CN206245575U - 基于仿生原理的空心保温/隔音砖 - Google Patents

Abstract

一种基于仿生原理的空心保温/隔音砖，包括内部是中空的砖体；包括内部的球形体，置于所述砖体内，充分利用球形空间体积大、表面能最低的仿生结构原理；包括填充层，将其注入所述砖体与球形体之间的空隙内。砖体为石膏砖、瓷砖或者混凝土砖。砖体的外壁设置加筋面层形成外围。本实用新型首次提出采用单一材料的保温技术，避免了材料性能差异的缺陷、减少了粘结层可能的脱落、增加了仿生性能的保温隔热空气层，提高了保温砖体材料的力学性能，实现了保温/隔音综合效果。本实用新型可替代现有的“墙面砖+保温棉的内附或外附保温层”，本实用新型可直接作为墙体砖材实现保温和墙体一体化。

Description

基于仿生原理的空心保温/隔音砖

技术领域

本实用新型实用新型属于建筑用材料领域。

背景技术

建筑物围护结构的能量损失主要来自三部分：①外墙；②门窗；③屋顶。这三部分的节能技术是各国建筑界都非常关注的。主要发展方向是，开发高效、经济的保温、隔热材料和切实可行的构造技术，以提高围护结构的保温、隔热性能和密闭性能。

就墙体节能而言，传统的用单一材料增加墙体厚度来达到保温的作法已不能适应节能和环保的要求，而复合墙体越来越成为墙体的主流。复合墙体一般用块体材料或钢筋混凝土作为承重结构，与保温隔热材料复合，或在框架结构中用薄壁材料加以保温、隔热材料作为墙体。建筑用保温、隔热材料主要有岩棉、矿渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、加气混凝土及胶粉聚苯颗粒浆料发泡水泥保温板等。这些材料的生产、制作都需要采用特殊的工艺、特殊的设备，而不是传统技术所能及的。

墙体的复合技术有内附保温层、外附保温层和夹心保温层三种。中国采用夹心保温作法的较多；在欧洲各国，大多采用外附发泡聚苯板的作法，在德国，外保温建筑占建筑总量的80％，而其中70％均采用泡沫聚苯板。

建筑节能是贯彻可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施，符合全球发展趋势。新技术、新工艺、新设备、新材料、新产品等综合运用是实现节能标准达标的必需要素。

发明内容

本实用新型针对当前采用“墙面砖+保温棉之类”的组合保温层容易在面层与保温棉间发生粘结不牢，或保温层与墙体粘结不牢而脱落、多种不同性质材料粘结间容易受温度、水等因素影响导致粘结破坏，从而直接影响墙体保温和安全的问题，为此，本实用新型首次提出采用单一材料的保温技术，避免了材料性能差异的缺陷、减少了粘结层可能的脱落、增加了仿生性能的保温隔热空气层，提高了保温砖体材料的力学性能，实现了保温/隔音综合效果。本实用新型可替代现有的“墙面砖+保温棉的内附或外附保温层”，本实用新型可直接作为墙体砖材实现保温和墙体一体化。

本实用新型基于新材料、新工艺设计出具有特殊结构的节能保温的新型保温墙砖。

实用新型需要保护的技术方案，关键的技术要点表征为：

一种基于仿生原理的空心保温/隔音砖，其特征在于，

包括内部是中空的砖体；

包括内部的球形体，置于所述砖体内，充分利用球形空间体积大、表面能最低的仿生结构原理；

包括填充层2，将其注入所述砖体与球形体之间的空隙内。

具体的说，所述砖体可以为石膏砖、瓷砖、混凝土砖等，并未穷举，本实用新型此技术特征限定为：可应用于建筑领域室内外用的一切可能的砖制材料。

进一步优化和限定技术方案，在所述砖体的外壁设置加筋面层1形成外围，例如采用现有技术中的GRG、GRC材料或者直接采用石膏封釉用以增强砖体外围。

进一步限定技术方案，所述内部的球形体为球形气囊3或者塑料球体。再进一步限定，所述球形气囊3、塑料球体，内部可以设计成充气态，或者填充物质设计成实心的。当选择是实心的，可以在球体内填充保温棉及纤维提前压制的球状物，从而构成整个砖的球形填充保温层。

进一步开拓本实用新型技术方案，所述内部的球形体，为一个，或者为两个，或者为三个以上。采用多个时，则将多个球体串接成“多球体”，砖体内部空间也与之相适应，设计成长条形的砖体。根据墙体设计所需，所述内部的球形体采用多个时，所述内部球体的组合设计成多球体排列矩阵，并形成形状与之相适应的砖体。

