具有高熱阻和熱穩定性的內牆保溫房屋的製作方法
2023-05-04 05:05:01 2
專利名稱：具有高熱阻和熱穩定性的內牆保溫房屋的製作方法
技術領域：
本發明涉及房屋保溫領域，特別涉及一種具有高熱阻和熱穩定性的內牆保溫房屋。
背景技術：
在寒冷季節，房間內的溫度比較低，為了提高房間內的溫度，我們用空調或取暖器進行取暖，但是，房間內空氣的升溫效果並不明顯，原因就在於空氣中的熱量傳遞給了熱慣性極其巨大的牆體。以下結合目前建築物的現狀，做具體描述
一、工業和民用建築物的熱容量(熱慣性)極其巨大
現時的工業和民用建築物，大都以鋼筋混凝土為其基本結構，再以空心磚或加氣混凝土砌塊進行砌築分割，形成若干個相互獨立的功能空間，每一個功能空間即為房間。在現時的建築材料和建築技術條件下，多層或高層的居民住宅樓、辦公商務樓，其單位面積當量重量，又稱每平方米重量，定義為該建築物在士0. 000以上的總重量與相應的總建築面積的比值，一般在1. 2-2. 0噸/平方米.這個單位面積當量重量指標，直接反應了在該建築物施工過程中消耗水泥、沙石、鋼筋等建築材料的多少。這個單位面積當量重量指標，對建築物的熱工特性影響很大它決定了建築物裡的房間是否易於加熱或者降溫， 也即決定了建築物房間熱慣性的大小；其中鋼筋的總質量及空間分布，作為建築物內的熱橋，還主導著建築物內的熱量傳遞和空間溫度場溼度場分布。我們取建築物單位面積當量重量為1. 5t/m2，來討論該建築物內房間的熱慣性問題。一間建築面積為30 m2的辦公用房， 其當量總重量約為45噸。而從熱學聯繫上看，與房間內空氣有熱量交換的圍護結構的總重量比45噸還要大一些，因為與結構上的「單位面積當量重量」這個概念比較，熱學上的「單位面積當量重量」在計算時，水平地面被重複了一次。考慮這個因素，必須再乘以一個係數， 約為1. 4左右，即熱學上的建築物單位面積當量重量為2. lt/ Hf左右。
例如，一間建築面積為30 Iif的辦公用房裡的空氣，體積大約有100m3、質量大約有 100kg、熱容量有1.0X105J/°C ；而這間30 m2辦公用房的圍護結構，包括天花、地板、牆體， 總質量達到63噸，總熱容量達到5. SXlO7J /°C，是房間空氣熱容量的580倍。我們使用房間，本質上是使用房間的支承與約束功能，還有房間的熱溼穩定性。人們在室內的活動，實質就是在房間約束的空氣中的活動。而人的熱舒適性，本質上是來源於空氣的溫溼度，而不是牆體的熱溼狀態。在寒冷季節，房間裡的熱溼空氣與牆體之間存在著較強的對流傳熱和水蒸汽在牆體上凝露放熱。為了改善冬季房間裡的工作和生活環境，我們向空氣注入能量， 以提高空氣的溫溼度；但我們釋放給空氣的熱量，轉而就漏給了熱容量為該空氣數百倍乃至上千倍的牆體這個熱量「黑洞」。二、無冬季集中採暖的夏熱冬冷地區，建築物外牆保溫技術失效
目前，建築節能已經成為了節能減排的焦點。而牆體保溫又成為了建築節能的主體技術。在牆體保溫工程的設計施工中，又大多採用外牆保溫。
