本實用新型涉及一種阻斷建筑物中熱傳遞的結構,具體說涉及一種阻斷通過幕墻建筑熱冷橋傳熱的結構。
背景技術:
通常來講,幕墻建筑熱冷橋的處理方法是在室外金屬構件和室內金屬構件之間設置導熱系數在0.25W/(m·K)左右的斷熱冷橋材料,且該斷熱冷橋材料往往設置在室內金屬構件的外側或室外金屬構件的內側,這是為了盡量將隔熱等溫線保持成一直線,且將較低的溫度線保持在室內金屬構件的外側,從而獲得最好的斷熱冷橋效果??墒?,實際工程中由于種種原因,有些幕墻建筑沒能在室內金屬構件和室外金屬構件之間設置斷熱冷橋材料,或者即使設置了斷熱冷橋材料,卻沒能達到令人滿意的隔熱效果,如果要對這些幕墻建筑進行隔熱性能的改進或改造,勢必要對整個幕墻進行局部、甚至全面的拆除,難度大,經濟成本也很高。
一棟位于北京CBD地區的超高層幕墻項目,自2007年工程完工以后,不斷出現由于幕墻鋁框冷熱橋造成室內結露和結冰的情況,同時由于熱量大量通過幕墻冷熱橋流失,造成了空調負荷增加和浪費電費的情況。自2007年工程竣工以來甲方對該大廈的室內結露和幕墻不保溫的情況非??鄲?,也試圖進行補救,包括通過第三方使用熱成像儀來確定幕墻的冷熱橋位置,但始終尋求不到任何有效的在既有幕墻上解決冷熱橋的方法。
從工程設計角度,可考慮采用礦棉等保溫材料對冷熱橋位置進行包覆,或選用更高配置的玻璃以滿足建筑節能的要求,但這兩種技術方案均存在不足之處:
采用礦棉等保溫材料進行類似包覆的技術方案:
1)為了達到幕墻的節能設計目標和防止幕墻結露,采用礦棉等保溫材料的厚度至少為2.5cm,包覆完成后的室內金屬龍骨包覆完成面厚度增加至少5cm以上,嚴重影響美觀和室內采光面積,也將減少室內的空間和使用面積,并需要增加更多的室內裝飾板材料;
2)礦棉等保溫材料的抗壓性能不理想,包覆完成后的室內金屬龍骨表面不易保持平整;
3)礦棉等保溫材料的加工性較差,精確地定尺裁切比較困難,也較難做成L形等復雜造型;
4)礦棉保溫材料的固定方式通常為植釘等方式,在室內金屬龍骨上較難實施。
選用更高配置玻璃的技術方案的不足:
1)所謂更高配置的玻璃,其實就是玻璃的傳熱系數更低。目前工程上已普遍采用單銀或雙銀low-e中空玻璃,提高玻璃的配置有以下途徑:提高low-e膜的性能(如三銀low-e),增加中空層的厚度或數量(如三玻雙中空玻璃),采用真空玻璃等。這些方案中,雖然玻璃的傳熱系數有所降低,但在幕墻平均傳熱系數中,玻璃的傳熱系數比例往往小于50%,因此效率并不十分理想。
2)無論是既有幕墻建筑,還是新建幕墻建筑,選用更高配置的玻璃將使整個幕墻的造價大幅上升,特別是對于既有幕墻建筑,改變玻璃的配置意味著需要拆除既有玻璃,并更換新的玻璃,這將是個技術復雜和造價高昂的工程。
本申請人已獲得專利權的、中國實用新型專利2015209456306,“阻斷通過幕墻建筑節點熱冷橋傳熱的結構”,其技術方案是在室內金屬龍骨和幕墻或室外金屬龍骨或金屬構件之間固定一條整體的靠近外側設置的由氣凝膠隔熱毯制成的隔熱條,在不改變現有幕墻所用龍骨型材設計的前提下,大幅提高幕墻隔熱性能,確保幕墻室內不產生結露問題,但對已經建成的、正在使用的大量的幕墻建筑中由于室內金屬龍骨大量傳熱,導致幕墻建筑室內冬季結露、結冰,夏季悶熱的問題,該專利中并未給出不改變現有結構的任何可行的技術方案。
