新概念房屋

摘要：将楼房的北面、东面、西面的墙及北面的窗均做成保温结构；在阳面制成框架，框架表面贴太阳能电池，在框架内镶嵌有间隔的透光幕墙；房顶做成保温箱式太阳集热器，房顶的斜坡下端弯翘，太阳集热器的上部与房顶内部联通，下部通过水能发电机与房顶内部联通；在屋面设置风力发电机；将屋面汇集的雨水和洗脸盆、地漏、洗菜盆、洗衣机的废水收集起来冲马桶，废水与冲马桶后的脏水冲击污水发电机发电；在靠近阳面墙或窗处设置保温水箱，其内有散热器，散热器的上下部用管道、单向阀与组合式墙窗之间隔联通；保温水箱、房顶用管道、单向阀与吸收式或吸附式空调系统联通联接；组合式幕墙内设置带活窗的隔热帘子。

关键词：保温，节水，太阳能，风能

1引言

对现有建筑，在其墙面贴保温隔热材料和窗户改用双层玻璃使室内保温，以减少暖通设备能耗，在建筑屋面加装太阳能发电及采热装置、风力发电机以获取洁净能量；对新建建筑，设计时，优化结构，墙体采用保温隔热材料、门窗采用双层玻璃或保温玻璃，窗户夏季防止太阳热量进入，在自然条件合适及环境许可情况下，要求在房顶设置太阳能发电及采热装置、风力发电机；建筑内的节水，通过建设将废水变成中水（用来冲厕、保洁、浇花草）的设备、采用小流量水龙头、采用节水马桶、采用节水洗衣机实现。然而，现状是建筑大都采取被动式节能措施。而被动式节能建筑最大的缺陷是，在夏季将太阳能拒绝于窗外，不能充分利用太阳能。被动式节能建筑还受限于天气影响，不能满足人们所需。所以，必须进行创新，挖掘建筑节能节水的潜力。兹介绍一种新概念房屋，将主动节能与被动式节能相结合，可显著地的节能节水。

2 新概念房屋技术方案

2.1构造

如图1～5示。在地基1上建立左保温墙2、右保温墙7、后保温墙13、框架6，后保温墙13的左右端分别与左保温墙2的后部、右保温墙7（从图1看）的后部联结，框架6的左右端分别与左保温墙2的内侧、右保温墙7的内侧、后保温墙13的内侧联结，框架6的朝阳面贴太阳能电池33（图5示）；在框架6各层中设置相间隔的前透光保温墙3和后透光保温墙14，前透光保温墙3和后透光保温墙14均与框架6密封联接；在前透光保温墙3和后透光保温墙14上开窗孔，在窗孔镶嵌前窗框4，将外透光保温板16与内透光保温板17间隔一距离并用密封条15将周围密封组成前窗扇5，外透光保温板16、内透光保温板17、密封条15围成一空腔，将前窗扇5安装在前窗框4中，并用两个管18将所述空腔的上部下部分别与前透光保温墙3和后透光保温墙14之间隔的上部下部联通联接；在后保温墙13上开窗孔，在此窗孔镶嵌后窗框12，将后透光保温板10与里透光保温板11间隔一距离并用密封条9将周围密封组成后窗扇8，将后窗扇8安装在后窗框12中；前窗扇5、前透光保温墙3、后透光保温墙14构成组合式墙窗；框架6、前窗扇5、前透光保温墙3、后透光保温墙14均朝阳；在左保温墙2、右保温墙7、后保温墙13、框架6的上端联结水平保温板55。

如图5示，导流管54的左端穿过后保温墙13上部、水平保温板55的左端并与它们联接，导流管54的右端穿过顶层的后透光保温墙14的顶部和前透光保温墙3、框架6最上层的水平底板的右端、水平保温板55的右端并与它们联接；垂直管40穿过框架6的除最上层和最下层的中部各层水平底板，其上端与导流管54联通联接；垂直39管穿过框架6除最上层的各层水平底板且固定在后保温墙13的内侧，在垂直管39的下端联通联接污水发电机36，污水发电机36的下端出口用管35与污水总管34联通联接；管47避开垂直管40把洗脸盆48的下水口、洗菜盆49的下水口、洗衣机50的下水口与废水箱45的上部联通联接；废水箱45的上部用管46与垂直管40联通联接，管46的右端下部伸入垂直管40内一部分，但最下层的管46仅与垂直管40的下端联通联接；管44将废水箱45的底部和马桶43的水箱联通联接，马桶43的水箱还外接可控的自来水；马桶43的下水口与垂直管39联通联接；地漏42用管41与垂直管39联通联接；在最下层的废水箱45上部设置溢流管38，溢流管38的左端与垂直管39联通联接。

