專利名稱：太陽能、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、利用無限的太陽能供熱的鋼結(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出來時(shí)南側(cè)和西側(cè)的房間還要開制冷設(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)簡單，充分利用太陽能降低長期運(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)是太陽能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈是由自來水縱向供水管道、太陽能循環(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)部的自來水縱向管道接通，自來水縱向管道分成多根直通大廈頂層與橫向的方管形太陽能頂部循環(huán)管道相接，并形成頂層的地板結(jié)構(gòu)的一部分。太陽能方管形循環(huán)管道由四部分組成1、太陽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、太陽能頂部循環(huán)管道安裝在頂層地板下；3、太陽能北面循環(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)形成太陽能供暖系統(tǒng)。充分利用了冬季太陽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)的太陽能接收管道有1-2米的距離，夏天太陽直曬，照進(jìn)房間的陽光很短，陽光照不到黑色的太陽能接收管道上水不被加熱；夏天過后太陽逐漸斜曬，照到黑色的太陽能接收管道上的陽光越來越多管道里面的水就越來越熱，冬天太陽斜曬到對(duì)于直立的太陽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，太陽能接收管道把透進(jìn)來的陽光轉(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)黑色太陽能接收管道越高水被加熱的時(shí)間就越長溫度也就越高，上浮的勢能就會(huì)越來越大，推動(dòng)太陽能頂部循環(huán)管道內(nèi)的涼水進(jìn)入太陽能北面循環(huán)管道，再推動(dòng)流向太陽能底部循環(huán)管道后再流向南側(cè)黑色太陽能接收管道，往復(fù)循環(huán)太陽能供暖循環(huán)系統(tǒng)里的水溫就會(huì)越來越高，先把水里的熱量通過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，余熱通過太陽能底部循環(huán)管道散到樓的地基下面儲(chǔ)溫層儲(chǔ)存起來，太陽落山后房間逐漸變冷，這時(shí)管道里的熱水通過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)營成本，清潔了周圍環(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能循環(huán)管道里使水變熱供全樓使用。水在太陽能循環(huán)管道中無時(shí)無刻不在流動(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)和施工過程中污染環(huán)境)；2、節(jié)省了鍋爐房占地和自來水管道、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)量凈化了環(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太陽能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈側(cè)面2太陽能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈正面3太陽能、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-通入大廈的自來水管道，5-自來水縱向管道，6-太陽能頂部循環(huán)管道，7-太陽能北面循環(huán)管道，8-太陽能底部循環(huán)管道，9-太陽能接收管道，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層見圖1，自來水通過通入大廈的主供水管道4進(jìn)入大廈地下1層與自來水縱向管道5接通，自來水縱向管道5分成多根見圖3、圖4，直通大廈頂層地板14下與橫向的太陽能頂部循環(huán)管道6相接，自來水在此流入太陽能方形循環(huán)管道，太陽能循環(huán)管道內(nèi)貯滿水后，太陽光透過樓南側(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)的黑色太陽能接收管道9上，把透進(jìn)來的陽光轉(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)黑色太陽能接收管越高，水被加熱的時(shí)間就越長，溫度也越高，浮動(dòng)的勢能就越來越大，浮在太陽能接收管道9上端內(nèi)的水溫最高推動(dòng)太陽能頂部循環(huán)管道6內(nèi)的水進(jìn)入太陽能北面循環(huán)管道7，把水里的熱量通過北面循環(huán)管道7散到樓北面的房間里，剩有余熱的水再流向太陽能底部循環(huán)管道8，余熱通過太陽能底部循環(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；水在太陽能循環(huán)管道中自動(dòng)的周而復(fù)始，往復(fù)循環(huán)水溫就會(huì)越來越高，地基下面儲(chǔ)存的熱量也越來越多；太陽落山后房間逐漸變冷，這時(shí)管道里的熱水通過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散到房間里去，這時(shí)候太陽能循環(huán)管道就代替了暖氣管道和暖氣片的作用；沒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)也做成太陽能接收管道如南墻內(nèi)的太陽能接收管道一樣，只是南北太陽能循環(huán)管道與東西太陽能循環(huán)管道上下錯(cuò)開兩個(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的熱水；自來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。
太陽能循環(huán)管道和自來水縱向管道在各層的適當(dāng)位置上可安裝由電磁閥門控制的消防噴水嘴，電磁閥門由溫感開關(guān)控制，溫感開關(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)溫感開關(guān)感知溫度超過設(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)的電磁閥門被打開水從噴水嘴噴出，達(dá)到局部滅火的目的。
權(quán)利要求
1.太陽能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈，包括透光玻璃墻、自來水縱向管道、方管形太陽能循環(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能頂部循環(huán)管道相接，太陽能底部循環(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)裝有太陽能接收管道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈，其特征在于太陽能循環(huán)管道是圓管形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述太陽能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈，其特征在于太陽能循環(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所述太陽能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈，其特征在于太陽能接收管道的朝陽面是黑色。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈，其特征在于太陽能循環(huán)管道組成的1組閉合回路只與1根或2根自來水縱向管道接通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能、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)也裝有太陽能接收管道。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能、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光板、樹脂板、單層玻璃、雙層玻璃或真空玻璃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈，其特征在于太陽能循環(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所述太陽能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈，其特征在于自來水縱向管道與太陽能頂部循環(huán)管道在大廈頂層房頂內(nèi)相接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈，其特征在于太陽能底部循環(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
太陽能、鋼結(jié)構(gòu)一體大廈，由透光玻璃墻、縱向供水管道、太陽能循環(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，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