Энергоактивное здание

 

Изобретение относится к области строительства, а именно к зданиям и сооружениям , использующим тепловую энергию солнца. Цель изобретения -- улучшение энергетических и экологических параметров за счет снижения эксплуатационных энергозатрат и использования для застройки бросовых территорий рельефных образований Здание имеет частично заглубленный в грунт корпус и внешний наклонный ориентированный на сторону, облучаемую солнцем, коллектор солнечной энергии Корпус выполнен горизонтально врезанным в облучаемый солнцем склон естественного или искусственного рельефного образования, причем выступающая за внешнюю грань склона часть покрытия здания выполнена трехскатной, а скат ограждения, совмещенного с коллектором солнечной энергии, имеет конфигурацию плоского пя тигранника, нормаль к плоскости которого наклонена к горизонту под утлом, обеспечивающим максимальную энергию экспонирования 2 з п ф-лы. 4 ил Ј /)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„, 1624107 А 1 (51)5 Е 04 Н i!00.ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4308451/33 (22) 07.08.87 (46) 30.01 .91. Бюл. № 4 (71) Всесоюзный государственный головной проектно-технологический институт по организации и технологии строительства (72) Е. С. Абдрахманов, В. С. Виниченко, F.Г. Же.ле.знова. .М. H. Ненахов, С. Д. Нефедов, А. В. Никулочкин, E. Г. Г(лужников, Л. М. Дмитриев и Н. T. Грушевой (53) 721.011:697.7 (088.8) (56) Девис А., Шуберт Р. Альтернативные природные источники энергии в строительном проектировании. M.: Стройиздат, 1983, с. 172 — 173. (54) ЭНЕРГОАКТИВНОЕ ЗДАНИЕ (57) Изобретение относится к области строительства, а именно к зданиям и сооружениям, использующим тепловую энерИзобретение относится к строительству, а именно к зданиям и сооружениям, использующим возобновляемые источники энергии — электромагнитные излучения

Солнца.

Цель изобретения — улучшение энергетических и экологических параметров за счет снижения эксплуатационных энергозатрат и использования для застройки бросовых территорий рельефных образований.

На фиг. l изображено предлагаемое здание — фасад с коллектором солнечной энергии; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б — Б на фиг. 1; на фиг. 4 — фасад с коллектором.

Энергоактивное здание имеет корпус 1, частично заглубленный в грунт 2 естественного (горный склон, скала, холм) или искустгию солнца. Цель изобретения — — улучшение энергетических и экологических параметров за счет снижения эксплуатационных энергозатрат и использования для застройки бросовых территорий рельефных образованийй. Зда ние и меет частично за глубленный в грунт корпус и внешний наклонный ориентированный на сторону, облучаемуlo солнцем, коллектор солнечной энергии Корпус выполнен горизонтально врезанным в облучяечый солнцеч склон естественного или искусственного рельефного образования, причеч выступающая за внешHIoIo гра н ь склона часть покрытия здя н и я выполнена трехскатной, а скат ограждения, совмещенного с коллектороч солнечной энергии, имеет конфигурацию плоского пя тигранника, нормаль к плоскости которого наклонена к горизонту под углом, обеспечивающим чаксимальнуlo энергию экспонирования. 2 з. п ф-lhl, 4 ил. венного (насыпь, берега) склона 3. Корпус 1 врезан в склон 3 горизонтально Возможны вариантные решения уступообрязной врезки, развивающей объем вниз или вверх от основного горизонта — уровня пола главного (первого) этажа. Выступаюгцие за внешнюю границу (дневную поверхность) склоня 3 ограждения корпуса 1 здания состоят из наклонных скатов ограждения 4, совмещенных с коллекторачи 5 солнечной энергии. Коллектор 5 обращен в сторону, наиболее обеспеченную солнечной энергией, для чего по этому же признаку выбирают пространственную ориентацию по странам света склона рельефного образования. Скат ограждения 4, совмещенный с коллектором 5. сопряжен R виде складки по ченьшей мере с двумя другими скатами 6, 1624107

Формила изобретения

55 каждый из которых наклонен под встречным углом к склону 3 и друг к другу.

Коллектор 5 солнечной энергии, совмещенный с наклонным ограждением 4, имеет в плоскости ската конфигурацию осесимметричного или несимметричного пятигранника. При этом условная нормаль к гелиоприемной плоскости коллектора 5 солнечной энергии наклонена к горизонту под углом, обеспечивающим максимальное осрепненное за год или за период наибольшего требуемого улавливания солнечной энергии экспонирование коллектора в солнечных лучах. Этот угол вычисляют одним из известных способов.

Таким образом, в общем случае угол наклона коллектора 5 хотя и обращен в тх же сторону, что и склон 3, но в об1цем случае автономен от угла наклона рельефного образования в зоне врезки корпуса 1 здания в склон.

При необходимости в плоскости ската наклонного ограждения 4 наряду с панелями коллектора 5 солнечной энергии и, чередуясь с ними, могут быть выполнены свегопросчы 7. Верхняя грань 8, обрамляющая коллектор 5, выведена выше линии пересечения (сопряжения) со скатом 6 и образует с обратной стороны, обращенной к склону 3, водоотбойный выступ 9. Скаты 6, соединяясь вверху друг с другом, образуют водораздельное ребро (не показано) Внизу каждый из скатов 6 жестко оперт на стенку 10 водосборного желоба 11.

Совокупность конструкций 6, 10 и ll и перекрытия 12 образует жесткую пространственную систему, воспринимающую настоянные и временные нагрузки, в том числе от ливневых стоков.

