CN102817538A - 温控中空呼吸窗体系统 - Google Patents

Abstract

温控中空呼吸窗体系统，是针对目前建筑行业为提高窗体围护结构的保温隔热性能采用的窗体材料和镀膜及智能玻璃存在技术工艺复杂、耗能和造价高的不足而设计。该系统包括中空窗体、排风换气、外气和内气传输装置。在高温季节利用窗体内部热量气流具有向上运动的规律，以流动空气作为疏导散热介质，达到阻断室外热量导入室内和防止室内冷量散失目的；在低温季节利用窗体内部空气的导热系数仅次于真空的保温性能，以空气作为保温介质，达到阻断室外冷量导入室内和防止室内热量散失的目的；在低温季节日照充足时段利用窗体内部热量气流的气压差作用导入室内，达到利用阳光辐射能量为室内补充热源的目的。特点：可提高窗体围栏保温隔热和隔音减噪性能。

Description

温控中空呼吸窗体系统

技术领域：

本发明涉一种双层中空窗体，尤其涉及一种可根据人为需要进行隔热、保温、隔音、减噪和利用阳光辐射能量为室内补充热源的温度控制的温控中空呼吸窗体系统。可广泛适用于公共和民用建筑行业，应用于商品房屋，宾馆酒店、写字间、体育场馆、会展中心、营房、厂房、库房等公共建筑和饲养厂房及果蔬、花卉、药材、食用菌温室大棚等相关领域。

背景技术：

现代建筑，为增大采光、通风面积和表现现代建筑美感，建筑物的窗体面积越来越大，然而，由于建筑物围护结构的能量损失主要来自外墙、门窗和屋顶，其中窗体是最容易造成建筑物能量损失的部位，因此建筑行业对外窗等围护结构的节能提出了更高的强制性规范要求。国发2005年21号《国务院关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知》和建科2005年98号《建设部关于建设领域资源节约今明两年重点工作的安排意见》要求编制的《绿色建筑技术导则》和《绿色建筑评价标准》等强制性规范，要求建筑围护结构采取有效的隔声、减噪措施，卧室、起居室的允许噪声级在关窗状态下白天不大于45dB，夜间不大于35dB。

目前，建筑行业针对窗体节能保温隔热等处理，主要是通过改善材料的保温隔热和提高窗体的密闭性能。因此，近年来出现铝合金断热型材、铝木复合型材、钢塑整体挤出型材、塑木复合型材及UPVC塑料型材等技术含量较高的节能产品。其中，应用较广的UPVC塑料门窗型材使用的高分子材料--硬质聚氯乙烯原料，其导热系数小，多腔体结构密封性和保温隔热性能好，已在欧洲采用多年，其中德国UPVC塑料门窗已占50%。为解决大面积玻璃造成的能量损失过大问题，建筑行业通过运用高新技术，将普通玻璃加工成中空玻璃、镀膜玻璃、高强度LOW2E防火玻璃、采用磁控真空溅射法镀制含金属银层的玻璃及智能玻璃，以提高门窗等围护结构的保温、隔热性能和密闭性能。虽然，上述窗体围栏结构及玻璃材料均具有很好的节能保温效果，由于，上述原料技术与生产工艺复杂和高耗能等因素制约，导致相关窗体围栏产品造价过高而处于无法进行大规模的实际使用状态。

我国正处于工业化、城镇化快速发展时期，现有建筑总面积400多亿平方米，预计到2020年还将新增建筑面积约300亿平方米，为建筑节能和发展绿色建筑提供了广阔的市场空间，因此，开发更加有效和经济的保温隔热围栏构造技术，对反映建筑领域的可持续发展理念，引导和发展绿色建筑，促进节能型住宅和公共建筑的发展具有重要的意义。

发明内容：

本发明是针对建筑行业目前为提高窗体围护结构的保温隔热和密闭性能，采用的UPVC塑料型材使用的硬质聚氯乙烯等高分子材料和镀膜及智能玻璃技术工艺复杂、生产耗高，导致目前建筑行业所普遍使用的窗体围栏造价过高无法进行大规模实际使用的不足而设计。温控中空呼吸窗体系统，包括中空窗体，所述中空窗体由外窗窗体、内窗窗体、两侧窗体以及窗体内部的顶棚和下端台面构成，所述中空窗体为可根据人为需要进行空气流动或密闭控制的封闭式中空窗体结构，所述中空窗体与在两侧窗体上端及在内部的顶棚上端设置的温控排风换气装置、在外窗窗体下端设置的温控外气传输装置以及在内窗窗体上端设置的温控内气传输装置共同构成可根据人为需要控制其开启或关闭的可控封闭式的中空窗体空间；其中：所述温控排风换气装置设置在中空窗体两侧窗体上端或中空窗体内部的顶棚上端设有的排风换气口上，由温控排风换气扇控制温控排风换气装置开启或关闭；所述温控外气传输装置，由其上设有的温控外气传输窗控制其开启或关闭；所述温控内气传输装置，由上面设置的温控内气导入窗控制其开启或关闭。

