CN110685377A - 一种适用于纸质建筑的保温通风墙体结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑围护结构领域内的一种适用于纸质建筑的保温通风墙体结构,包括若干并列设置的纸质圆管,所述纸质圆管为设有中空管腔的管形结构,所述纸质圆管侧壁的上、下两个不同位置分别设有贯穿纸质圆管的通风孔,与通风孔配合设置有通风阀,所述通风阀开启或关闭时,可使得一侧的通风孔经中空管腔与另一侧的通风孔相通或隔断,所述纸质圆管的中空管腔内设有加热单元。本发明用于搭建轻质、临时性建筑,可调节室内外温度及进行室内外通风,增强纸质建筑的优势,拓展纸质建筑的应用范围,从而使其更加适合使用。
Description
技术领域
本发明涉及到建筑围护结构设计领域,具体是一种适用于纸质建筑的墙体结构。
背景技术
纸质建筑是一种新型的建筑形式,由于具有成本低、自重轻、搭建和拆卸方便灵活、抗震性能好等优点,近年来已经得到一定的发展。以2014 年曾获得有建筑界“诺贝尔奖”之称的“普利茨克建筑奖”的日本建筑师Shigeru Ban为代表,各国建筑师已经在全世界十多个国家中建造了大量的纸质建筑。然而纸质建筑也不可避免地存在一些缺点,例如墙体耐久性较差、保温性能较差、防火防水性较差、难以实现通风功能等,因而限制了纸质建筑的进一步推广应用。
发明内容
本发明提供一种适用于纸质建筑的保温通风墙体结构,其作为墙体使用时,具有调节通风的作用,使得室内外能进行内外换气。
为此,本发明提供的一种适用于纸质建筑的保温通风墙体结构,包括若干并列设置的纸质圆管,所述纸质圆管为设有中空管腔的管形结构,所述纸质圆管侧壁的上、下两个不同位置分别设有贯穿纸质圆管的通风孔,与通风孔配合设置有通风阀,所述通风阀开启或关闭时,可使得一侧的通风孔经中空管腔与另一侧的通风孔相通或隔断,所述纸质圆管的中空管腔内设有加热单元。加热单元优选为电加热器件,可以设置在中空管腔的内底部,也可以设置在中空管腔的中部。
本发明作为墙体使用时,具有如下几种工作状态,工作状态一:在夏季晴朗的白天,开启内侧的下部通风阀和外侧的上部通风阀,通过加热单元加热中空腔内的空气,空气受热上升,形成烟囱效应,使室内空气在烟囱效应的原理下由室内流向室外,在通风的同时将室内多余的热量排出室外。工作状态二:在冬季晴朗的白天,开启外侧的下部通风阀和内侧的上部通风阀,通过加热单元加热中空腔内的空气,使空气在烟囱效应的原理下由室外流向室内,在通风的同时将清新的热空气送入室内。工作状态三:在过渡季、阴雨天气、夜晚或其他情况下,加热单元停止加热、通风孔关闭,纸质圆管具有保温隔热的功能。与现有技术相比,本发明利用加热单元作为气流的驱动源,可以通风调节室内外温度,引入新鲜空气,可用于搭建轻质、临时性建筑。
为便于安装和工况转换,所述通风阀包括支撑筒、轴套、活塞杆及活塞头,所述轴套与支撑筒同轴设置,活塞杆活动设置在轴套内,所述活塞头有两个并分别安装在活塞杆两端,活塞头与支撑筒相适配;所述支撑筒固定在通风孔内,支撑筒上设有风口,所述活塞杆轴向运动到两端极限位置时,一端的活塞头封闭支撑筒的一端的口部,另一端的活塞头与支撑筒另一端的口部相脱离。进一步地,所述活塞杆位于中位时,两端的活塞头同时封闭支撑筒两端的口部。转换开启和关闭状态时,只需要平推活塞头或活塞杆即可,如采用电控的直线驱动机构,可以很方便地进行自动化控制。
作为本发明的进一步改进,所述纸质圆管包括内管和外管,内管与外管之间留有隔热腔。采用内外两层管的设计,一方面可以保证纸质圆管在轻质的前提下获得更好的强度;另一方面可以形成环形的隔热腔,该环形的隔热腔夹层很薄,可有效遏制空气热对流,从而取得更好的保温、隔热效果。
