专利名称：一种组合式空调型建筑材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种组合式空调型建筑材料，属于材料科学与工程科学技术领域。
背景技术：
房屋的冬暖夏凉是人类自古以来追求的梦想，遗憾的是现实中往往出现冬冷夏 热，房屋建筑本身由于自身的限制很难达到冬暖夏凉的作用。近代以来，随着科技进步，建 筑行业也步入高速发展阶段，各种新技术，新材料成功的运用到建筑上，很大程度的改善了 建筑的功能，人类的居住环境也越来越舒适，但是营造建筑热舒适环境的最常用方式是人 工供暖供冷，这种方式大量消耗了地球宝贵的矿物能源，且污染环境，加剧全球温室效应。 据统计，美国建筑能耗已占全美总能耗的40%，在我国仅采暖能耗也已占到全国总能耗的 30%左右，且随着空调的遍使用建筑能耗增势迅猛，能源和环境保护形势更加逼人，建筑行 业的节能降耗迫在眉睫。 鉴于太阳能能量巨大，分布广，永久，清洁的优点，可充分利用其热量；另一方面， 地球表面物体的温度远远高于深冷空间的温度，可进行辐射致冷。人们利用太能的热量 和深冷空间的冷量来营造舒适的居住环境进行了大量的探索，如特朗伯墙，该墙在一年时 间内，在室温控制在2(TC的情况下提供了总需热量的70X .可调太阳墙，此墙在冬季可将 室温提高7。C以上，在夏季可降室温5。C以上.TIM (Transparent Insulation Material)材 料，该材料冬季利用墙面的黑色涂料吸收热量传到室内，夏季利用自动遮阳装置将太阳辐 照几乎全部反射掉，装有TIM材料的住宅在断电后，住户能依赖太阳能安全而舒适地生活 近两年，在辐射致冷方面，D. Michell和K. L. Biggs建立了以tedlar板为屋顶的房子，在环 境温度为10°C ，室内温度为5°C的时候，测得有效致冷功率为22W/m2。 A. Adder等人建立了 用辐射致冷材料作盖顶的房子，对室内外的温度作了对比和记录。J. A. Saobagh建立了白漆 和铝板作盖顶的房子，测得致冷功率为50W/m2。上述方法在营造建筑热舒适环境中取得了 较好的效果，但是实际推广中却受到价格和空间等的限制。 建筑材料是建筑物的重要组成部分，其热效果会影响建筑物的热环境，构成建筑
物的材料如地面、墙体和屋面使用的混凝土、砂浆、水泥、钢筋、砖、砌块、沥青等，其太阳吸
收率和发射率与建筑物的热环境密切相关。此前的研究发现，材料日间暴晒效果主要受其
太阳吸收率的影响，与发射率无关；材料夜间辐射致冷效果与发射率相关，与太阳吸收率无
关。所以从调节建筑热舒适角度看，不同地区建筑对建筑材料热物性有不同的要求寒冷地
区要求材料高太阳吸收率，低发射率的性质；炎热地区要求材料具有低太阳吸收率，高发射
率的性质；冬冷夏热地区，则要求材料在冬季具有高太阳吸收率，低发射率性质，到了夏季
则转变为低太阳吸收率，高发射率性质。此前对常规建筑材料日间曝晒和夜间辐射致冷热
效果进行了研究，从调节室内热环境看常规建材并不适合任何地区使用。 由上可知，营造建筑热舒适环境需要一种在夏季能大量反射太阳辐射且能大量发
射自身热量、到冬季应转换成能大量吸收太阳辐射且很少发射自身热量、且转换温度约为
18°C (建筑热舒适温度)的建筑材料，即所谓空调型建筑材料。由于目前全球没有这种材料可资利用，故需要进行开发研究。
发明内容
本发明的目的在于公开一种组合式空调型建筑材料，采用该组合材料可使冬冷夏
热地区建筑物室内温度，在不消耗矿物能源的情况下冬季同比升高10-i5t:、夏季同比下降
8-12°C。 为了达到上述目的，本发明将建筑用的屋面和墙体材料作成组合材料，该建筑组 合材料由顶层透明材料，中间透明材料和附着了特种材料的底板，以及顶层透明材料和中 间透明材料之间填充的智能遮阳材料，中间透明材料和附着了特种材料的底板之间的空气 间层或真空间层封闭组成，采用该组合材料使冬冷夏热地区建筑物室内温度，在不消耗矿
