專利名稱：復(fù)合生態(tài)型多孔材料屋面蒸發(fā)隔熱及雨水凈化模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及隔熱屋面領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)合生態(tài)型多孔材料屋面蒸發(fā)隔熱及雨水凈化模塊。
背景技術(shù)：
不斷加速的城市化進(jìn)程推動(dòng)了高密度建筑的迅猛發(fā)展，從而導(dǎo)致了不斷加劇的城市熱島效應(yīng)。據(jù)測(cè)試，城市和城市郊區(qū)的室外溫度差高達(dá)5 15°C。高密度的城市建筑群對(duì)城市的環(huán)境主要產(chǎn)生以下幾個(gè)方面的負(fù)面影響(1)城市區(qū)域內(nèi)風(fēng)速降低，導(dǎo)致建筑自然通風(fēng)的效率下降，從而導(dǎo)致溫度上升；( 城市硬化地表面增加，其增加導(dǎo)致其增強(qiáng)了反射太陽(yáng)輻射的能力，同時(shí)減少了泥地和綠地所占比例，導(dǎo)致城市地表蓄水的能力降低，進(jìn)而城市地表的蒸發(fā)冷卻效應(yīng)下降，從而導(dǎo)致溫度上升；C3)在城市區(qū)域環(huán)境理，人類自身的排熱量急劇增加，導(dǎo)致城市熱島效應(yīng)發(fā)展加速，從而導(dǎo)致溫度上升。而高密度建筑群的屋面約占30%城市地表面積。如果在屋面上進(jìn)行植被綠化或多孔材料改造，不僅可以擴(kuò)大城市綠地面積，減緩城市熱島效應(yīng)，還可以直接降低從屋面?zhèn)魅腠攲臃块g內(nèi)的熱量，改善室內(nèi)環(huán)境，降低建筑能耗。因此，在屋面上進(jìn)行植被綠化或多孔材料改造的被動(dòng)式屋面蒸發(fā)隔熱技術(shù)成為近幾年建筑隔熱技術(shù)的熱點(diǎn)之一。其隔熱原理是蓄存于多孔隔熱材料中的水分在太陽(yáng)輻射熱的作用下蒸發(fā)，而水分的蒸發(fā)需要熱量，通過(guò)對(duì)外界熱量的吸收、轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移，從而降低屋面溫度，改善室內(nèi)熱環(huán)境。由于影響被動(dòng)式蒸發(fā)冷卻的因素較多，機(jī)理復(fù)雜。故目前對(duì)于其機(jī)理及應(yīng)用的研究開(kāi)展的不多，進(jìn)而影響了其在工程實(shí)際中的應(yīng)用。目前，現(xiàn)有的屋面蒸發(fā)隔熱主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題(1)隔熱效果一般；( 成本高，包括安裝、運(yùn)行和維護(hù)的成本均較高， 在一定程度上限制了屋面蒸發(fā)隔熱技術(shù)的發(fā)展；C3)現(xiàn)有的屋面植被隔熱施工周期長(zhǎng)、難度大、工藝標(biāo)準(zhǔn)性差、可更換性差等缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種有效隔熱凈化雨水的復(fù)合生態(tài)型多孔材料屋面蒸發(fā)隔熱及雨水凈化模塊。該技術(shù)具有施工簡(jiǎn)單、施工工藝簡(jiǎn)單、施工周期短、造價(jià)低、易更換維護(hù)保養(yǎng)、隔熱性能好、過(guò)濾雨水凈化效果等優(yōu)點(diǎn)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為包括外殼，所述外殼包括底板，所述底板上從下往上依次設(shè)有蓄排水板、第一土工過(guò)濾布、生物陶粒隔熱過(guò)濾層、第二土工過(guò)濾布與多孔透水磚；所述外殼包覆所述蓄排水板、第一土工過(guò)濾布、生物陶粒隔熱過(guò)濾層、第二土工過(guò)濾布與多孔透水磚；所述多孔透水磚上設(shè)有多個(gè)透水孔。