一種超低能耗建筑系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于熱能利用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國能源消費(fèi)中，建筑能耗約占總能源消耗的30%，如此巨大的能耗，是我國居高不下的碳排放和霧霾天氣的真正元兇。因此，降低建筑能耗水平，杜絕化石燃料在建筑上的應(yīng)用，使我國的碳排放大幅度減少，達(dá)到或低于發(fā)達(dá)國家的水平，徹底改善空氣質(zhì)量，消除霧霾，是社會(huì)和諧發(fā)展的重中之重。本課題的主要目標(biāo)是，發(fā)展各種高效的建筑節(jié)能技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)新建建筑和既有建筑采暖零排放的應(yīng)用示范。
[0003]我國建筑取暖能耗的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)歷了三個(gè)階段:1.自1986年起，新建采暖居住建筑在1980?1981年當(dāng)?shù)赝ㄓ迷O(shè)計(jì)能耗水平基礎(chǔ)上普遍降低30% ；2.自1996年起在達(dá)到第一階段要求的基礎(chǔ)上再節(jié)能30% (即總節(jié)能50%) ；3.自2005年起在達(dá)到第二階段要求的基礎(chǔ)上再節(jié)能30% (即總節(jié)能65%)。部分地區(qū)已提出進(jìn)入第四階段，即在達(dá)到第三階段要求的基礎(chǔ)上再節(jié)能30% (總節(jié)能75%)。然而，盡管建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)在不斷提高，我國的空氣環(huán)境質(zhì)量卻在不斷下降，這主要是由如下兩個(gè)原因構(gòu)成:1.我國正處在城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展時(shí)期，新建建筑盡管符合更高的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，但如此龐大的增量建筑所造成的排放仍十分驚人。
2.隨著我國生活水平的提高，居民對(duì)居住環(huán)境的要求也在不斷提升，這意味著龐大的存量建筑的能耗與排放也在不斷增加。隨著治理霧霾逐步成為了全社會(huì)的共同需求，針對(duì)新建建筑和既有建筑發(fā)展更高效的建筑節(jié)能技術(shù)，徹底取消采暖鍋爐與管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)采暖化石能源零消耗，二氧化碳零排放，污染物零排放意義十分重大。
[0004]建筑內(nèi)部的熱量主要是通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)向外流失的，因此，加強(qiáng)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫對(duì)于減少采暖能耗至關(guān)重要。國際性研究機(jī)構(gòu)橫向比較了能源、交通、建筑、制造等高能耗行業(yè)中各種可減少碳排放的措施，研究結(jié)果顯示，減少碳排放的最佳途徑正是通過提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱性能來降低建筑采暖能耗。而采暖能耗標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高對(duì)墻體保溫材料提出了更嚴(yán)格的要求。當(dāng)采暖能耗限額為15 Kffh/(m2a)時(shí)，墻體傳熱系數(shù)需要降到0.15W/m2K方能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。單純采用外墻外保溫系統(tǒng)，則保溫層厚度需要達(dá)到20-30cm左右，如此厚度給保溫層的固定帶來了嚴(yán)重的困難，即如何避免高層建筑的外保溫層因老化或風(fēng)壓而脫落引起嚴(yán)重事故。采用外墻外保溫與外墻內(nèi)保溫結(jié)合的方式則可以很好的避免這一問題。
[0005]由于低能耗建筑自身的能耗已經(jīng)很低，合理的使用看似不起眼的室內(nèi)廢熱源有可能完全彌補(bǔ)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱量損失。因此，開發(fā)室內(nèi)余熱高效回收與相變蓄能系統(tǒng)具有重要的意義。太陽能作為清潔能源，在取暖零排放建筑中也將起到重要的作用。通過安裝太陽能吸收裝置，可以將太陽輻射轉(zhuǎn)化為熱量，并與高效余熱回收系統(tǒng)共用一個(gè)相變蓄能單元，從而進(jìn)一步保障采暖零排放目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型提供了新的綜合熱能利用系統(tǒng)，將家庭生活余熱以及太陽能熱量連續(xù)起來，從而達(dá)到熱量利用。
