[发明专利]负能耗环境空调用于城镇存量建筑的技术

说明书

本发明为改造城镇建筑群实现负能耗全节省环境空调的技术，属于采暖空调技术、节能技术、环境保护技术和防灾技术。

我国430多亿平方米的存量建筑中，99％是高能耗建筑，其单位建筑面积能耗量是发达国家的3-4倍。2000～2005年，我国每年新建房屋20亿平方米，其中95％仍是高能耗建筑。我国总能耗中，有近30％能耗是建筑能耗。国家已对建筑节能加以极大的关注，投入了不少科研和示范工程经费，出台了许多政策法规。据2002年测算，我国城市的平均容积率为0.33，而国外一些城市的容积率为2.0以上。我国香港的容积率即为2.0。城市和乡镇的发展必须走空间集约利用的道路，其中既包括将要施工的建筑，也包括存量建筑的改造。我国的存量建筑既严重浪费能源，也严重浪费空间。全世界约有60％的太阳能电池用于并网发电，主要是城市的“屋顶计划”。我国对此尚处于示范阶段，要到2010年才会有中国的“屋顶计划”。钱学森院士提出山水城市理论，要把“整个城市建成一座超大型园林”。

本发明将“负能耗全节省环境空调”(专利申请号200610104358.4)的原理与基本方法用于改造城镇既有建筑，这样不仅全国居民有高舒适度和高保健性的居住环境，还可为提高城市容积率，提前实现“屋顶计划”，很快普及设想中的城乡超大型园林。由于存量建筑相对于本发明，它们都是高能耗的。现在将它们改造，是实现我国近期减少总能耗30％，减少CO₂排量，实现《京都议定书》迫切任务的要求；也是对实现节地、节水、节材料等的必然选择，是全面改善人民居住和休闲环境的需要。

本发明是这样实现的：

以现有的相当于四车道宽度的主要街道、公园、河流、湖泊、山坡、陡崖、厂区等为界，将城(镇)区划分为若干个“小区”。再在此小区内划分出1～几个“常春区”。常春区的划分原则是：东西方向尽可能地长，东西方向相邻楼群的最大间距一般不超过30米；与外界特别是与公交线路等的交通要方便、安全；它们形成的封闭边界尽可能的短，但不一定要求形成矩形，也可以是不规则形的。

在完成规划后，常春区的建设步骤是：将位于常春区南、北边界位置的东西方向的各楼群连接；将常春区东西两端的楼群的东边和西边分别连接，这样就形成了由最北楼的北墙和最南楼的南墙以及最东楼的东墙和最西楼的西墙围成封闭圈(留有与外界联系的一些大门)。连接的方式根据现有楼房的分布、间距和承重要求等选择。多为填空式，即在需要连接处插空建楼实现对相邻两楼的连接；当连接的空间太小或不规则，从而难以建楼利用的，可在外墙面连线位置建隔离墙，或建成具垂直升降设施的汽车库。对于这些起连接作用的楼、墙、库的统一要求是：①其高度要遵从城市规划，或参照常春区内其它楼的高度决定。②一律用金属框架，且不加防隔热材料(但最外一边要加贴防隔热材料)，为的是利用金属的高导热性和高热容量，以其裸露加快吸放热来实现对昼夜和晴雨天温度的均匀。③设计寿命大于30年。由于区内建筑是在1～30年前所建，它们要在25年左右后要拆除重建，所以它们的使用期限应达到1～2代房屋的寿命。④它们要承受顶棚的重量和其所受的风压，所以要有足够的强度和寿命。至于原有建筑是否可用于顶棚的承重，应根据它们的楼龄、设计和建筑质量等决定。对较近年代的楼，且高度合适，载重安全，也可在它上面直接加顶棚。⑤一般围护结构的厚度决定于它的承重要求和当地气候条件(主要为冬季保温和夏季隔热)。在本发明中除常春区外围的一圈墙体和门窗要考虑当地气候条件外，其余的都可以只根据承重要求设计。内圈和院内的建筑的墙体可以很薄，门窗只要单层的，这可以节省大量建筑投资。⑥南墙面是冬季采集太阳能的主要位置，应很好利用。在华南地区，这南墙面只在窗户上用光导块。在长江以南地区除窗户用光导块采光供南面房间取暖外，还应增加墙体位置的光导块，并将其采集的阳光由与光导块耦合的光缆经间壁墙的空心砖输送到北面房间。在黄河流域则应在全部窗户和南墙安装光导块，并将南墙采集的阳光由光缆送往北面房间。在更北地区的内蒙与东北，还应在南墙面、楼顶之上和顶棚之上都安装立式光导块；在顶棚亦安装光导块，并将其采集的阳光投入北屋窗内或直射院内土壤(用土壤储热)。为充分利用土壤深部贮热，可在院内压入许多金属管，金属管的多少视楼群的高度而定。其余的与负能耗全节省环境空调一样，下面将其介绍如下：