城市熱島效應(yīng)減緩鏡及其制作方法
【專利摘要】城市熱島效應(yīng)減緩鏡是由保溫板1和凹面鏡2組成，兩者為一體。用澆注或真空渡鋁的方法在保溫板上形成一塊塊的凹面，然后在凹面上涂布一層反射材料而成為凹面鏡。凹面鏡階梯狀式的布滿在保溫板外表面上。使用時(shí)貼在建筑物的外墻及屋頂（或路面）上，保溫板部分用來保溫，凹面鏡部分用來反射太陽光，凹面鏡對太陽光具有匯聚作用，它會將反射的光線向內(nèi)偏折，因此當(dāng)太陽光照到建筑物上的凹面鏡時(shí)，反射光因其向內(nèi)偏折而躲開建筑物傳播到空間去，使得城市太陽光的輻射減少，從而降低城市的熱島效應(yīng)。改善城市熱的現(xiàn)狀，平衡城郊間溫度差，阻止郊區(qū)的污染物進(jìn)入城市，從而緩解城市的大氣污染。
【專利說明】城市熱島效應(yīng)減緩鏡及其制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]城市熱島效應(yīng)減緩鏡屬于環(huán)保領(lǐng)域，具體說是一種城市熱島效應(yīng)減緩鏡。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003]全球大氣污染和“熱島效應(yīng)”狀況十分嚴(yán)重，在大氣污染方面主要呈現(xiàn)煤煙型污染特征:城市大氣環(huán)境中總懸浮顆粒物濃度普遍超標(biāo)；二氧化硫污染保持在較高水平；機(jī)動車尾氣污染物排放總量迅速增加；氮氧化物污染呈加重趨勢。在“熱島效應(yīng)”方面，隨著城市規(guī)模(人口、面積、建筑高低與集中程度)的迅速擴(kuò)大和大氣的嚴(yán)重污染，使城市的“熱島效應(yīng)”越來越明顯。在“熱島效應(yīng)”的作用下，城市中每個(gè)地方的溫度并不一樣，而是呈現(xiàn)出一個(gè)個(gè)閉合的高溫中心。在這些高溫區(qū)內(nèi)，空氣密度小，氣壓低，容易產(chǎn)生氣旋式上升氣流，使得城市周圍各種廢氣和化學(xué)有害氣體不斷對高溫區(qū)進(jìn)行補(bǔ)充。由于城市好像一個(gè)“熱島”，熱氣不斷上升，形成一個(gè)低壓區(qū)，郊區(qū)的冷空氣向市區(qū)侵入，將郊區(qū)工廠和冬季取暖燃煤等大氣污染物帶到市區(qū)，加上城區(qū)污染源又多，城郊和城區(qū)的污染物都向市中心集中，而原由市區(qū)擴(kuò)散到郊區(qū)的污染物也隨之重新聚集在城市上空，持久不散。由于城市“熱島效應(yīng)”所影響的高度一般只能達(dá)到地面以上100?300米的低空，城市上空的云、霧會增加，使有害氣體、煙塵在市區(qū)上空累積，市中心往往成了城市中大氣污染物濃度最高區(qū)，形成遠(yuǎn)比郊區(qū)嚴(yán)重的大氣污染。由于城郊工業(yè)、生活排放的各種污染物集中于市區(qū)，容易形成酸霧、油霧、煙霧、光化學(xué)霧等，所以會導(dǎo)致城市霧霾現(xiàn)象的產(chǎn)生。在這些有害因素的作用下，高溫區(qū)的居民極易患上消化系統(tǒng)或神經(jīng)系統(tǒng)疾病，此外，支氣管炎、肺氣腫、哮喘、鼻竇炎、咽炎等呼吸道疾病的人數(shù)也有所增多。夏季因中暑而叫急救車上醫(yī)院的人數(shù)增加。嚴(yán)重的大氣污染加劇了 “熱島效應(yīng)”，發(fā)過來加劇了的“熱島效應(yīng)”又造成更嚴(yán)重的大氣污染，形成了惡性循環(huán)。