專利名稱：太陽光集熱和結構承載一體化輕鋼屋頂結構的制作方法
技術領域：
太陽光集熱和結構承載一體化輕鋼屋頂結構技術領域[0001]本實用新型涉及一種建筑物頂部的屋頂結構，尤其是具有太陽光集熱板、能采集太陽光熱能、承載重量的太陽光集熱和結構承載一體化輕鋼屋頂結構。
背景技術：
[0002]屋頂是太陽光照射最充分的部位，也是受建筑朝向和體形影響最少的部位，同時也是對裝飾負面影響最小的部位。因此在新一代太陽能建筑研究中，如何利用好屋頂一直是重點。目前一般采用將太陽光平板集熱器安裝于屋頂作為太陽光集熱體，并根據(jù)作為建筑屋頂部件的性能要求將平板集熱器作建材化和標準化改進，使其兼具屋面保溫、防水功能。但是這種方式的太陽光集熱器不具有結構承載能力，必須在傳統(tǒng)屋頂承載結構如鋼筋混凝土屋頂、鋼結構屋頂?shù)冉Y構層上安裝，導致其施工工藝復雜，價格增加。[0003]現(xiàn)有技術的能采集太陽光熱能的一體化建筑物,如名稱為“建筑式太陽集熱裝置”、申請?zhí)枮?00410025989. 8的發(fā)明專利，公開了建造在太陽照射墻體上或朝陽屋頂上的用于收集太陽能的墻面，在該收集太陽能的墻面上由表及里依次設置有隔熱透光保護層、 陽光吸收層、反射墻面輻射層、光熱轉換墻和封閉在轉換墻內的用于光熱交換的熱媒；它們與建筑物之間有一層絕熱層；熱媒的封閉管路分為主干線和支線，熱媒通過熱能轉移通道和換熱器送入房間的的二次供熱設備中；該技術將太陽光轉換成熱能并把該熱輸送出去的裝置。由于是利用墻體自身產熱，所以實現(xiàn)了太陽能利用裝置與建筑物的一體化。這可大大提高建筑物捕獲太陽光的面積，提高轉換效率。該種結構是一種將太陽光轉換成熱能并把該熱輸送出去的裝置，存在受熱面積不大、熱轉換效率不高等不足，而且該種一體式結構，沒有考慮屋頂?shù)某休d、防水、保溫等需要；而且該專利的太陽集熱裝置不具備結構承載能力，其太陽光集熱、換熱、傳熱結構和墻體或屋頂結構承載層是分離的。發(fā)明內容[0004]本實用新型針對現(xiàn)有技術的采集太陽光熱能的一體化建筑物，存在的上述不足， 提供一種集太陽光集熱、保溫、防水、結構承載一體化的太陽光集熱和結構承載一體化輕鋼屋頂結構，真正做到太陽光集熱和結構承載功能一體化，施工簡化，造價降低。[0005]本實用新型的技術方案太陽光集熱和結構承載一體化輕鋼屋頂結構，包括屋頂結構；其特征在于在屋頂結構的頂端設置有太陽光透光板，在太陽光透光板下面設置有太陽光集熱板，太陽光透光板與太陽光集熱板之間留有間隙，形成集熱腔，該集熱腔可以通過空氣流通孔道和室內空氣或建筑墻體等進行流通換熱；在太陽光集熱板下面設置有一層保溫隔熱層；太陽光透光板、太陽光集熱板和保溫隔熱層等都支撐在屋頂輕鋼結構上。[0006]進一步的特征是所述屋頂結構包括鋼結構上弦管和鋼結構下弦管，在上下排列的鋼結構上弦管和鋼結構下弦管之間，設置有若干縱向和橫向連接支撐件，通過連接支撐件將鋼結構上弦管和下弦管連接成整體結構件，整體結構件再支撐在柱體或墻體上；上、下鋼弦管以及支撐連接件等結構件同時作為太陽光集熱器的圍護和支撐部件。[0007]所述太陽光透光板設置在鋼結構上弦管上面，太陽光集熱板設置在保溫隔熱層上。[0008]在鋼結構下弦管的底面設置裝飾層。