專利名稱：保溫透氣節(jié)能圍護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，尤其是一種能透氣的保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，公知的保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)是設(shè)置有隔熱保溫層的建筑圍擋構(gòu)件及其配件。如 隔熱保溫復(fù)合墻體，雙層和多層玻璃門、窗、天窗。這些保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱保溫層， 包括各種閉孔發(fā)泡的保溫隔熱材料和封閉的真空或充氣間層，整體不透氣。不透氣的隔 熱保溫層可以有效地阻止圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫度的傳導(dǎo)，抵御外部環(huán)境溫度變化的影響，從 而達(dá)到在保持圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度舒適的條件下，不用或少用空氣調(diào)節(jié)裝置，節(jié)省能源的目 的。因此使用保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)的房屋也被稱為節(jié)能建筑。但是作為涉及人類活動(dòng)的場(chǎng)所， 圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)的空氣必須與外界大量交換才能排出不斷產(chǎn)生的二氧化碳之類廢氣并輸入不 斷消耗的氧氣之類必需氣體。靜止?fàn)顟B(tài)下每個(gè)成人每天平均消耗氧氣0.518立方米，并排 出同量的二氧化碳，現(xiàn)有的保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)只能通過一種或多種方式的空氣對(duì)流進(jìn)行上述 必需的氣體交換。這些空氣對(duì)流的方式包括門窗開啟通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)和縫隙漏風(fēng)三類。 使用空氣調(diào)節(jié)裝置時(shí)的空氣對(duì)流方式通常是縫隙漏風(fēng)或使用機(jī)械加強(qiáng)后的縫隙漏風(fēng)。由 于不同溫度的空氣對(duì)流必定導(dǎo)致高效率的熱量交換發(fā)生，這些依靠不透氣保溫隔熱層的 保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系通風(fēng)時(shí)，其整體保溫隔熱的功能將減弱甚至消失門窗開啟通風(fēng)時(shí)， 隨戶外風(fēng)束進(jìn)入的同時(shí)還有外界的氣溫，在冬天是寒風(fēng)，在夏天是熱風(fēng)。門窗關(guān)閉時(shí)的 圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能也與其縫隙漏風(fēng)量相矛盾漏風(fēng)量大的圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系換氣充分而保溫 效果差，漏風(fēng)量小的圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系保溫效果良好但換氣不充分。機(jī)械通風(fēng)與門窗開啟通 風(fēng)相類似，除非使用了換熱裝置。然而，使用換熱裝置的機(jī)械通風(fēng)由于本身需要不斷消 耗大量能源、噪音難于控制和成本高昂的一系列缺點(diǎn)節(jié)能的意義并不大。綜上所述，現(xiàn) 有的保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)不能在保溫節(jié)能的同時(shí)交換大量氣體。