专利名称：具有高热阻和热稳定性的内墙保温房屋的制作方法
技术领域：
本发明涉及房屋保温领域，特别涉及一种具有高热阻和热稳定性的内墙保温房屋。
背景技术：
在寒冷季节，房间内的温度比较低，为了提高房间内的温度，我们用空调或取暖器进行取暖，但是，房间内空气的升温效果并不明显，原因就在于空气中的热量传递给了热惯性极其巨大的墙体。以下结合目前建筑物的现状，做具体描述
一、工业和民用建筑物的热容量(热惯性)极其巨大
现时的工业和民用建筑物，大都以钢筋混凝土为其基本结构，再以空心砖或加气混凝土砌块进行砌筑分割，形成若干个相互独立的功能空间，每一个功能空间即为房间。在现时的建筑材料和建筑技术条件下，多层或高层的居民住宅楼、办公商务楼，其单位面积当量重量，又称每平方米重量，定义为该建筑物在士0. 000以上的总重量与相应的总建筑面积的比值，一般在1. 2-2. 0吨/平方米.这个单位面积当量重量指标，直接反应了在该建筑物施工过程中消耗水泥、沙石、钢筋等建筑材料的多少。这个单位面积当量重量指标，对建筑物的热工特性影响很大它决定了建筑物里的房间是否易于加热或者降温， 也即决定了建筑物房间热惯性的大小；其中钢筋的总质量及空间分布，作为建筑物内的热桥，还主导着建筑物内的热量传递和空间温度场湿度场分布。我们取建筑物单位面积当量重量为1. 5t/m2，来讨论该建筑物内房间的热惯性问题。一间建筑面积为30 m2的办公用房， 其当量总重量约为45吨。而从热学联系上看，与房间内空气有热量交换的围护结构的总重量比45吨还要大一些，因为与结构上的“单位面积当量重量”这个概念比较，热学上的“单位面积当量重量”在计算时，水平地面被重复了一次。考虑这个因素，必须再乘以一个系数， 约为1. 4左右，即热学上的建筑物单位面积当量重量为2. lt/ Hf左右。
例如，一间建筑面积为30 Iif的办公用房里的空气，体积大约有100m3、质量大约有 100kg、热容量有1.0X105J/°C ；而这间30 m2办公用房的围护结构，包括天花、地板、墙体， 总质量达到63吨，总热容量达到5. SXlO7J /°C，是房间空气热容量的580倍。我们使用房间，本质上是使用房间的支承与约束功能，还有房间的热湿稳定性。人们在室内的活动，实质就是在房间约束的空气中的活动。而人的热舒适性，本质上是来源于空气的温湿度，而不是墙体的热湿状态。在寒冷季节，房间里的热湿空气与墙体之间存在着较强的对流传热和水蒸汽在墙体上凝露放热。为了改善冬季房间里的工作和生活环境，我们向空气注入能量， 以提高空气的温湿度；但我们释放给空气的热量，转而就漏给了热容量为该空气数百倍乃至上千倍的墙体这个热量“黑洞”。二、无冬季集中采暖的夏热冬冷地区，建筑物外墙保温技术失效
目前，建筑节能已经成为了节能减排的焦点。而墙体保温又成为了建筑节能的主体技术。在墙体保温工程的设计施工中，又大多采用外墙保温。
通常，将外墙保温归纳出以下几点优势1.对建筑物主体结构进行保护，延长建筑物寿命。由于外保温是将保温层置于结构外侧，降低了由于温度变化导致的结构变形产生的压力，并减少空气中有害物质和紫外线对结构的侵蚀。2.有效消除“热桥”。以往采用内保温，“热桥”是难以避免的，而外墙保温有效地防止热桥的产生，避免结露。3.使墙体潮湿情况得到改善。一般内保温需设隔汽层，而采用外保温保温材料的透汽性能远远强于主体结构，在墙体内部一般不会发生冷凝现象，结构层的整个墙身温度提高了，进一步增强了墙体的保温性能。4.有利于室温保持稳定。采用外墙外保温，由于墙体蓄热能力较大的结构层在墙体内侧，有利于室温保持稳定。5.增加房屋使用面积。6.可以避免二次装修对保温层的破坏。但上述优点造成了夏热冬冷地区居民住宅的高能耗。