針對這種情況，人類在大氣污染治理技術(shù)和設(shè)備的研制、開發(fā)、推廣和使用方面，雖然做了不少工作，但還不足以完全控制大氣污染的繼續(xù)擴(kuò)散，資金、人力的投入以及實(shí)用技術(shù)商品化的程度還不高?，F(xiàn)今比較薄弱的領(lǐng)域是潔凈煤技術(shù)、冶金、化工、建材等行業(yè)的工業(yè)窯爐和生產(chǎn)設(shè)施排放污染的治理技術(shù)和機(jī)動車機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)等。實(shí)用技術(shù)的缺乏直接影響了大氣污染治理的進(jìn)程和效果。在減輕“熱島效應(yīng)”方面，采用減量的地面面積，增加綠化，減少污染物排放量和充分利用大氣自凈能力等措施來實(shí)現(xiàn)；在廠址選擇、煙?設(shè)計(jì)、綠化造林方面也采取了一定措施。但這些措施對減輕“熱島效應(yīng)”非常有限，并且這些技術(shù)和措施是對大氣污染和霧霾來源以及“熱島效應(yīng)”單個(gè)局部的治理，而不是整體全面的治理。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種可減輕“熱島效應(yīng)”的城市熱島效應(yīng)減緩鏡及其制作方法。
[0005]城市熱島效應(yīng)減緩鏡(圖1)是由保溫板I和凹面鏡2組成，兩者為一體。在保溫板上有一塊塊的凹面，在凹面上涂有一層反射材料而成為一塊塊凹面鏡(圖2)。凹面鏡階梯狀式布滿在保溫板外表面上。使用時(shí)固定在建筑物的外墻或屋頂(或路面)上，保溫板部分用來保溫，凹面鏡部分用來反射太陽光，凹面鏡對太陽光具有匯聚作用，它會將反射的光線向內(nèi)偏折，因此當(dāng)太陽光照到建筑物上的凹面鏡時(shí)，反射光因其向內(nèi)偏折而躲開建筑物傳播到空間去，使得城市太陽光的輻射減少。
[0006]太陽短波輻射穿過大氣層到達(dá)地球表面，一部分被地球吸收，一部分被反射回太空去。地球吸收太陽短波輻射能后變暖，溫度升高。它一方面以長波形式向大氣輻射熱量，一方面又以對流、傳導(dǎo)方式把熱量傳送給大氣。大氣的熱量是地球供給的，而不是直接來自于太陽。
[0007]通常大氣溫度是下層高，上層低，下層空氣密度小而輕，上層空氣密度大而重，形成“頭重腳輕”的不穩(wěn)定狀態(tài)。這種不穩(wěn)定狀態(tài)易使空氣上下對流交換，有利于大氣底層水汽、污染物向太空擴(kuò)散，不易霧的形成和污染物的積聚。反之，若大氣溫度是下層低，上層高，就形成了逆溫天氣，上層空氣密度小而輕，下層空氣密度大而重，形成“腳重頭輕”的穩(wěn)定狀態(tài)。這種穩(wěn)定狀態(tài)不易使空氣上下對流交換，不利于大氣底層的水汽、污染物向太空擴(kuò)散，容易霧的形成和污染物的積聚。逆溫層通常出現(xiàn)於對流層低層，厚度較薄，大約幾百至I千米左右。
[0008]逆溫天氣一年中冬季最嚴(yán)重，一天中在下午6時(shí)至第二天上午8時(shí)最嚴(yán)重，是污染高峰時(shí)間。在上午10時(shí)至下午3時(shí)這段時(shí)間，一般沒有逆溫天氣，因此污染較小。
[0009]本發(fā)明在一年中的冬季或一天中的凌晨和傍晚時(shí)段時(shí)，照到城市的太陽光大部分被其反射，反射光照到逆溫層區(qū)域，本來照在城市建筑物和地面上被城市吸收的太陽熱，由于本發(fā)明的反射被城市中及城市上空的霧、污染物吸收，其溫度很快升高，上下空氣形成對流，有利于逆溫天氣的消退和大氣污染物向上擴(kuò)散。
