CN112984656B - 一种适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统及其施工工艺 - Google Patents

一种适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统及其施工工艺 Download PDF

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Abstract

一种适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统及其施工工艺,降温系统具有碹窑、冷风系统和排湿系统。冷风系统具有位于碹窑外部的水井、主冷风通道、冷风控制设备、数个分支冷风通道、数个冷风出口、数个异形钢板。排湿系统具有数个角钢、数个矩形钢板、数个预应力空心穿墙螺栓、数个预应力实心穿墙螺栓,数个角钢分别位于窑脸与左右两个侧墙交界处、窑脸与每个所述窑鼻的交界处两侧,数个矩形钢板分布于窑脸的外侧面并与数个角钢位置相对应,本发明还提供了降温系统的施工工艺。它利用绿色、环保的方式解决了碹窑民居夏季闷热、潮湿和窑脸前倾破坏以及砂浆面层与窑脸两者无法紧密结合的问题。具有健康无害、施工工艺简单、造价低、工期短等特点。

Description

一种适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统及其施工工艺
技术领域
本发明涉及一种降温系统,具体是一种适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统,属于生土结构技术领域,本发明还涉及所述适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统的施工工艺。
背景技术
碹窑民居是人类建筑史上的瑰宝,已被列为全国首要保护的物质文化遗产。碹窑的特殊构造形式使其门、窗布局与现今建筑存在极大差异,主要体现在碹窑民居的门、窗单面设置于窑脸之上,为保证其结构的整体性和稳定性,后墙不再设置门窗。这样一来,室内空气无法有效流通,夏季屋内闷热、潮湿。现今解决此问题最常规的方法是加设空调,但其存在以下问题:1)空调主机外挂易造成窑脸倾覆;2)空调主机外部安装破坏了传统民居的原始面貌;3)窑内墙体无法悬挂空调内机;4)空调设备运行能耗极高;5)空调运行释放嗜肺军团菌等有害细菌,危害人体;6)空调运行释放氟利昂等有害物质,破坏臭氧层,增加温室效应。
相关专利文献:CN106225130A公开了一种传统民居地源式温度自调节通风系统及通风降温的方法,通风系统,包括地下换热机构、进风装置和设置于民居建筑房间内的室内通风装置,进风装置设置于民居庭院内或庭院外的室外环境中;地下换热机构设置于室外地表下方土壤中,地下换热机构包括立式换热装置和地下连接管路。
以上这些技术对于如何使碹窑民居如何能通过通风换气将湿气外排至碹窑外部,拉结窑脸防止窑脸倾倒,防止砂浆面层与窑脸分离、脱落,并未给出具体的指导方案。
发明内容
针对上述技术问题,本发明的目的在于提供一种适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统,它具有制冷和排湿功能,同时能拉结窑脸防止窑脸倾倒,防止砂浆面层与窑脸分离、脱落,从而解决碹窑民居夏季闷热、潮湿的问题,同时还解决窑脸前倾破坏以及砂浆面层与窑脸两者无法紧密结合的问题。
为此,本发明所要解决的另一个技术问题在于,提供一种适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统的施工工艺。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:
一种适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统,具有碹窑,碹窑具有窑脸、窑顶、后墙、左右两个侧墙、位于窑脸外侧面的砂浆面层、数个窑鼻、数个窑孔,碹窑内部沿横向分为数个窑孔(即碹窑的内部沿横向分布有数个窑洞),其技术方案在于所述的适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统还具有冷风系统和排湿系统。