物能源的情况下冬季同比升高10-15t:、夏季同比下降8-12t:; 上述顶层透明材料和中间透明材料均采用PET、 PP、 PE透明片或膜，或采用对 0. 3-13 ii m电磁波透明的市售特种玻璃； 上述智能遮阳材料低温下的透光率大于90%、高温下的透光率小于10%、且转变 温度应为18t:左右的一种温致透光率可逆变材料(中国发明专利ZL200410067054.6);
上述智能遮阳材料是低温下的透光率大于90%、高温下的透光率小于10%、 且转变温度应为1『C左右的一种常温下为固态的致透光率可逆变材料(中国发明专利 ZL200610119476. 2) 上述附着了特种材料的底板(4)的底板采用镀锌铁板、不锈钢板、铝板、铜板或采 用无机非金属石棉水泥板、石膏板、玻璃纤维增强水泥板；附着在底板上的特种材料可采用 三类材料，一类是选自市售的吸收率大于0. 95、发射率小于0. 05的材料，一类市售的吸收 率小于0. 08、发射率大于0. 58的材料， 一类在18°C以下时吸收率与发射率为0. 83和0. 28， 在18°C以上时吸收率与发射率为0. 29和0. 85的空调型建筑涂料； 上述空调型建筑涂料是由常温温致发射率大幅度可逆变化材料为20-30% ;太阳 光谱温致可逆吸收转换材料为30-40% ;丙烯酸为20-30% ;水为10-20%组成；其中，常温 温致发射率大幅度可逆变化材料是由(La。.8Sr。.2)卜xMn03和掺加的稀土元素Pr、 Eu、 Er或Y 组成，太阳光谱温致可逆吸收转换材料是中国发明专利ZL01113077. 6的内容。
本发明具有如下优点 1.由于本发明采用了具有温致变化吸收率和发射率性能的智能遮阳材料，以及附 着了特种材料的底板，空气间层或真空间层，故可使冬冷夏热地区建筑物室内温度，在不消 耗矿物能源的情况下冬季同比升高10-i5t:、夏季同比下降8-i2t:，大大节约建筑能耗。
2.本发明材料来源广泛、加工制作简单、使用操作方便、对环境无毒无害，具有很 大的实际应用价值和社会价值。
图1为本发明的组合式空调型建筑材料结构示意图
图中 1_顶层透明材料，2-中间透明材料，3_空气间层或真空间层，4_附着了特种材料 的底板，5-中间透明材料。
具体实施方式
实施例1
请看图l。 本发明的建筑组合材料由顶层透明材料1，中间透明材料5和附着了特种材料的 底板4，以及顶层透明材料1和中间透明材料5之间填充的智能遮阳材料2，中间透明材料5 和附着了特种材料的底板4之间的空气间层或真空间层3(厚度为lcm的空气间层)封闭 组成。 上述顶层透明材料1和中间透明材料5均采用lmm厚的聚酯透明片。 上述智能遮阳材料2厚度为lcm、按照中国发明专利ZL200410067054. 6中所述的
原料及工艺制作的一种温致透光率可逆变材料，低温下的透光率大于90%、高温下的透光
率小于10%、且转变温度应为1『C左右的液态的智能遮阳材料2。 附着了特种材料的底板4采用lmm厚的铝板，铝板上附吸收率大于O. 95、发射率小 于0. 05的德国钛诺科有限公司生产的特种材料。 采用该组合材料作为屋面的房屋在不消耗矿物能源的情况下，其室内温度冬季同 比升高12"、夏季同比下降8"。
实施例2 如实施例1当顶层透明材料l和中间透明材料5均采用0.05mm厚的聚乙烯 透明膜，智能遮阳材料2为厚度为lcm的一种温致透光率可逆变材料(中国发明专利 ZL200410067054. 6)，低温下的透光率大于90% 、高温下的透光率小于10%、且转变温度应 为1『C左右的液态的智能遮阳材料2，中间透明材料5和附着了特种材料的底板4之间的 空气间层或真空间层3(厚度为lcm的空气间层)封闭组成。附着了特种材料的底板4采 用lcm厚的石棉水泥板上附美国3M公司生产的吸收率小于0. 08、发射率大于0. 58的特种 材料。采用该组合材料屋面的房屋在不消耗矿物能源的情况下，其室内温度冬季同比升高 1(TC、夏季同比下降l(TC。
