一种传热系数自动调节的墙体的制作方法
一种传热系数自动调节的墙体的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环保墙体技术领域，更具体的涉及一种传热系数自动调节的墙体。
【背景技术】
[0002]建筑的外墙体是建筑内部空间与外部空间的分界面。建筑内部空间与外部空间的热交换是通过墙体为中介实现的。因此墙体的传热系数对建筑能耗有很大的影响。传热系数越大，通过墙体传导的热量越多。传热系数越小，通过墙体传导的热量越少。夏季白天当室外温度过高时，为了减少空调能耗，应该减少通过墙体传入室内的热量，因此墙体的传热系数越小越好。夏季夜晚当室外温度过低时，为了减少空调能耗，应该增加通过墙体传导到室外的热量，因此墙体的传热系数越大越好。但现阶段建筑的外墙体，其导热系数是固定的。在夏天如果外墙体传热系数设计的过小，尽管减少了白天通过墙体传导到室内的热量，但同时也减少了夜间室内空气通过墙体传导到室外的热量。如果传热系数设计的过大，尽管增加了夜间室内空气通过墙体传导到室外的热量，但同时增加了白天通过墙体传导到室内的热量。因此传热系数固定的墙体并不能充分利用昼夜温度的差异达到减少空调能耗的目的。现有技术中也没有一种能够根据室外温度高低自动调节传热系数的建筑墙体技术。
【发明内容】
[0003]本发明基于上述现有技术问题，创新的提出一种可根据室外温度变化自动调节传热系数的墙体，通过在墙体中增加一个自动调节传热系数的变热阻层，采用双金属片作为改变传热系数的重要元件，通过双金属片受热时弯曲角度的变化，实现双金属片与传热基体的接触与分离，进而实现传热系数的自动调节，通过本发明所述传热系数自动调节的墙体，既可以减少室外传导到室内的热量，又可以充分利用夜间室外冷源对室内空气进行降温，达到节省空调能耗的目的。
[0004]本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下:
一种传热系数自动调节的墙体，包括:面层1、变热阻层2和承重层3，所述变热阻层2设置于所述面层I和承重层3之间，所述变热阻层2包括双金属片，所述双金属片会随温度变化而发生变形，且在冷态下所述双金属片直接或间接接触所述面层I和承重层3，在所述面层I和承重层3之间建立传导热桥，增大墙体的传热系数，在热态下所述双金属片发生弯曲变形，并与所述面层I和/或承重层3发生分离，中断所述面层I和承重层3之间的传导热桥，减小墙体的传热系数。
[0005]进一步的根据本发明所述的传热系数自动调节的墙体，其中所述面层1、变热阻层2和承重层3沿墙体厚度方向层叠设置，且所述面层I面向室外设置，所述承重层3面向室内设置，所述变热阻层2还包括位于所述面层I和承重层3之间的阻热空气层，所述双金属片在阻热空气层中沿墙体的高度方向设置有若干组。
[0006]进一步的根据本发明所述的传热系数自动调节的墙体，其中所述变热阻层2包括若干双金属片5和若干导热基体6，每个双金属片5和对应的一个导热基体6构成面层I和承重层3之间的一个传导热桥，且所述导热基体6的一端固定于所述承重层3的表面上，所述双金属片5的一端固定于所述面层I的表面上，所述双金属片5的另一端搭接在所述导热基体6的另一端上，沿墙体的高度方向在所述面层I和承重层3之间建立有若干组传导热桥。
[0007]进一步的根据本发明所述的传热系数自动调节的墙体，其中当室外温度较高时，所述双金属片向上偏转弯曲并与对应的导热基体分离，面层和承重层之间的传导热桥中断，墙体的传热系数减小；当室外温度较低时，所述双金属片向下偏转复原并与对应的导热基体闭合，面层和承重层之间的传导热桥连通，墙体的传热系数增大。
[0008]进一步的根据本发明所述的传热系数自动调节的墙体，其中所述变热阻层2包括若干第一双金属片7和若干第二双金属片8，每个第一双金属片7和对应的一个第二双金属片8构成面层I和承重层3之间的一个传导热桥，且所述第一双金属片7的一端固定于所述承重层3的表面上，所述第二双金属片8的一端固定于所述面层I的表面上，所述第一双金属片7的另一端搭接在所述第二双金属片8的另一端上，沿墙体的高度方向在所述面层I和承重层3之间建立有若干组传导热桥。
[0009]进一步的根据本发明所述的传热系数自动调节的墙体，其中当室外温度较高时，所述第一双金属片向上偏转弯曲、所述第二双金属片向下偏转弯曲，第一双金属片和第二双金属片相互分离，面层和承重层之间的传导热桥中断，墙体的传热系数减小；当室外温度较低时，所述第一双金属片向下偏转弯曲、所述第二双金属片向上偏转弯曲，第一双金属片和第二双金属片相互接触，面层和承重层之间的传导热桥连通，墙体的传热系数增大。
[0010]进一步的根据本发明所述的传热系数自动调节的墙体，其中所述变热阻层2包括若干圆头双金属片9和一个导热板10，所述导热板10设置于承重层3的整个表面上，所述圆头双金属片9的一端呈直线状，另一端弯曲成圆形，且所述圆头双金属片9的直线端固定于面层I的表面上，所述圆头双金属片9的圆形弯曲端抵接于所述导热板10的表面，沿墙体的高度方向在所述面层I和承重层3之间建立有若干组传导热桥。
