CN101614084B - 带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷。该支杆式轻便型游牧帐篷主要由支杆、以及设置在支杆上的篷围构成，篷围包括侧围和篷顶，侧围和篷顶分别设置有侧窗洞和天窗洞，侧窗洞与篷围的面积比为0.04～0.12，天窗洞与篷围的面积比为0.006～0.018；篷顶的上端还设有外顶，平均间距为150～300mm；帐篷采用导热系数为0.042～0.055W/m℃的纯白色或浅灰白色有机氟防水透气性面料制成。本发明实现了轻便型游牧帐篷在防热、通风和排烟等功能方面进行根本的改善；削弱了帐篷的“温室效应”和“冷室效应”；增加了帐篷的隔热和保温性能，提高牧民在游牧期间的生活居住品质。

Description

带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷

技术领域

本发明涉及一种帐篷，具体是指一种带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷。

背景技术

为了适应“逐水草”放牧的生产方式，千百年来牧民们发挥其聪明才智，创造出了牛毛毡帐篷。牛毛帐篷通常以木柱做支撑、手工编织牛毛毡做围护，靠世代承袭的经验和方法自己动手搭建。牛毛帐篷既是牧民不可缺少的生产工具，又是牧民赖以栖息的居所。它具有迁徙快捷、场地适应性强的时空特征，就地取材、廉价经济；但往往空间矮小、色彩单一，帐篷内阴冷潮湿，漏雨透风，烟熏火燎现象普遍，室内热湿环境和舒适性都较差。

随着游牧民与外界联系的加强，采用各种纤维材料作为帐篷面料的单支杆“八一式”帐篷、双支杆或三支杆帐篷在牧区被少数牧民用作游牧帐篷。与传统牛毛毡帐篷相比，这些帐篷的优点是，结构采用一根或多根金属杆件取代牛毛帐篷的木桩，杆件和配件标准化，数量少，篷围采用轻薄的单层布料，总体重量轻，单位居住空间重量仅相当于牛毛帐篷的20～40％，防雨、保暖性能有较大的改善，居住舒适性有明显的提高。

虽然“八一式”单支杆帐篷和其它形式的双支杆或三支杆旅游帐篷具有轻便、安装快捷等牛毛帐篷不具备的优点，但当专为野战部队或旅游设计的帐篷用于游牧民放牧期间生活使用时，存在以下几个方面的问题：1)、排烟能力差。由于野战部队有专门的炊事班，旅游时很少在帐篷里生火做饭；而牧民做饭、煮茶、烤糌粑、取暖等日常生活都离不开以牛粪或薪柴为燃料的灶具，燃烧产生的烟气外漏，不可避免地造成对帐篷内空气的污染，排烟功能是这些帐篷没有考虑的；2)、防热能力弱。与传统牛毛毡相比，这些帐篷布料密实，透气性差得多；牧区一般海拔较高，太阳辐射比较强，即使是比较寒冷的季节，白天太阳辐射强烈时，帐篷内的温度较高，热气不能及时排出，“温室效应”明显，而手工编织的牛毛毡因透气效果好，“温室效应”弱，防热能力强；3)、通风换气不足。由于牧民要在帐篷内起居和从事一些诸如制奶酪等生产活动，加之各种生活生产设施堆放于空间不够宽敞的帐篷内，帐内空气质量将受影响，确保帐篷的良好通风条件是消除室内异味、保持室内卫生健康的空气品质所必需(牛毛毡透气性好)。4)、气候适应能力有待进一步改善。游牧期一般是4～10月，牧区一般是高原型气候，早晚温差大，“早穿棉袄午穿纱”，白天太阳辐射和紫外线很强，夜间天空冷辐射也很强，在7、8月的夜间有时气温也在0℃以下。