进一步地,所述内管与外管之间设有隔离圆管,隔离圆管内、外侧分别经粘结剂与内管、外管相粘接,所述隔热腔两端经所述隔离圆管封闭。隔离圆管的设置起加强作用,同时使得隔热腔形成封闭的腔,进一步减少空气热对流,隔离圆管在内管的长度方向上可以多个分隔设置,形成多个隔热腔。
为加强连接强度,所述纸质圆管的端部和/或中部设有加强箍。所述纸质圆管上设有径向贯穿纸质圆管及对应加强箍的螺栓连接件,所述螺栓连接件经由两段管状单元螺纹连接而成。相邻纸质圆管的螺栓连接件之间可经跨接连接件相连。
为方便纸质圆管的底部及顶部的安装固定,所述纸质圆管顶部或底部插接在带有对应圆孔的基座上。
为提高保温效果,相邻纸质圆管之间的间隙中设有保温构件。
附图说明
图1为纸质圆管工作状态一示意图。
图2为纸质圆管工作状态二示意图。
图3为纸质圆管工作状态三示意图。
图4为与工作状态一对应的局部安装结构图。
图5为与工作状态二对应的局部安装结构图。
图6为与工作状态三对应的局部安装结构图。
图7为墙体结构示意图。
图8为图7中A的局部放大图。
图9为基座的一种结构示意图。
图10为图9中基座的立面图。
图11为图9中基座上安装有纸质圆管的墙体俯视图。
图12为基座的另一种结构示意图。
图13为图12中基座的立面图。
图14为图12中基座上安装有纸质圆管的墙体俯视图。
图15为墙体立面图。
其中,1螺栓连接件,1a管状单元一,1b管状单元二,2隔离圆管,3活塞头,4外管,5内管,6隔热腔,7中空管腔,8电热器件,9加强箍,10活塞杆,11支撑筒,11a风口,12轴套,13纸质圆管,13a角柱,14小圆管,15底板,16发泡层,17侧板,18通风孔,19跨接连接件。
具体实施方式
如图1-15所示,为一种适用于纸质建筑的保温通风墙体结构,包括若干并列设置的纸质圆管13,纸质圆管13为设有中空管腔7的管形结构,纸质圆管13侧壁的上、下两个不同位置分别设有贯穿纸质圆管13的通风孔18,与通风孔18配合设置有通风阀,通风阀开启或关闭时,可使得一侧的通风孔18经中空管腔7与另一侧的通风孔18相通或隔断,纸质圆管13的中空管腔7内设有加热单元。加热单元优选为电加热器件,可以设置在中空管腔7的内底部,也可以设置在中空管腔7的中部。
具体而言,通风阀包括支撑筒11、轴套12、活塞杆10及活塞头3,轴套12与支撑筒11同轴设置,活塞杆10活动设置在轴套12内,活塞头3有两个并分别安装在活塞杆10两端,活塞头3与支撑筒11相适配;支撑筒11固定在通风孔18内,支撑筒11上设有风口11a,活塞杆10轴向运动到两端极限位置时,一端的活塞头3封闭支撑筒11的一端的口部,另一端的活塞头3与支撑筒11另一端的口部相脱离。进一步地,活塞杆10位于中位时,两端的活塞头3同时封闭支撑筒11两端的口部。转换开启和关闭状态时,只需要平推活塞头3或活塞杆10即可,如采用电控的直线驱动机构,可以很方便地进行自动化控制。
纸质圆管13具体结构如下:纸质圆管13包括内管5和外管4,内管5与外管4之间留有隔热腔6。采用内外两层管的设计,一方面可以保证纸质圆管13在轻质的前提下获得更好的强度;另一方面可以形成环形的隔热腔6,该环形的隔热腔6对流效果不好,从而可以取得更好的保温、隔热效果。进一步地,内管5与外管4之间设有隔离圆管2,隔离圆管2内、外侧分别经粘结剂与内管5、外管4相粘接,隔热腔6两端经隔离圆管2封闭。隔离圆管2的设置起加强作用,同时使得隔热腔6形成封闭的腔,进一步减少对流散热,隔离圆管2在内管5的长度方向上可以多个分隔设置,形成多个隔热腔6。本实施例中,每一纸质圆管13中形成上下两个隔热腔6,中间经由隔离圆管2隔开,安装时,可以用两个外管4、三个隔离管和一个内管5搭建成一个纸质圆管13。
