CN114352158A - 一种可调节的复合性特朗伯墙体装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可调节的复合性特朗伯墙体装置。属于被动式节能技术领域；在特朗伯墙体的上部设置一个可翻转的双夹层玻璃窗户，所述的玻璃窗户包括窗框、三层普通玻璃层和反射隔热层以及相变层。所述玻璃窗的的竖直中线上设有一根旋转轴，所述旋转轴的两端固定在窗框内侧的竖直中线上，根据气候情况绕旋转轴转动窗户，充分利用反射隔热层对太阳光的高反射率和相变层的相变换热作用，提高了特朗伯墙体保温集热性能，同时还解决了特朗伯墙体系统需要较大面积的实墙而造成采光差的问题。

Description

一种可调节的复合性特朗伯墙体装置
技术领域
本发明属于被动式节能技术领域，涉及一种可调节的复合性特朗伯墙体装置。
背景技术
由于建筑是与工业和交通并驾齐驱的三大高耗能行业之一，已占到全社会能耗的27.8％，是温室气体排放的重要来源。在城镇化、生活水平提高等因素推动下，建筑能耗增长的压力巨大，如果得不到合理控制，将对我国力争到2030年左右建筑能源消费总量达到峰值的碳减排目标产生严重影响。可持续发展理论要求经济、生态、社会需要和谐发展，所以建筑节能已经成为世界节能领域关注的焦点。而墙体占据建筑面积较大部分，墙体的节能设计对建筑节能有很大意义。
被动式节能技术是指在建筑规划设计中通过对建筑朝向的合理布置、遮阳的设置、建筑围护结构的保温隔热技术、有利于自然通风的建筑开口设计等手段实现对自然资源的充分利用，降低室内光、热环境对机械设备的依赖程度，来达到建筑物冬季采暖、夏季制凉的效果。
特朗伯墙体是一种典型的依靠墙体独特的构造设计，利用被动式太阳能技术，降低建筑能耗的墙体；特朗伯墙体特朗伯墙体是被动式节能技术在利用太阳能方面的一种有效方式。但特朗伯墙也存在一些缺点，限制了其推广和使用。如一：在冬季的夜间或长时间的阴天期间，大量的热量会从房间内部通过特朗伯墙体传递到室外，导致房间的热量损失。二：由于特朗伯墙系统需要较大面积的实墙，因此会较大程度的影响建筑物的南面的采光。
反射隔热材料具有可见光透过和高红外线反射的特点，使紫外线透过率小于0.5％。能达到在不牺牲可见光通透性的前提下减少阳光得热的功能，能将吸收的能量以辐射的方式散发出去，起到隔热的效果；相变材料是利用物质在固、液、气三相之间转换时的潜热进行能量储存/释放的材料。转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。相变储能材料作为一种新型建筑节能材料，能够将能量像蓄水池一样储存起来，并在需要的时候释放能量，满足能量在不同时间的供应与需求，达到对能源的合理利用。合理的利用反射隔热材料和相变材料能减少建筑夏季的太阳辐射得热量及弥补冬季的散热损失。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于针对上述现有特朗伯墙体存在的不足做出改进，具体涉及到一种可调节的复合性特朗伯墙体装置；该墙体不仅具有隔热功能，还能够调节室内温度，同时满足白天对照明的需求。
技术方案：本发明所述的一种可调节的复合性特朗伯墙体装置，
包括建筑墙体(14)，所述建筑墙体(14)包括上墙体、地基及一侧的侧墙体；
在所述上墙体与地基之间、所述侧墙体对面的一侧安设有玻璃板(1)，
在所述玻璃板(1)的上端开设有上通风口(5)，在所述上通风口(5)上安设有上通风口外挡板(7)；
在所述玻璃板(1)的下端开设有下通风口(6)，在所述下通风口(6)上安设有下通风口外挡板(8)。
进一步的，在所述建筑墙体(14)的内部、所述玻璃板(1)的内侧还安设有集热蓄热墙(2)；
在所述集热蓄热墙(2)的上端开设有室内上通风口(9)，在所述室内上通风口(9)上安设有上通风口内挡板(11)；
在所述集热蓄热墙(2)的下端开设有室内下通风口(10)，在所述室内下通风口(10)上安设有下通风口内挡板(12)。
进一步的，在所述集热蓄热墙(2)的下端、所述室内下通风口(10)的上侧开设有窗户孔，在所述窗户孔的内部安设有与之相适配的双夹层玻璃窗户(13)。
