本發(fā)明屬于砌體結(jié)構(gòu)建筑，具體涉及一種砌塊。

背景技術(shù)：

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與鄉(xiāng)村振興建設(shè)的大力推進(jìn)，農(nóng)村居住人口不斷增加，新建農(nóng)宅的數(shù)量日益增多，農(nóng)宅的建筑面積不斷擴(kuò)大。據(jù)統(tǒng)計，截至2020年農(nóng)村人口數(shù)量已達(dá)到城市人口一半以上的規(guī)模，占全國人口數(shù)量的36％左右。據(jù)估計，農(nóng)村住宅建筑面積占全國建筑總面積的40％左右，農(nóng)村住宅的能耗與碳排放水平也已達(dá)到全國建筑能耗與碳排放水平的25％左右。

2、目前，在部分農(nóng)村地區(qū)，由于經(jīng)濟(jì)與技術(shù)條件制約、節(jié)能減排意識薄弱，加之信息流通的滯后，仍有大量農(nóng)宅每年會造成不小的資源能源浪費與碳排放產(chǎn)出。特別是嚴(yán)寒地區(qū)的農(nóng)村，由于氣候條件惡劣，每年僅在供暖方面就會消耗大量能源并產(chǎn)生碳排放。而且隨著農(nóng)村居民對生活質(zhì)量的要求不斷提高，其與節(jié)能減排之間的矛盾日益尖銳，使發(fā)展程度原本就落后于城市的農(nóng)村住宅，面臨著更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。對于住宅而言，外墻面積一般能達(dá)到圍護(hù)體系面積的60％左右，而在農(nóng)宅中通過外墻傳遞損失的熱量一般能占農(nóng)宅運維階段總體熱損失的40％左右，所以有效提升農(nóng)宅外墻的保溫性能是提升農(nóng)宅冬季室內(nèi)舒適水平，減少農(nóng)宅能耗與碳排放的重要舉措。

3、目前嚴(yán)寒地區(qū)農(nóng)宅普遍應(yīng)用的一些建筑結(jié)構(gòu)體系仍存在綠色、低碳性能方面的不足。如：磚混體系的自保溫性能遠(yuǎn)不滿足嚴(yán)寒地區(qū)的保溫要求；剪力墻體系在應(yīng)用于低層住宅時產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性能冗余造成部分資源的浪費；廣泛應(yīng)用于農(nóng)村外墻的有機(jī)保溫材料蓄熱性能普遍較低、整體熱惰性不足，在建筑運維過程中僅通過墻體自身性能調(diào)節(jié)以維持住宅室內(nèi)恒溫的能力有限；施工過程中主體結(jié)構(gòu)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的非一體化設(shè)計等不足均在農(nóng)村住宅的全生命周期內(nèi)產(chǎn)生了不必要的資源消耗與碳排放。所以，提出一種適用于嚴(yán)寒地區(qū)氣候條件且具備一定“自我調(diào)節(jié)”能力的，保溫與結(jié)構(gòu)一體化的砌體結(jié)構(gòu)農(nóng)宅新型砌塊是十分必要的。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的嚴(yán)寒地區(qū)農(nóng)宅外墻蓄熱能力不足與熱惰性較低的問題，提出了一種保溫與結(jié)構(gòu)一體化的呼吸式綠色保溫蓄熱砌塊，增強了墻體的熱穩(wěn)定性，提升了砌塊間的連接性能同時簡化了墻體的砌筑工藝，使墻體的熱工性能與結(jié)構(gòu)性能均得到提升；在砌塊結(jié)構(gòu)層如內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層和外側(cè)相變保溫砂漿層兩側(cè)邊分別設(shè)置有豎向的凸榫和凹槽、上端和下端設(shè)置的凸塊(13)和凹坑、以及設(shè)置鋼絞線(7)使結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了砌塊的簡便的橫向和縱向連接，并配套有簡便的施工操作，減少了砌筑工程的濕作業(yè)量；結(jié)構(gòu)層選用相變材料的同時在砌塊內(nèi)開設(shè)氣流環(huán)繞通道，使砌塊在冬季白天氣溫較高時能夠吸收儲蓄砌塊內(nèi)環(huán)流熱空氣的熱量，待晚上外界氣溫降低時將熱量釋放至室內(nèi)，實現(xiàn)降低房屋采暖能耗與碳排放、促進(jìn)砌體結(jié)構(gòu)農(nóng)宅在嚴(yán)寒地區(qū)發(fā)展的目標(biāo)。