[0010]在一年中的夏季或一天中的上午10時(shí)至下午3時(shí)這段時(shí)間，城市上空污染小，本發(fā)明的反射光會透過空氣直接到達(dá)太空，本來是照到城市要被城市吸收的太陽熱，而被反射到太空，或反射到高空的污染物上，使得這一區(qū)域的溫度升高，大氣向上運(yùn)動形成高空對流，使得污染物向遠(yuǎn)處擴(kuò)散或被風(fēng)吹散，因此城市溫度降低，從而減輕了城市熱島效應(yīng)，同時(shí)減緩了城市的大氣污染。
[0011]再者，城市熱島效應(yīng)是形成城市上空瞬時(shí)單點(diǎn)暴雨的一個(gè)重要因素。隨著城市面積不斷擴(kuò)大、人口增多，城市居民的生產(chǎn)、生活造成城市氣溫普遍高于郊區(qū)，城市熱氣流上升，造成城市上空氣流流動加劇，熱氣流一旦遭遇外來高空強(qiáng)對流的冷氣團(tuán)，容易形成冷熱交匯，從而形成暴雨。而人口越密集的區(qū)域，就越容易形成“城市熱島效應(yīng)”，因而人口密集區(qū)域遭遇暴雨的幾率就更大。使城市中心區(qū)更容易成為暴雨襲擊的目標(biāo)。全球氣候異常、“城市熱島效應(yīng)”帶來的瞬時(shí)單點(diǎn)暴雨是造成城市洪澇災(zāi)害頻繁的客觀因素。本發(fā)明可減輕由于“城市熱島效應(yīng)”帶來的瞬時(shí)單點(diǎn)暴雨，緩解城市的洪澇災(zāi)害。
[0012]本發(fā)明的有益效果:
1.把凹面鏡設(shè)計(jì)在外墻保溫板上，即起到了隔熱保溫的作用，又起到了反射太陽光的作用，同時(shí)，兩者結(jié)合即便于操作又降低了成本。
[0013]2.設(shè)計(jì)了不同的規(guī)格，實(shí)現(xiàn)了地球上不同緯度不同墻體的建筑需要，適用性強(qiáng)。
[0014]3.可調(diào)節(jié)當(dāng)?shù)貧夂?，使得城市溫度降低，可大大緩解城市的熱島效應(yīng)，改善城市熱的現(xiàn)狀，平衡城郊間溫度差，阻止郊區(qū)的污染物進(jìn)入城市，緩解城市大氣污染。
[0015]4.夏季可減少空調(diào)制冷的耗能，降低C02和氮氧化合物的排放，因此環(huán)保節(jié)能。
[0016]5.減輕由于“城市熱島效應(yīng)”帶來的瞬時(shí)單點(diǎn)暴雨，緩解城市的洪澇災(zāi)害。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1:本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:11_保溫板；12-凹面鏡。
[0019]圖2:凹面鏡結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中:21_曲面；22-長；23-寬。

【具體實(shí)施方式】
[0021]太陽高度在一天中從東到西不斷變化，一年中從夏至到冬至，再從冬至到夏至中也不斷變化，因此照到凹面鏡上的入射光和反射光的方向每天在變化，每年也在變化，若使用平面鏡或凹面鏡放置不當(dāng)，反射光就會照到建筑物上去，達(dá)不到徹底反射的作用，本發(fā)明就是要解決這一技術(shù)問題。
