CN116180972A - 一种可降低能耗的装配式钢结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可降低能耗的装配式钢结构，该结构外挂墙板的内保温板和外保温板分别设置在钢基板的两侧；钢基板上还设有多个垂直于钢基板板面的钢柱，各钢柱的两个外端分别位于内保温板和外保温板的外部，且钢柱上还固定有用于约束内保温板和外保温板向钢基板靠拢的限位板，装饰面板与四角处的钢柱固定连接；调节构件设置于外保温板和装饰面板之间，调节构件包括多个可转动的遮阳单元和转动轴，遮阳单元一一对应的设置在转动轴上，转动轴沿外挂墙板的高度方向设置，且转动轴的两端可转动的连接在对应的两个钢柱上，转动轴能够在驱动件的作用下转动。本发明的可降低能耗的装配式钢结构，降低室外热量向室内的传递，降低室内能耗。

Description

一种可降低能耗的装配式钢结构

技术领域

本发明涉及装配式建筑技术领域，具体涉及一种可降低能耗的装配式钢结构。

背景技术

装配式钢结构建筑具有可循环使用、节能减排、施工效率高等优点，在装配式建筑中应用钢材质结构能够促进建筑结构形式的快速转变，并且实现建筑现代化功能的发展和应用，钢结构建筑目前已广泛应用于工业厂房，大型场馆和超高层建筑中，基于其产业化程度高、自身轻、抗震性能好、绿色节能、施工周期短等优势，已逐步由公共建筑向居住建筑延伸；同时随着装配式钢结构的不断发展，人们开始期望装配式建筑能够具有更好的节能减耗、绿色环保等一系列的功能。

建筑能耗一般指的是在使用过程中的能耗，主要包括采暖、通风，空调、照明、家用电器、热水供应等能耗。其中以采暖和空调能耗为主，因此建筑节能的重点放在采暖和降温能耗上。而装配式钢结构相比于传统结构构件，钢结构预制构件传热系数较大，因此在整个建筑设计中更容易出现热桥削弱保温效果的问题，而建筑设计应极力避免热桥削弱保温效果，要求建筑设计、施工应采取措施避免结构性热桥，减弱系统性热桥对保温的影响，结构性热桥尽量断开或减少，系统性热桥一般不可避免，但一定要断热桥处理。基于钢结构预制构件传热系数较大的原因，现有技术中有采用在钢结构构件外部包裹保温层等实现建筑低能耗，也有在梁豁口处分别采用60mm的岩棉进行封堵、在过焊孔、螺栓孔及落实垫片结构均采用柔性泛水材料进行封堵等方法。

而现有技术中的上述方式都是围绕着消除或消减装配式钢结构导热系数大更容易因热桥引起的削弱保温效果的问题；对于装配式钢结构建筑的整体能耗还可以有更大的降低空间，比如通过在外墙体外侧增设保温板的方式，或者是设计各种复合保温板实现降低室内能耗的目的，但是保温板更多的侧重于阻断室内外的热交换以实现节能降耗，并不能灵活调整实现对外部能源的有效利用，本发明期待在现有装配式钢结构建筑的基础上，进一步降低建筑使用能耗，因此提供一种可降低能耗的装配式钢结构。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种可降低能耗的装配式钢结构，通过在保温板外侧设置能够盖合或打开的遮阳单元，能够根据室外的气温变化调节其打开或盖合状态，实现改变室内外热传递的效果，降低室内能耗的目的。

本发明提供了一种可降低能耗的装配式钢结构，包括：钢结构主体，由钢构件装配而成；

外挂墙板，装配于所述钢结构主体上，包括钢基板、内保温板、外保温板和装饰面板；所述内保温板和外保温板分别设置在钢基板的两侧；所述钢基板上还设有多个垂直于所述钢基板板面的钢柱，各钢柱的两个外端分别位于所述内保温板和外保温板的外部，且钢柱上还固定有用于约束所述内保温板和外保温板向钢基板靠拢的限位板，装饰面板与四角处的钢柱固定连接；