當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)外的氣溫與圍護(hù)結(jié) 構(gòu)內(nèi)設(shè)定溫度相差較大而開啟制冷或制熱空氣調(diào)節(jié)裝置時(shí)，為了排除圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)的二氧 化碳之類廢氣，輸入圍護(hù)結(jié)構(gòu)外的氧氣之類必需氣體，就不得不定時(shí)開啟門窗、運(yùn)行機(jī) 械通風(fēng)裝置或強(qiáng)制提高漏風(fēng)量進(jìn)行通風(fēng)換氣，這種通過氣體對(duì)流的交換必定導(dǎo)致圍護(hù)結(jié) 構(gòu)內(nèi)外熱量的高效傳遞而大大增加空氣調(diào)節(jié)裝置的負(fù)荷，損耗更多的能量。以換氣空調(diào) 為例，當(dāng)換氣功能開啟，強(qiáng)制提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)漏風(fēng)量進(jìn)行換氣時(shí)，每換入10%的戶外空氣 能耗將增加30%。這類巨大的能量消耗是對(duì)節(jié)能，這一圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫目的的違背。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)不能在隔熱保溫的同時(shí)透過氣體，只能通過空氣 對(duì)流換氣而降低保溫性能，導(dǎo)致使用空氣調(diào)節(jié)裝置時(shí)的負(fù)荷加大，消耗更多能源的不 足，本發(fā)明提供一種保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)，該圍護(hù)結(jié)構(gòu)在隔熱保溫同時(shí)能每天透過0.002立方米 以上的氣體，使圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外的氣體以濃度有差異的空氣成分滲透交換代替5倍以上的 全成分空氣對(duì)流，減少空氣調(diào)節(jié)裝置額外的負(fù)荷，節(jié)約能源。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)置有每天透氣總 量大于0.002立方米的至少一個(gè)透氣保溫區(qū)，這些透氣保溫區(qū)的圍擋構(gòu)件由空氣透氣率大 于每平方米每天0.2立方米的透氣材料構(gòu)成，且所有透氣材料至少包括一層與透氣保溫區(qū) 周邊物體密封連接的防水透氣膜。在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的透氣保溫區(qū)，防水透氣膜曲折的微孔結(jié) 構(gòu)可以阻擋風(fēng)束和液態(tài)分子團(tuán)的通過，而允許空氣中各種氣體成分在各自的內(nèi)外分壓差 的作用下以滲透方式進(jìn)行交換。這種滲透方式的氣體交換具有選擇性發(fā)生交換的只是 因內(nèi)外濃度有差異而具分壓差的氧氣、二氧化碳成分，空氣中占79%的氮?dú)獾绕渌麣怏w 成分由于內(nèi)外分壓始終平衡并不發(fā)生顯著的氣體交換，從而減少了至少79%的氣體變溫 所需要的能量。再者，這種滲透方式的氣體交換所輸入的氧氣和同時(shí)輸出的二氧化碳是 隨內(nèi)外的濃度差變化而等量反向，因此兩種交換的氣體之間會(huì)發(fā)生換熱現(xiàn)象且在分壓平 衡后自動(dòng)停止交換，客觀上減少了超過耗用量的氣體變溫所需的熱量?；谝陨蟽蓚€(gè)原 因，透氣保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)在換氣的同時(shí)整體保溫性能不會(huì)因?yàn)榇罅靠諝鈱?duì)流而大幅下降， 空氣調(diào)節(jié)裝置的負(fù)荷也不會(huì)因此大幅增加，從而達(dá)到保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)在必要的換氣以維持 戶內(nèi)氧氣和二氧化碳的合理濃度水平時(shí)仍然隔熱保溫、節(jié)約能源的目的。本發(fā)明的有益效果是，可以在保溫的同時(shí)適量交換圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外的氣體，避免 圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)人類活動(dòng)帶來的空氣質(zhì)量惡化，節(jié)約使用空氣調(diào)節(jié)裝置時(shí)為進(jìn)行換氣而被迫 空氣對(duì)流所增加的大量能源消耗。