優(yōu)選地，所述底板為PP板，其型號(hào)為900 X 900 X 5mm-1020 X 1020 X 6謹(jǐn)。優(yōu)選地，所述蓄排水板的厚度為20_30mm。在整個(gè)模塊中，其起著排水和蓄水的作用，通過(guò)蓄排水板上的雨水蓄水槽蓄積雨水，為蒸發(fā)隔熱層蒸發(fā)提供水分，同時(shí)多余的雨水通過(guò)排水孔及外殼板上排水管排到屋面排水溝。[0009]優(yōu)選地，所述第一土工過(guò)濾布與所述第二土工過(guò)濾布的厚度為0. 5-1. 2mm。在整個(gè)模塊中，它們防止蒸發(fā)過(guò)濾介質(zhì)——生物陶粒進(jìn)入蓄排水板而堵塞屋面排水系統(tǒng)。優(yōu)選地，所述生物陶粒隔熱過(guò)濾層為生物膜截體填料，其厚度為95-105mm。在整個(gè)模塊中，生物陶粒隔熱過(guò)濾層其中兩個(gè)主要作用一、利用陶粒重量輕、隔熱性能好的特點(diǎn)， 隔熱屋面；二、凈化雨水。優(yōu)選地，所述多孔透水磚為植草磚，其厚度為55-65mm。優(yōu)選地，所述排水板底部設(shè)有排水孔，所述排水孔的直徑為14_16mm。綜上所述，本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果(1)本實(shí)用新型復(fù)合生態(tài)型多孔材料屋面蒸發(fā)隔熱及雨水凈化模塊隔熱效果好。 本實(shí)用新型中，25mm厚的蓄排水板空氣層、IOOmm厚的生物陶粒隔熱過(guò)濾層以及60mm厚的多孔透水磚層形成了良好的屋面隔熱層，可以有效地降低屋面溫度，減小建筑能耗；(2)本實(shí)用新型復(fù)合生態(tài)型多孔材料屋面蒸發(fā)隔熱及雨水凈化模塊施工簡(jiǎn)單。本實(shí)用新型為1000 X 1000 X 190mm和600 X 600 X IOOmm厚的組合模塊，與傳統(tǒng)的蒸發(fā)屋面隔熱施工技術(shù)相比，具有施工簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn)。施工時(shí)，只需將已經(jīng)預(yù)制好的模塊運(yùn)至屋面進(jìn)行拼裝即可；(3)本實(shí)用新型復(fù)合生態(tài)型多孔材料屋面蒸發(fā)隔熱及雨水凈化模塊造價(jià)低。與傳統(tǒng)的屋面隔熱施工技術(shù)相比，該技術(shù)所需材料均為普通常見(jiàn)材料，不論是模塊本身的制作成本，還是施工成本和運(yùn)行維護(hù)成本均較低；(4)本實(shí)用新型復(fù)合生態(tài)型多孔材料屋面蒸發(fā)隔熱及雨水凈化模塊易更換。與傳統(tǒng)隔熱技術(shù)相比，該技術(shù)具有易更換的特點(diǎn)，當(dāng)某一模塊損壞時(shí)只需更換對(duì)應(yīng)的損壞模塊即可，其他模塊則無(wú)需變動(dòng)，加快了維護(hù)周期；(5)本實(shí)用新型復(fù)合生態(tài)型多孔材料屋面蒸發(fā)隔熱及雨水凈化模塊雨水凈化性能好。由于具有植草磚、生物陶粒和土工過(guò)濾布等多層過(guò)濾作用，該模塊化技術(shù)具有較好的雨水凈化功能，便于屋面雨水的收集及再循環(huán)利用。

圖1是本實(shí)用新型復(fù)合生態(tài)型多孔材料屋面蒸發(fā)隔熱及雨水凈化模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型復(fù)合生態(tài)型多孔材料屋面蒸發(fā)隔熱及雨水凈化模塊的截面構(gòu)造圖；圖3是本實(shí)用新型的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物圖；圖4是生物陶粒的構(gòu)造圖；圖5是本實(shí)施例的試驗(yàn)構(gòu)造圖；圖6是圖5的A部放大圖；圖7是本實(shí)施例模塊1的溫度試驗(yàn)圖；圖8是本實(shí)施例模塊2的溫度試驗(yàn)圖；圖9是本實(shí)施例模塊3的溫度試驗(yàn)圖；圖10是本實(shí)施例模塊4的溫度試驗(yàn)圖；圖11是本實(shí)施例模塊5的溫度試驗(yàn)圖；[0030]圖12是本實(shí)施例模塊6的溫度試驗(yàn)圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。