通常，將外牆保溫歸納出以下幾點優勢1.對建築物主體結構進行保護，延長建築物壽命。由於外保溫是將保溫層置於結構外側，降低了由於溫度變化導致的結構變形產生的壓力，並減少空氣中有害物質和紫外線對結構的侵蝕。2.有效消除「熱橋」。以往採用內保溫，「熱橋」是難以避免的，而外牆保溫有效地防止熱橋的產生，避免結露。3.使牆體潮溼情況得到改善。一般內保溫需設隔汽層，而採用外保溫保溫材料的透汽性能遠遠強於主體結構，在牆體內部一般不會發生冷凝現象，結構層的整個牆身溫度提高了，進一步增強了牆體的保溫性能。4.有利於室溫保持穩定。採用外牆外保溫，由於牆體蓄熱能力較大的結構層在牆體內側，有利於室溫保持穩定。5.增加房屋使用面積。6.可以避免二次裝修對保溫層的破壞。但上述優點造成了夏熱冬冷地區居民住宅的高能耗。因為外牆保溫方法相對於內牆保溫方法，確實較好地消除了建築物對外部大氣環境的熱橋，但建築結構中鋼筋等導熱材料在建築物內部、在各個相互獨立房間之間的熱橋作用依然存在；實際上，建築結構內的鋼筋作為熱橋，又將整個住宅變成一個基本均勻的等溫體，以90 Hf的主流戶型結構為例， 其圍護結構的當量質量為190噸，假如在冬季的一天之中，該住戶用4500w功率加熱10小時，並且還假定通過牆體對大氣的對流放熱和紅外輻射放熱為零，整套房子的圍護結構的溫升也只有rc。在夏熱冬冷地區，例如我國的長江中下遊地區，冬季居民住宅按照國家的設計規範並不安排集中採暖。這些地區的居民家庭，冬季取暖通常都是遊擊隊式的，人在哪一個空間活動，就在那一間房內取暖，開空調或者電暖器取暖。一會兒是客廳，一會兒是餐廳，一會兒是臥室，人在取暖，人去暖停。這就是說，對於「一會兒是餐廳取暖，一會兒又是臥室取暖；一會兒是這一戶取暖，一會兒又是另一戶取暖」，這樣住宅樓內的「遊擊隊「式冬季取暖，建築結構中的熱橋將熱量漏給戶外的大氣環境固然是十分嚴重的問題；而熱橋將熱量漏給建築結構本身也是十分嚴重的問題。人們在房間內的短暫活動時間裡的取暖行為，消耗了相當多的能量，但空氣的溫升並不明顯，其原因在於空氣將熱量傳給了熱慣性極其巨大的圍護結構(牆體)。對於質量幾十噸的房間牆體、質量幾百噸的住戶單元，質量幾千噸的住宅樓，我們幾個千瓦、幾十個千瓦的空調或取暖器的放熱功率，實在是太微不足道了。對於不安排集中採暖的夏熱冬冷的地區，在我們區區幾個千瓦、幾十個千瓦的放熱功率，相對於環境大氣溫度，根本無法大幅拉升整個房間、整套住宅、整棟樓宇的溫度的背景下，採用外牆保溫的前提條件「建築物對大氣漏熱」並不真實存在，再去論證「採用外牆外保溫，由於蓄熱能力較大的結構層在牆體內側，有利於室溫保持穩定」，實在是一個假道科學的「以訛傳訛」。
發明內容
本發明的目的在於提供一種具有高熱阻和熱穩定性的內牆保溫房屋，以解決現有外牆技術中因牆體的熱慣性大而導致房間內空氣的升溫效果不好的技術問題。為了解決上述問題，本發明提供了一種具有高熱阻和熱穩定性的內牆保溫房屋， 包括房屋內牆和保溫板，所述保溫板設置在房屋內牆上，所述保溫板包括具有高熱阻的保溫隔熱板，所述保溫隔熱板將熱慣性巨大的牆體與熱慣性很小的室內空氣進行熱分離。較佳地，所述保溫隔熱板包括聚氨酯硬泡板或聚苯乙烯泡沫板。