[0009]本實用新型太陽光集熱和結構承載一體化輕鋼屋頂結構，相對于現(xiàn)有技術，具有如下特點[0010]I、充分利用輕型結構鋼屋頂系統(tǒng)截面厚度大、系統(tǒng)內部空間大的特點，將太陽光熱轉化所需要的透光板、集熱層、空氣層(或者液體介質集熱管)和保溫隔熱層集成布置在屋頂結構內部，并且利用原有的鋼結構件作為太陽光集熱器的圍護和支撐部件。。[0011]2、真正實現(xiàn)建筑屋頂系統(tǒng)的太陽光光熱轉換、集熱和結構承載一體化，整個屋頂構成一個大型太陽光集熱器，太陽光熱利用面積最大化、受熱面積最大化，并且克服外裝式屋頂集熱方式的缺陷。[0012]3、吸收的太陽光熱量以空氣等氣體介質或以水等液體介質作為載體，以傳導、對流或輻射方式輸送到建筑室內；熱轉換效率得以提高。


[0013]圖I本實用新型屋頂結構剖視圖；[0014]圖2是圖I的橫向截面圖。·具體實施方式
[0015]如圖1、2中，本實用新型太陽光集熱和結構承載一體化輕鋼屋頂結構，包括屋頂結構1，在屋頂結構I的頂端設置有太陽光透光板2，太陽光透光板2可以采用陽光板或者單層玻璃板、中空玻璃板等，能讓太陽光線穿透入太陽光透光板2內，照射到太陽光透光板 2下面。在太陽光透光板2下面設置有太陽光集熱板3，太陽光透光板2與太陽光集熱板3 之間留有一定間隙，形成集熱腔；該集熱腔可以通過空氣流通孔道和室內空氣或建筑墻體等進行流通換熱。在太陽光集熱板3下面設置有一層保溫隔熱層4。太陽光透光板I、太陽光集熱板3和保溫隔熱層4等都支撐在屋頂結構I上，形成一體式結構。[0016]本實用新型的屋頂結構1，其結構形式可以由多種，包括現(xiàn)有技術的結構；本實用新型公開的結構，包括作為骨架、承受重量的鋼結構上弦管11和鋼結構下弦管12，在上下排列的鋼結構上弦管11和鋼結構下弦管12之間，設置有若干根連接支撐件13，通過連接支撐件13將鋼結構上弦管11支撐在鋼結構下弦管12上，鋼結構下弦管12再支撐在柱體或墻體上；連接支撐件13可以縱向或橫向排列。保溫隔熱層4設置在鋼結構下弦管12上面， 鋼結構下弦管12提供支撐作用。本實用新型的屋頂結構1，由鋼結構上弦管11、鋼結構下弦管12、連接支撐件13組成，太陽光透光板2設置在(支撐在)鋼結構上弦管11上面，即整個屋頂結構I的頂端；太陽光集熱板3設置在保溫隔熱層4上，即保溫隔熱層4設置在太陽光集熱板3與鋼結構下弦管12之間；將太陽光集熱板3、保溫隔熱層4設置在鋼結構下弦管 12上，利用鋼結構作為支撐，可以采取現(xiàn)場澆注的方式一次澆注成型，或者在工廠預先制作成一個整體式屋頂，集成在一起，最后安裝在建筑物的屋頂。[0017]輕鋼結構上弦管11、下弦管12可采用冷彎薄壁方管；太陽光透光板2可以采用陽光板或者單層玻璃板、中空玻璃板等；太陽光集熱板3可采用表面作深色處理的薄金屬板，其形狀可以是平板，也可以制作成波紋板(其橫截面為“V”字型)等以增大吸熱和換熱面積； 保溫隔熱層4采用常用的纖維棉、聚氨酯泡沫板等輕質保溫材料；輕鋼結構上弦管11、下弦管12之間的連接支撐件13既可以是“V”字形，也可以是“Z”字形、“一”字形直撐或者蝶形支撐。[0018]為了美化屋頂內側，在鋼結構下弦管12的底面設置裝飾層15，裝飾層15作為一種結構層，可以用采用常用的石膏層、涂料層、墻紙等，起到裝飾、美化的作用。[0019]本實用新型的屋頂結構1，由鋼結構上弦管11、鋼結構下弦管12、連接支撐件13、 保溫隔熱層4組成，該種具體結構只是示例，本申請鋼結構件可以是“[”、“H”型輕鋼以及薄壁方管輕鋼桁架等結構。