適用于災(zāi)后安置和長(zhǎng)期居住條件下的新型生態(tài)竹屋的制作方法
【專(zhuān)利摘要】適用于災(zāi)后安置和長(zhǎng)期居住條件下的新型生態(tài)竹屋，克服了活動(dòng)板房在災(zāi)害安置和傳統(tǒng)農(nóng)村住宅在長(zhǎng)期居住過(guò)程中的局限，能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)竹屋節(jié)能低碳環(huán)保并且能夠營(yíng)造一個(gè)安全、舒適、健康的農(nóng)村居住環(huán)境。新型生態(tài)竹屋利用風(fēng)壓、熱壓進(jìn)行自然通風(fēng)配合相變蓄能達(dá)到供冷的目的；利用戶(hù)用沼氣系統(tǒng)加熱水，達(dá)到冬季向室內(nèi)供熱的目的，且同時(shí)可以為炊事提供燃料；利用太陽(yáng)能發(fā)電配合蓄電池以達(dá)到供電的目的；通過(guò)收集雨水、引用泉水等方式結(jié)合小型凈水裝置實(shí)現(xiàn)生活各方面用水，以達(dá)到供水的目的；此外，采用自然采光來(lái)改善室內(nèi)光環(huán)境，且竹材采用防潮阻燃處理。
【專(zhuān)利說(shuō)明】適用于災(zāi)后安置和長(zhǎng)期居住條件下的新型生態(tài)竹屋
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種結(jié)合相變蓄能、自然通風(fēng)、太陽(yáng)能發(fā)電、沼氣系統(tǒng)、熱水采暖系統(tǒng)、雨水收集系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)在整個(gè)建筑近零能耗、低碳排放量以及農(nóng)村人居環(huán)境的有效改善，同時(shí)可作為適用于災(zāi)后安置和長(zhǎng)期居住條件下的新型生態(tài)竹屋。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有傳統(tǒng)農(nóng)村住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)(以磚房為例)是目前我國(guó)廣大農(nóng)村、集鎮(zhèn)建造最多的住宅形式之一。它具有就地取材、造價(jià)低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、居住舒適、美觀大方等諸多優(yōu)點(diǎn)。因此，倍受人們歡迎和喜愛(ài)。磚房雖然優(yōu)點(diǎn)很多，但建在地震區(qū)時(shí)，由于它是脆性材料和結(jié)構(gòu)的整體性不強(qiáng)，特別是坡屋頂?shù)姆课菝苡葹橥怀?。因此，抗震性能較差。其次，磚房制作過(guò)程中會(huì)耗費(fèi)大量資源能源，污染環(huán)境，且在使用過(guò)程中有較大能耗，無(wú)法有效利用當(dāng)?shù)刭Y源能源。此外，雖然相較于板房而言，它擁有更好的隔熱性、隔音性以及更高的壽命，但也存在室內(nèi)熱環(huán)境差、節(jié)能效果不明顯、抗震性弱、裝修不便等諸多問(wèn)題。
[0003]在中國(guó)的絕大部分地區(qū)，活動(dòng)板房作為災(zāi)后安置點(diǎn)而大量存在。板房具有價(jià)格低廉、組裝方便、拆卸容易等諸多優(yōu)點(diǎn)，在各類(lèi)抗震救災(zāi)過(guò)程中也發(fā)揮出了巨大的作用，但由于板房圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔音性、隔熱性差、使用壽命低，使得板房?jī)?nèi)環(huán)境比較惡劣，且使用時(shí)間較短，資源供給麻煩，因此，很難給予受災(zāi)民眾安全、健康、舒適的環(huán)境。
[0004]為了解決現(xiàn)有傳統(tǒng)農(nóng)村住宅和災(zāi)后安置房的諸多問(wèn)題，將從以下幾點(diǎn)進(jìn)行考慮:(O結(jié)合氣候條件、抗震、抗風(fēng)、環(huán)保性等多項(xiàng)因素的要求，選擇竹屋結(jié)構(gòu)；(2)針對(duì)室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)，采用相變蓄能、自然通風(fēng)等被動(dòng)節(jié)能技術(shù)調(diào)節(jié)室內(nèi)熱環(huán)境，自然采光來(lái)調(diào)節(jié)光環(huán)境；(3)針對(duì)可再生能源資源利用，采用太陽(yáng)能光伏發(fā)電、合理利用沼氣實(shí)現(xiàn)為炊事和冬季供熱提供燃料、采用雨水收集實(shí)現(xiàn)節(jié)水?；谶@些考慮，可使新型生態(tài)竹屋不僅能夠就地取材，造型美觀，安裝便利，使用長(zhǎng)久，具備了農(nóng)村住房與安置板房的共同優(yōu)點(diǎn)，而且還將各項(xiàng)節(jié)能環(huán)保技術(shù)與竹屋緊密融合，充分利用了太陽(yáng)能、沼氣能、雨水等多類(lèi)可再生能源和資源以及被動(dòng)節(jié)能技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)竹屋節(jié)能低碳環(huán)保并且能夠營(yíng)造一個(gè)安全、舒適、健康的農(nóng)村居住環(huán)境。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對(duì)災(zāi)后安置和長(zhǎng)期居住條件的雙重要求，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)合相變蓄能、自然通風(fēng)、太陽(yáng)能發(fā)電、沼氣系統(tǒng)、熱水采暖系統(tǒng)、雨水收集系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)在整個(gè)建筑近零能耗、低碳排放量以及農(nóng)村人居環(huán)境有效改善的新型生態(tài)竹屋。