技術實現要素:
本實用新型的目的是提供一種阻斷通過幕墻建筑熱冷橋傳熱的結構,其結構簡單、施工工藝便捷、結構強度高、防火性能好、成本低,并且能大幅提高幕墻建筑的節能效果。
為了實現上述目的,本實用新型的技術解決方案為:
一種阻斷通過幕墻建筑熱冷橋傳熱的結構,包括幕墻、室內金屬龍骨、室內裝飾板,所述幕墻固定于所述室內金屬龍骨外側,所述室內金屬龍骨的外露部分和所述室內裝飾板之間夾持固定有覆蓋所述室內外露部分、由氣凝膠隔熱毯制成的隔熱條。
本實用新型阻斷通過幕墻建筑熱冷橋傳熱的結構,其中,所述隔熱條為一整體,所述隔熱條靠近所述幕墻的兩端面上對稱地分別間隔開有至少兩個切口,各所述切口內分別設置有一硬質隔熱墊塊,各所述硬質隔熱墊塊剛好填滿其所對應的切口,所述室內金屬龍骨、室內裝飾板及所述各硬質隔熱墊塊之間分別通過一機械緊固件連接。
本實用新型阻斷通過幕墻建筑熱冷橋傳熱的結構,其中,所述隔熱條與所述室內金屬龍骨之間通過粘接劑相互固定。
本實用新型阻斷通過幕墻建筑熱冷橋傳熱的結構,其中,所述隔熱條為兩L形隔熱條,所述兩L形隔熱條的靠近所述幕墻的端面上分別對稱地間隔開有至少兩個切口,所述兩L形隔熱條的相互對接的端面之間留有間距,各所述切口及所述間距內分別設置有一硬質隔熱墊塊,各所述硬質隔熱墊塊與其所對應的切口或間距相匹配,所述室內金屬龍骨、室內裝飾板及所述各硬質隔熱墊塊之間分別通過一機械緊固件連接。
本實用新型阻斷通過幕墻建筑熱冷橋傳熱的結構,其中,所述兩L形隔熱條與所述室內金屬龍骨之間均通過粘接劑相互固定,所述兩L形隔熱條對接端面之間通過密封膠填充。
本實用新型阻斷通過幕墻建筑熱冷橋傳熱的結構,其中,所述室內金屬龍骨、隔熱條、室內裝飾板和所述幕墻之間通過密封膠填充。
本實用新型阻斷通過幕墻建筑熱冷橋傳熱的結構,其中,所述各硬質隔熱墊塊和所述室內金屬龍骨之間通過粘接劑相互固定。
采用上述方案后,與現有技術相比由于本實用新型阻斷通過幕墻建筑熱冷橋傳熱的結構在室內金屬龍骨的外露部分和室內裝飾板之間夾持固定有由氣凝膠隔熱毯制成的隔熱條,隔熱條的導熱系數不高于0.021W/(m·K),其隔熱性能相比傳統的斷熱冷橋材料提高了10倍以上,在不改變現有幕墻構造的前提下,既不影響其結構、水密、氣密和結構變形性能,又大幅提高了幕墻的隔熱性能,確保幕墻室內不產生結露問題,同時還簡化了斷熱冷橋的結構形式,減少了幕墻的綜合成本;另外,由于隔熱條便于安裝,可以很好地適應室內金屬龍骨的截面形狀,全部覆蓋室內金屬龍骨的外露部分,形成同一材質、連續、整體的斷熱冷橋;由于氣凝膠隔熱毯是燃燒性能A級的材料,可更好地確保幕墻防火和耐火性能。
隔熱條與室內金屬龍骨之間通過粘接劑相互固定,連接強度更可靠,可消除結構性安全隱患;
