一种高强高保温气凝胶地板供暖构造

1.本发明涉及地板供暖结构，具体涉及一种高强高保温气凝胶地板供暖构造。


背景技术：

2.随着人们对美好生活的向往和生活质量要求的提高，建筑室内热环境和供暖要求不断提高，地板辐射供暖具有节能、舒适、节约空间等优势，逐渐成为建筑室内热环境营造的重要手段。建筑行业节能减碳成为亟需研究和解决的问题，节能低碳地板辐射供暖及其性能提升技术日益受到关注。
3.现有的地板辐射供暖存在两个突出问题：
4.1、现有的地暖系统保温层为了减少供暖热量向地板下方散失，对创造适宜室内环境、节约能源、节省供暖费用具有重要意义。现有地暖系统保温层普遍采用保温砂浆，施工工期长，厚度难控制，保温性能差。
5.2、现有的地暖系统保温层为了需要承载加热部件、填充层、地砖面层和日常家具等重量，应采用具有足够承载能力、强度和耐久性高的材料。现有的地暖系统普遍采用聚氨酯、聚苯乙烯等有机类保温材料，强度低，耐久性差，后期维护困难。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种高强高保温气凝胶地板供暖构造，该地板供暖构造采用气凝胶作为保温板，具有保温性能好，热量损失小，强度高和耐久性好等优点。
7.本发明的目的通过以下技术方案实现：
8.一种高强高保温气凝胶地板供暖构造，包括依次自下而上设置的气凝胶绝热保温层、铝箔反射层、预制砂浆板、地板面层；
9.所述气凝胶绝热保温层通过采用纤维复合增强方法、溶剂置换-表面疏水改性一步法、常压干燥方法制备得到；
10.所述铝箔反射层与预制砂浆板之间设置有若干个地暖管。
11.上述高强高保温气凝胶地板供暖构造的工作原理为：
12.通过采用气凝胶绝热保温层，利用气凝胶的导热超低、高效辐射热遮蔽和纳米孔隙热对流耗散等超高性能保温特点，显著减少地板供暖热量通过地暖保温层的散失，实现节能减碳、节省供暖费用。
13.进一步，通过纤维复合增强技术提升气凝胶绝热保温层的强度和成型性，防止了气凝胶绝热保温层在高温下出现气凝胶脱落、纤维融化现象，其抗压、抗拉、抗裂、质轻、柔韧、优良的抗拉强度的特点，可抵抗野蛮施工和冷热交替时的内应力，长期使用不沉降、不变形，显著提升了地暖保温层整体的稳定性，提高地暖板块的使用寿命。
14.本发明的一个优选方案，其中，所述气凝胶绝热保温层的上表面设置有保温半圆下沟槽；
15.所述铝箔反射层设有往气凝胶绝热保温层的方向凸起的半圆包裹部，该半圆包裹部远离气凝胶绝热保温层的一侧设有铝箔半圆下沟槽；所述半圆包裹部设置在保温半圆下沟槽中；
16.所述预制砂浆板的下表面设置有半圆上沟槽；
17.所述地暖管包裹在半圆上沟槽和铝箔半圆下沟槽之间。通过上述结构，可直接将地暖管铺设在预制沟槽内，有利于地暖管的固定，且有效提高加热部件的安装效率。
18.进一步，所述铝箔半圆下沟槽和半圆上沟槽的半径与地暖管的外径相同；所述半圆包裹部的外径与保温半圆下沟槽的半径相同。
19.进一步，所述保温半圆下沟槽、铝箔半圆下沟槽和半圆上沟槽的数量均为1 个，所述保温半圆下沟槽和铝箔半圆下沟槽设置在所述气凝胶绝热保温层的中间位置，所述半圆上沟槽设置在预制砂浆板的中间位置。
20.进一步，所述保温半圆下沟槽、铝箔半圆下沟槽和半圆上沟槽的数量均为2 个，所述保温半圆下沟槽、铝箔半圆下沟槽和半圆上沟槽均对称设置；
21.两个半圆上沟槽的中心线之间的距离为200mm。
22.本发明的一个优选方案，其中，所述地板供暖构造的尺寸为：长
×
宽
×
高＝400mm
×
400mm
×
50.01mm。
23.进一步，所述气凝胶绝热保温层的厚度为20mm，所述铝箔反射层的厚度为 0.1mm，所述预制砂浆板的厚度为20mm，所述地板面层的厚度为10mm。
24.本发明的一个优选方案，其中，所述气凝胶绝热保温层的制备方法具体为：
25.采用正硅酸乙酯、n、n-二甲基甲酰胺作为前驱体，经水解和缩聚制备硅溶胶，再加入增强纤维与sio2溶胶进行常温复合掺杂改性，得到复合溶胶和凝胶体系；
26.经过陈化、老化工序，采用表面张力小的溶液和疏水试剂对老化完毕的sio2凝胶进行溶剂置换和表面疏水改性；
27.通过正己烷对改性的sio2凝胶进行两次清洗，在60℃下常压干燥12小时制备得到气凝胶绝热保温层。
28.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
29.1、本发明通过采用气凝胶绝热保温层，利用气凝胶的导热超低、高效辐射热遮蔽和纳米孔隙热对流耗散等超高性能保温特点，显著减少地板供暖热量通过地暖保温层的散失，实现节能减碳、节省供暖费用。
