CN201865207U - 一种新型保温隔热房屋围护结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种新型保温隔热房屋围护结构，用于村镇住宅的装饰及保温隔热，同时可满足室内通风换气及隔音降噪等要求。其特征在于：所述结构包括幕墙和屋面两部分，其中幕墙部分包括幕墙金属框架、外层玻璃幕墙、内层玻璃幕墙、向阳面空气热通道、背阴面空气热通道、遮阳百叶、相变材料层、饰面层、带防虫网和过滤装置的错孔板、屋顶排气通道等；其中屋面部分采用坡屋面形式，包括：保护层、上防水层、支撑块、屋面空气层、屋面相变材料层、下防水层、保温层、基础层、带防虫网和过滤装置的错孔板等。本实用新型通过合理的设置幕墙、屋面进排风口、排气通道以及相变材料层，可以有效地改善房屋的整体室内环境，达到显著的节能环保效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种新型保温隔热房屋围护结构，具体的说，是涉及一种利用进排气口、排气通道及相变材料的合理布置来调节室内整体环境的房屋围护结构。属于房屋建筑技术领域。
背景技术
我国建筑物能源消耗中的30% ——50%是通过屋顶和围护结构损失的，所以，做好屋顶与围护结构的保温与隔热是建筑节能的关键环节。在我国广大的农村地区，生活着大约8亿的农村人口，农村的民用建筑面积为240亿m2,占全国总建筑面积的60%。农村的建筑面积巨大，但长期以来，我国的建筑节能工作主要是在城市开展，而在广大的农村地区则一直未能引起足够重视。现阶段我国农村住宅建筑水平普遍偏低，导致室内热环境较差，建筑能耗很高，农村民用建筑能耗总量和单位面积的能耗量都要高于城市建筑。降低农村住宅的建筑能耗，发展农村低能耗生态建筑对加快我国建筑节能步伐起着举足轻重的作用，直接关系到国民经济的可持续发展。
20世纪70年代以来，玻璃幕墙随着现代建筑的发展在全世界范围内得到普及。双层外呼吸式玻璃幕墙最早于20世纪80年代在欧洲出现，由于其具有较大的节能潜力，对提高幕墙的保温、隔热、隔声等功能可以起到很大的作用，同时又可以创造出极具时代感的建筑风格，被公认为具有“生态意义”的建造方式，逐渐得到广泛的应用。另一方面，相变材料由于其蓄热密度大，蓄放热过程近似等温的特点，在近些年受到了节能工作者广泛的关注，其这种特性在节能，温度控制等领域有着极大的意义。因此，相变材料及其应用已经成为广泛的研究课题。随着我国经济的高速增长，能源消耗也随之增加，能源问题日益成为制约我国经济增长速度的瓶颈。现今我国建筑能耗约占国民经济总能耗的30%左右，因此建筑节能越来越成为我国节省能源，提高能源利用效率的重要研究方向。如果能将双层呼吸式玻璃幕墙与相变材料的节能原理结合起来，一起应用到房屋的外墙护围和屋面结构，必将达到更显著的建筑节能效果，取得令人满意的经济效益。
发明内容
本实用新型涉及一种新型保温隔热房屋围护结构，用于村镇住宅的装饰及保温隔热，同时可满足室内通风换气及隔音降噪等要求。本实用新型通过合理的进排风口、排气管道及相变材料层设置，可以有效地改善建筑的整体室内环境，达到显著的节能环保效果。同时本实用新型具有结构简单、运行能耗低、维护方便、防结露等特点。
本实用新型的目的可以通过如下技术方案达到：
本种新型保温隔热房屋围护结构，包括幕墙与屋面两部分。
其中，所述幕墙部分由幕墙金属框架1、外层玻璃幕墙2、内层玻璃幕墙5、遮阳百叶4、相变材料层6、饰面层7以及屋顶排气通道12等部件连接后构成；其中，所述外层玻璃幕墙2安装在幕墙金属框架1上的室外侧，内层玻璃幕墙5安装在幕墙金属框架1上的室内侧，外层玻璃幕墙2与内层玻璃幕墙5之间构成房屋向阳面空气热通道3和房屋背阴面热空气通道13；在房屋向阳面的外层玻璃幕墙2的上、下端分别开有向阳面排气口11和向阳面进气口9，在房屋背阴面的外层玻璃幕墙2的下端开有背阴面进气口10；
