本實用新型實用新型屬于建筑用材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

建筑物圍護結(jié)構(gòu)的能量損失主要來自三部分：①外墻；②門窗；③屋頂。這三部分的節(jié)能技術(shù)是各國建筑界都非常關(guān)注的。主要發(fā)展方向是，開發(fā)高效、經(jīng)濟的保溫、隔熱材料和切實可行的構(gòu)造技術(shù)，以提高圍護結(jié)構(gòu)的保溫、隔熱性能和密閉性能。

就墻體節(jié)能而言，傳統(tǒng)的用單一材料增加墻體厚度來達到保溫的作法已不能適應(yīng)節(jié)能和環(huán)保的要求，而復(fù)合墻體越來越成為墻體的主流。復(fù)合墻體一般用塊體材料或鋼筋混凝土作為承重結(jié)構(gòu)，與保溫隔熱材料復(fù)合，或在框架結(jié)構(gòu)中用薄壁材料加以保溫、隔熱材料作為墻體。建筑用保溫、隔熱材料主要有巖棉、礦渣棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、加氣混凝土及膠粉聚苯顆粒漿料發(fā)泡水泥保溫板等。這些材料的生產(chǎn)、制作都需要采用特殊的工藝、特殊的設(shè)備，而不是傳統(tǒng)技術(shù)所能及的。

墻體的復(fù)合技術(shù)有內(nèi)附保溫層、外附保溫層和夾心保溫層三種。中國采用夾心保溫作法的較多；在歐洲各國，大多采用外附發(fā)泡聚苯板的作法，在德國，外保溫建筑占建筑總量的80％，而其中70％均采用泡沫聚苯板。

建筑節(jié)能是貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、實現(xiàn)國家節(jié)能規(guī)劃目標(biāo)、減排溫室氣體的重要措施，符合全球發(fā)展趨勢。新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料、新產(chǎn)品等綜合運用是實現(xiàn)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)達標(biāo)的必需要素。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型針對當(dāng)前采用“墻面磚+保溫棉之類”的組合保溫層容易在面層與保溫棉間發(fā)生粘結(jié)不牢，或保溫層與墻體粘結(jié)不牢而脫落、多種不同性質(zhì)材料粘結(jié)間容易受溫度、水等因素影響導(dǎo)致粘結(jié)破壞，從而直接影響墻體保溫和安全的問題，為此，本實用新型首次提出采用單一材料的保溫技術(shù)，避免了材料性能差異的缺陷、減少了粘結(jié)層可能的脫落、增加了仿生性能的保溫隔熱空氣層，提高了保溫磚體材料的力學(xué)性能，實現(xiàn)了保溫/隔音綜合效果。本實用新型可替代現(xiàn)有的“墻面磚+保溫棉的內(nèi)附或外附保溫層”，本實用新型可直接作為墻體磚材實現(xiàn)保溫和墻體一體化。

本實用新型基于新材料、新工藝設(shè)計出具有特殊結(jié)構(gòu)的節(jié)能保溫的新型保溫墻磚。

實用新型需要保護的技術(shù)方案，關(guān)鍵的技術(shù)要點表征為：

一種基于仿生原理的空心保溫/隔音磚，其特征在于，

包括內(nèi)部是中空的磚體；

包括內(nèi)部的球形體，置于所述磚體內(nèi)，充分利用球形空間體積大、表面能最低的仿生結(jié)構(gòu)原理；

包括填充層2，將其注入所述磚體與球形體之間的空隙內(nèi)。

具體的說，所述磚體可以為石膏磚、瓷磚、混凝土磚等，并未窮舉，本實用新型此技術(shù)特征限定為：可應(yīng)用于建筑領(lǐng)域室內(nèi)外用的一切可能的磚制材料。

進一步優(yōu)化和限定技術(shù)方案，在所述磚體的外壁設(shè)置加筋面層1形成外圍，例如采用現(xiàn)有技術(shù)中的GRG、GRC材料或者直接采用石膏封釉用以增強磚體外圍。

進一步限定技術(shù)方案，所述內(nèi)部的球形體為球形氣囊3或者塑料球體。再進一步限定，所述球形氣囊3、塑料球體，內(nèi)部可以設(shè)計成充氣態(tài)，或者填充物質(zhì)設(shè)計成實心的。當(dāng)選擇是實心的，可以在球體內(nèi)填充保溫棉及纖維提前壓制的球狀物，從而構(gòu)成整個磚的球形填充保溫層。