[0011]进一步的根据本发明所述的传热系数自动调节的墙体，其中当室外温度较高时，所述圆头双金属片9的圆形弯曲端向内弯曲收缩并脱离所述导热板10的表面，面层和承重层之间的传导热桥中断，墙体的传热系数减小；当室外温度较低时，所述圆头双金属片9的圆形弯曲端向外弯曲复原并抵接于所述导热板10的表面，面层和承重层之间的传导热桥连通，墙体的传热系数增大。
[0012]进一步的根据本发明所述的传热系数自动调节的墙体，其中所述变热阻层2包括第一导热板、第二导热板、若干双金属片11和一根支架13，所述第一导热板设置于面层I的表面，所述第二导热板设置于承重层3的表面，所述支架13设置于所述第一导热板和第二导热板之间，若干双金属片11设置于所述支架13上，并沿所述支架13的高度方向在所述面层I和承重层3之间建立有若干组传导热桥。
[0013]进一步的根据本发明所述的传热系数自动调节的墙体，其中当室外温度较高时，所述双金属片11的两端向上弯曲并与所述第一导热板和第二导热板分离，面层和承重层之间的传导热桥中断，墙体的传热系数减小；当室外温度较低时，所述双金属片11的两端向下复原并抵接于所述第一导热板和第二导热板的表面，面层和承重层之间的传导热桥连通，墙体的传热系数增大。
[0014]通过本发明的技术方案至少能够达到以下技术效果:
1)、本发明通过在墙体中增加一个自动调节传热系数的变热阻层使得墙体的传热系数可根据室外温差自动进行调节，在当室外温度过高时，墙体传热系数变小，减少从室外通过墙体传导到室内的热量，当室外温度较低时，墙体传热系数变大，增加从室内通过墙体传导到室外的热量，这样通过本发明所述的墙体可以充分利用室外温差调节进入室内的热量，大大节省了空调能耗。
[0015]2)、本发明所述传热系数自动调节的墙体设计新颖、结构简易、容易实现，且不影响墙体的使用承重强度，属于新型的低能环保建筑材料，能够广泛的推广应用于各类建筑工程中，具有广阔的市场实用前景。
【附图说明】
[0016]附图1是本发明第一实 施例的结构原理图；
附图2是本发明第二实施例的结构原理图；
附图3是本发明第三实施例的结构原理图；
附图4是本发明第四实施例的结构原理图；
图中各附图标记的含义如下:
1-面层；2—变热阻层；3—承重层；4一面层；5—双金属片；6—导热基体；7—双金属片；8—双金属片；9_圆头双金属片；10—导热板；11 —双金属片；12—导热板；13—支架。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图对本发明的技术方案进行详细的描述，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本发明，但并不因此限制本发明的保护范围。
[0018]本发明所述的一种传热系数自动调节的墙体包括面层1、变热阻层2和承重层3，所述的变热阻层2设置于面层I和承重层3之间，所述面层1、变热阻层2和承重层3沿墙体的厚度方向依次层叠，其中面层I接触被墙体分割的室外空间，承重层接触被墙体分割的室内空间。本发明所述的传热系数自动调节的墙体尤其适合应用于夏季，主要可用于室内降温，减少制冷空调能耗。所述变热阻层2设置于面层I和承重层3之间，其热阻能够随着室内外温差变化而发生自动调节，进而实现整个墙体传热系数的自动调节。
[0019]所述变热阻层2包括若干双金属片，所述双金属片设置于面层I和承重层3之间的空间层内，所述双金属片正常状态下同时接触于所述面层I和承重层3，构成面层I和承重层3之间的传导热桥，整个墙体的传热系数较大，所述双金属片在受热时会发生弯曲，从而与面层I和/或承重层3发生分离，使得面层I和承重层3之间的传导热桥中断，面层I和承重层3之间靠热阻很大的空气进行热传导，传热系数较小。
[0020]因此本发明通过变热阻层内设置双金属片来感应室外温度，利用双金属片与面层和/或承重层的闭合与分离，来实现了墙体传热系数的变大与变小调节。实现了墙体既能在室外温度较高时有效阻断室外向室内的导热，又能在室外温度较低时增强室内向室外散热的目的。具体的在夏季白天，当室外温度较高时，高温通过面层使得双金属片受热发生弯曲，从而中断面层和承重层之间的传导热桥，变热阻层内只有空气导热，因此热阻最大，传热系数最小，通过墙体传导到室内的热量最小，减少了建筑物室内空调能耗。在夏季夜晚，当室外温度较低时，双金属片反向弯曲，从而在面层和承重层之间建立传导热桥，由于金属具有较大的导热系数，因此面层和承重层之间通过若干双金属片的连接大幅降低了热阻，传热系数最大，通过墙体传导到室外的热量很大，也减少了空调能耗。
[0021]下面结合变热阻层内双金属片的具体设置结构以及其与面层I和承重层3之间导热连接方式给出四个优选的实施方案。
[0022]实施例1
如附图1所示，所述传热系数自动调节的墙体包括面层1、变热阻层2、承重层3和面层4，各层之间依次层叠，在面层I和承重层3之间设置所述变热阻层2，在承重层3的内表面还设置有面层4。所述变热阻层2包括若干双金属片5和若干导热基体6，每个双金属片5和对应的一个导热基体6构成面层I和承重层3之间的一个传导热桥，沿墙体高度方向在面层I和承重层3之间建立有若干相互平行的传导热桥。对于每个传导热桥，所述导热基体6的一端固定于所述承重层面对面层I的表面上，所述双金属片5的一端固定在所述面层I面对承重层的表面上，所述双金属片5的另一端水平搭接在所述导热基体6的另一端上。在夏季白天，当室外温度较高时，高温通过面层I使得双金属片受热向上发生偏转弯曲，各双金属片5便与对应的导热基体6发生分离，使得变热阻层2内只有空气导热，因此热阻最大，传热系数最小，此时通过墙体传导到室内的热量最小，减少了建筑物空调能耗。在夏季夜间，当室外温度较低时，双金属片会向下偏转直至与对应导热基体闭合，此时变热阻层内双金属片与导热基体重新构成热桥，减少了变热阻层热阻，传热系数最大。此时通过墙体传导到室外的热量很大，也减少了空调能耗。
