[发明专利]一种含蓄热层的建筑围护结构及蓄热层计算方法

说明书

一种含蓄热层的建筑围护结构及蓄热层计算方法，属于建筑热工及建筑节能技术领域。该建筑围护结构包括外墙体结构、内墙体结构和屋顶结构。外墙体结构包含蓄热层、结构层和保温层，内墙体结构包含蓄热层和结构层或包含两个蓄热层，屋顶结构包含蓄热层、结构层、保温层、防水层和保护层，并提出了蓄热层厚度的计算式。可根据材料导热系数、蓄热系数及热流波动周期计算得到蓄热层厚度。本发明使建筑墙体结构的蓄热层与结构层、保温层相对独立设置，既满足蓄热功能又不过度使用蓄热材料；蓄热层厚度的计算方法物理意义清晰，计算方法简单，易于在工程实践中推广应用。在节能建筑、装配式建筑、被动式建筑以及既有建筑改造中具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种含蓄热层的建筑围护结构及蓄热层计算方法，属于建筑热工及建筑节能技术领域。

背景技术

随着近年来我国对降低建筑能耗、提高室内热舒适度及建筑工业化要求的提高，节能建筑、装配式建筑以及被动式超低能耗建筑等技术得到快速发展，并具有广阔的持续发展空间。节能建筑及装配式建筑的围护结构具有轻型化特点，即采用高热阻的轻型保温材料和结构材料提升保温性能，但是轻型建筑材料的蓄热系数往往较低，致使建筑围护结构热稳定性下降，对建筑能耗及室内热舒适度都造成不利影响。而在被动式建筑中，太阳辐射热能供应与建筑的热能需求在时间、强度和空间上存在不匹配的矛盾，围护结构蓄热是协调该矛盾的重要技术措施。因此，提升建筑围护结构蓄热性能对建筑技术发展具有重要意义。

蓄热围护结构的技术途径主要包括改进蓄热材料及围护结构构造。目前，利用混凝土、黏土等重质材料的高蓄热性能进行显热蓄热的围护结构，价格低廉，技术相对简单，使用范围广泛。显热蓄热围护结构的构造一般为墙体、楼板和天花板等构件的结构层采用重质材料。例如，专利CN201410063784.2公开了一种太阳能集热和辐射制冷综合应用的特隆布墙，采用透明盖板、集热蓄热墙、空气流道、上下通风口等实现冬季房间白天供暖和夜间保温。专利CN201110163624.1，公开了一种120-270mm厚以上的外保温层和80-250mm厚的内蓄热层的高蓄热重质墙体计算，但是缺乏理论的分析计算。

现有显热蓄热围护结构存在的问题在于：首先，根据周期性波动热流的传递规律，在围护结构内距迎波面一定厚度之外温度波动幅度很小，蓄热作用微弱，因此整个结构采用重质蓄热材料会造成重质材料的浪费，同时不利于节能建筑、装配式建筑等对轻型材料使用的要求；其次，现有蓄热围护结构的计算计算方法薄弱，相关标准规范大多为定性要求而缺乏量化计算方法，工程上主要依靠经验值估算。

综上所述，尽管现有重质围护结构能在一定程度上解决建筑蓄热问题，然而，仍有以下问题亟待解决：(1)既满足蓄热功能又不过度使用重质蓄热材料的围护结构形式有待开发；(2)相应蓄热围护结构的计算计算方法有待提出。

发明内容

为了克服现有技术中显热蓄热围护结构重质材料浪费、蓄热围护结构的量化计算方法薄弱等问题，本发明提供一种含蓄热层的建筑围护结构及蓄热层厚度的计算方法，该建筑围护结构应既满足蓄热功能又不过度使用重质蓄热材料的围护结构形式，将保温层、结构层、蓄热层分开设置并有序组合，结构层只需考虑其结构性能要求，不必考虑蓄热性能。因而可以有针对性的选择各层材料，充分发挥不同材料的优势，进而有效避免显热蓄热围护结构重质材料的浪费。

本发明的技术方案：一种含蓄热层的建筑围护结构，它包括外墙体结构、内墙体结构和屋顶结构，其特征是：所述外墙体结构从室内至室外依次为蓄热层、结构层和保温层，所述内墙体结构包含两个蓄热层和结构层，结构层在两个蓄热层的中间位置，或所述内墙体结构包含两个蓄热层，所述屋顶结构从室内至室外依次为蓄热层、结构层、保温层、防水层和保护层；所述蓄热层采用普通混凝土类、砂浆类、砌体类、石膏板类、黏土类、石材类高蓄热系数的蓄热材料结构，所述结构层采用满足围护结构承重或隔断的结构，所述保温层采用保温材料的结构，所述防水层采用防水材料的结构。

所述内墙体结构包含两个蓄热层和结构层。结构层在两个蓄热层的中间位置。

所述内墙体结构包含两个蓄热层。