Энергоактивное здание Советский патент 1989 года по МПК E04H9/00 

И

СО 00

со

X

/

3149

Изобретение относится к строительству, и может быть применено в зданиях, использующих солнечную энергию для отопления и горячего водо- снабжения.

Цель изобретения - снижение материалоемкости и объема, занимаемого гелиотехническими элементами здания при увеличении энергопроизводитель- ности коллектора в большепролетных зданиях с повьшенной площадью экспонирования отражателя в солнечных лучах.

На фиг.1 изображено предлагаемое энергоактивное здание, поперечный разрез г по коллектору солнечной энергии (крайнее правое положение гелио- приемника при косых солнечных лучах слева, например, в утренние часы); на фиг.2 - то же, в полдень, вариант меридиональной ориентации здания, разрез в широтном направлении; на фиг.З - то же, в вечерние часы.

Энергоактивное здание содержит покрытие 1 и стены 2 с парапетными и фронтонными 4 участками. Покрытие 1 включает несущую основу 5.из сборных панелей или в виде монолитной плиты. Несущая основа 5 вьшолнена обычно плоской и может иметь общий монотонный уклон для организации, главным образом, водостока с к ровли Кровля вьтолнена из чередующихся направленно отражающих разнонаклон- ных полос 6, меяоду которыми расположены пластины 7, соединякщие смежны продольные кромки отражающих полос Пластины 7 обычно не имеют направленных отражателей. Совокупность по лос 6 образует осесимметрично относительно условной оси, параллельной длинной стороне полос, отражающий нежестко сфокусированный концентратор. Ширина пучка направленно отра- женных солнечных лучей в зоне гелио приемника 8 не превышает ширину проекции поперечного сечения гелиопри- емной поверхности на площадку, пер- .пендикуляркую отраженным от расчет- ной кровельной полосы-отражателя, т.е. ширины площади экспонирования гелиоприемника.

Таким образом, ширина гелиоприемника 8 при плоских отражающих по- лосчатых элементах 6 кровли должна быть соизмерима с шириной этих полос.

5

0

5 0 5 0

5

0

Угол наклона каждой из соединяющих пластин 7 складчатой кровли, обычно не имеюш х направленного отражателя, принимают таким, чтобы выступающий по высоте угол каждой впереди лежащей по ходу отраженного луча полосы-отражателя 6 создавал меньше потерь от преград (затенения) для отраженных лучей 9 на пути к гелио- приемнику 8 в период наиболее актуальной работы коллектора солнечной энергии. Для этого по полуденному максимуму при меридиональной ориентации продольной оси отражателей угол наклона каждой из пластин 7 может -соответствовать направлению на среднюю линию (ось симметрии) гелиоприемника 8 в его срединном положении над кровлей-отражателем или, что то же самое, над продольной вертикальной плоскостью симметрии коллектора солнечной энергии.

Точно также угол наклона каждой из полос-отражателей 6 принят нормальным к биссектрисе угла, образованного падающим солнечным лучом на середину (в среднюю точку поперечного сечения) отражателя 6 и отраженньм лучом 9, приходящим в середину (к оси симметрии) гелиоприемника 8.

Такое построение может быть выполнено графически. И выполняют его для наиболее характерной ситуации, например для полуденного солнца. Затем проверяют работоспособность (эффективность работы) гелиоприемника 8 для промежуточных и крайних (экстремальных) ситуаций облучения коллектора. Энергоактивное здание может быть ориентировано продольной осью кровли- коллектора солнечной энергии под различными азимутальными углами по отношению к странам света. Предпочтительна меридиональная ориентация.

Для организации водостока и отвода дождевых вод линия наибольшего ската складок отражателей, а также пластин 7 и продольные оси этих элементов кровли должны быть под углом друг к другу, преимущественно перпендикулярны, что соответствует созданию водо- отводящего уклона вдоль складок кровли, который может быть обеспечен, например, наклоном плит перекрытия или слоя подготовки под кровлю- коллектор. Этой же цели может служить выполнение кровли разнонаклонной по

длине складок, т.е. с отводом дождевых вод на два торца или к середине кровли. Для этого кровля может иметь конструктивный излом по длине.