[0023]实施例2
实施例2与实施例1的主要区别在于变热阻层，实施例2将实施例1中的导热基体换成了双金属片，其他的结构设置相同，如附图2所示的，变热阻层2包括若干双金属片7和若干双金属片8，对应的一组双金属片构成面层I和承重层3之间的一个传导热桥，沿墙体高度方向在面层I和承重层3之间建立有若干组传导热桥。对于每个传导热桥，所述双金属片7的一端固定于所述承重层的表面上，所述双金属片8的一端固定于所述面层I表面上，所述双金属片7的另一端自由搭接在所述双金属片8的另一端上。在夏季白天，当室外温度较高时，双金属片7向上偏转，双金属片8向下偏转，变热阻层内只有空气导热，因此热阻最大，传热系数最小，此时通过墙体传导到室内的热量最小，减少了建筑物空调能耗。在夏季夜间，当室外温度较低时，双金属片7向下偏转，双金属片8向上偏转，双金属片7与双金属片8再次接触构成热桥。此时变热阻层内除了空气导热外，双金属片7与双金属片7之间也构成的传导热桥，因此减少了变热阻层热阻，传热系数最大，此时通过墙体传导到室外的热量很大，也减少了空调能耗。
[0024]实施例3
实施例3与实施例1的主要区别在于实施例3中变热阻层内采用了圆头双金属片和导热板，其他的结构设置相同，如附图3所示的，设置于面层I和承重层3之间的变热阻层包括若干圆头双金属片9和一个导热板10，所述圆头双金属片9的一端呈直线状，另一端弯曲成圆形，所述圆头双金属片9的直线端固定于面层I面对承重层的表面上，所述导热板10沿承重层面对面层I的整个表面设置，固定于承重层的整个表面上。正常状态下所述圆头双金属片9的圆形弯曲端抵接于所述导热板的表面。在夏季白天，当室外温度较高时，圆头双金属片9的圆形弯曲端受热变形继续向内弯曲，使其弯曲半径变小，从而与导热板10相脱离，变热阻层2内只有空气导热，因此热阻最大，传热系数最小，此时通过墙体传导到室内的热量最小，减少了建筑物空调能耗。在夏季夜间，当室外温度较低时，圆头双金属片9在正常状态下其圆形弯曲端向外弯曲回复，半径变大，再次与导热板10接触，从而沿导热板表面构成若干热桥。此时变热阻层内除了空气导热外，圆头双金属片9与导热板10也构成了传热热桥，因此减少了变热阻层热阻，传热系数最大，此时通过墙体传导到室外的热量很大，也减少了空调能耗。
[0025]实施例4
实施例4与实施例1的主要区别在于实施例4中变热阻层内采用了双金属片、两块导热板和支架，其他的结构设置相同，如附图4所示的，设置于面层I和承重层3之间的变热阻层包括两块导热板12、若干双金属片11和一根支架13，第一块导热板12固定在面层I的表面，沿面层I面向承重层的整个表面固定设置，第二块导热板12固定在承重层3的表面，沿承重层3面向面层的整个表面固定设置，两块导热板平行相对设置，在两块导热板之间设置所述支架13，优选的所述支架具有板状结构并与导热板平行的设置于两块导热板之间的中央位置，在所述支架13上，沿支架13的高度方向相互平行的固定有若干双金属片11，优选的所述支架支撑于每个双金属片的中心位置，所述双金属片具有平直结构，正常状态下，每个双金属片的两端分别抵接于面层上的导热板表面和承重层上的导热板表面。在夏季白天，当 室外温度较高时，双金属片11受热向上弯曲，不与两侧的导热板12接触，变热阻层2内只有空气导热，因此热阻最大，传热系数最小，此时通过墙体传导到室内的热量最小，减少了建筑物空调能耗。在夏季夜间，当室外温度较低时，双金属片11向下恢复成平直状态，两端再次与导热板12接触，构成热桥。此时变热阻层内除了空气导热外，双金属片11与导热板12构成的热桥也导热，因此减少了变热阻层热阻，传热系数最大，此时通过墙体传导到室外的热量很大，也减少了空调能耗。
[0026]本发明采用双金属片作为改变墙体传热系数的重要元件，通过双金属片受热时弯曲角度的变化，实现双金属片与传热基体的接触与分离，进而实现传热系数的变化，本发明所述墙体通过传热系数的自动调节变化，既可以减少室外传导到室内的热量，又可以充分的利用夜间室外冷源对室内空气进行降温，达到节省空调能耗的目的，具有广阔的市场推广使用前景。
[0027]以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴，本发明具体的保护范围以权利要求书的记载为准。
【主权项】
1.一种传热系数自动调节的墙体，其特征在于，包括:面层(1)、变热阻层(2)和承重层(3 )，所述变热阻层(2 )设置于所述面层(I)和承重层(3 )之间，所述变热阻层(2 )包括双金属片，所述双金属片会随温度变化而发生变形，且在冷态下所述双金属片直接或间接接触所述面层(I)和承重层(3)，在所述面层(I)和承重层(3)之间建立传导热桥，增大墙体的传热系数，在热态下所述双金属片发生弯曲变形，并与所述面层(I)和/或承重层(3)发生分离，中断所述面层(I)和承重层(3)之间的传导热桥，减小墙体的传热系数。
