CN207776102U - 一种充气膜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种充气膜(100)，依次包括第一气膜层(1)、第二气膜层(2)和第三气膜层(3)，其中，所述第二气膜层(2)包括辐射制冷膜(5)和可见光反射层(6)，所述辐射制冷膜(5)覆盖于所述第一气膜层(2)上，所述可见光反射层(6)覆盖于所述辐射制冷膜(5)上，所述可见光反射层(6)与所述第三气膜层(3)之间设置气体层(4)，所述第一气膜层(1)和所述第二气膜层(2)与所述第三气膜层(3)接合构成密闭空腔。该充气膜(100)解决建筑空间内的降温问题，不需要额外增加能耗，既能保证空间内的亮度又能达到隔热降温效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种充气膜，用于建筑结构的外表面。
背景技术
传统的建筑用充气膜是指以高分子材料制成的薄膜制品，将充气膜固定于屋顶结构周边，利用送风系统让室内气压上升到一定压力后，使屋顶内外产生压力差，以保证膜结构体系的刚度，维持所设计的形状。
目前的ETFE(ethylene-tetra-fluoro-ethylene，即乙烯-四氟乙烯共聚物)膜建筑是一类新型的膜建筑结构体系，它具有一个相对密闭的充气膜。与传统空间结构建筑不一样的是，ETFE膜建筑通过风机向EFTE膜结构的内部鼓风送气，使EFTE膜结构的内外保持一定的压力差，以保证EFTE膜结构体系的刚度，维持所设计的形状。ETFE薄膜可见光透过率高达95％，它的高透光性同时也增加了空间内的光线辐射，使室温温度偏高，增加了制冷设备的使用率，增加了能耗。
ETFE膜建筑现有的调节光的透射率的方法是通过丝网印刷镀点控制薄膜的透明度，在膜上着色、黏贴图案、印刷等对遮光度和透光性进行调节，这些方法虽然能降低光的透射率但对降低室内温度的影响微小甚微。
实用新型内容
针对相关技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种充气膜，从而解决建筑空间内的降温问题，不需要额外增加能耗，既能保证空间内的亮度又能达到隔热降温效果。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种充气膜，依次包括第一气膜层、第二气膜层和第三气膜层，其中，所述第二气膜层包括辐射制冷膜和可见光反射层，所述辐射制冷膜覆盖于所述第一气膜层上，所述可见光 反射层覆盖于所述辐射制冷膜上，所述可见光反射层与所述第三气膜层之间设置气体层，所述第一气膜层和所述第二气膜层与所述第三气膜层接合构成密闭空腔。
根据本实用新型的一个实施例，所述辐射制冷膜的厚度为20～100微米，透光度在70％～75％范围内。
根据本实用新型的一个实施例，所述可见光反射层的厚度为100～180纳米，所述可见光反射层包括银、铝中的一个的反光材料。
根据本实用新型的一个实施例，所述第一气膜层和所述第三气膜层均为ETFE薄膜，厚度均为50～250微米，透光度在90％～95％范围内。
根据本实用新型的一个实施例，所述第二气膜层中的所述可见光反射层的表面积小于或等于所述辐射制冷膜的表面积。
根据本实用新型的一个实施例，所述第二气膜层中的所述可见光反射层的表面积占所述辐射制冷膜的表面积40％～80％。
根据本实用新型的一个实施例，所述第一气膜层与所述第二气膜层之间通过丙烯酸压敏胶、环氧胶或聚氨酯胶中的一种进行胶粘接合。
根据本实用新型的一个实施例，所述第一气膜层和所述第二气膜层的边缘与所述第三气膜层的边缘通过热熔焊接或缝合接合。
根据本实用新型的一个实施例，所述充气膜的表面积为40～100平方米，高度为2～5米。
根据本实用新型的一个实施例，所述气体层包括空气。
本实用新型的有益技术效果在于：通过采用辐射制冷膜和可见光反射层为充气膜的主要功能层，不需要额外提供能量，并且24小时连续不间断地使得在夏天能够将空间内温度降低5～15℃，减少制冷设备的使用量，从而降低制冷设备负荷，能够大大的节省能源的消耗。
附图说明
图1为本实用新型实施例的充气膜和建筑结构的示意图；
图2为本实用新型实施例的充气膜的示意图；
图3为本实用新型实施例的第二气膜层的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本实用新型的实施例进行具体描述。需要注意的是，以下各个实施例可以任意可能的方式相互组合或部分替换。