進一步開拓本實用新型技術(shù)方案，所述內(nèi)部的球形體，為一個，或者為兩個，或者為三個以上。采用多個時，則將多個球體串接成“多球體”，磚體內(nèi)部空間也與之相適應(yīng)，設(shè)計成長條形的磚體。根據(jù)墻體設(shè)計所需，所述內(nèi)部的球形體采用多個時，所述內(nèi)部球體的組合設(shè)計成多球體排列矩陣，并形成形狀與之相適應(yīng)的磚體。

內(nèi)部的多個串接“多球體”，工藝制作時，通過鄰接接觸部使相鄰球體連接起來。所述的鄰接接觸部，球體為實心時，形成球體之間的重疊層；球體為空心時，使得整個“多球體”形成空氣流動通道4，將具有重要的應(yīng)用意義。

根據(jù)磚內(nèi)部空間的布置，內(nèi)部球體之間可采用連通式或者非連通式，即所述鄰接接觸部可以為通孔式或者實體的。當(dāng)為非連通式時，球體間根據(jù)球體重疊位置關(guān)系設(shè)置有支撐5，施工時，支撐5可凸出磚體作為錨固點插入建筑墻體，相當(dāng)于在磚與墻體之間增加內(nèi)部增強機構(gòu)，以增強墻磚粘結(jié)，避免脫落。該支撐5，在實現(xiàn)連接面層和底層的同時，還實現(xiàn)了表面受力承壓和側(cè)向受力抗剪作用。

由于球形空間弧形曲線受力原理，內(nèi)部空心或保溫棉等降低導(dǎo)熱的措施，該磚具有多向受力強度高的特點，結(jié)合中間的石膏材料具有的濕暖性材料、導(dǎo)熱系數(shù)低、密實度高、隔音效果明顯、吸水率低和防火防霉等諸如優(yōu)點，特別適合于作為內(nèi)附或外附一次性施工的外墻保溫材料。對照本領(lǐng)域傳統(tǒng)技術(shù)，因采用“墻面磚+保溫棉的保溫層”結(jié)構(gòu)設(shè)計，容易導(dǎo)致粘貼脫落的風(fēng)險。同時本實用新型可用為室內(nèi)隔音和消防用板材。當(dāng)采用本實用新型大直徑球體時，則可直接應(yīng)用為保溫節(jié)能空心磚。

本實用新型適用于建筑保溫用的內(nèi)外墻貼磚和隔音墻磚，其內(nèi)部空間球體直徑的增大可使磚的整體厚度的增加，從而可用于整體保溫墻磚。

本實用新型采用單一磚來替代現(xiàn)有技術(shù)采用“外墻磚+保濕棉+墻體”的復(fù)合保溫層。

附圖說明

圖1a是實施例1內(nèi)部為雙球串形球形空間的長條形保溫磚結(jié)構(gòu)剖圖。

圖1b是圖1a在1-1處的剖圖。

圖1c是圖1a在2-2處的剖圖。

圖2a是實施例3內(nèi)部為四個球形空間的正方形磚的結(jié)構(gòu)剖圖。

圖2b是圖1a在1-1處的剖圖。

圖2c是圖1a在2-2處的剖圖。

1、GRG外部加筋面層

2、石膏填充層

3、內(nèi)部球形氣囊或球形填充保溫層

4、氣囊重疊層/空氣流動通道

5、內(nèi)部增強支撐

具體實施方式

本實用新型的磚，可以直接作為內(nèi)附或外附保溫層替代現(xiàn)有的“墻面磚+保溫棉的保溫層”，減少因保溫棉過渡層導(dǎo)致與墻體間可能的變形不協(xié)調(diào)與脫落可能。

本實用新型的磚，可根據(jù)內(nèi)部球體的直徑大小，決定磚的厚度，從而可以直接作為保溫墻體磚材使用，實現(xiàn)保溫與墻體一體化。

本實用新型的磚，外圍層可根據(jù)使用環(huán)境采用GRG增強層或釉面層封層。當(dāng)外圍采用GRG增強時，可采用先外后內(nèi)的盒式加工方式加工封裝。

本實用新型的磚，可借助單孔、多孔，甚至少量用于切割的全實心件的任意組合，可實現(xiàn)對任意形狀的墻面的施工。

空心塑料球、充氣球囊、保溫棉球是可根據(jù)磚內(nèi)部空間的布置可采用非連通式和連通式，其形狀可適當(dāng)變形，但最佳效果是圓球形，球形重疊區(qū)可大可小。