所述冷风系统具有位于碹窑外部的水井、主冷风通道、冷风控制设备、数个(数支)分支冷风通道、数个冷风出口、数个异形钢板,所述主冷风通道的一端(外侧端)为连接口,该连接口位于水井的井口以下3m~5m处且位于井水水面上部并与水井相连通(贯通);所述冷风控制设备具有电动风机、电动阀门、安装于窑孔内的温度控制器以及安装于窑孔内的温度传感器,电动风机固定安装于主冷风通道内,电动阀门安装于主冷风通道上(并位于电动风机的内侧即右侧),温度控制器的信号输入端连接温度传感器,温度控制器的控制输出端分别连接电动阀门的受控端、电动风机的受控端。通过调节电动风机的风速来控制冷风风速,当室温即碹窑的窑孔(窑洞)内温度达到指定(设定)温度时,电动风机的受控端开关自动断开,电动风机停止运行、电动阀门自动关闭,当所述室温高于指定温度时,电动风机的受控端开关自动打开,电动风机自动运行,电动阀门自动打开。所述主冷风通道在地表处分别连通上述数个分支冷风通道,每个所述分支冷风通道具有分支竖向通道和分支水平通道,每个所述分支冷风通道中,分支竖向通道通过数对(可以是多对)第一膨胀螺丝(以及相配合的连接板或者耳板)固定在后墙的内侧面上,分支水平通道通过数对(可以是多对)第二膨胀螺丝(以及相配合的连接板或者耳板)固定在窑顶的底端面上,所述分支水平通道上(可以是等间距)布置有向下开口的数个(可以是多个)冷风出口,每个所述冷风出口的下部皆安装除湿装置,分支水平通道的外侧端与位于窑脸内侧面的异形钢板固定连接而将分支水平通道的外侧端开口封住,连接方式可以为焊接并密封处理,所述异形钢板通过数对(可以是多对)第三膨胀螺丝固定在窑脸的内侧面上,从而实现分支水平通道通过异形钢板对窑脸的拉结作用。
所述排湿系统具有数个角钢、数个矩形钢板、数个预应力空心穿墙螺栓、数个预应力实心穿墙螺栓,所述数个角钢分别位于窑脸与左右两个侧墙交界处、窑脸与每个所述窑鼻的交界处两侧(左右两侧),数个矩形钢板分布于窑脸的外侧面并与数个角钢位置相对应,其中:
位于窑脸与左右两个侧墙交界处的两个所述角钢,它们(指这两个所述角钢)的接触侧墙的一边分别通过数对(可以是多对)第四膨胀螺丝与左右两个侧墙其中之一固定连接(即这两个所述角钢中,一个角钢的接触左侧墙的一边通过多对第四膨胀螺丝固定连接左侧墙,另一个角钢的接触右侧墙的一边通过多对第四膨胀螺丝固定连接右侧墙),它们的接触窑脸的一边分别通过数个(可以是多个)预应力空心穿墙螺栓与其相对应的矩形钢板固定连接;
位于窑脸与每个所述窑鼻的交界处两侧的两个所述角钢,它们的接触窑脸的一边分别通过数个(可以是多个)预应力空心穿墙螺栓与其相对应的矩形钢板固定连接,它们的接触窑鼻的一边通过数个(可以是多个)预应力实心穿墙螺栓相连接。
所述的适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统的施工工艺(施工方法)包括如下工艺步骤:
步骤一,构件定位:根据水井位置确定主冷风通道的铺设路径,同时对生土结构内、外拟安装构件部位进行标记;
步骤二,构件选取:根据房屋建筑面积计算通风量从而确定主冷风通道、各分支冷风通道的尺寸及冷风出口的数量,根据窑脸、窑鼻、后墙、左右两个侧墙、窑顶的尺寸确定各异形钢板、各角钢、各矩形钢板、各预应力空心穿墙螺栓、各预应力实心穿墙螺栓、各膨胀螺丝(第一膨胀螺丝至第四膨胀螺丝)这些构件的尺寸;
步骤三,挖槽穿孔:根据构件尺寸及构件安装位置,对地面及窑身结构进行挖槽穿孔处理,挖槽主要分为两个部分:一部分是民居院内明挖沟槽,地下埋设主冷风通道;另一部分是窑身刻槽,布设分支冷风通道,通过第一膨胀螺丝至第四膨胀螺丝、预应力空心穿墙螺栓、预应力实心穿墙螺栓安装各异形钢板、各角钢、各矩形钢板;窑身穿孔的主要目的是固定各膨胀螺丝,实现预应力空心穿墙螺栓、预应力实心穿墙螺栓的穿墙拉结;
步骤四,槽孔回填:构件安装完毕后,多余孔隙需要用原状土回填密实;
步骤五,地表硬化、砂浆抹面:院内主冷风通道上部进行地面硬化处理,防止降水引起主冷风通道沉降;窑身内部应采用砂浆抹平,恢复原有面貌;窑脸外侧面(窑脸外部)用砂浆抹面形成砂浆面层,当砂浆面层中的砂浆为可透气砂浆(也可透水)时,用砂浆面层将预应力空心穿墙螺栓的外部排气口覆盖,当砂浆面层中的砂浆为非透气砂浆时,将预应力空心穿墙螺栓的外部排气口外漏(即抹面砂浆不应堵塞预应力空心穿墙螺栓的外部排气口)。
