CN205444545U - 绿色环保隔热保温节能墙体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种绿色环保隔热保温节能墙体，它包括墙体基体，墙体基体的外侧依次粘贴有高气阻材料层、低表面辐射系数材料层、蜂窝纸芯材料层、低表面辐射系数材料层、高气阻材料层。所述的低表面辐射系数材料层、蜂窝纸芯材料层、低表面辐射系数材料层可依次重复设置。所述的蜂窝纸芯材料层有声子共晶物。在最外侧的高气阻材料层的外侧粘贴有保护材料层，保护材料层的外侧粘贴有装饰材料层。本实用新型节能墙体具有绿色环保、隔热保温效果好、防火性能高的优点。

Description

绿色环保隔热保温节能墙体

技术领域

本实用新型涉及材料技术领域，具体是一种绿色环保隔热保温节能墙体。

背景技术

能源问题是当前最重要的问题。气候变暖，能源危机，节能减碳，减缓气候变暖，是全球能源管理的首要任务。建筑物的耗能是能源问题的重要部分。建筑物内的能耗约占全球总能耗的70％，而建筑物内的能耗的50-55％用于取暖和冷气空调。全球民用住房取暖和冷气空调能耗每年约为14.1Pwh(141,000亿Kwh)，约合$7,900亿美元。中国的取暖和冷气空调能耗也很大，估计每年约为$700亿美元。随着每年用量和价格上升12-16％，耗能费用大增。节省建筑的取暖和冷气空调能耗，减少化石燃料消耗和二氧化碳排放非常必需，紧迫眉梢。

人类建造栖息用的“窝”(住所，办公场所，商场，工厂等)，目的是试图造就很好的人类生存生活环境条件，诸如温度、湿度、空气等，其中很重要的是环境温度。人类在18-26℃的环境温度才感到是舒适的。环境温度低于18℃，人会感到冷，而环境温度高于26℃，人会感到热了。我们用墙作为“窝”的围护，上盖屋顶，加上进出的门和透风透光的窗户。外界温度变化，“窝”与外界的能量交换主要是通过墙体，屋顶和门窗。对于公寓和高楼大厦，主要是通过墙体和门窗。外界温度高时，热量从外面传到室内，使温度升高变热(比如高于26℃)，我们就需要把热量排出室外。外界温度低时，热量从里面传到室外，使温度降低变冷(比如低于18℃)，我们就需要加热提供热量使室内温度升高。一般来说，通过墙体能量损失占75-85％，门窗占10-15％，漏风占5-10％，所以墙体是主要的。

墙体的隔热保温越好，能量损失就越少，就越节能。建筑物内的热传递有多种方式，墙体材料中的热传递主要以热传导的方式进行。热流通过墙体所遇到的阻力经验定义为“R-值”，所用材料的R-值越高，越能阻隔热流。材料的R-值在实验室中测得。保持材料一侧恒定的较高温度，例如90°F(32℃)，测量需要排出多少热量以保持另一侧恒定的较低温度，例如50°F(10℃)，以确定通过隔热材料层的热流，就可以确定该材料的R-值：

$q=\frac{T_2-T_1}{R}---\left(1\right)$

式中：q为单位面积的热流，单位w/m²(SI公制)。T₂为较高一侧温度，T₁为较低一侧温度，单位K。R为R-值,单位K·m²/w。在SI单位中，R-值5.5为RSI5.5。在非SI的经验单位中，R-值的单位为ft²·⁰F·h/Btu。非SI和SI之间的转换为：1ft²·⁰F·h/Btu＝0.1762K·m²/w，因此RSI5.5＝R31.2。

材料的R-值定义为材料厚度与导热系数之比，即：

$R=\frac{d}{\mathrm{\λ}}---\left(2\right)$

式中：d为传热方向材料的厚度，单位为m。l为材料导热系数，单位为w/(m·K)。

墙体的R_t-值是各层材料的R-值的总和R_t，即：

$R_t=\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{\left(\frac{d}{\mathrm{\λ}}\right)}_i---\left(3\right)$

式中：N为传热方向材料的层数。

按北美的标准，墙体需要达到热阻R_t＝20(经验单位：ft²·⁰F·h/Btu)，或RSI＝3.52(SI单位：K·m²/w)，如果室内外温差为20℃，墙体通过的热流量为5.68w/m²,如果持续10个小时，能量损失为56.8wh/m²。如果墙体的R_t＝7，即RSI＝1.23,能量损失就为162.6wh/m²。

