CN113737940B - 一种自适应闭合空间气密性调节装置及建筑系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自适应闭合空间气密性调节装置及建筑系统，解决了现有技术中没有考虑气密性随室外气象条件的可调性的问题，具有充分利用可再生能源的有益效果，具体方案如下：一种自适应闭合空间气密性调节装置，包括中空设置的支撑体，支撑体中空处设置填充件和若干封装单元，填充件填充支撑体中空处封装单元外的空间，封装单元的两端能够同外界接触，封装单元填充有相变材料，相变材料的体积随温度发生变化而使得封装单元同填充件之间的缝隙发生变化，实现空气渗流。

Description

一种自适应闭合空间气密性调节装置及建筑系统
技术领域
本发明涉及建筑领域，尤其是一种自适应闭合空间气密性调节装置及建筑系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
高气密性是零能耗建筑的典型特征之一，其对建筑能耗具有重要的影响。在室外环境温度较低时，增加建筑气密性，减少空气渗透量，可以有效的降低建筑耗热量；在室外环境温度适宜时，降低建筑气密性，增加空气渗透量，可以有效的利用自然通风带走室内的污染物；在室外环境温度较高时，增加建筑气密性，减少空气渗透量，可以有效的降低建筑耗冷量。
然而，发明人发现，目前建筑的施工技术没有考虑气密性随着室外气象条件的可调性，在建成之后气密性基本保持不变，导致无法充分利用可再生能源降低建筑能耗。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种自适应闭合空间气密性调节装置，利用相变材料体积随着温度的变化，改变建筑的气密性，从而实现在适宜条件下利用空气渗透降低建筑能耗的目的。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
一种自适应闭合空间气密性调节装置，包括中空设置的支撑体，支撑体中空处设置填充件和若干封装单元，填充件填充支撑体中空处封装单元外的空间，封装单元的两端能够同外界接触，封装单元填充有相变材料，相变材料的体积随温度发生变化而使得封装单元同填充件之间的缝隙发生变化，实现空气渗流。
上述的气密性调节装置中，相变材料具有在设定的温度范围内改变其物理状态的能力，使得相变材料体积随着温度的变化而变化，从而使得封装单元的体积发生变化，当封装单元的体积变小时，封装单元同填充件之间产生缝隙，从而能够使得室内和室外的空气进行渗流，由此改变建筑的气密性。
如上所述的一种自适应闭合空间气密性调节装置，为了方便安装，当所述封装体内设置多个封装单元时，相邻两封装单元之间连接，而且使得支撑体内部的封装单位成为一个整体。
如上所述的一种自适应闭合空间气密性调节装置，所述填充件具有稳定性和阻燃性，这样在封装单元体积变化时，填充件保持原来的位置不变，且考虑到气密性调节装置应用于建筑主体，所以填充件具有阻燃性。
如上所述的一种自适应闭合空间气密性调节装置，所述封装单元沿着所述支撑体的长度方向或厚度方向设置，这样使得封装单元的一端与建筑主体的室内接触，感知室内温度变化，封装单元的另一端与建筑主体的室外接触，感知室外的温度变化。
如上所述的一种自适应闭合空间气密性调节装置，建筑主体非人为渗透通道通常为不规则形状，对应地，所述支撑体为环形件或直角形件或不规则结构件，所述封装单元沿着支撑体的长度方向设置，以使得装有封装单元的支撑体应用于建筑主体非人为渗透通道。
如上所述的一种自适应闭合空间气密性调节装置，当其安装于建筑主体人为渗透通道时，所述支撑体为框型结构件，所述封装单元沿着框型结构件的厚度方向设置，封装单元的两端分别同框架结构件的侧面齐平。
如上所述的一种自适应闭合空间气密性调节装置，所述封装单元相对于所述支撑体具有设定的倾斜角度以避免水从封装单元处流向室内，利用坡度阻挡雨水渗入室内。
如上所述的一种自适应闭合空间气密性调节装置，所述封装单元包括封装体，封装体具有设定的弹性，封装体内装有所述的相变材料；
相变材料的相变温度为19-25℃，这样相变温度在室内温度控制范围内，便于封装单元随着外界温度的变化体积发生变化。
如上所述的一种自适应闭合空间气密性调节装置，考虑到相邻两封装单元的连接，所述连接件布置于所述封装单元的周侧；