参见图1和图2，本实用新型提供一种充气膜100，该充气膜100固定在建筑结构200的外表面。该充气膜100从入射光由外至内依次包括第一气膜层1、第二气膜层2和第三气膜层3。其中，第二气膜层2包括辐射制冷膜5和可见光反射层6。辐射制冷膜5覆盖于第一气膜层1上。可见光反射层6覆盖于辐射制冷膜5上。可见光反射层6与第三气膜层3之间设置气体层4，第一气膜层1和所述第二气膜层2与所述第三气膜层3接合构成密闭空腔。
本实用新型对现有的ETFE材料的第一气膜层1进行了改进。在第一气膜层1上设置第二气膜层2，用辐射制冷功能膜代替原有的在第一气膜层1上镀点、着色、黏贴图案、印刷等，简便了工艺流程。并且第二气膜层2成本低，制作简单，抗拉抗压，能够抵御外部各种载荷和气候的作用。并能根据不同建筑物对光的要求不同改变第二气膜层2中的可见光反射层6的大小来调节透光度。
更重要的是第二气膜层2的辐射制冷膜5属于被动式制冷(辐射制冷膜是指将热量转化为特定波段的电磁波的复合材料薄膜，能以辐射方式将热能通过地球大气窗口传递到宇宙空间)。它将热能转换为8～13微米的特定波段的红外线，通过大气窗口(大气窗口是指太阳光穿过大气层时透过率较高的光谱段，大气窗口的光谱段主要包括8～14微米的热红外波段、2～2.5微米的近红外波段等)直接辐射到外太空，不需要额外提供能量，并且24小时连续不间断，在夏天它能够将空间内温度降低5～15℃，减少制冷设备的使用量，降低制冷设备负荷，能够大大的节省能源的消耗，而且第二气膜层2只需一次性投入既能保证空间内透光度又能隔热降温，一举两得。
在一些实施例中，该充气膜100的表面积为40～100平方米时，该充气膜100的高度(第二气膜层2与第三气膜层3之间的高度)为2～5米。并 且该充气膜100可以设置为各种形状。
在一些实施例中，第一气膜层1起到用来抵御外部各种载荷和气候的作用，由ETFE薄膜构成，薄膜厚度在50～250微米之间，薄膜透明度在90％～95％的范围内。
第一气膜层1通过粘合层与第二气膜层2接合。粘合层的材料是丙烯酸压敏胶、环氧胶或聚氨酯胶中的一种，该粘合层的厚度在10～30微米之间。
参见图3，第二气膜层2是用于降温的功能层，其反射大部分的红外线，并将室内的热量转化为8～13微米的电磁波辐射到外太空。第二气膜层2包括辐射制冷膜5和镀于辐射制冷膜5的背光侧的可见光反射层6。辐射制冷膜5是将热量转化为8-13微米的特定波段的电磁波的复合材料薄膜，能以辐射方式将热能通过地球大气窗口传递到外太空。辐射制冷膜5一般由辐射体SiO2、SiC、SiO、SiN等的一种或多种与透明基体高聚物TPX、PMMA、PE、PVF、PVC等的一种组成，并且经过处理的辐射体或未处理的辐射体均匀的分散于高聚物中。辐射制冷膜5的厚度在20～100微米之间，透光度在70％～75％的范围内。辐射制冷膜5的入光侧表面贴附与第一气膜层1的规格、形状相吻合。可见光反射层6用于反射太阳光线中大部分的红外线，一般是银、铝等中的一种材料，可见光反射层6的厚度为100～180纳米。可见光反射层6的表面积小于或等于辐射制冷膜5的表面积，优选的，可见光反射层6的表面积占辐射制冷膜5的表面积40％～80％。这样既能保证室内空间的亮度又能在不消耗能耗的情况下对空间内进行降温。
第三气膜层3用来保护该充气膜100的框架结构，使充气膜100不受室内环境影响并能起到隔声作用。第三气膜层3的材料与第一气膜层1的材料相同，均为ETFE薄膜，并且厚度为50～250微米，透光度在90％～95％范围内。相比于第一气膜层1，第三气膜层3更加靠近建筑结构200的外表面。
第一气膜层1的边缘和第二气膜层2的边缘与第三气膜层3的边缘通过热熔焊接或缝合的方法连接接合。气体层4包括空气，用来隔热保温。
为了更加清楚地描述和说明充气膜100，本实用新型提供了以下实施例。
实施例1：
一种椭圆形充气膜100，表面积为60平方米，充气高度为3.6米。第一气膜层1的厚度为120微米，材料为ETFE薄膜。第二气膜层2通过15微米的聚氨酯胶与第一气膜层1连接。第一气膜层1和第二气膜层2的边缘与150微米的第三气膜层3的边缘通过热熔焊接进行连接。
可见光反射层6为银膜。厚度为100纳米的银膜蒸镀在60微米的辐射制冷膜5的内表面，银膜蒸镀表面积为辐射制冷膜5的表面积的50％。
实施例2：
