CN112922383B - 既有建筑外围护结构节能更新改造用热障结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种既有建筑外围护结构节能更新改造用热障结构,包括墙体基体、多个换热管路以及多块保温板,多个换热管路安装于墙体基体的外侧并被保温板覆盖,同一类型的保温板布置在同一竖直方向上,位于中间的一列保温板最靠下,两侧的保温板逐列的向上错开,多个换热管路包括固定套管、流体管道以及导热固定层,流体管道通过管道定位卡固定在固定套管内,导热固定层填充在固定套管和流体管道之间,多块保温板内表面分别设有固定套管槽,固定套管位于固定套管槽内。在既有建筑中应用该热障结构不会对围护结构自身造成实质性结构安全影响,并且可在有效提升既有建筑保温隔热性能的同时又可大幅减少热障结构的空间占用和建材用量。

Description

既有建筑外围护结构节能更新改造用热障结构
技术领域
本发明涉及建筑节能与更新改造技术领域,尤其是涉及一种既有建筑外围护结构节能更新改造用热障结构。
背景技术
热障是一种新型建筑保温隔热技术,通过在建筑围护结构的承重层或内外表面抹灰层中嵌入流体管道并注入低品位的自然能源或可再生能源,该技术可以在围护结构中形成一道虚拟热量隔绝界面——即热障,从而达到主动阻隔室内外热量传递的技术效果。然而,目前该技术的工程应用仍主要局限于新建建筑,而在既有建筑的节能更新改造中很少应用该技术,因为这通常伴随着巨大的技术经济代价才能实现。首先,热障的首选施工方式是将流体管道嵌入围护结构的承重层中,并且有直接型和间接型两种具体建造方式。但是,将流体管道直接嵌入围护结构承重层中的建造方式只适用于新建建筑,而通过“先破拆再嵌入后修复”的建造方式在既有建筑中间接的嵌入流体管道也不具备技术经济可行性。上述间接建造方式不仅会对围护结构造的构造安全产生影响,并且仍无法解决改造后热障结构的低成本和快速运维需求。热障结构的另一种建造方式是将流体管道嵌入围护结构的非承重层中,包括:嵌入内抹灰层和嵌入承重层与外保温层之间的水泥砂浆层。理论上,嵌入非承重层的建造方式既适用于新建建筑也适用于既有建筑,但无论是嵌入内抹灰层还是嵌入承重层与外保温层之间的水泥砂浆层的建造方式均会额外增加围护结构的整体厚度,导致水泥砂浆的使用量出现激增以及建筑使用空间被受到大量占用,因此该种建造方式一定程度上抵消了热障结构的“节材”和“瘦身”优势。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷,而提供本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷,而提供一种适用于既有建筑外围护结构节能更新改造用并具有在发生泄露故障时具有自动泄流功能的热障结构,在既有建筑中应用该热障结构不会对围护结构自身造成实质性结构安全影响,并且可在有效提升既有建筑保温隔热性能的同时又可大幅减少热障结构的空间占用和建材用量。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是:
一种既有建筑外围护结构节能更新改造用热障结构,包括墙体基体、多个换热管路以及多块保温板,其特征在于,所述多个换热管路通过固定套管安装件安装于所述墙体基体的外侧并被保温板覆盖,同一类型的保温板布置在同一竖直方向上,位于中间的一列保温板最靠下,两侧的保温板逐列的向上错开,所述多个换热管路包括固定套管、流体管道以及导热固定层,所述流体管道通过管道定位卡固定在固定套管内,所述导热固定层填充在所述固定套管和流体管道之间,所述多块保温板内表面分别设有固定套管槽,所述固定套管位于固定套管槽内,相邻的两块保温板内的换热管路彼此连接,所述固定套管槽的下部设有与其连通的泄流槽,并且相邻保温板的泄流槽之间通过泄流槽连接件互相连通和密封,其中,位于中间的保温板竖直方向上设有汇流槽道,并通过汇流孔与同一保温板上的泄流槽连通,最外侧的保温板外侧设有管槽,每个换热管路均充注有换热介质,并且在管槽中互相串接或并接后进一步与外接冷热源系统连通。
优选地,所述保温板的固定套管槽的上表面设有防尘肋。
优选地,所述固定套管的横截面形状由A、B、C、D四点顺时针连线构成,其中C点低于D点位置,D点低于B点位置,A点为最高点,而BC、CD和DA连线为直线、折线、曲线或三者混合的线段。
