CN105089209A - 一种集蓄热与反射双功能的新型节能屋顶及其制造方法 - Google Patents

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吕石磊
李翼然
刘尚宝
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Abstract

本发明公开了一种集蓄热与反射双功能的新型节能屋顶及其制造方法，包括由内至外依次设置的屋顶基础层、防水层和抗裂砂浆层，所述防水层和抗裂砂浆层之间设置有由封装有相变材料的PE-RT管紧密排列构成的相变材料层，所述抗裂砂浆层上设置有反射涂料层。其制造方法包括，铺设屋顶基础层；铺设防水层；制备封装有相变材料的PE-RT管；铺设相变材料层；铺设抗裂砂浆层；涂刷反射涂料层。本发明结构简单，节能效果明显，实用性强，适用于降低建筑能耗。

Description

一种集蓄热与反射双功能的新型节能屋顶及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种屋顶及其制造方法，更具体的说，是涉及一种集蓄热与反射双功能的新型节能屋顶及其制造方法。
背景技术
在我国建筑能耗约占全社会总能耗的三分之一，随着经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，建筑能耗的比重将不断增加，在各类建筑中，暖通空调系统的能耗最大，因此建筑节能的重点是暖通空调的节能。而太阳辐射较大程度地影响建筑物室内舒适环境及能耗。夏季，太阳强烈辐射所产生的热量引起建筑屋顶和外墙表面温度升高，热量通过围护结构传导至室内，会增加空调系统的能耗。对于非空调的建筑，建筑物内表面温度的升高产生的热辐射也会恶化室内环境的热舒适度。因此，采用有效的方法降低太阳辐射所引起的温升，达到节约能源，改善生活、工作环境的目的，是一个重要的研究课题。
在20世纪70年代石油危机发生以后,为最大限度地减少民用、工业建筑和设施的能耗，ETIC(外隔热化合物)外墙保温体系逐步发展起来，我国建筑节能保温多为该体系。但因其体系施工繁琐，造价高，不适宜异形复杂构造的施工，并且整个体系中存在大量的EPS板缝，形成了许多热桥，很难进一步提高体系的节能效果。且目前常用的外墙外保温和内墙内保温技术由于材料本身热容量有限，屋面由于温度过高易老化，不能充分发挥节能作用。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种结构简单，节能效果明显，实用性强的集蓄热与反射双功能的新型节能屋顶及其制造方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的集蓄热与反射双功能的新型节能屋顶，包括由内至外依次设置的屋顶基础层、防水层和抗裂砂浆层，所述防水层和抗裂砂浆层之间设置有由封装有相变材料的PE-RT管紧密排列构成的相变材料层，所述抗裂砂浆层上设置有反射涂料层。
所述PE-RT管一端连接有PE-RT管帽，另一端依次连接有PE-RT弯头、带有排气孔的PE-RT管、PE-RT管帽。
所述相变材料由脂肪酸、高碳醇或脂肪酸与高碳醇的低共熔混合物其中一种构成。
本发明的目的还可通过以下技术方案实现。
本发明的集蓄热与反射双功能的新型节能屋顶的制造方法，具体包括如下步骤：
(1)铺设屋顶基础层；
(2)铺设防水层；
(3)制备封装有相变材料的PE-RT管，将PE-RT管一端连接PE-RT管帽，将相变材料装入PE-RT管，另一端依次连接PE-RT弯头、带有排气孔的PE-RT管、PE-RT管帽。
(4)铺设相变材料层，将上述步骤(3)中预制好的封装有相变材料的PE-RT管紧密并排布置于防水层上；
