CN103485447B - 一种带空气层的防潮吸音围护结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带空气层的防潮吸音围护结构，其特征在于：包括由室外向室内依次设置的外饰面板、隔热防水层、外层阻燃型吸音保温材料层、水蒸气阻碍层、内层阻燃型吸音保温材料层以及内饰面板，所述外饰面板与隔热防水层之间形成相对封闭的空气层。本发明通过空气层的设置以及隔热防水层、内、外层阻燃型吸音保温材料层和水蒸气阻碍层的配合设计，可以有效地防止保温材料内的湿积累，解决了因保温系统内透湿性不好对保温系统的耐久性、结构强度和保温性能的影响。本发明层次结构分明，具有良好的保温节能、透湿防潮、吸隔音性能，能从根本上克服建筑多孔材料外围护结构内部易受潮冷凝、霉变、不透气、吸隔音差的缺陷。

Description

一种带空气层的防潮吸音围护结构

技术领域

本发明属于建筑围护结构技术领域，特别涉及一种空气层防潮、防渗透、保温隔热、吸隔音围护结构。

背景技术

随着国民经济的发展和人民生活水平的进一步提高，人民对室内环境的舒适度要求越来越高，因而建筑采暖也越来越普遍。尤其是大型公共建筑（如机场候机搂、车站、博览建筑、200米以上超高层建筑等）金属夹芯渗透外围护结构大量使用，建筑在采暖时，室内外存在温、湿度差，从而在外围护结构内部形成相应的温度和湿度梯度。当外围护结构中的热湿传递过程在低于某温度时，将引起外围护结构内部和表面结露。

同时，由于城镇化的快速发展，使得现代城市中环境噪声的问题越来越突出。噪音污染主要来源于交通运输、车辆鸣笛、工业噪音、建筑施工、社会噪音如音乐厅、高音喇叭、早市和人的大声说话等等。而这些噪音严重影响人们正常学习，工作和休息。

为此，国内科研与工程人员开发出了各种防冷凝的保温外围护结构和吸音围护结构，以积极有效的调节室内环境，归纳起来主要包括如下几种。

防冷凝外保温外围护结构。如中国专利（公开号为CN103114661A）公开了一种防冷凝外保温外围护结构，其包括内饰板、基层承重外围护结构、内侧空气层、水蒸气阻碍层、内层通孔、空调的回风口、阻燃型保温材料层、外饰板、水分扩散层、防水层、外侧空气层、外层通孔等。其与常规的防冷凝及保温外围护结构的基本原理相同，缺点是结构复杂，空气布置未考虑水蒸汽与液态水的迁移规律，无法保证围护结构不受潮，但其具备一定的吸音功能。

中间带封闭空气层的自保温外围护结构。如中国专利（公开号为CN202577658U）公开了一种中间带封闭空气层的自保温外围护结构，其结构特征是外围护结构中间空气层由内墙板、外墙板和封隔条围成，利用空气层保温性能，提高外围护结构的保温性能，但同样无法保证围护结构内部不发生冷凝，保温材料不受潮，且不具备吸音功能。

一种轻钢别墅的外围护结构。如中国专利（公开号为CN202017277U）公开了一种轻钢别墅的外围护结构，包括防火防潮外围护结构内层、超轻钢骨架、保温层、增强防火防潮层、防霉透气层、空调电气系统布置层、隔热层和外墙装饰挂板层等，其与常规的防冷凝及保温外围护结构的基本原理相同，缺点是围护结构内表面为金属材料，室内声学效果太差，只考虑蒸汽渗透，忽视液态水份迁移产生的保温材料受潮及湿膨胀破坏的难题。

单向单层悬索结构轻质隔墙及其施工方法。如中国专利（公开号为CN101435236A）公开了一种单向单层悬索结构轻质隔墙及其施工方法，其结构特征是由吸音板、支撑骨架和连接二者的连接件组合而成，提高外围护结构的隔音性能，但无法保证围护结构的保温性能。

悬索结构轻质隔墙。如中国专利（公开号为CN201347593Y）公开了一种悬索结构轻质隔墙，其结构特征是由吸音板、支撑骨架和连接二者的连接件组合而成，提高外围护结构的隔音能，但同样无法保证围护结构的保温性能。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够全面、突破性地提高建筑物围护结构的保温隔热及防潮性能的带空气层的防潮吸音围护结构。

本发明的技术方案是这样实现的：一种带空气层的防潮吸音围护结构，其特征在于：包括由室外向室内依次设置的外饰面板、隔热防水层、外层阻燃型吸音保温材料层、水蒸气阻碍层、内层阻燃型吸音保温材料层以及内饰面板，所述外饰面板与隔热防水层之间形成相对封闭的空气层。

本发明所述的带空气层的防潮吸音围护结构，其所述隔热防水层通过胶黏剂粘于外层阻燃型吸音保温材料层靠近空气层的一侧，所述水蒸气阻碍层设置于内、外层阻燃型吸音保温材料层之间。