上述支杆式游牧帐篷除存在以上问题外，还具有明显的“冷室效应”，即在晴朗的夜晚，保温型帐篷室内的气温反而比室外气温还要低，形成“冷室”。通过反复实验研究，发现“冷室效应”主要是由于夜间的天空冷辐射造成的，天空冷辐射越强，帐篷内的“冷室效应”越明显；而在云层较厚的夜晚，“冷室效应”微弱，甚至几乎不出现“冷室效应”。

游牧帐篷在使用过程中，会经历各种气象条件，在全年中，室外气温和气象条件都是变化的。当室外气温低于人们感觉的夏季舒适温度26℃时，“温室效应”对于改善帐篷内的环境是有利的；但如果“温室效应”太强，超过了26℃，居住者感到闷热，就需要抑制了；当室外气温高于26℃时，“温室效应”都会导致帐篷内更不舒适，都需要抑制。同样，当室外气温高于人们冬季感觉的舒适温度18℃时，“冷室效应”对于改善帐篷内的环境是有利的，但如果“冷室效应”太强，使帐篷内气温低于了18℃，冷感变明显，就需要抑制了；当室外气温低于18℃时，“冷室效应”都会导致帐篷内更不舒适，都需要抑制。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷，该轻便型游牧帐篷通过对帐篷篷围的科学合理设计，实现轻便型游牧帐篷在防热、通风和排烟等功能方面进行根本的改善；通过在篷顶上端增设外顶，削弱其“温室效应”和“冷室效应”；合理选择帐篷面料的导热性能和颜色，进一步削弱帐篷的“温室效应”和“冷室效应”，增加帐篷的隔热和保温性能，提高牧民在游牧期间的生活居住品质。

本发明的目的是通过下述技术方案实现：带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷，主要由支杆、以及由支杆撑起的篷围构成，篷围包括侧围和篷顶，所述侧围上设置有侧窗洞，其特征在于，所述侧窗洞与篷围的面积比为0.04～0.12。

进一步的，所述篷顶还设置有天窗洞，天窗洞与篷围的面积比为0.006～0.018。

上述侧窗洞与篷围的面积比指的是帐篷四周侧面窗户洞口(含门)的面积之和与整个篷围面积(含所有洞口)的比值，简称侧窗围比；天窗洞与篷围的面积比指的是帐篷顶部各面开设的天窗的洞口面积之和与整个篷围面积(含所有洞口)的比值，简称天窗围比。

所述侧窗洞与篷围的面积比为0.04～0.12，天窗洞与篷围的面积比为0.006～0.018，侧窗围比和天窗围比在上述范围内可任意优化组合，综合考虑增大侧窗洞和天窗洞导致生产成本和防雨难度增大的因素，侧窗围比在0.08附近、天窗围比在0.012附近时的组合为最佳。

再进一步的，所述篷顶的上端还设置有外顶，外顶与篷顶的平均间距太小，保温、隔热效果不理想；平均间距太大，对进一步增强保温、隔热效果的作用不明显，且使外顶的高度增大，抗风能力减弱。综合考虑，其平均间距设计为150～300mm，且优先设计为200mm。

外顶可反射部分太阳紫外线和热量，并可根据使用者需求进行拆装。增设的外顶在帐篷的篷顶形成流动的空气间层，夏天可隔绝部分太阳热量，冬天对减少帐内热量散失有利，进而提供较舒适的帐内热湿环境。

外顶依据其面积的大小可分为三种：大型外顶、中型外顶和小型外顶。大型外顶在蓬围外侧形成宽1.5～2m的半室外檐廊，拓宽了牧民生活生产空间；中型外顶在蓬围外侧形成小屋檐，有效排水，防止雨水侵蚀帐篷立面；小型外顶在篷顶形成静止的空气间层，保证较舒适的帐内热湿环境。

