专利名称：一种屋面遮热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种隔热装置，具体是一种屋面遮热装置。
背景技术：
提高屋面的隔热性能，对减少夏季通过屋面进入建筑物室内的太阳辐射热量尤其重要， 是改善室内热环境的一个重要措施。目前常用的屋面保温隔热技术，是在屋顶的结构层上， 铺保温隔热层，再铺防水层及保护层构造的屋面，但是这种屋面结构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。
利用高反射性材料来改善屋面的夏季隔热能力是一种新的技术措施，通常用于双层通风 屋面，在上层屋面下表面贴附一层高反射性材料，在夏季可降低通过屋面传递到室内的太阳 辐射热量，但因材料层固定，在冬季室内温度较低室外太阳辐射较强时反而阻挡了太阳辐射 热量进入室内，未能有效利用这一热量来提高室内温度。
实用新型内容
针对上述现有技术的缺陷，本实用新型提供一种屋面遮热装置，可根据室内热环境需求 以及屋面与室内相对围护结构之间的辐射热流方向对设置在屋面下的遮热巻帘的展开和收 起进行自动控制，控制通过屋面进出室内的辐射热量，达到改善室内热环境的目的。该装置 适用于坡屋面(有吊顶层或无吊顶层)、平屋面(有吊顶层或无吊顶层)、双层通风屋面等屋 面形式。
为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供的屋面遮热装置包括遮热巻帘，控制器和
温度传感器，所述遮热巻帘设置于建筑物屋面与屋面下室内围护结构之间，所述温度传感器 分别位于屋面下表面、屋面下室内围护结构表面、室内空气侧三个位置，且所有传感器均接 入控制器的输入端，控制器的动力输出端连接巻轴皮带，最后巻轴皮带连接控制遮热巻帘展 开与收起的遮热巻帘巻轴。
其中上述遮热巻帘由低发射率高反射率材料制成，具有一定的延展性，可通过端部巻轴
巻起，亦可展开。展开时遮热巻帘平行布置在屋面下方一定距离。
对于屋面遮热巻帘的遮热效果，室内热环境需求以及屋面与屋面下室内围护结构之间的
辐射热流方向是两个关键的决定因素。对于建筑物来说，夏季气候炎热太阳辐射较强时，通
过建筑物屋面进入室内的太阳辐射热量严重影响了室内的热环境，根据辐射换热的削弱原
理，夏季在屋面下布置遮热巻帘，能够有效减少进入室内的辐射热量，改善室内热环境；在
冬季室外太阳辐射较强，而室温较低时，通过屋面进入室内的太阳辐射热量对于改善室内热
环境来说是一种有利因素，此时如仍在屋面下布置遮热巻帘，则反而减弱了通过屋面进入室
内的太阳辐射热量；除了冬夏季太阳辐射较强时的典型情况，在夜间、过渡季节、阴雨天气
等气候状况下，屋面与屋面下室内围护结构之间如有温度差异，仍有辐射热量通过屋面进出
室内，对室内热环境起着有利或不利的影响。
所述屋面遮热装置结合上述原理，利用在室内布置温度传感器来测量室内空气温度，并 与预先设置的基准值比较来判断室内热环境状况，再通过在屋面下表面以及屋面下相对的室 内围护结构表面布置温度传感器，对两个温度进行比较来判断通过屋面与室内相对围护结构 之间的热流方向。再通过控制器根据室内热环境的需要以及屋面与室内围护结构之间辐射热 流方向来控制巻轴皮带，带动遮热巻帘的展开及收起，达到控制通过屋面进出室内的辐射热 量，进而改善室内热环境的目的。
综上所述，本实用新型提供的屋面遮热装置，能够有效的改善建筑室内热环境，降低室 内空调或采暖能耗，是一种高效、并具有自适应性的屋面隔热装置。
图1是遮热板原理图2是本实用新型的结构连接图3是本实用新型中的遮热巻帘示意图4是本实用新型实现的控制原理图5是实施例1中带吊顶层的平屋面遮热巻帘隔热示意图； 图6是实施例2中无吊顶层的平屋面遮热巻帘隔热示意图； 1-上表面2-下表面 3-遮热板
201-屋面下表面温度传感器 202-屋面下相对围护结构表面温度传感器 203-室内气温传感器 204-控制器 205-遮热巻帘 501-遮热巻帘巻轴 502-巻轴皮带
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。
遮热巻帘对屋面与屋面下相对的室内围护结构之间的辐射换热的消弱作用是通过如下
原理实现的
根据传热学中辐射换热的基本原理为了降低两物体表面间的辐射换热，可以采用在两 辐射表面之间布置遮热板的方法。所谓遮热板，是指布置在两个辐射换热表面之间以削弱辐 射换热的薄板。
