專利名稱：一種寒冷地區建筑用集熱組合材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種寒冷地區建筑用集熱組合材料，屬于材料科學與工程科學技術領域。
背景技術：
房屋的冬暖夏涼是人類自古以來追求的夢想，遺憾的是現實中往往出現冬冷夏熱，房屋建筑本身由于自身的限制很難達到冬暖夏涼的作用。近代以來，隨著科技進步，建筑行業也步入高速發展階段，各種新技術，新材料成功的運用到建筑上，很大程度的改善了建筑的功能，人類的居住環境也越來越舒適，但是營造建筑熱舒適環境的最常用方式是人工供暖供冷，這種方式大量消耗了地球寶貴的礦物能源，且污染環境，加劇全球溫室效應。據統計，美國建筑能耗已占全美總能耗的40%，在我國僅采暖能耗也已占到全國總能耗的30%左右，且隨著空調的普遍使用建筑能耗增勢迅猛，能源和環境保護形勢更加逼人，建筑行業的節能降耗迫在眉睫。 鑒于太陽能能量巨大，分布廣，永久，清潔的優點，可充分利用其熱量；另一方面，地球表面物體的溫度遠遠高于深冷空間的溫度，可進行輻射致冷。人們利用太陽能的熱量和深冷空間的冷量來營造舒適的居住環境進行了大量的探索，如特朗伯墻，該墻在一年時間內，在室溫控制在2(TC的情況下提供了總需熱量的70X .可調太陽墻，此墻在冬季可將室溫提高7。C以上，在夏季可降室溫5。C以上.TIM (Transparent Insulation Material)材料，該材料冬季利用墻面的黑色涂料吸收熱量傳到室內，夏季利用自動遮陽裝置將太陽輻照幾乎全部反射掉，裝有TIM材料的住宅在斷電后，住戶能依賴太陽能安全而舒適地生活近兩年，在輻射致冷方面，D. Michell和K. L. Biggs建立了以tedlar板為屋頂的房子，在環境溫度為10°C ，室內溫度為5°C的時候，測得有效致冷功率為22W/m2。 A. Adder等人建立了用輻射致冷材料作蓋頂的房子，對室內外的溫度作了對比和記錄。J. A. Saobagh建立了白漆和鋁板作蓋頂的房子，測得致冷功率為50W/m2。上述方法在營造建筑熱舒適環境中取得了較好的效果，但是實際推廣中卻受到價格和空間等的限制。 建筑材料是建筑物的重要組成部分，其熱效果會影響建筑物的熱環境，構成建筑
物的材料如地面、墻體和屋而使用的混凝土、砂漿、水泥、鋼筋、磚、砌塊、瀝青等，其太陽吸
收率和發射率與建筑物的熱環境密切相關。此前的研究發現，材料日間暴曬效果主要受其
太陽吸收率的影響，與發射率無關；材料夜間輻射致冷效果與發射率相關，與太陽吸收率無
關。所以從調節建筑熱舒適角度看，不同地區建筑對建筑材料熱物性有不同的要求寒冷地
區要求材料具有高太陽吸收率、低發射率的性質；炎熱地區要求材料具有低太陽吸收率、高
發射率的性質；冬冷夏熱地區，則要求材料在冬季具有高太陽吸收率、低發射率性質，到了
夏季則轉變為低太陽吸收率、高發射率性質。此前對常規建筑材料日間曝曬和夜間輻射致
冷熱效果進行了研究，從調節室內熱環境看常規建材并不適合任何地區使用。 本專利申請者考慮到寒冷地區建筑主要需要集熱，且考慮到材料的散熱問題，創
新性地研究出一種寒冷地區建筑集熱用用組合材料，以滿足寒冷地區建筑節能需要。
發明內容
本發明的目的在于公開一種寒冷地區建筑用集熱組合材料，采用該組合材料可使寒冷地區建筑室內溫度在不消耗化石能源情況下升高5-50°C 。 為了達到上述目的，本發明的組合材料該組合材料由頂層透明材料，中間透明材
料，智能遮陽材料，出氣口 ，空氣間層或真空間層，高吸收率、低發射率材料，流動空氣間層，
絕熱材料，進氣口組成，絕緣材料為框形，由底邊和側邊組成，其側邊開設一個進氣口和一
個出氣口 ，進氣口和出氣口上面的絕熱材料側邊固結高吸收率、低發射率材料，絕熱材料底
邊和高吸收率、低發射率材料之間為厚度lcm的流動空氣間層，絕熱材料頂端固結頂層透
明材料和中間透明材料以及兩者之間填充有智能遮陽材料；中間透明材料和高吸收率、低
發射率材料之間為厚度lcm的空氣間層或真空間層； 所述頂層透明材料和中間透明材料均為lmm厚的聚酯透明片； 所述智能遮陽材料為厚度lcm、低溫下的透光率大于90X、高溫下的透光率小于
10%、且轉變溫度應為18t:左右的按照中國發明專利ZL200410067054. 6中所述的原料及
工藝制作的液態的一種溫致透光率可逆變材料； 所述的高吸收率、低發射率材料為德國鈦諾科有限公司生產的吸收率大于0. 95、發射率小于0. 05的材料； 絕熱材料采用厚度2-4cm，導熱系數為0. 03w/mk的聚苯乙烯泡沫塑料。