[0022]一天中從10時(shí)到17時(shí)是太陽高度較高的時(shí)候，也是太陽輻射最強(qiáng)的時(shí)候，本發(fā)明主要是反射這一時(shí)段的太陽光。國家規(guī)定，樓高和樓間距的比為1:1.2，再根據(jù)城市樓高大部分在30層以下，結(jié)合光的反射定律及實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，凹面鏡應(yīng)為一長條形曲面21，兩寬邊和連接兩寬邊對應(yīng)端點(diǎn)的線段構(gòu)成的是一長方形，其長22為5-15cm，寬23為l-4cm，凹面鏡的曲光半徑(凹面鏡球心到球面的距離)10-30cm，構(gòu)成的長方形所在平面與豎直墻面的夾角為120-135度時(shí)，照在建筑物東西(或近似東西)墻面凹面鏡上的太陽光的反射光，才能躲開本身和周圍其它建筑物，因此東西墻面上凹面鏡與墻面的傾斜程度(凹面鏡的長和兩寬邊構(gòu)成的長方形所在平面與豎直墻面的夾角)應(yīng)在120-135度之間。
[0023]一年中地球上同一緯度的地方太陽高度在不斷的變化著，在北半球冬至日正午太陽高度最低，在南半球夏至日正午太陽高度最低，這時(shí)照到建筑物南北(或近似南北)墻面凹面鏡上的太陽光的反射光，要躲開本身和周圍其它的建筑物，在赤道處，凹面鏡與豎直墻面的傾斜程度在100-120度之間。兩極處在135-165度之間，從赤道到兩極，最大夾角和最小夾角都隨緯度的增大而增大，因此從赤道到兩極凹面鏡與豎直墻面的傾斜程度應(yīng)在100-165度之間。，并且隨著緯度的增大而增大。
[0024]在一天中，建筑物屋頂上被太陽光一直照著，在一年中也是如此，又因?yàn)橹車ㄖ锵鄬τ谖蓓敽艿停虼税济骁R兩寬邊和兩長邊構(gòu)成的長方形所在平面與水平面的夾角為0-90度，就可躲開建筑物將太陽光反射到空間去。
[0025]這樣本發(fā)明有三種規(guī)格:東西墻用、南北墻用和屋頂(或路面)用。
[0026]三種規(guī)格的相同之處是凹面鏡的兩寬邊和連接兩寬邊對應(yīng)端點(diǎn)的線段即兩長邊構(gòu)成的是一長方形，其長22為5-15cm，寬23為l-4cm，凹面鏡的曲光半徑(凹面鏡球心到球面的距離)為10-30cm。
[0027]不同之處是凹面鏡與豎直墻面及屋頂?shù)膬A斜程度不同，在東西墻面上凹面鏡的傾斜程度為120-135度，其值不隨緯度而改變，凹面鏡的長22沿南北走向；在南北墻面上的凹面鏡的傾斜程度為100-165度，從赤道到兩極，隨著緯度的增大而增大，是與緯度有關(guān)的，凹面鏡的長22沿東西走向；在屋頂(或路面)上凹面鏡長和寬邊構(gòu)成的長方形所在平面與水平面的夾角為0-90度，凹面鏡的長22沿東西走向。由于一般中小國家的緯度跨度不大，南北墻用凹面鏡的傾斜程度全國可用一樣的，但緯度跨度大的國家就需要幾套規(guī)格的了。
[0028]城市熱島效應(yīng)減緩鏡的制作方法(方法一)，其特征在于:所述方法包括以下步驟:
1、凹面鏡鋁箔的制作，按照下述工藝步驟進(jìn)行:第一步、熔煉:用熔煉爐將原鋁化成鋁液，通過流槽進(jìn)入鑄軋機(jī)；第二步、粗軋:將第一步熔煉后得到的鋁液引入鑄軋機(jī)鑄軋成坯料；第三步、中間軋制:將上述板坯用冷軋機(jī)組進(jìn)行再次軋制，其間經(jīng)過兩次退火處理，使晶粒尺寸均勻，然后冷軋成厚度為0.3-lmm的鋁箔毛料；第四步、箔軋:用箔軋機(jī)組將上述
0.3-lmm的鋁箔毛料，放在凹面鏡模具中軋制成凹面鏡鋁箔待用；
