專利名稱：一種屋面遮熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種隔熱裝置，具體是一種屋面遮熱裝置。
背景技術(shù)：
提高屋面的隔熱性能，對減少夏季通過屋面進(jìn)入建筑物室內(nèi)的太陽輻射熱量尤其重要， 是改善室內(nèi)熱環(huán)境的一個重要措施。目前常用的屋面保溫隔熱技術(shù)，是在屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)層上， 鋪保溫隔熱層，再鋪防水層及保護(hù)層構(gòu)造的屋面，但是這種屋面結(jié)構(gòu)在夏季較為炎熱的氣候 條件下，其隔熱性能并不能完全保證室內(nèi)達(dá)到良好的熱環(huán)境。
利用高反射性材料來改善屋面的夏季隔熱能力是一種新的技術(shù)措施，通常用于雙層通風(fēng) 屋面，在上層屋面下表面貼附一層高反射性材料，在夏季可降低通過屋面?zhèn)鬟f到室內(nèi)的太陽 輻射熱量，但因材料層固定，在冬季室內(nèi)溫度較低室外太陽輻射較強(qiáng)時反而阻擋了太陽輻射 熱量進(jìn)入室內(nèi)，未能有效利用這一熱量來提高室內(nèi)溫度。
實用新型內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型旨在提供一種屋面遮熱裝置，可根據(jù)室內(nèi)熱環(huán)境 需求以及屋面與室內(nèi)相對圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間的輻射熱流方向?qū)υO(shè)置在屋面下的折疊式遮熱簾的 展開和收起進(jìn)行自動控制，控制通過屋面進(jìn)出室內(nèi)的輻射熱量，達(dá)到改善室內(nèi)熱環(huán)境的目的。 該裝置能適用于坡屋面(有吊頂層或無吊頂層)、平屋面(有吊頂層或無吊頂層)、雙層通風(fēng) 屋面等屋面形式。
為了實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型采取的技術(shù)方案是包括折疊式遮熱簾，控制 器和溫度傳感器，所述折疊式遮熱簾位于建筑物屋面與屋面下室內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間，所述溫度 傳感器分別位于屋面下表面、屋面下室內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面、室內(nèi)空氣側(cè)三個位置，且所有傳感 器均接入控制器的輸入端，控制器的動力輸出端連接驅(qū)動皮帶，最后驅(qū)動皮帶接入控制遮熱
開與收起的遮熱簾驅(qū)動軸。
其中上述折疊式遮熱簾由低發(fā)射率高反射率材料制成，工作時，可展開亦可折疊收起， 展開時折疊式遮熱簾平行布置在屋面下方一定距離。
對于屋面遮熱簾的遮熱效果，室內(nèi)熱環(huán)境需求以及屋面與屋面下室內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間的輻 射熱流方向是兩個關(guān)鍵的決定因素。對于建筑物來說，夏季氣候炎熱太陽輻射較強(qiáng)時，通過 建筑物屋面進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射熱量嚴(yán)重影響了室內(nèi)的熱環(huán)境，根據(jù)輻射換熱的削弱原理， 夏季在屋面下布置遮熱簾，能夠有效減少進(jìn)入室內(nèi)的輻射熱量，改善室內(nèi)熱環(huán)境；在冬季室 外太陽輻射較強(qiáng)，而室溫較低時，通過屋面進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射熱量對于改善室內(nèi)熱環(huán)境來 說是一種有利因素，此時如仍在屋面下布置遮熱簾，則反而減弱了通過屋面進(jìn)入室內(nèi)的太陽 輻射熱量；除了冬夏季太陽輻射較強(qiáng)時的典型情況，在夜間、過渡季節(jié)、陰雨天氣等氣候狀 況下，屋面與屋面下室內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間如有溫度差異，仍有輻射熱量通過屋面進(jìn)出室內(nèi)，對 室內(nèi)熱環(huán)境起著有利或不利的影響。