Здание допускает также пологую изогнутость складок по длине.

Гибкость конструктивной схемы относительно изменяющихся угловых ситуаций поступления солнечных лучей обеспечивается адекватным перемещением гелиоприемника 8 по направляющим 10, которые условно показаны прямыми - вариант для коллектора малой ширины, а для зданий с более широким пролетом и соответственно с большей шириной коллектора для повышения эффективности работы гелиоприемника В в перемещающейся вслед за изменением положения светила в фо- кальной зоне направляющие 10 могут быть выпукло-криволинейными.

Гелиоприемник 8 выполнен в виде одной или более вытянутых по длине кровли-коллектора панелей, в том числе с селективно прозрачной защитой (остеклением) плоским или.выпуклым, |Кроме того, Гелиоприемник 8 может быть вакуумирован.

Гелиоприемник 8 установлен на направляющих 10 с возможностью перемещения в режиме слежения за отраженным пучком солнечных лучей, для его снабжен известным следящим приводом.

Отражатели могут быть сплошными или выполнены из отдельных фацет плоких или полого изогнутых.

Работа коллектора солнечной энергии предлагаемого здания ясна из сопоставления ситуаций, приведенных на фиг.1-3, при разных положениях коллектора 8.

Формула изобретения

1, Энергоактивное здание, включающее многогранное покрытие с разнонаклонными скатами с несущей основой и кровлей, направлено осеконцентри- рованнс отражающей солнечную энергию, подвижный протяженный вдоль оси концентрации энергии Гелиоприемник, отличающееся тем, что, с целью снижения материалоемкости и объема, занимаемого гелиотехническими элементами здания при увеличении энергопроизводительности коллектора в большепролетных зданиях с повышенной площадью экспонирования отражателя в солнечных лучах, кровля

выполнена из чередующихся через одну направленно отражающих полос и соединяющих их смежные продольные кромки пластин, причем отражающие полосы размещены наклонно с образованием

общей фокальной зоны с шириной пучка направленно отражающих солнечных лучей в зоне гелиоприемника, не превьшающей ширину его площади экспонирования гелиоприемника.

2. Здание поп.1, отличающееся тем, что каждая соединяющая пластина установлена под углом параллельно оси симметрии гелиоприемника в его срединном положении над

кровлей при меридиональной ориентации продольной оси отражателей.

3.Здание по п.1, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью организации водостока, линии наибольшего

ската отражающих полос и соединяющих пластин перпендикулярны к продольной оси полос.

4.Здание поп.1, отличающееся тем, что продольные оси

отражающих полос по крайней мере на части кровли вьшолнены не менее чем с одним изломом, обращенным вершиной вверх или вниз.

5.Здание поп.1,отличаю- Щ е е с я тем, что по крайней мере часть покрытия снабжена внешней селективно прозрачной защитой.

679 05

.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в зданиях, применяющих солнечную энергию для отопления и горячего водоснабжения. Цель изобретения - снижение материалоемкости и объема, занимаемого гелиотехническими элементами здания при увеличении электропроизводительности коллектора в большепролетных зданиях с повышенной площадью экспонирования отражателя в солнечных лучах. Для этого энергоактивное здание включает многогранное покрытие 1 с разнонаклонными скатами, несущей основой 5 и кровлей, направленно осеконцентрированно отражающей солнечную энергию, а также подвижный, протяженный вдоль оси концентрации энергии гелиоприемник 8. Несущая основа выполнена плоской, не повторяющей пространственное положение осеконцентрированно отражающей кровли, а кровля выполнена складчатой из чередующихся через одну направленно отражающих полос 6, имеющих общую фокальную зону, перемещающуюся при изменении угла падения солнечных лучей. 3 ил., 4 з.п.ф-лы.

Редактор. О.Головач

Составитель И.Калмыкова Техред Л. Олийнык

цзиг.з

Корректор Т.Колб