2、本發(fā)明保溫與結(jié)構(gòu)一體化的呼吸式綠色保溫蓄熱砌塊由中部砌塊、頂部砌塊和底部砌塊構(gòu)成；所述中部砌塊、頂部砌塊和底部砌塊均由外側(cè)相變保溫砂漿層(1)、內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)、內(nèi)側(cè)保溫層(3)和外側(cè)保溫層(4)構(gòu)成；

3、所述內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)的兩側(cè)邊分別設(shè)置有豎向的凸榫和凹槽，內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)的外表面設(shè)置有兩行第一燕尾型榫快(6)，每行內(nèi)的多個第一燕尾型榫快(6)構(gòu)成燕尾型榫條，燕尾型榫條內(nèi)設(shè)置有鋼絞線(7)；外側(cè)相變保溫砂漿層(1)的兩側(cè)邊分別設(shè)置有豎向的凸榫和凹槽，外側(cè)相變保溫砂漿層(1)的內(nèi)表面設(shè)置有兩行第二燕尾型榫快(10)，每行內(nèi)的多個第二燕尾型榫快(10)構(gòu)成燕尾型榫條，內(nèi)設(shè)置有鋼絞線(7)，外側(cè)相變保溫砂漿層(1)的外表面設(shè)置有兩行第三燕尾型榫快(11)，每行內(nèi)的多個第三燕尾型榫快(11)構(gòu)成燕尾型榫條；內(nèi)側(cè)保溫層(3)的內(nèi)表面設(shè)置有兩條水平的第一燕尾槽(8)，內(nèi)側(cè)保溫層(3)的外表面設(shè)置有兩條水平的第二燕尾槽(9)；外側(cè)保溫層(4)的內(nèi)表面設(shè)置有兩條水平的第三燕尾槽(12)；所述外側(cè)相變保溫砂漿層(1)、內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)和外側(cè)保溫層(4)的寬度相同，內(nèi)側(cè)保溫層(3)的寬度小于外側(cè)相變保溫砂漿層(1)，內(nèi)側(cè)保溫層(3)兩側(cè)邊、內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)的外表面和外側(cè)相變保溫砂漿層(1)的內(nèi)表面構(gòu)成接縫澆筑腔(39)；內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)的外表面兩側(cè)、以及外側(cè)相變保溫砂漿層(1)內(nèi)表面的兩側(cè)分別設(shè)置有一列方形凸塊(5)，當(dāng)對相鄰的砌塊接縫位置灌注相變混凝土?xí)r方形凸塊(5)能夠增大砌塊與相變混凝土的連接強度；

4、所述中部砌塊中：內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)的上端面設(shè)置有多個凸塊(13)，內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)的下端面設(shè)置有多個與凸塊(13)相對稱的凹坑，內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)內(nèi)設(shè)置有數(shù)個豎向的通道(14)，通道(14)的兩端分別設(shè)置在凸塊(13)的中心和凹坑的中心，外側(cè)相變保溫砂漿層(1)的上端面設(shè)置有多個凸塊(13)，外側(cè)相變保溫砂漿層(1)的下端面設(shè)置有多個與凸塊(13)相對稱的凹坑，外側(cè)相變保溫砂漿層(1)內(nèi)設(shè)置有數(shù)個豎向的通道(14)，通道(14)的兩端分別設(shè)置在凸塊(13)的中心和凹坑的中心；

5、所述頂部砌塊中：內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)的上部設(shè)置有一行橫向貫通的第一頂部水平通孔(16)和一行第一頂部換氣孔(17)，第一頂部換氣孔(17)設(shè)置在第一頂部水平通孔(16)的下方，內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)的下端面設(shè)置有多個凹坑，內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)內(nèi)設(shè)置有數(shù)個豎向的通道(14)，豎向的通道(14)的下端為敞口設(shè)置在內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)的下端面的凹坑中心，第一頂部換氣孔(17)為盲孔，第一頂部換氣孔(17)的敞口一端設(shè)置在內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)的內(nèi)表面，第一頂部換氣孔(17)的另一端與設(shè)置在內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)內(nèi)部的豎向的通道(14)的上端連通；外側(cè)相變保溫砂漿層(1)的上部設(shè)置有一行橫向貫通的第二頂部水平通孔(20)和一行第二頂部換氣孔(21)，第二頂部換氣孔(21)設(shè)置在第二頂部水平通孔(20)的下方，外側(cè)相變保溫砂漿層(1)的下端面設(shè)置有多個凹坑，外側(cè)相變保溫砂漿層(1)內(nèi)設(shè)置有數(shù)個豎向的通道(14)，豎向的通道(14)的下端為敞口設(shè)置在外側(cè)相變保溫砂漿層(1)的下端面的凹坑中心，第二頂部換氣孔(21)為盲孔，第二頂部換氣孔(21)的敞口一端設(shè)置在外側(cè)相變保溫砂漿層(1)的外表面，第二頂部換氣孔(21)的另一端與設(shè)置在外側(cè)相變保溫砂漿層(1)內(nèi)部的豎向的通道(14)的上端連通；內(nèi)側(cè)保溫層(3)的上部設(shè)置有橫向貫通的第三頂部水平通孔(22)；外側(cè)保溫層(4)的上部設(shè)置有一行橫向貫通的第四頂部水平通孔(18)和一行第四頂部換氣孔(19)，第四頂部換氣孔(19)設(shè)置在第四頂部水平通孔(18)的下方；

