一种轻量化节能高效被动窗制造技术

本实用新型专利技术提供一种轻量化节能高效被动窗，包括玄武岩纤维增强复合中空结构和若干有序排列并填满所述玄武岩纤维增强复合中空结构内部空间的节点单元，所述节点单元包括若干外围腔室和由若干所述外围腔室环绕的中空腔室，所述外围腔室内填充隔热材料气凝胶，相邻两节点单元的中空腔室之间共用相同的外围腔室，沿型材厚度方向，叠设有至少一个节点单元，所述外围腔室和中空腔室均为超薄碳纤维复合材料矩形小室或与玄武岩纤维增强复合中空结构一体成型的结构；所述内部中空腔室内壁贴铝箔，其内可填充气凝胶或保持中空，该一种轻量化节能高效被动窗具有超薄、高强度、轻量化、隔音性能优异、超高保温性能的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种轻量化节能高效被动窗
本技术涉及一种被动窗，具体的说，涉及了一种轻量化节能高效被动窗。
技术介绍
被动窗是用于超低能耗建筑的高性能窗，具有优异的保温隔热和隔音性能，而窗框的材料和构造对整窗的性能具有重要意义。现有的被动窗常用塑钢、铝木复合、聚氨酯等材料。由于被动窗对保温及气密性要求极高，需要设多道密封，因而窗框尺寸大，较为厚重，相对而言开启不便，同时对五金件的要求较高，这些因素综合起来使被动房造价较高，也增加了对建筑结构的荷载。因而需要开发一种轻量化的被动窗。为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种超薄、高强度、轻量化、超高保温性能的一种轻量化节能高效被动窗。为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：一种轻量化节能高效被动窗，包括窗扇和窗框，所述窗扇和窗框均采用轻量化节能高效被动窗型材，所述轻量化节能高效被动窗型材包括玄武岩纤维增强复合中空结构和若干有序排列并填满所述玄武岩纤维增强复合中空结构内部空间的节点单元，所述节点单元包括若干外围腔室和由若干所述外围腔室环绕的中空腔室，所述外围腔室内填充隔热材料。基上所述，相邻两节点单元的中空腔室之间共用相同的外围腔室，沿型材厚度方向，叠设有至少一个节点单元。基上所述，所述外围腔室和中空腔室均为一体成型的超薄碳纤维复合材料矩形小室。或所述外围腔室和中空腔室均为与玄武岩纤维增强复合中空结构一体成型的矩形小室，各矩形小室内侧壁上通过聚氨酯材料贴敷超薄碳纤维复合材料层。基上所述，所述超薄碳纤维复合材料矩形小室与玄武岩纤维增强复合中空结构之间、相邻超薄碳纤维复合材料矩形小室之间均通过聚氨酯材料粘结压实。基上所述，所述玄武岩纤维增强复合中空结构由玄武岩纤维、聚氨酯和阻燃剂复合而成。基上所述，所述玄武岩纤维增强复合中空结构中夹设有中空玻璃纤维中间层。基上所述，所述保温材料为气凝胶。基上所述，沿厚度方向，所述窗框和窗扇均包括至少1个相叠的节点单元，在多于1个节点单元时，各节点单元沿厚度方向叠设。基上所述，它还包括5层密封结构，第一层密封结构为设于窗框上的橡胶压紧条；第二层密封结构为设于窗框上的曲面多腔室附壁式密封侧条；第三层密封结构为设于窗框上的中空半圆形密封条；第四层密封结构为分别设于窗框和窗扇上相对的一组突出式橡胶条和半凹式中空橡胶条；第五层密封结构为设于窗框上的弹性橡胶压紧条；所述窗扇和窗框闭合位置设置对应的三阶台阶结构，第一层密封结构、第三层密封结构和第五层密封结构分别设于三阶台阶处，第二层密封结构和第四层密封结构设于三阶台阶的连接区域。基上所述，所述窗扇和窗框上的封装玻璃包括设于外层的真空玻璃和设于内层的中空玻璃，所述真空玻璃和中空玻璃外圈之间填塞暖边条，中空玻璃外侧由玄武岩纤维/碳纤维压条固定。本技术相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本技术以玄武岩纤维增强复合材料作为型材的基材，中间为中空结构，填充若干碳纤维复合材料矩形小室，通过尺寸的控制和排列组合方式，将中空结构填充满，并构成若干个节点单元，节点单元的外围腔室填充隔热材料，中空腔室空置，这样的型材结构中，玄武岩纤维复合材料以其隔热性能和结构强度打底，碳纤维复合材料矩形小室借助碳纤维材料的结构强度，进一步增强型材强度，填充的隔热材料则强化隔热保温性能，并具有防火性能，腔室的结构设计则决定了产品的轻量化特点。进一步的，为了避免碳纤维材料的热传导，利用碳纤维导热性能的各向异性（沿长向导热系数高），在超薄碳纤维复合材料矩形小室与玄武岩纤维增强复合中空结构之间、相邻超薄碳纤维复合材料矩形小室之间均通过聚氨酯材料粘结压实，阻断热流沿碳纤维长向的传递；加上碳纤维为薄层材料，截面积小，对于导热的影响在被动窗的保温性能中可忽略不计。进一步的，采用这种型材制作的被动窗，在型材性能优异的前提下，组合排列节点单元，设置5层密封结构，且设计相应的窗扇、窗框配合结构，加强被动窗的保温性能。进一步的，所述玄武岩纤维增强复合中空结构内壁贴铝箔，利用铝箔的热辐射反射性能，能够降低建筑内部的热量损失，中间填充气凝胶或空气，进一步提升性能。在需要超高保温性能的环境中，所述玄武岩纤维增强复合中空结构内部填充真空保温板。玻璃选用内外层配合的真空玻璃和中空玻璃，辅以暖边条隔离，碳纤维压条固定，结构稳定性得以提高，透过窗户位置的保温性能得到保证。附图说明图1是本技术实施例1中轻量化节能高效被动窗的结构示意图。图2是本技术实施例2中轻量化节能高效被动窗的结构示意图。图3是本技术实施例3中轻量化节能高效被动窗的结构示意图。图4为本技术其它实施例中具有铝箔的轻量化节能高效被动窗的结构示意图。图5是本技术其它实施例中具有真空保温板的轻量化节能高效被动窗的结构示意图。图中：1.中空结构；2.外围腔室；3.中空腔室；4.窗扇；5.窗框；6.第一层密封结构；7.第二层密封结构；8.第三层密封结构；9.第四层密封结构；10.第五层密封结构；11.台阶结构；12.台阶结构；13.台阶结构；14.真空玻璃；15.中空玻璃；16.暖边条；17.气凝胶；18.超薄碳纤维复合材料层；19.铝箔；20.真空保温板。具体实施方式下面通过具体实施方式，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。实施例1如图1所示，一种轻量化节能高效被动窗，包括玄武岩纤维增强复合中空结构1和若干一体成型、有序排列并填满所述玄武岩纤维增强复合中空结构内部空间的节点单元，所述节点单元包括若干外围腔室2和由若干所述外围腔室2环绕的中空腔室3，所述外围腔室2和中空腔室3均为超薄碳纤维复合材料矩形小室，所述超薄碳纤维复合材料矩形小室与玄武岩纤维增强复合中空结构1之间、相邻超薄碳纤维复合材料矩形小室之间均通过聚氨酯材料粘结压实，所述外围腔室2内填充隔热材料，如气凝胶。本实施例中，相邻两节点单元的中空腔室3之间共用相同的外围腔室2；所述玄武岩纤维增强复合中空结构由玄武岩纤维、聚氨酯和阻燃剂复合而成。为了增强保温性能，其它实施例中，可以根据需要，在所述玄武岩纤维增强复合中空结构中夹设中空玻璃纤维中间层。所述的玄武岩纤维增强复合中空结构作为型材的基材，因其高强度的结构特点和保温性能，可以大大减薄型材厚度，进而减薄型材整体尺寸；内层设置的碳纤维复合材料矩形小室为5-12层0.04mm超薄碳纤维预浸料层压制而成，具备极好的结构强度，可以辅助增强型材的整体强度；由于碳纤维复合材料具有导热性，因此通过聚氨酯材料层将玄武岩纤维增强复合中空结构和碳纤维复合材料矩形小室以及各小室粘结起来，将它们相互之间隔离，同时，加上超薄壁厚所带来的截面积极小的特点，最大限度的弱化碳纤维导热性能对型材保温性能的不利影响。另外，气凝胶的加入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻量化节能高效被动窗，包括窗扇和窗框，其特征在于：所述窗扇和窗框均采用轻量化节能高效被动窗型材，所述轻量化节能高效被动窗型材包括玄武岩纤维增强复合中空结构和若干有序排列并填满所述玄武岩纤维增强复合中空结构内部空间的节点单元，所述节点单元包括若干外围腔室和由若干所述外围腔室环绕的中空腔室，所述外围腔室内填充隔热材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种轻量化节能高效被动窗，包括窗扇和窗框，其特征在于：所述窗扇和窗框均采用轻量化节能高效被动窗型材，所述轻量化节能高效被动窗型材包括玄武岩纤维增强复合中空结构和若干有序排列并填满所述玄武岩纤维增强复合中空结构内部空间的节点单元，所述节点单元包括若干外围腔室和由若干所述外围腔室环绕的中空腔室，所述外围腔室内填充隔热材料。