更进一步的，所述带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷采用导热系数为0.042～0.055W/m℃的有机氟防水透气性面料制成，面料颜色优先选用纯白色或浅灰白色。当帐篷结构、形式、尺寸参数和其它材质都相同，仅面料的材质不同时，选择导热系数较小的材料作为帐篷面料，对改善帐篷的保温、防热性能都是有利的；且由于不同颜色面料对于辐射波的反射率和吸收率不同，浅色面料的反射率高而吸收率低，据此本发明中的游牧帐篷优先采用导热系数为0.042～0.055W/m℃的纯白色或浅灰白色有机氟防水透气性面料制成。

为了使帐篷能快速排出牧民生活过程中产生的烟气，在篷围的顶部或侧围上设置有用于烟囱穿过的烟囱口，从而确保炉内烟气能顺利排出，改善帐篷内的空气质量。为防止烟囱过热破坏烟囱周边的篷围面料，用夹有石棉布或石棉板的金属片作为篷围面料与烟囱的过渡衔接部件，起到阻燃作用。篷围面料通过固定构件与金属片固定。

帐篷的篷围由侧围和篷顶构成，侧围和篷顶可缝制为一体，形成整体式；也可是分体式的，侧围和篷顶形成独立个体，在侧围和篷顶连接部位设置连接构件，连接构件可以是尼龙粘带、连环扣、扣环组或者拉链。组装帐篷时，用主支杆和多根边支杆共同支撑篷顶与外顶，若为分体式蓬围，用主支杆和边支杆固定了篷顶，可将侧围通过预设的连接构件与篷顶相接，构成完整的篷体；也可不挂侧围，形成独立凉棚。

所述侧窗洞和天窗洞上均设置有窗帘，用于防风、防雨、防雪和防止太阳光直射；侧窗和天窗洞口处还可根据需要增设纱窗或透光片，纱窗用于防止蚊虫进入帐篷内影响牧民的日常生活，透光片能在保证帐内充足的采光日照条件下阻断寒风侵袭。

所述篷围的内侧还可设置若干个口袋，便于牧民放置日常生活用品。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)通过科学实验为依据，对帐篷的篷围进行科学合理设计，实现保温型帐篷在防热、通风和排烟等功能方面进行根本的改善。

(2)通过在篷顶上端增加外顶，削弱了游牧帐篷的“温室效应”和“冷室效应”。

(3)通过科学实验为依据，合理选择蓬围面料的导热性能和颜色，进一步削弱了帐篷的“温室效应”和“冷室效应”，增加帐篷的隔热和保温性能，提高牧民在游牧期间的生活居住品质。

附图说明

图1为带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷的一种支杆的结构示意图；

图2为带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷的另一种支杆的结构示意图；

图3为带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷的再一种支杆的结构示意图；

图4为带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷增设大型外顶时的剖面示意图；

图5为带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷增设大型外顶时的立面示意图；

图6为带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷增设中型外顶时的剖面示意图；

图7为带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷增设中型外顶时的立面示意图；

图8为带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷增设小型外顶时的剖面示意图；

图9为带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷增设小型外顶时的立面示意图；

图10为不同侧窗围比对帐篷内气温的影响曲线图；

图11为不同天窗围比对帐篷内气温的影响曲线图；

图12为不同侧窗围比和天窗围比组合对帐篷内气温的影响曲线图；

图13为外顶对帐篷保温性能的影响曲线图；

图14为外顶对帐篷隔热性能的影响曲线图；

图15为不同面料材质对帐篷保温性能的影响曲线图；

图16为不同面料材质对帐篷防热性能的影响曲线图；

图17为不同面料颜色对帐篷保温性能的影响曲线图；

图18为不同面料颜色对帐篷防热性能的影响曲线图。

附图中标记及相应的零部件名称：2-侧围；3-篷顶；4-侧窗洞；5-天窗洞；6-窗帘；7-外顶；8-烟囱口；9-主支杆；10-边支杆；11-横杆；12-附加支杆。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

本发明主要由支杆、以及设置在支杆上的篷围和外顶7构成，篷围包括侧围2和篷顶3，所述篷围上设置有侧窗洞4和天窗洞5，侧窗洞4和天窗洞5上均设置有窗帘6；所述篷顶3的上端设置有外顶7，篷围和外顶7上设置有用于烟囱穿过的烟囱口8。