凉水注入管53避开导流管54，凉水注入管53的上端穿过框架6的最上层板后再穿透水平板保温55并与它们联结，在凉水注入管53的下端联通联接注入/排放阀52。

管51避开导流管54，管51的上端依次穿过框架6的最上层板、水平保温板55并与它们联结，管51的上端上伸一段，管51的下端穿过框架6除最上层和最下层的中部各层水平底板，在管51上处于建筑各层室内各联通联接开关阀51-1，在管51的下端依次联通联接液力发电机28、管29，管29的下端与设置在室内的吸收式空调系统32（该系统已商业化批量生产，它利用热水既能制冷又能制热）的储水箱的进口联通联接，管29避开九号管24；管24避开导流管54，管24的上端穿过框架6的最上层板后再穿透水平保温板55并与它们联结，管24下部穿过框架6除最下层的各层水平底板；在管24的下部右端口依次联通联接单向阀30、管31，管31的右端与吸收式空调系统32的储水箱的出口联通联接，在建筑的各层室内均设置用管道与吸收式空调系统32制出的有用的凉气/暖气联通联接的排气窗；管21的上部避开管24、管51、垂直管40、导流管54，管21的上端依次穿过框架6的最上层板、水平保温板55并与它们联结，管21的上端与设置在水平保温板55上平面的散热器19的左端联通联接，散热器19避开管51、管24，管21的下端穿过框架6的除最上层和最下层的中部各层水平底板，在管21的下部间隔串接若干液力发电机25，每台液力发电机25处于建筑的每一层下部；建筑各层的管27避开管20，建筑各层的管27的左端与管21联通联接，建筑各层的单向阀26的左端与建筑各层的管27的右端联通联接，建筑各层的单向阀26的右端穿透建筑各层的后透光保温墙14的底部并与其联结，在最下层的管27上联通联接工质（如经处理过的水）泄放阀27-1；管20上部依次穿过框架6的最上层板、水平保温板55并与它们联结，管20上部的左端口与散热器19的右端联通联接，管20的下端穿过框架6的除最上层和最下层的中部各层水平底板，在管20上部联通联接工质（如经处理过的水）注入阀20-1；建筑各层的管22的左端与管20联通联接，建筑各层的单向阀23的左端与建筑各层的管22的右端联通联接，建筑各层的单向阀23的右端穿透建筑各层的后透光保温墙14的上部并与其联结；排气管19-1与散热器19内上部联通并与散热器19的上部联结。

在后透光保温墙14的外面设置能遮挡前窗扇5和后透光保温墙14的保温隔热帘子（图中未画），保温隔热帘子朝后透光保温墙14的一面为深色（如黑、深蓝、墨绿等色），保温隔热帘子与前窗扇5相对的部分做成可开闭的活窗。

在水平保温板55上建中空的保温式太阳集热器房顶，此房顶的斜面的下边缘弯翘，导流管54的端口穿透该弯翘并与其联结；在所述房顶的顶安装垂直轴风力发电机，所述房顶的朝阳面做成太阳集热器的，所述太阳集热器上部与房顶内部联通，所述太阳集热器下部联通联接水力发电机，该水力发电机与所述房顶内部联通；所述房顶将凉水注入管53的上端、管51的穿上端、管24的上端、所述水力发电机、散热器19及其排气管19-1均包在里面；跑气管穿透所述房顶的上部并与其联结；加热器、温度传感器分别穿透所述房顶的一面伸入所述房顶内，所述加热器、温度传感器均与所述房顶联接。

新概念房屋的电梯采用下降时能利用势能发电的电梯。

如图6～8示，房顶的一种为人字形：在水平保温板55上平面联结左斜板59、右斜板60、山墙58，左斜板59的下端和右斜板60的下端均弯翘，导流管54的端口穿透该弯翘并与其联结；左斜板59是保温的，右斜板60、山墙58均做成太阳集热器的，左斜板59的顶部与右斜板60的顶部联结形成人字坡面，在人字坡面的两头各联结一面山墙58；水平保温板55、左斜板59、右斜板60、山墙58组成人字形保温箱式太阳集热器房顶；左斜板59背阳，右斜板60、山墙58能受到日照；右斜板60上部、山墙58的上部和下部均与人字形保温箱式太阳集热器房顶内部联通，右斜板60下部内侧联通联接水力发电机63；人字形保温箱式太阳集热器房顶将凉水注入管53的上端、管51的穿上端、管24的上端、水力发电机63、散热器19、排气管19-1包在里面；加热器61、温度传感器62均穿过山墙58伸入到人字形保温箱式太阳集热器房顶内，它们均与山墙58联接；跑气管57的下端穿透人字形保温箱式太阳集热器房顶的顶并与其联通联接。