以下是在平行平板之间布置一块具有低发射率的遮热板来降低两块平行平板之间的辐 射换热为例说明遮热板的工作原理，辐射表面和金属板的温度、发射率如图l所示，假设两
块平板的发射率&=&=0.8，遮热板3的发射率&=0.2，贝IJ:
<formula>formula see original document page 6</formula><formula>formula see original document page 6</formula>
式中和q3,2分别为上表面1对遮热板3和遮热板3对下表面2的辐射换热热流密度' 表面l、 3及表面3、 2两个系统的系统发射率分别为
<formula>formula see original document page 6</formula>两个系统发射率相等，因此有￡13 =s32 =fs =0.1905 。 在热稳态条件下，<formula>formula see original document page 6</formula>，将式(1)和(2)相加得 <formula>formula see original document page 6</formula>
当未布置遮热板时，上表面1对下表面2的辐射换热热流密度为
<formula>formula see original document page 6</formula>
比较有无布置遮热板的辐射换热热流密度，表明布置遮热板后上表面1对下表面2的辐 射换热为未布置遮热板时的1/7，辐射换热大幅度降低。为使削弱辐射换热的效果更为显著， 实际上可采用发射率更低的材料制成遮热板。如在发射率为0.8的两个平行表面之间布置一 块发射率为0.05的遮热板，则可使辐射热量减小到原来的1/27。
参见图2，屋面下表面温度传感器201布置在最上层屋面的下表面，屋面下相对围护结
构表面温度传感器202对于不同的屋面形式布置在不同的位置；对于无吊顶层的平屋面或坡 屋面，则布置在屋面下室内地表面；对于有吊顶层的平屋面或坡屋面，则布置在吊顶层的上 表面；对于双层通风屋面，则布置在下层屋面的上表面。遮热巻帘205则平行布置在最上层 屋面下方一定距离处，控制器204接收温度传感器201、 202和203的输出信号，经过对信 号进行处理和判断后，作出相应控制指令，由其内部驱动机构带动与控制器204动力输出端 连接的巻轴皮带502动作，最后通过与巻轴皮带502连接的遮热巻帘巻轴501实现遮热巻帘 205的展开或收起。
参见图3，图3为遮热巻帘205的结构示意图。遮热巻帘205由低发射率高反射率材料 制成，通过端部巻轴巻起，亦可展开。
参见图4，首先设定两个不同的室内高温基准值TH和低温基准值TL，然后利用温度传 感器连续不断地测量三个测点的温度室内空气气温TO、屋面下表面温度T1、屋面下相对 围护结构表面温度T2，并将其转换为电讯号传递给控制器204。将室内空气温度TO与两个 室内高温基准值TH、低温基准值TL相比较，用以判断室内温度过高、过低或者适中，再 将屋面下表面温度Tl与屋面下相对围护结构表面温度T2相比较，判断此时两表面之间的 辐射换热的传递方向，当屋面下表面温度Tl高于屋面下相对围护结构表面温度T2(T1>T2)， 则说明辐射换热是从屋面传向室内，相反则反之。当辐射换热方向是从屋面传向室内时，如 此时室内温度较高，则通过控制器204动作保持遮热巻帘205处于展开状态，如此时室内温 度较低，则通过控制器204动作保持遮热巻帘205处于收起状态；当辐射换热方向是从室内 传向屋面时，如此时室内温度较高，则通过控制器204动作保持遮热巻帘205处于收起状态， 如此时室内温度较低，则通过控制器204动作保持遮热巻帘205处于展开状态；如此时室内
温度适中，则保持遮热巻帘维持上一次状态不变。 实施例l，带吊顶层的平屋面隔热
参见图5，图5为本实用新型应用于带吊顶层的平屋面隔热时的示意图，图中包括屋 面下表面温度传感器201，位于吊顶层上表面的屋面下相对围护结构表面温度传感器202， 室内气温传感器203，上述三个位置的传感器均接入控制器204，控制器204接收温度传感
器201、 202和203的输出信号，经过对信号进行处理和判断后，作出相应控制指令，由其 内部驱动机构带动与控制器204动力输出端连接的巻轴皮带502动作，最后通过与巻轴皮带 502连接的遮热巻帘巻轴501实现遮热巻帘205的展开或收起。其中屋面下相对围护结构表 面温度传感器位于吊顶层上表面。
