一种被动式非透光墙体节能建筑系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种被动式非透光墙体节能建筑系统，旨在充分利用向阳面建筑表面所获得的低品位太阳辐射能实现降低建筑背阴面墙体能耗，并最终减少建筑的运行和使用成本。包括非透光墙体和回路热管换热系统，所述回路热管换热系统为由蒸发段、蒸汽上升段、冷凝段和液体下降段依次连通组成的封闭循环系统，所述回路热管换热系统内设置有相变工质。蒸发段位于非透光墙体朝阳面的墙体外抹灰层或边坡面层中，冷凝段位于非透光墙体背阴面或屋顶的结构层中。本实用新型专利技术的系统整个循环过程无需任何机械驱动设备，可在冬季有效提升北墙温度，实现了太阳能被动式利用以及利用低技技术手段实现降低背阴面能耗的目的。

A passive non transparent wall energy-saving building system

【技术实现步骤摘要】
一种被动式非透光墙体节能建筑系统
本技术涉及建筑节能
，尤其是涉及一种被动式非透光墙体节能建筑系统。
技术介绍
近年来，被动式超低能耗建筑逐渐在我国兴起，也逐渐成为建筑能耗居高不下背景下的一个新的发展方向。降低建筑自身负荷是建筑节能的主要措施之一。目前超低能耗建筑的主要技术实现方式是依靠大量使用各种建筑保温材料增加围护结构的传热热阻。这一方式虽然在表面上降低了建筑能耗，但在应用上还存在下述不足之处：首先，这种技术方案并不适宜于在部分地区，如夏热冬冷地区，因为建筑保温材料的增加，虽然降低了建筑的冬季供暖负荷，但却使得夏季建筑室内热量无法及时散去，导致因制冷设备负荷增加而引起建筑负荷上升。其次，从建筑的全生命周期来看，保温材料的大量应用必然导致其生产和运输环节耗能巨大，在一定程度上属于“拆东墙补西墙”，偏离了可持续发展目标。最后，过厚的保温材料也给建筑带来了火灾隐患、占用大量建筑使用空间，并且保温层效果随时间推移会逐渐下降甚至失效，需要定期更换，安全性和经济性也存在一定问题。太阳能属于丰富易得的可再生能源，合理应用太阳能并用于降低建筑能耗对于丰富超低能耗建筑技术体系意义十分重大。目前，主动式热激活建筑系统作为一种逐渐兴起的建筑能源系统，其通过在围护结构中嵌入流体管道，并利用机械泵等主动驱动设备驱动流体在建筑围护结构中循环流动，为建筑供热或降温，但由于其维护和运行成本仍然较高。因此，如何通过低技技术手段将太阳能被动式应用于降低建筑能耗这一技术问题仍然没有得到较好的解决。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种被动式非透光墙体节能建筑系统，以充分利用向阳面建筑表面所获得的低品位太阳辐射能实现降低建筑背阴面墙体能耗，并最终减少建筑的运行和使用成本。为实现本技术的目的所采用的技术方案是：一种被动式非透光墙体节能建筑系统，包括非透光墙体和回路热管换热系统，所述回路热管换热系统为由蒸发段、蒸汽上升段、冷凝段和液体下降段依次连通组成的封闭循环系统，所述回路热管换热系统内设置有相变工质。所述蒸发段位于所述非透光墙体朝阳面的墙体外抹灰层或边坡面层中，所述冷凝段位于所述非透光墙体背阴面或屋顶的结构层中；所述蒸发段的位置低于所述冷凝段；所述非透光墙体朝阳面的墙体外抹灰层或边坡面层表面太阳辐射热吸收系数大于0.5。所述回路热管换热系统位于所述非透光墙体相邻墙体交界处的部分分别设置有外穿外穿墙套管或外穿内穿墙套管或内穿内穿墙套管。所述蒸发段由多根蒸发管蛇形连通而成，所述冷凝段由多根冷凝管蛇形连通而成。所述蒸发段为单根蒸发管，所述冷凝段为单根冷凝管。所述蒸发段由多根蒸发管沿平行流设置连通而成，所述冷凝管由多根冷凝管沿平行流设置连通而成。位于首层的所述回路热管换热系统中，所述蒸发段嵌入所述边坡面层中，所述冷凝段嵌入所述非透光墙体北墙结构层中。位于中间层的所述回路热管换热系统中，所述蒸发段嵌入所述非透光墙体南墙外抹灰层中，所述冷凝段嵌入所述非透光墙体北墙结构层中。位于屋顶的所述回路热管换热系统中，所述蒸发段嵌入所述非透光墙体南墙外抹灰层中，所述冷凝段嵌入屋顶结构层中。所述非透光墙体朝阳面的墙体外抹灰层或边坡面层的材料中添加有金属粉末或石墨，所述金属粉末或石墨添加剂占所述墙体外抹灰层或边坡面层材料组成按照重量百分比的比例小于0.25％。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、本技术的节能建筑系统中设置有回路热管换热系统，只需向阳面与背阴面存在微小温差条件即可充分依赖回路热管换热系统的自发循环驱动内部相变工质进行向阳面与背阴面墙体之间热量的迁移与传输，在超低温差传热条件下实现热量转移，充分利用免费的低品位太阳能解决建筑背阴面能耗相对较大的问题，为超低能耗建筑的技术实现提供可靠的解决方案。本技术整个循环过程无需任何机械驱动设备，大幅降低了超低能耗建筑保温层使用量以及保温层过厚带来的建筑使用面积下降问题，同时降低建筑火灾安全隐患，降低了建筑运行和定期更换保温层所带来的额外费用。2、本技术的建筑系统中，回路热管换热系统的蒸发段设置于南墙外抹灰层及南侧边坡面层中，回路热管换热系统的冷凝段设置于北墙及屋顶结构层中，能够充分利用低品位太阳能解决建筑背阴面能耗相对较大的问题。附图说明图1所示为本技术蛇形连通的被动式非透光墙体节能建筑系统东向示意图；图2所示为本技术蛇形连通的被动式非透光墙体节能建筑系统西向示意图；图3所示为本技术蛇形连通的被动式非透光墙体节能建筑系统南向示意图；图4所示为本技术蛇形连通的被动式非透光墙体节能建筑系统北向示意图；图5所示为本技术单管的被动式非透光墙体节能建筑系统东向示意图；图6所示为本技术单管的被动式非透光墙体节能建筑系统西向示意图；图7所示为本技术单管的被动式非透光墙体节能建筑系统南向示意图；图8所示为本技术单管的被动式非透光墙体节能建筑系统北向示意图；图9所示为外穿外穿墙套管的结构示意图；图10所示为外穿外穿墙套管的剖面图；图11所示为外穿内穿墙套管的结构示意图；图12所示为外穿内穿墙套管的剖面图；图13所示为内穿内穿墙套管的结构示意图；图14所示为内穿内穿墙套管的剖面图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。本技术的被动式非透光墙体节能建筑系统将热管原理应用于建筑领域，利用热管对太阳能的吸收及相变推动力实现了无外动力循环，结构简单，能够达到降低使用成本。本技术的被动式非透光墙体节能建筑系统的示意图如图1-图8所示，包括非透光墙体和回路热管换热系统，所述回路热管换热系统为由蒸发段1、蒸汽上升段2、冷凝段3和液体下降段4依次连通组成的封闭循环系统，所述回路热管换热系统内设置有相变工质。所述回路热管换热系统根据使用建筑物的节能需要采用不同的工作模式。以下以采暖季工作模式为例进行说明。根据所述回路热管换热系统工作模式的不同，蒸发段1和冷凝段3的位置不同。以采暖季工作模式为例，所述蒸发段1位于所述非透光墙体朝阳面的墙体外抹灰层或边坡面层7中，所述冷凝段3位于所述非透光墙体背阴面或屋顶8的结构层中。所述蒸发段1的位置低于所述冷凝段3。所述非透光墙体朝阳面的墙体外抹灰层或边坡面层表面太阳辐射热吸收系数大于0.5。蒸汽上升段2和冷凝段3可以设置于非透光墙体的西墙或东墙内。所述回路热管换热系统位于所述非透光墙体相邻墙体交界处的部分分别设置有外穿外穿墙套管9或外穿内穿墙套管10或内穿内穿墙套管11。本技术的系统中，所述蒸发段和冷凝段可以采用不同结构，例如：所述蒸发段1由多根蒸发管蛇形连通而成，所述冷凝段3由多根冷凝管蛇形连通而成，其示意图如图1-图4所示。或者：所述蒸发段1为单根蒸发管，所述冷凝段3为单根冷凝管，其示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种被动式非透光墙体节能建筑系统，其特征在于，包括非透光墙体和回路热管换热系统，所述回路热管换热系统为由蒸发段、蒸汽上升段、冷凝段和液体下降段依次连通组成的封闭循环系统，所述回路热管换热系统内设置有相变工质。/n

