專利名稱：一種太陽能集熱屋面構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬太陽能利用與建筑領(lǐng)域，具體涉及一種太陽能集熱屋面構(gòu)件。
技術(shù)背景太陽能的利用是目前我國(guó)能源利用的熱點(diǎn)問題，屋面體系由于具有集熱時(shí)間長(zhǎng)、效率高 的優(yōu)點(diǎn)，廣泛的用于日常生活。然而由于目前太陽能熱水器等構(gòu)件對(duì)屋面視覺、屋面防水等 方面具有明顯缺陷，導(dǎo)致推廣應(yīng)用受到了一定的局限，為此，國(guó)內(nèi)外對(duì)太陽能集熱屋面進(jìn)行 了大量研究。主要研究情況如下1、 太陽能屋面的設(shè)計(jì)主要分為太陽能反射層、保溫隔熱層、防水層、防火層等構(gòu)成， 在太陽能反射層的構(gòu)形上由拋物線形、凹凸形等有利于太陽能集熱的特殊設(shè)計(jì)，其集熱介質(zhì) 包括空氣集熱、太陽能熱水器集熱等多種形式。2、 太陽能屋面的形式有現(xiàn)場(chǎng)施工和預(yù)制構(gòu)件兩種形式。這些方法在某種程度上解決了屋面集熱的建筑構(gòu)件的一體化問題，對(duì)于提高太陽能熱水 器的視覺效果、提高集熱效率具有推動(dòng)作用。然而由于這些方法在屋面材料的耐久性、屋面 保溫隔熱、防水處理上未能有效解決，因此，在實(shí)際使用效果上與理論存在較大的差距。通常情況下，屋面溫度較高，多層材料的使用易造成材料間的不一致變形，形成裂縫， 降低其防水能力和保溫隔熱能力，同時(shí)由于太陽能反射層由于受到污染，極易降低其集熱效 率，為此，必須從屋面材料各層選擇入手，逐一解決存在的問題。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種防水性能好、保溫隔熱性能好、集熱效率高的太陽能集熱屋 面構(gòu)件。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案 一種太陽能集熱屋面構(gòu)件，其特征在于它包括 結(jié)構(gòu)層、保溫隔熱層、柔性抗裂防水層、太陽能反射層、集熱管載體、集熱管、進(jìn)水管、出 水管；結(jié)構(gòu)層、保溫隔熱層、柔性抗裂防水層、太陽能反射層由下至上依次布置，結(jié)構(gòu)層澆注在保溫隔熱層的下面，柔性抗裂防水層澆注在保溫隔熱層的上面，太陽能反射層涂抹在柔性抗裂防水層的上面；集熱管位于太陽能反射層的上方，集熱管的一端設(shè)有進(jìn)水接口，進(jìn)水 接口與進(jìn)水管相連通，集熱管的另一端設(shè)有出水接口，出水接口與出水管相連通；集熱管與 集熱管載體固定連接；所述的結(jié)構(gòu)層采用高抗?jié)B高強(qiáng)水泥砂漿澆注而成，結(jié)構(gòu)層的厚度為0.4-2cm;高抗?jié)B高 強(qiáng)水泥砂漿的組成為強(qiáng)度等級(jí)為42.5的水泥:40-140目細(xì)砂:硅鋁玻璃體:減水劑減縮劑 水的質(zhì)量比=450-700: 800-1000: 100-200: 0.3-0.5: 0.2-1: 180-340;所述的保溫隔熱層采用密度為20-50kg/m3的EPS板(可發(fā)性聚苯乙烯板)或XPS板(絕
熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料板)，厚度為5-10 cm;所述的柔性抗裂防水層采用聚合物一水泥砂漿澆注而成，柔性抗裂防水層的厚度為2-3mm;聚合物一水泥砂漿的組成為聚合物乳液或粉末水泥砂水的質(zhì)量比=0. 001-0. 1: 1-1.5: 1.5-2.5: 1;所述的太陽能反射層的材料為太陽能反射涂料，太陽能反射層的厚度為0. 1-0. 2mm。 所述的集熱管的兩端的進(jìn)水接口、出水接口為可拆卸式結(jié)構(gòu)。 