优选地,所述固定套管的横截面形状由B、C、D、A四点顺时针连线构成,其中,A点和B点之间断开,C点低于D点位置,D点低于B点位置,A点为最高点,而BC和CD连线为直线、折线、曲线或三者混合的线段。
优选地,所述导热固定层采用细沙、砂石、金属丝团或土壤。
优选地,所述导热固定层为添加有金属粉末、石墨或金属丝团的细沙,或者添加有金属粉末、石墨或金属丝团的砂石,或者添加有金属粉末、石墨或金属丝团的土壤。
优选地,所述泄流槽为弧型结构或“V”型结构。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:1、本发明的热障结构适用于绝大多数既有建筑外围护结构的节能更新改造,可在提升既有建筑保温隔热性能的同时有效提升热障结构在既有建筑节能更新改造中应用的技术经济效果。2、本发明的热障结构在建造过程中不需要对既有建筑围护结构的承重层或其它结构层进行大规模破拆,建成后也不会大幅增加既有建筑围护结构的整体厚度,避免了非必要建材的使用浪费,实现了保温隔热和节地节材等多重技术效果。3、本发明的热障结构具有自泄流功能,因此无需在建造和使用过程中额外再考虑其它的墙体防浸泡和防渗漏技术措施,并且即便流体管道因各种原因出现工质外泄现象,所渗出的循环工质也可通过保温层自带的一体化泄流通道及时排出建筑围护结构,因此由管道泄漏造成的墙体浸泡等潜在应用风险得到大幅削减。4、本发明的热障结构还具有运维简单和便利等特点,在热障结构发生泄漏或者其它故障问题时,仅需对非承重的外围护结构保温层进行局部清除即可完成流体管道的更换或其它检修工作,避免了传统热障结构在运维过程中必须对承重层或者抹灰层等进行大规模破拆的先天技术弊端,因此整体运维难度和工作量得到大幅降低,也减少了潜在建筑垃圾的大量产生。
附图说明
图1所示为本发明既有建筑外围护结构节能更新改造用热障结构的示意图;
图2a所示为图1中热障结构的侧视图;
图2b所示为图2a中A处局部放大图;
图3所示为第一保温板的结构示意图;
图4a所示为第一保温板的A-A向剖视图
图4b所示为图4a中B处局部放大图;
图5a所示为第二保温板的结构示意图;
图5b所示为第四保温板的结构示意图;
图6a所示为第二保温板和第四保温板的侧视图
图6b所示为图6a中C处局部放大图;
图7a所示为第三保温板的结构示意图;
图7b所示为第五保温板的结构示意图;
图8a所示为第三保温板和第五保温板的侧视图;
图8b所示为图8a中D处局部放大图。
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。
本发明既有建筑外围护结构节能更新改造用热障结构如图1-图8b所示,包括墙体基体1、多个换热管路以及围护结构外保温层构成。所述多个换热管路通过固定套管安装件4安装于所述墙体基体的外侧并被保温板覆盖,同一类型的保温板布置在同一竖直方向上,位于中间的一列保温板最靠下,两侧的保温板逐列的向上错开,这种错开布置是被动导致的,不是人为想让它错层布置的。因为每个保温板中的固定套管槽都具有一定斜率,左右两个保温板中对应固定套管槽连接后就自然而然的产生了“错层”的外在表现。错开布置是结构设计的原因导致实际中只能“错开”布置,否则就得设计出各种不同的保温板,才能使得左右两个保温板呈现非错层布置,但这样会导致保温板多样化,无法以最少的种类进行标准化生产。
实际安装步骤是先将带有管道定位卡6的流体管道5放置于固定套管中,所述导热固定层填充在所述固定套管和流体管道之间,随后通过固定套管安装件4将上述部件固定安装在墙体外侧,再在墙体和固定套管外侧整体覆盖保温板。如图1所示,具体为,每个所述换热管路由第一固定套管2、第二固定套管3以及内置其中的流体管道5组成,如图1所示,第一固定套管2位于正中位置,第二固定套管3位于第一固定套管的两侧位置,所述流体管道5通过管道定位卡6固定在第一固定套管2与第二固定套管3内部,并且流体管道外侧与固定套管之间空间充填有导热固定层7。导热固定层的作用是通过导热材料填充将换热管路固定在固定套管内部并且紧紧的与墙体外表面接触,从而使得流体管路中的热量可以通过导热固定层较好的向墙体侧传递。所述多块保温板内表面分别设有固定套管槽13,固定套管槽的下端设有渗流孔19。多个换热管路位于在固定套管槽内,相邻的两块保温板内的换热管路彼此连接,所述固定套管槽的下部设有与渗流孔连通的泄流槽。