本发明涉及的帐篷的结构形式有三种：一种为图1所示的一根主支杆9和多根边支杆10形式，主支杆9位于帐内中心处，与多根边支杆10一起支撑篷围，形成帐篷内部空间；另一种为图2所示的两根主支杆9和多根边支杆10形式，两根主支杆9通过横杆11联系，并行排列于帐内，与多根边支杆10一起支撑篷围，形成帐篷内部空间；第三种为图3所示的三根主支杆9和多根边支杆10形式，三根主支杆9通过横杆11联系，与多根边支杆10一起支撑篷围，形成帐篷内部空间。上述边支杆10杆径、高度均等，主支杆9的杆径、高度均大于边支杆。本发明的结构形式不局限于上述三种形式，也可根据用户需求自行设计。

所述外顶7依据其面积的大小可分为三种：如图4、5所示的大型外顶7，如图6、7所示的中型外顶7，以及如图8、9所示的小型外顶7。大型外顶7的边缘比篷顶3的边缘宽1.5～2m；中型外顶7的边缘比篷顶3的边缘宽0.5～1m；小型外顶7覆盖面积等于篷顶3覆盖的水平面积。为了起到支撑和稳固的作用，大型外顶7和中型外顶7均安装有附加支杆12。本发明的外顶7不局限于上述三种形式，也可根据用户需求自行设计。

本发明的一个关键点是通过科学实验分析确定篷围上的侧窗围比和天窗围比的合理范围，以及在合理范围内的优化组合。侧窗围比和天窗围比的优化目的在于更好的通风、排烟、防热及营造健康卫生的室内环境，其综合量化效果可用游牧帐篷在炎热环境下的防热能力来表征，因为防热性能越好，通风、排烟能力就越强，室外的新鲜空气进入就越多。天窗和侧窗洞口可以是矩形也可以是三角形，侧窗可以是单独窗洞，也可以是大窗套小窗的形式。

所述侧窗洞4与篷围的面积比指的是帐篷四周侧面窗户洞口(含门)的面积之和与整个篷围面积(含所有洞口)的比值，简称侧窗围比；天窗洞5与篷围的面积比指的是帐篷顶部各面开设的天窗的洞口面积之和与整个篷围面积(含所有洞口)的比值，简称天窗围比。

为了确定篷围上的天窗围比和侧窗围比的合理范围，首先进行的是侧窗围比对帐篷内气温的影响实验，该实验在天窗全部关闭的情况进行，实验结果如图10所示，图中，横坐标表示不同时刻，纵坐标表示温度。从上到下的5条测试曲线分别是侧窗围比为0，0.04，0.08，0.12，0.15时帐篷内空气温度对比。从该图可以看出：

1)在室外相同的气象条件下，当侧窗围比为0时(即侧窗全部关闭)，帐篷内气温最高；

2)当侧窗围比为0.04时，帐篷内的气温有显著下降，特别是在气温较高的区间更明显；

3)随着侧窗围比增大至0.08时，帐篷内的气温又有不同程度的降低；

4)当侧窗围比为0.12时，帐篷的温室效应得到进一步改善；

5)但当侧窗围比增大至0.15时，室内气温与0.12时相比，降低并不明显。

综上，从削弱帐篷的温室效应、增强帐篷的防热能力和保持足够良好通风角度，侧窗围比控制在0.12以下为佳，因为窗户洞口太大，增加窗及附件成本和雨水浸入的可能性，因坠性变差影响外形美观。另一方面，从该图可见，最低侧窗围比可以取得显著的通风、排烟、防热效果；帐篷是为人居住使用的，居住者除了有防热、排烟、良好空气品质等舒适性要求外，居住期间还有采光的基本需求，开启侧窗除了可以具有上图所示的防热效果，还需考虑居住者的自然采光和欣赏外景，经过以上综合研究，最低侧窗围比应该大于0.04。故而侧窗围比的推荐范围在0.04～0.12之间。