所述的硅鋁玻璃體為市售，比表面積大于4,000 cm7g。 所述的減水劑為市售的萘系減水劑或聚羧酸減水劑。所述的減縮劑為市售的脂肪醇聚氧乙烯醚類減縮劑或聚丙烯酸鹽類減縮劑。 所述的聚合物乳液或粉末為市售的乙烯/醋酸乙烯聚合物、甲基纖維素、甲基纖維素醚、羧甲基纖維素、羧甲基纖維素醚、羧丙基甲基纖維素、羧丙基甲基纖維素醚、羧已基纖維素或羧已基纖維素醚中的任意一種或任意二種以上(含二種)的混合，任意二種以上(含二種)混合時(shí)為任意配比。所述的太陽能反射涂料為熱反射效率大于0. 9、具有自潔凈功能的涂料。 所述的熱反射效率大于0.9、具有自潔凈功能的涂料為二氧化鈦-納米陶瓷系涂料，耐溫性能0-120 'C。所述的太陽能反射層的構(gòu)造為拋物線。所述的集熱管載體的材料是厚度為2-5 cm的CR系列不銹鋼。 本發(fā)明的有益效果是(與傳統(tǒng)太陽能集熱相比)1) 、太陽能集熱效率高、穩(wěn)定性好。由于采用太陽能反射涂料(熱反射效率大于0.9、 具有自潔凈功能的涂料)作為熱反射層，提高了太陽能的熱反射效率，延長(zhǎng)了穩(wěn)定集熱的時(shí) 間，集熱效率高。2) 、屋面防水性能得到有效提高。由于柔性抗裂防水層采用了聚合物一水泥砂漿作為抗 裂材料，適應(yīng)了屋面高溫、易發(fā)生溫度變形的特點(diǎn)，因而提高了屋面的防水性能，防水性能好。3) 、屋面保溫隔熱性能得到有效提高。不僅在將屋面與太陽能集熱過程中發(fā)生了能量的 反射，降低了屋面表面溫度，同時(shí)由于防水性能提高，保證了屋面保溫隔熱層的使用效率， 保溫隔熱性能好。4) 、使用方便，由于集熱管的兩端的進(jìn)水接口、出水接口采用了可拆卸式接口，因此， 便于集熱管的安裝和維護(hù)。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意中1-結(jié)構(gòu)層，2-保溫隔熱層，3-柔性抗裂防水層，4-太陽能反射層，5-集熱管載 體，6-出水接口， 7-集熱管，8-出水管。
具體實(shí)施方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容。
實(shí)施例1:如圖1所示， 一種太陽能集熱屋面構(gòu)件，它包括結(jié)構(gòu)層1、保溫隔熱層2、柔性抗裂防 水層3、太陽能反射層4、集熱管載體5、集熱管7、進(jìn)水管、出水管8;結(jié)構(gòu)層l、保溫隔 熱層2、柔性抗裂防水層3、太陽能反射層4由下至上依次布置，結(jié)構(gòu)層1澆注在保溫隔熱 層2的下面，柔性抗裂防水層3澆注在保溫隔熱層2的上面，太陽能反射層4涂抹在柔性抗 裂防水層3的上面；集熱管7位于太陽能反射層4的上方，集熱管7的一端設(shè)有進(jìn)水接口， 進(jìn)水接口與進(jìn)水管相連通，集熱管7的另一端設(shè)有出水接口6，出水接口6與出水管8相連 通；集熱管7與集熱管載體5固定連接，集熱管載體5可擱置在太陽能反射層4上或屋面上 (集熱管載體又稱為集熱管支撐架)；所述的結(jié)構(gòu)層采用高抗?jié)B高強(qiáng)水泥砂漿澆注而成，結(jié)構(gòu)層的厚度為0.4Cm;高抗?jié)B高強(qiáng) 水泥砂漿的組成為強(qiáng)度等級(jí)為42. 5的水泥:40目細(xì)砂:硅鋁玻璃體:減水劑:減縮劑:水的質(zhì)量比=450: 800: 100: 0.3: 0.2: 180;所述的硅鋁玻璃體為市售KH硅鋁玻璃體，比表面 積大于4，000 cm7g;所述的減水劑為市售聚羧酸減水劑(武漢華軒，KH-1型)；所述的減縮 劑為市售日本XTR-4減縮劑(脂肪醇聚氧乙烯醚類)；所述的保溫隔熱層采用密度為20kg/W的EPS板(可發(fā)性聚苯乙烯板)，厚度為5 cm;所述的柔性抗裂防水層采用聚合物—水泥砂漿澆注而成，柔性抗裂防水層的厚度為2mm;聚合物—水泥砂漿的組成為聚合物乳液水泥砂水的質(zhì)量比=0.001: 1: 1.5: 1;所 述的聚合物乳液為市售的乙烯/醋酸乙烯聚合物；本實(shí)施例對(duì)水泥的強(qiáng)度等級(jí)、砂的粒徑?jīng)]有 要求；所述的太陽能反射層的材料為熱反射效率大于0. 