上述技术方案中,优选的技术方案可以是,所述的窑孔的数量可以为三个,所述主冷风通道在地表处分别连通三个所述分支冷风通道,这三个分支冷风通道与三个所述窑孔一一相对应、且分别处于与之相对应的一个窑孔的中轴线(纵向中心线)上。上述主冷风通道的外部、各分支冷风通道的外部最好皆包裹保温材料,保温材料可以为纳米气囊反射层或者橡塑隔热棉保温层;上述主冷风通道的连接口(接口处)为喇叭口,使冷气流更易进入主冷风通道,同时接口处的冷凝水滴可沿喇叭口倒流回水井中;每个所述异形钢板为呈纵向设置的一个平板,平板的底端最好为曲线形(或者圆弧形)缺口,该平板的底端最好与窑孔的窗口顶端相吻合(窗口顶端呈曲线形或者圆弧形)。上述除湿装置最好具有罩壳、设于罩壳内的除湿剂,罩壳的底端具有多个出风孔,罩壳内的除湿剂可为活性炭颗粒或者氯化钙颗粒。上述预应力空心穿墙螺栓最好具有带中心孔的螺栓杆、位于螺栓杆一端的喇叭口形内侧端头、位于螺栓杆另一端的与螺栓杆螺纹连接的螺母、便于水汽和空气从内向外单向流通的单向阀,单向阀设于螺栓杆的中心孔内并位于螺栓杆的中部。预应力空心穿墙螺栓的内侧端头为喇叭口形,有利于汇集水汽、空气向外排出。空心预应力穿墙螺栓的中部设置单向阀,水汽、空气从内向外单向流通。每个所述预应力实心穿墙螺栓的结构与预应力空心穿墙螺栓的结构相近似,只是预应力实心穿墙螺栓不带中心孔。上述排湿系统最好还具有数个内部滑盖、数对限位槽,数个内部滑盖与数个角钢的接触窑脸的一边一一相对应,每个所述内部滑盖由一对限位槽限位,一对限位槽中的两个限位槽位于内部滑盖的左右两侧并固定于窑脸的内侧面。这样,所述窑脸内侧排湿系统位置处设置内部滑盖,一方面在降温系统不工作时,将内部滑盖拉到角钢的接触窑脸的一边,内部滑盖将上述预应力空心穿墙螺栓的内侧端头封口,从而有效隔断建筑内外部的空气流通、热量交换;另一方面在降温系统不工作时实现窑脸(墙体)的平整美观。每个所述矩形钢板的外侧表面最好做粗糙处理(增加表面粗糙度),比如可以是每个所述矩形钢板的外侧壁上带有多个凸起(或者带有多个凹陷),从而增强矩形钢板与窑脸外部砂浆面层(抹面砂浆)的粘结作用。上述窑孔的数量可以为三个,这三个窑孔形成左侧窑孔、右侧窑孔、位于左侧窑孔和右侧窑孔之间的中间窑孔,矩形钢板的数量为四个,角钢的数量为六个,四个矩形钢板与三个窑孔相对应而形成两个第一矩形钢板、两个第二矩形钢板,两个第一矩形钢板所处的高度位置、两个第二矩形钢板所处的高度位置皆相同,两个第一矩形钢板分别位于左侧窑孔的窗口左侧、右侧窑孔的窗口右侧,两个第二矩形钢板分别位于中间窑孔的门口左侧和中间窑孔的门口右侧。每个所述角钢的边长(肢长)可以为20cm~30cm(选用30cm),高度可以为20cm~30cm(选用30cm);每个所述第一矩形钢板的长度可以为20cm~30cm(选用30cm),高度可以为20cm~30cm(选用30cm);每个所述第二矩形钢板的长度可以为100cm~120cm(选用120cm),高度可以为20cm~30cm(选用30cm);每个所述预应力空心穿墙螺栓的长度可以为60cm~80cm(选用80cm);每个所述预应力实心穿墙螺栓的长度可以为60cm~80cm(选用80cm)。第一矩形钢板的长度与角钢的边长相对应;第二矩形钢板的长度等于或者近似于窑鼻两侧两个角钢的边长与窑鼻厚度之和;预应力空心穿墙螺栓的长度等于或者近似于窑脸的厚度,预应力实心穿墙螺栓的长度等于或者近似于窑鼻的厚度。
与已有技术相比,本发明的有益效果如下:①保护了碹窑民居原有面貌。本发明中构件安装皆为挖槽暗装,砂浆抹平后,室内原始面貌不变;尤其是民居外部无需安装制冷设备,保证了建筑外部的原始风貌。②低能耗。空调运行成本极大,造冷(制冷)能耗非常高,本发明中冷气主要来源于水井,冷风通过主冷风通道、数个(数支)分支冷风通道、数个冷风出口传输至室内(窑孔内),运行中只需一台电动风机和电动阀门,市电连接电源适配器,电源适配器连接温度控制器,温度控制器的信号输入端连接温度传感器,温度控制器的控制输出端分别连接电动阀门的受控端、电动风机的受控端,通过调节电动风机的风速来控制冷风风速,当室温即碹窑的窑孔(窑洞)内温度达到指定(设定)温度时,电动风机的受控端开关自动断开,电动风机停止运行、电动阀门自动关闭,当所述室温(窑孔内温度)高于指定温度时,电动风机的受控端开关自动打开,电动风机自动运行,电动阀门自动打开。