在人字形保温箱式太阳集热器房顶的顶间隔设置若干垂直轴风力发电机56。

2.2 节能节水原理

下雨时，雨水从房顶的斜坡流下，并通过斜坡下部弯翘汇入导流管54，继而从垂直管40下流，通过各层的管46流入各层的废水箱45。洗脸盆48的废水、洗菜盆49的废水、洗衣机50的废水都通过管47流入废水箱45，废水箱45中的废水待冲马桶43用。冲完马桶43的污水流入垂直管39。当所有废水箱45废水满时，再来的废水就通过最下层的废水箱45上的溢流管38流入垂直管39。洗澡的废水、刷地的脏水均依次通过地漏42、管41流入垂直管39。垂直管39中的废水和马桶43流出的脏水混成污水下流，下流的污水冲击污水发电机36发电后通过管35进入污水总管34流走。

在通常生活，关闭与马桶43联接的自来水，一般情况下存入废水箱45中的废水是够冲马桶43用，若偶尔不够用，可开自来水用。

通过注入/排放阀52向所述房顶内和所述太阳集热器内注水，水位高于管51的上端口而低于排气管19-1的上端口（如图中虚线所示）即可。维修或清洗房顶内时，通过注入/排放阀52排放。在春季、夏季、秋季，通过注入阀20-1向前透光保温墙3和后透光保温墙14之间隔、前窗扇5内、散热器19内注入工质（如经处理过的水）。

在春季、夏季、秋季，阳光加热前透光保温墙3和后透光保温墙14之间隔及前窗扇5内的工质，被加热的工质因密度减小而上升到前透光保温墙3和后透光保温墙14之间隔的上部，继而冲开单向阀23后依次经流管22、管20进入散热器19右部，再流到散热器19左部。管21中较凉的工质将下冲液力发电机25发电，再经管27冲开单向阀26进入前透光保温墙3和后透光保温墙14之间隔及前窗扇5内，填充被加热的工质上升后腾出的空间，散热器19里的热工质流动过程中将热量传给房顶里的水。随着阳光持续照射，此过程度不断循环，房顶里的水被连续加热升温且被保温。

阳光照射太阳集热器，使其中的水受热密度变小上升进入房顶内上部，同时房顶内下部的水冲动水力发电机发电后进入太阳集热器下部，由此形成循环，使它们内的水被加热且被保温。

被加热的水进入管51，下冲一号液力发电机28发电后经管29流入吸收式空调系统32的储水箱。

在夏季或室内闷热时，利用房顶内流入吸收式空调系统32的储热水箱的热水作热媒水，开启吸收式空调系统32为室内制凉，同时吸收式空调系统32依次经管31、单向阀30、管24向房顶内泵凉水。要外用热水时可从吸收式空调系统32的储水箱出或从开关阀51-1放出。在夏季，拉上所述的在后透光保温墙14的外面设置的保温隔热帘子，使前透光保温墙3和后透光保温墙14之间隔及前窗扇5内的工质吸收更多的阳光热。当然，为了照亮室内，打开帘子上与窗扇5相对的活窗。

在冬季，从泄放阀27-1放掉前透光保温墙3和后透光保温墙14之间隔及前窗扇5内的工质，白天拉开保温隔热帘子，让阳光透过前透光保温墙3、后透光保温墙14及前窗扇5直接温暖室内，而在晚上拉上帘子保温。在冬季无日照或严寒时，拉上保温隔热帘子，可开启吸收式空调系统32制热，在白天拉上保温隔热帘子但打开其活窗，在晚上拉上保温隔热帘子并关闭其活窗保温。在冬季无日照或严寒时，要用热水，开启房顶内的加热器61，并由温度传感器62检测其水温达到设定值时停止加热，低于另一设定值时又开始加热。

3新概念房屋优点

1）新概念房屋，在夏季利用太阳能产热，而且大大减少太阳热向室内传播；在冬季，能采取太阳热温暖室内且又保暖；四季的阳光都能很少减弱地通过窗照亮室内，此优点在夏季比现有的拒绝利用太阳能的拉窗帘的玻璃窗、贴隔热反光镀膜的玻璃窗优越得多；2）设置能利用太阳能的吸收式空调系统作为冷暖空调，总能使室内冬暖夏凉，且比现有的空调机节省电能显著； 3）新概念房屋含有充当室内用热水器和相当于空调机的吸收式空调系统，室内再不用装必需的热水器和空调机，还能利用太阳能产热水和调节室内气温宜人，它还保温隔热。

4结语

提出的新概念房屋，不但隔热保温达到节能，而且能充分利用太阳能、风能、生活废水势能、电梯势能等。新概念房屋，结构简单，成本低，值得推广。