调节构件，设置于所述外保温板和装饰面板之间，所述调节构件包括多个可转动的遮阳单元和转动轴，所述遮阳单元一一对应的设置在转动轴上，所述转动轴沿外挂墙板的高度方向设置，且转动轴的两端可转动的连接在对应的两个钢柱上，所述转动轴能够在驱动件的作用下转动。

较佳地，所述外挂墙板包括第一区域，第二区域以及设置在第一区域，和第二区域之间的第三区域，所述第三区域上还设有密封气缸，所述密封气缸与其周边的钢柱固定连接；所述密封气缸内密封设有第一活塞和第二活塞，所述第一活塞和第二活塞对称设置在密封气缸内水平方向的两个端部处，所述第一活塞和第二活塞之间的密封气缸内充有气体，所述密封气缸上设有用于加热内部气体的吸热材料层；第一区域和第二区域的钢基板上设有水平的导向槽，所述导向槽内设有滑动齿条，密封气缸两端的滑动齿条的端部分别与第一活塞和第二活塞对应连接，所述转动轴上设有能够与滑动齿条啮合的齿圈。

较佳地，所述滑动齿条的底部设有滑动块，所述滑动块与导向槽滑动连接。

较佳地，所述密封气缸上还设有至少一个压力阀，压力阀位于所述第一活塞与密封气缸端部之间更靠近密封气缸端部处以及第二活塞与密封气缸端部之间更靠近密封气缸端部处，所述压力阀通过导气管连接有转杆，所述转杆的一端可转动的设置在第三区域对应的装饰面板内侧，另一端与密封的可伸缩杆铰接，密封的可伸缩杆的另一端铰接在装饰面板上，且密封的可伸缩杆还与导气管连接，所述转杆上还连接有遮阳布，所述遮阳布的一端与转杆连接，另一端与转杆初始位置处的装饰面板连接。

较佳地，所述第一活塞和第二活塞与其所在端部的密封气缸内壁之间还设有弹簧。

较佳地，所述密封气缸内位于所述第一活塞和第二活塞之间的位置上还设有限位挡块。

较佳地，所述钢柱与装饰面板之间设有隔热垫块，所述隔热垫块一端与钢柱固定连接，另一端与装饰面板内侧固定连接。

较佳地，所述钢结构主体上预设有用于容纳外挂墙板的固定框，所述外挂墙板嵌设在固定框内，且钢基板与固定框螺栓连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的钢结构主体由钢构件装配而成；钢结构主体上预留安装外挂墙板的固定框，通过钢构件承重，外挂墙板嵌设在固定框内形成完整的外墙围挡，同时外挂墙板具有保温、降噪的作用。

本发明钢基板的作用是防屈曲，同时在外墙结构形成具有一定抗冲击能力的墙体单元，也具有更好的抗剪切性能，钢柱的作用是将内保温板或外保温板固定在钢基板上，同时能够实现热量的多点传输，减弱热桥效应的影响，同时还可以作为钢基板与装饰面板的连接柱和转动轴的固定座，调节构件的作用是能够根据外部气温变化，调整外墙的遮阳能力，更好的隔绝外部热量传递至室内，当然在室内温度较低时，也可以通过打开遮阳单元实现将外部热量吸附并传递给室内，因密封气缸内部空气量恒定，当温度不断升高后，内部气压会不断的增加，直至能够克服弹簧的阻力，实现将第一活塞和第二活塞向外推动的目的，随着第一活塞和第二活塞的移动，滑动齿条沿导向槽滑动，同时驱动各转动轴上的齿圈转动，因此转动轴带动遮阳单元同步转动，实现对墙板遮挡的目的，降低室外热量向室内的传递，降低室内能耗。