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較佳地，所述保溫板還包括具有保證室內熱穩定性的外板，所述外板設置在所述保溫隔熱板的朝向室內空氣一側的內表面上。較佳地，所述外板為聚酯面層、發泡水泥板、鋁合金板或瓷磚。較佳地，所述房屋內牆上包括若干保溫板，所述保溫板採用網格化布置在所述房屋內牆上。較佳地，每相鄰的兩塊保溫板之間採用導熱係數低的封條壓邊覆蓋固定。較佳地，還包括具有熱傳導係數低的斷橋鋁合金門框和斷橋鋁合金窗框。較佳地，還包括用於安裝家用電器等物品的懸掛結構件，所述懸掛結構件設置在房屋內牆上，所述懸掛結構件上包括沿著熱流方向的衝孔或衝縫。較佳地，所述房屋內牆包括內牆壁、天花板和地面。與現有技術相比，本發明存在以下技術效果
1、本發明採用內牆保溫結構，大大降低了空氣中的熱量向牆體洩漏的強度本發明在內牆上安裝保溫隔熱板，將牆體從熱學上分離出去，大幅度降低了房間的熱慣性，在提高室內空氣的溫溼度和舒適度的同時，大大降低了空氣中的熱量向牆體洩漏的強度，使房間內的空氣快速升溫，升溫效果非常明顯。
2、提高了房間空氣的熱溼穩定性
如果房間內空氣的熱慣性過小，加熱加溼或降溫降溼都非常容易。因此，由於房間內空氣的熱慣性過小，則極易造成室內空氣的溫溼度隨著門窗開閉或加熱器具的開停等人為操作因素而出現寬幅震蕩，使得空氣的熱溼穩定性差，聚冷聚熱。本發明提供了在保溫隔熱板的內表面上設置一層具有保證室內熱穩定性的外板，該層外板的熱慣性約為室內空氣的10 倍左右，可以對室內空氣溫溼度出現的快速脈動進行補償，達到對室內空氣溫溼度進行削峰填谷的作用，改變房間空氣系統的熱溼穩定性差和驟冷驟熱的狀況。3、房屋採用斷橋鋁合金門窗框，提高了房間的氣密性。由於熱溼空氣具有體積膨脹係數大、粘滯係數小、流動性好的特點，在房間空氣被加熱加溼以後，通過房間門窗縫隙的洩漏和金屬門窗的傳導，造成房間空氣能量損失的問題變得十分突出；本發明採用斷橋鋁合金門窗框，此種門窗的熱傳導係數比較低，氣密性好，將室內空氣與室外空氣的熱橋隔斷，即解決了金屬材質的鋁合金門窗不隔熱的缺點，阻斷了熱橋，又提高了房間的氣密性。4、優化結構，弱化熱橋
在房間的內牆上安裝保溫板以及家用電器等物品，需要懸掛結構件進行安裝和固定， 目前的懸掛結構件大多是金屬的，因此，這些懸掛結構件就在室內空氣與牆體之間形成了熱橋；本發明對室內的懸掛結構件採用沿著熱流方向衝孔、衝縫等技術措施來優化結構、弱化熱橋。5、實施模塊化、網格化布裝，降解熱致變形
本發明的保溫板所包括的保溫隔熱板和外板具有不同的熱物性和熱膨脹係數，因此， 在房間空氣快速升溫加溼和返回常態過程中，兩者的熱致形變量的差距較大，容易使得保溫板整體變形、彎曲、隆起甚至剝落；本發明將保溫板採用網格化布置安裝，即將保溫板裁切成尺寸較小(如邊長60cm)的方塊，然後在房間的內牆壁、頂板、底板上進行網格化布置安裝。在常溫下布裝時，保持相鄰的複合保溫材料方塊之間可移動的彈性的間距，大於複合保溫材料自身最大形變量，並用導熱係數低的封條壓邊覆蓋固定，以降低房間升溫加溼使用時的熱致伸縮。
圖1為本發明一種具有高熱阻和熱穩定性的內牆保溫房屋的結構簡圖； 圖2A為本發明的斷橋鋁合金窗框的結構示意圖2B為本發明的斷橋鋁合金窗框的截面圖； 圖3為本發明的一種弱化熱橋金屬構件的結構示意圖； 圖4為本發明的保溫板網格化布置的結構示意圖5為本發明一種具有高熱阻和熱穩定性的內牆保溫房屋的整體結構剖解示意圖； 圖6為本發明牆體內側保溫板的安裝施工工藝框圖。
