專利名稱：工廠化生產的太陽能一體化生態(tài)節(jié)能建筑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種節(jié)能建筑，特別涉及按著用戶要求的使用功能以工廠 化生產的一種模塊化、組合式太陽能一體化生態(tài)節(jié)能建筑。
背景技術：
目前，已知的太陽能建筑，都是在建筑物建成后，后安裝上去的，是 與建筑物完全分離的，即使能為建筑物提供熱水、采暖、空調、電能等， 但都沒能全面做到與建筑物結合成一體，也沒達到與建筑物的結構、保溫 層、維護結構等共用，造成資源、原材料的利用浪費， -使建筑物無法享受 太陽能集熱器和光-電轉化系統(tǒng)的保溫功能。而太陽能集熱器和光-電轉化系 統(tǒng)、采光系統(tǒng)也無法享受建筑物具備的圍護結構的支撐保護，無法實現(xiàn)建 筑房屋工廠化生產，造成施工現(xiàn)場占地面積大、污染環(huán)境、安裝精度低、 原材料重復使用的浪費。為推進建筑系統(tǒng)的技術進步，將綠色能源-可再生 環(huán)保能源用于建筑中，實現(xiàn)太陽能一體化生態(tài)建筑的目標，推出此項發(fā)明。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是，提供一種工廠化生產的房屋實現(xiàn)太陽能一體化生態(tài) 節(jié)能建筑的模塊化組合體，它能解決建筑物與太陽能集熱系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng) 與建筑物的嚴重脫離，解決建筑物保溫層與太陽能集熱器轉換器不能結合 共用的問題，解決了太陽能發(fā)電(光一電轉換)系統(tǒng)不能與建筑物維護結 構結合共用的問題。
為了實現(xiàn)本發(fā)明，采用以下技術方案 一體式太陽能生態(tài)節(jié)能建筑， 包括在工廠生產的太陽能集熱器保溫屋頂、薄膜太陽能電池保溫屋頂、太 陽能發(fā)電幕墻、主墻面，所述太陽能集熱器保溫屋頂、薄膜太陽能電池保 溫屋頂、太陽能發(fā)電幕墻及主墻面均固定在建筑主鋼架上成一體式結構； 建筑內設有太陽能蓄熱轉換器，轉換器通過管道與太陽能集熱器保溫屋頂 連接。
所述太陽能集熱器保溫屋頂由外至內依次為太陽能集熱器、高效保溫 層I及保護殼I;依次將高效保溫層I和太陽能集熱器置于輕鋼骨架I中， 再將保護殼I裝在輕鋼骨架I下面，保護殼I起到固定和裝飾作用，其中高 效保溫層I采用的是導熱系數(shù)小的聚胺脂或硬質苯板。
所述薄膜太陽能電池保溫屋頂由外至內依次為非硅薄膜太陽能電池
板、高效保溫層n及保護殼n;依次將高效保溫層n和非硅薄膜太陽能電 池板置于輕鋼骨架ii中，再將保護殼n裝在輕鋼骨架n下面，保護殼n起 到固定和裝飾作用。
所述太陽能發(fā)電幕墻由硅薄膜太陽能電池板堆砌而成，硅薄膜太陽能 電池板固定在建筑主鋼架上，其相互連接采用粘接或插接。
所述主墻面由高效保溫墻體模塊拼接而成，所述高效保溫墻體模塊間 的空隙用粘合劑填充，粘合劑為本領域技術人員所常用的。
所述高效保溫墻體模塊由外至內依次為外維護層、高效保溫層m及保 護殼ni;依次將高效保溫層m和外維護層置于輕鋼骨架m中，再將保護 殼m裝在輕鋼骨架in下面，保護殼m起到固定和裝飾作用。
所述太陽能集熱器分別通過入管道和出管道與太陽能蓄熱轉換器連 通；入管道上設有截止閥，出管道上設有單向閥。
所述太陽能集熱器內填充有高效防凍載熱介質，介質為水與防凍液的 混合物，介質的作用是低溫、汽化、吸熱、載熱，在液化時放熱，液體不結凍。