[0006]本發(fā)明的基本思路是:首先，根據(jù)所在地區(qū)的周邊環(huán)境、氣候條件等確定竹屋的竹材料使用類(lèi)型和竹屋基本造型，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐赜蛱卣骱腿藗兊纳盍?xí)性確定竹屋所需要配備的基本功能。其次，從竹屋的保溫隔熱、隔聲、抗震、抗風(fēng)、防火等方面進(jìn)一步考慮竹屋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和竹材的防潮阻燃處理。第三，采用相變蓄能材料來(lái)提高竹屋圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能，利用風(fēng)壓和熱壓進(jìn)行自然通風(fēng)，改善室內(nèi)熱環(huán)境，利用自然采光來(lái)改善室內(nèi)光環(huán)境。第四，采用太陽(yáng)光伏發(fā)電滿(mǎn)足室內(nèi)照明等用電需求，采用沼氣系統(tǒng)為炊事和冬季供熱提供燃料。第五，采用雨水收集系統(tǒng)為衛(wèi)生間提供沖洗用水，達(dá)到節(jié)水的目的。最后，整個(gè)生態(tài)竹屋的節(jié)能環(huán)保技術(shù)與設(shè)備配置注重用戶(hù)使用的方便性以及運(yùn)行管理的便利性。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:①供冷:利用風(fēng)壓、熱壓進(jìn)行自然通風(fēng)配合相變蓄能達(dá)到供冷的目的。②供熱:利用戶(hù)用沼氣系統(tǒng)加熱水，達(dá)到冬季向室內(nèi)供熱的目的，且同時(shí)可以為炊事提供燃料。③供電:通過(guò)利用太陽(yáng)能發(fā)電配合蓄電池以達(dá)到供電的目的。④供水:通過(guò)收集雨水、引用泉水等方式結(jié)合小型凈水裝置實(shí)現(xiàn)生活各方面用水，以達(dá)到供水的目的。⑤其他:采用自然采光來(lái)改善室內(nèi)光環(huán)境，竹材采用防潮阻燃處理。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:竹屋更為環(huán)保、綠色，有較強(qiáng)的保溫隔熱性、隔聲性以及抗震性，且更為有益于人的居住。其次，將相變材料結(jié)合自然通風(fēng)的被動(dòng)式調(diào)溫技術(shù)、太陽(yáng)能發(fā)電、沼氣熱水等節(jié)能技術(shù)引入到竹屋中，充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，不僅可以有效調(diào)節(jié)竹屋的室內(nèi)熱環(huán)境，改善其內(nèi)部的熱舒適性，并且可以在不動(dòng)用政府電網(wǎng)、水管的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)利用自然資源能源的自給自足、高效節(jié)能、綠色環(huán)保。另一方面，當(dāng)應(yīng)用在災(zāi)后重建中時(shí)，相比于傳統(tǒng)災(zāi)后安置板房，本發(fā)明除隔熱性、隔聲性等各項(xiàng)性能高于傳統(tǒng)板房外，其使用壽命也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于板房，使其可以在建成后完全作為日常農(nóng)村居所使用數(shù)年以上。
[0009]本發(fā)明旨在改善中國(guó)西部農(nóng)村和受災(zāi)群眾災(zāi)后的生活環(huán)境。主要應(yīng)用在分散農(nóng)村、地震多發(fā)帶且有一定竹材資源的地區(qū)中。同時(shí)，在中國(guó)絕大部分地區(qū)一直以來(lái)都主要以活動(dòng)板房作為災(zāi)后安置點(diǎn)；但板房圍合較差的室內(nèi)熱環(huán)境、隔聲、隔熱性等與人們生活密切相關(guān)的性質(zhì)仍很難得到改善；其次，板房無(wú)法有效利用周?chē)h(huán)境資源以減少環(huán)境污染及碳排放量。本發(fā)明可以很好地利用當(dāng)?shù)爻渥愕奶?yáng)能資源并結(jié)合沼氣、相變蓄能、自然通風(fēng)等技術(shù)配合環(huán)保型房屋一竹屋，從而改善廣大西部農(nóng)村地區(qū)的生活環(huán)境以及提升受災(zāi)群眾的災(zāi)后生活環(huán)境。此外，從成本上來(lái)講，老百姓均可接受，就地取材，安裝便利，從安裝到使用均很方便，由此可見(jiàn)本發(fā)明具有一定的市場(chǎng)前景。