本發(fā)明本身不耗用能量，且可以自動(dòng)調(diào)節(jié)圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi) 的濕度，無需能耗就可消除使用空氣調(diào)節(jié)裝置帶來的嚴(yán)重干燥，增加舒適感。本發(fā)明在 換氣的同時(shí)可過濾空氣中有害的塵埃、飛沫、灰霾和霧，避免大氣污染物對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi) 空氣環(huán)境的損害。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是第一個(gè)實(shí)施例的整體示意2是第一個(gè)實(shí)施例窗扇的剖面3是第二個(gè)實(shí)施例的整體示意4是第二個(gè)實(shí)施例的剖面5是第三個(gè)實(shí)施例的整體示意6是第三個(gè)實(shí)施例天窗扇的剖面7是第四個(gè)實(shí)施例的正視8是第四個(gè)實(shí)施例門扇的剖面9是第五個(gè)實(shí)施例的構(gòu)造示意中1.防水透氣膜，2.透氣布料，3.窗框，4.窗梃，5.鑲嵌壓條，6.百葉窗葉 片，7.透氣海綿，8.網(wǎng)孔板，9.屋頂，10.天窗框，11.天窗梃，12.天窗扇鑲嵌物，13.門 框，14.門梃，15.雙層玻璃，16.龍骨，17.通風(fēng)扣板，18.修邊角，19.不透氣保溫材料， 20.密實(shí)主體墻，21.通風(fēng)主體墻，22.內(nèi)裝飾層，23.外裝飾層。
具體實(shí)施例方式在圖1、圖2所示第一個(gè)實(shí)施例中，平開窗的窗框3和窗梃4都由斷橋鋁型材構(gòu)成，窗扇鑲嵌物由防水透氣膜1單獨(dú)構(gòu)成，寬60厘米高120厘米，粘貼在窗梃4的鑲嵌 槽中，以鑲嵌壓條5加固，作為平開窗的透氣保溫區(qū)。防水透氣膜1的空氣透氣率可選 用壓差為200帕?xí)r每天每平方米透氣15立方米以上的紡粘型烯烴Mpunbonded Olefin)。 未使用空氣調(diào)節(jié)裝置時(shí)，可開啟窗扇快速通風(fēng)換氣，使用空氣調(diào)節(jié)裝置時(shí)，關(guān)閉窗扇， 通過面積為0.72平方米的透氣保溫區(qū)選擇性滲透換氣。在戶外氧氣濃度為20.947%時(shí)維 持戶內(nèi)氧氣濃度為20.747%的條件下，每天可以換入氧氣10.8立方米，滿足20個(gè)靜止成 人的連續(xù)呼吸需求，替代10道未封堵門窗縫隙在風(fēng)速每秒1米時(shí)的漏風(fēng)量，減少輸入等 量氧氣需要的空氣通風(fēng)51.6立方米。假設(shè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差10度計(jì)算，可每天減少670 千焦耳的熱量傳遞，顯著降低空氣調(diào)節(jié)裝置的負(fù)荷，節(jié)約能源。
以上計(jì)算依據(jù)的公式為Q = crvAt
其中Q表示空氣溫度變化所吸收(放出)的熱量；C表示定壓比熱容，選取1.005 千焦/千克·開；r表示空氣比重，選取1.293千克/立方米；ν表示空氣體積；At表示溫差。
考慮到應(yīng)用本實(shí)施例的窗扇換氣量與戶內(nèi)人員的耗氧量相關(guān)，而空氣對(duì)流通風(fēng) 常常是不可控制的，減少的熱量傳輸將大于上述計(jì)算數(shù)值，比如室內(nèi)只有兩個(gè)人員，而 使用空調(diào)換氣功能是無法準(zhǔn)確換入兩個(gè)人所需的氧氣，通常只能持續(xù)進(jìn)行換氣而消耗更 多言旨量。
