一种超低能耗健康智能建筑的制作方法

1.本发明涉及智能建筑技术领域，尤其是一种超低能耗健康智能建筑。


背景技术：

2.随着经济持续发展和生活水平的不断提高，民众开始将提升生活品质的目光投到住宅上，开始寻求能够适应季候特征及场地条件的更为舒适的居住环境，这一类型的建筑以提供无热桥的围护结构、高气密性的门窗系统、智能家居、能源高效回收系统、通风系统为改进的关键点，虽然目前已有一些具有一定舒适性的智能且节能的建筑投入使用，但并不能将上述要点综合应用和优化。


技术实现要素：

3.本发明的目的是要提供一种超低能耗健康智能建筑。
4.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：本发明提供一种超低能耗健康智能建筑，包括能源循环系统、用于控制能源循环系统以及智能建筑内部的智能家居的控制系统，能源循环系统用于为控制系统以及智能家居供电并且用于回收储备智能建筑内产生的余冷和余热能源循环系统包括新风单元和光伏单元，光伏单元产生的电量输出至能源循环系统，余冷指的是智能建筑内的冷藏室、新风单元等设施过盈的冷量，余热指的是智能家居运行时散发的热量、光伏单元或智能建筑内其他的与光伏单元类似的采用自然资源产生的热量等，所说的会散发热量的智能家居也包括提到的冷藏室和新风单元，响应能源转型、节约资源的政策。控制系统还会依据智能建筑所在地区的气候变化控制能源循环系统的运行，进而使智能建筑内的各设施协作运行，使智能建筑维持在恒温、恒湿、舒适的状态，具体来说，恒温、恒湿指的是本智能建筑在冬季保持大于等于20℃的室内温度及大于等于30%的室内湿度，夏季保持小于等于26℃的室内温度及小于等于65%的室内湿度。新风单元将送风量差异稳定在1%内，并使智能建筑内的二氧化碳浓度小于等于1000ppm、pm2.5浓度小于等于35μg/m
³
。
5.超低能耗健康智能建筑还包括外墙系统、窗户系统、遮阳系统、屋面系统、内墙系统，外墙系统包括由辊涂镀铝锌钢板制成的外墙板，外墙板采用外侧覆有隔热涂层的连接构件安装，外墙系统的传热系数小于等于0.3w/(
㎡
·
k)。辊涂镀铝锌钢板指的是镀铝锌钢板表面辊涂有一定的涂层，涂层根据设计的需求设定。窗户系统采用外侧覆有隔热涂层的支撑件固定，遮阳系统位于窗户系统的外部，用于阻止太阳辐射从窗户系统向智能建筑内部口扩散，窗户系统的传热系数小于等于0.85w/(
㎡
·
k)；屋面系统具有保温隔热层且屋面系统的传热系数小于等于0.3w/(
㎡
·
k)；外墙系统、窗户系统、遮阳系统、屋面系统组成智能建筑的完整的外围护系统，并且其中无热桥，热传导系数低，构成保障智能建筑的气密性、水密性、保温性以及隔热性的第一道屏障。
6.内墙系统包括由辊涂镀铝锌钢板制成的内墙板，其材质相较其它常应用在墙板上的金属强度更大，在保证内墙板强度的同时能做到更轻薄，一方面减少占用的室内空间，另
一方面减少内墙板的因重量问题而带给安装的压力。内墙板上具有抗菌涂层和负氧离子涂层，前者有效防霉，后者能释放负氧离子，提高室内空气的质量。
7.进一步地，外墙系统还包括第一保温板，第一保温板位于外墙体的外表面。外墙板包括饰面板和第二保温板，饰面板为辊涂镀铝锌钢板，连接构件包括与墙体连接的安装板以及位于安装板前侧的用于承托第一保温板和第二保温板的底部的托板，在实际应用中，第一保温板的背侧采用粘结剂与外墙体连接，第二保温板的背侧也采用粘结剂与第一保温板的前侧连接，但相对于第一保温板和第二保温板自身的重量来说，粘结剂提供的连接强度是不够的，托板的承托能避免粘结剂强度不足而产生的保温板下滑、脱落的问题。左右相邻的两块第一保温板和左右相邻的两块外墙板的纵向的连接缝交错排列，实际上外墙板的连接缝均会采用密封胶密封，空气、水汽即便突破了外墙板纵向连接缝的密封胶的防线，也会被第一保温板抵挡。再者，双层设置具有隔音降噪的功效，智能建筑室内所感受到的噪音保持在30~40db范围内。