墙体的R_t越大，能量损失越少。增大墙体R_t可以通过使用导热系数较小的材料和增大墙体的厚度。但是墙体不可能太厚，因为造价高和占用空间问题。所以，使用导热系数小的材料来达到此目的。具有较小导热系数的材料就是通常所说的隔热保温材料。

目前建筑常用的隔热保温材料有：发泡聚苯乙烯(ExpandedPolystyrene，EPS)、挤塑聚苯乙烯(ExtrudedPolystyrene，XPS)、发泡聚氨酯(PolyurethaneFoam,PU或PUR)，酚醛树脂隔热保温板(PhenolicInsulationBoard,PIB)、玻璃纤维棉和岩棉等。空气在常温时的导热系数为0.024w/(m·K)，氩气为0.016w/(m·K)，二氧化碳为0.015w/(m·K)，这些气体有最好的隔热保温性能。常用的隔热保温材料就是靠“捕捉”住空气或者这些气体在微小孔隙中，来达到较低导热系数的目的。常用的隔热保温材料的导热系数为0.035-0.06w/(m·K)。近来发展的真空技术与微孔结构材料结合，这就是真空板(VacuumInsulationPanel,VIP)，能达到小于0.024w/(m·K)的导热系数。有些研究声称，尽管真空板VIP有边缘热桥的影响，可达到总体导热系数为0.006-0.008w/(m·K)。而事实上，在实际应用中，真空板VIP是很难保持其真空度的，能达到小于空气的导热系数的情况不多。

EPS、XPS、PU、PIB等采用的原材料来源于石油产品，生产过程中产生污染、非绿色环保，产品无法回收利用，最终导致污染环境，并且多为易燃或可燃材料，达不到A级防火材料，存在火灾隐患。玻璃纤维棉和岩棉等的生产过程高温、高能耗，生产和使用过程粉尘和有害物质污染严重，且所含的20-30％的黏合剂、树脂等大多来源于石油产品，产品很难回收回用，最终污染环境。黏合剂含量较高的玻璃纤维棉和岩棉，达不到A级防火材料，也存在火灾隐患。这些常用的隔热保温材料非绿色环保，影响生态环境和可持续发展，又存在火灾隐患。

常用的隔热保温材料与其它支承和保护材料结合，形成围护结构的墙体，来达到墙体的功能。由于传统的隔热保温材料为非绿色环保性质以及存在火灾隐患，构成的墙体就存在环境污染和火灾隐患。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种绿色环保、隔热保温效果好、防火性能高的节能墙体，以克服上述常用隔热保温材料构成的墙体存在的问题。

本实用新型以如下技术方案解决上述技术问题：

本实用新型绿色环保隔热保温节能墙体，包括墙体基体，墙体基体的外侧依次黏合有高气阻材料层、低表面辐射系数材料层、蜂窝纸芯材料层、低表面辐射系数材料层、高气阻材料层。

所述蜂窝纸芯材料层内设有声子共晶物。

本实用新型在最外侧的高气阻材料层的外侧黏合有保护材料层，保护材料层的外侧黏合有装饰材料层。

所述两个高气阻材料层之间依次重复设置低表面辐射系数材料层、蜂窝纸芯材料层、低表面辐射系数材料层。

所述墙体基体为水泥墙身、混凝土墙身、砖块墙身、天然或人工大理石墙身、木板墙身、金属板墙身、无机材料板墙身、塑料板墙身或复合材料墙板墙身。

所述高气阻材料层为铝箔、金属塑料复合膜、塑料膜、纸复合膜、高聚物复合膜、无机材料膜或金属板。

所述低表面辐射系数材料层为铝膜、金属膜或金属板。

所述蜂窝纸芯材料层是由植物纤维、玻璃纤维、岩棉、塑料、矿物纤维中的一种或几种材料混合制成蜂窝孔状的材料层，其蜂窝孔内充有空气、氩气、二氧化碳中的一种或它们的混合物或抽真空。

