一種太陽能風(fēng)能一體化的節(jié)能柱的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了可用于大型公共建筑的利用太陽能光伏膜發(fā)電，誘導(dǎo)室外氣流自然通風(fēng)的一種太陽能風(fēng)能一體化的節(jié)能柱。其主要構(gòu)造為：（1）室外旋轉(zhuǎn)百葉進(jìn)風(fēng)口(2)太陽能光伏薄膜（采用碲化鎘薄膜電池）（3）鋼柱結(jié)構(gòu)（4）柱子底部出風(fēng)口。柱頭部分突出屋面，能夠吸收室外太陽輻射，引導(dǎo)室外自然風(fēng)且引導(dǎo)風(fēng)量可調(diào)節(jié)。該節(jié)能柱充分利用了可再生能源，并且降低了過渡季節(jié)建筑空調(diào)能耗。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及建筑節(jié)能技術(shù)與綠色建筑領(lǐng)域中的利用太陽能光伏薄膜發(fā)電，旋 轉(zhuǎn)百葉風(fēng)口引導(dǎo)新風(fēng)的，一種太陽能風(fēng)能一體化的節(jié)能柱。 一種太陽能風(fēng)能一體化的節(jié)能柱

【背景技術(shù)】
[0002] 建筑能耗在我國總能耗中所占的比例非常大，約為30%左右。我國建筑節(jié)能技術(shù) 正處在發(fā)展的初期，而"節(jié)能"已正成為社會(huì)發(fā)展各領(lǐng)域的重要主題。在建筑林立的城市， 作為耗能大戶，建筑的節(jié)能低碳趨勢成為全球的必然。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，我國建筑在建造和 使用過程中直接消耗的能源占全社會(huì)總能耗的30%。
[0003] 因此，目前建筑更加需要在節(jié)能環(huán)保技術(shù)的推動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)多種綠色節(jié)能技術(shù)一體 化的建筑模式，大力倡導(dǎo)利用太陽能的綠色節(jié)能建筑。根據(jù)相關(guān)研究，建筑全年能耗中，照 明能耗、供暖能耗、空調(diào)通風(fēng)能耗位列建筑能耗的前三甲。因而可以供電的節(jié)能技術(shù)是建筑 邁向綠色轉(zhuǎn)變的第一步臺(tái)階。由于屋面受到太陽直接輻射最強(qiáng)且作用時(shí)間最長，頂層室內(nèi) 溫度比其下層室內(nèi)溫度要高出2?4°C，其熱負(fù)荷約占房屋熱負(fù)荷的10%。而太陽能資源是 一種清潔的可在生資源，如何充分利用太陽能輻射，將其轉(zhuǎn)化成電能的同時(shí)降低其對(duì)室內(nèi) 產(chǎn)生的熱負(fù)荷，是今后太陽能建筑一體化得發(fā)展方向。
[0004] 中國專利申請(qǐng)200910127679號(hào)公開了一種太陽能風(fēng)能與建筑一體化的系統(tǒng)，其 特征在于是一種蓄能式多能源中央空調(diào)與建筑化一體系統(tǒng)；利用可再生能源，通過多種蓄 能設(shè)備，為建筑供電(照明、辦公、動(dòng)力及生活用電)、供熱、制冷、生活熱水、洗浴、治理室內(nèi) 空氣污染等一體化系統(tǒng)。但受太陽能資源可變性和地域分布不均性的限制，這種系統(tǒng)的推 廣范圍受限。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實(shí)用新型的目的是提供一種降低大型公共建筑運(yùn)行能耗的裝置。該裝置以伸出 建筑屋面的鋼結(jié)構(gòu)柱為依托，通過在其柱頭上敷設(shè)太陽能光伏薄膜、設(shè)置旋轉(zhuǎn)百葉進(jìn)風(fēng)口， 實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽、風(fēng)能這兩種清潔能源的可再生利用。太陽能光伏薄膜可以將接收到的室外太 陽能轉(zhuǎn)化為電能，供建筑物室內(nèi)照明使用，降低了建筑照明用電量。旋轉(zhuǎn)百葉進(jìn)風(fēng)口可以引 入室外新風(fēng)，對(duì)室內(nèi)實(shí)施自然通風(fēng)，降低渡季節(jié)的空調(diào)能耗。
[0006] 本發(fā)明的基本思路是：集合了太陽能光伏發(fā)電技術(shù)、旋轉(zhuǎn)百葉風(fēng)口自然通風(fēng)技術(shù) 的，太陽能風(fēng)能建筑一體化的鋼結(jié)構(gòu)柱子。柱子整體采用全鋼結(jié)構(gòu)，柱頭出屋面的頂部設(shè)計(jì) 為流線型，由鋼結(jié)構(gòu)做支撐，在其上布置碲化鎘薄膜用于發(fā)電以及可調(diào)節(jié)開度的百葉進(jìn)風(fēng) 口引導(dǎo)室外新風(fēng)；柱身部分中空，用于流通新風(fēng)和引導(dǎo)太陽光，柱身底部設(shè)出風(fēng)口，用于排 出新風(fēng)。
[0007] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：①在大型公共建筑室內(nèi)和屋面外部做鋼結(jié)構(gòu)支撐柱， 柱上部三分之一處置于屋面外，柱頭部成穹頂狀，外形如蘑菇。柱頂部"蘑菇頭"部分為全 玻璃材料并鋪貼太陽能光伏薄膜(碲化鎘薄膜)，用以發(fā)電。@該柱柱頭采用弧形設(shè)計(jì)，柱頭 頂端設(shè)置采風(fēng)用的旋轉(zhuǎn)百葉進(jìn)風(fēng)口，用以引入室外新風(fēng)，以及調(diào)節(jié)百葉的開啟角度來控制 進(jìn)出風(fēng)量的大小。③·柱子室內(nèi)部分設(shè)置出風(fēng)口，將引入的室外新風(fēng)送至室內(nèi)。
