專利名稱：一種屋面遮熱裝置的制作方法
技術領域：
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：
提高屋面的隔熱性能，對減少夏季通過屋面進入建筑物室內的太陽輻射熱量尤其重要， 是改善室內熱環(huán)境的一個重要措施。目前常用的屋面保溫隔熱技術，是在屋頂?shù)慕Y構層上， 鋪保溫隔熱層，再鋪防水層及保護層構造的屋面，但是這種屋面結構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達到良好的熱環(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措施，通常用于雙層通風 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到室內的太陽 輻射熱量，但因材料層固定，在冬季室內溫度較低室外太陽輻射較強時反而阻擋了太陽輻射 熱量進入室內，未能有效利用這一熱量來提高室內溫度。
實用新型內容
針對上述現(xiàn)有技術的缺陷，本實用新型旨在提供一種屋面遮熱裝置，可根據室內熱環(huán)境 需求以及屋面與室內相對圍護結構之間的輻射熱流方向對設置在屋面下的折疊式遮熱簾的 展開和收起進行自動控制，控制通過屋面進出室內的輻射熱量，達到改善室內熱環(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 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圍護結構之間，所述溫度 傳感器分別位于屋面下表面、屋面下室內圍護結構表面、室內空氣側三個位置，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動皮帶，最后驅動皮帶接入控制遮熱
開與收起的遮熱簾驅動軸。
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，室內熱環(huán)境需求以及屋面與屋面下室內圍護結構之間的輻 射熱流方向是兩個關鍵的決定因素。對于建筑物來說，夏季氣候炎熱太陽輻射較強時，通過 建筑物屋面進入室內的太陽輻射熱量嚴重影響了室內的熱環(huán)境，根據輻射換熱的削弱原理， 夏季在屋面下布置遮熱簾，能夠有效減少進入室內的輻射熱量，改善室內熱環(huán)境；在冬季室 外太陽輻射較強，而室溫較低時，通過屋面進入室內的太陽輻射熱量對于改善室內熱環(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入室內的太陽 輻射熱量；除了冬夏季太陽輻射較強時的典型情況，在夜間、過渡季節(jié)、陰雨天氣等氣候狀 況下，屋面與屋面下室內圍護結構之間如有溫度差異，仍有輻射熱量通過屋面進出室內，對 室內熱環(huán)境起著有利或不利的影響。
所述屋面遮熱裝置結合上述原理，利用在室內布置溫度傳感器來測量室內空氣溫度，并 與預先設置的基準值比較來判斷室內熱環(huán)境狀況，再通過在屋面下表面以及屋面下相對的室 內圍護結構表面布置溫度傳感器，對兩個溫度進行比較來判斷通過屋面與室內相對圍護結構 之間的熱流方向。再通過控制器根據室內熱環(huán)境的需要以及屋面與室內圍護結構之間輻射熱 流方向來帶動驅動皮帶，實現(xiàn)折疊式遮熱簾的展開及收起，達到控制通過屋面進出室內的輻 射熱量，進而改善室內熱環(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熱環(huán)境，降低室 內空調或采暖能耗，是一種高效、并具有自適應性的屋面隔熱裝置。

圖1是遮熱板原理圖2是本實用新型的結構連接圖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-屋面下相對圍護結構表面溫度傳感器
203-室內氣溫傳感器
204-控制器
205-折疊式遮熱簾
501-遮熱簾驅動軸
502-驅動皮帶具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
遮熱簾對屋面與屋面下相對的室內圍護結構之間的輻射換熱的消弱作用是通過如下原
理實現(xiàn)的
根據傳熱學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，屋面下相對圍護結構 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，經過對信 號進行處理和判斷后，作出相應控制指令，由其內部驅動機構帶動與控制器204動力輸出端
連接的驅動皮帶502動作，最后通過與驅動皮帶502連接的遮熱簾驅動軸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的結構示意圖。