进一步的，所述集热蓄热墙(2)的主体为240mm粘土砖，在所述集热蓄热墙(2)朝向玻璃板(1)的一侧安设有集热板(4)。
进一步的，所述双夹层玻璃窗户(13)包括玻璃窗和窗框(13-1)，所述玻璃窗包括三层普通玻璃(13-2)、反射隔热层(13-3)及相变层(13-4)，
所述反射隔热层(13-3)是由相邻的两层普通玻璃(13-2)组成的一个空腔，在所述空腔的内部安设有具有反射隔热功能的透明塑料薄膜，在相邻的两层普通玻璃(13-2)上安设有用于封闭作用的金属板材；
所述相变层(13-4)由另外两层相邻的普通玻璃(13-2)组成的一个空腔，在所述空腔的内部安设有相变材料，在相邻的两层普通玻璃(13-2)上安设有用于封闭作用的金属板材；
在所述玻璃窗与窗框(13-1)连接的中间位置沿竖直方向安设有一个旋转轴 (13-5)，所述玻璃窗通过安设的旋转轴(13-5)自由活动。
进一步的，所述的透明塑料薄膜是由超细纳米氧化锡锑、氧化铟锡及氧化铝锌制备的纳米复合涂料，并将其涂布组成；
所述的相变材料采用CaCl2·6H2O，其相变温度为27℃。
进一步的，所述玻璃板(1)与集热蓄热墙(2)之间的间隔形成空气流道(3)；
所述空气流道(3)的宽度为100-200mm。
进一步的，在所述侧墙体的上端开设有侧墙通风口(15)，在所述侧墙通风口(15)上安设有侧墙挡板(16)。
有益效果：本发明与现有技术相比，本发明的特点是：本发明在特朗伯墙体的上部设置一个可翻转的双夹层玻璃窗户，所述的玻璃窗户包括窗框、三层普通玻璃层和反射隔热层以及相变层；所述玻璃窗的的竖直中线上设有一根旋转轴，所述旋转轴的两端固定在窗框内侧的竖直中线上，这样就可以根据气候情况绕旋转轴转动窗户，充分利用反射隔热层对太阳光的高反射率和相变层的相变换热作用，进一步提高了特朗伯墙体保温集热性能，同时还解决了特朗伯墙体系统需要较大面积的实墙而造成采光差的问题；提高了特朗伯墙体的保温隔热功能，同时克服了它的缺点，通过调节窗户，做到调节室温，增强采光的效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中双夹层玻璃窗户的三维结构示意图；
图3为本发明实施例中复合性特朗伯墙体在夏季白天的运行图；
图4为本发明实施例中复合性特朗伯墙体在夏季夜晚运行图；
图5为本发明实施例中复合性特朗伯墙体在冬季白天运行图；
图6为本发明实施例中复合性特朗伯墙体在冬季夜晚运行图；
图7为本发明实施例中复合性特朗伯墙体在过渡季运行图；
图中1是玻璃板，2是集热蓄热墙，3是空气流道，4是集热板，5是上通风口，6是下通风口，7是上通风口外挡板，8是下通风口外挡板，9是室内上通风口，10是室内下通风口，11是上通风口内挡板，12是下通风口内挡板，13是双夹层玻璃窗户，13-1是窗框，13-2是三层普通玻璃，13-3是反射隔热层，13-4 是相变层，13-5是旋转轴，14是建筑墙体，15是侧墙通风口，16是侧墙挡板。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
如图1-2所述，本发明所述的一种可调节的复合性特朗伯墙体装置，
包括建筑墙体14，所述建筑墙体14包括上墙体、地基及一侧的侧墙体；
在所述上墙体与地基之间、所述侧墙体对面的一侧安设有玻璃板1，
在所述玻璃板1的上端开设有上通风口5，在所述上通风口5上安设有上通风口外挡板7；
在所述玻璃板1的下端开设有下通风口6，在所述下通风口6上安设有下通风口外挡板8。
进一步的，在所述建筑墙体14的内部、所述玻璃板1的内侧还安设有集热蓄热墙2；
在所述集热蓄热墙2的上端开设有室内上通风口9，在所述室内上通风口9 上安设有上通风口内挡板11；
在所述集热蓄热墙2的下端开设有室内下通风口10，在所述室内下通风口 10上安设有下通风口内挡板12。
进一步的，在所述集热蓄热墙2的下端、所述室内下通风口10的上侧开设有窗户孔，在所述窗户孔的内部安设有与之相适配的双夹层玻璃窗13。
进一步的，所述集热蓄热墙2的主体为240mm粘土砖，在所述集热蓄热墙2 朝向玻璃板1的一侧安设有集热板4。
进一步的，所述双夹层玻璃窗户13包括玻璃窗和窗框13-1，所述玻璃窗包括三层普通玻璃13-2、反射隔热层13-3及相变层13-4，