為了更好地控制電流的傳導方向和速度，最好在非硅薄膜太陽能電池 板上安裝充電控制器，充電控制器通過輸電線與蓄電池連接，輸電線上設 有控制開關。
為了更好地控制電流的傳導方向和速度，最好在硅薄膜太陽能電池板 上安裝充電控制器，充電控制器通過輸電線與蓄電池連接，輸電線上設有 控制開關。
為了使建筑更堅固，建筑主鋼架之間采用支架連接裝置固定，太陽能 集熱器保溫屋頂、薄膜太陽能電池保溫屋頂、太陽能發(fā)電幕墻、主墻面與 主鋼架之間分別通過支架連接裝置固定。
本發(fā)明建筑的光-熱轉換系統(tǒng)包括太陽能集熱器保溫屋頂、太陽能熱轉
換蓄熱器。工作原理是太陽能集熱器通過太陽光照射吸收太陽的熱能， 通過管道傳輸、分離器分離，將熱能輸送進太陽能蓄熱轉換器中儲存，為 建筑物生活用熱(生活用水)及空調、采暖提供熱源。
本發(fā)明建筑的光-電轉換系統(tǒng)包括薄膜太陽能電池保溫屋、太陽能發(fā)電 幕墻、蓄電池。工作原理為太陽光照射到非硅薄膜太陽能電池板和硅薄 膜太陽能電池板上，將太陽的光能轉換成電能，電能經充電控制器、控制 開關、通過輸電線將電能輸入到蓄電池中儲存，為建筑物生活用電(照明 燈)和動力(空調、采暖)提供電能。
本發(fā)明的有益效果在于
1. 將工廠化生產的太陽能集熱器保溫屋頂、薄膜太陽能電池保溫屋 頂、太陽能發(fā)電幕墻、主墻面，太陽能蓄熱轉換器與建筑本身集于一體， 由于上述構件全部在工廠生產施工現(xiàn)場組裝，既節(jié)省建筑材料又降低工程 造價，有效地利用太陽能為建筑物提供能源(熱能、電能)，又有利于環(huán)保 及生態(tài)保護。 2. 通過太陽能集熱器保溫屋頂及太陽能蓄熱轉換器的設計，節(jié)省材料， 有效利用陽光進行光熱轉換，為建筑物提供熱能。3. 通過建筑中薄膜太陽能電池保溫屋頂及太陽能發(fā)電幕墻的設計，充分利用陽光進行光電轉換，為建筑物提供電源。5. 建筑的主墻體采用模塊式，便于生產、運輸、安裝及拆卸。6. 實現(xiàn)了建筑物墻體、屋頂、幕墻、屋架工廠化生產，可改善施工條 件，減少對建筑施工環(huán)境的損壞，節(jié)省建筑用地和建筑用工，縮短建設周 期。


圖l是本發(fā)明建筑的整體結構示意圖； 圖2是圖1的側視圖；圖3是太陽能集熱器保溫屋頂?shù)慕Y構示意圖；圖4是圖3的A-A剖視圖；圖5是本發(fā)明建筑的光-熱轉換系統(tǒng)圖；圖6是薄膜太陽能電池保溫屋頂?shù)慕Y構示意圖；圖7是圖6的B-B剖視圖；圖8是太陽能發(fā)電幕墻的結構示意圖；圖9是圖8的C-C剖3見圖；圖10是本發(fā)明建筑的光-電轉換系統(tǒng)圖；圖11是圖2的D-D剖視圖，為高效保溫墻體模塊的剖視圖。圖中，1、太陽能集熱器保溫屋頂；2、薄膜太陽能電池保溫屋頂；3、 太陽能發(fā)電幕墻；4、太陽能蓄熱轉換器；5、高效保溫墻體^f莫塊；6、建筑 主鋼架；7、支架連接裝置；8、粘合劑；9、充電控制器；10、輸電線；11、 蓄電池；12、控制開關；1.1、太陽能集熱器；1.2、高效保溫層I; 1.3、保 護殼I; 1.4、輕鋼骨架I; 1.5、介質；1.6、截止閥；1.7、單向閥；1.8、入 管道；1.9、出管道；1.10、分離器；2.1、非硅薄膜太陽能電池板；2.2、 高效保溫層II;2.3、保護殼II; 2.4、輕鋼骨架II; 3.1、硅薄膜太陽能電池 板；5.1、外維護層；5.2、高效保溫層III; 5.3、保護殼III; 5.4、輕鋼骨架m;