实施例3 如实施例1当顶层透明材料1和中间透明材料5均采用2mm厚的对0. 3-13 y m 电磁波透明的特种玻璃，智能遮阳材料2厚度为lcm，采用低温下的透光率大于90X、高温 下的透光率小于10%、且转变温度应为1『C左右的一种常温下为固态的致透光率可逆变 材料(中国发明专利ZL200610119476. 2)，中间透明材料5和附着了特种材料的底板4之 间的空气间层或真空间层3(厚度为lcm的真空间层)封闭组成。附着了特种材料的底 板4采用厚度为lmm的铜板上附空调型建筑涂料作为特种材料，其吸收率与发射率在18°C 以下时约为0. 83和0. 28，在18°C以上时约为0. 29和0. 85，空调型建筑涂料是由常温温 致发射率大幅度可逆变化材料为20-30% ;太阳光谱温致可逆吸收转换材料为30-40% ; 丙烯酸为20-30% ;水为10-20%组成；其中，常温温致发射率大幅度可逆变化材料是由 (La^Sr。.2)卜xMn03和掺加的稀土元素Pr、Eu、Er或Y组成，太阳光谱温致可逆吸收转换材料 是中国发明专利ZL 01113077.6的内容。 采用该组合材料屋面和朝阳墙面的房屋在不消耗矿物能源的情况下，其室内温度 冬季同比升高15t:、夏季同比下降12°C。
权利要求
一种组合式空调型建筑材料，其特征在于该建筑材料由顶层透明材料(1)，中间透明材料(5)和附着了特种材料的底板(4)，以及顶层透明材料(1)和中间透明材料(5)之间填充的智能遮阳材料(2)，中间透明材料(5)和附着了特种材料的底板(4)之间的空气间层或真空间层(3)封闭组成，采用该建筑材料使冬冷夏热地区建筑物室内温度，在不消耗矿物能源的情况下冬季同比升高10-15℃、夏季同比下降8-12℃；上述顶层透明材料(1)和中间透明材料(5)均采用PET、PP、PE透明片或膜，或采用对0.3-13μm电磁波透明的市售特种玻璃；上述智能遮阳材料(2)是低温下的透光率大于90％、高温下的透光率小于10％、且转变温度应为18℃左右的液态的一种温致透光率可逆变化材料；上述智能遮阳材料(2)是低温下的透光率大于90％、高温下的透光率小于10％、且转变温度应为18℃左右的一种常温下为固态的致透光率可逆变材料；上述附着了特种材料的底板(4)的底板采用镀锌铁板、不锈钢板、铝板、铜板或采用无机非金属石棉水泥板、石膏板、玻璃纤维增强水泥板；附着在底板上的特种材料是选自市售的吸收率大于0.95、发射率小于0.05的材料，或市售的吸收率小于0.08、发射率大于0.58的材料，或在18℃以下时吸收率与发射率为0.83和0.28，在18℃以上时吸收率与发射率为0.29和0.85的空调型建筑涂料；所述空调型建筑涂料是由常温温致发射率大幅度可逆变化材料为20-30％，太阳光谱温致可逆吸收转换材料为30-40％，丙烯酸为20-30％，水为10-20％组成；其中，常温温致发射率大幅度可逆变化材料是由(La0.8Sr0.2)1-xMnO3和掺加的稀土元素Pr、Eu、Er或Y组成；太阳光谱温致可逆吸收转换材料是中国发明专利ZL01113077.6的内容。
全文摘要
一种组合式空调型建筑材料，涉及一种节能建筑材料。该建筑组合材料由顶层透明材料(1)，中间透明材料(5)和附着了特种材料的底板(4)，以及顶层透明材料(1)和中间透明材料(5)之间填充的智能遮阳材料(2)，中间透明材料(5)和附着了特种材料的底板(4)之间的空气间层或真空间层(3)组成，采用该组合式空调型建筑材料使冬冷夏热地区建筑物室内温度，在不消耗矿物能源的情况下冬季同比升高10-15℃、夏季同比下降8-12℃。本发明材料来源广泛、加工制作简单、使用操作方便、对环境无毒无害，具有很大的实际应用价值和社会价值。
文档编号E04B1/80GK101736824SQ200910247330
公开日2010年6月16日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年12月29日
发明者张崑, 李远珊, 马一平 申请人:同济大学