附图说明

图1为本发明装配式主体上固定框安装外挂墙板后的结构示意图；

图2为本发明外挂墙板的结构示意图及遮阳单元的状态图一；

图3为本发明外挂墙板的结构示意图及遮阳单元的状态图二；

图4为本发明设置密封气缸后的外墙挂板结构示意图；

图5为本发明设置密封气缸后上设置压力阀的外挂墙板结构示意图；

图6为本发明转杆、装饰面板以及导气管的连接结构示意图；

图7为本发明导向槽、滑动齿条和齿圈的连接结构示意图。

附图标记说明：

1.固定框，2.外挂墙板，21.钢基板，22.内保温板，23.外保温板，24.装饰面板，25.钢柱，26.限位板，27.第一区域，28.第二区域，29.第三区域，3.调节构件，31.遮阳单元，32.转动轴，4.密封气缸，5.第一活塞，6.第二活塞，7.导向槽，8.滑动齿条，9.齿圈，10.弹簧，11.压力阀，12.转杆，13.导气管，14.遮阳布，16.限位挡块。

具体实施方式

下面结合附图1-7，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。

本发明提供的一种可降低能耗的装配式钢结构，包括钢结构主体，由钢构件装配而成；钢结构主体上预留安装外挂墙板2的固定框1，通过钢构件承重，外挂墙板2嵌设在固定框1内形成完整的外墙围挡，同时外挂墙板2具有保温、降噪的作用。

外挂墙板2包括钢基板21、内保温板22、外保温板23和装饰面板24；所述内保温板22和外保温板23分别设置在钢基板21的两侧，钢基板21的作用是防屈曲，在外墙结构形成具有一定抗冲击能力的墙体单元，同时能够具有更好的抗剪切性能；所述钢基板21上还设有多个垂直于所述钢基板21板面的钢柱25，各钢柱25的两个外端分别位于所述内保温板22和外保温板23的外部，且钢柱25上还固定有用于约束所述内保温板22和外保温板23向钢基板21靠拢的限位板26，装饰面板24与四角处的钢柱25固定连接。本实施例的外挂墙板2可以在工厂提前预制，且快速装配成型。

其中，钢柱25的作用是将内保温板22和外保温板23固定在钢基板21上，还可以作为热传递的构件，实现热量的多点传输，减弱热桥效应的影响，同时还可以作为钢基板21与装饰面板24的连接柱，具体的可以在装饰面板24的内侧设置螺纹套筒，钢柱25上设置外螺纹，安装时，先将钢柱25的端部螺纹连接装饰面板24上的套筒，然后在预留固定间距后设置固定的限位板26，当然作为优选方式，限位板26与钢柱25也可以是螺纹连接，这样限位板26在钢柱25上的位置可调，以适应不同厚度的保温板，钢基板21，内保温板22和外保温板23上提前预制好钢柱定位孔，当限位板26的位置调节好之后，依次安装外保温板23、钢基板21，和内保温板22，然后紧固内保温板22外表面上的限位板26，使得内外保温板表面上的限位板26双向夹持能够将钢基板21和内保温板22以及外保温板23固定为一体，当然作为装饰，在内保温板22的外部也可以增设内墙装饰板材，说明书附图2-3已示意出。作为优选方式，内外装饰面层为盒体结构，其边缘能够通过螺栓固定在钢基板21的外延部分。而外挂墙板2与固定框1也是采用螺栓连接的方式固定。

调节构件3，设置于所述外保温板23和装饰面板24之间，所述调节构件3包括多个可转动的遮阳单元31和转动轴32，所述遮阳单元31一一对应的设置在转动轴32上，所述转动轴32沿外挂墙板2的高度方向设置，且转动轴32的两端可转动的连接在对应的两个钢柱25上，所述转动轴32能够在驱动件的作用下转动。调节构件3的作用是能够根据外部气温变化，调整外墙的遮阳能力，更好的隔绝外部热量传递至室内，当然在室内温度较低时，也可以通过打开遮阳单元31实现将外部热量吸附并传递给室内。本实施例通过动态可调的方式，灵活利用室外的能量，降低室内能耗。在本实施例中转动轴32可以是延伸至外部，通过人为调节或者是动力设备实现根据室外气温情况对各个转动轴32的转动。