在圖3、圖4所示第二個(gè)實(shí)施例中，窗扇鑲嵌物直接安裝在窗框3中構(gòu)成一固定 窗，窗扇鑲嵌物由百葉窗葉片6、防水透氣膜1、透氣海綿7、網(wǎng)孔板8從外向內(nèi)順序疊置 構(gòu)成。網(wǎng)孔板8選用500克重的塑料平網(wǎng)。窗框3材料可使用斷橋鋁或塑鋼型材。防水 透氣膜1選用紡粘型烯烴Mpimbonded Olefin)，四周粘接在窗框3的鑲嵌槽上后，鋪上透 氣海綿7，以網(wǎng)孔板8和鑲嵌壓條5夾持固定。窗扇鑲嵌物面積至少大于0.01平方米， 防水透氣膜1和透氣海綿7的空氣透氣率至少大于每天每平米透氣0.2立方米，以保證保 溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)每天可以換氣至少0.002立方米，減少能量傳遞沈焦耳以上，具備起碼的節(jié) 能效益。
在圖5、圖6所示第三個(gè)實(shí)施例中，天窗框10安裝在傾斜的屋頂9上，與天窗 扇頂部以鉸鏈連接構(gòu)成一個(gè)上懸式天窗。天窗梃11的天窗扇鑲嵌物12從外到內(nèi)由防水 透氣膜1和透氣布料2疊置復(fù)合構(gòu)成。防水透氣膜1可采用透氣率大于每天每平方米15 立方米的聚四氟乙烯微孔膜(ePTFE)，透氣布料2選用500克的針刺無紡布。針刺無紡 布具有良好保溫性能，且完全透氣，兩者復(fù)合后透氣率通?？蛇_(dá)到防水透氣膜1單獨(dú)使 用時(shí)的50%以上，即每天每平方米7.5立方米。將復(fù)合后透氣材料的防水透氣膜一面朝 外，以雙面膠粘接在天窗梃11的鑲嵌槽中，并以鑲嵌壓條5加固，則整個(gè)天窗扇內(nèi)框都 是透氣保溫區(qū)。防水透氣膜1還可以阻擋雨水透過天窗進(jìn)入屋內(nèi)。
在圖7、圖8所示第四個(gè)實(shí)施例中，塑鋼門框13和兩個(gè)門扇構(gòu)成一推拉門。內(nèi) 尺寸高2米寬0.8米的兩個(gè)門扇的所有門梃14也以塑鋼型材構(gòu)成，并由兩根中橫門梃14 分隔為上、中、下三個(gè)鑲嵌區(qū)。上、下鑲嵌區(qū)的鑲嵌物為雙層玻璃15，優(yōu)選為真空雙層 玻璃，保溫但不透氣。中間鑲嵌區(qū)為高600毫米寬800毫米的矩形，鑲嵌物由厚度大于 1毫米的網(wǎng)孔板8夾在兩層防水透氣膜1之間粘接構(gòu)成。網(wǎng)孔板8優(yōu)選10毫米厚的塑 料蜂窩板。防水透氣膜1選用透氣率大于每天每平方米15立方米的聚四氟乙烯微孔膜(ePTFE),粘接在塑料蜂窩板的兩面。蜂窩板的各個(gè)型腔被封閉為透氣不透風(fēng)的空間， 形成隔熱的空氣間層，空氣無法形成1米/秒以上的風(fēng)束卻可以透過兩層防水透氣膜1以 每天每平方米5立方米的透氣率進(jìn)行滲透交換。鑲嵌壓條5將表面粘接有防水透氣膜1的 網(wǎng)孔板8固定在中間的鑲嵌區(qū)中，并以玻璃膠密封，使高600毫米、寬800毫米的矩形中 間鑲嵌區(qū)為透氣保溫區(qū)。推拉門關(guān)閉時(shí)，分布在兩個(gè)門扇中部的兩個(gè)透氣保溫區(qū)總面積 一共為0.96平方米，可以每天透過總量為4.8立方米的氧氣，替代空氣通風(fēng)23立方米， 供9個(gè)成人連續(xù)使用。當(dāng)內(nèi)外溫差10度時(shí)，可每天減少299千焦耳的熱量傳遞。
在圖9所示第五個(gè)實(shí)施例中，由一個(gè)透氣保溫區(qū)與兩個(gè)相鄰的低透氣保溫區(qū)拚 接成復(fù)合保溫墻。墻高2.2米，低透氣保溫區(qū)的多層圍擋結(jié)構(gòu)件由內(nèi)裝飾層22、密實(shí)主 體墻20、不透氣保溫材料19、防水透氣膜1、外裝飾層23從內(nèi)到外順序疊置構(gòu)成。低透 氣保溫區(qū)的防水透氣膜1選用透氣率大于每天每平方米透氣0.2立方米的高強(qiáng)度紡粘型烯 烴，以透過墻體中的水汽避免墻體因?yàn)槭艹?、開裂、霉變導(dǎo)致保溫性能下降。低透氣保 溫區(qū)的不透氣保溫材料19選用厚50毫米的擠塑聚苯乙烯泡沫板，錯(cuò)位粘接在密實(shí)主墻體 20外側(cè)。由于密實(shí)主墻體20和擠塑聚苯乙烯泡沫板都不透氣，低透氣保溫區(qū)整體不能透 過氣體。透氣保溫區(qū)寬1.2米，其多層圍擋結(jié)構(gòu)件由內(nèi)裝飾的通風(fēng)扣板17、內(nèi)墻透氣海 綿7、通風(fēng)主體墻21、外墻透氣海綿7、防水透氣膜1、外裝飾的通風(fēng)扣板17從內(nèi)到外疊 置順序構(gòu)成。通風(fēng)扣板17卡接在龍骨16上，以錨釘固定在主墻體上，通風(fēng)扣板17的兩 道豎邊以修邊角18裝飾。透氣保溫區(qū)的通風(fēng)主墻體21與低透氣保溫區(qū)的密實(shí)主墻體20 都使用空心磚堆砌并連接為一體。透氣保溫區(qū)的防水透氣膜1選用透氣率大于每天每平 方米透氣1.8立方米的紡粘型烯烴。透氣保溫區(qū)的防水透氣膜1與低透氣區(qū)的防水透氣膜 1可分開施工，搭接兩者的豎邊，并用丁晴粘膠帶連接在一起，也可同時(shí)選用透氣率大于 每天每平方米1.8立方米的紡粘型烯烴整體一次性覆蓋不同區(qū)域。