内部的多个串接“多球体”，工艺制作时，通过邻接接触部使相邻球体连接起来。所述的邻接接触部，球体为实心时，形成球体之间的重叠层；球体为空心时，使得整个“多球体”形成空气流动通道4，将具有重要的应用意义。

根据砖内部空间的布置，内部球体之间可采用连通式或者非连通式，即所述邻接接触部可以为通孔式或者实体的。当为非连通式时，球体间根据球体重叠位置关系设置有支撑5，施工时，支撑5可凸出砖体作为锚固点插入建筑墙体，相当于在砖与墙体之间增加内部增强机构，以增强墙砖粘结，避免脱落。该支撑5，在实现连接面层和底层的同时，还实现了表面受力承压和侧向受力抗剪作用。

由于球形空间弧形曲线受力原理，内部空心或保温棉等降低导热的措施，该砖具有多向受力强度高的特点，结合中间的石膏材料具有的湿暖性材料、导热系数低、密实度高、隔音效果明显、吸水率低和防火防霉等诸如优点，特别适合于作为内附或外附一次性施工的外墙保温材料。对照本领域传统技术，因采用“墙面砖+保温棉的保温层”结构设计，容易导致粘贴脱落的风险。同时本实用新型可用为室内隔音和消防用板材。当采用本实用新型大直径球体时，则可直接应用为保温节能空心砖。

本实用新型适用于建筑保温用的内外墙贴砖和隔音墙砖，其内部空间球体直径的增大可使砖的整体厚度的增加，从而可用于整体保温墙砖。

本实用新型采用单一砖来替代现有技术采用“外墙砖+保湿棉+墙体”的复合保温层。

附图说明

图1a是实施例1内部为双球串形球形空间的长条形保温砖结构剖图。

图1b是图1a在1-1处的剖图。

图1c是图1a在2-2处的剖图。

图2a是实施例3内部为四个球形空间的正方形砖的结构剖图。

图2b是图1a在1-1处的剖图。

图2c是图1a在2-2处的剖图。

1、GRG外部加筋面层

2、石膏填充层

3、内部球形气囊或球形填充保温层

4、气囊重叠层/空气流动通道

5、内部增强支撑

具体实施方式

本实用新型的砖，可以直接作为内附或外附保温层替代现有的“墙面砖+保温棉的保温层”，减少因保温棉过渡层导致与墙体间可能的变形不协调与脱落可能。

本实用新型的砖，可根据内部球体的直径大小，决定砖的厚度，从而可以直接作为保温墙体砖材使用，实现保温与墙体一体化。

本实用新型的砖，外围层可根据使用环境采用GRG增强层或釉面层封层。当外围采用GRG增强时，可采用先外后内的盒式加工方式加工封装。

本实用新型的砖，可借助单孔、多孔，甚至少量用于切割的全实心件的任意组合，可实现对任意形状的墙面的施工。

空心塑料球、充气球囊、保温棉球是可根据砖内部空间的布置可采用非连通式和连通式，其形状可适当变形，但最佳效果是圆球形，球形重叠区可大可小。

所述的空心塑料球、充气球囊、保温棉球即是内部保温层，也是内部成型支撑“模板”，同时也是受力变形缓冲区。

所述的空心塑料球、充气球囊、保温棉球在于连通式球体间根据球体重叠位置关系设置有空间异形的GRG支撑杆5，用于连接面层和底层的同时，还实现表面受力承压和侧向受力抗剪作用。支撑杆5可凸出砖体作为砖在墙体内的锚固支撑点，增加锚固力，避免极端条件下的脱落。

所述的空心塑料球、充气球囊、保温棉球在连通时，可根据实际情况，在最不利情况即施工或不当使用时破损导致渗水或漏水进入后，分散水分分布，从而避免单一球体冻胀破坏的可能。

本实用新型机理:

本实用新型是基于仿生学原理的空心或内填保温材料的保温砖，借助仿生学原理，在砖内部形成具有空间体积大、表面能最低的球形空间或球形空间填充物。本实用新型借助鸡蛋壳受力原理和蜂巢布置结构，砖使用时是会受一定的平面抗压力，虽然面砖只有在运输堆放时才有直接荷载，但作为内墙砖会有较大的上部荷载，借助这种结构可在保证受力前提下最大可能提高内部空间层的体积，空间层大，则整体导热系数降低，从而获取最低的导热性能；球形表面能低有利于受力，可实现多向受力的分散，就如手握鸡蛋不容易粉碎鸡蛋的原理。平面上采用蜂巢的布置可以在有限空间布置最多的蜂室，但厚度方向上采用“蜂室”重叠式有规律布置实现蜂室连通，本实用新型空间断面如图1a和图2a所示3-3断面。

