專利名稱：低層建筑被動式太陽能集熱節(jié)能墻系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種節(jié)能墻系統(tǒng)，具體涉及一種被動式太陽能集熱節(jié)能墻系統(tǒng)。
背景技術：
我國北方冬季漫長寒冷，因此，建筑物需要消耗大量的能源為室內供暖，目前主要使用煤等不可再生資源，在這個過程中產生了大量的溫室氣體，嚴重的影響了生態(tài)環(huán)境，因此尋找一種潔凈的可再生能源替代煤炭取暖是解決這一問題的根本途徑。太陽能是取之不盡用之不竭的潔凈能源，目前在建筑中使用太陽能主要有兩種方式一種是太陽能熱水，另一種是太陽能發(fā)電。前者，使用方便但僅限為住戶提供熱水；后者前期投資高，而且需要形成一定規(guī)模才有效益，所以在普通住宅的應用方面也受限制，太陽能集熱墻是一種簡單的被動式太陽能利用方式，具有操作簡單、前期投入低等優(yōu)點。這種 墻體構造可以更充分的利用白天的太陽輻射為室內供暖，節(jié)約取暖所耗能源，而且不會產生污染環(huán)境的有害物質。目前的被動式太陽能集熱墻用于室內供暖是在窗戶的上、下墻體上開設上通氣孔和下通氣孔，太陽光穿過玻璃罩，加熱玻璃罩與窗戶之間的空氣間層內的空氣，根據自然對流傳熱機理，熱氣體經上通氣孔進入室內，室內的冷空氣經下通氣孔進入雙層玻璃罩與窗戶之間的空氣間層，經太陽能加熱，但是，該種方式由于在墻體上開設上通氣孔，增加了墻體平均傳熱系數同時降低墻體的穩(wěn)定性，不利于室內保溫；墻體上開設下通氣孔，尤其是冬季夜間，室內的熱量容易經下通氣孔從玻璃罩處流失，不利于室內保溫，熱量損失大。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有的被動式太陽能集熱墻用于室內供暖是在墻體上開設上通氣孔和下通氣孔，存在墻體傳熱系數高，熱量損失大，以及不利于室內保溫，供熱效率低的問題，進而提供一種低層建筑被動式太陽能集熱節(jié)能墻系統(tǒng)。本發(fā)明為解決上述問題采取的技術方案是本發(fā)明的低層建筑被動式太陽能集熱節(jié)能墻系統(tǒng)包括玻璃罩、集熱墻體、窗和保溫板，玻璃罩的玻璃面與集熱墻體的墻面平行設置，集熱墻體上設置有窗，與窗的下框相鄰的集熱墻體的墻面上鋪設有保溫板，所述墻系統(tǒng)還包括通風窗和換熱通氣裝置，位于窗的上框處的玻璃面上設置有通風窗，與窗的下框相鄰的集熱墻體的墻面上開設有下通氣口，下通氣口上設置有換熱通氣裝置，所述通風窗用于控制玻璃罩與集熱墻體之間的空氣間層的空氣向室內流通，所述換熱通氣裝置包括木框和保溫蓋板，木框設置在下通氣口的側壁上，保溫蓋板與木框鉸接并能蓋合木框，所述保溫蓋板由兩個膠合板和位于兩個膠合板之間的擠塑板7-1制成。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明改變傳統(tǒng)太陽能集熱墻墻面多個通氣孔的狀態(tài)，原有的上通氣口由通氣窗代替，下通氣口增加換熱通氣裝置。開啟換熱通氣裝置的保溫蓋板可將室內冷空氣引入所述空氣間層，在夜晚關閉保溫蓋板可防止室內熱量向空氣間層中散失。白天空氣間層積蓄太陽能時，打開蓋板和通風窗，室內冷空氣進入玻璃罩與蓄熱墻體之間的空氣間層，吸收太陽能，冷空氣加熱上升經通風窗進入室內，冷空氣和熱空氣如此循環(huán)形成自然對流；隨著太陽輻射的減弱，空氣間層內溫度會同步下降，蓋板和通風窗關閉，阻止了室內的熱氣體的熱量向玻璃罩側散失，維持了室內溫度。本發(fā)明有效地解決了隨著太陽輻射的減弱，空腔內溫度會同步下降，室內的熱量會通過下通氣口流失的問題。本發(fā)明的集熱墻體減少了墻面開洞面積，增加墻體總熱阻，降低施工難度，而且可以保持室內墻面的完整，不影響室內美觀。經試驗研究表明本發(fā)明的換熱通氣裝置的蓋板的傳熱系數O. 45 O. 48W/ (m2 -K)，傳統(tǒng)的下通口的傳熱系數為2. 8
3.IW/(πι2·Κ)，傳熱系數降低了 83.9%以上，本發(fā)明的傳熱量損失減少了 15.0%以上，節(jié)能15.0%以上，本發(fā)明的被動式太陽能集熱墻的供熱和保溫的綜合性能得到提高。


圖I是本發(fā)明的整體結構示意圖(左側為室外，右側為室內)，圖2是本發(fā)明的節(jié) 能墻系統(tǒng)的通風窗和下通氣口的布置示意圖(從室外側看)，圖3是現(xiàn)有的被動式太陽能集熱墻的通氣口布置示意圖(從室外側看，b為通氣口，c為集熱墻，d為窗)。