如圖1所示，一種復(fù)合生態(tài)型多孔材料屋面蒸發(fā)隔熱及雨水凈化模塊，包括外殼。 外殼包括底板7，底板7上從下往上依次設(shè)有蓄排水板6、第一土工過(guò)濾布5、生物陶粒隔熱過(guò)濾層4、第二土工過(guò)濾布3與多孔透水磚2。外殼包覆蓄排水板6、第一土工過(guò)濾布5、生物陶粒隔熱過(guò)濾層4、第二土工過(guò)濾布3與多孔透水磚2。多孔透水磚2上設(shè)有多個(gè)透水孔 1。外殼底部設(shè)有排水孔8，排水孔8的直徑為14-16mm。如圖2所示，本實(shí)施例中，該外殼1由1000X 1000X 5mm厚的改性板PP板組成，底板7為PP板，其厚度為5mm。蓄排水板6的厚度為25mm，在整個(gè)模塊中起著排水和蓄水的作用，通過(guò)蓄排水板上的雨水蓄水槽蓄積雨水，為蒸發(fā)隔熱層蒸發(fā)提供水分，同時(shí)將多余的雨水通過(guò)排水孔及外殼板上排水管排到屋面排水溝。蓄排水板6上的第一土工過(guò)濾布5厚度為1mm，其防止蒸發(fā)過(guò)濾介質(zhì)——生物陶粒進(jìn)入蓄排水板6而堵塞屋面排水系統(tǒng)。生物陶粒隔熱過(guò)濾層4主要有兩個(gè)作用一、隔熱屋面，利用陶粒重量輕、隔熱性能好的特點(diǎn)，起到隔熱作用。當(dāng)天氣連續(xù)干燥、蓄排水板中的所蓄積的雨水蒸發(fā)完畢后，陶粒本身具有的良好隔熱性能可以阻隔太陽(yáng)輻射熱量傳入室內(nèi)，從而降低屋面溫度及建筑能耗。當(dāng)蓄排水板 6和陶粒層中含有蓄積雨水時(shí)，在太陽(yáng)照射作用下蓄存于陶粒層4和蓄排水板6中的雨水便會(huì)蒸發(fā)，通過(guò)雨水的蒸發(fā)對(duì)屋面進(jìn)行冷卻，從而起到降溫隔熱的作用。因此不論該隔熱模塊處于干狀態(tài)還是濕狀態(tài)，均具有良好的隔熱性能。二、凈化雨水。降落于屋面模塊上的雨水，通過(guò)植草磚上的空隙進(jìn)入生物陶粒隔熱過(guò)濾層，陶粒本身為多孔介質(zhì)，介質(zhì)上的小孔對(duì)雨水進(jìn)行凈化過(guò)濾。過(guò)濾后的雨水再經(jīng)過(guò)土工布進(jìn)一步過(guò)濾進(jìn)入蓄排水板。過(guò)濾后的雨水一部分進(jìn)入蓄排水板的蓄水孔，大部分會(huì)通過(guò)底部排水管進(jìn)入雨水專用收集池，用于建筑綠化及沖廁等，循環(huán)使用。本模塊所選用的生物陶粒的優(yōu)點(diǎn)及基本性能參數(shù)如下生物陶粒濾料是一種新型的生物膜截體填料，具有質(zhì)輕，比表面積大、吸附能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。與石英砂相比，比表面積為同體積石英砂的2-3倍，孔隙率為石英砂的1. 3-2. 0倍。與砂濾池比較， 平均濾速高O0-25m/h)，產(chǎn)水量大，過(guò)濾周期長(zhǎng)，沖洗頻率小，沖洗強(qiáng)度低。如表1，其基本性能參數(shù)
項(xiàng)目性能參數(shù)項(xiàng)目性能參數(shù)比容1. 4-2. 2g/cm3孔隙率55-75%比容0. 8-1. Og/cm3比表面積3980m Vm3反洗強(qiáng)度12-15L/S. m3強(qiáng)制濾速20-40m/h含污能力石英砂的2-3倍正常濾速測(cè)試結(jié)果如圖3所示，為本模塊的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物圖，本實(shí)施例中為1000X 1000X 190mm厚的組合