然后进行的是天窗围比对帐篷内气温的影响实验，该实验在侧窗全部关闭的情况进行，实验结果如图11所示，图中，横坐标表示不同时刻，纵坐标表示温度。从上到下的5条测试曲线分别是天窗围比0，0.006，0.012，0.018，0.024时帐篷内空气温度对比。

从该图可以看出：在室外相同的气象条件下，当天窗围比为0时(即天窗全部关闭)，帐篷内气温最高；当天窗围比为0.006时，帐篷内的气温有非常明显的下降，温室效应减弱；当天窗围比增大至0.012时，帐篷内的气温又有明显的降低；当天窗围比为0.018时，帐篷的温室效应得到进一步改善；但当天窗围比增大至0.024时，室内气温又有一些降低。测试表明，增大天窗围比对增强帐篷的防热能力是有利的。但是，天窗户洞口太大，一是增加天窗及附件成本，二是防雨渗漏的难度大大增加，三是防热排烟能力改进远不如较低范围显著。另一方面，从上图可以看出，帐篷上是否开设天窗，防热和削弱温室效应的能力是完全不同的；天窗是排除热气和污浊气体的有效途径，特别是每天要烧火做饭、煮茶取暖的游牧帐篷，外溢烟气的排出最佳途径是天窗；此外，天窗还可满足居住者自然采光的基本需求。经过以上测试分析综合研究，从削弱帐篷的温室效应、增强帐篷的防热能力和保持足够良好通风和采光角度，对于本发明涉及的单支杆轻便型帐篷，天窗围比控制在0.006～0.018为佳。

以上侧窗围比、天窗围比的优化范围是在固定其中一类条件下获得的，它们合理的优化组合可以取得更佳的效果，反之，不恰当的组合会影响效果。为了得到侧窗围比、天窗围比在上述范围内的组合对帐篷的防热、排烟、通风、采光的影响，接着进行的是不同天窗围比和侧窗围比组合对帐篷内气温的影响实验，实验结果如图12所示，图中，横坐标表示不同时刻，纵坐标表示温度。从上到下的6条测试曲线分别给出了6种不同侧窗、天窗围比耦合条件下帐篷的防热能力的比较。该图自上而下的第1条曲线说明，在室外相同的气象条件下，当侧窗、天窗围比均为0时(即侧窗、天窗全部关闭)，帐篷内气温最高；第2条曲线说明，当侧窗围比为0.02、天窗围比为0.006时，帐篷内的气温有明显下降，温室效应减弱；第3条曲线说明，当侧窗围比为0.05、天窗围比维持0.006时，帐篷内的气温下降不大，与第2条曲线对比说明开启天窗的重要性；第4条曲线是当侧窗、天窗围比分别为0.09和0.012时，气温又有所下降，帐篷的温室效应得到进一步改善；第5条曲线是当侧窗、天窗围比均增大至0.12和0.018时，帐篷的防热效果更好；但随着侧窗、天窗围比都进一步增大至0.14和0.021时，帐篷的防热能力并没有明显的改善。

该图通过实验科学地说明了几点：1、侧窗、天窗围比合理匹配的重要性，只开侧窗、不开天窗(偏离推荐范围)的效果不佳；2、在推荐值的某一个匹配范围内(第3、4条曲线)，增大侧窗、天窗围比的效果不是太显著，在综合考虑增大侧窗和天窗导致生产成本和防雨难度增大的因素，可以靠低选择；3、增大侧窗、天窗围比对于防热、通风总是有利的，要应对炎热的极端气候，可以将帐篷的几个侧围2设计成全部或部分活动粘接的，当遇炎热气候时，可揭起一面或多面侧围2。这是该项技术确定匹配范围的科学依据。