2.根据权利要求1所述的传热系数自动调节的墙体，其特征在于，所述面层(I)、变热阻层(2)和承重层(3)沿墙体厚度方向层叠设置，且所述面层(I)面向室外设置，所述承重层(3 )面向室内设置，所述变热阻层(2 )还包括位于所述面层(I)和承重层(3 )之间的阻热空气层，所述双金属片在阻热空气层中沿墙体的高度方向设置有若干组。
3.根据权利要求1或2所述的传热系数自动调节的墙体，其特征在于，所述变热阻层(2)包括若干双金属片(5)和若干导热基体(6)，每个双金属片(5)和对应的一个导热基体(6)构成面层(I)和承重层(3)之间的一个传导热桥，且所述导热基体(6)的一端固定于所述承重层(3)的表面上，所述双金属片(5)的一端固定于所述面层(I)的表面上，所述双金属片(5)的另一端搭接在所述导热基体(6)的另一端上，沿墙体的高度方向在所述面层(I)和承重层(3)之间建立有若干组传导热桥。
4.根据权利要求3所述的传热系数自动调节的墙体，其特征在于，当室外温度较高时，所述双金属片向上偏转弯曲并与对应的导热基体分离，面层和承重层之间的传导热桥中断，墙体的传热系数减小；当室外温度较低时，所述双金属片向下偏转复原并与对应的导热基体闭合，面层和承重层之间的传导热桥连通，墙体的传热系数增大。
5.根据权利要求1或2所述的传热系数自动调节的墙体，其特征在于，所述变热阻层(2)包括若干第一双金属片(7)和若干第二双金属片(8)，每个第一双金属片(7)和对应的一个第二双金属片(8)构成面层(I)和承重层(3)之间的一个传导热桥，且所述第一双金属片(7)的一端固定于所述承重层(3)的表面上，所述第二双金属片(8)的一端固定于所述面层(I)的表面上，所述第一双金属片(7)的另一端搭接在所述第二双金属片(8)的另一端上，沿墙体的高度方向在所述面层(I)和承重层(3)之间建立有若干组传导热桥。
6.根据权利要求5所述的传热系数自动调节的墙体，其特征在于，当室外温度较高时，所述第一双金属片向上偏转弯曲、所述第二双金属片向下偏转弯曲，第一双金属片和第二双金属片相互分离，面层和承重层之间的传导热桥中断，墙体的传热系数减小；当室外温度较低时，所述第一双金属片向下偏转弯曲、所述第二双金属片向上偏转弯曲，第一双金属片和第二双金属片相互接触，面层和承重层之间的传导热桥连通，墙体的传热系数增大。
7.根据权利要求1或2所述的传热系数自动调节的墙体，其特征在于，所述变热阻层(2)包括若干圆头双金属片(9)和一个导热板(10)，所述导热板(10)设置于承重层(3)的整个表面上，所述圆头双金属片(9)的一端呈直线状，另一端弯曲成圆形，且所述圆头双金属片(9)的直线端固定于面层(I)的表面上，所述圆头双金属片(9)的圆形弯曲端抵接于所述导热板(10)的表面，沿墙体的高度方向在所述面层(I)和承重层(3)之间建立有若干组传导热桥。
8.根据权利要求7所述的传热系数自动调节的墙体，其特征在于，当室外温度较高时，所述圆头双金属片(9)的圆形弯曲端向内弯曲收缩并脱离所述导热板(10)的表面，面层和承重层之间的传导热桥中断，墙体的传热系数减小；当室外温度较低时，所述圆头双金属片(9)的圆形弯曲端向外弯曲复原并抵接于所述导热板(10)的表面，面层和承重层之间的传导热桥连通，墙体的传热系数增大。
9.根据权利要求1或2所述的传热系数自动调节的墙体，其特征在于，所述变热阻层(2)包括第一导热板、第二导热板、若干双金属片(11)和一根支架(13)，所述第一导热板设置于面层(I)的表面，所述第二导热板设置于承重层(3)的表面，所述支架(13)设置于所述第一导热板和第二导热板之间，若干双金属片(11)设置于所述支架(13)上，并沿所述支架(13)的高度方向在所述面层(I)和承重层(3)之间建立有若干组传导热桥。
10.根据权利要求9所述的传热系数自动调节的墙体，其特征在于，当室外温度较高时，所述双金属片(11)的两端向上弯曲并与所述第一导热板和第二导热板分离，面层和承重层之间的传导热桥中断，墙体的传热系数减小；当室外温度较低时，所述双金属片(11)的两端向下复原并抵接于所述第一导热板和第二导热板的表面，面层和承重层之间的传导热桥连通，墙体的传热系数增大。
【专利摘要】本发明提出一种传热系数自动调节的墙体，包括：面层、变热阻层和承重层，所述变热阻层设置于所述面层和承重层之间，所述变热阻层包括双金属片，所述双金属片在冷态下直接或间接接触所述面层和承重层，在所述面层和承重层之间建立传导热桥，增大墙体的传热系数，在热态下所述双金属片发生弯曲变形并与所述面层和/或承重层发生分离，中断所述面层和承重层之间的传导热桥，减小墙体的传热系数。通过本发明所述传热系数自动调节的墙体，既可以减少夏季白天室外传导到室内的热量，又可以充分利用夜间室外冷源对室内空气进行降温，达到节省空调能耗的目的。
【IPC分类】E04B2-00, E04B1-74
【公开号】CN104712073
【申请号】CN201510051788
【发明人】李志永, 赵玉清, 高建岭, 白玉星, 张帆, 张立洋
【申请人】北方工业大学
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年2月2日
