一种太阳能风能一体化的节能柱的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了可用于大型公共建筑的利用太阳能光伏膜发电，诱导室外气流自然通风的一种太阳能风能一体化的节能柱。其主要构造为：（1）室外旋转百叶进风口(2)太阳能光伏薄膜（采用碲化镉薄膜电池）（3）钢柱结构（4）柱子底部出风口。柱头部分突出屋面，能够吸收室外太阳辐射，引导室外自然风且引导风量可调节。该节能柱充分利用了可再生能源，并且降低了过渡季节建筑空调能耗。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及建筑节能技术与绿色建筑领域中的利用太阳能光伏薄膜发电，旋 转百叶风口引导新风的，一种太阳能风能一体化的节能柱。 一种太阳能风能一体化的节能柱
【背景技术】
[0002] 建筑能耗在我国总能耗中所占的比例非常大，约为30%左右。我国建筑节能技术 正处在发展的初期，而"节能"已正成为社会发展各领域的重要主题。在建筑林立的城市， 作为耗能大户，建筑的节能低碳趋势成为全球的必然。据相关统计表明，我国建筑在建造和 使用过程中直接消耗的能源占全社会总能耗的30%。
[0003] 因此，目前建筑更加需要在节能环保技术的推动下，实现多种绿色节能技术一体 化的建筑模式，大力倡导利用太阳能的绿色节能建筑。根据相关研究，建筑全年能耗中，照 明能耗、供暖能耗、空调通风能耗位列建筑能耗的前三甲。因而可以供电的节能技术是建筑 迈向绿色转变的第一步台阶。由于屋面受到太阳直接辐射最强且作用时间最长，顶层室内 温度比其下层室内温度要高出2?4°C，其热负荷约占房屋热负荷的10%。而太阳能资源是 一种清洁的可在生资源，如何充分利用太阳能辐射，将其转化成电能的同时降低其对室内 产生的热负荷，是今后太阳能建筑一体化得发展方向。
[0004] 中国专利申请200910127679号公开了一种太阳能风能与建筑一体化的系统，其 特征在于是一种蓄能式多能源中央空调与建筑化一体系统；利用可再生能源，通过多种蓄 能设备，为建筑供电(照明、办公、动力及生活用电)、供热、制冷、生活热水、洗浴、治理室内 空气污染等一体化系统。但受太阳能资源可变性和地域分布不均性的限制，这种系统的推 广范围受限。
【发明内容】
[0005] 本实用新型的目的是提供一种降低大型公共建筑运行能耗的装置。该装置以伸出 建筑屋面的钢结构柱为依托，通过在其柱头上敷设太阳能光伏薄膜、设置旋转百叶进风口， 实现对太阳、风能这两种清洁能源的可再生利用。太阳能光伏薄膜可以将接收到的室外太 阳能转化为电能，供建筑物室内照明使用，降低了建筑照明用电量。旋转百叶进风口可以引 入室外新风，对室内实施自然通风，降低渡季节的空调能耗。
[0006] 本发明的基本思路是：集合了太阳能光伏发电技术、旋转百叶风口自然通风技术 的，太阳能风能建筑一体化的钢结构柱子。柱子整体采用全钢结构，柱头出屋面的顶部设计 为流线型，由钢结构做支撑，在其上布置碲化镉薄膜用于发电以及可调节开度的百叶进风 口引导室外新风；柱身部分中空，用于流通新风和引导太阳光，柱身底部设出风口，用于排 出新风。
[0007] 本发明采用的技术方案是：①在大型公共建筑室内和屋面外部做钢结构支撑柱， 柱上部三分之一处置于屋面外，柱头部成穹顶状，外形如蘑菇。柱顶部"蘑菇头"部分为全 玻璃材料并铺贴太阳能光伏薄膜(碲化镉薄膜)，用以发电。@该柱柱头采用弧形设计，柱头 顶端设置采风用的旋转百叶进风口，用以引入室外新风，以及调节百叶的开启角度来控制 进出风量的大小。③·柱子室内部分设置出风口，将引入的室外新风送至室内。