本发明的特点及有益效果：本发明开发的温控中空呼吸窗体系统，较目前建筑行业为提高窗体围护结构的保温隔热和密闭性能采用的UPVC塑料窗体型材而使用的硬质聚氯乙烯等高分子材料和中空玻璃、镀膜玻璃、高强度防火玻璃、磁控真空溅射方法镀制含金属银层玻璃及智能玻璃等窗体围栏结构相比，可有效提高窗体围栏结构保温隔热性能；减少窗体内部或表面冷凝现象；减少外部噪声对室内影响；降低窗体围栏产品造价；填补了利用阳光辐射能量为室内补充热源的一项空白。充分反映了建筑领域的可持续发展理念，符合绿色节能建筑性能要求，将对积极引导和大力发展绿色建筑，具有十分重要的意义。

所述温控呼吸中空窗体系统，由外窗窗体、内窗窗体、两侧窗体及窗体内部顶棚和下端台面构成的可根据人为需要进行温度控制的封闭式的中空窗体空间。

在高温季节的高温时段，分别开启温控排风换气扇和外气传输窗，通过利用外窗窗体玻璃材料在阳光辐射的作用下，在中空窗体内部形成的热量气流具有向上运动的自然现象和规律，以流动的空气作为疏导散热介质，达到阻断在中空窗体内部形成的高于室内温度的高温热量透过内窗窗体导入室内和防止低于室外温度的室内的冷量散失的设计目的；

在低温季节的低温时段，分别关闭温控排风换气扇和外气传输窗，通过利用处于密闭状态的中空窗体内部的不流动空气的导热系数具有仅次于真空的保温性能原理，以处于不流动或半真空状态的空气作为保温介质，达到阻断低于室内温度的中空窗体外部的冷量透过窗体材料导入室内和防止高于中空窗体内部温度的室内的热量散失的设计目的；

在低温季节的日照充足时段，分别关闭温控排风换气扇和温控外气传输窗，开启温控内气导入窗，利用由于阳光辐射作用透过外窗窗体的玻璃材料在中空窗体内部形成的热量气流具有向上运动的规律，促使中空窗体内部的高于室内温度的热量气流在气压差的作用下，快速通过在内窗窗体上端设置的温控内气导入窗导入室内，达到利用低温季节日照充足时段的阳光辐射能量为建筑室内补充热源的设计目的。

附图说明：

附图1，为本发明的高温季节开启状态透视结构示意图

附图2，为本发明的低温季节封闭状态透视结构示意图

附图3，为本发明的低温季节开启状态透视结构示意图

具体实施方式：

参看图1、图2和图3，温控中空呼吸窗体系统，包括中空窗体1，所述中空窗体1为可根据人为需要进行空气流动或密闭控制的封闭式中空窗体结构，与所述中空窗体1的两侧窗体13和内部的顶棚上端设置的温控排风换气装置2和外窗窗体11的下端设置的温控外气传输装置3以及内窗窗体12的上端设置的温控内气传输装置4共同构成可根据人为需要控制其开启或关闭的可控封闭式的中空窗体空间；所述温控排风换气装置2，设置在中空窗体1的两侧窗体13的上端或在中空窗体内部的顶棚上端设置的排风换气口14的上端，由上面设有的温控排风换气扇21控制其开启或关闭；所述温控外气传输装置3，设置在外窗窗体11的下端，由上面设有的温控外气传输窗31控制其开启或关闭；所述温控内气传输装置4，设置在内窗窗体12的上端，由上面设有的温控内气导入窗41控制其开启或关闭。