所述连接件为连接杆，封装单元的侧部设有至少一根连接杆，位于端部的封装单元可在其一侧设置连接杆，位于中部的封装单元其周侧可设置多根连接杆，如四根或三根等其他数量。
第二方面，本发明还提供了一种建筑系统，包括建筑主体，建筑主体安装有所述的一种自适应闭合空间气密性调节装置；该气密性调节装置安装于建筑主体的非人为渗流通道和人为渗流通道处，封装单元根据室内、室外的温度发生变化时体积发生变化，有效改变填充件同封装单元之间的缝隙大小，实现空气渗透通风或减少空气渗透通风量；
所述封装单元在安装时的体积大于封装单元在第一温度时的体积，第一温度低于相变材料的相变温度；
考虑到封装单元靠近室内的一段温度在相变材料的相变温度附近，故封装单元在安装时，封装单元靠近室内的一段同该段周侧的填充件之间有缝隙。
上述本发明的有益效果如下：
1)本发明通过整体结构的设置，相变材料具有在设定的温度范围内改变其物理状态的能力，使得相变材料体积随着温度的变化而变化，从而使得封装单元的体积发生变化，当封装单元的体积变小时，封装单元同填充件之间产生缝隙，从而能够使得室内和室外的空气进行渗流，由此改变建筑的气密性，能够实现建筑气密性随室外气象条件的自动调节，可充分利用空气渗透调节建筑内部空气质量，减少建筑能耗。
2)本发明通过整体装置利用相变材料引起封装单元的体积变化，整体为被动式的气密性调节，无需消耗额外的能量，节能效益明显。
3)本发明通过连接件连接相邻的封装单元，可方便封装单元的安装，保证封装单元具有整体性。
4)本发明通过在建筑主体设置气密性调节装置安装于建筑主体的非人为渗流通道和人为渗流通道处，封装单元根据室内、室外的温度发生变化时体积发生变化，有效改变填充件同封装单元之间的缝隙大小，实现空气渗透通风或减少空气渗透通风量。
5)本发明在封装单元体积较大时进行安装，这样封装单元在外界温度较高时，可进一步增大，减少空气渗透通风量；在外界温度同室内温度相近时，封装体积缩小，使得填充件同封装体之间产生缝隙，实现渗透通风，为室内人员提供新风。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是相变材料温度和体积变化的示意图。
图2是相变材料六水氯化钙相变温度同其含水量的关系图。
图3是本发明根据一个或多个实施方式的一个或多个实施方式的一种自适应闭合空间气密性调节装置中支撑体为环形件时的示意图。
图4是本发明根据一个或多个实施方式的一个或多个实施方式的一种自适应闭合空间气密性调节装置中支撑体为直角形状时的示意图。
图5是本发明根据一个或多个实施方式的一个或多个实施方式的一种自适应闭合空间气密性调节装置中支撑体为方形时的示意图。
图6是本发明根据一个或多个实施方式的一个或多个实施方式的一种自适应闭合空间气密性调节装置中支撑体为不规则形状时的示意图。
图7是本发明根据一个或多个实施方式的一个或多个实施方式的一种自适应闭合空间气密性调节装置中支撑体为框型结构件时的主视图。
图8是本发明根据一个或多个实施方式的一个或多个实施方式的一种自适应闭合空间气密性调节装置中支撑体为框型结构件时的侧视图。
图9是本发明根据一个或多个实施方式的一个或多个实施方式的一种自适应闭合空间气密性调节装置中支撑体为框型结构件时的俯视图。
图10是本发明根据一个或多个实施方式的一个或多个实施方式的一种自适应闭合空间气密性调节装置中封装单元设置连接件的主视图。
图11是本发明根据一个或多个实施方式的一个或多个实施方式的一种自适应闭合空间气密性调节装置中封装单元设置连接件的侧视图。
图12是本发明根据一个或多个实施方式的一个或多个实施方式的一种自适应闭合空间气密性调节装置中封装单元设置连接件的俯视图。
图13是本发明根据一个或多个实施方式的一个或多个实施方式的一种自适应闭合空间气密性调节装置中封装体为圆柱体时的示意图。
图14是本发明根据一个或多个实施方式的一个或多个实施方式的一种自适应闭合空间气密性调节装置中封装体为长方体时的示意图。
图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意。
