利用热双金属的建筑表皮温感通风调节单元及通风幕墙的制作方法

1.本实用新型属于建筑表皮技术领域，尤其是涉及一种利用热双金属的建筑表皮温感通风调节单元及通风幕墙。


背景技术：

2.建筑表皮是建筑和建筑外部空间直接接触的界面，是建筑外围护结构的重要组成部分，是展现建筑美观的一大因素，同时也是评价建筑能耗、衡量室内舒适度的重要一个方面。现有的普通建筑外表皮功能单一，不能根据外界环境的改变来实时调控室内环境，提升室内舒适度。
3.现有建成的动态表皮，绝大多数只能调控光环境，而无法调控风环境。究其原因，是因为调节光环境的动态表皮如果同时作为维护结构，在雨雪天气或大风天气时就只能闭合，从而挡住了全部的通风。因此，调节光的动态表皮，往往处于双层玻璃的中间，或者玻璃的内外部，要实现室内的通风，需要另外手动打开玻璃的开启扇，或者应用机械装置来达到通风的目的。
4.热双金属原材料基本相同，基体均为铁质和铜质合金，加入镍锰等元素改变其膨胀系数，产生高膨胀侧和低膨胀侧合金，再复合组成。高膨胀侧和低膨胀侧的合金成分配比不同，厚度不同，加上中间层金属的调节，可得到近百种热双金属材料。当热双金属在高温受热状态下时，高膨胀侧的延展性会比低膨胀侧延展性要强，导致金属片向低膨胀侧弯曲。当热双金属在低温受冻状态下时，金属片则会反向弯曲达到延展状态。基热双金属材料根据制作工艺的不同，可分为通用型、高温型、低温型、电阻型、高灵敏型、耐腐蚀型六种类型，其中通用型适用于多种用途和中等温度范围，有较高的灵敏度和强度，可用于主动感热调节以及抵抗一定程度的风雪冲击。基于热双金属的这一特性，因此可以将此金属应用于建筑表皮的主动式感热透气过程，设计一种利用热双金属的建筑表皮通风调节单元。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种利用热双金属的建筑表皮温感通风调节单元及通风幕墙，应用于建筑表皮的主动式感热透气过程中，在阳光充足气温升高时，室内因缺乏空气流通导致气压与温度不断升高，空气质量下降。此时本技术的表皮感热收缩，在热双金属膜片与主体框架之间形成一个通风风道，使得建筑表皮遮敝率降低，透气率增加，由于气温导致的室内外气压差促使空气形成对流，利于促进建筑内部的主动式通风换气；在阳光不足气温降低时，表皮受冷延展，强度提高，遮蔽率增加，透气率降低，有利于建筑内部保温。
6.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
7.一种利用热双金属的建筑表皮温感通风调节单元，包括主体框架、金属滑轨和热双金属膜片，所述的主体框架包括四根金属连接杆和两根金属斜杆，四根金属连接杆收尾依次通过一边缘连接件连接组成框型结构，两根金属斜杆交叉布置在框型结构内，两端分
别与对应的边缘连接件连接，两两相对布置的金属连接杆形成金属连接杆组，在每个金属连接杆组上安装一个金属滑轨，分别为横向滑轨和纵向滑轨，两个滑轨的中部通过中间连接件安装在两根金属斜杆的交叉处，在每个金属滑轨上配合两个滑动螺栓，所述热双金属膜片为等腰直角三角形结构，每片热双金属膜片的两锐角端分别固定在中间连接件和其中一边缘连接件上，热双金属膜片的直角端固定在其中一个滑动螺栓上，初始状态下，若干片热双金属膜片铺满主体框架布置；
8.温度升高时，热双金属膜片变形，带动滑动螺栓在金属滑轨内滑动，热双金属膜片未完全遮挡主体框架的相应位置，实现通风换气，温度降低时，热双金属膜片恢复至初始状态，热双金属膜片完全遮挡主体框架的相应位置。