2、保溫板材料的制作，按照下述工藝步驟進(jìn)行:第一步:合成酚醛樹脂(即生產(chǎn)線專用樹脂);第二步:添加助劑，通過預(yù)混合在料中加入表面活劑、發(fā)泡劑和其它助劑；第三步:進(jìn)罐備用，把預(yù)混合后的料加入到生產(chǎn)線前面的貯料罐中；
3、保溫板材料和凹面鏡鋁箔的合成，按照下述工藝步驟進(jìn)行:第一步:澆注，通過自動計(jì)量系統(tǒng)、混合和掃描系統(tǒng)，把混合后的料連續(xù)澆注到成型機(jī)下的凹面鏡鋁箔上；第二步:固化成形，原料連續(xù)進(jìn)入層壓機(jī)中，在層壓機(jī)中加熱、發(fā)泡、固化成形；第三步:拋光及涂布保護(hù)樹脂，板材從層壓機(jī)中出來后，進(jìn)行拋光、涂布保護(hù)樹脂、修邊、切割。
[0029]城市熱島效應(yīng)減緩鏡的制作方法(方法二)，其特征在于:所述方法包括以下步驟:
1、保溫板的制作，按照下述工藝步驟進(jìn)行:第一步:合成酚醛樹脂(即生產(chǎn)線專用樹脂);第二步:添加助劑，通過預(yù)混合在料中加入表面活劑、發(fā)泡劑和其它助劑；第三步:進(jìn)罐備用，把預(yù)混合后的料加入到生產(chǎn)線前面的貯料罐中；第四步:澆注，通過自動計(jì)量系統(tǒng)、混合和掃描系統(tǒng)，把混合后的料連續(xù)澆注到有凹面鏡形狀的保溫板模具中；第五步:固化成形，原料連續(xù)進(jìn)入層壓機(jī)中，在層壓機(jī)中加熱、發(fā)泡、固化成形；
2、凹面鏡的制作，第一步、鍍鋁，在真空狀態(tài)下，將鋁金屬加熱熔融至蒸發(fā)，讓鋁原子凝結(jié)到酚醛保溫板上有凹面鏡形狀的表面，形成鋁層而成為凹面鏡；第二步:拋光及涂布保護(hù)樹脂，鍍鋁后進(jìn)行拋光、涂布保護(hù)樹脂，然后修邊、切割。
[0030]城市熱島效應(yīng)減緩鏡首選材料是酚醛，因?yàn)榉尤┍匕逵煞尤┡菽瞥?，它是由酚醛樹脂加入發(fā)泡劑、固化劑及其它助劑制成的閉孔硬質(zhì)泡沫塑料。它最突出的特點(diǎn)是不燃、低煙、抗高溫歧變，燃燒性能最高能達(dá)到A級，最高使用溫度為180°C(允許瞬時(shí)250V)。它有優(yōu)良的絕熱性能:導(dǎo)熱系數(shù)低(〈0.025W/mXK，為聚苯的2倍多，與聚氨酯相近)，為保溫、隔熱的優(yōu)良材料；抗腐蝕抗老化:幾乎能夠耐所有無機(jī)酸、有機(jī)酸、有機(jī)溶劑的侵蝕。長期暴露于陽光下，無明顯老化現(xiàn)象，因而具有較好的耐老化性。它克服了原有泡沫塑料型保溫材料易燃、多煙、遇熱變形的缺點(diǎn)，保留了原有泡沫塑料型保溫材料質(zhì)輕、施工方便等特點(diǎn)。
[0031]凹面鏡的反射首選材料是鋁，因?yàn)樵谙跛徙y的氨水溶液里加進(jìn)葡萄糖水，葡萄糖把看不見的銀離子還原成銀微粒，沉積在玻璃上做成的銀鏡，反射光線的能力還不很強(qiáng)，制作費(fèi)時(shí)，水銀又有毒。并且這種反射鏡價(jià)格昂貴，制作繁瑣。而鋁是銀白色亮閃閃的金屬，以它作為鏡面的反射材料，，比貴重的銀便宜得多。因此鋁鏡價(jià)廉物美，以它作為城市熱島效應(yīng)減緩鏡的反射材料，可大面積使用。
【權(quán)利要求】
1.一種城市熱島效應(yīng)減緩鏡，是由保溫板(11)和凹面鏡(12)構(gòu)成，其特征在于:所述凹面鏡(12)固定在保溫板(11)上，使用時(shí)貼在建筑物的外墻或屋頂(或路面)上。