還有,由于隔熱條上開有切口,各切口內分別設置一硬質隔熱墊塊,室內金屬龍骨、室內裝飾板及各硬質隔熱墊塊之間分別通過一機械緊固件連接,不僅使連接強度更可靠,消除結構性安全隱患,設置硬質隔熱墊塊還可以保持打釘后的室內裝飾板的平整性,避免氣凝膠隔熱毯制成的隔熱條在通過緊固件固定時受壓變形而影響室內裝飾板的外觀平整度。
據統計,我國不同年份所生產的用于幕墻建筑的幕墻面積如下:1985-1990年,年生產幕墻15萬平米,1991-2000年,年生產幕墻105萬平米,2000年,年生產幕墻1000萬平米,2001-2011年年生產幕墻5000萬平米,至今,幕墻已大量應用于高層建筑中;而建筑的總能耗中,外圍護結構導致的采暖及空調的能耗占總能耗的50%,在幕墻建筑中主要的外圍護結構為玻璃幕墻。幕墻建筑中有一半以上位于嚴寒氣候帶或夏熱冬冷氣候帶,在幕墻建筑中的40%以上的能耗損失是通過外幕墻散失的,因此提高幕墻的隔熱性能可以直接降低幕墻建筑的能耗。通過本實用新型技術方案的實施,幕墻的傳熱系數可以降低20%以上,從而起到有效節能的作用。本實用新型的技術方案既能很方便的用于既有幕墻建筑節能改造,不破壞現有幕墻結構,也可以用于每年5000萬平米的新建幕墻工程,以提高幕墻的節能性能。以幕墻透明部分傳熱系數從2.5W/m2K降低到2.0W/m2K,非透明部分傳熱系數從1.0W/m2K降低到0.8W/m2K為例,本實用新型技術方案的實施每年能節省幕墻建筑的采暖及空調制熱的耗電量約為:夏熱冬冷地區1.5KWh/(m2a),嚴寒地區2.5KWh/(m2a),電的價格按每度電1元人民幣,新建幕墻建筑和改造幕墻建筑的面積按5000萬平方米計算,全國每年可省電1億度,直接經濟價值每年2億元人民幣,若改造建筑的使用時間為30年,則以上每年所改造的幕墻項目可以帶來的直接全建筑壽命價值為60億元人民幣,同時可以大量節省幕墻工程節能改造的費用,并大大的縮短工程施工的時間。
由于本實用新型的技術方案可同時廣泛的應用于美國、加拿大、韓國、日本、澳洲以及歐洲的幕墻設計節點,以上國家和地區的既有幕墻改造及新建幕墻量與中國目前既有和新建幕墻數量相當,但其對幕墻節能設計要求以及幕墻建筑室內環境設計要求更高,相關的人工及幕墻節能改造成本更高,因此本實用新型技術方案的實施將為以上各地區的幕墻建筑帶來每年超過1億度的節電量,約合每年節省美元3,100萬元,若以建筑的使用時間為30年計算,則每年所改造的幕墻項目可以帶來的直接全建筑壽命價值為9.3億美元,并同時節省大量的幕墻工程施工及改造費用。
附圖說明
圖1是本實用新型阻斷通過幕墻建筑熱冷橋傳熱的結構實施例一的橫剖面的結構圖;
圖2是本實用新型阻斷通過幕墻建筑熱冷橋傳熱的結構實施例一中隔熱條的立體圖;
圖7是本實用新型阻斷通過幕墻建筑熱冷橋傳熱的結構實施例二的橫剖面的結構圖;
圖8是本實用新型阻斷通過幕墻建筑熱冷橋傳熱的結構實施例二中一L形隔熱條的立體圖;
圖3至圖6是本實用新型阻斷通過幕墻建筑熱冷橋傳熱的結構的施工方法實施例一的過程示意圖;
圖9至圖12是本實用新型阻斷通過幕墻建筑熱冷橋傳熱的結構的施工方法實施例二的過程示意圖;
圖13至圖16是本實用新型阻斷通過幕墻建筑熱冷橋傳熱的結構的施工方法實施例三的過程示意圖;