所述反射隔热层13-3是由相邻的两层普通玻璃13-2组成的一个空腔，在所述空腔的内部安设有具有反射隔热功能的透明塑料薄膜，在相邻的两层普通玻璃 13-2上安设有用于封闭作用的金属板材；
所述相变层13-4由另外两层相邻的普通玻璃13-2组成的一个空腔，在所述空腔的内部安设有相变材料，在相邻的两层普通玻璃13-2上安设有用于封闭作用的金属板材；
在所述玻璃窗与窗框13-1连接的中间位置沿竖直方向安设有一个旋转轴 13-5，所述玻璃窗通过安设的旋转轴13-5自由活动。
进一步的，所述的透明塑料薄膜是由超细纳米氧化锡锑、氧化铟锡及氧化铝锌制备的纳米复合涂料，并将其涂布组成；
所述的相变材料采用CaCl2·6H2O，其相变温度为27℃。
进一步的，所述玻璃板1与集热蓄热墙2之间的间隔形成空气流道3；
所述空气流道3的宽度为100-200mm。
进一步的，在所述侧墙体的上端开设有侧墙通风口15，在所述侧墙通风口 15上安设有侧墙挡板16。
具体的，一种可调节的复合性特朗伯墙体，在建筑墙体14向阳侧上由外到内设玻璃板1及集热蓄热墙2；所述的玻璃板1和集热蓄热墙2之间的间隔形成空气流道3，在所述的玻璃板1上下分别设有可启闭的上通风口5及下通风口6，在所述上通风口5及下通风口6处分别安设有上通风口外挡板7及下通风口外挡板8，所述的上通风口5及下通风口6两端连通室外和空气流道3；
在所述的集热蓄热墙2上下分别设有可启闭的室内上通风口9及室内下通风口10，在所述的室内上通风口9及室内下通风口10上分别安设上通风口内挡板11及下通风口内挡板12，所述的室内上通风口9及室内下通风口10两端连通室内和空气流道3；
在所述的集热蓄热墙2上设置一个可翻转的双夹层玻璃窗户13；
在建筑墙体14阴面设置有侧墙通风口15，在所述的侧墙通风口15设置有侧墙挡板16。
所述的集热蓄热墙2的主体为240mm粘土砖，在所述集热蓄热墙2的外表面安设有集热板4，并将所述集热板4表面涂成深色，上下通风孔(室内上通风口 9及室内下通风口10)的尺寸为200mm*200mm，
所述室内上通风口9及室内下通风口10之间的上下间距2500mm；
所述空气流道3的宽度为100-200mm。
所述的可翻转的双夹层玻璃窗户13包括玻璃窗和窗框13-1，所述玻璃窗包括三层普通玻璃13-2、反射隔热层13-3及相变层13-4，所述窗框13-1中间沿竖直方向设置一个旋转轴13-5，便于所述反射隔热层13-3及相变层13-4沿所述旋转轴13-5相互转动。
所述的反射隔热层由相邻两层玻璃和金属板材形成一个空腔，然后再在空腔里面填充具有反射隔热功能的透明塑料薄膜组成。
所述的具有反射隔热功能的塑料薄膜由超细纳米氧化锡锑(ATO)、氧化铟锡(ITO)、氧化铝锌(AZO)等具有反射隔热功能材料制备纳米复合涂料，并将其涂布组成。
所述的相变层由相邻两层玻璃和金属板材形成一个空腔，然后再在空腔里面填充相变材料组成。
所述的相变材料采用CaCl2·6H2O，相变温度为27℃左右。
实施例：
如图3所示，夏季白天时，关闭玻璃板1上的上通风口外挡板7、下通风口外挡板8，关闭上通风口内挡板11、下通风口内挡板12，再关闭侧墙挡板16，关闭可翻转的双夹层玻璃窗户13，使其中的反射隔热层13-3面向玻璃板1，使其中的相变层13-4面向室内，室内温度较高，相变层13-4中的相变材料熔化吸热，室内气温下降，同时反射隔热层13-3能反射大部分太阳辐射，起到一定隔热作用。
如图4所示，夏季夜间时，开启玻璃板1上的上通风口外挡板7、下通风口外挡板8，关闭上通风口内挡板11、下通风口内挡板12，再关闭侧墙挡板16，转动旋转轴13-5，使相变层13-4面向玻璃板1，一方面利用辐射散热，一方面室外低温空气从玻璃板1上的下通风口6自然流入空气流道3中与相变材料换热，相变材料凝固放热，升温后的空气从玻璃板上的上通风口5流出室外，降低温度。
如图5所示，冬季白天时，关闭玻璃板1上的上通风口外挡板7、下通风口外挡板8，打开上通风口内挡板11、下通风口内挡板12，关闭侧墙挡板16，关闭可翻转的双夹层玻璃窗户13，相变层13-4面向玻璃板1，反射隔热层13-3 面向室内，房间内的冷空气从室内下通风口10进入空气流道3，冷空气经过热对流在顶部变成热空气，热空气从室内上通风口9返回，使室内温度逐渐升高，此时外侧的相变材料吸收太阳辐射而熔化吸热，存储热量。