所述屋面部分采用坡屋面形式，由保护层17、上防水层18、支撑块24、屋面空气层19、屋面相变材料层20、下防水层21、保温层22以及基础层23构成，所述各层自上而下依次设置；此外，在所述屋面空气层19中设置有若干间隔分布的支撑块24；在向阳面屋面和背阴面屋面的下部各开有屋面向阳面进气口14和屋面背阴面进气口15,在屋面的顶部开有屋面排气口16；屋面向阳面进气口14和屋面背阴面进气口15分别与向阳面空气层和背阴面空气层连通，屋面排气口16与向阳面空气层和背阴面空气层的交汇处连通；在以上各进、排气口处安装可电动调整的带防虫网和过滤装置的错孔板8。
在上述方案的基础上，可以得到如下进一步优化方案：
方案一，所述相变材料层6和饰面层7布置在所述房屋向阳面的内层玻璃幕墙5的室内侧。
方案二，在方案1的基础上，所述遮阳百叶4为电动控制遮阳百叶，布置在房屋向阳面的空气热通道3中。
方案三，在方案2的基础上，所述外层玻璃幕墙2由透明单层钢化玻璃构成。
方案四，在方案3的基础上，所述外层玻璃幕墙2由透明单层钢化玻璃构成。所述内层玻璃幕墙5由Low-E中空钢化玻璃构成。
方案五，在方案4的基础上，所述相变材料层6 和屋面相变材料层20均包括相变物质和载体基质。相变物质由石蜡、聚乙二醇、多元醇、硬肪酸、高级脂肪烃类、芳香烃类化合物的一种或几种构成。
方案六，在方案5的基础上，所述饰面层7由聚合物材料或铝合金材料构成。
方案七，在方案6的基础上，所述屋面部分中的保护层17采用抑制太阳辐射吸收的铝板或金属板组成。
方案八，在方案7的基础上，所述保温层22采用现场发泡的聚氨酯材料或者聚氨酯泡沫板组成。
本实用新型具有如下有益效果：
1、本实用新型利用“烟囱效应”与“温室效应”的原理以及相变材料的蓄热能力，从幕墙及屋面的功能上解决节能，通过合理的进排风口、排气管道及相变材料层设置，可以有效地改善房屋的整体室内环境，夏季减少制冷能耗，冬季减少采暖能耗。
2、在环保方面，本实用新型的外层玻璃幕墙选用无色透明玻璃或低反射钢化玻璃，可最大限度地减少玻璃反射带来的不良影响，例如“光污染”。
3、在舒适度方面，本实用新型采用的双层幕墙结构之间有相当宽的空气热通道，而空气对声波的阻尼系数较大，因此可以提供优良的隔音降噪效果，让室内工作与生活的人们有一个宁静轻松的环境；内层玻璃幕墙设置有内侧开启窗，用户可以根据需要自由打开，将室外新鲜空气引入室内，同时将室内易滋生病毒及传播细菌的浑浊空气排出室外；在房屋背阴面的外层玻璃幕墙的下端开有背阴面进气口，向阳面排气口通过屋顶排气通道与背阴面空气热通道连通，使背阴面的房间也可以直接参与保温隔热及通风换气，有效地调整了房屋建筑的整体室内环境。
4、在使用方面，本实用新型采用电动遮阳百叶置于向阳面空气热通道中，能有效地防止日晒又不影响立面效果，还可根据用户需要调节遮阳片的朝向和角度，改变室外阳光的亮度和入射角度，营造一个舒适柔和的室内采光环境；在各进、排气口安装带防虫网和过滤装置的错孔板，可以自由调节空气流通量，并可将蚊蝇等小昆虫及沙尘颗粒阻挡在围护结构外，而让干净、新鲜的空气进入空气热通道和空气层；由于空气热通道的温室作用，使内层玻璃幕墙内外两侧的温差变小，外表面温度大大提高，对外层玻璃幕墙来说，由于空气热通道与室外气体相通，一方面使外幕墙内外两侧温差减少，另一方面，潮湿气体随时被换气排出通道外，所以，外层玻璃幕墙内表面也不会结露，因此具有很好的防止结露的功能，大大提高建筑及装饰的寿命和幕墙的功能；内层玻璃幕墙设置可开启结构，可以方便地进行清洁和维护，有效地减少了运行费用。
附图说明
图1是本实用新型应用于房屋建筑中的结构示意图。
图中，1-幕墙金属框架、2-外层玻璃幕墙、3-向阳面空气热通道、4-遮阳百叶、5-内层玻璃幕墙、6-相变材料层、7-饰面层、8-带防虫网和过滤装置的错孔板、9-向阳面进气口、10-背阴面进气口、11-向阳面排气口、12-屋顶排气通道、13-背阴面空气热通道、14-屋面向阳面进气口、15-屋面背阴面进气口、16-屋面排气口、17-保护层、18-上防水层、19-屋面空气层、20-屋面相变材料层、21-下防水层、22-保温层、23-基础层、24-支撑块。