因为外墙保温方法相对于内墙保温方法，确实较好地消除了建筑物对外部大气环境的热桥，但建筑结构中钢筋等导热材料在建筑物内部、在各个相互独立房间之间的热桥作用依然存在；实际上，建筑结构内的钢筋作为热桥，又将整个住宅变成一个基本均勻的等温体，以90 Hf的主流户型结构为例， 其围护结构的当量质量为190吨，假如在冬季的一天之中，该住户用4500w功率加热10小时，并且还假定通过墙体对大气的对流放热和红外辐射放热为零，整套房子的围护结构的温升也只有rc。在夏热冬冷地区，例如我国的长江中下游地区，冬季居民住宅按照国家的设计规范并不安排集中采暖。这些地区的居民家庭，冬季取暖通常都是游击队式的，人在哪一个空间活动，就在那一间房内取暖，开空调或者电暖器取暖。一会儿是客厅，一会儿是餐厅，一会儿是卧室，人在取暖，人去暖停。这就是说，对于“一会儿是餐厅取暖，一会儿又是卧室取暖；一会儿是这一户取暖，一会儿又是另一户取暖”，这样住宅楼内的“游击队“式冬季取暖，建筑结构中的热桥将热量漏给户外的大气环境固然是十分严重的问题；而热桥将热量漏给建筑结构本身也是十分严重的问题。人们在房间内的短暂活动时间里的取暖行为，消耗了相当多的能量，但空气的温升并不明显，其原因在于空气将热量传给了热惯性极其巨大的围护结构(墙体)。对于质量几十吨的房间墙体、质量几百吨的住户单元，质量几千吨的住宅楼，我们几个千瓦、几十个千瓦的空调或取暖器的放热功率，实在是太微不足道了。对于不安排集中采暖的夏热冬冷的地区，在我们区区几个千瓦、几十个千瓦的放热功率，相对于环境大气温度，根本无法大幅拉升整个房间、整套住宅、整栋楼宇的温度的背景下，采用外墙保温的前提条件“建筑物对大气漏热”并不真实存在，再去论证“采用外墙外保温，由于蓄热能力较大的结构层在墙体内侧，有利于室温保持稳定”，实在是一个假道科学的“以讹传讹”。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有高热阻和热稳定性的内墙保温房屋，以解决现有外墙技术中因墙体的热惯性大而导致房间内空气的升温效果不好的技术问题。为了解决上述问题，本发明提供了一种具有高热阻和热稳定性的内墙保温房屋， 包括房屋内墙和保温板，所述保温板设置在房屋内墙上，所述保温板包括具有高热阻的保温隔热板，所述保温隔热板将热惯性巨大的墙体与热惯性很小的室内空气进行热分离。较佳地，所述保温隔热板包括聚氨酯硬泡板或聚苯乙烯泡沫板。
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较佳地，所述保温板还包括具有保证室内热稳定性的外板，所述外板设置在所述保温隔热板的朝向室内空气一侧的内表面上。较佳地，所述外板为聚酯面层、发泡水泥板、铝合金板或瓷砖。较佳地，所述房屋内墙上包括若干保温板，所述保温板采用网格化布置在所述房屋内墙上。较佳地，每相邻的两块保温板之间采用导热系数低的封条压边覆盖固定。较佳地，还包括具有热传导系数低的断桥铝合金门框和断桥铝合金窗框。较佳地，还包括用于安装家用电器等物品的悬挂结构件，所述悬挂结构件设置在房屋内墙上，所述悬挂结构件上包括沿着热流方向的冲孔或冲缝。较佳地，所述房屋内墙包括内墙壁、天花板和地面。与现有技术相比，本发明存在以下技术效果
1、本发明采用内墙保温结构，大大降低了空气中的热量向墙体泄漏的强度本发明在内墙上安装保温隔热板，将墙体从热学上分离出去，大幅度降低了房间的热惯性，在提高室内空气的温湿度和舒适度的同时，大大降低了空气中的热量向墙体泄漏的强度，使房间内的空气快速升温，升温效果非常明显。
2、提高了房间空气的热湿稳定性