如图6所示，冬季夜间时，关闭玻璃板1上的上通风口外挡板7、下通风口外挡板8，关闭上通风口内挡板11、下通风口内挡板12，关闭侧墙挡板16，转动旋转轴13-5，使相变层13-4面向室内，集热蓄热墙2会释放白天吸收的一部分能量，同时室内温度较低，相变层13-4中的相变材料凝固放热，室内气温升高。
如图7所示，过渡季时，此时可翻转的双夹层玻璃窗户13开启，开启玻璃板1上的上通风口外挡板7、下通风口外挡板8，打开上通风口内挡板11、下通风口内挡板12，打开外侧墙挡板16，利用室外新风经可翻转的双夹层玻璃窗户 13进入室内，从侧墙通风口15排出，增大了通风量和采光量。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，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前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种可调节的复合性特朗伯墙体装置，其特征在于，
包括建筑墙体(14)，所述建筑墙体(14)包括上墙体、地基及一侧的侧墙体；
在所述上墙体与地基之间、所述侧墙体对面的一侧安设有玻璃板(1)，
在所述玻璃板(1)的上端开设有上通风口(5)，在所述上通风口(5)上安设有上通风口外挡板(7)；
在所述玻璃板(1)的下端开设有下通风口(6)，在所述下通风口(6)上安设有下通风口外挡板(8)。
2.根据权利要求1所述的一种可调节的复合性特朗伯墙体装置，其特征在于，
在所述建筑墙体(14)的内部、所述玻璃板(1)的内侧还安设有集热蓄热墙(2)；
在所述集热蓄热墙(2)的上端开设有室内上通风口(9)，在所述室内上通风口(9)上安设有上通风口内挡板(11)；
在所述集热蓄热墙(2)的下端开设有室内下通风口(10)，在所述室内下通风口(10)上安设有下通风口内挡板(12)。
3.根据权利要求2所述的一种可调节的复合性特朗伯墙体装置，其特征在于，
在所述集热蓄热墙(2)的下端、所述室内下通风口(10)的上侧开设有窗户孔，在所述窗户孔的内部安设有与之相适配的双夹层玻璃窗户(13)。
4.根据权利要求2所述的一种可调节的复合性特朗伯墙体装置，其特征在于，
所述集热蓄热墙(2)的主体为240mm粘土砖，在所述集热蓄热墙(2)朝向玻璃板(1)的一侧安设有集热板(4)。
5.根据权利要求3所述的一种可调节的复合性特朗伯墙体装置，其特征在于，
所述双夹层玻璃窗户(13)包括玻璃窗和窗框(13-1)，所述玻璃窗包括三层普通玻璃(13-2)、反射隔热层(13-3)及相变层(13-4)，
所述反射隔热层(13-3)是由相邻的两层普通玻璃(13-2)组成的一个空腔，在所述空腔的内部安设有具有反射隔热功能的透明塑料薄膜，在相邻的两层普通玻璃(13-2)上安设有用于封闭作用的金属板材；
所述相变层(13-4)由另外两层相邻的普通玻璃(13-2)组成的一个空腔，在所述空腔的内部安设有相变材料，在相邻的两层普通玻璃(13-2)上安设有用于封闭作用的金属板材；
在所述玻璃窗与窗框(13-1)连接的中间位置沿竖直方向安设有一个旋转轴(13-5)，所述玻璃窗通过安设的旋转轴(13-5)自由活动。
6.根据权利要求5所述的一种可调节的复合性特朗伯墙体装置，其特征在于，
所述的透明塑料薄膜是由超细纳米氧化锡锑、氧化铟锡及氧化铝锌制备的纳米复合涂料，并将其涂布组成；
所述的相变材料采用CaCl2·6H2O，其相变温度为27℃。
7.根据权利要求1和2所述的一种可调节的复合性特朗伯墙体装置，其特征在于，所述玻璃板(1)与集热蓄热墙(2)之间的间隔形成空气流道(3)；
所述空气流道(3)的宽度为100-200mm。
8.根据权利要求1所述的一种可调节的复合性特朗伯墙体装置，其特征在于，在所述侧墙体的上端开设有侧墙通风口(15)，在所述侧墙通风口(15)上安设有侧墙挡板(16)。
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