[0006]由于我國大氣污染越來越嚴(yán)重，沙塵暴、霧霾等惡劣空氣現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，3/4的城市居民吸收不到清潔的空氣。同時(shí)現(xiàn)代人80?90%的時(shí)間在室內(nèi)度過，現(xiàn)代建筑物的密閉性增加，各種裝飾裝修材料、家具和日用化學(xué)品等大量進(jìn)入室內(nèi)，使室內(nèi)污染物苯系物、揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)、PM2.5的來源和種類增多。這些有害氣體存留、蓄積，造成室內(nèi)空氣質(zhì)量惡化，在室外空氣污染的基礎(chǔ)上更加重了一層，對(duì)人身體健康造成了嚴(yán)重的影響。導(dǎo)致白血病，肺癌，神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)及免疫系統(tǒng)，胎兒先天性缺陷等疾病的發(fā)生。
[0007]通風(fēng)是改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的關(guān)鍵，用室外新鮮空氣來稀釋室內(nèi)空氣污染物，使?jié)舛冉档?。但如果室外空氣?yán)重污染(如沙塵暴或可吸入顆粒物或其他污染物濃度高)就要避免直接開窗通風(fēng)。目前住宅的人均面積通常較大，設(shè)計(jì)通常規(guī)定0.3次/小時(shí)的換氣次數(shù)作為冬季新風(fēng)換氣標(biāo)準(zhǔn)，室內(nèi)新風(fēng)的不斷補(bǔ)充無疑會(huì)帶來空調(diào)系統(tǒng)能耗的增加，據(jù)有關(guān)部門測算，目前住宅總能耗已占全國能耗的37%，而在建筑能耗中，用于空調(diào)、采暖的能耗中占到了建筑能耗的35%~50%，隨著冬夏季極端氣候的頻繁出現(xiàn)且持續(xù)時(shí)間增長，空調(diào)耗電能量將不斷上升。
[0008]本專利實(shí)用新型的綜合熱能利用系統(tǒng)，新風(fēng)機(jī)內(nèi)置多層過濾裝置，能夠有效過濾甲醛，VOC, PM2.5污染氣體達(dá)99.9%以上，全熱交換器、儲(chǔ)能模塊等進(jìn)行廢棄熱量的回收利用，借助相變材料調(diào)溫以后，新風(fēng)系統(tǒng)回收熱交換器承擔(dān)的顯熱負(fù)荷明顯減少，相變材料作為一種能夠吸收或釋放潛熱的熱功能材料，當(dāng)環(huán)境溫度高于相變溫度時(shí)，相變材料發(fā)生相變吸收熱量，當(dāng)環(huán)境溫度降至相變溫度以下，相變材料發(fā)生相變釋放熱量，從而達(dá)到調(diào)控溫度和儲(chǔ)存能量的作用，并且相變材料相變后易于及時(shí)恢復(fù)。通過建立新風(fēng)系統(tǒng)相變調(diào)溫子系統(tǒng)后，研究結(jié)果表明，相對(duì)普通新風(fēng)系統(tǒng)而言，本專利介紹的新型新風(fēng)系統(tǒng)在節(jié)能效果和舒適度方面有明顯優(yōu)勢，對(duì)能源的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型提供了一種超低能耗建筑系統(tǒng)，該系統(tǒng)在最大限度節(jié)約能源的基礎(chǔ)上提供高質(zhì)量的潔凈空氣。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0011]一種綜合熱能利用系統(tǒng)，包括太陽能系統(tǒng)、抽油煙機(jī)系統(tǒng)、打火灶余熱系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)、新風(fēng)熱交換系統(tǒng)、外墻保溫系統(tǒng)、節(jié)能窗系統(tǒng)，其特征在于:
[0012]太陽能系統(tǒng)包括集熱模塊、太陽能系統(tǒng)換熱模塊、太陽能系統(tǒng)蓄熱模塊、太陽能系統(tǒng)流體模塊，所述集熱模塊吸收太陽能，然后通過太陽能系統(tǒng)換熱模塊傳遞給太陽能系統(tǒng)蓄熱模塊，太陽能系統(tǒng)流體模塊包括流體通道，所述流體通道與太陽能系統(tǒng)蓄熱模塊進(jìn)行換熱，將熱量傳遞給流體通道中的流體；