固定套管的横截面有两种结构,一种是所述固定套管的横截面形状由ABCD四点连线成,与其对应的固定套管槽也是这种形状,这种形状便于保温板自身的设计加工,同时也便于将换热管路中泄漏的流体及时排走,其中C点和D点位置低于B点和最高点A点,而BC、CD和DA连线为直线、折线、曲线或三者混合的线段构成。另一种是固定套管的横截面形状由B、C、D、A四点顺时针连线构成,A点和B点之间断开,这种结构是一种类似C型的型材,把带有管卡的流体管道包在这个型材里,再安装在墙体外表面。
DC段上设有渗流孔19,AD段与防尘肋14的端面接触,BC段与则与固定套管槽13的下表面接触。固定套管的主要作用是将流体管道固定在墙体外表面上,同时在管道发生泄漏时起到一个汇流和泄流的作用。为了实现上述目的,CD端面设有渗流孔,并且这个CD端面位置要低于B点位置才行,才能确保管道泄流沿BC向下流,并通过CD端面进入汇流槽道,否则工质将泄漏至墙体中。因此这个设计的核心是C点位置要低于B点,至于BC、CD和DA连线是直线、折线、曲线或三者混合的线段都可以。
如图1所示,所述第一固定套管2的外侧覆盖有第一保温板8,所述第一固定套管2右侧第二固定套管3的外侧依次覆盖有第二保温板9和第三保温板10,所述第一固定套管2左侧的第二固定套管3外侧覆盖有第四保温板11和第五保温板12。所述第二保温板9与第四保温板11以及第三保温板10与第五保温板12结构上分别对称。所述保温板内表面设有固定套管槽13,并且固定套管槽13的上表面设有防尘肋14,它的端面与固定套管的AD端紧密贴合,从而可以防止建造或者运行过程中灰尘或者颗粒物沿AD段的缝隙落入泄流槽15中,避免泄流槽产生堵塞问题。内部设有泄流槽15,并且相邻保温板的泄流槽15之间通过泄流槽连接件18互相连通和密封。第一保温板8的竖直方向上设有汇流槽道17,并通过汇流孔16与同一保温板上的泄流槽15连通。所述第三保温板10和第五保温板12的一侧还设有管槽20,每个换热管路均充注有换热介质,并且在管槽20中互相串接或并接后进一步与外接冷热源系统连通。
所述导热固定层可以采用细沙、砂石、金属丝团或土壤,或者:所述导热固定层为添加有金属粉末、石墨或金属丝团的细沙、砂石和土壤中的任一种。
位于中间一列的所述第一固定套管中的泄流槽的整体正面形状为弧型结构或“V”型结构。若为弧形结构,则圆弧直径与保温板边长的比值范围优选为1-7;若为“V”型结构,则泄流槽坡度不低于0.5°,并且所述第二固定套管中的泄流槽坡度相同。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种既有建筑外围护结构节能更新改造用热障结构,包括墙体基体、多个换热管路以及多块保温板,其特征在于,所述多个换热管路通过固定套管安装件安装于所述墙体基体的外侧并被保温板覆盖,同一类型的保温板布置在同一竖直方向上,位于中间的一列保温板最靠下,两侧的保温板逐列的向上错开,所述多个换热管路包括固定套管、流体管道以及导热固定层,所述流体管道通过管道定位卡固定在固定套管内,所述导热固定层填充在所述固定套管和流体管道之间,所述多块保温板内表面分别设有固定套管槽,所述固定套管位于固定套管槽内,相邻的两块保温板内的换热管路彼此连接,所述固定套管槽的下部设有与其连通的泄流槽,并且相邻保温板的泄流槽之间通过泄流槽连接件互相连通和密封,其中,位于中间的保温板竖直方向上设有汇流槽道,并通过汇流孔与同一保温板上的泄流槽连通,最外侧的保温板外侧设有管槽,每个换热管路均充注有换热介质,并且在管槽中互相串接或并接后进一步与外接冷热源系统连通。
2.根据权利要求1所述的既有建筑外围护结构节能更新改造用热障结构,其特征在于:所述保温板的固定套管槽的上表面设有防尘肋。
3.根据权利要求2所述的既有建筑外围护结构节能更新改造用热障结构,其特征在于:所述固定套管的横截面形状由A、B、C、D四点顺时针连线构成,其中C点低于D点位置,D点低于B点位置,A点为最高点,而BC、CD和DA连线为直线、折线、曲线或三者混合的线段。
4.根据权利要求3所述的既有建筑外围护结构节能更新改造用热障结构,其特征在于:所述导热固定层采用细沙、砂石、金属丝团或土壤。
5.根据权利要求3所述的既有建筑外围护结构节能更新改造用热障结构,其特征在于:所述导热固定层为添加有金属粉末、石墨或金属丝团的细沙,或者添加有金属粉末、石墨或金属丝团的砂石,或者添加有金属粉末、石墨或金属丝团的土壤。
6.根据权利要求1所述的既有建筑外围护结构节能更新改造用热障结构,其特征在于:所述泄流槽为弧型结构或“V”型结构。
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