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如图1所示，本实用新型中所述一种新型保温隔热房屋围护结构，其包括幕墙和屋面两部分。其中幕墙部分主要包括：幕墙金属框架1、外层玻璃幕墙2、内层玻璃幕墙5、遮阳百叶4、相变材料层6、饰面层7、屋顶排气通道12等；所述幕墙金属框架1可选用断热型铝合金型材；所述外层玻璃幕墙2 由透明单层钢化玻璃构成，安装在幕墙金属框架1室外侧，所述内层玻璃幕墙5 由Low-E中空钢化玻璃构成，安装在幕墙金属框架1室内侧，外层玻璃幕墙2与内层玻璃幕墙5之间构成房屋的向阳面空气热通道3和背阴面空气热通道13，并在向阳面空气热通道3中布置有电动遮阳百叶4；在房屋向阳面的内层玻璃幕墙的室内侧依次布置一个相变材料层6和一个饰面层7，所述相变材料层6其工作介质包括两方面物质，一是相变物质，二是载体基质，相变物质采用掺有石蜡、聚乙二醇、多元醇、硬肪酸、高级脂肪烃类、芳香烃类化合物的一种或几种的组合，载体基质采用水泥砂浆，相变物质和水泥砂浆的质量比重可以控制在1:1到1:3之间；所述饰面层7由聚合物材料或铝合金构成；在房屋向阳面的外层玻璃幕墙2的上下端分别开有向阳面排气口11、向阳面进气口9，在房屋背阴面的外层玻璃幕墙的下端开有背阴面进气口10；向阳面排气口11通过屋顶排气通道12与背阴面空气热通道13连通；屋面部分采用坡屋面形式，主要包括：保护层17、上防水层18、支撑块24、屋面空气层19、屋面相变材料层20、下防水层21、保温层22、基础层23，以上各层自上而下依次设置；支撑块24可采用金属板块，设置在屋面空气层(19)中，彼此相隔300～500mm；所述保护层17采用抑制太阳辐射吸收的铝板或者其他金属板；所述屋面相变材料层20材料同所述相变材料层6；所述保温层22采用现场发泡的聚氨酯材料或者聚氨酯泡沫板组成；所述保温层22与基础层23之间可采用水泥砂浆找平；在向阳面屋面和背阴面屋面的下部各开有屋面向阳面进气口14和屋面背阴面进气口15,在屋面的顶部开有屋面排气口16；屋面向阳面进气口14和屋面背阴面进气口15分别与向阳面空气层和背阴面空气层连通，屋面排气口16与向阳面空气层和背阴面空气层的交汇处连通；在以上各进、排气口安装可电动调整的带防虫网和过滤装置的错孔板8
本实用新型的工作原理如下：
夏季：白天打开向阳面进气口、向阳面排气口、背阴面进气口屋面向阳面进气口、屋面背阴面进气口、屋面排气口的错孔板，在空气热通道及屋面空气层中内形成风口的高度差，于是产生烟囱效应，在向阳面进气口、背阴面进气口、屋面向阳面进气口及屋面背阴面进气口产生正压区。自然风经过以上各进气口的防虫网、过滤装置，蚊蝇等小昆虫及沙尘颗粒被阻挡在幕墙及屋面外，干净、新鲜的空气进入各自空气热通道及屋面空气层。同时向阳面空气热通道及屋面空气层内的空气受阳光直射及外界气温的影响，背阴面空气热通道及空气层内的空气受外界气温的影响，温度都会升高，体积膨胀，形成上升气流，上升气流自下而上流动，由于向阳面空气热通道直接与设置在向阳面外层玻璃幕墙顶端的向阳面排气口连通，背阴面空气热通道通过屋顶排气通道与向阳面排气口连通，屋面空气层直接与设置在屋面顶部的屋面排气口连通，因此它们中的热空气都可以通过向阳面排气口及屋面排气口排到外界环境，并带走空气热通道及屋面空气层内的热量，此过程不断进行，即有效地降低了内层玻璃幕墙及屋面基础层表面的温度，改善了房屋整体的室内环境，减少了建筑制冷费用。与此同时，设置在向阳面内层玻璃幕墙室内侧及屋面空气层下面的相变材料层完成蓄热过程。此外，用户可以根据需要自由开闭内层玻璃幕墙上的内侧开启窗，完成室内的通风换气。晚间，用户可以根据气温的高低选择各进、排气口的开闭。当外界气温仍然较高，需要继续散热时，则保持各进、排气口开启状态不变，本实用新型的工作过程与白天相同。当外界气温较低，暂不需要继续散热时，则可关闭所有进、排气口，此时空气热通道及屋面空气层形成了一个封闭的空间，成为房屋与外界热交换的一道屏障。由于相变材料的相变温度与人体舒适温度相近，当外界气温低于此温度时，相变材料即发生由液态到固态的相变，同时释放出可观的相变潜热，加热向阳面空气热通道及屋面空气层中的空气，向阳面空气热通道中空气受热膨胀，经过屋顶排气通道进入背阴面空气热通道，将热量传递给背阴面空气；屋面空气层中空气被禁锢在屋面结构中，形成一个相对封闭的温室空间。以上两部分热空气可以有效地提高整个室内墙壁及屋面的表面温度，改善整体室内环境，减少建筑能耗。当白天到来，外界气温上升，相变材料又发生由固态到液态的相变，完成相变潜热的储蓄过程。
