建筑膜结构体及其制造方法技术

建筑膜结构体优选包括设置于例如两个外层之间的气凝胶材料。所述气凝胶可以为单块或粒状形式或者可以存在于气凝胶复合材料中。制造建筑膜结构体的方法包括将插入物例如气凝胶毯、复合材料或粒状气凝胶固定在第一和第二层之间。所述建筑膜结构体可用作围护例如屋顶、悬挑、天棚中或者其它建筑或结构织物应用中的张拉板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】建筑膜结构体及其制造方法相关申请本申请要求2007年3月23日提交的美国临时申请No.60/896,664、2007年3月24日提交的美国临时申请No.60/896,904、和2007年3月26日提交的美国临时申请No.60/908,057的优先权。将这些申请的教导全部引入本文作为参考。
技术介绍
建筑膜，也称作张力或张拉结构体，正越来越多地用于建造机场、储存设施、竞技场、活动中心、运动或集会场地、穹顶、博物馆、房屋等。建筑膜在屋顶(roofing)、天棚、悬挑(overhang)和其它围护(envelope)结构体中提供了极大的设计灵活性。它们可常规地制成各种形状。还可利用预组装的模块。引入了建筑膜的现有设计的实例包括加拿大卡尔加里的TalismanCenter、英国的MillenniumDome、丹佛国际机场、气承式屋顶例如在印第安纳波利斯RCAdome中使用的屋顶、以及许多其它实例。可以使用已知的技术、规范和工业标准，例如由美国测试和材料协会(ASTM)提出的那些来表征建筑膜的照明、能量、耐久性或声学性质、以及耐火性能。例如，可使用ASTME424确定透光率和光谱反射率；可使用ASTME-90确定声学性质；且可使用ASTME-108或ASTME-84确定防火性能。现有的建筑膜包括由Saint-GobainCorporation提供的已知名称为的那些。通常，建筑膜是基于纺织的涂布的玻璃纤维织物。在实际的安装中，建筑膜经常与一种或多种设计用于例如使声学干扰最小化的额外衬里一起使用。例如，在可得自www.birdair.com的Birdair′sTechnicalSpecification&FabricCharacteristics中描述了若干类型的建筑膜的特征，将其教导全部引入本文作为参考。通常，基于建筑膜的围护比永久性结构体轻，可以更容易地安装和拆除，并趋向于耐得住破坏力例如地震。建筑膜的设计通常考虑一些与在设计常规建筑物时所考虑的标准相同的标准，例如基本负荷、风压和其它标准。这样的标准由具有管辖权的地方建筑法规或样板规范规定。另外，设计方法还可以包括涉及膜的张力几何结构、形状产生、双轴性能、应力和结构分析等的原理。随着对节约能源和“绿色”建筑材料及实践的日益增长的需求，仍存在对这样的轻质建筑膜的需要，其在通常使用其的设计和应用中保持灵活性并仍提供改善的透光率和良好的热绝缘。还存在对具有改善的声学性质和高的反射率例如UV反射率性质的系统的需要。
技术实现思路
本专利技术总体上涉及可用于建筑和/或结构织物应用中的结构体。本专利技术的许多优选方面涉及包括具有绝缘或透光性质，并优选具有绝缘和透光性质两者的材料的建筑膜结构体。可引入到本专利技术的建筑膜结构体中的材料包括气凝胶和其它材料，例如多孔如微孔或纳米孔(nanoporous)材料。在具体实例中，所述材料是粒状的。在其它实例中，所述材料是单块(monolith)或是复合材料。在另外的其它实例中，所述材料具有随着负荷和/或压缩而基本上保持不变并且优选下降的热导率(k值)。在进一步的实例中，所述结构体包括承重绝缘体。在本专利技术的具体实施中，所述建筑膜结构体为多层结构体。例如，所述结构体包括：第一层，第二层，以及在所述第一层和第二层之间的材料例如单块气凝胶或颗粒气凝胶、或者气凝胶复合材料。还可以采用其中气凝胶或另外的合适材料粘附或以其它方式固定于单一的层上的布置。本专利技术的方面还涉及具有随着负荷和/或压缩而基本上保持不变或减小的热导率或k值的建筑膜结构体。在许多实施中，本专利技术的建筑膜具有如下性质中的一种或多种：大于0.25％，优选大于0.5％，且最高达0.80％和更高的透光率；至少60％，优选至少70％，更优选80％和更高的反射率；至少0.05的太阳得热系数；3～38的R值；和/或如下进一步所述的其它性质。本专利技术的实施方式还涉及制造建筑膜结构体的方法。在一个实例中，所述方法包括将气凝胶材料固定在第一层和第二层之间。本专利技术的实施方式可以用在建筑或结构围护例如屋顶、顶篷、墙、悬挑、气承式结构体如气垫或气枕、以及其它建筑元件中，其中本文公开的结构体可以替代由柔性的、涂布的或层压的结构织物或膜制成并且可以满足强加的负荷要求并将该负荷传递至支承元件的现有建筑膜。与常规的建筑膜一样，本专利技术的结构体是轻质的，具有适合用于织物结构体技术的张力性质并且可支承相当大的量的积雪。其可以设计用于各种形状和应用并可以具有良好的耐久性和耐火性。在许多情况下，所述结构体是半透明的，从而降低了对室内照明的需要或者使对室内照明的需要最小化。其优选具有良好的绝缘性质并可以有助于减少供热和/或制冷的需求和成本。在一些实施方式中，本专利技术使得利用比现有绝缘系统更轻、更加半透明的织物元件以获得相同的总的强度并且成本更低成为可能。例如，本文公开的夹层型复合材料可以比采用膜的现有系统薄。