具體實施例方式本發明提供一種具有高熱阻和熱穩定性的內牆保溫房屋，此房屋內牆採用具有高熱阻和熱穩定性的保溫材料，將牆體從熱學上分離出去，大幅度降低了房間的熱慣性，在提高室內空氣的溫溼度和舒適度的同時，大大降低了空氣中的熱量向牆體洩漏的強度，使房間內的空氣快速升溫，升溫效果非常明顯。當然，本發明對室內降溫的效果也是一樣的，非常明顯，本發明對此不作限制。請參看圖1和圖5，一種具有高熱阻和熱穩定性的內牆保溫房屋，包括房屋內牆1 和保溫板3，保溫板3設置在房屋內牆1上，如將保溫板3通過粘接砂漿2粘貼在基層牆體 (房屋內牆1)上，為了提高屋內的美觀性，可在保溫板3上進行飾面裝飾等工序，即在保溫板3上裝一層飾面層4。在本發明中，房屋內牆1包括內牆壁12、天花板11或/和地面13， 本發明對保溫板具體設置在房屋內牆的哪個位置不作限制，為了使得保溫效果好，優選內牆壁12、天花板11和地面13上均設置有保溫板3。在本發明中，保溫板3包括兩層，分別為保溫隔熱板和外板。在本發明中，外板設置在保溫隔熱板的朝向室內空氣一側的內表面上。在施工中，保溫隔熱板設置在房屋內牆的內表面上，外板設置在保溫隔熱板的朝向室內空氣一側的內表面上，保溫隔熱板位於房屋內牆1和外板之間。在本發明中，保溫隔熱板具有高熱阻性和低熱慣性，保溫隔熱板將熱慣性巨大的牆體與室內空氣進行熱分離，因此，保溫隔熱板需採用高熱阻保溫材料製成，本發明推薦在房間內牆上使用擠塑聚苯材料XPS板、導熱係數為0.0 0.03 W/ (πι·10)或聚氨酯發泡材料(導熱係數為0. OM 0.028 W/ (πι·10進行熱分離，降低房間的熱慣性。在本實施例中，保溫隔熱板可以選用聚氨酯硬泡板，也可以選用聚苯乙烯泡沫板，本發明對此不作具體限制。聚氨酯硬泡板和聚苯乙烯泡沫板具有高熱阻(即低導熱係數)、低密度、低吸水性、無毒性、退行老化速度小等優點，且聚氨酯硬泡板和聚苯乙烯泡沫板還具有微細閉孔的結構特點。本發明對保溫板的厚度不作具體限制，可根據室內空間的大小和保溫的目標效果進行設定。為了保證房間具有良好的熱溼穩定性，本發明在保溫隔熱板的朝向室內空氣一側的內表面上再複合一層熱慣性適當的外板，該層外板的熱慣性約為室內空氣的10倍左右，該層外板可對室內空氣溫度溼度出現的快速脈動進行補償，達到對室內空氣溫溼度進行削峰填谷的作用，改變房間空氣系統的熱溼穩定性差和聚冷聚熱的狀況。在本發明中，外板可以採用聚酯面層、發泡水泥板、彩色鋁合金板或瓷磚等材料製成，本發明對此不作限制。在本實施例中，外板優選採用聚酯面層，本發明對聚酯面層的厚度不作具體限制，可根據室內空間的大小進行設定。如以面積為12 m2、圍護結構質量高達25噸的房間為例，在其內牆上 60 IIf的高熱阻低密度保溫材料的內表面上，再設置厚度約5mm、密度約為1000kg/m3的聚酯 (SMC)面層，該面層的熱慣性為3X105J，約為室內空氣熱慣性的10倍，約為該房間25噸鋼筋混凝土圍護結構熱慣性的1/70，形成適度的系統熱慣性，從而形成房間良好的熱溼穩定性。為了防止房間內被加熱加溼的空氣從門窗的縫隙中洩漏，可以縮小門窗的尺寸， 降低房間的窗牆比和門牆比。除此之外，還可採用具有熱傳導係數低的斷橋鋁合金門框和斷橋鋁合金窗框。