如果房间内空气的热惯性过小，加热加湿或降温降湿都非常容易。因此，由于房间内空气的热惯性过小，则极易造成室内空气的温湿度随着门窗开闭或加热器具的开停等人为操作因素而出现宽幅震荡，使得空气的热湿稳定性差，聚冷聚热。本发明提供了在保温隔热板的内表面上设置一层具有保证室内热稳定性的外板，该层外板的热惯性约为室内空气的10 倍左右，可以对室内空气温湿度出现的快速脉动进行补偿，达到对室内空气温湿度进行削峰填谷的作用，改变房间空气系统的热湿稳定性差和骤冷骤热的状况。3、房屋采用断桥铝合金门窗框，提高了房间的气密性。由于热湿空气具有体积膨胀系数大、粘滞系数小、流动性好的特点，在房间空气被加热加湿以后，通过房间门窗缝隙的泄漏和金属门窗的传导，造成房间空气能量损失的问题变得十分突出；本发明采用断桥铝合金门窗框，此种门窗的热传导系数比较低，气密性好，将室内空气与室外空气的热桥隔断，即解决了金属材质的铝合金门窗不隔热的缺点，阻断了热桥，又提高了房间的气密性。4、优化结构，弱化热桥
在房间的内墙上安装保温板以及家用电器等物品，需要悬挂结构件进行安装和固定， 目前的悬挂结构件大多是金属的，因此，这些悬挂结构件就在室内空气与墙体之间形成了热桥；本发明对室内的悬挂结构件采用沿着热流方向冲孔、冲缝等技术措施来优化结构、弱化热桥。5、实施模块化、网格化布装，降解热致变形
本发明的保温板所包括的保温隔热板和外板具有不同的热物性和热膨胀系数，因此， 在房间空气快速升温加湿和返回常态过程中，两者的热致形变量的差距较大，容易使得保温板整体变形、弯曲、隆起甚至剥落；本发明将保温板采用网格化布置安装，即将保温板裁切成尺寸较小(如边长60cm)的方块，然后在房间的内墙壁、顶板、底板上进行网格化布置安装。在常温下布装时，保持相邻的复合保温材料方块之间可移动的弹性的间距，大于复合保温材料自身最大形变量，并用导热系数低的封条压边覆盖固定，以降低房间升温加湿使用时的热致伸缩。
图1为本发明一种具有高热阻和热稳定性的内墙保温房屋的结构简图； 图2A为本发明的断桥铝合金窗框的结构示意图2B为本发明的断桥铝合金窗框的截面图； 图3为本发明的一种弱化热桥金属构件的结构示意图； 图4为本发明的保温板网格化布置的结构示意图5为本发明一种具有高热阻和热稳定性的内墙保温房屋的整体结构剖解示意图； 图6为本发明墙体内侧保温板的安装施工工艺框图。
具体实施例方式本发明提供一种具有高热阻和热稳定性的内墙保温房屋，此房屋内墙采用具有高热阻和热稳定性的保温材料，将墙体从热学上分离出去，大幅度降低了房间的热惯性，在提高室内空气的温湿度和舒适度的同时，大大降低了空气中的热量向墙体泄漏的强度，使房间内的空气快速升温，升温效果非常明显。当然，本发明对室内降温的效果也是一样的，非常明显，本发明对此不作限制。请参看图1和图5，一种具有高热阻和热稳定性的内墙保温房屋，包括房屋内墙1 和保温板3，保温板3设置在房屋内墙1上，如将保温板3通过粘接砂浆2粘贴在基层墙体 (房屋内墙1)上，为了提高屋内的美观性，可在保温板3上进行饰面装饰等工序，即在保温板3上装一层饰面层4。在本发明中，房屋内墙1包括内墙壁12、天花板11或/和地面13， 本发明对保温板具体设置在房屋内墙的哪个位置不作限制，为了使得保温效果好，优选内墙壁12、天花板11和地面13上均设置有保温板3。在本发明中，保温板3包括两层，分别为保温隔热板和外板。在本发明中，外板设置在保温隔热板的朝向室内空气一侧的内表面上。在施工中，保温隔热板设置在房屋内墙的内表面上，外板设置在保温隔热板的朝向室内空气一侧的内表面上，保温隔热板位于房屋内墙1和外板之间。在本发明中，保温隔热板具有高热阻性和低热惯性，保温隔热板将热惯性巨大的墙体与室内空气进行热分离，因此，保温隔热板需采用高热阻保温材料制成，本发明推荐在房间内墙上使用挤塑聚苯材料XPS板、导热系数为0.0 0.03 W/ (πι·10)或聚氨酯发泡材料(导热系数为0. OM 0.028 W/ (πι·10进行热分离，降低房间的热惯性。在本实施例中，保温隔热板可以选用聚氨酯硬泡板，也可以选用聚苯乙烯泡沫板，本发明对此不作具体限制。聚氨酯硬泡板和聚苯乙烯泡沫板具有高热阻(即低导热系数)、低密度、低吸水性、无毒性、退行老化速度小等优点，且聚氨酯硬泡板和聚苯乙烯泡沫板还具有微细闭孔的结构特点。