所述屋面遮熱裝置結(jié)合上述原理，利用在室內(nèi)布置溫度傳感器來測量室內(nèi)空氣溫度，并 與預(yù)先設(shè)置的基準(zhǔn)值比較來判斷室內(nèi)熱環(huán)境狀況，再通過在屋面下表面以及屋面下相對的室 內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面布置溫度傳感器，對兩個溫度進(jìn)行比較來判斷通過屋面與室內(nèi)相對圍護(hù)結(jié)構(gòu) 之間的熱流方向。再通過控制器根據(jù)室內(nèi)熱環(huán)境的需要以及屋面與室內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間輻射熱 流方向來帶動驅(qū)動皮帶，實現(xiàn)折疊式遮熱簾的展開及收起，達(dá)到控制通過屋面進(jìn)出室內(nèi)的輻 射熱量，進(jìn)而改善室內(nèi)熱環(huán)境的目的。
綜上所述，本實用新型提供的屋面遮熱裝置，能夠有效的改善建筑室內(nèi)熱環(huán)境，降低室 內(nèi)空調(diào)或采暖能耗，是一種高效、并具有自適應(yīng)性的屋面隔熱裝置。

圖1是遮熱板原理圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)連接圖3是本實用新型中的折疊式遮熱簾示意圖;
圖4是本實用新型實現(xiàn)的控制原理圖;
圖5是實施例1中帶吊頂層的平屋面折疊式遮熱簾隔熱示意圖;
圖6是實施例2中無吊頂層的平屋面折疊式遮熱簾隔熱示意圖;
1-上表面
2-下表面
3-遮熱板
201-屋面下表面溫度傳感器
202-屋面下相對圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面溫度傳感器
203-室內(nèi)氣溫傳感器
204-控制器
205-折疊式遮熱簾
501-遮熱簾驅(qū)動軸
502-驅(qū)動皮帶具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。
遮熱簾對屋面與屋面下相對的室內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間的輻射換熱的消弱作用是通過如下原
理實現(xiàn)的
根據(jù)傳熱學(xué)中輻射換熱的基本原理為了降低兩物體表面間的輻射換熱，可以采用在兩 輻射表面之間布置遮熱板的方法。所謂遮熱板，是指布置在兩個輻射換熱表面之間以削弱輻 射換熱的薄板。
以下是在平行平板之間布置一塊具有低發(fā)射率的遮熱板來降低兩塊平行平板之間的輻 射換熱為例說明遮熱板的工作原理，輻射表面和金屬板的溫度、發(fā)射率如圖l所示，假設(shè)兩 塊平板的發(fā)射率^=^=0.8，遮熱板的發(fā)射率&=0.2，貝U:<formula>formula see original document page 5</formula> (1)<formula>formula see original document page 5</formula>
式中qi,3和q3,2分別為上表面1對遮熱板3和遮熱板3對下表面2的輻射換熱熱流密度。 表面l、 3及表面3、 2兩個系統(tǒng)的系統(tǒng)發(fā)射率分別為
<formula>formula see original document page 6</formula>兩個系統(tǒng)發(fā)射率相等，因此有￡13 =s32 =ft =0.1905。
在熱穩(wěn)態(tài)條件下，仏3=仏2=《2，將式(1)和(2)相加得-
<formula>formula see original document page 6</formula>
當(dāng)未布置遮熱板時，上表面1對下表面2的輻射換熱熱流密度為
<formula>formula see original document page 6</formula>比較有無布置遮熱板的輻射換熱熱流密度，表明布置遮熱板后上表面1對表面2的輻射 換熱為未布置遮熱板時的1/7，輻射換熱大幅度降低。為使削弱輻射換熱的效果更為顯著， 實際上可采用發(fā)射率更低的材料制成遮熱板。如在發(fā)射率為0.8的兩個平行表面之間布置一 塊發(fā)射率為0.05的遮熱板，則可使輻射熱量減小到原來的1/27。
參見圖2，屋面下表面溫度傳感器201布置在最上層屋面的下表面，屋面下相對圍護(hù)結(jié)構(gòu) 表面溫度傳感器202對于不同的屋面形式布置在不同的位置；對于無吊頂層的平屋面或坡屋 面，則布置在屋面下室內(nèi)地表面；對于有吊頂層的平屋面或坡屋面，則布置在吊頂層的上表 面；對于雙層通風(fēng)屋面，則布置在下層屋面的上表面。折疊式遮熱簾205則平行布置在最上 層屋面下方一定距離處，控制器204接收溫度傳感器201、 202和203的輸出信號，經(jīng)過對信 號進(jìn)行處理和判斷后，作出相應(yīng)控制指令，由其內(nèi)部驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動與控制器204動力輸出端