模塊，與傳統(tǒng)的蒸發(fā)屋面隔熱施工技術(shù)相比，具有施工簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn)。施工時(shí)，只需將已經(jīng)預(yù)制好的模塊運(yùn)至屋面進(jìn)行拼裝即可。如圖4所示，為本實(shí)用新型的生物陶粒的構(gòu)造圖，材料簡(jiǎn)單，成本低廉。如圖5與6所示，為本實(shí)施例的試驗(yàn)構(gòu)造及各模塊的溫度效果圖。本試驗(yàn)中，共選取了六組不同的模塊，其最大的區(qū)別就是生物陶粒隔熱過(guò)濾層的厚度不同，其厚度選擇如下表所示，表2為隔熱模塊厚度
模塊模塊1模塊2模塊3模塊4模塊5模塊6平均厚度100.050.030.050.030.060.0粒徑大粒徑小粒徑中粒徑大粒徑小粒徑中粒徑構(gòu)造模式見(jiàn)圖3經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，收集到數(shù)據(jù)如表3所示。表3為蒸發(fā)模塊溫度分布特征參數(shù)
模塊模塊1模塊2模塊3模塊4模塊5模塊6底面 溫最大值30. 531. 131. 431. 932. 831. 5最小值29. 027. 927. 628. 827. 628. 4平均值29. 729. 229. 030. 229. 829. 8度峰谷差1. 53. 23. 83. 15. 23. 1波幅0. 81. 92. 41. 73. 01. 7最大值出現(xiàn)時(shí)間20:2015:0014:0015:2014:2016:00最小值出現(xiàn)時(shí)間9:004:405:406:006:207:20最大值31. 434. 436. 234. 636. 634. 0最小值28. 627. 125. 927. 627. 127. 7中平均值29. 929. 829. 130. 030. 330. 0間峰谷差2. 87. 310. 17. 09. 56. 3溫度波幅1. 54. 67. 14. 66. 34. 0最大值出現(xiàn)時(shí)間17:0014:2013:0013:4014:0014:00最小值出現(xiàn)時(shí)間8:406:005:405:206:006:20表面最大值43. 735. 036. 141. 139. 038. 2最小值25. 022. 224. 724. 124. 723. 5溫平均值30. 325. 928. 328. 728. 627. 9度峰谷差18. 712. 811. 417. 014. 314. 7波幅13. 49. 17. 812. 410. 410. 3最大值出現(xiàn)時(shí)間13:0012:0013:0013:0012:2012:20最小值出現(xiàn)時(shí)間6:005:406:006:005:406:00分析圖7、8、9、10、11與12，加上上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知(1)隔熱模塊與室外空氣溫度的平均相關(guān)系數(shù)為R2 = 0. 5622，同時(shí)段裸露屋面溫度與室外空氣溫度的線性相關(guān)系數(shù)為R2 = 0.9188，反映出室外空氣溫度對(duì)裸露屋面溫度的影響比對(duì)蒸發(fā)隔熱模塊表面溫度的影響顯著；(2)裸露屋面溫度為硬化屋面，其蒸發(fā)隔熱效應(yīng)相對(duì)較弱，而蒸發(fā)隔熱模塊由于表面的存在蒸發(fā)冷卻效應(yīng)，降低了室外空氣溫度的影響力，導(dǎo)致其表面溫度與室外空氣溫度呈現(xiàn)出較弱的相關(guān)性；(3)室外空氣溫度與各隔熱模塊的表面溫度的相關(guān)性差異從一定程度上反映出表面蒸發(fā)冷卻效對(duì)室外溫度影響的抵抗或削減作用；(4)從一定程度上來(lái)講，室外空氣溫度對(duì)硬化屋面的隔熱性能的影響要較對(duì)具有蒸發(fā)冷卻效應(yīng)屋面的影響要大。[0046] 上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非用來(lái)限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。即凡依本實(shí)用新型內(nèi)容所作的均等變化與修飾，都為本實(shí)用新型權(quán)利要求所要求保護(hù)的范圍所涵蓋。
