[发明专利]混凝土结构太阳能房顶

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能集热系统与建筑一体化的太阳能房顶，特别涉及以混凝土为房顶结构层的太阳能房顶。

背景技术

太阳能利用包括光电利用和光热利用，光电利用主要指太阳能电池，光热利用主要指聚光太阳能发电装置和太阳能集热(器)系统，应用最广泛的太阳能集热(器)系统是太阳能热水(器)系统。

太阳能热水(器)系统简称太阳能热水器，一般主要由支架、集热器、水箱构成，集热器分为玻璃真空管式和平板式两种，一般平板式集热器由金属平板集热体、金属外壳、保温材料、透明盖板构成，玻璃真空管本身是集热器也是集热体，太阳能热水器中最关键的部件是太阳能集热体，太阳能集热体主要分为真空玻璃管和金属平板式两大类，金属平板式分为管板式、翼管式、蛇管式和通孔扁盒式集热体，实质上翼管式、蛇管式与管板式一样都是铜管和金属板的结合，本发明中统称为管板式，目前能够长期承受热水腐蚀的金属材料是铜材，所以金属平板式集热体中与水接触部位一般都是铜材，通常太阳能热水器以其集热体的种类来分类。

太阳能是面能源，理论和实践都已经证明效率最高的太阳能集热体是金属材料制造的通孔扁盒式太阳能集热体，在这种集热体中，阳光吸收面下面布满待加热的介质，热交换最直接、迅速，热传导距离最短，这种结构需要使用大量铜材，铜材非常昂贵，焊缝很长，制造工艺复杂，制造成本很高，难以大规模使用。

本发明人在近几年发明了黑瓷复合陶瓷太阳板，也是一种平板式太阳能集热体，其结构是通孔扁盒式，与金属材料制造的通孔扁盒式太阳能集热体相比，形状基本相同，只是材料不同；黑瓷复合陶瓷太阳板由普通陶瓷和钒钛黑瓷组成，其基体是普通陶瓷，表面层是对阳光具有很高吸收率的钒钛黑瓷层。没有白度要求的普通陶瓷是目前已知的成本最低、寿命最长、性能最稳定的工程材料之一，以提钒尾渣为主要原料的钒钛黑瓷是目前已知的成本最低、寿命最长、性能最稳定的太阳能吸收材料；制造一平方米陶瓷太阳板的成本是制造同面积常规太阳能集热体的几分之一到十分之一，能耗是几分之一到几十分之一，使用寿命是几倍到十几倍；经国家太阳能热水器质量监督检验中心检验，黑瓷复合陶瓷太阳板的阳光吸收比是0.93，以黑瓷复合陶瓷太阳板组成的太阳能热水器的日得热量是8.6MJ以上，高于国家标准规定的7.0MJ。

我国目前主要采用真空玻璃管太阳能热水器，约占90％，其余是金属管板式太阳能热水器，也有极少量主要用于试验的通孔扁盒式太阳能热水器，欧、美、日、澳大利亚等国主要采用金属管板式太阳能热水器，也有少量通孔扁盒式太阳能热水器商品。

一般房顶至少由结构层、保温层、防水层构成，大多数房顶由混凝土结构层、保温层、水泥层、防水层构成；房顶的主要功能是隔热、保温，抵御风、雨、雪、日晒等对室内环境的影响；通常房顶包括平房顶、人字形的斜房顶和一面坡的斜房顶。

房顶是离人类最近、使人类最容易获得阳光的场所。所以一般人们将太阳能热水器安装在房顶上，以取得太阳能。如上所述，太阳能热水器主要由支架、集热器、水箱构成，经过多年使用，人们发现在房顶上大量安装太阳能热水器会严重影响建筑物的整齐和美观，安装过程和支架的压力容易损坏房顶防水层，支架腐蚀等原因会造成安全问题。

长期以来人们一直希望实现太阳能热水器与建筑一体化。

06年生效的国家标准“民用建筑太阳能热水系统应用技术规范”，09年7月6日财政部、建设部发出的关于“可再生能源建筑应用”的两项通知；各省正在酝酿、出台的新建筑必须采用太阳能热水系统的强制性规定等，都强调太阳能热水系统与建筑一体化。

尽管06年生效的国家标准“民用建筑太阳能热水系统应用技术规范”明确提出“太阳能热水系统与建筑结合，就是把太阳能热水系统产品作为建筑构件安装，使其与建筑有机结合”“使太阳能热水系统与建筑有机结合，成为建筑的一部分”，已经过去4年了，但是，到目前为至，房顶仍然只是包括结构层、保温层、水泥层、防水层，自成体系；太阳能热水器仍然只是由支架、集热器、水箱构成，自成体系。

至今，太阳能热水器仍然是架设在房顶上的自成体系的后置设备，个别的变化是将加固的集热器外壳紧贴斜房顶的防水层固定，从远处看似乎与房顶实现了一体化，本质上根本没有实现太阳能热水器与建筑一体化。

发明内容

本发明的目的是使平板式太阳能热水器与建筑物房顶真正实现一体化。

本发明是以合并平板式太阳能热水器与普通建筑物房顶功能相同的部分的方法实现太阳能热水器与建筑一体化：