9.进一步的，在每根金属连接杆底部贴附一条密封胶条，密封胶条的宽度大于相应的金属连接杆的宽度。
10.进一步，在金属滑轨的中部开设有矩形通槽，在矩形通槽内配合两个圆柱形滑动螺栓。
11.进一步的，金属连接杆与对应的边缘连接件之间、金属斜杆与边缘连接件之间及金属斜杆与中间连接件之间分别通过螺栓连接。
12.进一步的，密封胶条的宽度为两根金属连接杆的宽度。
13.进一步的，热双金属膜片为直角边为100mm的等腰直角三角形。
14.进一步的，所述金属连接杆的尺寸为200mm*10mm*10mm，金属斜杆的尺寸为283mm*10mm*10mm。
15.进一步的，金属滑轨的尺寸为35mm*210mm*10mm，矩形通槽尺寸为10mm*180mm*10mm；滑动螺栓的直径为10mm。
16.一种通风幕墙，包括幕墙框体和安装在幕墙框体上的若干上述通风调节单元，若干通风调节单元依次拼接，且相邻两通风调节单元之间通过边缘连接件连接，相邻两通风调节单元之间通过密封胶条密封。
17.进一步的，在幕墙框体上还安装一内层玻璃，在内层玻璃与若干通风调节单元之间的幕墙框体上部设有与建筑通风系统的通风管道连通的换风口。
18.相对于现有技术，本实用新型所述的一种利用热双金属的建筑表皮温感通风调节单元具有以下优势：
19.1、本技术涉及一种利用热双金属材料物性的建筑表皮体系，应用于建筑表皮的主动式感热透气过程中，在阳光充足气温升高时，表皮感热收缩，遮敝率降低，透气率增加，利于建筑内部升温促进空气流通；在阳光不足气温降低时，表皮受冷延展，遮蔽率增加，透气率降低，有利于建筑内部保温。
20.2、将节能的材料物性与机械装置进行联动设计，更加清洁集约；利于表皮蒙皮体系能够搭接在机械展开结构上，使之受力更加合理；对于建筑表皮的主动式变化提供可行的创新思路。
附图说明
21.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在
附图中：
22.图1为本实用新型实施例所述的利用热双金属的建筑表皮温感通风调节单元的结构示意图；
23.图2为主体框架的结构示意图；
24.图3为主体框架与滑轨安装示意图；
25.图4为本实用新型实施例所述的若干通风调节单元组合后的结构示意图；
26.图5为单层通风幕墙的立体结构示意图；
27.图6为单层通风幕墙的断面结构示意图；
28.图7为双层通风幕墙的结构示意图。
29.附图标记说明：
30.1-金属连接杆，2-金属斜杆，3-边缘连接件，4-螺栓，5-密封胶条，6-金属滑轨，7-滑动螺栓，8-中间连接件，9-热双金属膜片，10-通风调节单元，11-幕墙框体，12-内层玻璃，13-通风口。
具体实施方式
31.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
32.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
33.如图1-图4所示，一种利用热双金属的建筑表皮温感通风调节单元，包括主体框架、金属滑轨6和热双金属膜片9，所述的主体框架包括四根金属连接杆1和两根金属斜杆2，四根金属连接杆1收尾依次通过一边缘连接件3连接组成框型结构，两根金属斜杆2交叉布置在框型结构内，两端分别与对应的边缘连接件连接，两两相对布置的金属连接杆形成金属连接杆组，在每个金属连接杆组上安装一个金属滑轨6，分别为横向滑轨和纵向滑轨，两个滑轨的中部通过中间连接件8安装在两根金属斜杆的交叉处，在每个金属滑轨6上配合两个滑动螺栓7，所述热双金属膜片9为等腰直角三角形结构，每片热双金属膜片9的两锐角端分别固定在中间连接件8和其中一边缘连接件上，热双金属膜片9的直角端固定在其中一个滑动螺栓上，连接点均可拆卸，方便膜片老化后更换；在主体框架上安装八片热双金属膜片9，初始状态下，八片热双金属膜片9铺满主体框架布置；