冬季：关闭安装在各进、排气口的错孔板，向阳面空气热通道及屋面空气层内的空气在阳光的照射下温度升高，体积膨胀，向阳面空气热通道内的空气通过屋顶排气通道进入背阴面空气热通道，将热量传递给房屋背阴面；屋面空气层中空气被禁锢在屋面结构中，形成一个相对封闭的空间。此时，整个空气热通道和屋面空气层形成一个温室，有效地提高了内层玻璃幕墙及室内侧屋面的表面温度，改善了房屋整体的室内环境，减少建筑物的采暖费用。
本实用新型可广泛应用于村镇住宅的装饰及保温隔热，同时可满足室内通风换气及隔音降噪等要求。此外，本实用新型还具有结构简单、运行能耗低、维护方便、防结露等特点。
Claims (10)
1.一种新型保温隔热房屋围护结构，包括幕墙与屋面两部分，其特征在于：
所述幕墙部分由幕墙金属框架（1）、外层玻璃幕墙(2)、内层玻璃幕墙(5)、遮阳百叶(4)、相变材料层(6)、饰面层(7)以及屋顶排气通道(12)连接后构成；其中，所述外层玻璃幕墙(2)安装在幕墙金属框架（1）上的室外侧，内层玻璃幕墙(5)安装在幕墙金属框架（1）上的室内侧，外层玻璃幕墙(2)与内层玻璃幕墙(5)之间构成房屋向阳面空气热通道(3)和房屋背阴面热空气通道（13）；在房屋向阳面的外层玻璃幕墙(2)的上、下端分别开有向阳面排气口(11)和向阳面进气口(9)，在房屋背阴面的外层玻璃幕墙（2）的下端开有背阴面进气口(10)；
所述屋面部分采用坡屋面形式，由保护层(17)、上防水层(18)、支撑块(24)、屋面空气层(19)、屋面相变材料层(20)、下防水层(21)、保温层(22)以及基础层(23)构成，所述各层自上而下依次设置；此外，在所述屋面空气层(19)中设置有若干间隔分布的支撑块(24)；在向阳面屋面和背阴面屋面的下部各开有屋面向阳面进气口(14)和屋面背阴面进气口(15),在屋面的顶部开有屋面排气口(16)；屋面向阳面进气口(14)和屋面背阴面进气口(15)分别与向阳面空气层和背阴面空气层连通，屋面排气口(16)与向阳面空气层和背阴面空气层的交汇处连通；在以上各进、排气口处安装可电动调整的带防虫网和过滤装置的错孔板(8)。
2.根据权利要求1所述的一种新型保温隔热房屋围护结构，其特征在于：所述相变材料层(6)和饰面层(7)布置在所述房屋向阳面的内层玻璃幕墙(5)的室内侧。
3.根据权利要求2所述的一种新型保温隔热房屋围护结构，其特征在于：所述遮阳百叶(4)为电动控制遮阳百叶，布置在房屋向阳面的空气热通道(3)中。
4.根据权利要求3所述的一种新型保温隔热房屋围护结构，其特征在于：所述外层玻璃幕墙(2)由透明单层钢化玻璃构成。
5.根据权利要求4所述的一种新型保温隔热房屋围护结构，其特征在于：所述内层玻璃幕墙(5)由Low-E中空钢化玻璃构成。
6.根据权利要求1、2、3、3或5所述的一种新型保温隔热房屋围护结构，其特征在于：所述相变材料层(6) 和屋面相变材料层(20)均包括相变物质和载体基质。
7.根据权利要求6所述的一种新型保温隔热房屋围护结构，其特征在于：所述饰面层(7)由聚合物材料构成。
8.根据权利要求6所述的一种新型保温隔热房屋围护结构，其特征在于：所述饰面层(7)由铝合金材料构成。
9.根据权利要求7或8所述的一种新型保温隔热房屋围护结构，其特征在于：所述屋面部分中的保护层(17)采用抑制太阳辐射吸收的铝板或金属板组成。
10.根据权利要求9所述的一种新型保温隔热房屋围护结构，其特征在于：所述保温层(22)采用现场发泡的聚氨酯材料或者聚氨酯泡沫板组成。
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