Для гашения динамических воздействий и скорости потока скат 6 соединен со стенкой 10 желоба 11 заподлицо или с образованием водоотбойного излома 13. Дополнительную защитную функцию выполняет второй водоотбойный выступ 9.

Желоба 11 в нижней части, а именно у боковых граней 14 коллектора 5 солнечной энергии, переходят в водоперепускные каналы 15, которые состоят из вертикального 16 и сопряженного с ним горизонтального 17 участков. Грани 14, образуюгцHp боковые стенки канала 15. клинообразно сужаются книзу, а его фасадная стенка 18 может быть совмещена с внешней стеной здания или выпо.пнена в виде по полой пилястры, выступающей за лицевую поверхность стены. Возможен вариант выполнения стенки 18 в виде контрфорсного полого клинообразного выступающего книзу элемента. Сужение боковых стен 14 при этом может быть компенсировано клинообразным контрфорсным отклонением фасадной стенки 18 канала 15. Это позволяет, в частности, сочетать пластическое измене5

35 ние форм канала, например, с постоянством Pro поперечного сечения в свету или даже увеличить эффективное живое сечение в нижней части канала.

Верх горизонтального участка 17 канала

15 перекрыт элементом 19, который выполнен в виде плиты, П-образного элемента или в виде открытых с торцов прямоугольных четырехгранных блоков.

Во всех этих вариантах элементы 19 могут совмещать функции перекрытия канала 17 и тротуара. Выпускное отверстие участка 17 кана.па 15 закрыто решеткой 20, а внешний край тротуара защищен перилами 21.

Над тротуаром может быть выполнен солнцезащитный навес 22 со страхующим водосборным желобом 23.

Вы пол няют предлагаемое зда ние из материалов, применяемых в строительстве: бетона, стали, стекла, алюминия, пластмасс. Монтируют поэлементно, попанельно или укрупненными блоками.

Зда ние работает следующим образом.

Солнечные лучи, попадая на гелиоприемник коллектора 5 солнечной энергии, преобразуются в теплоту и через теплоноситель передаются в систему отопления, горячего водоснабжения или в аккумулятор, который может быть частично или полностью совмещен с массивом примыкающего грунта или горных пород.

Коллектор сролнечной энергии может быть выполнен по типу «горячий ящик» с жидкостным, воздушным или комбинированным теплоносителем и иметь с внешней стороны при необходимости селективное остекление т. е. возможно применение коллекторных модулей известного типа.

Возможен вариант гелиосистемы с тепловым насосом.

Одновременно с экономически целесообразным использованием ранее бросовых территорий, занятых склонами и откосами, существенно выравнивается и снижается энергетическая нагрузка на системы теплоснабжения, кондиционирования во все времена года.

Помимо выработки теплоты, коллектор солнечной энергии может быть использован при включении в его структуру фотоэлектрических батарей для выработки электроэнергии, а в сельскохозяйственном варианте здания — для гелиообработки семян, сенации или сушки сельхозпродуктов, что увеличивает общий положительный эффект.

1. Энергоактивное здание, включающее частично заглубленный в грунт корпус и внешний наклонный, ориентированный на сторону, максимально облучаемую солнцем, коллектор солнечной энергии, совмещенный

1624107 с покрытием, отличающееся тем, что, с целью улучшения энергетических и экологических параметров за счет снижения эксплуатационных энергозатрат и использования для застройки бросовых территорий рельефных образований, корпус выполнен горизонтально врезанным в максимально облучаемый солнцем склон с выступающей за внешнюю грань склона по крайней мере, трехскатной частью покрытия здания, при этом скат покрытия, совмещенный с коллектором солнечной энергии, выполнен с конфигурацией осесимметричного или несимметричного плоского пятигранника, нормаль к плоскости которого наклонена к горизонту под углом, соответствующи м максимальному осредненному за год экспонированию коллектора, верхние грани ската, совмещенного с коллектором, выполнены в виде складок и оперты на ответные им скатные грани покрытия с образованием водораздельного ребра, причем нижняя кромка выполнена переходящей в водосборный наклонный желоб, имеющий два ската, параллельных соответствующей верхней грани ската коллектора, и поперечный профиль в зоне сопряжения ската покрытия со стенкой желоба с водоотбойным изломом, образованным сопряжением соответствующей грани покрытия и стенки желоба под тупым углом, обращенным к

cKJloHY, причем нижние части желоба выполнены в виде каналов коленообразными нз вертикальных и сопряженных с ними го5 ризонтальных участков с постоянной площадью сечения канала, расположенных по боковым граням ската, совмещенного с коллектором, вертикальный участок канала выполнен с боковыми гранями, клинообразно сужающимися книзу, а его фасадная стенка совмещена с внешней стеной здания или выполнена выступающей за ее грань с образованием контрфорса, при этом нижняя горизонтальная часть канала размещена ниже нулевой отметки под отмосткой, а верхняя стенка этой части канала совмещена с отмосткой и выполнена съемной.

2. Здание по и. 1, отличающееся тем, что скат, совмещенный с коллектором, снабжен примыкающим к нему, у нижней грани горизонтальным или полого

20 наклоненным навесом, поверху которого выполнен направленный или диффузно-направленныйй отра жа тел ь.

3. Здание по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что верхняя грань ската, совмещенного с коллектором, оперта на скатную

25 грань покрытия с перепуском над ней с образованием защитного водоотбойного выступа.

1624107

В((ПИПИ Гос(дарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ((3035, Москва, Ж вЂ” 35. Раушская наб, д 4(5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, IOI

Редактор Е. Конча

Заказ (73

Составитель Е. т(ернявская

Техред А. Кравчук Корректор И. Эрдейи

Тираж Подписное