其中：1.封装单元，2.填充件，3.密封圈，4.支撑体，5.通道，6.框型结构件，7.连接杆，8.封装体，9.相变材料。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在没有考虑气密性随着室外气象条件的可调性的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种自适应闭合空间气密性调节装置。
实施例一
本发明的一种典型的实施方式中，一种自适应闭合空间气密性调节装置，包括中空设置的支撑体4，支撑体4中空处设置填充件2和若干封装单元1，填充件2填充支撑体4中空处封装单元1外的空间，封装单元1的两端能够同外界接触，封装单元1填充有相变材料，相邻两封装单元连接。
一些示例中，沿着支撑体4的长度或厚度方向，支撑体4内设置若干封装单元1，当设置多个封装单元1时，相邻两封装单元1之间间隔设定距离，支撑体4内在封装单元1之间填充有填充件2，填充件2具有较好的耐久性，充满整个填充空间，同时具有阻燃性，吸湿性较差。
具体地，填充件2的材料可为水泥砂浆，水泥砂浆干燥后，变为混凝土，在支撑单元安装时，可在其外侧设置垫片，待水泥砂浆稳固后，抽出垫片，垫片可为金属垫片，垫片具有设定的厚度。
在实际使用中，相变材料靠近室内的一侧，由于温度在其相变点附近，封装单元体积较小，封装单元靠近室内的一段与填充件之间存在缝隙；
封装单元靠近室外的一段在安装时同其周侧的填充件之间紧密接触，而且该段的体积根据室外温度的变化而变化；当室外与室内温度相近时，封装单元体积较小，其与填充件之间存在缝隙，此时可实现空气渗透通风，为室内人员提供新风；当室外温度偏低或偏高时，封装单元体积增大，其与填充件之间缝隙变小，有效减少空气渗透通风量，进而减少空气渗透耗能量。
为了实现建筑主体非人为渗透通道的建立，封装单元1的端部同支撑体的外端面齐平，或者封装单元1的长度小于支撑体4的长度，填充件2填充时露出封装单元1的端面，这样在气密性调节装置应用于建筑时，封装单元的两端能够同室内、室外的环境相接触。
在一些示例中，参考图3所示，支撑体4的横向截面为环形，使得支撑体4应用于建筑主体的穿墙管道；支撑体4还可为直角形状，参考图4所示，应用于窗框同外墙的连接部位；参考图5所示，支撑体4的横向截面还可为方形，应用于建筑主体的方形穿墙管道；当然，参考图6所示，支撑体4还可为不规则形状，应用于建筑主体的建筑缝隙处，当支撑体为不规则形状时，本身为封闭结构，支撑体4的端部不设置固定座。
需要解释地是，当支撑体4为直角形状时，支撑体4的两端均设为斜面。
当支撑体4为环形件时，不管是矩形环形还是圆形环形，支撑体的内侧安装密封圈3，密封圈3同样为环形件，支撑体4的内部形成通道5，通过通道5能够安装穿墙管道。
为了实现建筑主体人为渗透通道的建立，参考图7、图8和图9所示，支撑体为框型结构件6，框型结构件6内设置若干封装单元1，封装单元1的两端分别同框架结构件6的侧面齐平，相邻两封装单元1之间间隔设定距离设置，且相邻的两封装单元1之间连接。
其中，框架结构件6具有设定的强度，框架结构件6为方形或圆形，为规则的结构件；框架结构件6应用于建筑时，同建筑主体或建筑维护结构紧密连接，且同时，封装单元1的两端能够同室内、室外的空气接触。
可以理解地是，封装单元1沿着框架结构件6的厚度方向设置。
为了防止从封装单元四周向内部渗水，封装单元1在安装时应具有设定的坡度，由室内坡向室外，利用坡度阻挡雨水的渗入，坡度大小为3％-5％。
本实施例中，封装单元1包括封装体8，封装体8内部空心设置，封装体8内装有相变材料9，相变材料9具有在设定的温度范围内改变其物理状态的能力，相变材料体积随着温度的变化而变化，参考图1所示，在相变温度处体积最小，随着正负偏离温度的增大，体积逐渐增大。相变温度应在室内温度控制范围内(对于建筑内部环境为18-26℃，则相变温度可为19-25℃，优选22-23℃)。
可以理解地是，参考图13和图14所示，封装体8可为圆柱体、六面体、球体等规则形状，亦可为不规则形状，封装体的尺寸不做强制限定。
封装体8的材料为具有弹性的承压材料，具有较好的热稳定性、传热性，并与相变材料9不相容，例如橡胶。
而且，相变材料的体积变化率较大，至少在8％-12％，优选为10％。
可选相变材料举例：相变材料CaCl2·6H2O(六水氯化钙)，参考图2所示，该相变材料的相变温度随含水量的变化而变化，通过调整该相变材料的含水量，可根据室内设定温度调整相变温度。