帐篷制作最终确定的侧窗、天窗围比无论大或小，从很大程度影响防热、排烟、通风性能，但不会影响帐篷的保温性能。因为侧窗、天窗可以完全关闭(需要保温时)；也可以完全打开(需要排烟、通风时)；也可以根据实际情况需要，开启到任意角度，这样帐篷的气候和环境适应能力增强了。帐篷制作最终确定的侧窗、天窗围比大小，决定了生产者为帐篷居住者提供了多大的调节范围。

另外，为防蚊虫，一般在窗的洞口需设置纱窗；市场上纱窗的网眼密度差别较大，如果按照通风面积比，一般在40～70％，它对侧窗、天窗围比的影响是，当在推荐的范围选择后，使用的纱窗网眼稀，可适当调低，网眼密，可适当偏大一点。

本发明的另一关键点是在帐篷篷顶3的上部设置有外顶7。

为了说明篷顶3的上部设置外顶7对帐篷的保温和隔热性能的影响，首先进行的是外顶7对帐篷保温性能的影响实验。反映保温效果优劣的主要指标是帐篷的内气温和内表面温度；在相同条件下，温度越高，室内越温暖，保温效果越好。该实验选择在具有代表性的、温度比较低的、最需要保温的夜间进行，为了排除其他因素的干扰，测试时侧窗、天窗全部关闭。实验结果如图13所示，图中，横坐标对应不同时刻，纵坐标表示温度。从该图可以看出：

1)增设有外顶7的帐篷，室内空气温度明显高于无外空气间层的帐篷；

2)增设有外顶7的帐篷，帐篷内表面温度明显高于无外空气间层的帐篷；

3)将帐篷气温、内表面温度与室外气温对比可以发现，无外顶7的帐篷“冷室效应”更明显，外空气间层可以显著地削弱“冷室效应”。

然后进行的是篷顶3的上部设置外顶7对帐篷的隔热性能的影响实验。该实验选择在具有代表性的温度较高、太阳辐射较大的、最需要防热的白天进行，为了排除其他因素的干扰，测试时侧窗、天窗全部关闭。实验结果如图14所示，图中，横坐标对应不同时刻，纵坐标表示温度。从该图可以看出：

1)增设有外顶7的帐篷，室内空气温度明显低于无外空气间层的帐篷；

2)增设有外顶7的帐篷，帐篷内表面温度明显低于无外空气间层的帐篷；

3)将帐篷气温和内表面温度与室外气温对比可以发现，无外顶7的帐篷“温室效应”更明显，外顶7可以显著地削弱“温室效应”。

以上测试结果是在大量测试数据中的一组代表性试验曲线，测试条件为外顶7与篷顶3的平均间距为200mm，外顶7面积与篷顶3面积相同。

当外顶7面积大于篷顶3面积时，实验测得其保温、隔热效果比上述情形更好，因为除了形成等价的空气间层外，挑出的外檐部分对四周篷围而言，白天可遮挡太阳辐射、夜间遮挡天空冷辐射。外檐越大，效果越好；但当外檐出挑长度接近帐篷肩高时，再增大意义不大。外檐除可改善帐篷保温隔热性能外，还可为居住者提供一个室外活动和堆放杂物的空间；但太大，会增加帐篷成本，抗风能力削弱，因此需要权衡取舍。

当外顶7形成的空气间层只在篷顶3局部形成时，实测证实也具有类似的规律，只是保温、隔热效果因空气间层所占比例大小受到不同程度的影响。

通过大量实验结果表明，较合理的外顶7与篷顶3的平均间距为150～300mm，外顶7与篷顶3的平均间距太小，保温、隔热效果不理想；平均间距太大，对增强保温、隔热效果的作用不明显，使外顶7的高度增大，抗风能力减弱，综合考虑，平均间距的范围选择为150～300mm，且优先设计为200mm。