9、具有自潔凈功能的涂料(如京安GTR 系列太陽熱反射涂料)，太陽能反射層的厚度為0.1mm，反射層構(gòu)造為拋物線。所述的集熱管的兩端的進(jìn)水接口、出水接口為可拆卸式結(jié)構(gòu)。所述的集熱管載體的材料 是厚度為2 cm的CR系列不銹鋼。實(shí)施例2:如圖1所示， 一種太陽能集熱屋面構(gòu)件，它包括結(jié)構(gòu)層1、保溫隔熱層2、柔性抗裂防 水層3、太陽能反射層4、集熱管載體5、集熱管7、進(jìn)水管、出水管8;結(jié)構(gòu)層l、保溫隔 熱層2、柔性抗裂防水層3、太陽能反射層4由下至上依次布置，結(jié)構(gòu)層1澆注在保溫隔熱 層2的下面，柔性抗裂防水層3澆注在保溫隔熱層2的上面，太陽能反射層4涂抹在柔性抗 裂防水層3的上面；集熱管7位于太陽能反射層4的上方，集熱管7的一端設(shè)有進(jìn)水接口， 進(jìn)水接口與進(jìn)水管相連通，集熱管7的另一端設(shè)有出水接口6，出水接口6與出水管8相連 通；集熱管7與集熱管載體5固定連接，集熱管載體5可擱置在太陽能反射層4上或屋面上 (集熱管載體又稱為集熱管支撐架)；所述的結(jié)構(gòu)層采用高抗?jié)B高強(qiáng)水泥砂漿澆注而成，結(jié)構(gòu)層的厚度為lcm;高抗?jié)B高強(qiáng)水 泥砂漿的組成為強(qiáng)度等級(jí)為42.5的水泥100目細(xì)砂:硅鋁玻璃體減水劑:減縮劑水的質(zhì) 量比=600: 900: 150: 0.4: 0.7: 240;所述的硅鋁玻璃體為市售KH硅鋁玻璃體，比表面 積大于4，000 cm7g;所述的減水劑為市售的萘系減水劑(武漢浩源，F(xiàn)DN萘系減水劑)；所
述的減縮劑為市售的脂肪醇聚氧乙烯醚類減縮劑(北京慕湖)；所述的保溫隔熱層采用密度為30kg/ltf'的XPS板(絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料板)，厚 度為10 cm;所述的柔性抗裂防水層采用聚合物一水泥砂漿澆注而成，柔性抗裂防水層的厚度為2.5mm;聚合物一水泥砂漿的組成為聚合物乳液水泥砂水的質(zhì)量比=0.05: 1.2: 2.0: 1;所述的聚合物乳液為市售的甲基纖維素；所述的太陽能反射層的材料為熱反射效率大于0.9、具有自潔凈功能的涂料(如京安GTR 太陽熱反射涂料)，太陽能反射層的厚度為O. 15mm，反射層構(gòu)造為拋物線。所述的集熱管的兩端的進(jìn)水接口、出水接口為可拆卸式結(jié)構(gòu)。所述的集熱管載體的材料 是厚度為3 cm的CR系列不銹鋼。實(shí)施例3:如圖1所示， 一種太陽能集熱屋面構(gòu)件，它包括結(jié)構(gòu)層1、保溫隔熱層2、柔性抗裂防 水層3、太陽能反射層4、集熱管載體5、集熱管7、進(jìn)水管、出水管8;結(jié)構(gòu)層l、保溫隔 熱層2、柔性抗裂防水層3、太陽能反射層4由下至上依次布置，結(jié)構(gòu)層1澆注在保溫隔熱 層2的下面，柔性抗裂防水層3澆注在保溫隔熱層2的上面，太陽能反射層4涂抹在柔性抗 裂防水層3的上面；集熱管7位于太陽能反射層4的上方，集熱管7的一端設(shè)有進(jìn)水接口， 進(jìn)水接口與進(jìn)水管相連通，集熱管7的另一端設(shè)有出水接口6，出水接口6與出水管8相連 通；集熱管7與集熱管載體5固定連接，集熱管載體5可擱置在太陽能反射層4上或屋面上 (集熱管載體又稱為集熱管支撐架)；所述的結(jié)構(gòu)層采用高抗?jié)B高強(qiáng)水泥砂漿澆注而成，結(jié)構(gòu)層的厚度為2cm;高抗?jié)B高強(qiáng)水 