具體實施例方式
如圖1、圖2所示，本實施例所述的太陽能一體化生態(tài)節(jié)能建筑包括在 工廠生產的太陽能集熱器保溫屋頂1、薄膜太陽能電池保溫屋頂2、太陽能 發(fā)電幕墻3、主墻面，所述太陽能集熱器保溫屋頂1、薄膜太陽能電池保溫 屋頂2、太陽能發(fā)電幕墻3及主墻面均固定在建筑主鋼架6上成一體式結構； 建筑內安裝有通過管道與太陽能集熱器保溫屋頂1連接太陽能蓄熱轉換器 4。建筑主鋼架6之間以及太陽能集熱器保溫屋頂1、薄膜太陽能電池保溫 屋頂2、太陽能發(fā)電幕墻3、主墻面與建筑主鋼架6之間均通過支架連接裝 置7固定。主墻面由高效保溫墻體模塊5拼接而成，高效保溫墻體模塊間 的空隙用粘合劑8填充，粘合劑為本領域技術人員所公知的。太陽能發(fā)電 幕墻3由硅薄膜太陽能電池板3.1堆砌而成，硅薄膜太陽能電池板3.1固定 在建筑物鋼架6上，其相互連接采用粘接或插接。
如圖3、圖4所示，太陽能集熱器保溫屋頂1由外至內依次為太陽能集 熱器l.l、高效保溫層I 1.2及保護殼11.3;依次將高效保溫層I和太陽能集 熱器置于輕鋼骨架I 1.4中，再將保護殼I裝在輕鋼骨架I下面。太陽能集 熱器1.1分別通過入管道1.8和出管道1.9與太陽能蓄熱轉換器4連通；入 管道1.8上安裝有截止閥1.6,出管道1.9上安裝有單向閥1.7。
本發(fā)明的光-熱轉換系統(tǒng)主要由太陽能集熱器保溫屋頂1和太陽能熱轉 換蓄熱器4完成，如圖5所示，①太陽能集熱器1.1通過太陽光照射吸收太 陽的熱能，使介質由液體轉化成汽體，汽、液混合物(含大部分汽體，小
部分液體)經出管道1.9傳送至分離器1.10，在分離器中的汽體、液體完成 分離后，將汽體傳輸至蓄熱轉換器4中儲存；②蓄熱轉換器中的汽體經過 放熱后降溫部分汽體轉換成液體，為使熱能不斷保存在蓄熱轉換器4中， 蓄熱轉化器4中的汽、液混合物(含大部分液體，小部分汽體)經分離器 1.10分離，液體經入管道1.8傳輸至太陽能集熱器1.1，往復上述步驟①②， 儲存在蓄熱轉換器4中的熱能可作為建筑物生活用熱(生活用水)及空調、 采暖的熱源。裝在入管道上的截止閥L6和裝在出管道上的單向閥1.7用來 控制氣、液混合物的流速，所用分離器為本領域技術人員公知技術，太陽 能集熱器內填充有高效防凍載熱介質1.5,介質可以為水或防凍液或水與防 凍液的混合物(高效防凍載熱介質的作用？)，以水與防凍液的比例為3: 7 的混合物為佳。如圖6、圖7所示，薄膜太陽能電池保溫屋頂2由外至內依次為非硅薄 膜太陽能電池板2.1、高效保溫層II2.2及保護殼II2.3;依次將高效保溫層 II和非硅薄膜太陽能電池板置于輕鋼骨架II 2.4中，再將保護殼II裝在輕鋼 骨架II下面；非硅薄膜太陽能電池板2.1上裝有充電控制器9，充電控制器 9與非硅薄膜太陽能電池板2.1的兩極相連接。如圖8、圖9所示，太陽能發(fā)電幕墻3由硅薄膜太陽能電池板3.1堆砌 而成，硅薄膜太陽能電池板3.1固定在建筑主鋼架6上，其相互連接采用粘 接或插接；硅薄膜太陽能電池板3.1上裝有充電控制器9，充電控制器9與 硅薄膜太陽能電池板3.1的兩極相連接。本發(fā)明的光-電轉換系統(tǒng)主要由薄膜太陽能電池保溫屋頂2、太陽能發(fā) 電幕墻3和蓄電池11完成，如圖IO所示，非硅薄膜太陽能電池板2.1上的 充電控制器9通過輸電線IO與蓄電池11連接，輸電線IO上設有控制開關 12;硅薄膜太陽能電池板3.1上的充電控制器9也通過輸電線IO與蓄電池 11連接，輸電線10上也設有控制開關12。其工作過程為當太陽光照射