本发明对保温板的厚度不作具体限制，可根据室内空间的大小和保温的目标效果进行设定。为了保证房间具有良好的热湿稳定性，本发明在保温隔热板的朝向室内空气一侧的内表面上再复合一层热惯性适当的外板，该层外板的热惯性约为室内空气的10倍左右，该层外板可对室内空气温度湿度出现的快速脉动进行补偿，达到对室内空气温湿度进行削峰填谷的作用，改变房间空气系统的热湿稳定性差和聚冷聚热的状况。在本发明中，外板可以采用聚酯面层、发泡水泥板、彩色铝合金板或瓷砖等材料制成，本发明对此不作限制。在本实施例中，外板优选采用聚酯面层，本发明对聚酯面层的厚度不作具体限制，可根据室内空间的大小进行设定。如以面积为12 m2、围护结构质量高达25吨的房间为例，在其内墙上 60 IIf的高热阻低密度保温材料的内表面上，再设置厚度约5mm、密度约为1000kg/m3的聚酯 (SMC)面层，该面层的热惯性为3X105J，约为室内空气热惯性的10倍，约为该房间25吨钢筋混凝土围护结构热惯性的1/70，形成适度的系统热惯性，从而形成房间良好的热湿稳定性。为了防止房间内被加热加湿的空气从门窗的缝隙中泄漏，可以缩小门窗的尺寸， 降低房间的窗墙比和门墙比。除此之外，还可采用具有热传导系数低的断桥铝合金门框和断桥铝合金窗框。请参看图2A和图2B，以断桥铝合金窗框6为例，断桥铝合金窗框6设置在窗玻璃7和墙壁之间，此断桥铝合金窗框7是由两个不同断面通过节能隔热条61组合而成，节能隔热条61又叫尼龙条，它的主要作用是隔断热传导，即阻断热桥，其材质大多为 PA66GF25，热传导系数只有0.7 W/ (m · k)，相比铝合金的210 W/ (m · k)，热传导系数要低的多，甚至可以理解为完全隔热，这样就解决了金属材质的铝合金门窗框6不隔热的缺点， 阻断了热桥，又提高了房间的气密性。断桥铝合金门框的结构与断桥铝合金窗框6的结构相似，此处不再过多描述。在室内安装内墙保温板，以及空调室内机、热水器等家用电器时，需要通过安装在内墙上的悬挂结构件将内墙保温板，以及一些家用电器进行安装和固定，目前大多数悬挂结构件均为金属的，这些悬挂结构件便在室内空气与墙体之间形成了热桥。为了优化结构， 弱化热桥，对室内的金属悬挂结构件采用沿着热流方向冲孔、冲缝等技术措施。例如，请参看图3，该金属构件5上设置若干开孔51，沿着该金属构件5作为热桥存在时的热流方向连续布置，既保证了该构件5的必要强度，又弱化了热桥的作用。请参考图4，在本发明中，保温板3采用网格化布置在房屋内墙1上，即房屋内墙1 上包括若干保温板3，每相邻的两块保温板3之间采用导热系数低的封条压边覆盖固定。此种结构设计的原因是，保温板3所包括的保温隔热板和外板具有不同的热物性和热膨胀系数，因此，在房间空气快速升温加湿和返回常态过程中，两者的热致形变量相差较大，容易使得保温板整体变形、弯曲、隆起甚至剥落；本发明将保温板3采用网格化布置安装，即将保温板裁切成尺寸较小(如边长60cm)的方块，然后在房间的内墙壁、顶板、底板上进行网格化布置安装。在常温下布装时，保持相邻的复合保温材料方块之间可移动的弹性的间距，大于复合保温材料自身最大形变量，并用导热系数低的封条压边覆盖固定，以消除在房间空气升温加湿或降温降湿时保温板热致伸缩所造成的保温板整体变形、弯曲、隆起甚至剥落。请参考图5，采用墙体内侧保温的房屋结构如下
在房屋内墙1的混凝土天花板11上，通过粘结砂浆Iio将保温板3黏贴在混凝土天花板11上，然后在保温板3上铺一层网格布111，在网格布111上进行抹面砂浆112，最后对天花板进行饰面，即装饰一层饰面层113。在房屋内墙1的混凝土地面13上，首先进行找平水泥砂浆130，涂上防水涂料131，然后将保温板3黏贴上，最后在保温板3上铺一层装饰地板 132 ；在地面上铺装时，所选用的保温板3如聚苯乙烯泡沫板的密度和装饰地板132如地砖的厚度，要明显高于用于内墙壁和天花板的同类材料，以满足地面上活动荷载的支承需要。 在房屋内墙1的内墙壁12内表面上，通过粘结砂浆120将保温板3黏贴上，然后在保温板 3上装饰一饰面层121。在内墙壁12上，还设置有断桥铝合金窗框6和断桥彩色铝合门框 8，断桥铝合金窗框6上安装有中空玻璃6，断桥铝合金门框8上安装有门本体9。