具體實施例方式具體實施方式
一結合圖I說明本實施方式，本實施方式的低層建筑被動式太陽能集熱節(jié)能墻系統(tǒng)包括玻璃罩I、集熱墻體2、窗4和保溫板5，玻璃罩I的玻璃面與集熱墻體2的墻面平行設置，集熱墻體2上設置有窗4，與窗4的下框相鄰的集熱墻體2的墻面上鋪設有保溫板5，所述墻系統(tǒng)還包括通風窗3和換熱通氣裝置，位于窗4的上框處的玻璃面上設置有通風窗3，與窗4的下框相鄰的集熱墻體2的墻面上開設有下通氣口 2-1，下通氣口 2-1上設置有換熱通氣裝置，所述通風窗3用于控制玻璃罩I與集熱墻體2之間的空氣間層的空氣向室內流通，所述換熱通氣裝置包括木框6和保溫蓋板7，木框6設置在下通氣口 2-1的側壁上，保溫蓋板7與木框6鉸接并能蓋合木框6，所述保溫蓋板7由兩個膠合板7-2和位于兩個膠合板7-2之間的擠塑板7-1制成。本實施方式中的集熱墻體2設置在圈梁8上。
具體實施方式
二 結合圖I說明本實施方式，本實施方式所述玻璃罩I為雙層玻璃罩。如此設置，有利于嚴寒地區(qū)及寒冷地區(qū)的保溫需要，滿足實際氣候的需要。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三結合圖I說明本實施方式，本實施方式所述擠塑板7-1為聚苯乙烯保溫板。如此設置，質地輕使用方便，保溫隔熱性能好，防腐性能好，滿足設計要求和實際保溫需要。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四結合圖I說明本實施方式，本實施方式所述擠塑板7-1的厚度為60mm 80mm。如此設置，質地輕使用方便，保溫隔熱性能好，防腐性能好，滿足設計要求和實際保溫需要。其它與具體實施方式
一或三相同。
具體實施方式
五結合圖I說明本實施方式，本實施方式所述擠塑板7-1的厚度為60mm。如此設置，質地輕使用方便，保溫隔熱性能好，防腐性能好，滿足設計要求和實際保溫需要。其它與具體實施方式
四相同。
具體實施方式
六結合圖I和圖2說明本實施方式，本實施方式所述通風窗3的長度為580mm 620mm,通風窗3的寬度為280mm 320mm。如此設置,滿足設計要求和實際
空氣流通的需要。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
七結合圖I和圖2說明本實施方式，本實施方式所述通風窗3的長度為600_，通風窗3的寬度為300_。如此設置，滿足設計要求和實際空氣流通的需要。其它與具體實施方式
六相同。
具體實施方式
八結合圖I說明本實施方式，本實施方式所述保溫蓋板7為矩形板，保溫蓋板7的長度為590mm 610mm,保溫蓋板7的寬度390mm 410mm。如此設置,滿足設計要求和實際空氣流通的需要。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
九結合圖I說明本實施方式，本實施方式所述保溫蓋板7為矩形板，保溫蓋板7的長度為600mm，保溫蓋板7的寬度400mm。如此設置，滿足設計要求和實際空氣流通的需要。其它與具體實施方式
八相同?！嵤├秊轵炞C本發(fā)明的節(jié)能效果，計算單位時間內通過被動式太陽能集熱墻的傳熱量，建筑地點選寒冷地區(qū)，根據有關研究，有通風口的被動式太陽能集熱墻空氣間層厚度最好在100 130mm。通風口面積Av與空腔的橫截面積As之比應該在O. 5 O. 7。本實施例中，單元模塊的空氣間層定為100_，通風口面積為O. 24m2。窗戶為單框雙玻塑鋼窗，改進前通氣裝置蓋板為空心夾板(如圖3)，本實施例的通氣裝置蓋板為保溫夾板(夾60_擠塑板)，如圖I 圖2(圖I為低層建筑的縱截面圖)。主體墻為370mm粘土實心磚內貼80mm聚苯板，圈梁為370 X 250mm鋼筋混凝土內貼80mm聚苯板。I)墻體傳熱系數K按下式計算
「00221 K =—=---
L JRo Ri ^ Re R計算可知Kq = O. 43W/ (Hf .K)(主體墻傳熱系數)；Kv2 = O. 47W/ (m2K)(本實施；例下通風口擠塑板傳熱系數)；Kb = O. 49ff/(m2 K)(圈梁傳熱系數)，2)外墻平均傳熱系數Ki計算計算可知Ki = O. 44W/ (m2· K)，3)單位建筑面積上單位時間內通過外墻的傳熱量qH按下式計算