【技术领域】
[0001]本发明涉及环保墙体技术领域，更具体的涉及一种传热系数自动调节的墙体。
【背景技术】
[0002]建筑的外墙体是建筑内部空间与外部空间的分界面。建筑内部空间与外部空间的热交换是通过墙体为中介实现的。因此墙体的传热系数对建筑能耗有很大的影响。传热系数越大，通过墙体传导的热量越多。传热系数越小，通过墙体传导的热量越少。夏季白天当室外温度过高时，为了减少空调能耗，应该减少通过墙体传入室内的热量，因此墙体的传热系数越小越好。夏季夜晚当室外温度过低时，为了减少空调能耗，应该增加通过墙体传导到室外的热量，因此墙体的传热系数越大越好。但现阶段建筑的外墙体，其导热系数是固定的。在夏天如果外墙体传热系数设计的过小，尽管减少了白天通过墙体传导到室内的热量，但同时也减少了夜间室内空气通过墙体传导到室外的热量。如果传热系数设计的过大，尽管增加了夜间室内空气通过墙体传导到室外的热量，但同时增加了白天通过墙体传导到室内的热量。因此传热系数固定的墙体并不能充分利用昼夜温度的差异达到减少空调能耗的目的。现有技术中也没有一种能够根据室外温度高低自动调节传热系数的建筑墙体技术。
【发明内容】
[0003]本发明基于上述现有技术问题，创新的提出一种可根据室外温度变化自动调节传热系数的墙体，通过在墙体中增加一个自动调节传热系数的变热阻层，采用双金属片作为改变传热系数的重要元件，通过双金属片受热时弯曲角度的变化，实现双金属片与传热基体的接触与分离，进而实现传热系数的自动调节，通过本发明所述传热系数自动调节的墙体，既可以减少室外传导到室内的热量，又可以充分利用夜间室外冷源对室内空气进行降温，达到节省空调能耗的目的。
[0004]本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下:
一种传热系数自动调节的墙体，包括:面层1、变热阻层2和承重层3，所述变热阻层2设置于所述面层I和承重层3之间，所述变热阻层2包括双金属片，所述双金属片会随温度变化而发生变形，且在冷态下所述双金属片直接或间接接触所述面层I和承重层3，在所述面层I和承重层3之间建立传导热桥，增大墙体的传热系数，在热态下所述双金属片发生弯曲变形，并与所述面层I和/或承重层3发生分离，中断所述面层I和承重层3之间的传导热桥，减小墙体的传热系数。
[0005]进一步的根据本发明所述的传热系数自动调节的墙体，其中所述面层1、变热阻层2和承重层3沿墙体厚度方向层叠设置，且所述面层I面向室外设置，所述承重层3面向室内设置，所述变热阻层2还包括位于所述面层I和承重层3之间的阻热空气层，所述双金属片在阻热空气层中沿墙体的高度方向设置有若干组。
[0006]进一步的根据本发明所述的传热系数自动调节的墙体，其中所述变热阻层2包括若干双金属片5和若干导热基体6，每个双金属片5和对应的一个导热基体6构成面层I和承重层3之间的一个传导热桥，且所述导热基体6的一端固定于所述承重层3的表面上，所述双金属片5的一端固定于所述面层I的表面上，所述双金属片5的另一端搭接在所述导热基体6的另一端上，沿墙体的高度方向在所述面层I和承重层3之间建立有若干组传导热桥。
[0007]进一步的根据本发明所述的传热系数自动调节的墙体，其中当室外温度较高时，所述双金属片向上偏转弯曲并与对应的导热基体分离，面层和承重层之间的传导热桥中断，墙体的传热系数减小；当室外温度较低时，所述双金属片向下偏转复原并与对应的导热基体闭合，面层和承重层之间的传导热桥连通，墙体的传热系数增大。
[0008]进一步的根据本发明所述的传热系数自动调节的墙体，其中所述变热阻层2包括若干第一双金属片7和若干第二双金属片8，每个第一双金属片7和对应的一个第二双金属片8构成面层I和承重层3之间的一个传导热桥，且所述第一双金属片7的一端固定于所述承重层3的表面上，所述第二双金属片8的一端固定于所述面层I的表面上，所述第一双金属片7的另一端搭接在所述第二双金属片8的另一端上，沿墙体的高度方向在所述面层I和承重层3之间建立有若干组传导热桥。
[0009]进一步的根据本发明所述的传热系数自动调节的墙体，其中当室外温度较高时，所述第一双金属片向上偏转弯曲、所述第二双金属片向下偏转弯曲，第一双金属片和第二双金属片相互分离，面层和承重层之间的传导热桥中断，墙体的传热系数减小；当室外温度较低时，所述第一双金属片向下偏转弯曲、所述第二双金属片向上偏转弯曲，第一双金属片和第二双金属片相互接触，面层和承重层之间的传导热桥连通，墙体的传热系数增大。
[0010]进一步的根据本发明所述的传热系数自动调节的墙体，其中所述变热阻层2包括若干圆头双金属片9和一个导热板10，所述导热板10设置于承重层3的整个表面上，所述圆头双金属片9的一端呈直线状，另一端弯曲成圆形，且所述圆头双金属片9的直线端固定于面层I的表面上，所述圆头双金属片9的圆形弯曲端抵接于所述导热板10的表面，沿墙体的高度方向在所述面层I和承重层3之间建立有若干组传导热桥。
[0011]进一步的根据本发明所述的传热系数自动调节的墙体，其中当室外温度较高时，所述圆头双金属片9的圆形弯曲端向内弯曲收缩并脱离所述导热板10的表面，面层和承重层之间的传导热桥中断，墙体的传热系数减小；当室外温度较低时，所述圆头双金属片9的圆形弯曲端向外弯曲复原并抵接于所述导热板10的表面，面层和承重层之间的传导热桥连通，墙体的传热系数增大。