(5)铺设抗裂砂浆层；
(6)涂刷反射涂料层。
所述相变材料由脂肪酸或高碳醇其中一种制成。
所述相变材料由46.4～97.5％脂肪酸与2.5～53.6％高碳醇的低共熔混合物制成。
所述步骤(5)抗裂砂浆层铺设成中间高、周边低的形状构造。
所述步骤(6)反射涂料层的厚度至少为0.5mm。
与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
(1)本发明中相变材料层由封装有相变材料的PE-RT管均匀紧密排列构成，PE-RT管件间采用热熔连接，具有连接简便，成本低，使用年限长，耐高温，密封性好等优点。
(2)本发明中相变材料为有机相变材料，相变温度与室外屋面温度接近，白天能有效储存屋面热量，夜间能有效向外界释放热量，降低室内空调负荷，材料相变潜热可高达180KJ/Kg，较少的相变材料即能满足需要。
(3)本发明中反射涂料层的太阳反射比及半球发射率均不小于0.8，能对400nm--2500nm范围的太阳红外线和紫外线进行高反射，也就是在屋顶吸收热之前将热反射出去，同时，将进入反射涂料层的热大部分辐射到空气中，反射涂料通过降低屋面温度，能够有效延长屋面使用寿命。
(4)本发明中相变材料层与反射涂料层结合使用，能够最大限度的降低建筑能耗，增加室内热舒适。一方面能够弥补单一使用反射涂料层时屋面降温能力有限(不能满足室外温度较高的情况)，室内温度波动较大的缺点；另一方面能够弥补单一使用相变材料层时屋面相变材料用量较大，屋面易老化的缺点。
(5)本发明为被动式节能方案，具有易于实施，可靠性高，寿命周期长，成本低等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中相变材料层的结构示意图。
附图标记：1屋顶基础层2防水层3相变材料层
4抗裂砂浆层5反射涂料层6PE-RT管7PE-RT弯头
8PE-RT管帽9PE-RT管
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1和图2所示，本发明的集蓄热与反射双功能的新型节能屋顶，包括由内至外依次设置的屋顶基础层1、防水层2和抗裂砂浆层4，所述防水层2和抗裂砂浆层4之间设置有由封装有相变材料的PE-RT管紧密排列构成的相变材料层3，所述抗裂砂浆层4上设置有反射涂料层5。所述PE-RT管6一端热熔连接有PE-RT管帽8，另一端依次热熔连接有PE-RT弯头7、中间位置设置有排气孔的PE-RT管9、PE-RT管帽8，所述排气孔直径可以为2mm，防止PE-RT管内压力过大，所述PE-RT管9长度可为50mm。所述相变材料可为有机相变材料，可由单一脂肪酸或单一高碳醇其中一种制成，也可由46.4～97.5％脂肪酸与2.5～53.6％高碳醇的低共熔混合物构成，
实施例1
上述相变材料，由46.4％脂肪酸与53.6％高碳醇的低共熔混合物构成。
实施例2
上述相变材料，由71.84％脂肪酸与28.16％高碳醇的低共熔混合物构成。
实施例3
上述相变材料，由97.5％脂肪酸与2.5％高碳醇的低共熔混合物构成。
上述脂肪酸可为正癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸或硬脂酸；所述高碳醇可为十二醇、十四醇、十六醇或十八醇。相变温度与夏季室外屋面温度接近，凝固温度在27-30℃之间，熔化温度在32-36℃之间，相变潜热140-180KJ/Kg。