本发明所述的带空气层的防潮吸音围护结构，其所述隔热防水层为热反射防水渗透膜，所述水蒸气阻碍层为防风渗透膜。

本发明所述的带空气层的防潮吸音围护结构，其所述内、外层阻燃型吸音保温材料层为岩棉，所述岩棉的厚度为200～250mm。

本发明所述的带空气层的防潮吸音围护结构，其所述外饰面板为铝镁锰金属面板，所述外饰面板通过螺丝固定在金属龙骨架上。

本发明所述的带空气层的防潮吸音围护结构，其所述内饰面板为多孔吸声内饰面，所述内饰面板通过螺丝固定在金属龙骨上。

本发明所述的带空气层的防潮吸音围护结构，其所述内饰面板的开孔率为40～50%

本发明通过空气层的设置以及隔热防水层、内、外层阻燃型吸音保温材料层和水蒸气阻碍层的配合设计，可以有效地防止保温材料内的湿积累，解决了因保温系统内透湿性不好对保温系统的耐久性、结构强度和保温性能的影响。本发明层次结构分明，具有良好的保温节能、透湿防潮、吸隔音性能，能从根本上克服建筑多孔材料外围护结构内部易受潮冷凝、霉变、不透气、吸隔音差的缺陷。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图中标记：1为外饰面板，2为空气层，3为隔热防水层，4为外层阻燃型吸音保温材料层，5为水蒸气阻碍层，6为内层阻燃型吸音保温材料层，7为内饰面板，8为金属龙骨架。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

如图1所示，一种带空气层的防潮吸音围护结构，包括由室外向室内依次设置的外饰面板1、隔热防水层3、外层阻燃型吸音保温材料层4、水蒸气阻碍层5、内层阻燃型吸音保温材料层6以及内饰面板7，所述外饰面板1与隔热防水层3之间形成相对封闭的空气层2，所述隔热防水层3通过胶黏剂粘于外层阻燃型吸音保温材料层4靠近空气层2的一侧，所述水蒸气阻碍层5设置于内、外层阻燃型吸音保温材料层之间，所述外饰面板1和内饰面板7分别通过螺丝固定在金属龙骨架8上。

其中，所述外饰面板1为铝镁锰金属面板，所述隔热防水层3为热反射防水渗透膜，所述水蒸气阻碍层5为防风渗透膜，所述内、外层阻燃型吸音保温材料层为岩棉，所述岩棉的厚度为200～250mm，所述内饰面板7为多孔吸声内饰面，所述内饰面板7的开孔率为40～50%。

由于空气导热系数较小，可减小外层阻燃型吸音保温材料层外侧的温度梯度，从而减小由于剧烈温度变化产生的热应力。外层阻燃型吸音保温材料层靠近室外侧的隔热防水层具有吸放湿功能，在反射热辐射的同时、允许湿分迁移但不允许液态水通过，所以在雨水渗入情况下可很好的起到防水作用。内、外层阻燃型吸音保温材料层之间的水蒸气阻碍层具有防风和吸放湿功能，在保证外围护结构的密封性的同时，当保温材料层湿分过大时，靠近室外侧的空气层中有着较低的水蒸气分压力，使保温系统的湿向外发生迁移，达到透湿效果。

本发明的工作原理：

1、围护结构中空气层防潮原理：

在建筑多孔渗透围护结构含湿多孔材料中，湿、热迁移基本方程为：

$\frac{\∂t}{\∂\mathrm{\τ}}=a_q\mathrm{\Δt}+\mathrm{\ϵr}\frac{c_m}{c_q}\frac{\∂\mathrm{\θ}}{\∂\mathrm{\τ}}---\left(1\right)$

$\frac{\∂\mathrm{\θ}}{\∂\mathrm{\τ}}=a_m\mathrm{\Δ\θ}+a_m{\mathrm{\δ}}_{\mathrm{\θ}}\mathrm{\Δt}+a_m{\mathrm{\δ}}_p\mathrm{\Δp}---\left(2\right)$

$\frac{\∂p}{\∂\mathrm{\τ}}=a_p\mathrm{\Δp}+\mathrm{\ϵ}\frac{c_m}{c_p}\frac{\∂\mathrm{\θ}}{\∂\mathrm{\τ}}---\left(3\right)$

式（1）～（3)中t、θ和p分别表示温度、湿度和压力；a_q、a_m和a_p分别为导温系数、导湿势系数和导湿空气渗透系数；δ_θ、δ_p分别为湿热梯度、质迁移系数比；ε为相变化数；r为凝结潜热；c_m，c_q分别为比湿容与比热容。

通常在长期使用的多孔渗透围护结构在冬季采暖期可视为处在热湿平衡状态，即稳态的热湿平衡完全能准确描述实际工程的热状况，此时，总的压力P为常数，有：

$\frac{\∂t}{\∂\mathrm{\τ}}=\frac{\∂\mathrm{\θ}}{\∂\mathrm{\τ}}=\frac{\∂p}{\∂\mathrm{\τ}}=0$ 和▽p=0（4）

