CN104179303A - 冷却屋顶构造 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冷却屋顶构造。冷却屋顶构造包括具有防风雨膜的大体上水平的屋顶，并且其中穿孔瓦片层布置在所述膜上方一定距离处，其中膜和穿孔瓦片层之间的空间通过至少一个管道连接到外部环境空间。

Description

冷却屋顶构造

发明领域

本发明涉及一种冷却屋顶构造以及利用这种屋顶构造冷却建筑物的方法。

发明背景

随着越来越关注能量消耗，存在降低能量消耗并且从而降低其中与建筑物、生活小区等有关的能量成本的期望。

对于房子，目的是保持既不太冷也不太热的内部气候，并且因此在冬季期间加热房屋是必要的并且在夏季期间冷却房屋是期望的。在许多地区，冷却房屋的成本远远超过加热房屋的成本。此外，冷却房屋的内部比加热同一房屋是更消耗能量的。

本领域已知的是，提供一种穿孔的上部屋面层(upper roofing layer)，参见例如美国4674249。提供这种构造以减少对下层的屋面构造的损害，并进一步为下层屋顶结构提供通风，例如以便除去侵入下层结构的水分。

发明目的

本发明提供了一种低成本的解决方案，特别是用于房屋的冷却。本发明特别用于具有平坦或大体上平坦的屋顶的建筑物。本发明基于这样的原理，即太阳将加热平坦的屋顶表面，由此太阳能加热将穿透屋顶构造并且进入建筑物从而增加内部温度。

发明描述

在这方面，本发明提供了一种冷却屋顶构造，其包括具有防风雨膜的大体上水平的屋顶，并且其中穿孔瓦片层布置在所述膜上方一定距离处，其中膜和穿孔瓦片层之间的空间被至少一个管道连接到在屋顶的周边的外部的或在瓦片层之上的外部环境空间。

创建布置在屋顶构造上方一定距离处的穿孔的瓦片区域，就其本身而论是创建屋顶构造和穿孔瓦片之间的空间。此空间内的空气将通过太阳光进流(即太阳能)被加热，并且由于热空气相对于较凉空气上升的基本原理，因此空间中的空气将通过瓦片中的穿孔向上移动，即远离屋顶表面移动。在该移动期间，在穿孔瓦片和屋顶表面之间将发生压力不足，这将导致新鲜空气被吸入到空间中。由于该空气没有被太阳光进流加热，最终结果将是空间中的空气将具有比直接在完全暴露的屋顶表面上方的空气大体上更低的温度。因此，穿孔瓦片层将创建一种冷却机制，由此太阳光进流(即太阳能)将不能够渗透到屋顶构造中并且从而加热建筑物的内部。

此外，通过引导管道以便被连接到环境空间(例如，建筑物的侧部上的自由空气)，屋面膜和瓦片之间的空间被提供有新鲜空气，而不是“捕集”在屋面膜和瓦片之间的空间中的空气的再循环。以这种方式，实现了更好的通风并且从而实现了冷却。

在另外的有利的实施方案中，穿孔瓦片层由多个瓦片组装，其中瓦片通过竖板(riser)相对于膜被抬高。

通过使用多个瓦片，抬高的瓦片层比较容易安装，因为选择具有可容易搬运并且在屋顶表面上手动处理的大小的瓦片是可能的。这些瓦片的例子在US5509244中公开，但是应理解，自然地，本发明并不限于使用这种类型的瓦片，但测试清楚地表明，这些瓦片对于获得本发明的冷却性能是非常有用的。

使用如在US5509244中建议的瓦片的一个另外的优点是穿孔的大小。自然地，也可以使用具有大体上对应的穿孔大小的其他瓦片。穿孔具有这样的大小，使得当雪降落在瓦片上时，雪将积聚在瓦片的上侧，在屋顶结构和瓦片之间的空间没有雪。这个空间将容纳一定量的不移动空气，该一定量的不移动空气有效地将充当额外的隔离。因此，在炎热时期期间，将提供凉空气，有助于冷却建筑物，而在有降雪的寒冷时期期间，雪将有助于隔离建筑物。这两种情况将减少需要分别冷却或加热建筑物所需要的能量。

在相同的情况下，EP1192323中建议的竖板也可以使用，有好的效果。使用该欧洲专利中的竖板的优点是提供了具有大的通用性的抬高的层，因为可以使用不同的瓦片大小，并且瓦片层可以水平布置而不管下层屋顶结构的倾斜，当然在限度内，简单地通过使用或多或少的竖板。以这种方式，将相对无用的倾斜的/平的屋顶转换成有用的室外空间是可能的。

在本发明的另一个有利的实施方案中，竖板具有不同的高度，使得瓦片层是倾斜的或水平的表面。这些优点已在上面描述并且竖板可以如以上建议地通过叠加多个竖板元件，或通过作为具有不同高度的单一元件制造竖板来构造。在本发明的另一个有利的实施方案中，管道连接到的环境空间处于比膜和瓦片层之间的空间低的海拔处或者冷的空间。当由于太阳能加热在穿孔瓦片层和屋顶构造之间捕集的空气而产生压力不足时，通过太阳能的进流产生了空气移动。通过将管道连接到穿孔瓦片层和屋顶构造之间的空气体积，该空气移动将导致管道中的空气移动。通过将管道的另一端连接到具有较冷的空气的，例如在较低海拔或者较冷的空间(例如譬如将处在阴影中或地窑空间、地井或类似物中的区域)处的地方，较冷的空气将被吸入到穿孔瓦片层和屋顶构造之间的空间中，并且因此将进一步改善屋顶上的温度的降低并且从而进一步改善热量涌入建筑物内部，这将再次降低冷却建筑物内部的成本。