8.进一步地，窗户系统还包括窗框和窗扇，窗扇的内侧安装有中空玻璃，窗扇的外侧的具有第一型材，窗框具有第二型材，第一型材的前侧、第二型材的前侧均设置有第一隔热材料，第一隔热材料的作用是防止室外环境与第一型材、第二型材之间发生传热。并且第一型材的外侧、第二型材的内侧之间具有至少两个隔热构件，用于密封窗框与窗扇之间的连接处。窗框的四周通过支撑件与墙体连接，具体地，窗框的第二型材与支撑件连接，支撑件的外侧覆有隔热涂层，阻止了墙体与窗框相互传热。
9.进一步地，屋面系统包括在智能建筑屋顶上表面的依次铺设的第一隔汽层、保温隔热层、第一防水层、第二防水层，屋面系统还包括铺设于与智能建筑屋顶相连的女儿墙的内侧面的第二隔汽层，第一隔汽层与第二隔汽层相连。
10.进一步地，内墙系统的内墙板上的抗菌涂层的抗病毒活性率大于等于99.45%，负氧离子涂层所释放的负氧离子浓度平均1000~1500个/cm
³
。涂层所用的涂料的量根据实际使用需求计算得到，即内墙板具有抗菌功能以及释放负氧离子的功能的时效取决于涂料的用量。
11.进一步地，能源循环系统还具有热水箱与冷水箱，光伏单元产生的热量输入热水箱，即用于为热水箱中的热水加热。中央风机的供水管与热水箱、冷水箱通过第一阀门连接，中央风机的出水管与热水箱、冷水箱通过第二阀门连接，中央风机的供水和回水带有一定的热量或冷量，供水管、出水管与热水箱、冷水箱两两连接的目的是回收能量。
12.更进一步地，智能建筑内具有热藏室、冷藏室以及冷冻室，热藏室可用于衣物烘干、热食保温等，冷藏室、冷冻室可以用于食物的储藏。热藏室与热水箱连接，冷藏室、冷冻室与冷水箱连接。
13.进一步地，能源循环系统还包括用于为热水箱、冷水箱提供温度补偿的补热新风单元，当热水箱、冷水箱无法达到维持其功能所需的温度时，补热新风单元将补偿热量使其稳定运行。
14.由于上述技术方案运用，本发明相较现有技术具有以下优点：本发明的通过控制系统，能够在手机、平板电脑等操作操作平台对智能家居、门窗等进行远程操控，同时控制系统能够对本智能建筑内的能源消耗、能源回收、新风单元运行情况等进行监控；能源循环系统实现能源转型，达到节约资源、节能减排的效果；外墙系统、
窗户系统、屋面系统共同组成本智能建筑的外围护系统，外围护结构设置合理，热传导系数低，无热桥，隔音降噪；内墙板抗菌防霉，并能释放负氧离子，为室内带来自然生态环境的舒适感。
附图说明
15.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的组件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1是本发明超低能耗健康智能建筑的一个实施例的系统框图；图2是本发明超低能耗健康智能建筑的一个实施例的能源循环系统的示意图；图3本发明超低能耗健康智能建筑的外墙系统的一个实施例的结构示意图；图4是本发明图3的a区域的局部放大图；图5是图3的连接构件的结构示意图；图6本发明超低能耗健康智能建筑的窗户系统的一个实施例的结构示意图；图7是图6的b区域的局部放大图；图8是图6的c区域的局部放大图；图9是图6的d区域的局部放大图；图10本发明超低能耗健康智能建筑的屋面系统的一个实施例的结构示意图；图11本发明超低能耗健康智能建筑的内墙系统的一个实施例的结构示意图；图12是图11的e区域的局部放大图；图13是图11的另一视角的结构示意图。
