Энергоактивное здание

(53) (56) ные тель 1983 т ои ча сти со строительству, сооружениям, ые источникие излучения ергев за зат. осоечноииг. 1;1; на корпус 1, естественли искустГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(72) Е. С. Абдрахманов, В. С. ВиниЕ Г. Железнова. М. Н. Ненахов,С. Д. Нефедов, А. В. Никулочкин,Е. Г. Г(лужников, Л. М. Дмитриеви Н. Т. Грушевой721.011:697.7 (088.8)Девис А., Шуберт Р. Альтер нприродные источники энергии вном проектировании. М: Строй(54) ЭНЕРГОАКТИВНОЕ ЗДАНИЕ (57) Изобретение относится к об строительства, а именно к зданиям оружениям, использующим тепловую Изобретение относится к а именно к зданиям и использующим возобновляем энергии - электрома гнитнь Солнца. Цель изобретения - улучшение эн тических и экологических параметро счет снижения эксплуатационных энерг рат и использования для застройки б вых территорий рельефных образов На фиг. 1 изображено предлаг здание - фасад с коллектором соли энергии; на фиг. 2 - разрез А - А на ф на фиг. 3 - разрез Б - Б на фиг. фиг. 4 - фасад с коллектором. Энергоактивное здание имеет частично заглубленный в грунт 2 ного (горный склон, скала, холм) игию солнца. Цель изобретения -- улучшение энергетических и экологических пара. метров 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, облучае. мую 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 углом, обеспечиваюп 1 им максимальную энергию экспонирования. 2 з. п ф-лы, 4 ил. венного (насыпь, берега) склона 3. Корпус 1 врезан в ск.чон 3 горизонтально Возможны вариаптныс решения уступообразной врезки, развивающей объем вниз или вверх от основного горизонта - уровня пола главного (первого) этажа. Выступающие за внешнюю границу (дневную поверхность) склона 3 ограждения корпуса 1 зда. ния состоят из наклонных скатов ограждения 4, совмещенных с коллекторами 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 в виде складки по меньшей мере с двумя другими скатами 6, 162410740 45 50 Формула изобретения 55 каждый из которых наклонен под встрецным 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, цто и склон 3, но в обгцем случае автономен от угла наклона поверхности 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, 1 О и 11 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 обра. зованием 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, образуюгцие боковые стенки канала 15, клино. образно сужаются книзу, а его фасадная стенка 18 может быть совмещена с внешней стеной здания или выпопнена 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 позво.пяет, в частности, сочетать пластическое измене 5 10 15 20 25 30 35 ние форм канала, например, с постоянством его 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 2 .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.Здание 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 фотоэлектрицеских 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 цастицно заглубленный в грунт корпус и внешний наклонный, ориентированный на сторону, максимально облучаемую солнцем, коллектор солнечной энергии, совмещенныйс 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 склону, причем нижние части желоба выполнены в виде каналов коленообразными нз вертикальных и сопряженных с ними горизонтальных участков с постоянной плошадью 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, отличающеесятем, 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 25грань покрытия с перепуском над ней с об.разованием защитного водоотбойного выступа.1624107 ВНИИПИ Гослдарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж - 35. Раушская наб, д 4(5 Производственно.издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул, Гагарина, 101