为加强连接强度,纸质圆管13的端部和/或中部设有加强箍9。端部的加强箍9可以是一体的,中部的加强箍9可以是分体的;纸质圆管13上设有径向贯穿纸质圆管13及对应加强箍9的螺栓连接件1,螺栓连接件1经由管状单元一1a和管状单元二1b螺纹连接而成。相邻纸质圆管13的螺栓连接件1之间可经跨接连接件19相连。
为方便纸质圆管13的底部及顶部的安装固定,纸质圆管13顶部或底部插接在带有对应圆孔的基座上。基座包括底板15以及底板15上向上延伸的侧板17,侧板17对称设置且形状与纸质圆管13外形相匹配,以便纸质圆管13可以插接在侧板17上形成的孔洞中。基座可以有两种结构形式,一种如图9所示,其侧板17与底板15之间连接的端头位置有部分缺失,另一种如图12所示,其侧板17延伸到底板15的两端,端头位置有部分缺失的基座垂直设置,可以保证作为角柱13a使用的纸质圆管13安装方便。另一种基座可用于中间墙体的底部及顶部。
为提高保温效果,相邻纸质圆管13之间的间隙中设有保温构件。保温构件可以是包覆的保温板,也可以是在相邻纸质圆管13之间的间隙中发泡形成的保温层。本实施例中,保温构件包括插接在相邻纸质圆管13之间的小圆管14,在小圆管14和相邻纸质圆管13之间形成一个近似于三角形的区域,该区域中设置有聚氨酯材料的发泡层16,其施工方便,外形美观,可以在纸质圆管13形成的墙体的外侧和内侧连续设置,也可以内外间隔交错设置,均具有良好的保温效果。
该装置搭建时,可以按如下步骤进行:
(1)搭建纸质圆管,如图1所示,一根纸质圆管13由两根外管4、三根隔离圆管2及一根内管5组成,具体做法是:将一根隔离圆管2涂胶,两头均匀伸入两根外管4的端部之后,将两根外管4的端部靠紧。将两根隔离圆管2涂胶,各自深入两根外管4的另一端部,隔离圆管2的端部与外管4的端部对齐。将内管5端部和中部涂胶,插入粘好的隔离圆管2内侧,与三根隔离圆管2的内壁粘贴,将其端部与外管4和隔离圆管2的端部对齐,形成纸质圆管13;纸质圆管也可以采用三根以上的外圆管进行搭建,相应的隔离圆管2数目可以增加。
(2)将加强箍9内侧涂胶,套于纸质圆管13的两端或粘贴在纸质圆管13的中部。
(3)在加强箍9对应的位置,对纸质圆管13钻出孔洞,同时钻出通风孔18。居于建筑墙体角部位置作为角柱的纸质圆管13,也可以不设置通风孔18。将通风阀装入相应的通风孔18,必要时可以安装相应的电动控制系统,并在纸质圆管13底部安装电热器件8。
(4)将基座安装于地面或屋顶下侧,根据设计需求,形成独立的或拼接墙体基座。
(5)将纸质圆管13逐一插入基座上对应的孔洞中,以螺栓连接件1将其与底座上的侧板17相固定。
(6)安装保温构件及发泡形成聚氨酯发泡层16。
(7)将屋顶构件的基座从上往下,扣装于纸质圆管13顶部并固定,相邻纸质圆管13之间采用跨接连接件19相连。再将屋顶构件与顶部基座连接起来。
(8)可进一步改用其他锚固方式将纸质圆管13之间、纸质圆管13与地面之间进行进一步固定,以达到防风效果。