6、所述底部砌塊中：內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)的下部設(shè)置有一行橫向貫通的第一底部水平通孔(26)和一行第一底部換氣孔(27)，第一底部水平通孔(26)設(shè)置在第一底部換氣孔(27)的下方，內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)的上端面設(shè)置有多個凸塊(13)，內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)內(nèi)設(shè)置有數(shù)個豎向的通道(14)，豎向的通道(14)的上端為敞口設(shè)置在內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)的上端面的凸塊(13)中心，第一底部換氣孔(27)為盲孔，第一底部換氣孔(27)的敞口一端設(shè)置在內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)的外表面，第一底部換氣孔(27)的另一端與設(shè)置在內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)內(nèi)部的豎向的通道(14)的下端連通；外側(cè)相變保溫砂漿層(1)的下部設(shè)置有一行橫向貫通的第二底部水平通孔(28)和一行第二底部換氣孔(29)，第二底部水平通孔(28)設(shè)置在第二底部換氣孔(29)的下方，外側(cè)相變保溫砂漿層(1)的上端面設(shè)置有多個凸塊(13)，外側(cè)相變保溫砂漿層(1)內(nèi)設(shè)置有數(shù)個豎向的通道(14)，豎向的通道(14)的上端為敞口設(shè)置在外側(cè)相變保溫砂漿層(1)的上端面的凸塊(13)中心，第二底部換氣孔(29)為盲孔，第二底部換氣孔(29)的敞口一端設(shè)置在外側(cè)相變保溫砂漿層(1)的內(nèi)表面，第二底部換氣孔(29)的另一端與設(shè)置在外側(cè)相變保溫砂漿層(1)內(nèi)部的豎向的通道(14)的下端連通；內(nèi)側(cè)保溫層(3)的下部設(shè)置有橫向貫通的第三底部水平通孔(30)和橫向貫通的第三底部換氣孔(31)；外側(cè)保溫層(4)的下部設(shè)置有一行橫向貫通的第四底部水平通孔(34)；

7、頂部砌塊中設(shè)置有第一換氣管(23)和第二換氣管(24)，第一換氣管(23)設(shè)置在第一頂部水平通孔(16)、第三頂部水平通孔(22)、第二頂部水平通孔(20)和第四頂部水平通孔(18)內(nèi)；第二換氣管(24)的一端設(shè)置在第二頂部換氣孔(21)內(nèi)，第二換氣管(24)的另一端設(shè)置在第四頂部換氣孔(19)內(nèi)；

8、底部砌塊中設(shè)置有第三換氣管(32)和第四換氣管(33)，第三換氣管(32)設(shè)置在第一底部水平通孔(26)、第三底部水平通孔(30)、第二底部水平通孔(28)和第四底部水平通孔(34)內(nèi)；第四換氣管(33)的一端穿過第三底部換氣孔(31)設(shè)置在內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)的下部的第一底部換氣孔(27)內(nèi)，第四換氣管(33)的另一端設(shè)置在外側(cè)相變保溫砂漿層(1)的第二底部換氣孔(29)內(nèi)；