所述蜂窝纸芯材料层的蜂窝孔形状为四边形、六边形或多边形。

所述保护材料层为水泥砂浆、灰板、无机材料板、金属板、塑料板、木板、夹板、复合材料板或彩钢彩铝板。

所述装饰材料层为油漆、涂料、光油、彩钢彩铝板表面、塑料板表面、木板表面、夹板表面、复合材料板表面、塑料膜、无机材料板表面、水泥砂浆表面或金属板表面。

本实用新型绿色环保隔热保温节能墙体具有如下有益效果：

1、本实用新型节能墙体能达到很小的墙体传热系数，通过增加蜂窝纸芯材料层的层数以及其两侧的低表面辐射系数材料层的层数，可进一步减少墙体传热系数。

2、采用蜂窝纸芯材料层的声子共晶物，可减少孔隙中气体或空气分子的总动能，降低气体和空气的导热系数，使墙体传热系数减少。

3、通过采用低表面辐射系数材料层，可减少辐射传热。

4、本实用新型墙体可用于建筑物的外墙外隔热保温、外墙内隔热保温、屋顶和天花板隔热保温、地板隔热保温。

5、本实用新型墙体加工施工容易、造价低、使用方便、原材料不来源于石油产品，可回收利用，无污染，绿色环保。

6、本实用新型绿色环保隔热保温节能墙体可达防火A级。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图。

图2是本实用新型实施例2的结构示意图，该节能墙体采用了两层蜂窝纸芯材料层、四层低表面辐射系数材料层。

图3是本实用新型实施例3的结构示意图，该节能墙体采用了多层蜂窝纸芯材料层，且每层蜂窝纸芯材料层的两侧均设有低表面辐射系数材料层。

图中：1、墙体基体；2、高气阻材料层I；3、低表面辐射系数材料层I；4、蜂窝纸芯材料层；5、低表面辐射系数材料层II；6、高气阻材料层II；7、保护材料层；8、装饰材料层；9、声子共晶物；10、蜂窝孔；11、低表面辐射系数材料层III；12、低表面辐射系数材料层IV；13、低表面辐射系数材料层V；14、低表面辐射系数材料层VI。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1，如图1所示，本实用新型绿色环保隔热保温节能墙体主要由墙体基体1、高气阻材料层I2、低表面辐射系数材料层I3、蜂窝纸芯材料层4、低表面辐射系数材料层II5、高气阻材料层II6、保护材料层7和装饰材料层8构成，墙体基体1的外侧向外依次黏合高气阻材料层I2、低表面辐射系数材料层I3、具有蜂窝孔10的蜂窝纸芯材料层4、低表面辐射系数材料层II5、高气阻材料层II6、保护材料层7、装饰材料层8。

为了更好地实现空气或气体的总动能的减少，降低墙体的传热系数，在蜂窝纸芯材料层4内设有声子共晶物9。

所述的声子共晶物可以从市面上购得，可采用生产厂家Tri-YEnvironmentalResearchInstitute、产品型号为SMART的商品，或产品型号为E-10的商品。

本实例采用的蜂窝纸芯材料层4可采用植物纤维、玻璃纤维、岩棉、塑料、矿物纤维和其它材料制成，也可以采用几种材料混合制成，可制作成薄片或纸状，然后做成具有连续蜂窝孔10的结构。蜂窝孔10的形状可为四边形、六边形或多边形，蜂窝孔内充有空气、氩气、二氧化碳中的一种或它们的混合物或抽真空。

蜂窝纸芯材料层4在制造蜂窝孔时可用胶黏剂黏合，或模压成型。考虑足够的强度后，材料越薄，热传递就越少。材料的蜂窝孔结构能达到最大强度，而材料重量最小、材料用量最少。当采用植物纤维或塑料制作时，可添加阻燃剂、防火剂处理，使其达到不燃和难燃材料级。

本实例采用的墙体基体为水泥墙身、混凝土墙身、砖块墙身、天然或人工大理石墙身、木板墙身、金属板墙身、无机材料板墙身、塑料板墙身或复合材料墙板墙身。

本实例采用的高气阻材料层为铝箔、金属塑料复合膜、塑料膜、纸复合膜、高聚物复合膜、无机材料膜或金属板。

本实例采用的低表面辐射系数材料层为铝膜、金属膜或金属板，采用低表面辐射系数材料层，可以进一步减少热辐射。

本实例采用的保护材料层为水泥砂浆、灰板、无机材料板、金属板、塑料板、木板、夹板、复合材料板或彩钢彩铝板，采用保护材料层是为了对整个墙体的保护，达到耐久目的。

本实例采用的装饰材料层为油漆、涂料、光油、彩钢彩铝板表面、塑料板表面、木板表面、夹板表面、复合材料板表面、塑料膜、无机材料板表面、水泥砂浆表面或金属板表面，采用装饰材料层是为了美观的目的。