本发明作为墙体使用时,具有如下几种工作状态,工作状态一:在夏季晴朗的白天,开启内侧的下部通风阀和外侧的上部通风阀,通过加热单元加热中空腔内的空气,空气受热上升,形成烟囱效应,使室内空气在烟囱效应的原理下由室内流向室外,在通风的同时将室内多余的热量排出室外。工作状态二:在冬季晴朗的白天,开启外侧的下部通风阀和内侧的上部通风阀,通过加热单元加热中空腔内的空气,使空气在烟囱效应的原理下由室外流向室内,在通风的同时将清新的热空气送入室内。工作状态三:在过渡季、阴雨天气、夜晚或其他情况下,加热单元停止加热、通风孔18关闭,纸质圆管13具有保温隔热的功能。与现有技术相比,本发明利用加热单元作为气流的驱动源,可以通风调节室内外温度,引入新鲜空气,可用于搭建轻质、临时性建筑。
本产品可使采用硬纸质圆管为主体结构的纸质建筑具有一定的保温和通风性能,克服纸质建筑的不足之处,增强纸质建筑的优势,拓展纸质建筑的应用范围,从而使其更加适合使用。本产品结构简单、成本低廉、加工方便,因而具有较高的市场实施可能性,具有一定的经济效益。
本发明并不局限于上述实施例,在本发明公开的技术方案的基础上,本领域的技术人员根据所公开的技术内容,不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形,这些替换和变形均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种适用于纸质建筑的保温通风墙体结构,包括若干并列设置的纸质圆管,其特征在于:所述纸质圆管为设有中空管腔的管形结构,所述纸质圆管侧壁的上、下两个不同位置分别设有贯穿纸质圆管的通风孔,与通风孔配合设置有通风阀,所述通风阀开启或关闭时,可使得一侧的通风孔经中空管腔与另一侧的通风孔相通或隔断,所述纸质圆管的中空管腔内设有加热单元。
2.根据权利要求1所述的一种适用于纸质建筑的保温通风墙体结构,其特征在于:所述通风阀包括支撑筒、轴套、活塞杆及活塞头,所述轴套与支撑筒同轴设置,活塞杆活动设置在轴套内,所述活塞头有两个并分别安装在活塞杆两端,活塞头与支撑筒相适配;所述支撑筒固定在通风孔内,支撑筒上设有风口,所述活塞杆轴向运动到两端极限位置时,一端的活塞头封闭支撑筒的一端的口部,另一端的活塞头与支撑筒另一端的口部相脱离。
3.根据权利要求2所述的一种适用于纸质建筑的保温通风墙体结构,其特征在于:所述活塞杆位于中位时,两端的活塞头同时封闭支撑筒两端的口部。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种适用于纸质建筑的保温通风墙体结构,其特征在于:所述纸质圆管包括内管和外管,内管与外管之间留有隔热腔。
5.根据权利要求4所述的一种适用于纸质建筑的保温通风墙体结构,其特征在于:所述内管与外管之间设有隔离圆管,隔离圆管内、外侧分别经粘结剂与内管、外管相粘接,所述隔热腔两端经所述隔离圆管封闭。
6.根据权利要求5所述的一种适用于纸质建筑的保温通风墙体结构,其特征在于:所述纸质圆管的端部和/或中部设有加强箍。
7.根据权利要求5所述的一种适用于纸质建筑的保温通风墙体结构,其特征在于:所述纸质圆管上设有径向贯穿纸质圆管及对应加强箍的螺栓连接件,所述螺栓连接件经由两段管状单元螺纹连接而成。
8.根据权利要求7所述的一种适用于纸质建筑的保温通风墙体结构,其特征在于:相邻纸质圆管的螺栓连接件之间经跨接连接件相连。
9.根据权利要求5所述的一种适用于纸质建筑的保温通风墙体结构,其特征在于:所述纸质圆管顶部或底部插接在带有对应圆孔的基座上。
10.根据权利要求9所述的一种适用于纸质建筑的保温通风墙体结构,其特征在于:相邻纸质圆管之间的间隙中设有保温构件。
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