所述的空心塑料球、充氣球囊、保溫棉球即是內(nèi)部保溫層，也是內(nèi)部成型支撐“模板”，同時也是受力變形緩沖區(qū)。

所述的空心塑料球、充氣球囊、保溫棉球在于連通式球體間根據(jù)球體重疊位置關(guān)系設(shè)置有空間異形的GRG支撐桿5，用于連接面層和底層的同時，還實現(xiàn)表面受力承壓和側(cè)向受力抗剪作用。支撐桿5可凸出磚體作為磚在墻體內(nèi)的錨固支撐點，增加錨固力，避免極端條件下的脫落。

所述的空心塑料球、充氣球囊、保溫棉球在連通時，可根據(jù)實際情況，在最不利情況即施工或不當(dāng)使用時破損導(dǎo)致滲水或漏水進入后，分散水分分布，從而避免單一球體凍脹破壞的可能。

本實用新型機理:

本實用新型是基于仿生學(xué)原理的空心或內(nèi)填保溫材料的保溫磚，借助仿生學(xué)原理，在磚內(nèi)部形成具有空間體積大、表面能最低的球形空間或球形空間填充物。本實用新型借助雞蛋殼受力原理和蜂巢布置結(jié)構(gòu)，磚使用時是會受一定的平面抗壓力，雖然面磚只有在運輸堆放時才有直接荷載，但作為內(nèi)墻磚會有較大的上部荷載，借助這種結(jié)構(gòu)可在保證受力前提下最大可能提高內(nèi)部空間層的體積，空間層大，則整體導(dǎo)熱系數(shù)降低，從而獲取最低的導(dǎo)熱性能；球形表面能低有利于受力，可實現(xiàn)多向受力的分散，就如手握雞蛋不容易粉碎雞蛋的原理。平面上采用蜂巢的布置可以在有限空間布置最多的蜂室，但厚度方向上采用“蜂室”重疊式有規(guī)律布置實現(xiàn)蜂室連通，本實用新型空間斷面如圖1a和圖2a所示3-3斷面。

本實用新型創(chuàng)新點：

現(xiàn)有的空心保溫磚繁多。本實用新型與現(xiàn)有的空心保溫磚的區(qū)別，一是空間結(jié)構(gòu)不同，二是材料不同，尤其是導(dǎo)熱性方面和受力方面。

以下結(jié)合附圖給出三個實施例。

實施例1

如圖1a、圖1b、圖1c所示，這里僅示出2個球體的，根據(jù)墻面需要，可能做多球體串在一起的長條形的。該基于仿生原理的空心保溫/隔音磚，其特征在于，

包括內(nèi)部是中空的石膏磚體；

包括內(nèi)部的球形體，置于所述磚體內(nèi)，充分利用球形空間體積大、表面能最低的仿生原理；

包括石膏填充層2，采用與外部磚體一致的材料，將其注入所述磚體與球形體之間的空隙內(nèi)，充分利用石膏容易成型密實的特點。

實施例2

與實施例1相同，本實施例也設(shè)計為兩個球體串在一起的長條形型式。該基于仿生原理的空心保溫/隔音磚，其特征在于，

包括內(nèi)部是中空的瓷磚體；

包括內(nèi)部的球形體，置于所述磚體內(nèi)，充分利用球形空間體積大、表面能最低的仿生原理；

包括石膏填充層2，將其注入所述磚體與球形體之間的空隙內(nèi)，充分利用石膏容易成型密實的特點。

實施例3

如圖2a、圖2b、圖2c所示，內(nèi)部為四個球形空間的正方形磚結(jié)構(gòu)各方向的剖面示意圖。該基于仿生原理的空心保溫/隔音磚，其特征在于，

包括內(nèi)部是中空的混凝土磚體；

包括內(nèi)部的球形體，置于所述磚體內(nèi)，充分利用球形空間體積大、表面能最低的仿生原理；

包括混凝土填充層2，采用與外部磚體一致的材料，將其注入所述磚體與球形體之間的空隙內(nèi)，充分利用密實的特點。

綜上，本實用新型的“磚”，也可以做成“板”。無論是“磚”或者“板”，都可以設(shè)計成空心式，或內(nèi)填式。本實用新型的“磚”/“板”，具有保溫、隔音效果。以上僅為本實用新型的特征實施例，分別是長條形和正方形，可根據(jù)需要改變球體數(shù)量和排列矩陣實現(xiàn)不同規(guī)格的形狀，因此上述實施例并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。