圖17至圖20是本實用新型阻斷通過幕墻建筑熱冷橋傳熱的結構的施工方法實施例三的過程示意圖。
具體實施方式
如圖1所示,本實用新型阻斷通過幕墻建筑熱冷橋傳熱的結構實施例一,包括幕墻11、室內金屬龍骨12、室內裝飾板13、室外龍骨18,幕墻11為玻璃幕墻,幕墻11通過膠條和機械緊固件固定于室內金屬龍骨12和室外龍骨18之間,室內金屬龍骨12的室內外露部分外依次設置有由氣凝膠隔熱毯制成的隔熱條14及室內裝飾板13,隔熱條14的導熱系數不高于0.021W/(m·K),隔熱條14與室內金屬龍骨12之間通過多條粘接劑相互固定,多條粘接劑在室內金屬龍骨12的斷面上間隔設置,各條粘接劑沿室內金屬龍骨12的長度方向延伸并且長度和室內金屬龍骨12的長度相同,室內金屬龍骨12和室內裝飾板13夾持住由氣凝膠隔熱毯制成的隔熱條14,如圖2所示,隔熱條14為一整體,隔熱條14斷面形狀為俄文字母的“п”型,與室內龍骨的斷面形狀相吻合,隔熱條14靠近幕墻11的兩端面上對稱地分別間隔開有至少兩個切口141,室內金屬龍骨12上與各切口141相對應的位置處分別粘接有一硬質隔熱墊塊15,硬質隔熱墊塊15由PVC、尼龍、氯丁橡膠或三元乙丙制成,各硬質隔熱墊塊15剛好填滿其所對應的切口141,室內金屬龍骨12、室內裝飾板13及各硬質隔熱墊塊15之間分別通過一機械緊固件16連接,將室內裝飾板13固定于室內金屬龍骨12上,本實施例中,機械緊固件16選用螺釘,室內金屬龍骨12、隔熱條14、室內裝飾板13和幕墻11之間通過密封膠填滿;
如圖7、8所示本實用新型阻斷通過幕墻建筑熱冷橋傳熱的結構實施例二,包括幕墻11’、室內金屬龍骨12’、室內裝飾板13’,幕墻11’為玻璃幕墻,幕墻11’通過膠條和機械緊固件固定于室內金屬龍骨12’上,室內金屬龍骨12’的外露部分外依次設置有由氣凝膠隔熱毯制成的隔熱條14’及室內裝飾板13’,隔熱條14’包括相對設置的兩L形隔熱條,兩L形隔熱條對接端面之間通過密封膠填滿,兩L形隔熱條與室內金屬龍骨12’之間均通過多條粘接劑相互固定,粘接劑在L形隔熱條的斷面上間隔設置,各條粘接劑沿室內金屬龍骨12’的長度方向延伸并且長度和室內金屬龍骨12’的長度相同,室內金屬龍骨12’和室內裝飾板13’分別夾持住一L形隔熱條,兩L形隔熱條的靠近幕墻11’的端面上對稱地分別間隔開有兩個或多個切口141’,兩L形隔熱條的相互對接的端面之間留有間距,室內金屬龍骨12’與各切口141’及間距相對應的位置處分別粘接固定有一硬質隔熱墊塊15’,硬質隔熱墊塊15’由PVC、尼龍、氯丁橡膠或三元乙丙制成,各硬質隔熱墊塊15’剛好填滿其所對應的切口141’及間距,室內金屬龍骨12’、室內裝飾板13’及各硬質隔熱墊塊15’之間分別通過一機械緊固件16’連接將室內裝飾板13’固定于室內金屬龍骨12’上,本實施例中,機械緊固件16’選用螺釘,室內金屬龍骨12’、兩L形隔熱條、室內裝飾板13’和幕墻11’之間通過密封膠填滿。
本實用新型阻斷通過幕墻建筑熱冷橋傳熱的結構的施工方法實施例一,如圖3至圖6所示,該方法包括下述步驟:
一、參見圖3、圖4,在室內金屬龍骨12外露部分涂抹多條粘接劑,將由氣凝膠隔熱毯制成的隔熱條14粘接固定于室內金屬龍骨12上,多條粘接劑在室內金屬龍骨12的斷面上間隔設置,各條粘接劑沿室內金屬龍骨12的長度方向延伸并且長度和室內金屬龍骨12的長度相同;
二、參見圖5、圖6,將室內裝飾板13套在隔熱條14上,并且將室內裝飾板13與室內金屬龍骨12相互固定:隔熱條14靠近幕墻11的兩端面上分別間隔對稱地開有至少兩個切口141,先在室內金屬龍骨12上與各切口141相對應的位置處分別粘接一硬質隔熱墊塊15,各硬質隔熱墊塊15可由PVC、尼龍、氯丁橡膠或三元乙丙制成,使各硬質隔熱墊塊15剛好填滿其所在的切口,然后將室內金屬龍骨12、各硬質隔熱墊塊15及室內裝飾板13之間分別通過一機械緊固件16相互固定,機械緊固件16選用螺釘;
三、在室內金屬龍骨12、隔熱條14、室內裝飾板13和幕墻11之間填滿密封膠。
本實用新型阻斷通過幕墻建筑熱冷橋傳熱的結構的施工方法實施例二,如圖9至圖12所示,與實施例一不同之處在于,隔熱條14’包括兩L形隔熱條,兩L形隔熱條之間通過密封膠填滿,兩L形隔熱條與室內金屬龍骨12’之間均通過多條粘接劑相互固定,粘接劑在L形隔熱條的橫斷面上間隔設置,各條粘接劑沿室內金屬龍骨12’的長度方向延伸并且長度和室內金屬龍骨12’的長度相同,兩L形隔熱條的靠近幕墻11’的端面上對稱地分別間隔開有至少兩個切口141’,兩L形隔熱條的相互對接的端面之間留有間距,在步驟二中,先在室內金屬龍骨12’上與各切口141’及間距相對應的位置處分別粘接固定一硬質隔熱墊塊15’,各硬質隔熱墊塊15’剛好填滿其所在的切口或間距,然后將室內金屬龍骨12’、各硬質隔熱墊塊15’及室內裝飾板13’之間分別通過一機械緊固件16’相互固定,機械緊固件16’選用螺釘。
本實用新型阻斷通過幕墻建筑熱冷橋傳熱的結構的施工方法實施例三,如圖13-16所示,與實施例一不同之處在于,在室內裝飾板13里側涂抹粘接劑,粘接劑在室內裝飾板13的斷面上間隔設置,各條粘接劑沿室內裝飾板13的長度方向延伸并且長度和室內裝飾板13的長度相同,由氣凝膠隔熱毯制成的隔熱條14粘接固定于室內裝飾板13上,各硬質隔熱墊塊15粘接固定于室內裝飾板13上。
本實用新型阻斷通過幕墻建筑熱冷橋傳熱的結構的施工方法實施例四,如圖17-20所示,與實施例二不同之處在于,在室內裝飾板13’里側涂抹粘接劑,粘接劑在室內裝飾板13’的斷面上間隔設置,各條粘接劑沿室內裝飾板13’的長度方向延伸并且長度和室內裝飾板13’的長度相同,由氣凝膠隔熱毯制成的隔熱條14’粘接固定于室內裝飾板13’上,各硬質隔熱墊塊15’粘接固定于室內裝飾板13’上。
以上所述實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述,并非對本實用新型的范圍進行限定,在不脫離本實用新型設計精神的前提下,本領域普通工程技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進,均應落入本實用新型的權利要求書確定的保護范圍內。