16.其中，附图标记说明如下：100、能源循环系统；110、新风单元；120、光伏单元；130、热水箱；140、冷水箱；150、热藏室；160、冷藏室；170、冷冻室；180、补热新风单元；200、外墙系统；210、外墙板；211、饰面板；212、第二保温板；220、连接构件；221、安装板；222、托板；223、分隔板；230、第一保温板；240密封条；250、隔热垫片；300、窗户系统；310、窗框；311、第二型材；311a、第二木型材；311b第二铝型材；320、窗扇；321、中空玻璃；322、第一型材；322a、第一木型材；322b、第一铝型材；330、第一隔热材料；340、支撑件；350a、第一隔热构件；350b、第二隔热构件；350c、第三隔热构件；350d、第四隔热构件；360、隔热垫块；370、窗台板；400、屋面系统；410、保温隔热层；420、第一隔汽层；430、第一防水层；440、第二防水层；450、第二隔汽层；460、保护层；500、内墙系统；510、内墙板；511、第四保温板；512、第一面板；513、第二面板；520、隔热腔；530、安装组件；531、角码；531a、滑槽；532、第一连接件；533、挂接件；534、第一龙骨；535、第二龙骨；535a、挂接边；540、拼接件；541、插槽；550、隔热组件；560、插接部。
具体实施方式
17.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术
人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.在本发明的描述中，需要说明的是，有关方位描述的术语“上”、“下”“左”“右”是按照建筑的正常方向来定义的。术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
19.参考图1至图13，本发明提供了一种超低能耗健康智能建筑，包括在智能建筑内部 的能源循环系统100、控制系统、内墙系统500以及在智能建筑外部的外墙系统200、窗户 系统300、遮阳系统、屋面系统400，外墙系统200、窗户系统300、屋面系统400共同组成 智能建筑的外围护系统。能源循环系统100用于为控制系统以及智能家居供电，并且用于回 收储备只能建筑内产生的余冷和余热，余冷指的是智能建筑内的新风单元110等设施过盈的 冷量，余热指的是智能家居运行时散发的热量、光伏单元120或智能建筑内其它的与光伏单 元120类似的采用自然资源产生的热量等。控制系统用于控制能源循环系统100、智能建筑 内部的智能家居、门窗的开闭等。控制系统还会依据智能建筑所在地区的气候变化控制能源 循环系统100的运行，进而使智能建筑内的各设施协作运行，使智能建筑维持在恒温、恒 湿、舒适的状态，具体地，恒温、恒湿的状态指的是本智能建筑在冬季保持大于等于20℃ 的室内温度及大于等于30％的室内湿度，夏季保持小于等于26℃的室内温度及小于等于 65％的室内湿度。
20.能源循环系统100包括新风单元110、光伏单元120、补热新风单元180、热水箱130、冷水箱140，如图2。光伏单元120利用太阳能发电，其所产生的电量、热量均输出至能源循环系统100，尤其是光伏单元120所产生的热量直接用于为热水箱130中的热水加热。补热新风单元180用于为热水箱130、冷水箱140提供温度补偿，当热水箱130、冷水箱140无法达到维持其功能所需的温度时，补热新风单元180将补偿热量使其稳定运行。补热新风单元180所利用电能工作，可以是利用能源循环系统100内储备的电能，也可以是入户交流电，因为智能建筑内部能量回收再利用，因此补热新风单元180的补偿范围不大，其耗费的电能较少。智能建筑内具有热藏室150、冷藏室160以及冷冻室170，热藏室150可用于衣物烘干、热食保温等，冷藏室160、冷冻室170可以用于食物的储藏，其中热藏室150与热水箱130连接，冷藏室160、冷冻室170与冷水箱140连接。
21.新风单元110将送风量差异稳定在1%内，并使智能建筑内的二氧化碳浓度小于等于1000ppm、pm2.5浓度小于等于35μg/m
³
。新风单元110的供水管与热水箱130、冷水箱140通过第一阀门连接，新风单元110的出水管与热水箱130、冷水箱140通过第二阀门连接，新风单元110的供水和回水带有一定的热量或冷量，供水管、出水管与热水箱130、冷水箱140两两连接的目的是回收能量。