到非硅薄膜太陽能電池板2.1和硅薄膜太陽能電池板3.1上時，非硅薄膜太 陽能電池板2.1和硅薄膜太陽能電池板3.1將太陽的光能轉換成電能，沿輸 電線lO將電能輸入到蓄電池ll中儲存，安裝在非硅薄膜太陽能電池板2.1 的充電控制器9用于控制電流只能由電池板2.1到蓄電池11的單向傳導， 安裝在硅薄膜太陽能電池板3.1上的充電控制器9用于控制電流只能由電池 板2.1到蓄電池11的單向傳導；連通電池板2.1和蓄電池11的輸電線上的 控制開關12,當電池板2.1發(fā)電時，控制開關12開啟；反之，控制開關12 關閉；連通電池板3.1和蓄電池11的輸電線上的控制開關12，當電池板3.1 發(fā)電時，控制開關12開啟；反之，控制開關12關閉。儲存在蓄電池ll中 的電能可作為建筑物生活用電(照明燈)和動力(空調、采暖)的電能。如圖ll所示，為高效保溫墻體模塊的在圖1中所示圖的D-D剖視圖， 高效保溫墻體模塊5由外至內依次為外維護層5.1、高效保溫層I115.2、保 護殼III 5.3;依次將高效保溫層III和外維護層置于輕鋼骨架III 5.4中，再 將保護殼III裝在輕鋼骨架III下面。在工廠生產施工現(xiàn)場安裝時，將建筑主鋼架6立于砼基礎之上，由支 架聯(lián)接裝置7固定聯(lián)接，依次將高效保溫墻體模塊，太陽能發(fā)電幕墻(模 塊)，薄膜太陽能電池保溫屋頂(模塊)，太陽能集熱器保溫屋頂(模塊) 通過支架連接裝置7進行組裝聯(lián)接、固定，配置上不同規(guī)格的門窗，即完 成工廠化生產太陽能一體化生態(tài)節(jié)能建筑的安裝。最后應當說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對 其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領域的普 通技術人員應當理解依然可以對本發(fā)明的具體實施方式
進行修改或者等 同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵 蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
權利要求
1. 一種工廠化生產的太陽能一體化生態(tài)節(jié)能建筑，其特征在于所述建筑 包括在工廠生產的太陽能集熱器保溫屋頂(1)、薄膜太陽能電池保溫屋 頂(2)、太陽能發(fā)電幕墻(3)、主墻面，所述太陽能集熱器保溫屋頂(l)、 薄膜太陽能電池保溫屋頂(2)、太陽能發(fā)電幕墻(3)及主墻面均固定 在建筑主鋼架(6 )上成一體式結構；建筑內設有太陽能蓄熱轉換器(4 )， 其通過管道與太陽能集熱器保溫屋頂(1)連接。
2. 根據權利要求l所述的工廠化生產的太陽能一體化生態(tài)節(jié)能建筑，其特 征在于所述太陽能集熱器保溫屋頂(1)由外至內依次為太陽能集熱 器(1.1 )、高效保溫層I (1.2)及保護殼I (1.3);依次將高效保溫層 I和太陽能集熱器置于輕鋼骨架I (1.4)中，再將保護殼I裝在輕鋼骨 架I下面。
3. 根據權利要求l所述的工廠化生產的太陽能一體化生態(tài)節(jié)能建筑，其特 征在于所述薄膜太陽能電池保溫屋頂(2)由外至內依次為非硅薄膜 太陽能電池板(2. 1)、高效保溫層II (2. 2)及保護殼II (2. 3);依次 將高效保溫層II和非硅薄膜太陽能電池板置于輕鋼骨架II (2.4)中， 再將保護殼II裝在輕鋼骨架II下面。