作为优选方式，本实施例的所述外挂墙板2包括第一区域27，第二区域28以及设置在第一区域27，和第二区域28之间的第三区域29，所述第三区域29上还设有密封气缸4，所述密封气缸4与其周边的钢柱25固定连接；所述密封气缸4内密封设有第一活塞5和第二活塞6，所述第一活塞5和第二活塞6对称设置在密封气缸4内水平方向的两个端部处，所述第一活塞5和第二活塞6之间的密封气缸4内充有气体；所述密封气缸4上设有用于加热气体的吸热材料层，此处吸热材料层的作用是更快的感知墙板内的温度，吸热材料层也可以替换为凸透镜收集热量，相应的密封气缸4正对的装饰面板24可以是透明玻璃或塑料。并将吸收的热量传递给密封气缸4内部的空气，第一区域27和第二区域28的钢基板21上设有水平的导向槽7，所述导向槽7内设有滑动齿条8，密封气缸4两端的滑动齿条8的端部分别与第一活塞5和第二活塞6对应连接，所述转动轴32上设有能够与滑动齿条8啮合的齿圈9。由于密封气缸4内部空气量恒定，因此当温度不断升高后，内部气压会不断的增加，直至能够克服弹簧10的阻力，实现将第一活塞5和第二活塞6向外推动的目的，随着第一活塞5和第二活塞6的移动，滑动齿条8沿导向槽7滑动，同时驱动各转动轴32上的齿圈9转动，因此转动轴32带动遮阳单元31同步转动，实现对墙板遮挡的目的。

优选地，所述滑动齿条8的底部设有滑动块，所述滑动块与导向槽7滑动连接，滑动块可以是燕尾滑块，导向槽7为燕尾滑槽，滑动齿条8的高度以与活塞中部接触为宜，这样第一活塞5和第二活塞6移动施加给滑动齿条8的力始终为水平力。

优选地，所述密封气缸4上还设有至少一个压力阀11，压力阀11位于所述第一活塞5与密封气缸4端部之间更靠近密封气缸4端部处以及第二活塞6与密封气缸4端部之间更靠近密封气缸4端部处，所述压力阀11通过导气管13连接有转杆12，如图6所示，可以上下左右对称设置4个，所述转杆12的一端可转动的设置在第三区域29对应的装饰面板24内侧，另一端与密封的可伸缩杆铰接，密封的可伸缩杆的另一端铰接在装饰面板24上，且密封的可伸缩杆还与导气管13连接，所述转杆12上还连接有遮阳布14，所述遮阳布14的一端与转杆12连接，另一端与转杆12初始位置处的装饰面板24连接。压力阀11的作用是当密封气缸4内的气压过大后通过释放部分压力实现对密封气缸4的保护，为了有效利用该部分气压，本实施例还设计了转杆12，通过给转杆12的可伸缩杆内输入气体，通过气体驱动伸缩杆的伸长实现转杆12的转动，当然，可伸缩杆的两个端部与转杆12和装饰面板24为铰接，转杆12转动的目的是为了对密封气缸4上方进行遮挡，以降低密封气缸4吸收的热量，使密封气缸4内的气体温度降低，气压降低，作为对密封气缸4的防护措施。作为优选方式，密封气缸4上可以设置用于外部空气进入密封气缸4内部且进入第一活塞5和第二活塞6之间区域的单向阀，可伸缩杆上设置泄压阀。

优选地，所述第一活塞5和第二活塞6与其所在端部的密封气缸4内壁之间还设有弹簧10。利于第一活塞5和第二活塞6的复位。

优选地，所述密封气缸4内位于所述第一活塞5和第二活塞6之间的位置上还设有限位挡块16。目的是为了限定第一活塞5和第二活塞6的位置。

优选地，所述钢柱25与装饰面板24之间设有隔热垫块，所述隔热垫块一端与钢柱25固定连接，另一端与装饰面板24内侧固定连接。目的是为了避免钢柱25和装饰面板24的直接接触。

优选地，所述钢结构主体上预设有用于容纳外挂墙板2的固定框1，所述外挂墙板2嵌设在固定框1内，且钢基板21与固定框1螺栓连接。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种可降低能耗的装配式钢结构，其特征在于，包括：