2.根据权利要求1所述的一种轻量化节能高效被动窗，其特征在于：相邻两节点单元的中空腔室之间共用相同的外围腔室，沿型材厚度方向，叠设有至少一个节点单元。


3.根据权利要求2所述的一种轻量化节能高效被动窗，其特征在于：所述外围腔室和中空腔室均为与玄武岩纤维增强复合中空结构一体成型的矩形小室，各矩形小室内侧壁上通过聚氨酯材料贴敷超薄碳纤维复合材料层。


4.根据权利要求2所述的一种轻量化节能高效被动窗，其特征在于：所述外围腔室和中空腔室均为一体成型的超薄碳纤维复合材料矩形小室。


5.根据权利要求4所述的一种轻量化节能高效被动窗，其特征在于：所述超薄碳纤维复合材料矩形小室与玄武岩纤维增强复合中空结构之间、相邻超薄碳纤维复合材料矩形小室之间均通过聚氨酯材料粘结压实。


6.根据权利要求5所述的一种轻量化节能高效被动窗，其特征在于：所述玄武岩纤维增强复合中空...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔国游，寇庆民，陈先志，余静鲲，宣保强，贠清华，晁岳鹏，宋丽伟，王芳，王益，刘士波，
申请(专利权)人：河南五方合创建筑设计有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41