专利名称：一种屋面隔热装置的制作方法
技术领域：
本实用新 型涉及隔热装置领域，尤其适用于平屋面以及坡度小于15°的坡屋面的 一种屋面隔热装置。
背景技术：
屋面的构造做法对于整个建筑物的节能起到至关重要的作用。提高屋面的保温隔 热性能，是改善室内热环境，减少建筑能耗的一项重要措施。现有的屋面隔热技术是在屋顶 的结构层上铺设保温隔热层，再铺设防水层及保护层构造的屋面，现有的隔热层通常是采 用导热系数较低的实体材料，利用其蓄热性能以及热稳定性、传导过程中的时间延迟等性 能来达到保温隔热的目的。但这种隔热材料通常成本较高且在夏季较为炎热的气候条件 下，其隔热性能并不能完全保证室内达到良好的热环境。利用封闭空气间层改善屋面的夏季隔热能力是一种新的技术措施，通常采用带有 空气夹层的隔热砖来替代原有的隔热材料，增大屋面的传热热阻。也有采用设置在屋面上、 下肋板间的空腹夹层结构，利用夹层中间形成的封闭空气层增强屋面的隔热能力。但由于 封闭空气间层的传热主要以辐射传热为主，辐射传热量约占总传热量的70%，而上所述两 项技术中并无降低辐射传热的措施，因此并不能完全发挥其隔热性能，且存在结构复杂，施 工安装不便的缺点。另外，现有的利用水平空气层隔热的屋面稳定性较差，不适用于上人屋 面，且随年份的增加，预制板断裂、毁坏情况严重。
实用新型内容为了克服现有屋面隔热装置不能完全发挥隔热性能，且结构复杂，施工安装不便 的不足，本实用新型旨在提供一种屋面隔热装置，它可反射大量的太阳辐射，减少进入室内 的辐射热量，增大了屋面传热热阻，有效改善室内热环境，起到良好的隔热作用。并且材料 来源广泛，结构简单稳固，施工安装便捷。为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是所述屋面隔热装置，包括防 水层和置于最外层的保护层，其特征是，所述防水层下为覆土层，在屋面结构层和覆土层之 间设有多个可封装空气的空腔。进一步地，所述空腔上部的内表面设有高反射层，藉由该结构，高反射层的高反射 性能可将大部分太阳辐射反射回天空，减少进入室内的辐射热量。更进一步地，所述高反射层为对低温热辐射的反射率在0. 8以上的铝箔高反射金 属材料或者高反射涂料。所述覆土层高度较空腔高度高3cm 5cm。所述空腔优选由陶制或瓷制的碗状物体倒扣而成，该碗状物体直径为20 30cm， 高度为10 15cm。所述碗状物体铺设形式为行列对齐式或行列交错式，相邻两碗状物体中心连线距 离为碗状物体直径的1 1. 5倍。[0011]藉由上述结构，空腔以及覆土层构成了本实用新型的隔热层，由于空气的导热系 数很小，因此空腔中的封闭空气层具有较大的热阻值，空腔上部的内表面贴有反射能力强， 辐射能力弱的诸如铝箔等高反射层或高反射涂料时，封闭空气层的热阻将大量增加，传热 量减小。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是1、隔热效果显著，能够有效的改善建筑室内热环境，降低空调能耗。2、材料来源广泛，成本低。所述构成空腔的反扣的碗状物体可以是碗、花盆等任意 符合要求的物品，由于对碗状物体的要求不严格，厂家次品、回收的废品也可以作为材料采 用，因而降低了成本。3、本装置稳定性较强，且结构简单，施工安装方便。
图1是本实用新型屋面隔热装置的原理图；图2是本实用新型的结构原理图；图3是本实用新型中碗状物体以行列对齐式铺设示意图；图4是本实用新型中碗状物体以行列交错式铺设示意图。在图中1-碗状物体；2-高反射层；5-屋面结构层；6-空腔； 8-覆土层；9-防水层；10-保护层；
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。封闭空气间层的传热过程与固体材料层的传热不同，它实际上是在一个有限空间 内的两个表面之间的热转移过程，包括对流换热和辐射换热，而非纯导热过程。由于空气的 导热系数很小，随空气层厚度的增加，其热阻也在不断增加，当空气间层厚度达到60mm以 上时，由于对流换热增大，空气间层的热阻将趋于不变的状态，即对流和导热将不再影响空 气间层的热阻。而在总的传热量中，辐射换热所占比例很大，通常都在总传热量的70%以 上。因此，要提高空气间层的热阻，首先要设法减少辐射换热量。实验表明，在高温侧涂贴 辐射系数小，反射率高的材料可以达到减小辐射传热的目的。本实用新型就是利用这一原 理，在碗状物体内表面涂贴高反射层，达到了较好的隔热效果。参见图1，所述空腔6上部的内表面优选设有高反射层2，下面以一个内表面设有 高反射层的碗状物体与屋面之间的辐射换热为例，说明这种屋面隔热装置的工作原理假设无高反射层的普通碗状物体内表面发射率ε工=0. 8，其热力学温度为T1，黑 体辐射力为Ebl ；有高反射层的碗状物体内表面发射率ε 2 = 0. 2，其热力学温度为T2，黑体 辐射力为Eb2 ；放置碗状物体的屋面结构层5的上表面发射率为ε 3-0· 8，其热力学温度为 T3,黑体辐射力为Eb3，则Q13 = ε 13 (Ebl-Eb3)(1)q23 = ε 23 (Eb2-Eb3)(2)[0030]式中q13为无高反射层的普通碗状物体内表面对屋面结构层5上表面的辐射换热 热流密度，q23为设有高反射层的碗状物体内表面对屋面结构层5上表面的辐射换热热流密 度，无高反射层的普通碗状物体内表面与屋面结构层5、设有高反射层的碗状物体内表面与 屋面结构层5两个系统的系统发射率分别为