采用墙体内侧保温模式，有了高热阻的保温材料、调节空气热湿稳定性的内饰面材料，又有了模块化网格化布装降解热致变形的方法，还必须有科学的施工工艺，才能保证施工质量，从根本上解决了房间的热损失问题。墙体基层、保温材料层、内饰面层这3个材料层，具有不同的比热容、导热率、线胀系数等热物性，在时冷时热、或冷或热的不均勻的热应力作用下，这3个材料层很容易发生错位、扭曲、剥落。墙体内侧保温层施工工艺的要点， 在于使用聚合物改性粘结砂浆，处理好墙体基层、保温材料层、内饰面层这3个材料层的柔性连接。请参考图6，墙体内侧保温板的安装施工工艺框图，在施工中，要保证施工的工艺顺序，防止平行施工或倒序施工；要保证各道施工工序之间的时间间隔，给墙体和抹面层的通风、干燥、固化留出必要时间。落实科学的施工工艺，才能保证墙体内侧保温工程的施工质量和效果。
以上公开的仅为本申请的一个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
权利要求
1.一种具有高热阻和热稳定性的内墙保温房屋，其特征在于，包括房屋内墙和保温板， 所述保温板设置在房屋内墙上，所述保温板包括具有高热阻的保温隔热板，所述保温隔热板将热惯性巨大的墙体与热惯性小的室内空气进行热分离。
2.如权利要求1所述的具有高热阻和热稳定性的内墙保温房屋，其特征在于，所述保温隔热板包括聚氨酯硬泡板或聚苯乙烯泡沫板。
3.如权利要求1所述的具有高热阻和热稳定性的内墙保温房屋，其特征在于，所述保温板还包括具有保证室内热稳定性的外板，所述外板设置在所述保温隔热板的朝向室内空气一侧的内表面上。
4.如权利要求3所述的具有高热阻和热稳定性的内墙保温房屋，其特征在于，所述外板为聚酯面层、发泡水泥板、彩色铝合金板或瓷砖。
5.如权利要求1所述的具有高热阻和热稳定性的内墙保温房屋，其特征在于，所述房屋内墙上包括若干保温板，所述保温板采用网格化布置在所述房屋内墙上。
6.如权利要求5所述的具有高热阻和热稳定性的内墙保温房屋，其特征在于，每相邻的两块保温板之间采用导热系数低的封条压边覆盖固定。
7.如权利要求1所述的具有高热阻和热稳定性的内墙保温房屋，其特征在于，还包括具有热传导系数低的断桥铝合金门框和断桥铝合金窗框。
8.如权利要求1所述的具有高热阻和热稳定性的内墙保温房屋，其特征在于，还包括用于安装内墙保温板、家用电器的悬挂结构件，所述悬挂结构件设置在房屋内墙上，所述悬挂结构件上包括沿着热流方向的冲孔或冲缝。
9.如权利要求1所述的具有高热阻和热稳定性的内墙保温房屋，其特征在于，所述房屋内墙包括内墙壁、天花板和地面。
全文摘要
本发明涉及一种具有高热阻和热稳定性的内墙保温房屋，包括房屋内墙和保温板，保温板设置在房屋内墙上，保温板包括具有高热阻的保温隔热板，保温隔热板将热惯性巨大的墙体与热惯性小的室内空气进行热分离。本发明采用内墙保温结构，即在内墙(包括内墙壁、天花板和地面)上装饰保温隔热板，将墙体从热学上分离出去，大幅度降低了房间的热惯性，在提高室内空气的温湿度和舒适度的同时，大大降低了空气中的热量向墙体内泄漏的强度，使房间内的空气快速升温，升温效果非常明显，解决了现有技术中因墙体的热惯性大而导致房间内空气的升温效果不好的技术问题。
文档编号E04B1/80GK102535661SQ201210073239
公开日2012年7月4日 申请日期2012年3月20日 优先权日2012年3月20日
发明者余执成, 李成伟, 薛世山, 薛世明, 薛文融, 韦林林 申请人:上海伯涵热能科技有限公司