連接的驅(qū)動皮帶502動作，最后通過與驅(qū)動皮帶502連接的遮熱簾驅(qū)動軸501實現(xiàn)遮熱巻簾 205的展開或收起。
參見圖3，圖3為折疊式遮熱簾205的結(jié)構(gòu)示意圖。
參見圖4，首先設(shè)定兩個不同的室內(nèi)高溫基準(zhǔn)值TH和低溫基準(zhǔn)值TL,然后利用溫度傳 感器連續(xù)不斷地測量三個測點的溫度室內(nèi)空氣氣溫TO、屋面下表面溫度T1、屋面下相對 圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面溫度T2，并將其轉(zhuǎn)換為電訊號傳遞給控制器204。將室內(nèi)空氣溫度TO與兩個 室內(nèi)高溫基準(zhǔn)值TH、低溫基準(zhǔn)值TL相比較，用以判斷室內(nèi)溫度過高、過低或者適中，再 將屋面下表面溫度Tl與屋面下相對圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面溫度T2相比較，判斷此時兩表面之間的 輻射換熱的傳遞方向，當(dāng)屋面下表面溫度Tl高于屋面下相對圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面溫度T2(T1>T2)， 則說明輻射換熱是從屋面?zhèn)飨蚴覂?nèi)，相反則反之。當(dāng)輻射換熱方向是從屋面?zhèn)飨蚴覂?nèi)時，如 此時室內(nèi)溫度較高，則通過控制器204動作保持折疊式遮熱簾205處于展開狀態(tài)，如此時室 內(nèi)溫度較低，則通過控制器204動作保持折疊式遮熱簾205處于收起狀態(tài)；當(dāng)輻射換熱方向 是從室內(nèi)傳向屋面時，如此時室內(nèi)溫度較高，則通過控制器204動作保持折疊式遮熱簾205 處于收起狀態(tài)，如此時室內(nèi)溫度較低，則通過控制器204動作保持折疊式遮熱簾205處于展 開狀態(tài)；如此時室內(nèi)溫度適中，則保持折疊式遮熱簾維持上一次狀態(tài)不變。
實施例l，帶吊頂層的平屋面隔熱
參見圖5，圖5為本實用新型應(yīng)用于帶吊頂層的平屋面隔熱時的示意圖，圖中包括屋 面下表面溫度傳感器201，位于吊頂層上表面的屋面下相對圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面溫度傳感器202， 室內(nèi)氣溫傳感器203，上述三個位置的傳感器均接入控制器204，控制器204又接入驅(qū)動皮 帶502，遮熱簾驅(qū)動軸501和折疊式遮熱簾205;其中屋面下相對圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面溫度傳感器
位于吊頂層上表面。
其工作過程為當(dāng)溫度傳感器201、 202、 203、折疊式遮熱簾205及控制器204布置完 畢后，首先通過控制器204設(shè)定室內(nèi)空氣高溫基準(zhǔn)值TH和低溫基準(zhǔn)值TL (TH>TL， TH和 TL可分別設(shè)定為27。C和20。C)。通過溫度傳感器201、 202、 203連續(xù)測定屋面下表面溫度
Tl、吊頂層上表面溫度T2作為屋面下相對圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面溫度、室內(nèi)空氣溫度T0，并傳送給 控制器204。在控制器204中，將室內(nèi)空氣溫度TO與高溫基準(zhǔn)值TH和低溫基準(zhǔn)值TL進(jìn)行 比較
O當(dāng)測得的室內(nèi)空氣溫度TO大于高溫基準(zhǔn)值TH時，說明室內(nèi)氣溫偏高需要降溫，在 控制器204中，對屋面下表面溫度Tl和吊頂層上表面溫度T2進(jìn)行比較，之后根據(jù)Tl和 T2的比較結(jié)果進(jìn)行如下操作
① 當(dāng)Tl比T2高M(jìn) °C以上時(M可設(shè)置為1°C)，通過控制器204動作，驅(qū)動皮帶502 轉(zhuǎn)動，帶動遮熱簾驅(qū)動軸501逆時針方向轉(zhuǎn)動，使得折疊式遮熱簾205達(dá)到展開狀態(tài)。
② 當(dāng)T1比T2低M。C以上時(M可設(shè)置為rc)，通過控制器204動作，驅(qū)動皮帶502
轉(zhuǎn)動，帶動遮熱簾驅(qū)動軸501順時針方向轉(zhuǎn)動，使得折疊式遮熱簾205達(dá)到收起狀態(tài)。
③ 當(dāng)T2-M5T1 ST2 + M時(M可設(shè)置為1。C)，控制器204不動作，保持折疊式遮 熱簾205維持當(dāng)前狀態(tài)。