本发明运行成本低且低能耗,与使用空调运行相比,使用本发明制冷成本降低了50%以上。③绿色环保。空调制冷会产生氟利昂等物质,破坏臭氧层,产生温室效应。而本发明所用冷气为取自水井的纯天然冷气,通过本发明的系统传输至室内,不产生任何有害物质。④有利于人体健康。空调运行会向室内排放嗜肺军团菌等有害细菌且降低室内氧负离子含量,而本发明利用的是纯天然冷风,冷风的分子含量与空气相同,不会产生有害细菌,同时可维系室内氧负离子的浓度。⑤冷风排放均匀且不占用空间。传统空调内机是单一排风口且占用一定的空间,而本发明的降温系统(制冷系统)为数个冷风出口,属于多出口,能均匀排放冷气,且冷风通道可以沿墙体、拱顶暗敷,无需占用多余空间。⑥具有排湿、除湿功能(可天然除湿)。本发明具有排湿系统,利用空气受冷凝结成小水滴的原理,水滴重力大于空气而向下漂浮,通过排湿系统将小水珠排放至建筑外部,具体是预应力空心穿墙螺栓的内侧端头为喇叭口形,有利于汇集水汽、空气向外排出。空心预应力穿墙螺栓的中部设置单向阀,水汽、空气从内向外单向流通。本发明还具有除湿装置,借助除湿剂(可为活性炭颗粒或者氯化钙颗粒)可保持窑孔(窑洞)内干燥。⑦加固窑脸,防止窑脸倾倒、坍塌。分支冷风通道与异形钢板形成窑顶对窑脸的拉结。角钢、矩形钢板、预应力空心穿墙螺栓、预应力实心穿墙螺栓和各膨胀螺丝(第一膨胀螺丝至第四膨胀螺丝)形成了窑鼻、侧墙对窑脸的拉结。由此整个系统形成了一套完成的窑脸加固体系。⑧防止砂浆面层与窑脸分离、脱落。砂浆面层用的砂浆与窑脸的材料特性差异很大,所以两者变形无法协调,极易发生砂浆剥离脱落的情况。本发明中的矩形钢板外表面进行了粗糙处理,增强了它与砂浆的粘结作用,使其与砂浆面层连接更为紧密。⑨加固窑顶,防止窑顶坍塌。分支水平通道、分支竖向通道、窑脸三者形成一套窑顶支撑体系,分支竖向通道、窑脸作为竖撑,分支水平通道作为横撑,通过分支竖向通道、窑脸对分支水平通道两端实施向上的作用力,有效实现对窑顶的托举作用。
综上所述,本发明具有制冷和排湿功能,同时能拉结窑脸防止窑脸倾倒,防止砂浆面层与窑脸分离、脱落,它利用绿色、环保、健康的方式解决了碹窑民居夏季闷热、潮湿的问题,同时还解决了窑脸前倾破坏以及砂浆面层与窑脸两者无法紧密结合的问题。具有健康无害、施工工艺简单、造价低、工期短、节能减排、利于推广等特点。与相关的已有技术相比,本发明的造价降低了20%以上、工期缩短了15%以上。
附图说明
图1为本发明的所述加固型低能耗降温系统的结构示意图。
图2为图1中沿C-C线的剖视图。
图3为本发明的左视图(图1的左视图,图中省去砂浆面层)。
图4为本发明中一个预应力空心穿墙螺栓的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的发明目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。实施例1~2为本发明的所述适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统及其施工工艺。显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而非全部实施例。基于发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1:如图1、图2、图3、图4所示,本发明的适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统具有碹窑,碹窑具有窑脸13、窑顶8、后墙6、左右两个侧墙21、位于窑脸外侧面的砂浆面层10、数个窑鼻20、数个窑孔D。碹窑内部沿横向分为数个窑孔(即碹窑的内部沿横向分布有数个窑洞),其特征在于所述的适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统还具有冷风系统A和排湿系统B。