所述的温控排风换气扇21，可采用人工或自动控制的两种控制方式。

所述的温控外气传输窗31，可采用人工或自动控制的两种控制方式。

所述的温控内气导入窗41，可采用人工或自动控制的两种控制方式。

工作原理：

一、温控中空呼吸窗体系统在高温季节实现隔热功能的工作原理：

在高温季节的日照较强或夜晚高温时段，分别开启中空窗体1内部的顶棚和两侧墙体13上端设置的温控排风换气扇21和外窗窗体11下端设置的温控外气传输窗31，关闭内窗窗体12的上端设置的温控内气导入窗41，使中空窗体1内部的空气具备流动或形成对流状态，通过利用外窗窗体11在阳光辐射作用下，透过窗体玻璃材料在中空窗体1内部形成的热量气流具有向上运动的自然现象和规律，以处于流动或对流状态的空气作为疏导散热介质，促使由于阳光辐射作用透过外窗窗体11窗体玻璃材料，在中空窗体1内部形成高于室内温度的高温热量气流，在气压差的作用下，快速通过温控排风换气扇21排出中空窗体，实现阻断中空窗体1的内部形成的高于室内温度的热量透过窗体玻璃材料导入室内，同时，防止低于室外和中空窗体内部温度的室内的冷量透过内窗窗体12的玻璃材料散失的目的。

二、温控中空呼吸窗体在低温季节实现保温功能的工作原理：

在低温季节的低温时段，关闭中空窗体1内部顶棚及两侧墙体13上端的温控排风换气扇21、外窗窗体11下端的温控外气传输窗31和内窗窗体12上端设有的温控内气导入窗41，促使中空窗体1的内部的空气处于密闭不流动或半真空状态，通过利用中空窗体1内部处于密闭或半真空状态的空气的导热系数仅次于真空的保温性能，以密闭空气作为保温介质，实现阻断室外的冷量透过外窗窗体11和内窗窗体12导入室内和防止高于窗体内部的室内热量透过内窗窗体12的玻璃材料散失的目的。

三、温控中空呼吸窗体在低温季节实现利用阳光辐射能量为室内补充热源的工作原理：

在低温季节的白天日照充足时段，关闭中空窗体1的内部顶棚及两侧墙体13上端的温控排风换气扇21和外窗窗体11下端的温控外气传输窗31，开启内窗窗体12上端的温控内气导入窗41，利用中空窗体1内部由于阳光辐射作用透过外窗窗体11的玻璃材料，在中空窗体1内部形成的热量气流具有向上运动的自然现象和规律，促使在中空窗体1内部形成的高于室内温度的热量气流，在气压差作用下，快速通过内窗窗体12上端设有的温控内气导入窗41导入室内，实现有效利用低温季节日照充足时段的阳光辐射能量为建筑室内补充热源的目的。

实施例1：

参看图1，温控中空呼吸窗体系统在高温季节的高温时段实现隔热功能的实施例。

该系统所述的中空窗体1，是由外窗窗体11、内窗窗体12、两侧窗体13和窗体内部顶棚及下端台面构成的封闭式窗体结构，即可根据人为需要对中空窗体1的内部的空气进行流动或密闭控制的封闭式中空窗体空间；在所述中空窗体1的两侧窗体13和内部的顶棚的上端预留的排风换气口14上设有温控排风换气装置2，由上端设有的温控排风换气扇21控制其开启或关闭；在所述外窗窗体11的下端设有温控外气传输装置3，由上端设有的温控外气传输窗31控制其开启或关闭；在所述内窗窗体12上端设有温控内气传输装置4，由上端设有的温控内气导入窗41控制其开启或关闭。

使用时，在高温季节的日照强烈或夜晚高温时段，开启中空窗体1的内部顶棚及两侧墙体13上端设有的温控排风换气扇21和外窗窗体11下端设有的温控外气传输窗31，关闭内窗窗体12上端的温控内气导入窗41，促使中空窗体1的内部的空气具备或形成对流流动状态，利用外窗窗体11在阳光辐射或大气逆辐射作用下，在中空窗体1内部形成的热量气流具有向上运动的自然现象和规律，以处于动态的空气作为疏导散热和保温介质，使外窗窗体11在阳光辐射作用下透过玻璃材料在中空窗体1的内部形成的高温气流在气压差的作用下，快速通过温控排风换气扇21排出中空窗体，实现阻断中空窗体1内部高于室内温度的热量透过内窗窗体12的玻璃材料导入室内，同时，防止低于室外温度的室内的冷量透过内窗窗体12的玻璃材料散失室外的设计目的。