V q,, V as MiRit -t)Qff == ^11in^
H 44式中tn—室內計算溫度，取16 °C ；te——采暖期室外平均溫度，V ；a——外墻溫差修正系數；ε j——外墻傳熱系數的修正系數；Ki——外墻平均傳熱系數，W/(m2_ K)；Fi——外墻的面積，m2 ；A0-建筑面積，m2,計算中用到的參數tn = 16. 00°C, te = -8. 50°C, a = I. 00, ε j = 0. 92, Kvl =
3.00ff/(m2K)(傳統(tǒng)的通風口用空心夾板傳熱系數)，經過計算，通過傳統(tǒng)的南墻的熱量qH1=87. 79/\，通過本實施例南墻的熱量qH2 = 74. 02/\，本實施例的被動式太陽能集熱蓄熱墻傳熱量減少15.69%。
權利要求
1.低層建筑被動式太陽能集熱節(jié)能墻系統(tǒng)，所述墻系統(tǒng)包括玻璃罩(I)、集熱墻體(2)、窗(4)和保溫板(5)，玻璃罩(I)的玻璃面與集熱墻體(2)的墻面平行設置，集熱墻體(2)上設置有窗(4)，與窗(4)的下框相鄰的集熱墻體(2)的墻面上鋪設有保溫板(5)，其特征在于所述墻系統(tǒng)還包括通風窗(3)和換熱通氣裝置，位于窗(4)的上框處的玻璃面上設置有通風窗(3)，與窗(4)的下框相鄰的集熱墻體(2)的墻面上開設有下通氣口(2-1)，下通氣口(2-1)上設置有換熱通氣裝置，所述通風窗(3)用于控制玻璃罩(I)與集熱墻體(2)之間的空氣間層的空氣向室內流通，所述換熱通氣裝置包括木框(6)和保溫蓋板(7)，木框(6)設置在下通氣口(2-1)的側壁上，保溫蓋板(7)與木框(6)鉸接并能蓋合木框￠)，所述保溫蓋板(7)由兩個膠合板(7-2)和位于兩個膠合板(7-2)之間的擠塑板(7-1)制成。
2.根據權利要求I所述的低層建筑被動式太陽能集熱節(jié)能墻系統(tǒng)，其特征在于所述玻璃罩(I)為雙層玻璃罩。
3.根據權利要求I所述的低層建筑被動式太陽能集熱節(jié)能墻系統(tǒng)，其特征在于所述擠塑板(7-1)為聚苯乙烯保溫板。
4.根據權利要求I或3所述的低層建筑被動式太陽能集熱節(jié)能墻系統(tǒng)，其特征在于所述擠塑板(7-1)的厚度為60mm 80mm。
5.根據權利要求4所述的低層建筑被動式太陽能集熱節(jié)能墻系統(tǒng)，其特征在于所述擠塑板(7-1)的厚度為60mm。
6.根據權利要求I所述的低層建筑被動式太陽能集熱節(jié)能墻系統(tǒng)，其特征在于所述通風窗⑶的長度為580mm 620mm,通風窗(3)的寬度為280mm 320mm。
7.根據權利要求6所述的低層建筑被動式太陽能集熱節(jié)能墻系統(tǒng)，其特征在于所述通風窗(3)的長度為600mm,通風窗(3)的寬度為300mm。
8.根據權利要求I所述的低層建筑被動式太陽能集熱節(jié)能墻系統(tǒng)，其特征在于所述保溫蓋板(7)為矩形板,保溫蓋板(7)的長度為590mm 610mm,保溫蓋板(7)的寬度390mm 41 Omnin
9.根據權利要求8所述的低層建筑被動式太陽能集熱節(jié)能墻系統(tǒng)，其特征在于所述保溫蓋板(7)為矩形板,保溫蓋板(7)的長度為600mm,保溫蓋板(7)的寬度400mm。
全文摘要
低層建筑被動式太陽能集熱節(jié)能墻系統(tǒng)，它涉及一種節(jié)能墻系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的被動式太陽能集熱墻用于室內供暖是在墻體上開設上通氣孔和下通氣孔，存在墻體傳熱系數高，熱量損失大，以及不利于室內保溫，供熱效率低的問題。它包括玻璃罩、集熱墻體、窗和保溫板，所述墻系統(tǒng)還包括通風窗和換熱通氣裝置，位于窗的上框處的玻璃面上設置有通風窗，下通氣口上設置有換熱通氣裝置，所述通風窗用于控制玻璃罩與集熱墻體之間的空氣間層的空氣向室內流通，所述換熱通氣裝置包括木框和保溫蓋板，保溫蓋板與木框鉸接并蓋合木框架，所述保溫蓋板由兩個膠合板和位于兩個膠合板之間的擠塑板制成。本發(fā)明適用于低層建筑。
文檔編號E04B1/74GK102943531SQ201210520629
公開日2013年2月27日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權日2012年12月6日
發(fā)明者金虹, 凌薇 申請人:哈爾濱工業(yè)大學