所述冷风系统A具有位于碹窑外部的水井1、主冷风通道2、冷风控制设备3、数个(数支)分支冷风通道7、数个冷风出口9、数个异形钢板11。所述主冷风通道2的一端(外侧端)为连接口,该连接口位于水井1的井口以下3m~5m处(选用4.5m处)且位于井水水面上部并与水井1相连通(贯通)。所述冷风控制设备3具有电动风机302、电动阀门303、安装于窑孔D内的温度控制器301以及安装于窑孔D内的温度传感器300,电动风机302固定安装于主冷风通道2内,电动阀门303安装于主冷风通道2上(并位于电动风机的内侧即右侧),温度控制器301的信号输入端连接温度传感器300,温度控制器301的控制输出端分别连接电动阀门的受控端、电动风机的受控端,通过调节电动风机的风速来控制冷风风速,当室温即碹窑的窑孔(窑洞)内温度达到指定(设定)温度时,电动风机的受控端开关自动断开,电动风机停止运行、电动阀门自动关闭,当所述室温高于指定温度时,电动风机的受控端开关自动打开,电动风机自动运行,电动阀门自动打开。所述主冷风通道2在地表处分别连通上述数个分支冷风通道7,每个所述分支冷风通道7具有分支竖向通道701和分支水平通道702,每个所述分支冷风通道7中,分支竖向通道701通过数对(可以是多对)第一膨胀螺丝5(以及相配合的连接板或者耳板)固定在后墙6的内侧面上,分支水平通道702通过数对(可以是多对)第二膨胀螺丝5′(以及相配合的连接板或者耳板)固定在窑顶8的底端面上。所述分支水平通道702上(可以是等间距)布置有向下开口的数个(可以是多个,比如可以是4个)冷风出口9,每个所述冷风出口9的下部皆安装除湿装置901,分支水平通道702的外侧端与位于窑脸内侧面的异形钢板11固定连接而将分支水平通道702的外侧端开口封住,连接方式可以为焊接并密封处理,所述异形钢板11通过数对(可以是多对)第三膨胀螺丝12固定在窑脸13的内侧面上,从而实现分支水平通道702通过异形钢板11对窑脸13的拉结作用。
所述排湿系统B具有数个角钢18、数个矩形钢板15、数个预应力空心穿墙螺栓16、数个预应力实心穿墙螺栓17,所述数个角钢18分别位于窑脸13与左右两个侧墙21交界处、窑脸13与每个所述窑鼻20的交界处两侧(左右两侧),数个矩形钢板15分布于窑脸13的外侧面并与数个角钢位置相对应,其中:
位于窑脸13与左右两个侧墙21交界处的两个所述角钢18,它们(指这两个所述角钢)的接触侧墙的一边分别通过数对(可以是多对)第四膨胀螺丝19与左右两个侧墙其中之一固定连接(即这两个所述角钢中,一个角钢的接触左侧墙的一边通过多对第四膨胀螺丝固定连接左侧墙,另一个角钢的接触右侧墙的一边通过多对第四膨胀螺丝固定连接右侧墙),它们的接触窑脸的一边分别通过数个(可以是多个)预应力空心穿墙螺栓16与其相对应的矩形钢板15固定连接;
位于窑脸13与每个所述窑鼻20的交界处两侧的两个所述角钢18,它们的接触窑脸的一边分别通过数个(可以是多个)预应力空心穿墙螺栓16与其相对应的矩形钢板15固定连接,它们的接触窑鼻的一边通过数个(可以是多个)预应力实心穿墙螺栓17相连接。
如图1、图2、图3、图4所示,上述窑孔D的数量为三个,所述主冷风通道2在地表处分别连通三个所述分支冷风通道7,这三个分支冷风通道与三个所述窑孔一一相对应、且分别处于与之相对应的一个窑孔的中轴线(纵向中心线)上。上述主冷风通道2的外部、各分支冷风通道7的外部皆包裹保温材料4,保温材料4可以为纳米气囊反射层或者橡塑隔热棉保温层。上述主冷风通道2的连接口(接口处)为喇叭口,使冷气流更易进入主冷风通道,同时接口处的冷凝水滴可沿喇叭口倒流回水井中。每个所述异形钢板11为呈纵向设置的一个平板,平板的底端为曲线形(或者圆弧形)缺口,该平板的底端与窑孔D的窗口顶端相吻合(窗口顶端呈曲线形或者圆弧形)。上述除湿装置901具有罩壳、设于罩壳内的除湿剂,罩壳的底端具有多个出风孔,罩壳内的除湿剂可为活性炭颗粒或者氯化钙颗粒。上述预应力空心穿墙螺栓16具有带中心孔的螺栓杆160、位于螺栓杆一端的喇叭口形内侧端头163、位于螺栓杆另一端的与螺栓杆螺纹连接的螺母162、便于水汽和空气从内向外单向流通的单向阀161,单向阀161设于螺栓杆的中心孔内并位于螺栓杆的中部。预应力空心穿墙螺栓16的内侧端头为喇叭口形,有利于汇集水汽、空气向外排出。空心预应力穿墙螺栓的中部设置单向阀,水汽、空气从内向外单向流通。每个所述预应力实心穿墙螺栓17的结构与预应力空心穿墙螺栓16的结构相近似,只是预应力实心穿墙螺栓17不带中心孔。上述排湿系统B还具有数个内部滑盖14、数对限位槽14′,数个内部滑盖14与数个角钢的接触窑脸的一边一一相对应,每个所述内部滑盖14由一对限位槽14′限位,一对限位槽14′中的两个限位槽位于内部滑盖14的左右两侧并固定于窑脸13的内侧面,每个内部滑盖14能沿其对应的一对限位槽14′上下滑动。