[0012]进一步的根据本发明所述的传热系数自动调节的墙体，其中所述变热阻层2包括第一导热板、第二导热板、若干双金属片11和一根支架13，所述第一导热板设置于面层I的表面，所述第二导热板设置于承重层3的表面，所述支架13设置于所述第一导热板和第二导热板之间，若干双金属片11设置于所述支架13上，并沿所述支架13的高度方向在所述面层I和承重层3之间建立有若干组传导热桥。
[0013]进一步的根据本发明所述的传热系数自动调节的墙体，其中当室外温度较高时，所述双金属片11的两端向上弯曲并与所述第一导热板和第二导热板分离，面层和承重层之间的传导热桥中断，墙体的传热系数减小；当室外温度较低时，所述双金属片11的两端向下复原并抵接于所述第一导热板和第二导热板的表面，面层和承重层之间的传导热桥连通，墙体的传热系数增大。
[0014]通过本发明的技术方案至少能够达到以下技术效果:
1)、本发明通过在墙体中增加一个自动调节传热系数的变热阻层使得墙体的传热系数可根据室外温差自动进行调节，在当室外温度过高时，墙体传热系数变小，减少从室外通过墙体传导到室内的热量，当室外温度较低时，墙体传热系数变大，增加从室内通过墙体传导到室外的热量，这样通过本发明所述的墙体可以充分利用室外温差调节进入室内的热量，大大节省了空调能耗。
[0015]2)、本发明所述传热系数自动调节的墙体设计新颖、结构简易、容易实现，且不影响墙体的使用承重强度，属于新型的低能环保建筑材料，能够广泛的推广应用于各类建筑工程中，具有广阔的市场实用前景。
【附图说明】
[0016]附图1是本发明第一实 施例的结构原理图；
附图2是本发明第二实施例的结构原理图；
附图3是本发明第三实施例的结构原理图；
附图4是本发明第四实施例的结构原理图；
图中各附图标记的含义如下:
1-面层；2—变热阻层；3—承重层；4一面层；5—双金属片；6—导热基体；7—双金属片；8—双金属片；9_圆头双金属片；10—导热板；11 —双金属片；12—导热板；13—支架。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图对本发明的技术方案进行详细的描述，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本发明，但并不因此限制本发明的保护范围。
[0018]本发明所述的一种传热系数自动调节的墙体包括面层1、变热阻层2和承重层3，所述的变热阻层2设置于面层I和承重层3之间，所述面层1、变热阻层2和承重层3沿墙体的厚度方向依次层叠，其中面层I接触被墙体分割的室外空间，承重层接触被墙体分割的室内空间。本发明所述的传热系数自动调节的墙体尤其适合应用于夏季，主要可用于室内降温，减少制冷空调能耗。所述变热阻层2设置于面层I和承重层3之间，其热阻能够随着室内外温差变化而发生自动调节，进而实现整个墙体传热系数的自动调节。
[0019]所述变热阻层2包括若干双金属片，所述双金属片设置于面层I和承重层3之间的空间层内，所述双金属片正常状态下同时接触于所述面层I和承重层3，构成面层I和承重层3之间的传导热桥，整个墙体的传热系数较大，所述双金属片在受热时会发生弯曲，从而与面层I和/或承重层3发生分离，使得面层I和承重层3之间的传导热桥中断，面层I和承重层3之间靠热阻很大的空气进行热传导，传热系数较小。
[0020]因此本发明通过变热阻层内设置双金属片来感应室外温度，利用双金属片与面层和/或承重层的闭合与分离，来实现了墙体传热系数的变大与变小调节。实现了墙体既能在室外温度较高时有效阻断室外向室内的导热，又能在室外温度较低时增强室内向室外散热的目的。具体的在夏季白天，当室外温度较高时，高温通过面层使得双金属片受热发生弯曲，从而中断面层和承重层之间的传导热桥，变热阻层内只有空气导热，因此热阻最大，传热系数最小，通过墙体传导到室内的热量最小，减少了建筑物室内空调能耗。在夏季夜晚，当室外温度较低时，双金属片反向弯曲，从而在面层和承重层之间建立传导热桥，由于金属具有较大的导热系数，因此面层和承重层之间通过若干双金属片的连接大幅降低了热阻，传热系数最大，通过墙体传导到室外的热量很大，也减少了空调能耗。
[0021]下面结合变热阻层内双金属片的具体设置结构以及其与面层I和承重层3之间导热连接方式给出四个优选的实施方案。
[0022]实施例1
如附图1所示，所述传热系数自动调节的墙体包括面层1、变热阻层2、承重层3和面层4，各层之间依次层叠，在面层I和承重层3之间设置所述变热阻层2，在承重层3的内表面还设置有面层4。所述变热阻层2包括若干双金属片5和若干导热基体6，每个双金属片5和对应的一个导热基体6构成面层I和承重层3之间的一个传导热桥，沿墙体高度方向在面层I和承重层3之间建立有若干相互平行的传导热桥。对于每个传导热桥，所述导热基体6的一端固定于所述承重层面对面层I的表面上，所述双金属片5的一端固定在所述面层I面对承重层的表面上，所述双金属片5的另一端水平搭接在所述导热基体6的另一端上。在夏季白天，当室外温度较高时，高温通过面层I使得双金属片受热向上发生偏转弯曲，各双金属片5便与对应的导热基体6发生分离，使得变热阻层2内只有空气导热，因此热阻最大，传热系数最小，此时通过墙体传导到室内的热量最小，减少了建筑物空调能耗。在夏季夜间，当室外温度较低时，双金属片会向下偏转直至与对应导热基体闭合，此时变热阻层内双金属片与导热基体重新构成热桥，减少了变热阻层热阻，传热系数最大。此时通过墙体传导到室外的热量很大，也减少了空调能耗。