2) 當(dāng)測得的室內(nèi)空氣溫度TO小于低溫基準(zhǔn)值TL時，說明室內(nèi)氣溫偏低需要升溫，在 控制器204中，對屋面下表面溫度Tl和吊頂層上表面溫度T2進(jìn)行比較，之后根據(jù)Tl和 T2的比較結(jié)果進(jìn)行如下操作
① 當(dāng)Tl比T2高M(jìn)。C以上時(M可設(shè)置為1°C),通過控制器204動作，驅(qū)動皮帶502 轉(zhuǎn)動，帶動遮熱簾驅(qū)動軸501順時針方向轉(zhuǎn)動，使得折疊式遮熱簾205達(dá)到收起狀態(tài)。
② 當(dāng)T1比T2低M^以上時(M可設(shè)置為1。C)，通過控制器204動作，驅(qū)動巻軸皮
帶502，帶動遮熱簾驅(qū)動軸501逆時針方向轉(zhuǎn)動，使得折疊式遮熱簾205達(dá)到展開狀態(tài)。
③ 當(dāng)T2-M^T1 ST2 + M時(M可設(shè)置為1。C)，控制器204不動作，保持折疊式遮 熱簾205維持當(dāng)前狀態(tài)。
3) 當(dāng)測得的室內(nèi)空氣溫度TO介于高溫基準(zhǔn)值TH和低溫基準(zhǔn)值TL之間，即TLST05TH 時，說明室內(nèi)氣溫適中，控制器204不動作，使得折疊式遮熱簾205維持當(dāng)前狀態(tài)。
通過控制器的信號輸出控制驅(qū)動皮帶帶動驅(qū)動軸動作，實現(xiàn)折疊式遮熱簾完成相應(yīng)操作 后，接著連續(xù)測量溫度TO、 T1和T2，根據(jù)需要繼續(xù)下一次操作。 實施例2:無吊頂層的平屋面隔熱
參見圖6，圖6為本實用新型應(yīng)用于無吊頂層的平屋面隔熱時的示意圖，圖中包括屋
面下表面溫度傳感器201，位于室內(nèi)地表面的屋面下相對圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面溫度傳感器202，室 內(nèi)氣溫傳感器203，控制器204，折疊式遮熱簾205，遮熱簾驅(qū)動軸501，驅(qū)動皮帶502;結(jié) 構(gòu)、原理均與實施例1一致，但其中屋面下相對圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面溫度傳感器位于室內(nèi)地表面。
權(quán)利要求1、一種屋面遮熱裝置，包括折疊式遮熱簾，控制器和溫度傳感器，其特征在于，所述折疊式遮熱簾位于建筑物屋面與屋面下室內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間，所述溫度傳感器分別位于屋面下表面、屋面下室內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面、室內(nèi)空氣側(cè)三個位置，且所有傳感器均接入控制器的輸入端，控制器的動力輸出端連接驅(qū)動皮帶，最后驅(qū)動皮帶接入控制遮熱簾展開與收起的遮熱簾驅(qū)動軸。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述屋面遮熱裝置，其特征在于，所述折疊式遮熱簾由 多塊具有一定硬度的遮熱板組成，不同遮熱板之間軟性連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述屋面遮熱裝置，其特征在于，所述折疊式遮熱簾由低發(fā)射率高反射率材料制成，對于低溫?zé)彷椛涞姆瓷渎蕿?.8以上。
專利摘要本實用新型公開了一種屋面遮熱裝置，包括折疊式遮熱簾，控制器和溫度傳感器，所述折疊式遮熱簾位于建筑物屋面與屋面下室內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間，所述溫度傳感器分別位于屋面下表面、屋面下室內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面、室內(nèi)空氣側(cè)三個位置，且所有傳感器均接入控制器的輸入端，控制器的動力輸出端連接驅(qū)動皮帶，最后驅(qū)動皮帶接入控制遮熱簾展開與收起的遮熱簾驅(qū)動軸。本實用新型能有效減少通過屋面層進(jìn)出室內(nèi)的輻射熱量；并可根據(jù)室內(nèi)熱環(huán)境的實際需求來控制遮熱簾的展開和收起，最大程度地改善室內(nèi)熱環(huán)境，提高室內(nèi)熱舒適性，適用于坡屋面、平屋面、雙層通風(fēng)屋面等多種屋面形式。
文檔編號E04B1/74GK201202226SQ20082005318
公開日2009年3月4日 申請日期2008年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月19日
發(fā)明者偉 劉, 晉 周, 張國強(qiáng), 峰 徐 申請人:湖南大學(xué)