这样,所述窑脸内侧排湿系统位置处设置内部滑盖,一方面在降温系统不工作时,将内部滑盖14拉到角钢的接触窑脸的一边,内部滑盖14将上述预应力空心穿墙螺栓16的内侧端头封口,从而有效隔断建筑内外部的空气流通、热量交换;另一方面在降温系统不工作时实现窑脸(墙体)的平整美观。每个所述矩形钢板15的外侧表面做粗糙处理(增加表面粗糙度),比如可以是每个所述矩形钢板的外侧壁上带有多个凸起150(或者带有多个凹陷),从而增强矩形钢板与窑脸外部砂浆面层(抹面砂浆)的粘结作用。上述窑孔D的数量为三个,这三个窑孔形成左侧窑孔、右侧窑孔、位于左侧窑孔和右侧窑孔之间的中间窑孔,矩形钢板15的数量为四个,本实施例中所述角钢18的数量为六个,所述内部滑盖14的数量为六个,四个矩形钢板15与三个窑孔相对应而形成两个第一矩形钢板151、两个第二矩形钢板152,两个第一矩形钢板151所处的高度位置、两个第二矩形钢板152所处的高度位置皆相同,两个第一矩形钢板151分别位于左侧窑孔的窗口左侧、右侧窑孔的窗口右侧,两个第二矩形钢板152分别位于中间窑孔的门口左侧和中间窑孔的门口右侧。每个所述角钢18的边长(肢长)为20cm~30cm(选用30cm),高度为20cm~30cm(选用30cm);每个所述第一矩形钢板151的长度为20cm~30cm(选用30cm),高度为20cm~30cm(选用30cm)。每个所述第二矩形钢板152的长度为100cm~120cm(选用120cm),高度为20cm~30cm(选用30cm)。每个所述预应力空心穿墙螺栓16的长度为60cm~80cm(选用80cm)。每个所述预应力实心穿墙螺栓17的长度为60cm~80cm(选用80cm)。第一矩形钢板151的长度与角钢的边长相对应;第二矩形钢板152的长度等于或者近似于窑鼻两侧两个角钢的边长与窑鼻厚度之和;预应力空心穿墙螺栓16的长度等于或者近似于窑脸的厚度,预应力实心穿墙螺栓17的长度等于或者近似于窑鼻的厚度。上述主冷风通道2、分支冷风通道7、冷风出口9可以由(薄)钢板焊接而成,其横截面形状可以为长方形,冷风出口9还可以由一段圆形钢管制成,其底端焊接一块带有多个圆形小孔的底板。异形钢板11可以由钢板加工而成,预应力空心穿墙螺栓16、预应力实心穿墙螺栓17可以由圆钢加工而成。
实施例2:如图1、图2、图3、图4所示,所述的适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统的施工工艺(施工方法)包括如下工艺步骤:
步骤一,构件定位:根据水井1位置确定主冷风通道2的铺设路径,同时对生土结构内、外拟安装构件部位进行标记;
步骤二,构件选取:根据房屋建筑面积计算通风量从而确定主冷风通道2、各分支冷风通道7的尺寸及冷风出口9的数量,根据窑脸13、窑鼻20、后墙6、左右两个侧墙21、窑顶8的尺寸确定各异形钢板11、各角钢18、各矩形钢板15、各预应力空心穿墙螺栓16、各预应力实心穿墙螺栓17、各膨胀螺丝(第一膨胀螺丝至第四膨胀螺丝)这些构件的尺寸;
步骤三,挖槽穿孔:根据构件尺寸及构件安装位置,对地面及窑身结构进行挖槽穿孔处理,挖槽主要分为两个部分:一部分是民居院内明挖沟槽,地下埋设主冷风通道2;另一部分是窑身刻槽,布设分支冷风通道7,通过第一膨胀螺丝至第四膨胀螺丝、预应力空心穿墙螺栓16、预应力实心穿墙螺栓17安装各异形钢板11、各角钢18、各矩形钢板15;窑身穿孔的主要目的是固定各膨胀螺丝,实现预应力空心穿墙螺栓16、预应力实心穿墙螺栓17的穿墙拉结;
步骤四,槽孔回填:构件安装完毕后,多余孔隙需要用原状土回填密实;
步骤五,地表硬化、砂浆抹面:院内主冷风通道2上部进行地面硬化处理,防止降水引起主冷风通道2沉降;窑身内部应采用砂浆抹平,恢复原有面貌;窑脸外侧面(窑脸外部)用砂浆抹面形成砂浆面层10,当砂浆面层10中的砂浆为可透气砂浆(也可透水)时,用砂浆面层10将预应力空心穿墙螺栓16的外部排气口覆盖,当砂浆面层10中的砂浆为非透气砂浆时,将预应力空心穿墙螺栓16的外部排气口外漏(即抹面砂浆不应堵塞预应力空心穿墙螺栓16的外部排气口)。