22.如图3至图5，外墙系统200包括位于墙体外表面的第一保温板230、位于第一保温板230前侧的外墙板210，第一保温板230和外墙板210的底部由连接构件220承托。对于外墙系统200而言，“前侧”被定义为相对远离墙体的一侧，反之“背侧”被定义为相对靠近墙体的一侧。
23.具体地，外墙板210包括第二保温板212和饰面板211，饰面板211位于第二保温板212的前侧。第一保温板230的背侧通过粘结剂与墙体相连，第二保温板212的背侧通过粘结剂与第一保温板230的前侧相连。
24.连接构件220外侧覆有隔热涂层，连接构件220包括托板222、安装板221、分隔板223，托板222位于安装板221前侧，分隔板223位于安装板221前侧且位于托板222上方。安装板221用于与墙体连接并且安装板221与墙体之间具有隔热垫片250，托板222用于承托第一保温板230和外墙板210。对于左右相邻的两块第一保温板230，这两块第一保温板230均承托与托板222之上并且分别位于分隔板223的两侧，托板222的前部延伸至上下相邻的两块外墙板210之间的横向连接缝中，但分隔板223仅延伸至与第一保温板230厚度相对应的位置，即分隔板223插入左右相邻的两块第一保温板230的纵向的连接缝中。连接构件220的设置有利于安装时第一保温板230的对位，降低施工难度；同时能够避免因粘结剂强度不够造成的第一保温板230、外墙板210脱落。左右相邻的两块外墙板210的纵向的连接缝与左右相邻的两块第一保温板230的纵向的连接缝在前后方向上交错设置，有利于增强外墙系统200的气密性。双层保温板的设置还能够隔音降噪，智能建筑室内所感受到的噪音保持在30~40db范围内。
25.对于相邻的两块外墙板210，无论是左右相邻、上下相邻，其连接缝的前部均采用填充材料填充，填充材料的前部注胶密封。外墙板210的侧部具有密封条240，相邻的两块外墙板210的相邻侧部的密封条240相互搭接，并且密封条240在连接缝中位于填充材料的后方，密封条240与填充材料之间、密封条240后部均采用第二隔热材料填充。同理，用于提高外墙系统200的气密性和水密性。
26.本实施例的外墙系统200中，饰面板211为辊涂镀铝锌钢板，第一保温板230、第二保温板212分别为真空绝热板、石墨聚苯板，隔热涂层的涂料为复合硅酸镁铝涂料，填充材料为泡沫棒，第二隔热材料为聚氨酯泡沫，密封条240采用橡胶条，粘结剂为砂浆。这里所说的辊涂镀铝锌钢板指的是镀铝锌钢板表面辊涂有一定的涂层，这里的涂层根据设计的需求设定。
27.外墙系统200无热桥，外墙系统200的传热系数小于等于0.3w/(
㎡
·
k)。
28.如图6至图9，窗户系统300包括窗框310和窗扇320，窗扇320包括由第一型材322组成的框体和设置于框体内侧的中空玻璃321。第一型材322包括第一木型材322a和第一铝型材322b，第一铝型材322b包被第一木型材322a的前侧，并且两者之间设置有第一隔热材料330。窗框310包括第二型材311，第二型材311同样为框状，第二型材311包括第二木型材311a和第二铝型材311b，同样，第二铝型材311b包被第二木型材311a的前侧，第二铝型材311b与第二木型材311a之间也设置有第一隔热材料330。第一隔热材料330在两种型材之间过渡，避免室外与室内通过窗框310和窗扇320的框体进行热传递，提高了保温性。对于窗户系统300而言，“前侧”被定义为相对靠近室外的一侧，“后侧”被定义为相对靠近室内的一侧。
29.窗扇320的外侧设置有第一隔热构件350a和第二隔热构件350b，窗框310的内侧设置有第三隔热构件350c和第四隔热构件350d，当窗户处于关闭状态，第一木型材322a与第二木型材311a位置对应，第一铝型材322b与第二铝型材311b位置对应，第一隔热构件350a、第二隔热构件350b均与窗框310的内侧相抵，第三密封件、第四密封件均与窗扇320的外侧相抵，即在同一水平面上，这四个密封件从窗户的后侧往窗户的前侧依次排列并将窗扇320与窗框310之间的连接处封堵。