上述鋼結構的“[”、“H”或者方管鋼主構件以及其中的支撐連接件既是建筑屋頂?shù)闹饕谓Y構，也同時作為太陽光集熱器的圍護和支撐部件。上述結構都起到同樣的支撐作用，滿足本實用新型的需要。[0020]本實用新型充分利用輕型結構鋼屋頂系統(tǒng)截面厚度大、系統(tǒng)內部空間大的特點， 將太陽光熱轉化所需要的透光板、集熱層、空氣層(或者液體介質集熱管)和保溫隔熱層集成布置在屋頂結構內部，并且利用原有的鋼結構件作為太陽光集熱器的圍護部件。真正實現(xiàn)建筑屋頂系統(tǒng)的太陽光光熱轉換、集熱和結構承載一體化，整個屋頂構成一個大型太陽光集熱器，太陽光熱利用面積最大化，并且克服外裝式屋頂集熱方式的缺陷·。其吸收的太陽光熱量以空氣等氣體介質或以水等液體介質作為載體，以傳導、對流或輻射方式輸送到建筑室內，其換熱、傳熱原理和技術方法與傳統(tǒng)建筑供熱通風設備系統(tǒng)相似。[0021]本實用新型的核心在于利用輕鋼屋頂承載用的鋼構件作為太陽光集熱裝置的主要組成部件，起到將集熱裝置與外部自然環(huán)境的圍護隔離和支撐作用。同樣太陽光集熱裝置中實現(xiàn)太陽光集熱功能的透光板、集熱板和保溫層等主要部件也起到屋頂?shù)膰o隔離、 防水和保溫作用。權利要求1.太陽光集熱和結構承載一體化輕鋼屋頂結構，包括屋頂結構(I);其特征在于在屋頂結構(I)的頂端設置有太陽光透光板(2)，在太陽光透光板(2)下面設置有太陽光集熱板 (3)，太陽光透光板(2)與太陽光集熱板(3)之間留有間隙，形成集熱腔；在太陽光集熱板(3)下面設置有一層保溫隔熱層(4);太陽光透光板(2)、太陽光集熱板(3)和保溫隔熱層(4)都支撐在屋頂結構(I)上。
2.根據(jù)權利要求I所述太陽光集熱和結構承載一體化輕鋼屋頂結構，其特征在于所述的屋頂結構(1)，包括鋼結構上弦管(11)和鋼結構下弦管(12)，在上下排列的鋼結構上弦管(11)和鋼結構下弦管(12)之間，設置有若干根連接支撐件(13)，通過連接支撐件(13) 將鋼結構上弦管(11)支撐在鋼結構下弦管(12)上；所述太陽光透光板(2)設置在鋼結構上弦管(11)上，保溫隔熱層(4)設置在鋼結構下弦管(12)上。
3.根據(jù)權利要求2所述太陽光集熱和結構承載一體化輕鋼屋頂結構，其特征在于在鋼結構下弦管(12)的底面設置裝飾層(15)。
專利摘要本實用新型公開了太陽光集熱和結構承載一體化輕鋼屋頂結構，在屋頂結構的頂端設置有太陽光透光板，在太陽光透光板下面設置有太陽光集熱板，太陽光透光板與太陽光集熱板之間的間隙形成集熱腔；在太陽光集熱板下面設置有一層保溫隔熱層。太陽光透光板、太陽光集熱板和保溫隔熱層等都支撐在屋頂結構上。本實用新型的輕鋼屋頂，充分利用輕型結構鋼屋頂系統(tǒng)截面厚度大、系統(tǒng)內部空間大的特點，將太陽光熱轉化所需要的透光板、集熱腔、空氣層和保溫隔熱層集成布置在屋頂結構內部，并且利用原有的鋼結構件作為太陽光集熱器的圍護部件；真正實現(xiàn)建筑屋頂系統(tǒng)的太陽光光熱轉換、集熱和結構承載一體化太陽光熱利用面積最大化、受熱面積最大化，熱轉換效率高。
文檔編號E04B7/00GK202731134SQ201220481850
公開日2013年2月13日 申請日期2012年9月20日 優(yōu)先權日2012年9月20日
發(fā)明者鄧安仲, 莊春龍, 李勝波, 沈小東 申請人:鄧安仲