综上所述,本发明具有制冷和排湿功能,同时能拉结窑脸防止窑脸倾倒,防止砂浆面层与窑脸分离、脱落,它利用绿色、环保、健康的方式解决了碹窑民居夏季闷热、潮湿的问题,同时还解决了窑脸前倾破坏以及砂浆面层与窑脸两者无法紧密结合的问题。具有健康无害、施工工艺简单、造价低、工期短、节能减排、利于推广等特点。与相关的已有技术相比,本发明的造价降低了20%以上、工期缩短了15%以上。

Claims (10)

1.一种适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统,具有碹窑,碹窑具有窑脸(13)、窑顶(8)、后墙(6)、左右两个侧墙(21)、位于窑脸外侧面的砂浆面层(10)、数个窑鼻(20)、数个窑孔D,其特征在于所述的适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统还具有冷风系统A和排湿系统B;
所述冷风系统A具有位于碹窑外部的水井(1)、主冷风通道(2)、冷风控制设备(3)、数个分支冷风通道(7)、数个冷风出口(9)、数个异形钢板(11),所述主冷风通道(2)的一端为连接口,该连接口位于水井(1)的井口以下3m~5m处且位于井水水面上部并与水井(1)相连通;所述冷风控制设备(3)具有电动风机(302)、电动阀门(303)、安装于窑孔D内的温度控制器(301)以及安装于窑孔D内的温度传感器(300),电动风机(302)固定安装于主冷风通道(2)内,电动阀门(303)安装于主冷风通道(2)上,温度控制器(301)的信号输入端连接温度传感器(300),温度控制器(301)的控制输出端分别连接电动阀门的受控端、电动风机的受控端,所述主冷风通道(2)在地表处分别连通上述数个分支冷风通道(7),每个所述分支冷风通道(7)具有分支竖向通道(701)和分支水平通道(702),每个所述分支冷风通道(7)中,分支竖向通道(701)通过数对第一膨胀螺丝(5)固定在后墙(6)的内侧面上,分支水平通道(702)通过数对第二膨胀螺丝(5′)固定在窑顶(8)的底端面上,所述分支水平通道(702)上布置有向下开口的数个冷风出口(9),每个所述冷风出口(9)的下部皆安装除湿装置(901),分支水平通道(702)的外侧端与位于窑脸内侧面的异形钢板(11)固定连接而将分支水平通道(702)的外侧端开口封住,所述异形钢板(11)通过数对第三膨胀螺丝(12)固定在窑脸(13)的内侧面上;
所述排湿系统B具有数个角钢(18)、数个矩形钢板(15)、数个预应力空心穿墙螺栓(16)、数个预应力实心穿墙螺栓(17),所述数个角钢(18)分别位于窑脸(13)与左右两个侧墙(21)交界处、窑脸(13)与每个所述窑鼻(20)的交界处两侧,数个矩形钢板(15)分布于窑脸(13)的外侧面并与数个角钢位置相对应,其中:
位于窑脸(13)与左右两个侧墙(21)交界处的两个所述角钢(18),它们的接触侧墙的一边分别通过数对第四膨胀螺丝(19)与左右两个侧墙其中之一固定连接,它们的接触窑脸的一边分别通过数个预应力空心穿墙螺栓(16)与其相对应的矩形钢板(15)固定连接;
位于窑脸(13)与每个所述窑鼻(20)的交界处两侧的两个所述角钢(18),它们的接触窑脸的一边分别通过数个预应力空心穿墙螺栓(16)与其相对应的矩形钢板(15)固定连接,它们的接触窑鼻的一边通过数个预应力实心穿墙螺栓(17)相连接。
2.根据权利要求1所述的适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统,其特征在于上述窑孔D的数量为三个,所述主冷风通道(2)在地表处分别连通三个所述分支冷风通道(7),这三个分支冷风通道与三个所述窑孔一一相对应、且分别处于与之相对应的一个窑孔的中轴线上。
3.根据权利要求1所述的适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统,其特征在于上述主冷风通道(2)的外部、各分支冷风通道(7)的外部皆包裹保温材料(4),保温材料(4)为纳米气囊反射层或者橡塑隔热棉保温层;上述主冷风通道(2)的连接口为喇叭口;每个所述异形钢板(11)为呈纵向设置的一个平板,平板的底端为曲线形缺口,该平板的底端与窑孔D的窗口顶端相吻合。
4.根据权利要求1所述的适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统,其特征在于上述除湿装置(901)具有罩壳、设于罩壳内的除湿剂,罩壳的底端具有多个出风孔,罩壳内的除湿剂为活性炭颗粒或者氯化钙颗粒。
