CN109339561A - 一种具有辐射制冷功能的建筑膜结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有辐射制冷功能的建筑膜结构，包括从下到上依次设置的基布层、第一涂层和第二涂层，所述基布层为玻璃纤维材料，所述第一涂层材料包括核‑壳丙烯酸改性聚氨酯乳液和无机粒子，所述第二涂层材料为聚四氟乙烯材料。本发明的建筑膜结构重量轻、使室内视野开阔并且环保节能。

Description

一种具有辐射制冷功能的建筑膜结构
技术领域
本发明涉及建筑膜结构领域，具体涉及一种具有辐射制冷功能的建筑膜结构。
背景技术
建筑膜结构是20世纪中期发展起来的一种新型建筑结构形式，用钢性支撑、上绷膜面，形成大跨度的空间结构。膜结构建筑被誉为现代高科技建筑和21世纪的建筑，具有结构轻、跨度大、防火难燃、外表美观等优点。
膜结构的出现为建筑师们提供了超出传统建筑模式以外的新选择。膜结构一改传统建筑材料而使用膜材，其重量只是传统建筑的三十分之一；膜结构可以从根本上克服传统结构在大跨度(无支撑)建筑上实现时所遇到的困难，可创造巨大的无遮挡的可视空间；膜结构造型自由轻巧、阻燃、制作简易、安装快捷、节能、易于施工、使用安全，因而在世界各地受到广泛应用。另外值得一提的是，在阳光的照射下，由膜结构覆盖的建筑物内部充满自然漫射光，无强反差的着光面与阴影的区分，室内的空间视觉环境开阔和谐。夜晚，建筑物内的灯光透过膜照亮夜空，建筑物的造型显现出梦幻般的效果。这种膜结构形式特别适用于大型体育场馆、入口廊道、公众休闲娱乐广场、展览会场、购物中心等领域。
但是，此种建筑膜结构由于太阳光的直接照射，当气温较高的情况下，室内温度会比普通的建筑升温更快，使用制冷设备时耗电量较大。因此，本发明提出了一种具有辐射制冷功能的建筑膜结构，其将建筑膜结构与辐射制冷技术(辐射制冷技术是指将热源热量透过红外辐射的大气窗口向外太空冷源传递的一种新型制冷技术)相结合，既保留了建筑膜结构重量轻、室内视野开阔的优点，也具备了环保节能的优点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种重量轻、环保节能并使室内视野开阔的建筑膜结构。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种具有辐射制冷功能的建筑膜结构，包括从下到上依次设置的基布层、第一涂层和第二涂层，所述基布层为玻璃纤维材料，所述第一涂层材料包括核-壳丙烯酸改性聚氨酯乳液和无机粒子，所述第二涂层材料为聚四氟乙烯材料。
作为本发明的进一步特征，所述无机粒子包括金属氧化物和非金属无机物。无机粒子的分散性好，可以均匀分散在核-壳丙烯酸改性聚氨酯乳液中。无机粒子的形状不固定，可以为圆形、椭球型、多边形或无定型。无机粒子包括两种，一种为金属氧化物，粒径在10～20μm之间；一种为非金属无机物，粒径在5～10μm之间。金属氧化物为Al2O3、TiO2、Nb2O3、HfO2中的一种，非金属无机物为SiO2和SiC中的一种。
作为本发明的进一步特征，所述各层的厚度与建筑膜结构总厚度的占比如下：基布层：60～90％，第一涂层：5～20％，第二涂层：5～20％。
由于采用以上技术方案，本发明的建筑膜结构重量轻、使室内视野开阔并且环保节能。
附图说明
图1为本发明的建筑膜结构的组成示意图；
图2为本发明的建筑膜结构的整体示意图。
图中标号说明：1、基布层，2、第一涂层，3、第二涂层，21、金属氧化物，22、非金属无机物。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
本发明提供一种具有辐射制冷功能的建筑膜结构，包括从下到上依次设置的基布层1、第一涂层2和第二涂层3，所述基布层为玻璃纤维材料，所述第一涂层材料包括核-壳丙烯酸改性聚氨酯乳液和无机粒子，所述第二涂层材料为聚四氟乙烯材料。
所述无机粒子包括金属氧化物21和非金属无机物22。无机粒子的分散性好，可以均匀分散在核-壳丙烯酸改性聚氨酯乳液中。无机粒子的形状不固定，可以为圆形、椭球型、多边形或无定型。无机粒子包括两种，一种为金属氧化物，粒径在10～20μm之间；一种为非金属无机物，粒径在5～10μm之间。金属氧化物为Al2O3、TiO2、Nb2O3、HfO2中的一种，非金属无机物为SiO2和SiC中的一种。
采用上述各个技术方案，所述各层的厚度与建筑膜结构总厚度的占比如下：基布层：60～90％，第一涂层：5～20％，第二涂层：5～20％。
本发明的建筑膜结构重量轻、使室内视野开阔并且环保节能。
实施例1