30.窗框310的外侧的四周通过支撑件340与墙体相连并且使窗户悬挂与墙体之外。支
撑件340呈l形，支撑件340的外侧覆有隔热涂层，并且支撑件340与窗框310之间具有隔热垫块360，阻止了墙体与窗框310相互传热。具体地，支撑件340的阳角与墙体、窗框310连接，阴角与外墙系统200的第一保温板230连接，支撑件340与第一保温板230之间也不传热。
31.窗框310下部的前侧具有窗台板370，窗台板370与窗框310之间采用第二填充材料分离，窗台板370向前延伸覆盖位于窗户下方的外墙系统200的顶部，窗台板370的位置与第一保温板230的前部、外墙板210均对应，并且窗台板370下方的外墙板210上的密封条240与窗台板370的下部相抵，该外墙板210、第一保温板230、窗台板370之间填充有第三隔热材料。
32.遮阳系统安装于窗户系统300的外部，附图中未示出，遮阳系统采用现有技术中装置。本实施例可以给出遮阳系统的一种简单构思，该遮阳系统采用卷帘结构。遮阳系统可以与控制系统相连，也可以不与控制系统相连，当其与控制系统相连时，由控制系统根据本智能建筑所处的季候、天气、室温等因素控制遮阳系统的自动开闭，当其不与控制系统相连，则遮阳系统通过手动开闭。遮阳系统的设置有效减少太阳辐射向室内扩散，进而降低新风单元110的能耗。
33.本实施例的窗户系统300中，第一隔热材料330为高密度聚苯板，第二填充材料为泡沫棒，第三隔热材料为聚氨酯发泡胶，第一隔热构件350a、第二隔热构件350b均为聚氨酯发泡密封条240，第三隔热构件350c、第四隔热构件350d均为三元乙丙橡胶密封条240，隔热涂层采用复合硅酸镁铝涂料。
34.上述窗户系统300与遮阳系统的共同作用，使窗户系统300的传热系数小于等于0.85w/(
㎡
·
k)。
35.如图10，屋面系统400包括在智能建筑屋顶上表面的依次铺设的第一隔汽层420、保温隔热层410、第一防水层430、第二防水层440，屋面系统400还包括铺设于与智能建筑屋顶相连的女儿墙的内侧面的第二隔汽层450，第一隔汽层420与第二隔汽层450相连。第一隔汽层420与屋面之间涂有冷底子油。本实施例中的屋面为不能上人的屋面，若实际应用中的屋面为能够上人的屋面，则第二隔汽层450的背离女儿墙的一侧面、第二防水层440的上方均需要铺设混凝土作为保护层460。
36.保温隔热层410具有至少两层错缝设置的第三保温板，本实施例中保温隔热层410具有三层，第三保温板相互之间通过pu胶粘贴。
37.本实施例中的屋面系统400，第一隔汽层420、第二隔汽层450均采用带铝箔面的隔汽卷材，第一防水层430采用sbs 防水卷材，第二防水层440采用带岩板的sbs防水卷材，第三保温板采用泡沫玻璃板。这种保温隔热层410的材料吸水率低，不易造成屋面开裂。
38.上述屋面系统400的传热系数小于等于0.3w/(
㎡
·
k)。
39.如图11至图13，内墙系统500包括内墙板510和安装组件530，内墙板510通过安装组件530安装与内墙体的表面，内墙板510与内墙体之间形成隔热腔520。隔热腔520对室内的热稳定性有利，防止室温出现较大温差，也可以让墙体的湿润情况得到改善，智能建筑的新风单元110的管道、水电管线均可布局于隔热腔520中，方便后期维修。
40.安装组件530包括角码531、第一连接件532、挂接件533、竖直设置的第一龙骨534、水平设置的第额龙骨535。角码531的后部与墙体固定连接，并且其前部开设有沿前后方向设置的滑槽531a，第一龙骨534的后部的左右两侧具有与滑槽531a一一对应的通孔，第一连