權(quán)利要求
1.一種保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是設(shè)置有至少一個(gè)透氣保溫區(qū)，該透氣保溫區(qū)的圍 擋構(gòu)件由空氣透氣率大于每平方米每天0.2立方米的透氣材料構(gòu)成，且該透氣材料至少包 括一層與透氣保溫區(qū)周邊物體密封連接的防水透氣膜(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是由窗框(3)和窗扇組成，透氣保 溫區(qū)設(shè)置在窗扇上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是由門框(13)和門扇組成，透氣 保溫區(qū)設(shè)置在門扇上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是由天窗框(11)和天窗扇組成， 透氣保溫區(qū)設(shè)置在天窗扇上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是由至少一個(gè)透氣保溫區(qū)和低透 氣保溫區(qū)拼接組成，透氣保溫區(qū)的多層圍擋構(gòu)件包括通風(fēng)主墻體(21)、透氣海綿(7)、 防水透氣膜(1)，低透氣保溫區(qū)的多層圍擋構(gòu)件包括密實(shí)主墻體(20)、不透氣保溫材料(19)和防水透氣膜(1)，且透氣保溫區(qū)的通風(fēng)實(shí)體墻(21)與低透氣保溫區(qū)的密實(shí)實(shí)體墻(20)連接在一起，透氣保溫區(qū)的防水透氣膜(1)與低透氣保溫區(qū)的防水透氣膜(1)連接在 一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是透氣保溫區(qū)的圍擋構(gòu)件由一層 防水透氣膜(1)單獨(dú)構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是透氣保溫區(qū)的圍擋構(gòu)件由一層 防水透氣膜(1)和一層透氣布料(2)疊置構(gòu)成，防水透氣膜(1)朝外。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是透氣保溫區(qū)的圍擋構(gòu)件由厚度 大于1毫米的網(wǎng)孔板⑶粘接在兩層防水透氣膜⑴之間構(gòu)成，網(wǎng)孔板⑶包括蜂窩結(jié)構(gòu) 的塑料板。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是氣保溫區(qū)的圍擋構(gòu)件由百葉窗 葉片(6)、防水透氣膜(1)、透氣海綿(7)、網(wǎng)孔板⑶從外到內(nèi)順序疊置構(gòu)成。
全文摘要
一種能夠透氣的保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)。它的局部由透氣率大于每平方米每天0.2立方米的透氣材料構(gòu)成，所有透氣材料包括至少一層防水透氣膜。氧氣、水汽和二氧化碳可以在各自分壓差的作用下，在房屋內(nèi)外進(jìn)行適量的選擇性滲透交換，從而避免了以空氣對(duì)流進(jìn)行的換氣所導(dǎo)致的強(qiáng)效熱量傳遞，降低空氣調(diào)節(jié)裝置的負(fù)荷，節(jié)約大量能源。本發(fā)明本身不耗用能源，且可同時(shí)調(diào)節(jié)戶內(nèi)的濕度，防止使用空氣調(diào)節(jié)裝置時(shí)過度干燥。本發(fā)明還可以過濾大氣中的各種固體和液體污染物，保護(hù)戶內(nèi)的空氣環(huán)境。
文檔編號(hào)E06B7/02GK102022071SQ201010537928
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月10日
發(fā)明者杜斌 申請(qǐng)人:杜斌