本实用新型创新点：

现有的空心保温砖繁多。本实用新型与现有的空心保温砖的区别，一是空间结构不同，二是材料不同，尤其是导热性方面和受力方面。

以下结合附图给出三个实施例。

实施例1

如图1a、图1b、图1c所示，这里仅示出2个球体的，根据墙面需要，可能做多球体串在一起的长条形的。该基于仿生原理的空心保温/隔音砖，其特征在于，

包括内部是中空的石膏砖体；

包括内部的球形体，置于所述砖体内，充分利用球形空间体积大、表面能最低的仿生原理；

包括石膏填充层2，采用与外部砖体一致的材料，将其注入所述砖体与球形体之间的空隙内，充分利用石膏容易成型密实的特点。

实施例2

与实施例1相同，本实施例也设计为两个球体串在一起的长条形型式。该基于仿生原理的空心保温/隔音砖，其特征在于，

包括内部是中空的瓷砖体；

包括内部的球形体，置于所述砖体内，充分利用球形空间体积大、表面能最低的仿生原理；

包括石膏填充层2，将其注入所述砖体与球形体之间的空隙内，充分利用石膏容易成型密实的特点。

实施例3

如图2a、图2b、图2c所示，内部为四个球形空间的正方形砖结构各方向的剖面示意图。该基于仿生原理的空心保温/隔音砖，其特征在于，

包括内部是中空的混凝土砖体；

包括内部的球形体，置于所述砖体内，充分利用球形空间体积大、表面能最低的仿生原理；

包括混凝土填充层2，采用与外部砖体一致的材料，将其注入所述砖体与球形体之间的空隙内，充分利用密实的特点。

综上，本实用新型的“砖”，也可以做成“板”。无论是“砖”或者“板”，都可以设计成空心式，或内填式。本实用新型的“砖”/“板”，具有保温、隔音效果。以上仅为本实用新型的特征实施例，分别是长条形和正方形，可根据需要改变球体数量和排列矩阵实现不同规格的形状，因此上述实施例并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种基于仿生原理的空心保温/隔音砖，其特征在于，

包括内部是中空的砖体；

包括内部的球形体，置于所述砖体内；

包括填充层(2)，将其注入所述砖体与球形体之间的空隙内。

2.如权利要求1所述的基于仿生原理的空心保温/隔音砖，其特征在于，所述砖体为石膏砖、瓷砖或者混凝土砖。

3.如权利要求1所述的基于仿生原理的空心保温/隔音砖，其特征在于，在所述砖体的外壁设置加筋面层(1)形成外围。

4.如权利要求3所述的基于仿生原理的空心保温/隔音砖，其特征在于，采用GRG、GRC材料或者直接采用石膏封釉用以增强砖体外围。

5.如权利要求1所述的基于仿生原理的空心保温/隔音砖，其特征在于，所述内部的球形体为球形气囊(3)或者塑料球体。

6.如权利要求5所述的基于仿生原理的空心保温/隔音砖，其特征在于，所述球形气囊(3)、塑料球体，内部可以设计成充气态，或者填充物质设计成实心的。

7.如权利要求6所述的基于仿生原理的空心保温/隔音砖，其特征在于，当选择是实心的，可以在球体内填充保温棉及纤维提前压制的球状物，从而构成整个砖的球形填充保温层。

8.如权利要求1所述的基于仿生原理的空心保温/隔音砖，其特征在于，所述内部的球形体，为一个，或者为两个，或者为三个以上。

9.如权利要求8所述的基于仿生原理的空心保温/隔音砖，其特征在于，采用多个时，则将多个球体串接成“多球体”，砖体内部空间也与之相适应，设计成长条形的砖体。

10.如权利要求1或者9所述的基于仿生原理的空心保温/隔音砖，其特征在于，根据墙体设计所需，所述内部的球形体采用多个时，所述内部球体的组合设计成多球体排列矩阵，并形成形状与之相适应的砖体。

11.如权利要求9所述的基于仿生原理的空心保温/隔音砖，其特征在于，内部的多个串接“多球体”，工艺制作时，通过邻接接触部使相邻球体连接起来。

12.如权利要求11所述的基于仿生原理的空心保温/隔音砖，其特征在于，所述的邻接接触部，球体为实心时，形成球体之间的重叠层；球体为空心时，使得整个“多球体”形成空气流动通道(4)。

13.如权利要求12所述的基于仿生原理的空心保温/隔音砖，其特征在于，根据砖内部空间的布置，内部球体之间可采用连通式或者非连通式，即所述邻接接触部可以为通孔式或者实体的。

14.如权利要求13所述的基于仿生原理的空心保温/隔音砖，其特征在于，当为非连通式时，球体间根据球体重叠位置关系设置有支撑(5)，施工时，支撑(5)可凸出砖体作为锚固点插入建筑墙体。