼、銅和鍍鋅碳鋼制作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽(yáng)能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈，其特征在于太陽(yáng)能接收管道的朝陽(yáng)面是黑色。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽(yáng)能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈，其特征在于太陽(yáng)能循環(huán)管道組成的1組閉合回路只與1根或2根自來(lái)水縱向管道接通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽(yáng)能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈，其特征在于在比較寒冷的地區(qū)西側(cè)墻和東側(cè)墻也可建成玻璃墻，墻內(nèi)也裝有太陽(yáng)能接收管道。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽(yáng)能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈，其特征在于透光玻璃墻可選擇透光性好又保溫的聚碳酸脂陽(yáng)光板、樹(shù)脂板、單層玻璃、雙層玻璃或真空玻璃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽(yáng)能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈，其特征在于太陽(yáng)能循環(huán)管道和大廈的部分鋼結(jié)構(gòu)合為一體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽(yáng)能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈，其特征在于自來(lái)水縱向管道與太陽(yáng)能頂部循環(huán)管道在大廈頂層房頂內(nèi)相接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽(yáng)能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈，其特征在于太陽(yáng)能底部循環(huán)管道，安裝在大廈的地基下面的儲(chǔ)溫層介質(zhì)里。
全文摘要
太陽(yáng)能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈，由透光玻璃墻、縱向供水管道、太陽(yáng)能循環(huán)系統(tǒng)和地下儲(chǔ)溫層組成；樓外供水管道通入大廈與縱向供水管道接通，分成多根直通大廈頂層與橫向太陽(yáng)能頂部循環(huán)管道相接，水在樓南透光玻璃墻內(nèi)的黑色太陽(yáng)能接收管道中被加熱循環(huán)，熱量經(jīng)北面循環(huán)管道釋放出來(lái)，同時(shí)有熱水用，水中余熱儲(chǔ)存到大廈地基下面的儲(chǔ)溫層里，夜晚再輸送出來(lái)達(dá)到代替鍋爐供暖；還解決了鋼結(jié)構(gòu)建筑怕火災(zāi)、高溫、這一世界難題，可有效避免美國(guó)世貿(mào)大廈坍塌的悲劇重演，真正做到了舒適、節(jié)能、防災(zāi)、環(huán)保。此大廈的推廣使用，能減輕人類城市面臨的四大環(huán)境災(zāi)害1.空氣污染；2.熱島效應(yīng)；3.缺水；4.水污染；使內(nèi)地水華和沿海赤潮得以根治。
文檔編號(hào)F24J2/04GK1512116SQ02159159
公開(kāi)日2004年7月14日 申請(qǐng)日期2002年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月30日
發(fā)明者程新生, 安德生, 王家祥, 潘曉宇, 賈秀軍, 許肖烈, 王克, 李穗, 楊浪 申請(qǐng)人:程新生