外顶7的厚薄对保温、隔热效果影响不够明显。材质可选与帐篷面料相同的，也可选择不同材质，以浅色布料为宜，主要是考虑性能、抗风强力和成本。

本发明的第三个关键点是通过科学实验来合理选择游牧帐篷的蓬围面料以及颜色范围。

为了确定蓬围的面料材质，首先进行的是不同材质的蓬围对帐篷保温性能的影响实验，该实验在夜晚进行，且帐篷其他条件相同，只有面料材质不同，为了排除其它因素的影响，实验时去掉外顶7，侧窗和天窗均全部关闭，实验结果如图15所示，图中，横坐标对应不同时刻，纵坐标表示温度。其中上面一条曲线是室外气温；中间一条曲线是蓬围面料采用有机氟防水透气帆布制作时，帐篷内气温的变化曲线；下面一条是蓬围面料采用PVC单面涂层制作时，帐篷内气温的变化曲线。从该图可以看出，以有机氟做帐篷面料时，帐篷内气温明显高于PVC单面涂层的帐篷，以PVC单面涂层布料做面料的帐篷内气温有时还低于室外气温，出现“冷室效应”。进一步的测试结果表明，单面PVC面料帐篷的内表面温度比有机氟面料帐篷更低，且低的程度比气温低的程度更明显，导致在单面PVC面料帐篷中的寒冷感更显著。

接着进行不同材质的蓬围面料对帐篷防热性能的影响实验，该实验其他条件与不同材质的面料对帐篷保温性能的影响实验相同，唯一不同是在白天进行，实验结果如图16所示，图中，横坐标对应不同时刻，纵坐标表示温度。几条曲线分别是以有机氟、单面PVC涂层布做面料时帐篷的内气温和内表面温度、室外空气温度。从该图可以看出：

1)以有机氟做面料时，帐篷内气温明显低于PVC单面涂层的帐篷；

2)以有机氟做面料时，帐篷内表面温度明显低于PVC单面涂层的帐篷；

3)以有机氟做面料的帐篷，“温室效应”得到有效削弱，室内气温和内表面温度更低，热天更凉爽。

通过以上两个实验可以看出，当帐篷结构、形式、尺寸参数和其它材质都相同，仅帐篷面料材质不同时，两种帐篷在夜间寒冷时的保温性能和白天太阳辐射强烈时的防热性能存在明显的差异。进一步的测试发现，导致上述现象的主要原因是两种材质的导热系数不同，单面PVC涂层布料导热系数约为0.068W/m℃，而有机氟防水透气帆布的导热系数约为0.048W/m℃；其它面料材质的帐篷对比测试也证实，选择导热系数较小的材料作外帐篷面料，对改善帐篷的保温、防热性能都是有利的。据此，本发明采用导热系数为0.042～0.055W/m℃的有机氟面料作为游牧帐篷的帐篷面料。

为了确定游牧帐篷的面料颜色范围，需进行不同颜色的面料对帐篷保温性能的影响实验，该实验在夜晚进行，且帐篷其他条件相同，只有面料颜色不同，为了排除其它因素的影响，实验时侧窗和天窗均全部关闭，实验结果如图17所示，图中，横坐标对应不同时刻，纵坐标表示温度。几条曲线分别代表帐篷面料颜色为纯白色、灰白色、深灰色、蓝色时帐篷的内气温、室外空气温度。从该图可以看出：

1)帐篷面料的颜色越浅，帐篷内的气温越高，保温性越好；

2)纯白色最好，蓝色是这几个颜色中最差的，“冷室效应”最明显；

3)进一步的测试结果表明，浅色面料帐篷的内表面温度比深色面料帐篷更高，且高的程度比气温高的程度更明显，导致在浅色面料帐篷中的温暖感更显著。

最后进行的是不同颜色的面料对帐篷防热性能的影响实验，该实验其他条件与不同颜色对帐篷保温性能的影响实验相同，唯一不同是在白天进行，实验结果如图18所示，图中，横坐标对应不同时刻，纵坐标表示温度。几条曲线分别代表帐篷面料颜色为纯白色、灰白色、深灰色、蓝色时帐篷的内气温、室外空气温度。