实施例2：

参看图2，温控中空呼吸窗体系统在低温季节低温时段实现保温功能的实施例。

该系统所述的中空窗体1，是由外窗窗体11、内窗窗体12、两侧窗体13和窗体内部顶棚及下端台面构成的封闭式窗体结构，即可根据人为需要对中空窗体1内部的空气进行流动或密闭控制的封闭式中空窗体空间；在所述中空窗体1的两侧窗体13和窗体内部的顶棚的上端设有的排风换气口14的上端设有温控排风换气装置2，由上面设有的温控排风换气扇21控制其开启或关闭；在所述外窗窗体11下端设有温控外气传输装置3，由上面设有的温控外气传输窗31控制其开启或关闭；在所述内窗窗体12上端设有温控内气传输装置4，由上面设有的温控内气导入窗41控制其开启或关闭。

使用时，在低温季节的低温时段，关闭中空窗体1内部的顶棚及两侧墙体13上端设有的温控排风换气扇21、外窗窗体11下端设有的温控外气传输窗31和内窗窗体12上端设有的温控内气导入窗41，促使中空窗体1内部的空气处于密闭不流动或半真空状态，利用中空窗体1内部处于密闭或半真空状态的空气的导热系数具有仅次于真空的保温性能，以处于密闭不流动或半真空状态空气作为保温介质，实现阻断中空窗体1外部的冷量透过外窗窗体11和内窗窗体12的玻璃材料导入室内，同时，防止室内的热量透过中空窗体1的玻璃材料散失室外的设计目的。

实施例3：

参看图3，温控中空呼吸窗体系统在低温季节日光充足时段实现利用阳光辐射能量为室内补充热源的实施例。

该系统所述的中空窗体1，是由外窗窗体11、内窗窗体12、两侧窗体13和窗体内部顶棚及下端台面构成的封闭式窗体结构，即可根据人为需要对中空窗体1内部的空气进行流动或密闭控制的封闭式中空窗体空间；在所述中空窗体1的两侧窗体13的上端和中空窗体的内部顶棚上端设有排风换气口14的上端设有温控排风换气装置2，由其上面的温控排风换气扇21控制其开启或关闭；在所述外窗窗体11的下端设有温控外气传输装置3，由上面设有的温控外气传输窗31控制其开启或关闭；在所述内窗窗体12的上端设有温控内气传输装置4，由其上面设有的温控内气导入窗41控制其开启或关闭。

使用时，在低温季节的日照充足时段，关闭中空窗体1内部的顶棚及两侧墙体13上端设有的温控排风换气扇21、外窗窗体11下端设有的温控外气传输窗31，开启内窗窗体12的上端设有的温控内气导入窗41，利用由于阳光辐射作用透过外窗窗体11的玻璃材料在中空窗体1的内部形成的热量气流具有向上运动的自然现象和规律，促使在中空窗体1的内部形成的热量气流在气压差的作用下，快速通过内窗窗体12上端设有的温控内气导入窗41导入室内，实现有效利用低温季节的阳光辐射能量为建筑物室内补充热源的设计目的。

Claims (5)

1.温控中空呼吸窗体系统，包括中空窗体（1），所述中空窗体（1）由外窗窗体（11）、内窗窗体（12）、两侧窗体（13）以及窗体内部的顶棚和下端台面构成，其特征在于：所述中空窗体（1）为可根据人为需要进行空气流动或密闭控制的封闭式中空窗体结构，所述中空窗体（1）与在两侧窗体（13）上端或墙体内部顶棚上端设置的温控排风换气装置（2）和在外窗窗体（11）下端设置的温控外气传输装置（3）以及在内窗窗体（12）上端设置的温控内气传输装置（4）共同构成可根据人为需要控制其开启或关闭的封闭式中空窗体空间；其中：所述温控排风换气装置（2）分别设置在预留的排风换气口（14）上，并由温控排风换气扇（21）控制温控排风换气装置（2）的开启或关闭；所述温控外气传输装置（3），由上面设有的温控外气传输窗（31）控制其开启或关闭；所述温控内气传输装置（4），由上面设有的温控内气导入窗（41）控制其开启或关闭。

2.根据权利要求1所述的温控中空呼吸窗体系统，其特征在于：所述在中空窗体1的两侧窗体（13）和内部顶棚上端设有可安装温控排风换气装置（2）的排风换气口（14）。

3.根据权利要求1所述的温控中空呼吸窗体系统，其特征在于：所述温控排风换气扇（21），可采用人工或自动控制的两种控制方式。

4.根据权利要求1所述的温控中空呼吸窗体系统，其特征在于：所述的温控外气传输窗（31），可采用人工或自动控制的两种控制方式。

5.根据权利要求1所述的温控中空呼吸窗体系统，其特征在于：所述的温控内气导入窗（41），可采用人工或自动控制的两种控制方式。

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