在本实施例中，所述建筑膜结构包括从下到上依次设置的基布层1、第一涂层2和第二涂层3，基布层采用玻璃纤维材料，第一涂层材料包括核-壳丙烯酸改性聚氨酯乳液和无机粒子，第二涂层材料为聚四氟乙烯材料。无机粒子包括金属氧化物21和非金属无机物22，金属氧化物为Al2O3、TiO2、Nb2O3、HfO2中的一种，粒径在10～20μm之间；非金属无机物为SiO2和SiC中的一种，粒径在5～10μm之间。所述各层的厚度与建筑膜结构总厚度的占比如下：
基布层：60～90％，
第一涂层：5～20％，
第二涂层：5～20％。
将本实施例的膜建筑结构进行各种性能测试，得到的结果如下。
弹性模量：采用电子式拉力试验机，测得的本实施例膜材的弹性模量较低，这有利于膜材形成复杂的曲面造型。
光学性能：采用Perkin Elmer，Lambda 950型UV/Vis/NIR Spectrometer测试光的透射率。本发明的建筑膜结构可阻隔大部分紫外线，防止内部物品褪色，其对自然光的透射率可达25±5％。透射光在结构内部产生均匀的漫射光，无阴影，无眩光，具有良好的显色性，夜晚在周围环境光和内部照明的共同作用下，膜结构表面发出自然柔和的光辉，令人陶醉。
防火性能：本发明的建筑膜结构能很好地满足对于防火的需求，具有卓越的阻燃和耐高温性能。根据我国国家标准GB8624-97将建筑材料的燃烧性能划分的等级，本发明的建筑膜为B1级，属于难燃性建筑材料(难燃类材料有较好的阻燃作用，其在空气中遇明火或在高温作用下难起火，不易很快发生蔓延，且当火源移开后燃烧立即停止)。
自洁性能：本发明的建筑膜结构具有很好的自洁性能，雨水会在其表面聚成水珠流下，使膜材表面得到自然清洗。
膜材自重：本发明的建筑膜结构自重极轻，每平米自重3公斤以下。
热反射率和辐射制冷功能：本发明的建筑膜结构能够阻止太阳能进入室内，并且可以将热量转化为特定波长的红外线辐射出去，能耗仅为传统膜结构建筑的1/10-1/5，总节能75％以上。
实施例2
本实施例提供了一种建筑膜结构，包括从下到上依次设置的基布层、第一涂层和第二涂层，与实施例1的不同之处在于基布层和第二涂层。本实施例的基布层为聚酯纤维材料，第二涂层材料为聚偏氟乙烯材料。
实施例3
本实施例提供了一种建筑膜结构，包括从下到上依次设置的基布层、第一涂层和第二涂层，与实施例2的不同之处在于第二涂层。本实施例的第二涂层材料为聚氟乙烯材料。
实施例4
本实施例提供了一种建筑膜结构，包括从下到上依次设置的基布层、第一涂层和第二涂层，与实施例2的不同之处在于第二涂层。本实施例的第二涂层材料为聚氯乙烯材料。
将上述实施例的建筑膜结构进行比较，价格方面：实施例1>实施例2>实施例3>实施例4，拉伸性能：实施例1(拉伸强度达到钢材水平)>实施例2>实施例3>实施例4(拉伸强度相当于钢材的一半)。
本发明的建筑膜结构可以单独使用或组合使用，形状包括同向弯曲形状，例如球形或穹顶；互反曲形状，例如鞍状等。因此，本发明的建筑膜结构可安装或预制造为穹顶、锥形、波形、同向弯曲形状、互反曲形状、折叠形状和其它形状。
本发明的建筑膜结构可用于屋顶、天棚、帐篷和帐篷状结构体、墙、艺术陈列品，可结合到机场、储存设施、飞机库、竞技场、活动中心、运动或集会场地、穹顶、温室、住宅或商业建筑物、制造工厂、博物馆、旅馆、大学、铁路、公交或地铁站、等候区域、电影院、剧院、竞技场、建筑物之间的通道、工业设施中的连接接合点等的设计和施工中的美学或其它结构体。
本发明公开的建筑膜结构可以用作覆面或者可以结合到穹顶和其它建筑物中，将本发明公开的复合材料结合到各种建筑设计中的工程方法取决于其功能、形状、所寻求的性质和其它因素。这些方法可以与涉及现有建筑膜的已知方法或者正在被开发的方法相同或者不同。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种具有辐射制冷功能的建筑膜结构，其特征在于：包括从下到上依次设置的基布层、第一涂层和第二涂层，所述基布层为玻璃纤维材料，所述第一涂层材料包括核-壳丙烯酸改性聚氨酯乳液和无机粒子，所述第二涂层材料为聚四氟乙烯材料。
2.如权利要求1所述的建筑膜结构，其特征在于，所述无机粒子包括金属氧化物和非金属无机物。
3.如权利要求2所述的建筑膜结构，其特征在于，所述金属氧化物的粒径为10～20μm，所述金属氧化物为Al2O3、TiO2、Nb2O3、HfO2中的一种。
4.如权利要求2所述的建筑膜结构，其特征在于，所述非金属无机物的粒径为5～10μm，所述非金属无机物为SiO2和SiC中的一种。
5.如据权利要求1～4任一所述的建筑膜结构，其特征在于，所述各层的厚度与建筑膜结构总厚度的占比如下：
基布层：60～90％，
第一涂层：5～20％，
第二涂层：5～20％。
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