[0008] 本发明的优点：该钢结构柱综合利用了太阳能光伏发电技术、旋转百叶的自然通 风技术，并且合理的设计结构形式不仅使得该柱具有良好的使用功能，还能与建筑形态相 结合，达到一体化效果，加强了实用性、美观性及创新性。利用了可再生资源，减少了大型公 共建筑能耗，节约了能源。根据估算一个该节能柱（按照柱头部建筑垂直投影面积5m 2计 算）可以提供电能约为〇. 196Mwh/年，即196度电/年。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 本说明书包括如下四幅图：图1是一种建筑用太阳能风能一体化的节能柱的整体 效果图。图2是该节能柱结构大样图。图3是该节能柱上太阳能光伏薄膜大样图。图4是 节能柱上旋转百叶大样图。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。如图1，是该节能柱的整体效果 图，附图阐明了该柱实现太阳能风能建筑一体化的原理及效果。
[0011] 如图2,展示了该柱子的整体结构，大部分柱身置于建筑顶层楼板（5)下，其作用 是传递旋转百叶进风口（2)引入的新风。柱头部分置于室外，其上敷设太阳能光伏薄膜（1) 用于利用太阳能发电。柱头部支座（4)用于柱头的支撑。钢结构柱身（6)周围用30_中空 玻璃（3)包裹，内部中空，用于传递旋转百叶新风口（2)导入的新风，并通过底部出风口（8) 送出，。柱底部与楼地板表面（7)连接，并锚固于混凝土楼板（9)内，保证钢结构柱的稳定性 及承载部分结构荷载。
[0012] 如图3、在节能柱柱头设置太阳能光伏薄膜（1)，材料采用碲化镉薄膜电池，柱头 的弧形设计，可以加强太阳光的聚集，且外表面光滑，张力大，不易积尘，具有良好的"自清 洁"功能。太阳能薄膜安装方式为：通过近空间升华的方法将碲化镉薄膜沉积在玻璃衬底 上，然后进行电池封装，给电池焊接主栅线，用EVA将电池与背面玻璃板层压在一起，安装 线盒，通过终检即可。
[0013] 如图4、该节能柱头部弧形空间内中空，出口处设置旋转百叶（2)。当旋转百叶完 全开启，其角度与风向平行，使得经过此处的风以最大风量进入室内；当旋转百叶开启与风 向有一定夹角时，得以经过此处的一部分风量进入室内，一部分被百叶阻挡；当旋转百叶成 完全关闭状态，可以完全阻挡风进入室内。以此功能可以调节控制进入室内的风量风速，力口 强自然通风效果。
【权利要求】
1. 一种建筑用太阳能风能一体化的节能柱，其特征在于：柱子以钢结构柱（6)为主体， 柱头收集太阳能和风能，柱身由厚度为30mm的中空玻璃（3)包裹，在柱身下部接近室内地 面（7)处开设出风口（8)。
2. 按照权利要求1所述的节能柱，其特征在于：柱头为椭圆形，其上敷设太阳能光伏薄 膜（1 )，椭圆表面积大，有利于收集太阳辐射，旋转百叶新风口（2)与柱头钢架连接，可以根 据室外环境，调节百叶开度控制进入室内的新风量，柱身由钢架支撑，柱内径为lm，柱内部 通透，用于引导室外新风，中空玻璃（3)可以透过太阳光，有利于室内采光，出风口（8)在柱 身最下部，贴近地面，长宽尺寸为：20cmX 5cm，每个出风口间隔5cm，绕柱身底部分布一周， 柱身下部接近室内地面（7)处设置出风口（8)。
【文档编号】E04F17/04GK203867071SQ201420146195
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】李明洋, 张轩铭, 段平, 邹雨晴, 刘蒙蒙, 丑国珍 申请人:四川大学