在本发明的另一个有利的实施方案中，瓦片和/或竖板由塑料制成(优选地在注射模塑工艺中)。通过使用上述建议的竖板和瓦片，这些是塑料模塑元件，其被构造成使得它们将能够提供必要的承载特性，以提供有用的表面。然而，这不是在所有的情况中都是必要的，并且因此也可以使用较弱的瓦片元件和较小的竖板，以提供如上面已经描述的相同的优点。注射模塑工艺是相对便宜的制造工艺，并且因此与安装这种屋顶的相对低的成本一起可实现整体便宜但非常有效的冷却安装。

在又一个有利的实施方案中，温度控制阀装置设置在管道的出口附近。

用于控制阀的装置可以是但不限于金属弹簧，该金属弹簧由具有特定的温度膨胀/收缩性能的材料制成，比如阀被设置为常闭并且仅当屋顶和瓦片之间的容积中的温度上升到20摄氏度以上时打开。阀本身可以是简单的阻尼器、板或类似物，其可从阻塞管道的位置被带到空气可以通过管道自由流通的位置，以及这两个位置之间的任何位置。

本发明还涉及使用如上面已经描述的冷却屋顶构造来冷却建筑物的方法。自然地，上面已经讨论的优点也将用该方法实现。

附图描述

本发明现在将参考附图来描述，其中

图1图示了通过建筑物的屋顶结构的示意性横截面。

发明详述

图1图示了通过建筑物的屋顶结构的示意性横截面。在本实施方案中，建筑物1具有大体上平坦的屋顶结构2。屋顶结构设置有通常的膜等，以使其防水。这些特征没有图示，因为它们对于本发明是不重要的。

许多穿孔瓦片3布置在屋顶结构2之上，该瓦片3通过竖板4相对于屋顶结构抬高。在本实施方案中，竖板4图示为包括许多叠加的元件，但是它们也可以仅仅通过单一元件竖板来构造。此外，管道5与在多个瓦片3和屋顶构造2之间产生的空间6相连地布置。竖板将只支撑瓦片的角落，使得在屋顶结构2和瓦片3之间产生大体上自由的空间6。

当由箭头7图示的太阳能影响瓦片3时，捕集在空间6中的空气将被加热并且从而通过设置在瓦片中的穿孔8向上移动，如箭头10所图示的。因此，在空间6中将发生压力不足，由此空气将通过管道5被吸入，如箭头9所图示的。通过将管道5的入口5’布置在空气较冷的合适的地方(例如，来自地下室、地窑、地井或建筑物1背后的阴影部分)，由于压力不足产生的吸入而引入到空间6中的空气将是大体上更冷的并且从而阻碍了太阳能7穿透屋顶结构2并适当进入建筑物。以这种方式，提供了非常简单的低成本并且没有运行成本的冷却系统。

此外，出口5”设置有阀11。阀11被温度敏感机构激活，温度敏感机构将不进一步详细说明。自然可以使用任何合适的操作机构，机械的或电气的。阀机构11可以例如被编程为是关闭的，直到空间6中的温度上升到高于20度，在此之后，阀11打开并允许冷空气通过管道5被吸进该空间中。

Claims (8)

1.一种冷却屋顶构造，其包括具有防风雨膜的大体上水平的屋顶，并且其中穿孔瓦片层布置在所述膜上方一定距离处，其中所述膜和所述穿孔瓦片层之间的空间通过至少一个管道连接到在所述屋顶的周边外部的或在所述瓦片层之上的外部环境空间。

2.根据权利要求1所述的冷却屋顶构造，其中所述穿孔瓦片层由多个瓦片组装，其中所述瓦片通过竖板相对于所述膜被抬高。

3.根据权利要求2所述的冷却屋顶构造，其中所述竖板具有不同的高度，使得所述瓦片层是倾斜的或水平的表面。

4.根据权利要求1所述的冷却屋顶构造，其中所述管道连接到的所述环境空间处于比所述膜和所述瓦片层之间的空间低的海拔处或冷的空间。

5.根据权利要求1或3所述的冷却屋顶构造，其中所述瓦片和/或所述竖板由塑料制成，优选地在注射模塑工艺中制成。

6.根据权利要求1所述的冷却屋顶构造，其中温度控制阀装置设置在所述管道的出口附近。

7.一种冷却具有大体上平坦的屋顶空间的建筑物的方法，其中至少一个穿孔瓦片布置在所述屋顶上方一定距离处，并且其中较冷的空气通过管道被引导到在所述屋顶和所述穿孔瓦片之间产生的空间中。

8.根据权利要求7所述的方法，其中较冷的空气从较低的海拔、地窑空间、井或类似物获得，并且通过自然对流输送到所述屋顶和所述穿孔瓦片之间的空间，其中较冷的空气由于暴露于所述瓦片表面的太阳能加热而被加热，此后，空气通过所述瓦片中的穿孔向上逃逸，产生了所述屋顶和所述瓦片之间的空间中的压力不足，从而产生了空气移动。