与包括四层或更多层的现有膜系统中的一些相比，用于本专利技术的一些方面中的三层布置还可以更简单和更容易地制造。在许多情况下，当对本专利技术的夹层型复合材料底膜或层进行安装和张拉时，其作为结构体使用并因此可以起到作为所围住的空间的阻隔体的作用，使得可在建造过程期间在早期安全地进行安装和终饰(finish)。附图说明在附图中，在不同的视图中各标记符号始终表示相同的部件。附图不一定是按照比例绘制的，而是将重点放在了说明本专利技术的原理上。在附图中：图1是本专利技术的建筑或结构复合材料的横截面图，其显示了外层与插入物层或内层。图2是包括固定本专利技术的建筑或结构复合材料的紧固系统的装置的横截面图。图3是包括固定本专利技术的建筑或结构复合材料的另一种紧固系统的另一装置的横截面图。图4A是包括可以采用本专利技术复合材料的屋顶的建筑物的横截面侧视图。图4B是图4A中所示建筑物的俯视图。具体实施方式本专利技术的包括部件的构造和组合的各种细节的以上和其它特征、以及其它优势现在将通过参考附图得以更具体地描述并在权利要求中指出。应该理解，体现本专利技术的特定方法和设备通过说明的方式示出并且不限制本专利技术。本专利技术的原理和特征可用于许多不同的实施方式中而不脱离本专利技术的范围。本专利技术总体上涉及建筑和/或结构元件，更具体地说涉及“织物结构体”，其在本文中也称作“建筑膜结构体”、“建筑结构体”或简单地称作“结构体”或“复合材料”，最后两个术语可互换使用。在许多实施方式中，本专利技术涉及柔性的且多层(即具有两个或更多个层)的建筑结构体。在一些方面中，所述结构体是通常仅负载拉伸应力而没有压缩或弯曲的张拉或张力结构体。在具体的实例中，本文中公开的结构体满足所提议的在膜的平面中仅负载张力或剪切力的工业标准。在其它方面中，所述结构体可用作在结构织物应用例如张力膜、气承式建筑膜、气垫或气枕、折叠膜、张拉整体支承膜、以桁架和穹顶支承的柔性包层、建筑立面、屋顶、建筑物围护等中采用的现有建筑膜的替代物。现有的建筑织物可分为永久性结构体或可移动结构体，并且本文中公开的复合材料可与这两种结构体组合使用或者作为这两种结构体的替代物。在本专利技术的具体实施中，复合材料或结构体包括第一层、第二层(这些层在本文中也称作“外层”)和在所述第一层和第二层之间的内层(在本文中也称作“插入物层”或“插入物”)。例如，图1中示出了包括外层12和本文档来自技高网...

【技术保护点】
包含气凝胶的建筑膜结构体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-3-23 60/896,664;US 2007-3-24 60/896,904;US1.包含张拉建筑膜和微孔或纳米孔材料的建筑膜结构体，其中所述张拉建筑膜是柔性的，满足强加的负荷要求并将负荷传递至支承元件，且其中所述建筑膜结构体具有由所述建筑膜结构体中的张力和支承结构体的几何结构所决定的形状，其中微孔材料是指具有1微米和更大的孔的材料，和纳米孔材料是指具有小于1微米的孔的材料。2.根据权利要求1所述的建筑膜结构体，其中所述微孔或纳米孔材料为气凝胶。3.根据权利要求2所述的建筑膜结构体，其中所述气凝胶以复合材料或单块存在，存在于片中，或者为颗粒形式。4.根据权利要求2所述的建筑膜结构体，其中所述气凝胶存在于毯或毡中。5.根据权利要求1所述的建筑膜结构体，其中所述建筑膜结构体具有第一层、第二层、在所述第一层与第二层之间的一个或多个包含所述微孔或纳米孔材料的插入物层、以及任选的一个或多个额外的层和/或插入物层。6.根据权利要求5所述的建筑膜结构体，其中所述第一层和第二层中的至少一个涂布有聚四氟乙烯、乙烯基树脂、硅树脂、二氧化钛或其任意组合。7.根据权利要求5所述的建筑膜结构体，其中所述第一层和第二层中的至少一个包括薄片。8.根据权利要求7所述的建筑膜结构体，其中所述薄片由乙烯-四氟乙烯制成。9.根据权利要求5所述的建筑膜结构体，其中所述第一层和第二层中的至少一个包括玻璃纤维、天然纤维、聚酯、烯烃、尼龙、卤代聚合物、网状材料、纤维棉胎或其任意组合。10.根据权利要求5所述的建筑膜结构体，其中所述第一层和第二层中的至少一个包括玻璃纤维、天然纤维、烯烃、尼龙、丙烯酸类树脂、卤代聚合物、网状材料、纤维棉胎或其任意组合。11.根据权利要求9或10所述的建筑膜结构体，其中所述天然纤维为棉。12.根据权利要求9或10所述的建筑膜结构体，其中所述尼龙为芳族聚酰胺。13.根据权利要求9或10所述的建筑膜结构体，其中所述卤代聚合物为聚四氟乙烯。14.根据权利要求9或10所述的建筑膜结构体，其中所述网状材料为金属网。15.根据权利要求5所述的建筑膜结构体，其中所述第一层和第二层相同，或者其中所述第一层和第二层不同。16.根据权利要求5所述的建筑膜结构体，其具有被密封或夹住的至少一个边缘或转角。17.根据权利要求1所述的建筑膜结构体，其具有至少为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁J奥古斯蒂尼亚克，克里斯P汉密尔顿，霍巴特C卡尔克斯坦，
申请(专利权)人：伯戴尔股份有限公司，盖格戈森汉密尔顿坎贝尔工程公司，卡伯特公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]