适于亚热带地区节能遮阳型生态阳台

摘要

本发明公开了一种适于亚热带地区节能遮阳型生态阳台，具体的，每户住宅南向的阳台用单层或中空玻璃封闭，上部具有天窗，中部具有平窗，平窗的下部外侧具有斜置的太阳能集热管，太阳能集热管架体上端设有种植槽，种植槽内种植有绿色植物。充分利用太阳能资源和空气流动原理改善室内物理环境，实现房屋的绿色生态，适应亚热带气候温度的通风，可实现保温或降温，通风效果好，充分利用太阳能，节能效果好。

权利要求

1.一种适于亚热带地区节能遮阳型生态阳台，其特征在于：所述生态阳台的地面延伸至阳台横梁的外侧，阳台地面外侧边缘设有向内侧斜置的太阳能集热管架体，太阳能集热管架体上安装有太阳能集热管，太阳能集热管架体的下侧形成储藏空间，储藏空间内放置储水罐，储水罐与太阳能集热管和房屋内的热水系统连通；太阳能集热管架体上端设有种植槽，种植槽内种植有绿色植物；种植槽外侧用单层或中空的玻璃封闭，所述用于封闭的玻璃为竖直设置，竖直设置的玻璃上设有平窗，在竖直设置的玻璃的上端密封连接斜置向内的斜置玻璃，斜置玻璃另一端与阳台横梁连接，在斜置玻璃上设有可开启的天窗；所述用于封闭的玻璃外侧上部设有遮阳设施。

2.根据权利要求1所述的适于亚热带地区节能遮阳型生态阳台，其特征在于：所述竖直设置的玻璃外侧设有防护网。

3.根据权利要求1所述的适于亚热带地区节能遮阳型生态阳台，其特征在于：所述热水系统包括水暖系统和热水洗漱系统，所述储水罐的热水管通过三通和阀门，一路连接淋浴器和／或厨房构成的热水洗漱系统，另一路连接水暖系统；所述水暖系统包括盘管，盘管埋于房间的地板砖下，热水用于地板辐射采暖，满足冬季的室内供暖要求。

说明书

适于亚热带地区节能遮阳型生态阳台

技术领域

[0001] 本发明属于生态节能建筑技术领域，具体涉及一种适于亚热带地区节能遮阳型生态阳台。

背景技术

[0002] 我国的亚热带位于秦岭、淮河以南，雷州半岛以北，横断山脉以东（22～34°N，98°E以东）的广大地区。涉及16个省市（包括台湾省），面积约2.4×106km2，约占全国国土面积的1/4，人口约占全国总人口的一半。我国亚热带冬温夏热、四季分明，降水丰沛，季节分配比较均匀。该区域热量资源丰富，年平均气温介于13℃～20℃之间，冬半年常受南下冷空气的影响，特别是江汉平原和洞庭湖平原，北接南阳盆地，南通湘桂走廊，冬季成为冷空气南下的通道，1月等温线在这里呈舌状向南凸出。长江以北，绝对最低气温可达－10℃以下，夏季受副热带高压控制，普遍高温，5～9月常出现高于35℃的酷热天气。

[0003] 众所周知，绿色生态建筑的设计应结合当地的自然气候、经济条件、生活习惯，尊重和保持当地文脉和生活模式，以低成本、低技术适宜舒适度为出发点，针对所处的地理气候、生活需求、经济条件，通过合理优化设计，探究继承传统营造技术的保障房绿色建筑适宜技术，达到提高使用热舒适性及改善环境的目的，以期在极少增加投资的前提下，为低收入者提供宜居环境。我国节能生态住房的研究主要集中在东南沿海地带和经济发达地区的大、中城市，而内陆地区、中小城市住房建设则存在着户内舒适度差、内部空间结构不合理、本地化绿色建筑适用技术缺乏、资源利用效率低、运营成本过高等急待解决的问题。

[0004] 申请公布号 CN 102134896 A公开一种安装太阳能集热器的阳台，阳台前挡板向内倾斜。本发明结构简单、能增加集热器的有效集热面积，保证良好的集热效果。如果在阳台前档板的后部安装柜门，则其中的空间还可以作为储物柜使用。上述专利仅在阳台上增加了利用太阳能的集热器，但对房屋的通风、绿化并无改进，达不到绿色生态、节能的效果。

发明内容

[0005] 为解决现有技术存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种适于亚热带地区节能遮阳型生态阳台，绿色生态，适应亚热带气候温度的通风，可实现保温或降温，通风效果好，充分利用太阳能，节能效果好。

[0006] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：该适于亚热带地区节能遮阳型生态阳台，其特征在于：所述生态阳台的地面延伸至阳台横梁的外侧，阳台地面外侧边缘设有向内侧斜置的太阳能集热管架体，太阳能集热管架体上安装有太阳能集热管，太阳能集热管架体的下侧形成储藏空间，储藏空间内放置储水罐，储水罐与太阳能集热管和房屋内的热水系统连通；太阳能集热管架体上端设有种植槽，种植槽内种植有绿色植物；种植槽外侧用单层或中空的玻璃封闭，所述用于封闭的玻璃为竖直设置，竖直设置的玻璃上设有平窗，在竖直设置的玻璃的上端密封连接斜置向内的斜置玻璃，斜置玻璃另一端与阳台横梁连接，在斜置玻璃上设有可以开启的天窗。