[0023]实施例2
实施例2与实施例1的主要区别在于变热阻层，实施例2将实施例1中的导热基体换成了双金属片，其他的结构设置相同，如附图2所示的，变热阻层2包括若干双金属片7和若干双金属片8，对应的一组双金属片构成面层I和承重层3之间的一个传导热桥，沿墙体高度方向在面层I和承重层3之间建立有若干组传导热桥。对于每个传导热桥，所述双金属片7的一端固定于所述承重层的表面上，所述双金属片8的一端固定于所述面层I表面上，所述双金属片7的另一端自由搭接在所述双金属片8的另一端上。在夏季白天，当室外温度较高时，双金属片7向上偏转，双金属片8向下偏转，变热阻层内只有空气导热，因此热阻最大，传热系数最小，此时通过墙体传导到室内的热量最小，减少了建筑物空调能耗。在夏季夜间，当室外温度较低时，双金属片7向下偏转，双金属片8向上偏转，双金属片7与双金属片8再次接触构成热桥。此时变热阻层内除了空气导热外，双金属片7与双金属片7之间也构成的传导热桥，因此减少了变热阻层热阻，传热系数最大，此时通过墙体传导到室外的热量很大，也减少了空调能耗。
[0024]实施例3
实施例3与实施例1的主要区别在于实施例3中变热阻层内采用了圆头双金属片和导热板，其他的结构设置相同，如附图3所示的，设置于面层I和承重层3之间的变热阻层包括若干圆头双金属片9和一个导热板10，所述圆头双金属片9的一端呈直线状，另一端弯曲成圆形，所述圆头双金属片9的直线端固定于面层I面对承重层的表面上，所述导热板10沿承重层面对面层I的整个表面设置，固定于承重层的整个表面上。正常状态下所述圆头双金属片9的圆形弯曲端抵接于所述导热板的表面。在夏季白天，当室外温度较高时，圆头双金属片9的圆形弯曲端受热变形继续向内弯曲，使其弯曲半径变小，从而与导热板10相脱离，变热阻层2内只有空气导热，因此热阻最大，传热系数最小，此时通过墙体传导到室内的热量最小，减少了建筑物空调能耗。在夏季夜间，当室外温度较低时，圆头双金属片9在正常状态下其圆形弯曲端向外弯曲回复，半径变大，再次与导热板10接触，从而沿导热板表面构成若干热桥。此时变热阻层内除了空气导热外，圆头双金属片9与导热板10也构成了传热热桥，因此减少了变热阻层热阻，传热系数最大，此时通过墙体传导到室外的热量很大，也减少了空调能耗。
[0025]实施例4
实施例4与实施例1的主要区别在于实施例4中变热阻层内采用了双金属片、两块导热板和支架，其他的结构设置相同，如附图4所示的，设置于面层I和承重层3之间的变热阻层包括两块导热板12、若干双金属片11和一根支架13，第一块导热板12固定在面层I的表面，沿面层I面向承重层的整个表面固定设置，第二块导热板12固定在承重层3的表面，沿承重层3面向面层的整个表面固定设置，两块导热板平行相对设置，在两块导热板之间设置所述支架13，优选的所述支架具有板状结构并与导热板平行的设置于两块导热板之间的中央位置，在所述支架13上，沿支架13的高度方向相互平行的固定有若干双金属片11，优选的所述支架支撑于每个双金属片的中心位置，所述双金属片具有平直结构，正常状态下，每个双金属片的两端分别抵接于面层上的导热板表面和承重层上的导热板表面。在夏季白天，当 室外温度较高时，双金属片11受热向上弯曲，不与两侧的导热板12接触，变热阻层2内只有空气导热，因此热阻最大，传热系数最小，此时通过墙体传导到室内的热量最小，减少了建筑物空调能耗。在夏季夜间，当室外温度较低时，双金属片11向下恢复成平直状态，两端再次与导热板12接触，构成热桥。此时变热阻层内除了空气导热外，双金属片11与导热板12构成的热桥也导热，因此减少了变热阻层热阻，传热系数最大，此时通过墙体传导到室外的热量很大，也减少了空调能耗。
[0026]本发明采用双金属片作为改变墙体传热系数的重要元件，通过双金属片受热时弯曲角度的变化，实现双金属片与传热基体的接触与分离，进而实现传热系数的变化，本发明所述墙体通过传热系数的自动调节变化，既可以减少室外传导到室内的热量，又可以充分的利用夜间室外冷源对室内空气进行降温，达到节省空调能耗的目的，具有广阔的市场推广使用前景。
[0027]以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴，本发明具体的保护范围以权利要求书的记载为准。
【主权项】
1.一种传热系数自动调节的墙体，其特征在于，包括:面层(1)、变热阻层(2)和承重层(3 )，所述变热阻层(2 )设置于所述面层(I)和承重层(3 )之间，所述变热阻层(2 )包括双金属片，所述双金属片会随温度变化而发生变形，且在冷态下所述双金属片直接或间接接触所述面层(I)和承重层(3)，在所述面层(I)和承重层(3)之间建立传导热桥，增大墙体的传热系数，在热态下所述双金属片发生弯曲变形，并与所述面层(I)和/或承重层(3)发生分离，中断所述面层(I)和承重层(3)之间的传导热桥，减小墙体的传热系数。