4. 根據權利要求l所述的工廠化生產的太陽能一體化生態(tài)節(jié)能建筑，其特 征在于所述太陽能發(fā)電幕墻(3 )由硅薄膜太陽能電池板(3. 1)堆砌 而成，硅薄膜太陽能電池板(3.1)固定在建筑主鋼架(6 )上，其相互 連接采用粘接或插接。
5. 根據權利要求l所述的工廠化生產的太陽能一體化生態(tài)節(jié)能建筑，其特 征在于所述主墻面由高效保溫墻體模塊(5)拼接而成，所述高效保 溫墻體模塊(5 )間的空隙用粘合劑(8 )填充。
6. 根據權利要求5所述的工廠化生產的太陽能一體化生態(tài)節(jié)能建筑，其特 征在于所述高效保溫墻體模塊(5 )由外至內依次為外維護層(5. 1 )、 高效保溫層III (5. 2)及保護殼I11 (5.3);依次將高效保溫層in和 外維護層置于輕鋼骨架III (5.4)中，再將保護殼III裝在輕鋼骨架 III下面。
7. 根據權利要求2所述的工廠化生產的太陽能一體化生態(tài)節(jié)能建筑，其特 征在于所述太陽能集熱器(1. 1 )分別通過入管道(1. 8 )和出管道(1. 9 ) 與太陽能蓄熱轉換器(4)連通；入管道(1.8)上設有截止閥(1.6), 出管道(1.9)上設有單向閥(1.7)。
8. 根據權利要求2或7所述的工廠化生產的太陽能一體化生態(tài)節(jié)能建筑， 其特征在于所述太陽能集熱器內填充有高效防凍載熱介質(1.5)，介 質為水與防凍液的混合物。
9. 根據權利要求3所述的工廠化生產的太陽能一體化生態(tài)節(jié)能建筑，其特 征在于所述非硅薄膜太陽能電池板(2.1)上設有充電控制器(9)， 充電控制器(9)通過輸電線(10)與蓄電池(11)連接，輸電線(10) 上設有控制開關(12)。
10. 根據權利要求4所述的工廠化生產的太陽能一體化生態(tài)節(jié)能建筑，其 特征在于所述硅薄膜太陽能電池板(3. 1 )上設有充電控制器(9 ), 充電控制器(9)通過輸電線(10)與蓄電池(11)連接，輸電線(10) 上設有控制開關(12)。
11. 根據權利要求1所述的工廠化生產的太陽能一體化生態(tài)節(jié)能建筑，其 特征在于所述建筑主鋼架(6)之間通過支架連接裝置(7)固定，太 陽能集熱器保溫屋頂(1)、薄膜太陽能電池保溫屋頂(2)、太陽能發(fā)電 幕墻(3)、主墻面與主鋼架(6)之間分別通過支架連接裝置(7)固定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種節(jié)能建筑，特別是指按著用戶要求的使用功能以工廠化生產的一種模塊化、組合式太陽能一體化生態(tài)節(jié)能建筑。本發(fā)明生產的太陽能一體化生態(tài)節(jié)能建筑，本發(fā)明的建筑包括工廠化生產的太陽能集熱器保溫屋頂、薄膜太陽能電池保溫屋頂、太陽能發(fā)電幕墻及主墻面，上述各組件均固定在建筑主鋼架上成一體式結構，建筑內設有太陽能蓄熱轉換器，其通過管道與太陽能集熱器保溫屋頂連接。該建筑將通過光-熱轉化的熱能儲存于太陽能轉換器中，為建筑物提供熱能(供熱、采暖、空調)，通過光-電轉化的電能儲存于蓄電池中為建筑物提供電能(照明、動力)，該建筑設計達到能量自給自足。
文檔編號E04D13/18GK101122149SQ200710145470
公開日2008年2月13日 申請日期2007年9月19日 優(yōu)先權日2007年9月19日
發(fā)明者王劍波, 王劍英 申請人:王劍英;王劍波