一种六边形充气膜100，表面积为90平方米，充气高度为4.5米。第一气膜层1的厚度为200微米，材料为ETFE薄膜。第二气膜层2通过22微米的丙烯酸压敏胶与第一气膜层1连接。第一气膜层和第二气膜层2的边缘与180微米的第三气膜层3的边缘通过热熔焊接进行连接。
可见光反射层6为银膜。厚度为120纳米的银膜蒸镀在80微米的辐射制冷膜5的内表面，银膜蒸镀表面积为辐射制冷膜5的表面积的60％。
实施例3：
一种菱形充气膜100，表面积为80平方米，充气高度为4米。第一气膜层1的厚度为220微米，材料为ETFE薄膜。第二气膜层2通过25微米的聚氨酯胶与第一气膜层1连接。第一气膜层1和第二气膜层2的边缘与200微米的第三气膜层3边缘通过缝合方法进行连接。
可见光反射层6为铝膜。120纳米的铝膜蒸镀在60微米的辐射制冷膜5的内表面，铝膜蒸镀表面积为辐射制冷膜5的表面积的80％。
对比例是传统ETFE充气膜，降温隔热测试结果如下(环境温度为地表温度)：
通过以上实施例的比较，可以明显看出本实用新型对现有的ETFE材料的第一气膜层1进行的改进。具体的，在第一气膜层1上设置第二气膜层2，用辐射制冷功能膜代替原有的在第一气膜层1上镀点、着色、黏贴图案、印刷等，简便了工艺流程。并且第二气膜层2成本低，制作简单，抗拉抗压，能够抵御外部各种载荷和气候的作用。并能根据不同建筑物对光的要求不同改变第二气膜层2中的可见光反射层6的大小来调节透光度。
更重要的是第二气膜层2的辐射制冷膜5属于被动式制冷(辐射制冷膜是指将热量转化为特定波段的电磁波的复合材料薄膜，能以辐射方式将热能通过地球大气窗口传递到宇宙空间)。它将热能转换为8～13微米的特定波段的红外线，通过大气窗口(大气窗口是指太阳光穿过大气层时透过率较高的光谱段，大气窗口的光谱段主要包括8～14微米的热红外波段、2～2.5微米的近红外波段等)直接辐射到外太空，不需要额外提供能量，并且24小时连续不间断，在夏天它能够将空间内温度降低5～15℃，减少制冷设备的使用量，降低制冷设备负荷，能够大大的节省能源的消耗，而且第二气膜层2只需一次性投入既能保证空间内透光度又能隔热降温，一举两得。
Claims (10)
1.一种充气膜(100)，其特征在于，依次包括第一气膜层(1)、第二气膜层(2)和第三气膜层(3)，其中，所述第二气膜层(2)包括辐射制冷膜(5)和可见光反射层(6)，所述辐射制冷膜(5)覆盖于所述第一气膜层(1)上，所述可见光反射层(6)覆盖于所述辐射制冷膜(5)上，所述可见光反射层(6)与所述第三气膜层(3)之间设置气体层(4)，所述第一气膜层(1)和所述第二气膜层(2)与所述第三气膜层(3)接合构成密闭空腔。
2.根据权利要求1所述的充气膜，其特征在于，所述辐射制冷膜(5)的厚度为20～100微米，透光度在70％～75％范围内。
3.根据权利要求1所述的充气膜，其特征在于，所述可见光反射层(6)的厚度为100～180纳米，所述可见光反射层(6)包括银、铝中的一个的反光材料。
4.根据权利要求1所述的充气膜，其特征在于，所述第一气膜层(1)和所述第三气膜层(3)均为ETFE薄膜，厚度均为50～250微米，透光度在90％～95％范围内。
5.根据权利要求1所述的充气膜，其特征在于，所述第二气膜层(2)中的所述可见光反射层(6)的表面积小于或等于所述辐射制冷膜(5)的表面积。
6.根据权利要求5所述的充气膜，其特征在于，所述第二气膜层(2)中的所述可见光反射层(6)的表面积占所述辐射制冷膜(5)的表面积40％～80％。
7.根据权利要求1所述的充气膜，其特征在于，所述第一气膜层(1)与所述第二气膜层(2)之间通过丙烯酸压敏胶、环氧胶或聚氨酯胶中的一种进行胶粘接合。
8.根据权利要求1所述的充气膜，其特征在于，所述第一气膜层(1)和所述第二气膜层(2)的边缘与所述第三气膜层(3)的边缘通过热熔焊接或缝合接合。
9.根据权利要求1所述的充气膜，其特征在于，所述充气膜(100)的表面积为40～100平方米，高度为2～5米。
10.根据权利要求1所述的充气膜，其特征在于，所述气体层(4)包括空气。
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| CN109708336A (zh) * | 2019-01-19 | 2019-05-03 | 天津大学 | 基于反相合成的分级多孔被动式辐射冷却结构及冷却方法 |
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