本發明具有如下優點 1.本發明組合材料在寒冷地區使用，可使建筑物室內溫度在不消耗化石能源情況下升高5-5(TC，大大降低寒冷地區建筑能耗其中，采用該組合材料屋面(以室內空氣進行循環)的房屋在環境溫度為-2(TC時，室內溫度最高可達15t:，全年中室內最高溫度不會超過25t:，采用該組合材料屋面和朝陽墻面(以室內空氣進行循環)的房屋在環境溫度為-30°C時，室內溫度最高可達16°C ，全年中室內最高溫度不會超過24°C 。
2.本發明的進氣口和出氣口將收集到的熱量通過傳輸的方式輸送到室內使用。
3.本發明組合材料結構簡單、加工制作方便、使用操作方便，具有很大的實際應用價值和社會價值。
圖1寒冷地區建筑用集熱組合材料結構示意圖
圖中 1-頂層透明材料，2-中間透明材料，3-智能遮陽材料，4-出氣口 ， 5-空氣間層或真空間層，6-高吸收率、低發射率材料，7-流動空氣間層，8-絕熱材料，9-進氣口
具體實施方式
實施例1
請看圖l。 當頂層透明材料1和中間透明材料2均為lmm厚的聚酯透明片；智能遮陽材料3為厚度lcm、低溫下的透光率大于90X、高溫下的透光率小于10%、且轉變溫度應為18t:左
4右，是按照中國發明專利ZL200410067054. 6中所述的原料及工藝制作的液態的一種溫致透光率可逆變材料。 空氣間層5的厚度為lcm，流動空氣間層7的厚度也為1cm ; 高吸收率、低發射率材料6為德國鈦諾科有限公司生產的吸收率大于0.95、發射率小于0. 05的材料； 絕熱材料8采用厚度2cm，導熱系數為0. 03w/mk的聚苯乙烯泡沫塑料。采用該組合材料屋面(以室內空氣進行循環)的房屋在環境溫度為-2(TC時，室內溫度最高可達15t:，全年中室內最高溫度不會超過25t:。采用該組合材料屋面(以室內空氣進行循環)的房屋在環境溫度為_20°C時，室內溫度最高可達15°C ，全年中室內最高溫度不會超過25°C 。
實施例2 與實施例l相同，但采用厚度為lcm的真空間層5，絕熱材料8采用導熱系數為0. 03w/mk的聚苯乙烯泡沫塑料(厚度4cm)時，采用該組合材料屋面和朝陽墻面(以室內空氣進行循環)的房屋在環境溫度為-30°C時，室內溫度最高可達16°C ，全年中室內最高溫度不會超過24°C。
權利要求
一種寒冷地區建筑用集熱組合材料，其特征在于該組合材料由頂層透明材料(1)，中間透明材料(2)，智能遮陽材料(3)，出氣口(4)，空氣間層或真空間層(5)，高吸收率、低發射率材料(6)，流動空氣間層(7)，絕緣材料(8)，進氣口(9)組成，絕熱材料(8)為框形，由底邊和側邊組成，其側邊開設一個進氣口(9)和一個出氣口(4)，進氣口(9)和出氣口(4)上面的絕熱材料(8)側邊固結高吸收率、低發射率材料(6)，絕熱材料(8)底邊和高吸收率、低發射率材料(6)之間為厚度1cm的流動空氣間層(7)，絕熱材料(8)頂端固結頂層透明材料(1)和中間透明材料(2)以及兩者之間填充有智能遮陽材料(3)；中間透明材料(2)和高吸收率、低發射率材料(6)之間為厚度1cm的空氣間層或真空間層(5)；采用該組合材料使寒冷地區建筑室內溫度在不消耗化石能源情況下升高5-50℃；所述頂層透明材料(1)和中間透明材料(2)均為1mm厚的聚酯透明片；所述智能遮陽材料(3)為厚度1cm、低溫下的透光率大于90％、高溫下的透光率小于10％、且轉變溫度應為18℃左右的一種溫致透光率可逆變材料；所述的高吸收率、低發射率材料(6)為德國鈦諾科有限公司生產的吸收率大于0.95、發射率小于0.05的材料；絕熱材料(8)采用厚度2cm，導熱系數為0.03w/mk的聚苯乙烯泡沫塑料。
全文摘要
一種寒冷地區建筑用集熱組合材料，該組合材料由頂層透明材料(1)，中間透明材料(2)，智能遮陽材料(3)，出氣口(4)，空氣間層或真空間層(5)，高吸收率、低發射率材料(6)，流動空氣間層(7)，絕熱材料(8)，進氣口(9)組成，采用該組合材料可使寒冷地區建筑室內溫度在不消耗化石能源情況下升高5-50℃。本發明的進氣口(9)和出氣口(4)將收集到的熱量通過傳輸的方式輸送到室內使用。本發明組合材料結構簡單、加工制作方便、使用操作方便，具有很大的實際應用價值和社會價值。
文檔編號E04B1/62GK101748807SQ20091024733
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月29日 優先權日2009年12月29日
發明者張崑, 李遠珊, 馬一平 申請人:同濟大學