2.如權(quán)利要求1所述一種城市熱島效應(yīng)減緩鏡，其特征在于:所述凹面鏡(12)的長(22)為5-15cm，寬(23)為l_4cm，凹面鏡的曲光半徑為10_30cm。
3.如權(quán)利要求1所述一種城市熱島效應(yīng)減緩鏡，其特征在于:所述凹面鏡(12)在建筑物東西墻上與豎直墻面的傾斜程度為120-135度。
4.如權(quán)利要求1所述一種城市熱島效應(yīng)減緩鏡，其特征在于:所述凹面鏡(12)在建筑物南北墻上與豎直墻面的傾斜程度為100-165度，所述傾斜程度隨著緯度的增大而增大。
5.如權(quán)利要求1所述一種城市熱島效應(yīng)減緩鏡，其特征在于:所述凹面鏡(12)在建筑物屋頂(或路面)上長邊和寬邊構(gòu)成的長方形所在平面與水平面的夾角為0-90度。
6.城市熱島效應(yīng)減緩鏡的制作方法(方法一)，其特征在于:所述方法包括以下步驟: (0.凹面鏡鋁箔的制作，按照下述工藝步驟進(jìn)行:第一步、熔煉:用熔煉爐將原鋁化成鋁液，通過流槽進(jìn)入鑄軋機(jī)；第二步、粗軋:將第一步熔煉后得到的鋁液引入鑄軋機(jī)鑄軋成坯料；第三步、中間軋制:將上述板坯用冷軋機(jī)組進(jìn)行再次軋制，其間經(jīng)過兩次退火處理，使晶粒尺寸均勻，然后冷軋成厚度為0.3-lmm的鋁箔毛料；第四步、箔軋:用箔軋機(jī)組將上述0.3-lmm的鋁箔毛料，放在凹面鏡模具中軋制成凹面鏡鋁箔待用； (2).保溫板材料的制作，按照下述工藝步驟進(jìn)行:第一步:合成酚醛樹脂(即生產(chǎn)線專用樹脂);第二步:添加助劑，通過預(yù)混合在料中加入表面活劑、發(fā)泡劑和其它助劑；第三步:進(jìn)罐備用，把預(yù)混合后的料加入到生產(chǎn)線前面的貯料罐中； (3).保溫板材料和凹面鏡鋁箔的合成，按照下述工藝步驟進(jìn)行:第一步:澆注，通過自動計(jì)量系統(tǒng)、混合和掃描系統(tǒng)，把混合后的料連續(xù)澆注到成型機(jī)下的凹面鏡鋁箔上；第二步:固化成形，原料連續(xù)進(jìn)入層壓機(jī)中，在層壓機(jī)中加熱、發(fā)泡、固化成形；第三步:拋光及涂布保護(hù)樹脂，板材從層壓機(jī)中出來后，進(jìn)行拋光、涂布保護(hù)樹脂、修邊、切割。
7.城市熱島效應(yīng)減緩鏡的制作方法(方法二)，其特征在于:所述方法包括以下步驟: (0.保溫板的制作，按照下述工藝步驟進(jìn)行:第一步:合成酚醛樹脂(即生產(chǎn)線專用樹脂);第二步:添加助劑，通過預(yù)混合在料中加入表面活劑、發(fā)泡劑和其它助劑；第三步:進(jìn)罐備用，把預(yù)混合后的料加入到生產(chǎn)線前面的貯料罐中；第四步:澆注，通過自動計(jì)量系統(tǒng)、混合和掃描系統(tǒng)，把混合后的料連續(xù)澆注到有凹面鏡形狀的保溫板模具中；第五步:固化成形，原料連續(xù)進(jìn)入層壓機(jī)中，在層壓機(jī)中加熱、發(fā)泡、固化成形； (2).凹面鏡的制作，第一步、鍍鋁，在真空狀態(tài)下，將鋁金屬加熱熔融至蒸發(fā)，讓鋁原子凝結(jié)到酚醛保溫板上有凹面鏡形狀的表面，形成鋁層而成為凹面鏡；第二步:拋光及涂布保護(hù)樹脂，鍍鋁后進(jìn)行拋光、涂布保護(hù)樹脂，然后修邊、切割。
【文檔編號】B32B37/06GK104264850SQ201410518963
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月6日
【發(fā)明者】陳懷璽 申請人:陳懷璽