泥砂漿的組成為強(qiáng)度等級(jí)為42.5的水泥140目細(xì)砂:硅鋁玻璃體:減水劑減縮劑水的質(zhì)量比=700: 1000:200:0.5: 1:340;所述的硅鋁玻璃體為市售KH硅鋁玻璃體，比表面積大于4, 000 cm7g;所述的減水劑為市售聚羧酸減水劑(武漢華軒，KH-1型)；所述的 減縮劑為市售的HJ-FS聚丙烯酸鹽類減縮劑；所述的保溫隔熱層采用密度為50kg/nl'的EPS板(可發(fā)性聚苯乙烯板)，厚度為8 cm;所述的柔性抗裂防水層采用聚合物一水泥砂槳澆注而成，柔性抗裂防水層的厚度為3 mm;聚合物—水泥砂漿的組成為聚合物乳液或粉末水泥砂水的質(zhì)量比=0. 1: 1.5: 2.5: 1;所述的聚合物粉末為市售的甲基纖維素醚和羧甲基纖維素，甲基纖維素醚和羧甲基纖維 素的質(zhì)量各占1/2;所述的太陽能反射層的材料為熱反射效率大于0.9、具有自潔凈功能的涂料[廣州聲匠聲學(xué)材料有限公司提供高檔大型熱反射涂料(GYW-B)]，太陽能反射層的厚度為0.2mm，反射層構(gòu)造為拋物線。所述的集熱管的兩端的進(jìn)水接口、出水接口為可拆卸式結(jié)構(gòu)。所述的集熱管載體的材料 是厚度為5 cm的CR系列不銹鋼。實(shí)施例1- 3所述的一種太陽能集熱屋面構(gòu)件的制備將高抗?jié)B高強(qiáng)水泥砂漿的各原料 按比例混合后，澆注在保溫隔熱層2 (EPS板或XPS板)的一面，保溫隔熱層2的一面在形
成結(jié)構(gòu)層l;經(jīng)過120小時(shí)養(yǎng)護(hù)后，在保溫隔熱層2的另一面澆注聚合物一水泥砂漿，在保 溫隔熱層2的另一面形成柔性抗裂防水層3;養(yǎng)護(hù)100小時(shí)后在柔性抗裂防水層3的表面采用市售太陽能反射涂料(如京安GTR系列太陽熱反射涂料)涂抹，并安裝相應(yīng)的集熱管7、 進(jìn)水管、出水管8、集熱管載體5。使用時(shí)，直接將太陽能集熱屋面構(gòu)件安裝在屋頂?；炯療徇^程為太陽光通過太陽能反 射層4將太陽能反射到集熱管7上，集熱管將熱量通過出水管8將熱量帶走儲(chǔ)存。本發(fā)明所列舉的各原料都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，以及各原料的上下限取值、區(qū)間值都能實(shí)現(xiàn)本 發(fā)明；在此不一一列舉實(shí)施例。本發(fā)明各工藝參數(shù)的上下限取值以及區(qū)間值都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明， 在此不一一列舉實(shí)施例。減水劑、減縮劑各具體的原料都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在此不一一列舉實(shí) 施例。
權(quán)利要求
1. 一種太陽能集熱屋面構(gòu)件，其特征在于它包括結(jié)構(gòu)層(1)、保溫隔熱層(2)、柔性抗裂防水層(3)、太陽能反射層(4)、集熱管載體(5)、集熱管(7)、進(jìn)水管、出水管(8)；結(jié)構(gòu)層(1)、保溫隔熱層(2)、柔性抗裂防水層(3)、太陽能反射層(4)由下至上依次布置，結(jié)構(gòu)層(1)澆注在保溫隔熱層(2)的下面，柔性抗裂防水層(3)澆注在保溫隔熱層(2)的上面，太陽能反射層(4)涂抹在柔性抗裂防水層(3)的上面；集熱管(7)位于太陽能反射層(4)的上方，集熱管(7)的一端設(shè)有進(jìn)水接口，進(jìn)水接口與進(jìn)水管相連通，集熱管(7)的另一端設(shè)有出水接口(6)，出水接口(6)與出水管(8)相連通；集熱管(7)與集熱管載體(5)固定連接；所述的結(jié)構(gòu)層采用高抗?jié)B高強(qiáng)水泥砂漿澆注而成，結(jié)構(gòu)層的厚度為0.4-2cm；高抗?jié)B高強(qiáng)水泥砂