本实用新型所述的各材料层之间可用胶黏剂黏合。

实施例2，如图2所示，其结构与实施例1基本相同，只是在高气阻材料层I2与高气阻材料层II6之间设有两层蜂窝纸芯材料层4，即第一层的蜂窝纸芯材料层4的两侧分别黏合表面辐射系数材料层I3和低表面辐射系数材料层III11，第二层的蜂窝纸芯材料层4的两侧分别黏合低表面辐射系数材料层IV12和低表面辐射系数材料层II5，低表面辐射系数材料层II5的外侧黏合高气阻材料层II6，高气阻材料层II6的外侧同样设有保护材料层7和装饰材料层8，两个蜂窝纸芯材料层4内同样设有声子共晶物9。

实施例3，如图3所示，其结构与实施例2基本相同，只是设置的蜂窝纸芯材料层4为两层以上，第一层的蜂窝纸芯材料层4的两侧分别黏合表面辐射系数材料层I3和低表面辐射系数材料层III11，第二层的蜂窝纸芯材料层4的两侧分别黏合低表面辐射系数材料层IV12和低表面辐射系数材料层V13，第三层的两侧分别黏合低表面辐射系数材料层VI14，以此类推，即通过在两个高气阻材料层之间依次重复设置低表面辐射系数材料层、蜂窝纸芯材料层、低表面辐射系数材料层。

本实用新型绿色环保隔热保温节能墙体克服了传统隔热保温材料构造的墙体的缺点，其具有如下优点：

(1)采用的原材料不来源于石油产品，可回收利用，绿色环保。

(2)采用的声子共晶物提供低的墙体传热系数，150毫米厚墙体的传热系数可达到小于0.2w/(m²·K)。

(3)采用的低表面辐射系数材料层可降低热辐射传递。

(4)本实用新型绿色环保隔热保温节能墙体可达防火A级。

(5)本实用新型可用于建筑物的外墙外隔热保温、外墙内隔热保温、屋顶和天花板隔热保温、地板隔热保温。

(6)本实用新型节能墙体加工施工容易、造价低、使用方便。

本实用新型绿色环保隔热保温节能墙体能达到很小的墙体传热系数，质量轻，这样能提供很高的热阻和隔热保温性能，克服了使用传统隔热保温材料构造的墙体的缺点，容易施工安装，造价低。本实用新型所用的材料和生产过程对环境无污染、绿色环保。

尽管本实用新型的内容和具体实施方式已在此较为详细描述，然而，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方式来实现。所以，上述公开的本实用新型内容和具体实施方式，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或等同于本实用新型的范围内的改变、变更、改良、替换等，均被本实用新型囊括。

Claims (10)

1.绿色环保隔热保温节能墙体，包括墙体基体，其特征在于，所述墙体基体的外侧依次黏合有高气阻材料层、低表面辐射系数材料层、蜂窝纸芯材料层、低表面辐射系数材料层、高气阻材料层。

2.根据权利要求1所述绿色环保隔热保温节能墙体，其特征在于，蜂窝纸芯材料层内设有声子共晶物。

3.根据权利要求1或2所述绿色环保隔热保温节能墙体，其特征在于，在最外侧的高气阻材料层的外侧黏合有保护材料层，保护材料层的外侧黏合有装饰材料层。

4.根据权利要求1或2所述绿色环保隔热保温节能墙体，其特征在于，两个高气阻材料层之间依次重复设置低表面辐射系数材料层、蜂窝纸芯材料层、低表面辐射系数材料层。

5.根据权利要求1所述绿色环保隔热保温节能墙体，其特征在于，所述墙体基体为水泥墙身、混凝土墙身、砖块墙身、天然或人工大理石墙身、木板墙身、金属板墙身、无机材料板墙身、塑料板墙身或复合材料墙板墙身。

6.根据权利要求1所述绿色环保隔热保温节能墙体，其特征在于，所述高气阻材料层为铝箔、金属塑料复合膜、塑料膜、纸复合膜、高聚物复合膜、无机材料膜或金属板。

7.根据权利要求1所述绿色环保隔热保温节能墙体，其特征在于，所述低表面辐射系数材料层为铝膜、金属膜或金属板。

8.根据权利要求1所述绿色环保隔热保温节能墙体，其特征在于，所述蜂窝纸芯材料层的蜂窝孔形状为四边形或六边形。

9.根据权利要求3所述绿色环保隔热保温节能墙体，其特征在于，所述保护材料层为水泥砂浆、灰板、无机材料板、金属板、塑料板、木板、夹板、复合材料板或彩钢彩铝板。

10.根据权利要求3所述绿色环保隔热保温节能墙体，其特征在于，所述装饰材料层为油漆、涂料、光油、彩钢彩铝板表面、塑料板表面、木板表面、夹板表面、复合材料板表面、塑料膜、无机材料板表面、水泥砂浆表面或金属板表面。