請參看圖2A和圖2B，以斷橋鋁合金窗框6為例，斷橋鋁合金窗框6設置在窗玻璃7和牆壁之間，此斷橋鋁合金窗框7是由兩個不同斷面通過節能隔熱條61組合而成，節能隔熱條61又叫尼龍條，它的主要作用是隔斷熱傳導，即阻斷熱橋，其材質大多為 PA66GF25，熱傳導係數只有0.7 W/ (m · k)，相比鋁合金的210 W/ (m · k)，熱傳導係數要低的多，甚至可以理解為完全隔熱，這樣就解決了金屬材質的鋁合金門窗框6不隔熱的缺點， 阻斷了熱橋，又提高了房間的氣密性。斷橋鋁合金門框的結構與斷橋鋁合金窗框6的結構相似，此處不再過多描述。在室內安裝內牆保溫板，以及空調室內機、熱水器等家用電器時，需要通過安裝在內牆上的懸掛結構件將內牆保溫板，以及一些家用電器進行安裝和固定，目前大多數懸掛結構件均為金屬的，這些懸掛結構件便在室內空氣與牆體之間形成了熱橋。為了優化結構， 弱化熱橋，對室內的金屬懸掛結構件採用沿著熱流方向衝孔、衝縫等技術措施。例如，請參看圖3，該金屬構件5上設置若干開孔51，沿著該金屬構件5作為熱橋存在時的熱流方向連續布置，既保證了該構件5的必要強度，又弱化了熱橋的作用。請參考圖4，在本發明中，保溫板3採用網格化布置在房屋內牆1上，即房屋內牆1 上包括若干保溫板3，每相鄰的兩塊保溫板3之間採用導熱係數低的封條壓邊覆蓋固定。此種結構設計的原因是，保溫板3所包括的保溫隔熱板和外板具有不同的熱物性和熱膨脹係數，因此，在房間空氣快速升溫加溼和返回常態過程中，兩者的熱致形變量相差較大，容易使得保溫板整體變形、彎曲、隆起甚至剝落；本發明將保溫板3採用網格化布置安裝，即將保溫板裁切成尺寸較小(如邊長60cm)的方塊，然後在房間的內牆壁、頂板、底板上進行網格化布置安裝。在常溫下布裝時，保持相鄰的複合保溫材料方塊之間可移動的彈性的間距，大於複合保溫材料自身最大形變量，並用導熱係數低的封條壓邊覆蓋固定，以消除在房間空氣升溫加溼或降溫降溼時保溫板熱致伸縮所造成的保溫板整體變形、彎曲、隆起甚至剝落。請參考圖5，採用牆體內側保溫的房屋結構如下
在房屋內牆1的混凝土天花板11上，通過粘結砂漿Iio將保溫板3黏貼在混凝土天花板11上，然後在保溫板3上鋪一層網格布111，在網格布111上進行抹面砂漿112，最後對天花板進行飾面，即裝飾一層飾面層113。在房屋內牆1的混凝土地面13上，首先進行找平水泥砂漿130，塗上防水塗料131，然後將保溫板3黏貼上，最後在保溫板3上鋪一層裝飾地板 132 ；在地面上鋪裝時，所選用的保溫板3如聚苯乙烯泡沫板的密度和裝飾地板132如地磚的厚度，要明顯高於用於內牆壁和天花板的同類材料，以滿足地面上活動荷載的支承需要。 在房屋內牆1的內牆壁12內表面上，通過粘結砂漿120將保溫板3黏貼上，然後在保溫板 3上裝飾一飾面層121。在內牆壁12上，還設置有斷橋鋁合金窗框6和斷橋彩色鋁合門框 8，斷橋鋁合金窗框6上安裝有中空玻璃6，斷橋鋁合金門框8上安裝有門本體9。