5.根据权利要求1所述的适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统,其特征在于上述预应力空心穿墙螺栓(16)具有带中心孔的螺栓杆(160)、位于螺栓杆一端的喇叭口形内侧端头(163)、位于螺栓杆另一端的与螺栓杆螺纹连接的螺母(162)、便于水汽和空气从内向外单向流通的单向阀(161),单向阀(161)设于螺栓杆的中心孔内并位于螺栓杆的中部。
6.根据权利要求1所述的适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统,其特征在于上述排湿系统B还具有数个内部滑盖(14)、数对限位槽(14′),数个内部滑盖(14)与数个角钢的接触窑脸的一边一一相对应,每个所述内部滑盖(14)由一对限位槽(14′)限位,一对限位槽(14′)中的两个限位槽位于内部滑盖(14)的左右两侧并固定于窑脸(13)的内侧面。
7.根据权利要求1所述的适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统,其特征在于每个所述矩形钢板(15)的外侧表面上带有多个凸起(150)。
8.根据权利要求1所述的适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统,其特征在于上述窑孔D的数量为三个,这三个窑孔形成左侧窑孔、右侧窑孔、位于左侧窑孔和右侧窑孔之间的中间窑孔,矩形钢板(15)的数量为四个,四个矩形钢板(15)与三个窑孔相对应而形成两个第一矩形钢板(151)、两个第二矩形钢板(152),两个第一矩形钢板(151)所处的高度位置、两个第二矩形钢板(152)所处的高度位置皆相同,两个第一矩形钢板(151)分别位于左侧窑孔的窗口左侧、右侧窑孔的窗口右侧,两个第二矩形钢板(152)分别位于中间窑孔的门口左侧和中间窑孔的门口右侧。
9.根据权利要求8所述的适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统,其特征在于每个所述角钢(18)的边长为20cm~30cm,高度为20cm~30cm;每个所述第一矩形钢板(151)的长度为20cm~30cm,高度为20cm~30cm;每个所述第二矩形钢板(152)的长度为100cm~120cm,高度为20cm~30cm;每个所述预应力空心穿墙螺栓(16)的长度为60cm~80cm;每个所述预应力实心穿墙螺栓(17)的长度为60cm~80cm。
10.一种权利要求1所述的适用于碹窑民居的加固型低能耗降温系统的施工工艺,其特征在于它包括如下工艺步骤:
步骤一,构件定位:根据水井(1)位置确定主冷风通道(2)的铺设路径,同时对生土结构内、外拟安装构件部位进行标记;
步骤二,构件选取:根据房屋建筑面积计算通风量从而确定主冷风通道(2)、各分支冷风通道(7)的尺寸及冷风出口(9)的数量,根据窑脸(13)、窑鼻(20)、后墙(6)、左右两个侧墙(21)、窑顶(8)的尺寸确定各异形钢板(11)、各角钢(18)、各矩形钢板(15)、各预应力空心穿墙螺栓(16)、各预应力实心穿墙螺栓(17)、各膨胀螺丝这些构件的尺寸;
步骤三,挖槽穿孔:根据构件尺寸及构件安装位置,对地面及窑身结构进行挖槽穿孔处理,挖槽分为两个部分:一部分是民居院内明挖沟槽,地下埋设主冷风通道(2);另一部分是窑身刻槽,布设分支冷风通道(7),通过第一膨胀螺丝至第四膨胀螺丝、预应力空心穿墙螺栓(16)、预应力实心穿墙螺栓(17)安装各异形钢板(11)、各角钢(18)、各矩形钢板(15);
步骤四,槽孔回填:构件安装完毕后,多余孔隙需要用原状土回填密实;
步骤五,地表硬化、砂浆抹面:院内主冷风通道(2)上部进行地面硬化处理,防止降水引起主冷风通道(2)沉降;窑身内部应采用砂浆抹平,恢复原有面貌;窑脸外侧面用砂浆抹面形成砂浆面层(10),当砂浆面层(10)中的砂浆为可透气砂浆时,用砂浆面层(10)将预应力空心穿墙螺栓(16)的外部排气口覆盖,当砂浆面层(10)中的砂浆为非透气砂浆时,将预应力空心穿墙螺栓(16)的外部排气口外漏。
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