建筑物外围护结构的保温和隔热方法及其构件技术

本发明专利技术属于建筑物外围护结构的保温隔热方法。是在外围护结构中将保温和隔热分成两个独立的功能区，中间用隔离层分开。保温区负责冬季对室内的保温，隔热区负责夏季对建筑物的隔热。由于隔离层的分割，保温区的保温材料不能与大气环境接触，减少了冬季保温热能的对流损失并提高保温效果。夏季隔热区既能阻截日照辐射热能向室内的传导，又能通过排热构造将热能排向室外，降低室温。该方法对南北各地的建筑物均适用，能大量节省能源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑物外围护结构的保温和隔热方法及其构件。一般建筑物的外围护结构都必须具有保温和隔热功能，否则冬季室内过于寒冷，或夏季过于炎热，人都无法在其中正常生存。因此，对一般建筑物而言，冬天要向室内供热、采暖，夏天要向室内供冷、降温，才能让室内保持住需要的温度。这种供热、采暖和供冷、降温，都需要消耗大量的能源。显然，这种对建筑物室内的采暖或降温的过程，也就是建筑物外围护结构对室内进行保温和隔热的过程，其效果的好坏与热能的传播方式密切相关。在自然界，热的传播方式有三种传导、辐射和对流。因此，建筑物外围护结构的保温、隔热性能好坏，也与如何科学地利用这三种热的传播方式有关。在现实生活中，当前人们对建筑物外围护结构采取的保温、隔热方式，主要还都是依靠建筑材料的热阻性能来进行设计和处理的，也就是说，主要研究的还都是热的“传导”，而对“辐射”和“对流”如何能在建筑物的保温和隔热中发挥作用则研究地较少。研究建筑的保温和隔热，实际上就是研究建筑物内部这个很有限的空间环境，如何能与无限大的室外大气环境建立起热平衡关系。“保温”就是研究冬天如何让提供给建筑物室内有限空间中的热能，不会被室外无限大的寒冷的大气空间所吸收，造成室内降温的方法。“隔热”则是研究夏天如何让室外无限大空间中的炎热的太阳日照辐射热能，不会很快侵袭到建筑物内的有限空间中去，造成室内高温的方法。很显然，保温和隔热两者的目的并不完全相同，因此其手段和方法也应该有所不同。但在现实的建筑工程中，对建筑物的保温和隔热，都是采用单一的利用建筑材料的热阻性能来阻截热传导的方法来进行的。这种传统的保温和隔热的方法，其缺陷主要表现为就保温而言，因为现有的建筑物外围护结构是直接暴露在无限大的大气环境中的，冬天大气层中的空气对流，会不受限制地吸收这些传递到保温材料最外层的热能，所以在冬季，要想仅靠保温材料的热阻性能建立起室内、外稳定的热平衡关系几乎是不可能，只能依靠不断地向室内提供热能“供暖”，才能保持住室内有正常的适于人类生存的温度，能源的消耗量很大。同样，就隔热而言，夏天也由于建筑物的外围护结构是直接暴露在无限大的大气环境中的，白天日照辐射热能会直接传递到阻截热传导的隔热材料中(此处，实际上就是保温材料)，阻截了日照辐射热能向室内的直接传导，但是这些隔热材料在阻截了热传导的同时，也在其中贮存了大量热能，到了晚间日照辐射停止后，这些被贮存在隔热材料中的热能，还要不停地向室内释放，造成室内持续高温。为了保证室内有适宜的温度，只能不停地开启空调降温。同样也要消耗大量的能源。本专利技术的目的，就是要把建筑物的保温和隔热，按照其各自不同的目的，分别进行设计处理。“保温”设计时，要让保温材料不与室外大气环境接触，尽量减少保温材料因与无限大的寒冷大气层接触的对流热损失，来增加保温材料的热贮存和热惰性。而“隔热”设计时，不仅不能让日照辐射热能侵入到保温材料中被贮存，还要能及时将这些被侵入的日照辐射热能排放掉，让它们不能在建筑物外围护结构中存留。这就是本专利技术的基本构思要求和目的。本专利技术的具体作法，是要把建筑物的外围护结构划分成两个明确的功能区，“保温区”和“隔热区”，让它们各自承担起对建筑物的保温和隔热任务。“保温区”主要是要保证在寒冷的冬季，由外界向建筑物有限空间内提供的采暖热能，能被“保温区”内各具特点的保温材料的热阻性能所阻截，并尽可能减少最外层保温材料与室外无限大寒冷大气接触的对流热损耗来完成保温任务。因此，“保温区”的构造是由多层不同用途、不同性能的材料构成的，其顺序为室内抹灰层、结构承重层、高效保温材料层、防辐射热隔离层共四层所构成。