採用牆體內側保溫模式，有了高熱阻的保溫材料、調節空氣熱溼穩定性的內飾面材料，又有了模塊化網格化布裝降解熱致變形的方法，還必須有科學的施工工藝，才能保證施工質量，從根本上解決了房間的熱損失問題。牆體基層、保溫材料層、內飾面層這3個材料層，具有不同的比熱容、導熱率、線脹係數等熱物性，在時冷時熱、或冷或熱的不均勻的熱應力作用下，這3個材料層很容易發生錯位、扭曲、剝落。牆體內側保溫層施工工藝的要點， 在於使用聚合物改性粘結砂漿，處理好牆體基層、保溫材料層、內飾面層這3個材料層的柔性連接。請參考圖6，牆體內側保溫板的安裝施工工藝框圖，在施工中，要保證施工的工藝順序，防止平行施工或倒序施工；要保證各道施工工序之間的時間間隔，給牆體和抹面層的通風、乾燥、固化留出必要時間。落實科學的施工工藝，才能保證牆體內側保溫工程的施工質量和效果。
以上公開的僅為本申請的一個具體實施例，但本申請並非局限於此，任何本領域的技術人員能思之的變化，都應落在本申請的保護範圍內。
權利要求
1.一種具有高熱阻和熱穩定性的內牆保溫房屋，其特徵在於，包括房屋內牆和保溫板， 所述保溫板設置在房屋內牆上，所述保溫板包括具有高熱阻的保溫隔熱板，所述保溫隔熱板將熱慣性巨大的牆體與熱慣性小的室內空氣進行熱分離。
2.如權利要求1所述的具有高熱阻和熱穩定性的內牆保溫房屋，其特徵在於，所述保溫隔熱板包括聚氨酯硬泡板或聚苯乙烯泡沫板。
3.如權利要求1所述的具有高熱阻和熱穩定性的內牆保溫房屋，其特徵在於，所述保溫板還包括具有保證室內熱穩定性的外板，所述外板設置在所述保溫隔熱板的朝向室內空氣一側的內表面上。
4.如權利要求3所述的具有高熱阻和熱穩定性的內牆保溫房屋，其特徵在於，所述外板為聚酯面層、發泡水泥板、彩色鋁合金板或瓷磚。
5.如權利要求1所述的具有高熱阻和熱穩定性的內牆保溫房屋，其特徵在於，所述房屋內牆上包括若干保溫板，所述保溫板採用網格化布置在所述房屋內牆上。
6.如權利要求5所述的具有高熱阻和熱穩定性的內牆保溫房屋，其特徵在於，每相鄰的兩塊保溫板之間採用導熱係數低的封條壓邊覆蓋固定。
7.如權利要求1所述的具有高熱阻和熱穩定性的內牆保溫房屋，其特徵在於，還包括具有熱傳導係數低的斷橋鋁合金門框和斷橋鋁合金窗框。
8.如權利要求1所述的具有高熱阻和熱穩定性的內牆保溫房屋，其特徵在於，還包括用於安裝內牆保溫板、家用電器的懸掛結構件，所述懸掛結構件設置在房屋內牆上，所述懸掛結構件上包括沿著熱流方向的衝孔或衝縫。
9.如權利要求1所述的具有高熱阻和熱穩定性的內牆保溫房屋，其特徵在於，所述房屋內牆包括內牆壁、天花板和地面。
全文摘要
本發明涉及一種具有高熱阻和熱穩定性的內牆保溫房屋，包括房屋內牆和保溫板，保溫板設置在房屋內牆上，保溫板包括具有高熱阻的保溫隔熱板，保溫隔熱板將熱慣性巨大的牆體與熱慣性小的室內空氣進行熱分離。本發明採用內牆保溫結構，即在內牆(包括內牆壁、天花板和地面)上裝飾保溫隔熱板，將牆體從熱學上分離出去，大幅度降低了房間的熱慣性，在提高室內空氣的溫溼度和舒適度的同時，大大降低了空氣中的熱量向牆體內洩漏的強度，使房間內的空氣快速升溫，升溫效果非常明顯，解決了現有技術中因牆體的熱慣性大而導致房間內空氣的升溫效果不好的技術問題。
文檔編號E04B1/80GK102535661SQ201210073239
公開日2012年7月4日 申請日期2012年3月20日 優先權日2012年3月20日
發明者餘執成, 李成偉, 薛世山, 薛世明, 薛文融, 韋林林 申請人:上海伯涵熱能科技有限公司