[0008] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：該鋼結(jié)構(gòu)柱綜合利用了太陽能光伏發(fā)電技術(shù)、旋轉(zhuǎn)百葉的自然通 風(fēng)技術(shù)，并且合理的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式不僅使得該柱具有良好的使用功能，還能與建筑形態(tài)相 結(jié)合，達(dá)到一體化效果，加強(qiáng)了實(shí)用性、美觀性及創(chuàng)新性。利用了可再生資源，減少了大型公 共建筑能耗，節(jié)約了能源。根據(jù)估算一個(gè)該節(jié)能柱（按照柱頭部建筑垂直投影面積5m 2計(jì) 算）可以提供電能約為〇. 196Mwh/年，即196度電/年。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 本說明書包括如下四幅圖：圖1是一種建筑用太陽能風(fēng)能一體化的節(jié)能柱的整體 效果圖。圖2是該節(jié)能柱結(jié)構(gòu)大樣圖。圖3是該節(jié)能柱上太陽能光伏薄膜大樣圖。圖4是 節(jié)能柱上旋轉(zhuǎn)百葉大樣圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖1，是該節(jié)能柱的整體效果 圖，附圖闡明了該柱實(shí)現(xiàn)太陽能風(fēng)能建筑一體化的原理及效果。
[0011] 如圖2,展示了該柱子的整體結(jié)構(gòu)，大部分柱身置于建筑頂層樓板（5)下，其作用 是傳遞旋轉(zhuǎn)百葉進(jìn)風(fēng)口（2)引入的新風(fēng)。柱頭部分置于室外，其上敷設(shè)太陽能光伏薄膜（1) 用于利用太陽能發(fā)電。柱頭部支座（4)用于柱頭的支撐。鋼結(jié)構(gòu)柱身（6)周圍用30_中空 玻璃（3)包裹，內(nèi)部中空，用于傳遞旋轉(zhuǎn)百葉新風(fēng)口（2)導(dǎo)入的新風(fēng)，并通過底部出風(fēng)口（8) 送出，。柱底部與樓地板表面（7)連接，并錨固于混凝土樓板（9)內(nèi)，保證鋼結(jié)構(gòu)柱的穩(wěn)定性 及承載部分結(jié)構(gòu)荷載。
[0012] 如圖3、在節(jié)能柱柱頭設(shè)置太陽能光伏薄膜（1)，材料采用碲化鎘薄膜電池，柱頭 的弧形設(shè)計(jì)，可以加強(qiáng)太陽光的聚集，且外表面光滑，張力大，不易積塵，具有良好的"自清 潔"功能。太陽能薄膜安裝方式為：通過近空間升華的方法將碲化鎘薄膜沉積在玻璃襯底 上，然后進(jìn)行電池封裝，給電池焊接主柵線，用EVA將電池與背面玻璃板層壓在一起，安裝 線盒，通過終檢即可。
[0013] 如圖4、該節(jié)能柱頭部弧形空間內(nèi)中空，出口處設(shè)置旋轉(zhuǎn)百葉（2)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)百葉完 全開啟，其角度與風(fēng)向平行，使得經(jīng)過此處的風(fēng)以最大風(fēng)量進(jìn)入室內(nèi)；當(dāng)旋轉(zhuǎn)百葉開啟與風(fēng) 向有一定夾角時(shí)，得以經(jīng)過此處的一部分風(fēng)量進(jìn)入室內(nèi)，一部分被百葉阻擋；當(dāng)旋轉(zhuǎn)百葉成 完全關(guān)閉狀態(tài)，可以完全阻擋風(fēng)進(jìn)入室內(nèi)。以此功能可以調(diào)節(jié)控制進(jìn)入室內(nèi)的風(fēng)量風(fēng)速，力口 強(qiáng)自然通風(fēng)效果。
【權(quán)利要求】
1. 一種建筑用太陽能風(fēng)能一體化的節(jié)能柱，其特征在于：柱子以鋼結(jié)構(gòu)柱（6)為主體， 柱頭收集太陽能和風(fēng)能，柱身由厚度為30mm的中空玻璃（3)包裹，在柱身下部接近室內(nèi)地 面（7)處開設(shè)出風(fēng)口（8)。
2. 按照權(quán)利要求1所述的節(jié)能柱，其特征在于：柱頭為橢圓形，其上敷設(shè)太陽能光伏薄 膜（1 )，橢圓表面積大，有利于收集太陽輻射，旋轉(zhuǎn)百葉新風(fēng)口（2)與柱頭鋼架連接，可以根 據(jù)室外環(huán)境，調(diào)節(jié)百葉開度控制進(jìn)入室內(nèi)的新風(fēng)量，柱身由鋼架支撐，柱內(nèi)徑為lm，柱內(nèi)部 通透，用于引導(dǎo)室外新風(fēng)，中空玻璃（3)可以透過太陽光，有利于室內(nèi)采光，出風(fēng)口（8)在柱 身最下部，貼近地面，長寬尺寸為：20cmX 5cm，每個(gè)出風(fēng)口間隔5cm，繞柱身底部分布一周， 柱身下部接近室內(nèi)地面（7)處設(shè)置出風(fēng)口（8)。
【文檔編號(hào)】E04F17/04GK203867071SQ201420146195
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】李明洋, 張軒銘, 段平, 鄒雨晴, 劉蒙蒙, 丑國珍 申請(qǐng)人:四川大學(xué)