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0010]本說(shuō)明包括如下附圖:圖1是適用于災(zāi)后安置和長(zhǎng)期居住條件下的新型生態(tài)竹屋。圖中:1、相變材料，2、墻壁防潮保溫處理，3、沼氣罐，4、家用采暖鍋爐，5、太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)，6雨水收集系統(tǒng)。圖2是竹屋結(jié)構(gòu)造型設(shè)計(jì)；圖3是竹屋圍護(hù)結(jié)構(gòu)不同保溫方式效果對(duì)t匕；圖4是屋頂與南墻保溫層的做法；圖5是竹屋開(kāi)窗設(shè)置；圖6是相變蓄能材料設(shè)置；圖7是沼氣系統(tǒng)設(shè)置；圖8是太陽(yáng)能光伏板設(shè)置。
【具體實(shí)施方式】
[0011]竹屋結(jié)構(gòu)造型設(shè)計(jì):如圖2所示，所有房間均可以通風(fēng)采光，主要房間南向，布局合理。室內(nèi)面積一般控制在75 m2左右。室外大面積露臺(tái)。開(kāi)窗合理,利于通風(fēng)。各設(shè)備與建筑合理結(jié)合，屋頂、墻面、架空空間都得到充分利用。
[0012]竹屋圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫設(shè)置:通過(guò)制作三個(gè)結(jié)構(gòu)造型完全相同的竹屋模型，并在其內(nèi)/外表面布置了不同的保溫材料在特定的時(shí)間下測(cè)定室內(nèi)溫度，條件為Ml:泡膜內(nèi)保溫；M2:彩條布外保溫；M3:2cm厚擠塑聚苯乙烯板X(qián)PS內(nèi)保溫。由如圖3所示，M3 (2cm厚擠塑聚苯乙烯板X(qián)PS內(nèi)保溫)相較于環(huán)境溫度室內(nèi)溫度保持地更好，即M3與M1、M2相比效果較好。相應(yīng)地，屋頂與南墻保溫層的做法如圖4所示。
[0013]竹屋開(kāi)窗設(shè)置:A、根據(jù)自然通風(fēng)所需通風(fēng)量確定窗體面積。根據(jù)2003年3月I日起施行的《國(guó)家室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18883-2002》規(guī)定:家居環(huán)境每小時(shí)所需換氣次數(shù)，浴室、洗手間8?12次，客廳、臥室2飛次。同時(shí)，根據(jù)自然通風(fēng)要求，窗戶(hù)應(yīng)朝所在地區(qū)的主導(dǎo)風(fēng)向，如圖5所示。B、根據(jù)采光需求確定窗體面積。采光朝向南北朝向好，主臥客廳南向采光好，北向布置衛(wèi)生間和廚房也能自然采光，房間能達(dá)到五明標(biāo)準(zhǔn)。明廳(客廳和餐廳，明衛(wèi)，明臥，明廚)進(jìn)深不要大，才利于采光。
[0014]相變蓄能材料設(shè)置:將相變蓄能材料做成厚Icm的百葉簾,懸掛于窗戶(hù)外,如圖6所示?？紤]50%的融化比例，從早上10:00到晚上20:00共使用相變材料10小時(shí)，可由此確定相變蓄能材料的用量。
[0015]沼氣系統(tǒng)設(shè)置:沼氣低熱值20_25MJ/m3,每日一家5 口炊事使用沼氣約Im3, —般每立方米常規(guī)沼氣池冬季平均每天可產(chǎn)沼氣0.2?0.3m3，因此一般需安裝1m3左右的沼氣罐。沼氣系統(tǒng)用于為炊事和采暖系統(tǒng)提供燃料，如圖7所示。
[0016]太陽(yáng)能光伏板設(shè)置:如圖8所示。電池板安裝方位角:一般情況下，方陣朝向正南(即方陣垂直面與正南的夾角為0° )時(shí)，太陽(yáng)電池發(fā)電量是最大的。在晴朗的夏天，太陽(yáng)輻射能量的最大時(shí)刻是在中午稍后，因此方陣的方位稍微向西偏一些時(shí)，在午后時(shí)刻可獲得最大發(fā)電功率。一般以當(dāng)?shù)鼐暥冉嵌茸鳛閮A斜角。
【權(quán)利要求】
1.適用于災(zāi)后安置和長(zhǎng)期居住條件下的新型生態(tài)竹屋，其特征在于該生態(tài)竹屋結(jié)合了相變蓄能、自然通風(fēng)、太陽(yáng)能發(fā)電、沼氣系統(tǒng)、熱水采暖系統(tǒng)、雨水收集技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)建筑近零能耗、低碳排放量以及農(nóng)村人居環(huán)境的有效改善。
2.新型生態(tài)竹屋適用于災(zāi)后安置和長(zhǎng)期居住條件下的使用。
3.新型生態(tài)竹屋圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用2擠塑聚苯乙烯板X(qián)PS內(nèi)保溫，可達(dá)到良好保溫隔熱效果O
4.新型生態(tài)竹屋采用Icm厚的由相變蓄能材料做成的I百葉簾，可以有效降低室外太陽(yáng)輻射和氣溫波動(dòng)對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的影響，保障室內(nèi)的舒適度。
【文檔編號(hào)】E04B1/76GK104405141SQ201410507589
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】王軍, 梁玉林, 明陽(yáng), 李瀟雅, 秦文, 龍恩深 申請(qǐng)人:四川大學(xué)