[0013]抽油煙機(jī)系統(tǒng)，包括抽油煙機(jī)系統(tǒng)余熱回收模塊、抽油煙機(jī)系統(tǒng)換熱模塊、抽油煙機(jī)系統(tǒng)流體模塊，所述抽油煙機(jī)系統(tǒng)余熱回收模塊吸收抽油煙機(jī)煙氣余熱，然后通過抽油煙機(jī)系統(tǒng)換熱模塊傳遞給抽油煙機(jī)系統(tǒng)流體模塊，抽油煙機(jī)系統(tǒng)流體模塊包括流體通道，流體沿著流體通道流動(dòng)，流體與抽油煙機(jī)系統(tǒng)換熱模塊進(jìn)行換熱，將熱量傳遞給流體通道中的流體；抽油煙機(jī)系統(tǒng)還包括抽油煙機(jī)系統(tǒng)蓄熱模塊，所述抽油煙機(jī)系統(tǒng)換熱模塊將熱量傳遞給抽油煙機(jī)系統(tǒng)蓄能模塊，抽油煙機(jī)系統(tǒng)蓄能模塊將熱量傳遞給流體；
[0014]打火灶系統(tǒng)，包括打火灶系統(tǒng)余熱模塊、打火灶系統(tǒng)換熱模塊、打火灶系統(tǒng)蓄熱模塊、打火灶系統(tǒng)流體模塊，所述打火灶系統(tǒng)余熱模塊吸收打火灶余熱，然后通過打火灶系統(tǒng)換熱模塊傳遞給打火灶系統(tǒng)蓄熱模塊，打火灶系統(tǒng)流體模塊包括流體通道，所述流體通道與打火灶系統(tǒng)蓄熱模塊進(jìn)行換熱，將熱量傳遞給流體通道中的流體；
[0015]送風(fēng)系統(tǒng)包括送風(fēng)系統(tǒng)流體模塊、送風(fēng)系統(tǒng)換熱模塊、送風(fēng)系統(tǒng)蓄熱模塊、所述流體模塊是送風(fēng)風(fēng)道，回風(fēng)風(fēng)道，所述回風(fēng)風(fēng)道中的回風(fēng)經(jīng)過送風(fēng)系統(tǒng)換熱模塊將熱量傳遞給蓄熱模塊，送風(fēng)系統(tǒng)流體模塊包括流體通道，所述流體通道與送風(fēng)系統(tǒng)蓄熱模塊進(jìn)行換熱，將熱量傳遞給流體通道中的流體。
[0016]外墻保溫系統(tǒng)由內(nèi)至外依次為外墻內(nèi)裝飾面、外墻內(nèi)保溫層、粘結(jié)層、找平層、基層墻體、找平層、粘結(jié)層、外墻外保溫層、外墻外裝飾面；外墻外保溫層由發(fā)泡聚苯板、擠塑聚苯板、發(fā)泡聚氨酯、發(fā)泡酚醛板、巖棉、無機(jī)保溫砂漿、真空絕熱板中的一種或幾種構(gòu)成，熱阻為1.5-4.0 m2.K/W，外墻內(nèi)保溫層由真空絕熱板構(gòu)成，熱阻為3.0-6.0 m2.K/W，墻體綜合傳熱系數(shù)為0.1-0.2 ff/m2.K0
[0017]節(jié)能窗系統(tǒng)由單層窗或雙層窗構(gòu)成；單層窗由二層、三層或四層中空玻璃構(gòu)成；雙層窗的每一層窗都由雙層中空玻璃構(gòu)成，兩層窗之間的空氣層厚度在2-10cm ;節(jié)能窗系統(tǒng)的傳熱系數(shù)為0.4-1.2 ff/m2.K0
[0018]作為優(yōu)選，所述太陽能系統(tǒng)、抽油煙機(jī)系統(tǒng)、打火灶余熱系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)的流體通道是進(jìn)風(fēng)通道。
[0019]作為優(yōu)選，所述的太陽能系統(tǒng)蓄熱模塊、抽油煙機(jī)系統(tǒng)蓄熱模塊、打火灶余熱系統(tǒng)蓄熱模塊、送風(fēng)系統(tǒng)蓄熱模塊中的至少兩個(gè)是同一個(gè)部件。
[0020]作為優(yōu)選，還包括過濾裝置，所述過濾裝置設(shè)置在太陽能系統(tǒng)、抽油煙機(jī)系統(tǒng)、打火灶余熱系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)通道中的至少一個(gè)中，所述過濾裝置中依次設(shè)置有初效過濾器、靜電集塵器、活性炭過濾器及高效過濾器，初效過濾器與靜電集塵器之間的距離為D1，靜電集塵器與活性炭過濾器之間的距離為D2，活性炭過濾器與高效過濾器之間的距離為D3，Dl、D2、D3之間滿足如下關(guān)系:D1>D2>D3。
[0021]作為優(yōu)選，初效過濾器與靜電集塵器之間的距離為D1，靜電集塵器與活性炭過濾器之間的距離為D2，活性炭過濾器與高效過濾器之間的距離為D3，D3:D2:Dl=1: (1.15-1.3): (1.20-1.4)。
[0022]作為優(yōu)選，太陽能系統(tǒng)蓄熱模塊、抽油煙機(jī)系統(tǒng)蓄熱模塊、打火灶余熱系統(tǒng)蓄熱模塊、送風(fēng)系統(tǒng)蓄熱模塊至少一個(gè)中包括相變蓄熱介質(zhì)，所述相變蓄熱介質(zhì)質(zhì)量成分包括如下:由18-23個(gè)碳原子的蓄熱介質(zhì)石蠟50-70