30.2、通过纤维复合增强技术提升气凝胶绝热保温层的强度和成型性，防止了气凝胶绝热保温层在高温下出现气凝胶脱落、纤维融化现象，其抗压、抗拉、抗裂、质轻、柔韧、优良的抗拉强度的特点，可抵抗野蛮施工和冷热交替时的内应力，长期使用不沉降、不变形，显著提升了地暖保温层整体的稳定性，提高地暖板块的使用寿命。
附图说明
31.图1为本发明的高强高保温气凝胶地板供暖构造的剖视图。
32.图2为图1的平面爆炸示意图。
33.图3为本发明的气凝胶绝热保温层和铝箔反射层的立体爆炸示意图。
具体实施方式
34.为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。
35.参见图1-3，本实施例的高强高保温气凝胶地板供暖构造，包括依次自下而上设置的气凝胶绝热保温层1、铝箔反射层2、预制砂浆板4、地板面层5；其中，所述气凝胶绝热保温层1的导热系数低至0.013w/(m
·
k)，其保温性能是普通保温材料的2～3倍。
36.所述铝箔反射层2与预制砂浆板4之间设置有若干个地暖管3，地暖管3可以是1个或者2个，甚至更多。
37.参见图1-3，本实施例的地板供暖构造的尺寸为：长
×
宽
×
高＝400mm
×
400mm
ꢀ×
50.01mm。
38.进一步，所述气凝胶绝热保温层1的厚度为20mm，所述铝箔反射层2的厚度为0.1mm，所述预制砂浆板4的厚度为20mm，所述地板面层5的厚度为10mm。
39.参见图1-2，所述气凝胶绝热保温层1的上表面设置有保温半圆下沟槽11；所述铝箔反射层2设有往气凝胶绝热保温层1的方向凸起的半圆包裹部，该半圆包裹部远离气凝胶绝热保温层1的一侧设有铝箔半圆下沟槽21；所述半圆包裹部设置在保温半圆下沟槽11中；所述预制砂浆板4的下表面设置有半圆上沟槽41；所述地暖管3包裹在半圆上沟槽41和铝箔半圆下沟槽21之间。通过上述结构，可直接将地暖管3铺设在预制沟槽内，有利于地暖管3的固定，且有效提高加热部件的安装效率。
40.进一步，所述铝箔半圆下沟槽21和半圆上沟槽41的半径与地暖管3的外径相同；所述半圆包裹部的外径与保温半圆下沟槽11的半径相同。
41.进一步，所述保温半圆下沟槽11、铝箔半圆下沟槽21和半圆上沟槽41的数量均为1个，所述保温半圆下沟槽11和铝箔半圆下沟槽21设置在所述气凝胶绝热保温层1的中间位置，所述半圆上沟槽41设置在预制砂浆板4的中间位置。
42.进一步，所述保温半圆下沟槽11、铝箔半圆下沟槽21和半圆上沟槽41的数量均为2个，所述保温半圆下沟槽11、铝箔半圆下沟槽21和半圆上沟槽41 均对称设置；两个半圆上沟槽41的中心线之间的距离为200mm。
43.具体地，所述气凝胶绝热保温层1通过采用纤维复合增强方法、溶剂置换
‑ꢀ
表面疏水改性一步法、常压干燥方法制备得到，具体为：
44.采用正硅酸乙酯、n、n-二甲基甲酰胺作为前驱体，经水解和缩聚制备硅溶胶，再加入增强纤维与sio2溶胶进行常温复合掺杂改性，得到复合溶胶和凝胶体系。
45.经过陈化、老化工序，采用表面张力小的溶液和疏水试剂对老化完毕的sio2凝胶进行溶剂置换和表面疏水改性。
46.通过正己烷对改性的sio2凝胶进行两次清洗，在60℃下常压干燥12小时制备得到气凝胶绝热保温层1。
47.经过上述工艺，通过纤维复合增强技术提升气凝胶绝热保温层的强度和成型性，防止了气凝胶绝热保温层1在高温下出现气凝胶脱落、纤维融化现象，其抗压、抗拉、抗裂、质轻、柔韧、优良的抗拉强度的特点，可抵抗野蛮施工和冷热交替时的内应力，长期使用不沉降、不变形，显著提升了地暖保温层整体的稳定性，提高地暖板块的使用寿命。
48.参见图1-3，本实施例的高强高保温气凝胶地板供暖构造的工作原理为：
49.先将气凝胶绝热保温层1铺设在室内地面上，铺上铝箔反射层2，再将地暖管3安装在预制铝箔半圆下沟槽21内，预制砂浆板4铺设在气凝胶超级绝热复合材料上，使地暖管3恰好埋于半圆上沟槽41里，地板面层5铺设在预制砂浆板4上。这样可大大缩短施工工期，提升施工效率，节省人力成本，降低施工费用，解决传统地暖多工序施工造成工程安全、质量隐患等不足。
50.通过采用气凝胶绝热保温层1，利用气凝胶的导热超低、高效辐射热遮蔽和纳米孔隙热对流耗散等超高性能保温特点，显著减少地板供暖热量通过地暖保温层的散失，实现节能减碳、节省供暖费用。
51.上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。