漿的組成為強(qiáng)度等級(jí)為42.5的水泥∶40-140目細(xì)砂∶硅鋁玻璃體∶減水劑∶減縮劑水的質(zhì)量比＝450-700800-1000100-2000.3-0.50.2-1180-340；所述的保溫隔熱層采用密度為20-50kg/m3的EPS板或XPS板，厚度為5-10cm；所述的柔性抗裂防水層采用聚合物—水泥砂漿澆注而成，柔性抗裂防水層的厚度為2-3mm；聚合物—水泥砂漿的組成為聚合物乳液或粉末∶水泥∶砂∶水的質(zhì)量比＝0.001-0.11-1.51.5-2.51；所述的太陽能反射層的材料為太陽能反射涂料，太陽能反射層的厚度為0.1-0.2mm。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能集熱屋面構(gòu)件，其特征在于所述的減水劑為市 售的萘系減水劑或聚羧酸減水劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能集熱屋面構(gòu)件，其特征在于所述的減縮劑為市 售的脂肪醇聚氧乙烯醚類減縮劑或聚丙烯酸鹽類減縮劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能集熱屋面構(gòu)件，其特征在于所述的聚合物乳液或粉末為市售的乙烯/醋酸乙烯聚合物、甲基纖維素、甲基纖維素醚、羧甲基纖維素、羧甲基 纖維素醚、羧丙基甲基纖維素、羧丙基甲基纖維素醚、羧已基纖維素或羧已基纖維素醚中的 任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時(shí)為任意配比。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能集熱屋面構(gòu)件，其特征在于所述的太陽能反射層的構(gòu)造為拋物線。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能集熱屋面構(gòu)件，其特征在于所述的太陽能反射涂料為熱反射效率大于0. 9、具有自潔凈功能的涂料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種太陽能集熱屋面構(gòu)件，其特征在于所述的熱反射效率大于0.9、具有自潔凈功能的涂料為二氧化鈦-納米陶瓷系涂料，耐溫性能0-12(TC。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能集熱屋面構(gòu)件。一種太陽能集熱屋面構(gòu)件，其特征在于它包括結(jié)構(gòu)層、保溫隔熱層、柔性抗裂防水層、太陽能反射層、集熱管載體、集熱管、進(jìn)水管、出水管；結(jié)構(gòu)層、保溫隔熱層、柔性抗裂防水層、太陽能反射層由下至上依次布置，結(jié)構(gòu)層澆注在保溫隔熱層的下面，柔性抗裂防水層澆注在保溫隔熱層的上面，太陽能反射層涂抹在柔性抗裂防水層的上面；集熱管位于太陽能反射層的上方，集熱管的一端設(shè)有進(jìn)水接口，進(jìn)水接口與進(jìn)水管相連通，集熱管的另一端設(shè)有出水接口，出水接口與出水管相連通；集熱管與集熱管載體固定連接；本發(fā)明具有集太陽能集熱、保溫隔熱、防水于一體，便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F24J2/04GK101397833SQ200810197579
公開日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2008年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月11日
發(fā)明者琴 張, 朱艷超, 蹇守衛(wèi), 磊 金, 馬保國(guó) 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)