其中，最里面靠近室内表面的是抹灰层，同时也是一个保温材料层，它是由能耐高温，能防火，并能调节室内温度、湿度，还能起保温作用的膨胀珍珠岩粉或陶砂配制而成的保温砂浆层，把它们用常规抹灰的方法涂抹在承重结构层上；而贴在承重结构层外侧的则是高效保温材料层，选用具有高保温性能的板状保温材料，它可以是聚苯乙烯泡沫塑料板，或聚氨脂泡沫塑料板，把它们固定在承重结构层的外侧后，可以完全杜绝承重结构因与外界大气环境的接触而产生的各种冷、热桥现象；贴在高效保温材料板外侧的防辐射热隔离层，是为了把保温区内的保温材料与外界大气环境完全隔开而设置的，不仅要阻截保温材料中的热能向室外传递，而且还要把这些热能反射回保温材料中贮存，增加保温材料的热惰性，提高建筑物的保温性能，它可以是由金属铝箔或铝箔与玻璃纤维复合制成的反射型保温隔热卷材；更重要的是要通过这个隔离层把保温区内的保温材料与室外的大气环境隔开，避免室外大气环境中空气的对流把保温材料中的热能吸收，造成热能无休止的损耗。“隔热区”主要是要保证在炎热的夏季，能让太阳的日照辐射热能在侵入到建筑物的隔热区后，会遇到固定在高效保温材料外的隔离层的反射，不能继续传导到保温区内的保温材料中，就被设在隔离层外侧的空气夹层中的空气所吸收，并被空气夹层中的空气对流及时排放到建筑物的外围护结构以外，以此来完成隔热任务。要达到能让夹层中的空气能有目的地吸收和排放日照热能，在本专利技术中是利用了两个物理现象来实现的一是空气在被加热时，具有吸收热能和体积膨胀，容重变轻的吸热膨胀性能；二是空气的压力(气压)具有高度位置越低、气压越大，高度位置越高，气压越小的压差动力效应(烟囱效应)。因此在设计“隔热区”的构造时，为了充分利用这两个物理现象，在隔热区内要有一个能容纳足够空气量，并能不断得到外部空气补充的空气夹层，厚约10～50cm。还要有一个能在此空气夹层中产生气压差的构造环境，即在此空气夹层中的位置最低处设进气孔，在高度位置最高处设排气孔，在此高差的压差动力作用下，夹层中的空气会自动由进气孔向排气孔对流。白天，当太阳照射到建筑物的外围护结构的外壳上时，外壳吸收了太阳的辐射热后，会立即由外壳的里皮透过空气夹层传导到隔离层的外表，遇到防辐射热层的反射后，不能进入保温区的保温材料中，只能立即被反射回夹层的空气中，夹层中的空气吸收了这些热能后，体积会急剧增大，容重更轻，会快速向高处上升，压力增大，当到达排气孔处时，会因为排气孔处内、外压力的不平衡，自动由排气孔向大气中排出；而在进气孔处，则会因为在排气孔处的排风而形成空气夹层内的负压，会不断地由进气孔吸入空气进行补充，形成了夹层中空气的对流。这样就能达到让夹层中的空气吸收热能，并排放热能进行隔热降温的目的。因此，“隔热区”的构造是由在保温区和隔热区之间设立的能防止辐射热传导的隔离层开始，包括与建筑物外围护结构的外壳之间所形成的空气夹层，和在形成这个空气夹层的外围护结构的外壳上，在最高处设有排气孔和在最低处设有进气孔，夹层中的空气会因为上、下气孔之间的高差所形成的气压差，以及因空气受热体积膨胀、压力增加所形成的热压差的联合作用下，通过空气的自动对流来排放热能的这种排热构造在内的一个隔热区整体。本专利技术的关键技术是一、防辐射热隔离层的设置。其位置必须是在保温区和隔热区交界处的高效保温材料的外侧，以便能保证保温区内保温材料中的热能不仅不能散失，而且还可以立即被反射回保温材料中贮存，增加了保温材料的热惰性，提高整个保温区的保温效果。二、排放日照热能系统的建立。主要是利用了两个物理现象来进行隔热区的构造设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种建筑物外围护结构的保温、隔热方法，其特征是，把建筑物的外围护结构分成二个明确的功能区，“保温区”和“隔热区”，在保温区和隔热区之间设一个“隔离层”，使保温区和隔热区在外围护结构中，分成功能各自独立的两部分，让保温区内的保温热能因隔离层的隔离而不能与室外空气接触，减少保温热能的对流损失进行保温；也让大气环境中的日照辐射热能，在进入隔热区后，也因隔离层的隔离而不能传导到保温区内的保温材料中贮存，只能通过隔热区内空气夹层中的空气对流，把辐射热能排放到建筑物以外的大气环境中进行隔热。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘健群，
申请(专利权)人：刘健群，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]