34.当温度升高时，热双金属膜片变形，带动滑动螺栓在金属滑轨内滑动，热双金属膜片未完全遮挡主体框架的相应位置，与主体框架之间形成通风风道，由于气温导致的室内外气压差促使空气形成对流，实现建筑内部的主动式通风换气，即，气温升高导致室内外空气形成气压差，当调节单元变形与主体框架形成通风口时，两侧气压差促使室内外空气形成对流，实现通风换气；当温度降低时，热双金属膜片恢复至初始状态，热双金属膜片完全遮挡主体框架的相应位置；
35.热双金属膜片9是一种现有的热双金属，热双金属膜片9在高温受热时朝外侧弯曲变形；滑动螺栓在热双金属膜片受热变形时会被带动滑动，使得膜片变形时仍固定在滑轨和主体框架上；热双金属膜片在温度降低之后会充分延展变回原来的状态，贴合在所述密封胶条上，防止风雨渗入。
36.在每根金属连接杆1底部贴附一条密封胶条5，密封胶条5的宽度大于相应的金属
连接杆1的宽度，密封胶条5的宽度为两根金属连接杆的宽度，密封胶条5的布置能够增加单元之间的密闭性。
37.在金属滑轨6的中部开设有矩形通槽，在矩形通槽内配合两个圆柱形滑动螺栓。
38.金属连接杆1与对应的边缘连接件之间、金属斜杆2与边缘连接件之间及金属斜杆2与中间连接件之间分别通过螺栓4连接，连接牢固可靠。
39.热双金属膜片9为直角边为100mm的等腰直角三角形。金属连接杆1的尺寸为200mm*10mm*10mm，金属斜杆2的尺寸为283mm*10mm*10mm。金属滑轨6的尺寸为35mm*210mm*10mm，矩形通槽尺寸为10mm*180mm*10mm；滑动螺栓7的直径为10mm。
40.本技术中的金属连接杆、金属斜杆和金属滑轨均为铝合金材质。
41.在热带及亚热带地区，主要是为了达到夏季通风散热的目的，可不用考虑冬季保温时，可以只采用通风单元形成单层幕墙系统，包括幕墙框体11和安装在幕墙框体11上的若干上述通风调节单元，若干通风调节单元10依次拼接，且相邻两通风调节单元10之间通过边缘连接件连接，相邻两通风调节单元之间通过密封胶条5密封，如图5-图6所示；在寒冷地区，需考虑冬季的保温，在单层幕墙系统的基础上增加内层玻璃，并设置换风口，如图7所示，本技术还提供一种双层通风幕墙，包括幕墙框体11、安装在幕墙框体11上的若干上述通风调节单元和安装在幕墙框体11上的内层玻璃12，若干通风调节单元10依次拼接，且相邻两通风调节单元10之间通过边缘连接件连接，相邻两通风调节单元之间通过密封胶条5密封，幕墙框体11上部设有与建筑通风系统的通风管道连通的换风口13，所述换风口13设置在内层玻璃12和若干通风调节单元组成的通风结构层之间。
42.本技术通过设置主体框架，用于支撑整个调节单元和连接热双金属膜片；通过设置金属滑轨，用于连接热双金属膜片并在热双金属膜片变形时进行主动式移动调节；通过设置热双金属膜片，设置在主体框架靠外部环境一侧，用于主动式感热变形进行透气调节。
43.本技术的通风调节单元可作为玻璃的替代部件，将单一通风调节单元或组合系统的主体框架连接安装至窗框或者幕墙玻璃的框体上并作为整体安装在主体结构的外侧，成为外墙围护系统的一部分，不做承重作用，热双金属充分延展时，且具有一定的密闭性和抗风压能力。
44.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。