9、中部砌塊、頂部砌塊和底部砌塊中的的內(nèi)側(cè)保溫層(3)的兩側(cè)均設(shè)置有豎向的第五換氣管(35)，第五換氣管(35)的為多孔管，底部砌塊中內(nèi)側(cè)保溫層(3)的兩側(cè)分別設(shè)置有橫向的第六換氣管(36)，第六換氣管(36)的中部與第五換氣管(35)的下端連通，第六換氣管(36)的一端設(shè)置在第一底部換氣孔(27)內(nèi)，第六換氣管(36)的另一端設(shè)置在第二底部換氣孔(29)內(nèi)；頂部砌塊的兩側(cè)分別設(shè)置有橫向的第七換氣管(37)，第七換氣管(37)的一端與第五換氣管(35)的上端連通，第七換氣管(37)的另一端設(shè)置在第四頂部換氣孔(19)內(nèi)；

10、所述中部砌塊、頂部砌塊和底部砌塊用于砌筑砌塊墻，砌塊墻中一行頂部砌塊設(shè)置在砌塊墻的最頂端，一行底部砌塊設(shè)置在砌塊墻的最底端，頂部砌塊和底部砌塊之間設(shè)置多行中部砌塊；在接縫澆筑腔(39)內(nèi)澆筑相變混凝土；相鄰的頂部砌塊中的鋼絞線(7)的端部的圓環(huán)相搭接且圓環(huán)內(nèi)設(shè)置有縱向鋼筋(38)；相鄰的頂部砌塊中的鋼絞線(7)的端部的圓環(huán)相搭接且圓環(huán)內(nèi)設(shè)置有縱向鋼筋(38)；相鄰的底部砌塊中的鋼絞線(7)的端部的圓環(huán)相搭接且圓環(huán)內(nèi)設(shè)置有縱向鋼筋(38)；在同一豎向直線上的頂部砌塊中內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)中的豎向的通道(14)、中部砌塊中內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)中的豎向的通道(14)和底部砌塊中內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)豎向的通道(14)相連通；在同一豎向直線上的頂部砌塊中外側(cè)相變保溫砂漿層(1)中的豎向的通道(14)、中部砌塊中外側(cè)相變保溫砂漿層(1)中的豎向的通道(14)和底部砌塊中外側(cè)相變保溫砂漿層(1)中豎向的通道(14)相連通。

11、利用保溫與結(jié)構(gòu)一體化的呼吸式綠色保溫蓄熱砌塊構(gòu)成砌塊墻，并利用砌塊墻進(jìn)行熱量存儲和交換的方法按照以下步驟進(jìn)行：

12、夏季時，開放第一頂部水平通孔(16)、第四頂部水平通孔(18)和第一換氣管(23)，開放第一底部水平通孔(26)、第四底部水平通孔(34)和第三換氣管(32)，利用管堵頭(25)封閉第一頂部換氣孔(17)和第四頂部換氣孔(19)；根據(jù)煙囪效應(yīng)原理，當(dāng)頂部砌塊室外一側(cè)風(fēng)速較大時，第四頂部水平通孔(18)的外端口壓力降低，此時室內(nèi)氣壓大于室外氣壓，根據(jù)熱壓通風(fēng)原理，室內(nèi)頂部熱空氣通過第一頂部水平通孔(16)、第四頂部水平通孔(18)和第一換氣管(23)涌入室外，此時由于室內(nèi)熱空氣流出，導(dǎo)致室內(nèi)頂部位置氣壓降低，根據(jù)熱壓通風(fēng)原理，室內(nèi)下部熱空氣向室內(nèi)頂部流動，并通過第一頂部水平通孔(16)、第四頂部水平通孔(18)和第一換氣管(23)涌入室外，此時由于室內(nèi)熱空氣上行，導(dǎo)致室內(nèi)底部位置氣壓下降，室外氣壓大于室內(nèi)底部位置氣壓，室外的涼爽空氣將通過第一底部水平通孔(26)、第四底部水平通孔(34)和第三換氣管(32)涌入室內(nèi)，實現(xiàn)夏季室內(nèi)外空氣循環(huán)流通；