權(quán)利要求1.一種復(fù)合生態(tài)型多孔材料屋面蒸發(fā)隔熱及雨水凈化模塊，其特征在于包括外殼， 所述外殼包括底板(7)，所述底板(7)上從下往上依次設(shè)有蓄排水板(6)、第一土工過(guò)濾布 (5)、生物陶粒隔熱過(guò)濾層(4)、第二土工過(guò)濾布(3)與多孔透水磚(2)；所述外殼包覆所述蓄排水板(6)、第一土工過(guò)濾布(5)、生物陶粒隔熱過(guò)濾層(4)、第二土工過(guò)濾布(3)與多孔透水磚(2)；所述多孔透水磚(2)上設(shè)有多個(gè)透水孔(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合生態(tài)型多孔材料屋面蒸發(fā)隔熱及雨水凈化模塊，其特征在于所述底板(7)為PP板，其型號(hào)為900X900X5-1020X 1020X6mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合生態(tài)型多孔材料屋面蒸發(fā)隔熱及雨水凈化模塊，其特征在于所述蓄排水板(6)的厚度為20-30mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合生態(tài)型多孔材料屋面蒸發(fā)隔熱及雨水凈化模塊，其特征在于所述第一土工過(guò)濾布(5)與所述第二土工過(guò)濾布(3)的厚度為0. 5-1. 2mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合生態(tài)型多孔材料屋面蒸發(fā)隔熱及雨水凈化模塊，其特征在于所述生物陶粒隔熱過(guò)濾層(4)為生物膜截體填料，其厚度為95-105mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合生態(tài)型多孔材料屋面蒸發(fā)隔熱及雨水凈化模塊，其特征在于所述多孔透水磚(2)為植草磚，其厚度為55-65mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的復(fù)合生態(tài)型多孔材料屋面蒸發(fā)隔熱及雨水凈化模塊，其特征在于所述外殼底部設(shè)有排水孔(8)，所述排水孔(8)的直徑為14-16mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種復(fù)合生態(tài)型多孔材料屋面蒸發(fā)隔熱及雨水凈化模塊，其包括外殼，所述外殼包括底板(7)，所述底板(7)上從下往上依次設(shè)有蓄排水板(6)、第一土工過(guò)濾布(5)、生物陶粒隔熱過(guò)濾層(4)、第二土工過(guò)濾布(3)與多孔透水磚(2)；所述外殼包覆所述蓄排水板(6)、第一土工過(guò)濾布(5)、生物陶粒隔熱過(guò)濾層(4)、第二土工過(guò)濾布(3)與多孔透水磚(2)；所述多孔透水磚(2)上設(shè)有多個(gè)透水孔(1)。該技術(shù)相對(duì)于一般的屋面式蒸發(fā)隔熱技術(shù)，具有施工簡(jiǎn)單、施工工藝簡(jiǎn)單、施工周期短、造價(jià)低、易更換維護(hù)保養(yǎng)、隔熱性能好、具有雨水凈化效果等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E04D13/04GK202148647SQ201120109268
公開(kāi)日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者劉鋒, 楊晚生, 郭開(kāi)華 申請(qǐng)人:中山大學(xué), 廣東工業(yè)大學(xué)