參見圖4，首先設定兩個不同的室內高溫基準值TH和低溫基準值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空氣氣溫TO、屋面下表面溫度T1、屋面下相對 圍護結構表面溫度T2，并將其轉換為電訊號傳遞給控制器204。將室內空氣溫度TO與兩個 室內高溫基準值TH、低溫基準值TL相比較，用以判斷室內溫度過高、過低或者適中，再 將屋面下表面溫度Tl與屋面下相對圍護結構表面溫度T2相比較，判斷此時兩表面之間的 輻射換熱的傳遞方向，當屋面下表面溫度Tl高于屋面下相對圍護結構表面溫度T2(T1>T2)， 則說明輻射換熱是從屋面?zhèn)飨蚴覂?，相反則反之。當輻射換熱方向是從屋面?zhèn)飨蚴覂葧r，如 此時室內溫度較高，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)；當輻射換熱方向 是從室內傳向屋面時，如此時室內溫度較高，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結構表面溫度傳感器202， 室內氣溫傳感器203，上述三個位置的傳感器均接入控制器204，控制器204又接入驅動皮 帶502，遮熱簾驅動軸501和折疊式遮熱簾205;其中屋面下相對圍護結構表面溫度傳感器
位于吊頂層上表面。
其工作過程為當溫度傳感器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設定室內空氣高溫基準值TH和低溫基準值TL (TH>TL， TH和 TL可分別設定為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結構表面溫度、室內空氣溫度T0，并傳送給 控制器204。在控制器204中，將室內空氣溫度TO與高溫基準值TH和低溫基準值TL進行 比較
O當測得的室內空氣溫度TO大于高溫基準值TH時，說明室內氣溫偏高需要降溫，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進行比較，之后根據Tl和 T2的比較結果進行如下操作
① 當Tl比T2高M °C以上時(M可設置為1°C)，通過控制器204動作，驅動皮帶502 轉動，帶動遮熱簾驅動軸501逆時針方向轉動，使得折疊式遮熱簾205達到展開狀態(tài)。
② 當T1比T2低M。C以上時(M可設置為rc)，通過控制器204動作，驅動皮帶502
轉動，帶動遮熱簾驅動軸501順時針方向轉動，使得折疊式遮熱簾205達到收起狀態(tài)。
③ 當T2-M5T1 ST2 + M時(M可設置為1。C)，控制器204不動作，保持折疊式遮 熱簾205維持當前狀態(tài)。
2) 當測得的室內空氣溫度TO小于低溫基準值TL時，說明室內氣溫偏低需要升溫，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進行比較，之后根據Tl和 T2的比較結果進行如下操作
① 當Tl比T2高M。C以上時(M可設置為1°C),通過控制器204動作，驅動皮帶502 轉動，帶動遮熱簾驅動軸501順時針方向轉動，使得折疊式遮熱簾205達到收起狀態(tài)。
② 當T1比T2低M^以上時(M可設置為1。C)，通過控制器204動作，驅動巻軸皮
帶502，帶動遮熱簾驅動軸501逆時針方向轉動，使得折疊式遮熱簾205達到展開狀態(tài)。
③ 當T2-M^T1 ST2 + M時(M可設置為1。C)，控制器204不動作，保持折疊式遮 熱簾205維持當前狀態(tài)。
3) 當測得的室內空氣溫度TO介于高溫基準值TH和低溫基準值TL之間，即TLST05TH 時，說明室內氣溫適中，控制器204不動作，使得折疊式遮熱簾205維持當前狀態(tài)。
通過控制器的信號輸出控制驅動皮帶帶動驅動軸動作，實現(xiàn)折疊式遮熱簾完成相應操作 后，接著連續(xù)測量溫度TO、 T1和T2，根據需要繼續(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，位于室內地表面的屋面下相對圍護結構表面溫度傳感器202，室 內氣溫傳感器203，控制器204，折疊式遮熱簾205，遮熱簾驅動軸501，驅動皮帶502;結 構、原理均與實施例1一致，但其中屋面下相對圍護結構表面溫度傳感器位于室內地表面。
權利要求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圍護結構之間，所述溫度傳感器分別位于屋面下表面、屋面下室內圍護結構表面、室內空氣側三個位置，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動皮帶，最后驅動皮帶接入控制遮熱簾展開與收起的遮熱簾驅動軸。
2、 根據權利要求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、 根據權利要求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，對于低溫熱輻射的反射率為0.8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圍護結構之間，所述溫度傳感器分別位于屋面下表面、屋面下室內圍護結構表面、室內空氣側三個位置，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動皮帶，最后驅動皮帶接入控制遮熱簾展開與收起的遮熱簾驅動軸。本實用新型能有效減少通過屋面層進出室內的輻射熱量；并可根據室內熱環(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熱環(huán)境，提高室內熱舒適性，適用于坡屋面、平屋面、雙層通風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)先權日2008年5月19日
發(fā)明者偉 劉, 晉 周, 張國強, 峰 徐 申請人:湖南大學