接件532穿过滑槽531a和通孔以将第一龙骨534挂接在角码531上。角码531的前部的外侧覆有隔热涂层或隔热套件，防止连接处形成热桥。第额龙骨535连接与第一龙骨534的前侧，第额龙骨535的前侧具有挂接边535a，挂接件533设置于内墙板510的背侧，挂接件533与挂接边535a相挂接。第一连接件532在滑槽531a中前后位移可以调整内墙板510相对墙体的距离。
41.内墙板510包括第一面板512、第二面板513、夹设于第一面板512和第二面板513之间的第四保温板511，第一面板512为相对靠近墙体的面板，第二面板513为相对远离墙体的面板。第一面板512、第二面板513均为辊涂镀铝锌钢板，其材质相较其它常应用在墙板上的金属强度更大，在保证内墙板510强度的同时能做到更轻薄，一方面减少占用的室内空间，另一方面减少内墙板510的因重量问题而带给安装的压力。
42.左右相邻的两块内墙板510通过两个拼接件540连接，两个拼接件540一前一后设置，并且两个拼接件540之间设置有使两个拼接件540相分离的隔热组件550，以避免热量在两个拼接件540之间传递。一块内墙板510的第一面板512、第二面板513的同一侧之间也设置有使两者相分离的隔热组件550，防止热量由一个面板传递到另一个面板上。
43.具体地，拼接件540上具有对称设置的两个插槽541，第一面板512、第二面板513的左右两侧均具有插接部560，插接部560插接于插槽541中，使相邻两块内墙板510连接牢固，降低内墙板510开裂、变形的风险。插接部560的外侧也具有隔热套件。
44.在内墙系统500中，“前侧”被定义为相对远离墙体的一侧，“背侧”被定义为相对靠近墙体的一侧。另外需要说明的是，上述内墙系统500的连接结构不仅可以应用于左右相邻的两块内墙板510，也可以应用于上下相邻的两块内墙板510，在本实施例中，为了美观性而默认内墙板510的高度与室内层高相同，因此仅本实施例的内墙板510仅在左右方向具有连接关系。
45.本实施例的内墙系统500中，隔热涂层采用复合硅酸镁铝涂料，隔热套件为橡胶件，隔热组件550为尼龙条与聚氨酯泡沫的组合，第四保温板511为高密度聚苯板。
46.至少第二面板513上具有抗菌涂层和负氧离子涂层。本实施例中的负氧离子涂料，采用40~60份聚酯树脂、10~20份氨基树脂、5~10份环氧树脂、1~3份分散剂、0.1~0.5份消泡剂、0.5~1份防沉剂、1~2份流平剂、10~20份负氧离子粉、10~20份电气石粉、5~10份硅藻土粉、5~10份二甲苯、5~10份醋酸丁酯制成。具体地，先将前三种组分混合，再依次边搅拌边加入后续的九种组分，最后经500r/min转速搅拌2h得到。本实施例中的抗菌涂料，采用70~80份pvdf树脂、5~15份颜料、1~2份流平剂、10~20份稀释剂、0.1~1份平均粒径30 nm的纳米银、1
‑
2份二氧化钛、1~2份氧化锌制成。具体地，先将前四种组分以100r/min转速搅拌5 min制成基础液，再分别添加后三种组分，最后以500
‑
800 r/min转速搅拌2
‑
3 h得到。内墙板510上的抗菌涂层的抗病毒活性率大于等于99.45%，负氧离子涂层所释放的负氧离子浓度平均1000~1500个/cm
³
。涂层所用的涂料的量根据实际使用需求计算得到，即内墙板510具有抗菌功能以及释放负氧离子的功能的时效取决于涂料的用量。
47.需要说明的是，本实施例中所列举的部件的选材以及连接结构均可以采用现有技术中的更优选替换，而不局限于本实施例的举例。负氧离子涂料、抗菌涂料的制备方法及配方不能理解为对发明中的负氧离子涂料、抗菌涂料的限定。
48.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人
士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。