钢结构主体，由钢构件装配而成；

外挂墙板（2），装配于所述钢结构主体上，包括钢基板（21）、内保温板（22）、外保温板（23）和装饰面板（24）；所述内保温板（22）和外保温板（23）分别设置在钢基板（21）的两侧；所述钢基板（21）上还设有多个垂直于所述钢基板（21）板面的钢柱（25），各钢柱（25）的两个外端分别位于所述内保温板（22）和外保温板（23）的外部，且钢柱（25）上还固定有用于约束所述内保温板（22）和外保温板（23）向钢基板（21）靠拢的限位板（26），装饰面板（24）与四角处的钢柱（25）固定连接；

调节构件（3），设置于所述外保温板（23）和装饰面板（24）之间，所述调节构件（3）包括多个可转动的遮阳单元（31）和转动轴（32），所述遮阳单元（31）一一对应的设置在转动轴（32）上，所述转动轴（32）沿外挂墙板（2）的高度方向设置，且转动轴（32）的两端可转动的连接在对应的两个钢柱（25）上，所述转动轴（32）能够在驱动件的作用下转动。

2.如权利要求1所述的可降低能耗的装配式钢结构，其特征在于，所述外挂墙板（2）包括第一区域（27），第二区域（28）以及设置在第一区域（27），和第二区域（28）之间的第三区域（29），所述第三区域（29）上还设有密封气缸（4），所述密封气缸（4）与其周边的钢柱（25）固定连接；所述密封气缸（4）内密封设有第一活塞（5）和第二活塞（6），所述第一活塞（5）和第二活塞（6）对称设置在密封气缸（4）内水平方向的两个端部处，所述第一活塞（5）和第二活塞（6）之间的密封气缸（4）内填充有气体，所述密封气缸（4）上设有用于加热内部气体的吸热材料层；第一区域（27）和第二区域（28）的钢基板（21）上设有水平的导向槽（7），所述导向槽（7）内设有滑动齿条（8），密封气缸（4）两端的滑动齿条（8）的端部分别与第一活塞（5）和第二活塞（6）对应连接，所述转动轴（32）上设有能够与滑动齿条（8）啮合的齿圈（9）。

3.如权利要求2所述的可降低能耗的装配式钢结构，其特征在于，所述滑动齿条（8）的底部设有滑动块，所述滑动块与导向槽（7）滑动连接。

4.如权利要求2所述的可降低能耗的装配式钢结构，其特征在于，所述密封气缸（4）上还设有至少一个压力阀（11），压力阀（11）位于所述第一活塞（5）与密封气缸（4）端部之间更靠近密封气缸（4）端部处以及第二活塞（6）与密封气缸（4）端部之间更靠近密封气缸（4）端部处，所述压力阀（11）通过导气管（13）连接有转杆（12），所述转杆（12）的一端可转动的设置在第三区域（29）对应的装饰面板（24）内侧，另一端与密封的可伸缩杆铰接，密封的可伸缩杆的另一端铰接在装饰面板（24）上，且密封的可伸缩杆还与导气管（13）连接，所述转杆（12）上还连接有遮阳布（14），所述遮阳布（14）的一端与转杆（12）连接，另一端与转杆（12）初始位置处的装饰面板（24）连接。

5.如权利要求2所述的可降低能耗的装配式钢结构，其特征在于，所述第一活塞（5）和第二活塞（6）与其所在端部的密封气缸（4）内壁之间还设有弹簧（10）。

6.如权利要求5所述的可降低能耗的装配式钢结构，其特征在于，所述密封气缸（4）内位于所述第一活塞（5）和第二活塞（6）之间的位置上还设有限位挡块（16）。

7.如权利要求1所述的可降低能耗的装配式钢结构，其特征在于，所述钢柱（25）与装饰面板（24）之间设有隔热垫块，所述隔热垫块一端与钢柱（25）固定连接，另一端与装饰面板（24）内侧固定连接。

8.如权利要求1所述的可降低能耗的装配式钢结构，其特征在于，所述钢结构主体上预设有用于容纳外挂墙板（2）的固定框（1），所述外挂墙板（2）嵌设在固定框（1）内，且钢基板（21）与固定框（1）螺栓连接。

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