按条件（4），分别从（1）、（2）、（3）式得：

△t=0；△p=0和△θ=0（5）

因此，多孔渗透围护结构冬季采暖期可简化为一维热湿传递，可求得对应的比热流、空气渗透比质流以及水份迁移比湿流分别为：

$J_q=-{\mathrm{\λ}}_q\frac{\mathrm{dt}}{\mathrm{dx}};$ $J_p=-{\mathrm{\λ}}_p\frac{\mathrm{dp}}{\mathrm{dx}}$ 和 $J_m={\mathrm{\λ}}_m\frac{\mathrm{d\θ}}{\mathrm{dx}}$

式中λ_q、λ_p和λ_m分别为导热系数、空气渗透系数和水份迁移系数。由于在多孔渗透围护结构中出现温度梯度下的湿平衡有使液态水份的迁移从保温材料层的低温向高温侧迁移，而水蒸汽的扩散J_p和空气对流引起的水蒸汽在温度梯度作用下的J_q’与液态水的迁移J_m反向。在稳态条件下总的湿流量：

J=0，即J＝J_p＋J_q’－J_m＝0

因此，在本发明的多孔渗透围护结构材料中，存在一种与水蒸汽渗透相反的水份迁移，使高温方向的水蒸汽J_p、J_q’和低温方面的液体水J_m都有减小趋势，这是一种多孔材料中水份自我平衡造成干燥的机理，也是现实工程中围护结构不会由于水蒸汽渗透而造成无限制的潮湿，而是维持在一定的湿平衡状态。

由于在多孔渗透围护结构中出现温度梯度下的湿平衡有使高温方向的水蒸汽重湿度和低温方面的液体重湿度都有减小趋势，在围护结构中存在温度梯度下的动态湿平衡有使围护结构倾向于干燥的趋势，这是一种多孔材料中水份自我平衡造成干燥的机理，多孔渗透围护结构保温防潮设计的任务就是在围护结构材料层中创造较低的湿度环境，使材料层处于较低的平衡湿度。因此，根据这一理论在热绝缘的高温一侧采用隔蒸汽层以消除水蒸汽从高温方面进入热绝缘层，同时在低温一侧利用多孔渗透围护结构构造所形成的空气层产生较低的相对湿度。这两个措施能够保证热绝缘层保持较低的平衡湿度。

2.防止空气、水份迁移渗透原理：

围护结构在工程实际使用过程中，由于受温度梯度分布影响,保温材料与空气间层之间以及保温材料内部都将产生空气、水蒸汽和液态水的渗透迁移,将影响围护结构热湿特性,使材料受潮，降低热绝缘性。当建筑采暖时，外围护结构内水蒸汽将从室内水蒸汽分压高的高温侧向室外水蒸汽分压低的低温侧迁移,为了防止空气层中的湿空气渗透进入保温材料，在空气层与保温材料界面，以及保温材料层中分别设置了允许水蒸汽渗透，而不允许空气渗透的热反射防水渗透膜和防风渗透膜，减少水份在围护结构内部的迁移和水蒸汽积累，防止其内部产生凝结，从而保证了外围护结构内保温材料的干燥。

3.提高空气层的隔热性能原理：

在保温材料与空气层之间,设置热反射防水渗透膜，从而提高空气层隔热性能。

4.吸隔音性能原理：

围护结构内饰面为穿孔吸音金属饰面板，吸隔音性能根据室内声学要求，确定穿孔率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种带空气层的防潮吸音围护结构，其特征在于：包括由室外向室内依次设置的外饰面板（1）、隔热防水层（3）、外层阻燃型吸音保温材料层（4）、水蒸气阻碍层（5）、内层阻燃型吸音保温材料层（6）以及内饰面板（7），所述外饰面板（1）与隔热防水层（3）之间形成相对封闭的空气层（2），所述隔热防水层（3）为热反射防水渗透膜，所述水蒸气阻碍层（5）为防风渗透膜，所述内饰面板（7）为多孔吸声内饰面。

2.根据权利要求1所述的带空气层的防潮吸音围护结构，其特征在于：所述隔热防水层（3）通过胶黏剂粘于外层阻燃型吸音保温材料层（4）靠近空气层（2）的一侧，所述水蒸气阻碍层（5）设置于内、外层阻燃型吸音保温材料层（4、6）之间。

3.根据权利要求2所述的带空气层的防潮吸音围护结构，其特征在于：所述内、外层阻燃型吸音保温材料层（4、6）为岩棉，所述岩棉的厚度为200～250mm。

4.根据权利要求1所述的带空气层的防潮吸音围护结构，其特征在于：所述外饰面板（1）为铝镁锰金属面板，所述外饰面板（1）通过螺丝固定在金属龙骨架（8）上。

5.根据权利要求1所述的带空气层的防潮吸音围护结构，其特征在于：所述内饰面板（7）通过螺丝固定在金属龙骨架（8）上。

6.根据权利要求5所述的带空气层的防潮吸音围护结构，其特征在于：所述内饰面板（7）的开孔率为40～50%。