[0007] 所述用于封闭的玻璃外侧上部设有遮阳设施。

[0008] 所述竖直设置的玻璃外侧设有防护网。

[0009] 所述热水系统包括水暖系统和热水洗漱系统，所述储水罐的热水管通过三通和阀门，一路连接淋浴器和／或厨房构成的热水洗漱系统，另一路连接水暖系统；所述水暖系统包括盘管，盘管埋于房间的地板砖下，热水用于地板辐射采暖，满足冬季的室内供暖要求。

[0010] 采用上述技术方案的有益效果：该适于亚热带地区节能遮阳型生态阳台适应亚热带地区的房屋设计，充分利用太阳能资源和空气流动原理改善室内物理环境，实现房屋的绿色生态，适应亚热带气候温度的通风，可实现保温或降温，通风效果好，充分利用太阳能，节能效果好。具体的，每户住宅南向的阳台用单层或中空玻璃封闭，可以形成一个小型的毗连式阳光房。通过阳光房实现被动式太阳能采暖，从而有效地减降低套型室内外温度差值，减少冬季住宅热损失。在夏季，近似垂直的太阳光线被伸出斜置玻璃外侧的地面阻挡，阻挡夏季强烈的阳光通过天窗进入室内，以降低室内空气温度；在不依靠空调设备的前提下，尽可能营造冬暖夏凉的宜人环境。傍晚来临，打开阳光房的天窗；夜晚时分，开启户内所有窗户，温差产生的空气对流将热量带到室外。冬季的日间，太阳光线倾斜角度较大，可透过平窗和天窗射入阳光房内，光照面积大，室内空气因吸收太阳辐射热量而温度升高，热空气穿过阳台与卧室（或客厅）相连的门窗流进套型室内空间，通过对流产生热交换加热室内空气。住户可以根据天气状况和风量大小选择开启或者封闭阳光房的平窗和天窗，丝毫不影响室内空气的加热。夜晚来临，住户关闭阳光房的平窗，此时，阳光房封闭的空间就成为套型主体空间的缓冲区，起到减少夜间围护结构散热的作用。

[0011] 资料显示，18 25℃之间是人体感觉舒适的空气温度。然而，空气温度并不是衡量~舒适度唯一指标，还与空气的相对湿度密切相关。由于亚热带地区水域丰富，水体蒸腾作用导致全年空气的相对湿度都较高。在夏季，体内汗液不易排出和挥发，感到非常闷热；冬季，潮湿空气反过来吸收人体中的热量，更觉阴冷寒凉。亚热带地区的冬、夏季的温度及湿度均超出了这个范围。在室内温度与湿度均很高的情况下，良好的自然通风能带走大量热量与水蒸气，降低室内温度与湿度，使人体汗液更容易挥发，从而达到热舒适的目的。而在夏热冬冷地区住宅维护结构的节能设计中，提高外墙热工性能，节能贡献率仅为2%；提高屋顶热工性能，节能贡献率仅为1%，而降低外窗传热系数，其节能贡献率则为8%，加强春、秋过渡季节通风调控措施，贡献率也能达到8%。因此，本发明自然通风和优化外窗设计是一项事半功倍的措施。

[0012] 住户按照个人喜好不同，在在阳台内的种植槽内中种植不同品种的绿色植物，不但可以美化户内环境，绿色植物在阳光室内进行光合作用，释放氧离子，又净化了室内空气，将住宅室内打造成富氧空间。当太阳照射在某一植物的叶面上时，约有60%的太阳能被水分蒸发消耗掉，约30%的太阳能透过叶子表面，只有2%的太阳能用于植物的光合作用和产生生物质能，剰余8%的太阳能则由叶子表面反射回去，据统计植物叶子对红外光线的反射率有70%之高，减少夏季太阳辐射热，避免眩光。

[0013] 阳台地面外侧边缘设有向内侧斜置的太阳能集热管架体，太阳能集热管架体上安装有太阳能集热管，储水罐与房屋内的热水系统连通。该结构实现了现有高层建筑无法以用户为单元安装太阳能热水器的弊端，安全可靠。太阳能集热管为斜置方式，充分接受太阳光线的照射，太阳能利用效率高。一般住宅的单间阳台的尺寸多为：3.6～5.4米长，1.5～1.8米宽，如果满布太阳能集热管，可达到5.1～7.2平方米的太阳能集热面积。按照亚热带地区太阳强度及日照时数，1.5平方米的太阳能集热管产生的热水量即可满足春秋季节3人洗浴。将储水罐内的热水管分为两个支管，一部分通向淋浴器和厨房，另一部分通过盘管埋于房间的地板砖下，将多余的热水用于地板辐射采暖，满足冬季的室内供暖要求。当夏季来临时，可关闭采暖支管阀门，将热水全部用于住户夏季频繁的洗浴。相对其他热水系统来说，太阳能热水系统的综合能源价格现值最低，相同住户，使用热水成本相比电热水器节约
64％，相比燃气热水器节约53％。按照每户居民每天平均消耗热水200L 衡量，使用太阳能热水系统生产热水比使用电热水系统每年可节省1160 元，在太阳能热水系统的有效使用年限15年中，每户居民共节约费用17400 元。对于整个社区来讲，若全部使用该太阳能热水系统，这个数据是相当可观的。