【技术特征摘要】
1.一种被动式非透光墙体节能建筑系统，其特征在于，包括非透光墙体和回路热管换热系统，所述回路热管换热系统为由蒸发段、蒸汽上升段、冷凝段和液体下降段依次连通组成的封闭循环系统，所述回路热管换热系统内设置有相变工质。


2.根据权利要求1所述的被动式非透光墙体节能建筑系统，其特征在于，所述蒸发段位于所述非透光墙体朝阳面的墙体外抹灰层或边坡面层中，所述冷凝段位于所述非透光墙体背阴面或屋顶的结构层中；所述蒸发段的位置低于所述冷凝段；所述非透光墙体朝阳面的墙体外抹灰层或边坡面层表面太阳辐射热吸收系数大于0.5。


3.根据权利要求1或2所述的被动式非透光墙体节能建筑系统，其特征在于，所述回路热管换热系统位于所述非透光墙体相邻墙体交界处的部分分别设置有外穿外穿墙套管或外穿内穿墙套管或内穿内穿墙套管。


4.根据权利要求3所述的被动式非透光墙体节能建筑系统，其特征在于，所述蒸发段由多根蒸发管蛇形连通而成，所述冷凝段由多根冷凝管蛇...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿凤彦，杨洋，陈萨如拉，
申请(专利权)人：天津商业大学，
类型：新型
国别省市：天津;12