具体工作过程为当温度传感器201、 202、 203、遮热巻帘205及控制器204布置完毕 后，首先通过控制器204设定室内空气高温基准值TH和低温基准值TL (TH>TL， TH和 TL分别设定为27°C和20°C)。通过温度传感器201、 202、 203连续测定屋面下表面温度Tl、 吊顶层上表面温度T2作为屋面下相对围护结构表面温度、室内空气温度TO，并传送给控制 器204。在控制器204中，将室内空气温度TO与高温基准值TH和低温基准值TL进行比较
1) 当测得的室内空气温度TO大于高温基准值TH时，说明室内气温偏高需要降温，在 控制器204中，对屋面下表面温度Tl和吊顶层上表面温度T2进行比较，之后根据Tl和 T2的比较结果进行如下操作
① 当T1比T2高M。C以上时(M设置为1°C)，通过控制器204动作，驱动巻轴皮带 502，带动遮热巻帘巻轴501顺时针方向转动，使得遮热巻帘205达到展开状态。
② 当Tl比T2低M 。C以上时(M设置为TO,通过控制器204动作，驱动巻轴皮带
502，带动遮热巻帘巻轴501逆时针方向转动，使得遮热巻帘205达到收起状态。
③ 当T2-M^T15T2 + M时(M设置为1°C)，控制器204不动作，保持遮热巻帘205 维持当前状态。
2) 当测得的室内空气温度TO小于低温基准值TL时，说明室内气温偏低需要升温，在 控制器204中，对屋面下表面温度Tl和吊顶层上表面温度T2进行比较，之后根据Tl和 T2的比较结果进行如下操作
①当T1比T2高M。C以上时(M设置为1。C)，通过控制器204动作，驱动巻轴皮带 502，带动遮热巻帘巻轴501逆时针方向转动，使得遮热巻帘205达到收起状态。
② 当T1比T2低M。C以上时(M设置为rC)，通过控制器204动作，驱动巻轴皮带 502，带动遮热巻帘巻轴501顺时针方向转动，使得遮热巻帘205达到展开状态。
③ 当T2 - M 5T1 ^T2 + M时(M设置为1°C)，控制器204不动作，保持遮热巻帘205 维持当前状态。
3)当测得的室内空气温度TO介于高温基准值TH和低温基准值TL之间，即TL^TO^TH 时，说明室内气温适中，控制器204不动作，使得遮热巻帘205维持当前状态。
通过控制器动作，使得遮热巻帘完成相应操作后，接着连续测量温度TO、 T1和T2，根 据需要继续下一次操作。 实施例2:无吊顶层的平屋面隔热
参见图6，图6为本实用新型应用于无吊顶层的平屋面隔热时的示意图，图中包括屋 面下表面温度传感器201,位于室内地表面的屋面下相对围护结构表面温度传感器202，室 内气温传感器203，控制器204，遮热巻帘205，遮热巻帘巻轴501，巻轴皮带502;结构、 原理均与实施例1一致，但其中屋面下相对围护结构表面温度传感器位于室内地表面。
权利要求1、一种屋面遮热装置，包括遮热卷帘，控制器和温度传感器，其特征在于，所述遮热卷帘设置于建筑物屋面与屋面下室内围护结构之间，所述温度传感器分别位于屋面下表面、屋面下室内围护结构表面、室内空气侧三个位置，且所有传感器均接入控制器的输入端，控制器的动力输出端连接卷轴皮带，最后卷轴皮带连接控制遮热卷帘展开与收起的遮热卷帘卷轴。
2、根据权利要求1所述屋面遮热装置，其特征在于，所述遮热巻帘由低发射率 高反射率材料制成，对于低温热辐射的反射率为0.8以上。
专利摘要本实用新型公开了一种屋面遮热装置包括遮热卷帘，控制器和温度传感器，所述遮热卷帘设置于建筑物屋面与屋面下室内围护结构之间，所述温度传感器分别位于屋面下表面、屋面下室内围护结构表面、室内空气侧三个位置，且所有传感器均接入控制器的输入端，控制器的动力输出端连接卷轴皮带，最后卷轴皮带连接控制遮热卷帘展开与收起的遮热卷帘卷轴。本实用新型中遮热卷帘在屋面下形成遮热层，隔热效果显著，有效减少通过屋面层进出室内的辐射热量；根据室内热环境的实际需求控制遮热卷帘的展开和收起，最大程度地改善室内热环境，提高室内热舒适性。适用于坡屋面、平屋面、双层通风屋面等多种屋面形式。
文档编号G05B19/04GK201202228SQ200820053190
公开日2009年3月4日 申请日期2008年5月19日 优先权日2008年5月19日
发明者伟 刘, 刘苑佼, 晋 周, 张国强, 谢冬明 申请人:湖南大学