^13= \= -j~~ = 0.6667丄+丄一 1 丄+丄一 1 ελ ε3 0.8 0.8
「π= = 0·19051111
--1---丄--1---1
ε2 ε, 0.2 0.8 将系统发射率代入公式(1)和(2)，且因T1 = T2，有Ebl = Eb2，因此q23/q12 = 0. 1905/0. 6667 = 28. 57%(3)从上式(3)可以看出，设有高反射层的碗状物体的辐射换热热流密度为无高反射 层的普通碗状物体的28. 57%，辐射换热大幅度降低。参照图2，说明本实用新型的结构及实施方式本实用新型包括防水层9和置于最 外层的保护层10，所述防水层9下设有为覆土层8，在屋面结构层5和覆土层8之间设有多 个可封装空气的空腔6，所述覆土层8高度较空腔6高度高3cm 5cm。所述空腔6上部的内表面设有高反射层2，该高反射层2为对低温热辐射的反射率 在0. 8以上的高反射金属材料或高反射涂料。所述空腔6由陶制或瓷制的碗状物体倒扣而成，该碗状物体直径为20 30cm，高 度为10 15cm。在碗状物体1的内表面粘贴铝箔等高反射材料或喷涂高反射涂料2，贴涂时注意 完全覆盖碗状物体内表面并厚度均勻，以保证良好的反射效果。碗状物体大小可在规定的 尺寸范围内任意选择，但要保证所选用的碗状物体大小相同。将贴涂好的碗状物体反扣，若屋面为结构找坡的平屋面或坡度小于15°的坡屋 面，则将内表面设有高反射层的碗状物体直接铺设在屋面结构层5上；若屋面为材料找坡 的平屋面，则在已做好的找坡层、找平层之上铺设反扣的碗状物体。为使碗状物体位置不发 生移动，可在碗口涂抹水泥砂浆固定。参照图3、图4，碗状物体的铺设方式可以是行列对齐式，也可以是行列交错式，两 碗之间的距离可根据实际情况在规定范围内选择。铺好之后，将土覆盖在反扣的碗状物体 上，要求覆土均勻、平整并适当压实，保证覆土层具有一定的紧实度。覆土层8厚度要完全 覆盖碗状物体并高出碗状物体本身高度3 5cm。防水层9铺设在覆土层8上，一般采用卷材防水材料，铺设时保证其使平展、完整， 并要求对细部构造加强防水处理，如在屋面与垂直墙面相交处做泛水处理、在挑檐口做好 卷材的收头等，做法同一般屋面防水层做法。保护层10应视屋面的利用情况而定，其目的是为了保护防水层9不受到外界环境 的破坏。不上人时，采用改性浙青卷材的防水层一般在其上撒粒径为3 5mm的小石子，称 为绿豆砂保护层；采用高分子卷材的防水层9通常是在卷材面上涂刷水溶型或溶剂型浅色保护着色剂。上人屋面要求保护层平整耐磨，常用做法通常有用浙青砂浆铺贴缸砖、大阶 砖、混凝土板材等块材；在防水层上现浇30 40mm厚细石混凝土等
权利要求一种屋面隔热装置，包括防水层(9)和置于最外层的保护层(10)，其特征是，所述防水层(9)下为覆土层(8)，在屋面结构层(5)和覆土层(8)之间设有多个可封装空气的空腔(6)。
2.根据权利要求1所述的屋面隔热装置，其特征是，所述空腔(6)上部的内表面设有高 反射层⑵。
3.根据权利要求1所述的屋面隔热装置，其特征是，所述覆土层(8)高度较空腔(6)高 度高3cm 5cm。
4.根据权利要求2所述的屋面隔热装置，其特征是，所述高反射层(2)为对低温热辐射 的反射率在0. 8以上的高反射金属材料或者高反射涂料。
5.根据权利要求2所述的屋面隔热装置，其特征是，所述空腔(6)由陶制或瓷制的碗状 物体倒扣而成，该碗状物体直径为20 30cm，高度为10 15cm。
6.根据权利要求5所述的屋面隔热装置，其特征是，所述碗状物体铺设形式为行列对 齐式或行列交错式，相邻两碗状物体中心连线距离为碗状物体直径的1 1. 5倍。
专利摘要本实用新型公开了一种屋面隔热装置，属于隔热装置领域，它包括防水层和置于最外层的保护层，其特征是，所述防水层下为覆土层，在屋面结构层和覆土层之间设有多个可封装空气的空腔。所述空腔上部的内表面设有高反射层。本实用新型可反射大量的太阳辐射，减少进入室内的辐射热量，增大了屋面传热热阻，有效改善室内热环境，起到良好的隔热作用。并且材料来源广泛，成本低廉，结构简单稳固，施工安装便捷。
文档编号E04D13/16GK201738507SQ20102022523
公开日2011年2月9日 申请日期2010年6月13日 优先权日2010年6月13日
发明者周晋, 张国强, 徐峰, 秦迪, 蔡靓, 谌杰 申请人:湖南大学