附图说明

[0014] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

[0015] 图1为本发明阳台平面图。

[0016] 图2为本发明阳台剖面图。

[0017] 图3为本发明夏季白天光照示意图。

[0018] 图4为夏季晚上通风示意图。

[0019] 图5为冬季白天光照通风示意图。

[0020] 图6为冬季晚上通风示意图。

[0021] 图7为冬季阳光房逐时得热分析图。

[0022] 图8为本发明对建筑产生的节能效果图。

具体实施方式

[0023] 如图1-6所示的适于亚热带地区节能遮阳型生态阳台，所述生态阳台的地面9延伸至阳台横梁8的外侧，阳台地面9外侧边缘设有向内侧斜置的太阳能集热管架体，太阳能集热管架体上安装有太阳能集热管6，太阳能集热管架体的下侧形成储藏空间4，储藏空间4内放置储水罐3，储藏空间4内可以放置其他杂物。储水罐3与太阳能集热管6和房屋内的热水系统连通；所述热水系统包括水暖系统和热水洗漱系统，所述储水罐的热水管通过三通和阀门，一路连接淋浴器和／或厨房构成的热水洗漱系统，另一路连接水暖系统；所述水暖系统包括盘管，盘管埋于房间的地板砖下，热水用于地板辐射采暖，满足冬季的室内供暖要求。当夏季来临时，可关闭采暖支管阀门，将热水全部用于住户夏季频繁的洗浴。

[0024] 所述太阳能集热管架体上端设有种植槽2，种植槽2内种植不同品种的绿色植物，不但可以美化户内环境，绿色植物在阳光室内进行光合作用，释放氧离子，又净化了室内空气，将住宅室内打造成富氧空间。种植槽外侧用单层或中空的玻璃封闭，所述用于封闭的玻璃为竖直设置，竖直设置的玻璃上设有平窗5，平窗5作为室内通风降温的主要窗户。在竖直设置的玻璃的上端密封连接斜置向内的斜置玻璃，斜置玻璃另一端与阳台横梁8连接，在斜置玻璃上设有可以开启的天窗1。为了达到更好的夏季遮阳效果，在所述用于封闭的玻璃外侧上部设有可以展开和收合的遮阳设施。所述竖直设置的玻璃外侧设有防护网10。开启位于阳台上的推拉门7，可形成天窗、室内的通风通道。

[0025] 如图3所示的夏季白天光照示意图，夏季白天光照强，光线近乎垂直照射，在延伸至天窗1外侧的阳台地面的遮挡下，太阳光只照射在种植槽2内的绿色植物上，植物叶子对红外光线的反射率有70%之高，减少夏季太阳辐射热，避免眩光。

[0026] 图4为夏季晚上通风示意图，夏季晚上室外环境温度降低，打开阳台的天窗，根据空气对流的原理，位于室内上部闷热的热空气通过天窗排出，室外的凉空气通过平窗进入室内，从而降低室内温度。

[0027] 图5为冬季白天光照通风示意图，在白天太阳光照射下的外部环境温度高于室内温度，此时阳台的平窗和天窗均打开，让外界的热空气进入室内，从而提高室内的温度。

[0028] 图6为冬季晚上通风示意图，冬季晚上外界温度较低，关闭平窗、天窗和推拉门，阳光房封闭的空间就成为套型主体空间的缓冲区，起到减少夜间围护结构散热的作用，从而保持室内温度的适易。

[0029] 图7为冬季阳光房逐时得热分析图，分析结果是在阳光房采用单层玻璃的前提下得出的，所以在12：00 至14:00 这一时间段内，阳光房内温度比室外温度高出将近10℃，随着热量的散失温度逐渐降低，在21:00 以后基本与室外气温持平，至次日凌晨达到最低值。

[0030] 图8为本发明对建筑产生的节能效果图，本发明的阳台结构，提高围护结构蓄热性能、夜间通风策略在夏季及过渡季节效果明显，自然通风、间接蒸发降温在过渡季节效果明显。根据阳光房的节能原理，本项目综合拟定采用增强围护结构蓄热性、夜间通风、自然通风、间接蒸发降温四种被动式策略，可以将有效地全年舒适度提高到3.0 倍时间以上。

[0031] 本发明住宅户型设计尊重了亚热带地区当地居民四季开窗的生活习惯，使之保持较好的室内风环境，不仅能够提高空气质量；而且在炎夏季节，连续两日高温期间的阴雨降温过程或者在降雨后的天气连续升温过程的夜间，因室外气候比较凉爽此时加强室内通风，能够通过空气对流带走室内余热，并将冷空气带进室内，创造较舒适的室内居住环境。