2.根据权利要求1所述的传热系数自动调节的墙体，其特征在于，所述面层(I)、变热阻层(2)和承重层(3)沿墙体厚度方向层叠设置，且所述面层(I)面向室外设置，所述承重层(3 )面向室内设置，所述变热阻层(2 )还包括位于所述面层(I)和承重层(3 )之间的阻热空气层，所述双金属片在阻热空气层中沿墙体的高度方向设置有若干组。
3.根据权利要求1或2所述的传热系数自动调节的墙体，其特征在于，所述变热阻层(2)包括若干双金属片(5)和若干导热基体(6)，每个双金属片(5)和对应的一个导热基体(6)构成面层(I)和承重层(3)之间的一个传导热桥，且所述导热基体(6)的一端固定于所述承重层(3)的表面上，所述双金属片(5)的一端固定于所述面层(I)的表面上，所述双金属片(5)的另一端搭接在所述导热基体(6)的另一端上，沿墙体的高度方向在所述面层(I)和承重层(3)之间建立有若干组传导热桥。
4.根据权利要求3所述的传热系数自动调节的墙体，其特征在于，当室外温度较高时，所述双金属片向上偏转弯曲并与对应的导热基体分离，面层和承重层之间的传导热桥中断，墙体的传热系数减小；当室外温度较低时，所述双金属片向下偏转复原并与对应的导热基体闭合，面层和承重层之间的传导热桥连通，墙体的传热系数增大。
5.根据权利要求1或2所述的传热系数自动调节的墙体，其特征在于，所述变热阻层(2)包括若干第一双金属片(7)和若干第二双金属片(8)，每个第一双金属片(7)和对应的一个第二双金属片(8)构成面层(I)和承重层(3)之间的一个传导热桥，且所述第一双金属片(7)的一端固定于所述承重层(3)的表面上，所述第二双金属片(8)的一端固定于所述面层(I)的表面上，所述第一双金属片(7)的另一端搭接在所述第二双金属片(8)的另一端上，沿墙体的高度方向在所述面层(I)和承重层(3)之间建立有若干组传导热桥。
6.根据权利要求5所述的传热系数自动调节的墙体，其特征在于，当室外温度较高时，所述第一双金属片向上偏转弯曲、所述第二双金属片向下偏转弯曲，第一双金属片和第二双金属片相互分离，面层和承重层之间的传导热桥中断，墙体的传热系数减小；当室外温度较低时，所述第一双金属片向下偏转弯曲、所述第二双金属片向上偏转弯曲，第一双金属片和第二双金属片相互接触，面层和承重层之间的传导热桥连通，墙体的传热系数增大。
7.根据权利要求1或2所述的传热系数自动调节的墙体，其特征在于，所述变热阻层(2)包括若干圆头双金属片(9)和一个导热板(10)，所述导热板(10)设置于承重层(3)的整个表面上，所述圆头双金属片(9)的一端呈直线状，另一端弯曲成圆形，且所述圆头双金属片(9)的直线端固定于面层(I)的表面上，所述圆头双金属片(9)的圆形弯曲端抵接于所述导热板(10)的表面，沿墙体的高度方向在所述面层(I)和承重层(3)之间建立有若干组传导热桥。
8.根据权利要求7所述的传热系数自动调节的墙体，其特征在于，当室外温度较高时，所述圆头双金属片(9)的圆形弯曲端向内弯曲收缩并脱离所述导热板(10)的表面，面层和承重层之间的传导热桥中断，墙体的传热系数减小；当室外温度较低时，所述圆头双金属片(9)的圆形弯曲端向外弯曲复原并抵接于所述导热板(10)的表面，面层和承重层之间的传导热桥连通，墙体的传热系数增大。
9.根据权利要求1或2所述的传热系数自动调节的墙体，其特征在于，所述变热阻层(2)包括第一导热板、第二导热板、若干双金属片(11)和一根支架(13)，所述第一导热板设置于面层(I)的表面，所述第二导热板设置于承重层(3)的表面，所述支架(13)设置于所述第一导热板和第二导热板之间，若干双金属片(11)设置于所述支架(13)上，并沿所述支架(13)的高度方向在所述面层(I)和承重层(3)之间建立有若干组传导热桥。
10.根据权利要求9所述的传热系数自动调节的墙体，其特征在于，当室外温度较高时，所述双金属片(11)的两端向上弯曲并与所述第一导热板和第二导热板分离，面层和承重层之间的传导热桥中断，墙体的传热系数减小；当室外温度较低时，所述双金属片(11)的两端向下复原并抵接于所述第一导热板和第二导热板的表面，面层和承重层之间的传导热桥连通，墙体的传热系数增大。
【专利摘要】本发明提出一种传热系数自动调节的墙体，包括：面层、变热阻层和承重层，所述变热阻层设置于所述面层和承重层之间，所述变热阻层包括双金属片，所述双金属片在冷态下直接或间接接触所述面层和承重层，在所述面层和承重层之间建立传导热桥，增大墙体的传热系数，在热态下所述双金属片发生弯曲变形并与所述面层和/或承重层发生分离，中断所述面层和承重层之间的传导热桥，减小墙体的传热系数。通过本发明所述传热系数自动调节的墙体，既可以减少夏季白天室外传导到室内的热量，又可以充分利用夜间室外冷源对室内空气进行降温，达到节省空调能耗的目的。
【IPC分类】E04B2-00, E04B1-74
【公开号】CN104712073
【申请号】CN201510051788
【发明人】李志永, 赵玉清, 高建岭, 白玉星, 张帆, 张立洋
【申请人】北方工业大学
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年2月2日
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