可以理解地是，封装单元具体根据实际大小需求进行制作。
进一步地，相邻两封装单元通过连接件可靠连接，连接件具体为连接杆7，根据封装体的大小，连接杆7可同封装体通过热熔或焊接方式进行连接。
具体地，连接件布置于封装体的周侧，位于中部的每一封装体周侧设置多根连接件，每一封装体周侧设置的连接件可位于同一平面，连接件可均匀布置于封装体的径向。
参考图10、图11和图12所示，针对圆柱体，封装体8的周向设置多根连接杆，具体可设置4根连接杆；针对多面体，封装体的周侧四个面中心各安装有连接杆。
在另一些示例中，封装体8通过连接杆同支撑体的内侧壁连接，以进一步保证封装单元的位置设置。
连接杆具有足够的刚度，保证封装单元的固定位置不变，固定杆具有设定的长度，保证封装体的体积缩小之后不会从固定位置掉出。
实施例二
本实施例提供一种建筑系统，包括建筑主体，建筑主体安装有实施例一所述的一种自适应闭合空间气密性调节装置。
进一步地，建筑主体具有渗透通道，渗透通道具有第一通道和第二通道，第一通道为非人为渗透通道，非人为渗透通道包括建筑主体的第一预留孔洞和\或门窗缝隙，其特点是形状不具有规则性，分布位置因建筑构造而异；第二通道为人为渗透通道，人为渗透通道为自然通风预留孔洞和\或外门窗，其特点是形状规则，位置相对固定。
在第一通道和第二通道设置实施例二中所述的气密性调节部件，第一通道处安装形状不规则的支撑体，支撑体内部装有封装单元；在第二通道的自然通风预留孔洞处安装规则的框架结构件，框架结构件内装有封装单元；在外门窗未安装时，或安装完成后，在外门窗处安装封装单元。
在封装单元安装时，应在封装体体积较大的工况下，这样封装单元在外界温度较高时，可进一步增大，减少空气渗透通风量；在外界温度同室内温度相近时，封装体积缩小，使得填充件同封装体之间产生缝隙，实现渗透通风，为室内人员提供新风。
具体地，封装单元在安装时的体积大于封装单元在第一温度时的体积，其中，第一温度低于相变材料的相变温度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自适应闭合空间气密性调节装置，其特征在于，包括中空设置的支撑体，支撑体中空处设置填充件和若干封装单元，填充件填充支撑体中空处封装单元外的空间，封装单元的两端能够同外界接触，封装单元填充有相变材料，相变材料的体积随温度发生变化而使得封装单元同填充件之间的缝隙发生变化，实现空气渗流；
所述封装单元包括封装体，封装体具有设定的弹性，封装体内装有所述的相变材料；
相变材料的相变温度为19-25℃。
2.根据权利要求1所述的一种自适应闭合空间气密性调节装置，其特征在于，当所述封装体内设置多个封装单元时，相邻两封装单元之间连接。
3.根据权利要求1所述的一种自适应闭合空间气密性调节装置，其特征在于，所述填充件具有稳定性和阻燃性。
4.根据权利要求1所述的一种自适应闭合空间气密性调节装置，其特征在于，所述封装单元沿着所述支撑体的长度方向或厚度方向设置。
5.根据权利要求1所述的一种自适应闭合空间气密性调节装置，其特征在于，所述支撑体为环形件或直角形件或不规则结构件，所述封装单元沿着支撑体的长度方向设置，以使得装有封装单元的支撑体应用于建筑主体非人为渗透通道。
6.根据权利要求1所述的一种自适应闭合空间气密性调节装置，其特征在于，所述支撑体为框型结构件，所述封装单元沿着框型结构件的厚度方向设置，封装单元的两端分别同框架结构件的侧面齐平。
7.根据权利要求1所述的一种自适应闭合空间气密性调节装置，其特征在于，所述封装单元相对于所述支撑体具有设定的倾斜角度以避免水从封装单元处流向室内。
8.根据权利要求2所述的一种自适应闭合空间气密性调节装置，其特征在于，连接件布置于所述封装单元的周侧；
所述连接件为连接杆，封装单元的侧部设有至少一根连接杆。
9.一种建筑系统，包括建筑主体，建筑主体安装有权利要求1-8中任一项所述的一种自适应闭合空间气密性调节装置；
所述封装单元在安装时的体积大于封装单元在第一温度时的体积，第一温度低于相变材料的相变温度；
封装单元在安装时，封装单元靠近室内的一段同该段周侧的填充件之间有缝隙。
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