从该图可以看出：帐篷面料的颜色越浅，帐篷内的气温越低，隔热性越好；纯白色最好，蓝色是这几个颜色中最差的。测试结果还表明，浅色面料帐篷的内表面温度比深色面料帐篷更低，且低的程度比气温低的程度更明显，在浅色面料帐篷中的凉爽感更显著。由此可见，从改善游牧帐篷的保温和防热性能角度，外层面料的颜色取向是一致的，宜选浅色调。

通过进一步的实验测试发现，导致上述现象的主要原因是不同颜色的面料对于辐射波的反射率和吸收率不同，浅色面料的反射率高而吸收率低。白天，太阳辐射热量照射在帐篷外表面，浅色面料把大部分热量反射走了，被面料吸收的少，所以帐篷内表面和篷内气温都较低，深色面料吸收的多、反射走的少，故而帐篷内表面和篷内气温都较高；夜晚，天空冷辐射照射在帐篷外表面，浅色面料把大部分冷量反射走了，被帐篷吸收的少，篷内温度较高，深色面料吸收的多、反射走的少，篷内温度较低。

据此可以得出，游牧帐篷的面料颜色优先采用纯白色或浅灰白色；帐篷面料应经常进行自洁、防污、色牢处理，以免在使用过程中灰污使面料颜色变深；帐篷外层设计的深色装饰性色条(块)和印制的民族特色的深色图案的着色面积应控制在整个帐篷外表面积的20％以内，以免对帐篷的保温、防热性能造成明显的不利影响。

以上根据科学测试与研究提出的篷围设计优化参数、面料材质导热性能范围和优先选择的面料颜色，是从帐篷的通风、排热、排烟、保温、隔热等技术指标角度进行的优化，而游牧帐篷还需综合考虑牧民的经济承受能力、民族风俗习惯等，故可利用本发明的核心技术进行技术、经济、人文等综合比较，实际可不完全局限于上述范围；只要帐篷在某一方面具有所述特征的都应该属于本发明的保护范围。

本发明主要针对草原上牧民所使用的游牧帐篷，但并不局限于游牧帐篷，也可应用于其他领域的帐篷，在此不一一叙述。

如上所述，便可较好的实现本发明。

Claims (10)

1.带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷，主要由支杆、以及设置在支杆上的篷围和外顶(7)构成，篷围包括侧围(2)和篷顶(3)，所述侧围(2)上设置有侧窗洞(4)，其特征在于，所述侧窗洞(4)与篷围的面积比为0.04～0.12。

2.根据权利要求1所述的带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷，其特征在于，所述侧窗洞(4)与篷围的面积比为0.08。

3.根据权利要求1所述的带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷，其特征在于，所述篷顶(3)还设置有天窗洞(5)，天窗洞(5)与篷围的面积比为0.006～0.018。

4.根据权利要求3所述的一种保温型游牧帐篷，其特征在于，所述天窗洞(5)与篷围的面积比为0.012。

5.根据权利要求3所述的带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷，其特征在于，所述侧窗洞(4)和天窗洞(5)上均设置有窗帘(6)。

6.根据权利要求1所述的带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷，其特征在于，所述外顶(7)设置在篷顶(3)的上端。

7.根据权利要求6所述的带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷，其特征在于，所述外顶(7)与篷顶(3)的平均间距为150～300mm。

8.根据权利要求1所述的带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷，其特征在于，所述带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷采用导热系数为0.042～0.055W/m℃的有机氟防水透气性面料制成。

9.根据权利要求1所述的带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷，其特征在于，所述带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷的面料颜色为纯白色或浅灰白色。

10.根据权利要求1所述的带外顶的支杆式轻便型游牧帐篷，其特征在于，所述篷围和外顶上设置有用于烟囱穿过的烟囱口(8)，烟囱与篷围及外顶的接触部位周边采用石棉板或石棉布做阻燃防火处理。

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