13、冬季白天時，在砌塊墻外側(cè)布置陽光間，利用管堵頭(25)封閉第一頂部水平通孔(16)、第四頂部水平通孔(18)、開放第一底部水平通孔(26)、第四底部水平通孔(34)、第一頂部換氣孔(17)和第四頂部換氣孔(19)，此時室外陽光照射陽光間，陽光間內(nèi)氣體被加熱后溫度升高，熱空氣上升使陽光間頂部氣體壓力增大，根據(jù)熱壓通風(fēng)原理，陽光間內(nèi)的熱空氣進(jìn)入頂部砌塊的第四頂部換氣孔(19)，并依次經(jīng)過第二換氣管(24)、頂部砌塊中外側(cè)相變保溫砂漿層(1)中的豎向的通道(14)、中部砌塊中外側(cè)相變保溫砂漿層(1)中的豎向的通道(14)、底部砌塊中外側(cè)相變保溫砂漿層(1)中豎向的通道(14)、第四換氣管(33)、第一底部換氣孔(27)、底部砌塊中內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)豎向的通道(14)、中部砌塊中內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)中的豎向的通道(14)頂部砌塊中內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)中的豎向的通道(14)、第一頂部換氣孔(17)進(jìn)入室內(nèi)，同時陽光間內(nèi)的熱空氣進(jìn)入頂部砌塊的第四頂部換氣孔(19)，并依次經(jīng)過第七換氣管(37)、第五換氣管(35)、第六換氣管(36)、第一底部換氣孔(27)、底部砌塊中內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)豎向的通道(14)、中部砌塊中內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)中的豎向的通道(14)頂部砌塊中內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)中的豎向的通道(14)、第一頂部換氣孔(17)進(jìn)入室內(nèi)，實現(xiàn)熱空氣在砌塊內(nèi)的流通，熱氣體通過與外側(cè)相變保溫砂漿層(1)、內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)、接縫澆筑腔(39)內(nèi)的相變混凝土換熱，將熱量儲存在外側(cè)相變保溫砂漿層(1)、內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)、接縫澆筑腔(39)內(nèi)的相變混凝土中，熱氣體進(jìn)入室內(nèi)后室內(nèi)上部空間氣壓升高，室內(nèi)冷空氣向室內(nèi)底部流動，導(dǎo)致室內(nèi)底部空氣壓力升高，室內(nèi)冷空氣由第一底部水平通孔(26)、第四底部水平通孔(34)和第三換氣管(32)流入室外陽光間，被陽光加熱后再次上升并循環(huán)進(jìn)入砌塊墻；冬季夜間時，利用管堵頭(25)封閉第一頂部水平通孔(16)、第四頂部水平通孔(18)、第一底部水平通孔(26)、第四底部水平通孔(34)、第一頂部換氣孔(17)和第四頂部換氣孔(19)，外側(cè)相變保溫砂漿層(1)、內(nèi)側(cè)相變保溫砂漿層(2)、及接縫澆筑腔(39)內(nèi)的相變混凝土中儲存的熱量釋放至室內(nèi)實現(xiàn)室內(nèi)增溫。

14、本發(fā)明原理及有益效果為：

15、本發(fā)明保溫與結(jié)構(gòu)一體化的呼吸式綠色保溫蓄熱砌塊構(gòu)成的砌塊墻基于熱壓通風(fēng)原理與材料蓄熱性能進(jìn)行設(shè)計，設(shè)置了氣流環(huán)繞相變層，具有蓄熱功能的同時兼具了較好的保溫性、熱惰性，且具有一定的結(jié)構(gòu)受力性能。與傳統(tǒng)的保溫砌塊相比，本發(fā)明保溫砌塊在具有較高保溫性能的同時又進(jìn)一步提升了砌塊自身的蓄熱性、熱惰性，進(jìn)而提升了墻體的熱穩(wěn)定性；通過預(yù)埋的鋼絞線提升了砌塊間的連接性能、簡化了施工過程；通過砂漿層開設(shè)的榫卯結(jié)構(gòu)有效提升了砂漿層(結(jié)構(gòu)層)與保溫層的連接強度，降低了砌塊砌筑時的施工作業(yè)量，改進(jìn)了傳統(tǒng)砌體墻橫向與縱向都有砌筑砂漿縫進(jìn)而造成熱損失的不足，減少了濕作業(yè)量，助力了綠色施工的實現(xiàn)；本發(fā)明的創(chuàng)新性在砌塊內(nèi)部設(shè)置了氣流環(huán)繞的通道，同時利用相變材料的特性使砌塊兼具保溫性、蓄熱性、熱惰性，提升了墻體的熱穩(wěn)定性，并配有可隨時拆卸的堵頭，使砌塊墻具備了呼吸能力，以提升其對不同環(huán)境條件的調(diào)節(jié)適應(yīng)能力，減少了房屋的冬季采暖能耗與夏季供冷能耗，降低了運維過程的碳排放。本發(fā)明保溫砌塊對促進(jìn)砌體結(jié)構(gòu)在農(nóng)村住宅領(lǐng)域發(fā)展并應(yīng)用于嚴(yán)寒或寒冷地區(qū)具有重要意義。