上述集蓄热与反射双功能的新型节能屋顶的制造方法，具体包括如下步骤：首先，铺设屋顶基础层1，为防止屋面有孔隙、裂缝、不平等缺陷，需用水泥砂浆将屋顶基础层1修补抹平；其次，待水泥砂浆干固后铺设防水层2，在已铺设好的屋顶基础层1上铺设2mm厚度的高分子防水材料，比如均匀涂刷高分子防水涂料、铺设高分子防水卷材等；然后，制备封装有相变材料的PE-RT管，将PE-RT管一端连接PE-RT管帽，将相变材料装入PE-RT管，另一端依次连接PE-RT弯头、带有排气孔的PE-RT管、PE-RT管帽；待防水层干固后铺设相变材料层3，将预制好的封装有相变材料的PE-RT管6均匀紧密并排布置于防水层2上；之后，铺设抗裂砂浆层4，在相变材料层3上面均匀覆盖20mm厚度的抗裂砂浆，铺设成中间高、周边低的形状构造，以保证下雨天雨水不会残留在屋面上；最后，待抗裂砂浆层干固完全后涂刷反射涂料层5，将反射涂料搅拌均匀后涂刷于抗裂砂浆层4上面，均匀涂刷至少两次，时间间隔至少为30min，厚度至少为0.5mm，保证屋面反射涂料形成致密均匀的反射涂料层5。
本发明的工作原理：白天，太阳辐射作用于反射涂料层5，反射涂料层5将400nm--2500nm范围的太阳红外线和紫外线进行高反射，减弱太阳的热量在物体表面进行累积升温，又自动进行热量辐射散热降温，把物体表面的热量辐射到太空中去,降低物体的温度,反射隔热涂料中的导热系数极低的空心微珠能够隔绝热能的传递。相变材料层3将通过抗裂砂浆层4进入的热量通过相变储存，进而减少白天由屋顶进入室内的热量，减少室内热负荷，增加室内热舒适。
晚上，室外空气温度降低，相变材料层3中相变材料凝固释放白天储存的热量，一部分通反射涂料层5进行热量辐射散热，另一部通过屋顶基础层1进入室内的热量可通过开窗形成自然对流排出室内。
这样循环往复，降低室内温度波动，减少室内负荷，达到维持室内舒适度和降低建筑能耗的目的。
本发明不局限于上述具体实施方式，上述具体实施方式仅仅是示意性的，不是限制性的，本领域普通技术人员在本发明启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种集蓄热与反射双功能的新型节能屋顶，包括由内至外依次设置的屋顶基础层、防水层和抗裂砂浆层，其特征是，所述防水层和抗裂砂浆层之间设置有由封装有相变材料的PE-RT管紧密排列构成的相变材料层，所述抗裂砂浆层上设置有反射涂料层。
2.根据权利要求1所述的集蓄热与反射双功能的新型节能屋顶，其特征是，所述PE-RT管一端连接有PE-RT管帽，另一端依次连接有PE-RT弯头、带有排气孔的PE-RT管、PE-RT管帽。
3.根据权利要求1所述的集蓄热与反射双功能的新型节能屋顶，其特征是，所述相变材料由脂肪酸、高碳醇或脂肪酸与高碳醇的低共熔混合物其中一种构成。
4.一种集蓄热与反射双功能的新型节能屋顶的制造方法，其特征是，具体包括如下步骤：
(1)铺设屋顶基础层；
(2)铺设防水层；
(3)制备封装有相变材料的PE-RT管，将PE-RT管一端连接PE-RT管帽，将相变材料装入PE-RT管，另一端依次连接PE-RT弯头、带有排气孔的PE-RT管、PE-RT管帽。
(4)铺设相变材料层，将上述步骤(3)中预制好的封装有相变材料的PE-RT管紧密并排布置于防水层上；
(5)铺设抗裂砂浆层；
(6)涂刷反射涂料层。
5.根据权利要求4所述的集蓄热与反射双功能的新型节能屋顶的制造方法，其特征是，所述相变材料由脂肪酸或高碳醇其中一种制成。
6.根据权利要求4所述的集蓄热与反射双功能的新型节能屋顶的制造方法，其特征是，所述相变材料由46.4～97.5％脂肪酸与2.5～53.6％高碳醇的低共熔混合物制成。
7.根据权利要求4所述的集蓄热与反射双功能的新型节能屋顶的制造方法，其特征是，所述步骤(5)抗裂砂浆层铺设成中间高、周边低的形状构造。
8.根据权利要求4所述的集蓄热与反射双功能的新型节能屋顶的制造方法，其特征是，所述步骤(6)反射涂料层的厚度至少为0.5mm。
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