[实用新型]一种智能可调的新型被动式屋顶

说明书

本实用新型公开了一种智能可调的新型被动式屋顶，包括自下而上依次设置的内层屋顶、空气层、跳跃液滴材料热二极管和外层屋顶；其中，所述跳跃液滴材料热二极管包括自下而上依次设置的超亲水层、超亲水层表面吸液芯和超疏水层，并通过左右两侧的垫片材料将超亲水层与超疏水层分离，形成中间的空气夹层；本实用新型通过跳跃液滴材料热二极管中超亲水层、超疏水层的被动式传热控制，形成一种无需人为清理，可嵌入建筑围护结构内部，受室内外温度被动式驱动“排热/隔热”的智能可调新型被动式屋顶。

技术领域

本实用新型涉及建筑工程技术领域，特别是涉及一种智能可调的新型被动式屋顶。

背景技术

长久以来，建筑的围护结构以静态的保温隔热设计为主。通过增设高热阻保温材料等形式，提升围护结构的整体热阻，以减少室内外的热量传递。此类围护结构适用于严寒、寒冷地区的冬季保温隔热，但对全年防热为主的地区及排热为主的建筑并不适宜。针对此类地区及建筑，静态的高热阻导致室内热量难以通过围护结构及时向外排出，只能通过主动式设备排热，无形中增加了供冷能耗。

以夏热冬暖地区为例，其气候特征是长夏无冬，日平均温度≥25℃的天数为100～200天，且最冷月的平均温度也大于10℃，该地区的气候特点决定了建筑物应以全年防热为主且无供暖需求；而数据机房等高产热场所则是因自身内热源的产热量过大，同样导致建筑物以全年排热为主且无供暖需求。

无论是因气候条件决定全年防热的夏热冬暖地区，还是因自身内热源导致全年排热的数据机房等场所，静态高热阻的建筑围护结构均无法满足其排热需求，此类建筑理想的围护结构形式应智能可调：当室内温度高于室外温度时，降低围护结构热阻，将热量及时排出至室外；当室外温度高于室内温度时，增大围护结构热阻，减少室外向室内的传热量。通过此类围护结构，满足全年防热为主的地区及排热为主的建筑的实际需求。

与本实用新型最相近似的现有技术是将辐射降温超材料层与墙体或屋顶相结合形成被动式冷却的建筑围护结构。深圳瑞凌新能源科技有限公司的徐绍禹等人基于此提出了“一种建筑外墙或屋顶用中空辐射降温被动式结构”(申请公布号：CN 108222367 A)，该装置的结构组成及其关系介绍如下：

图1、图2分别展示了该建筑外墙或屋顶用中空辐射降温被动式结构的整体结构示意图与截面示意图。其中，包括由外层板10、内层板20、上顶板30、下底板40和两侧板50组成的空气腔体60；上顶板30和下底板40分别固定在外层板10的上下两端，外层板10和内层板20并行设置在下底板40上，上顶板30盖设在外层板10和内层板20上，两侧板50分别在外层板10两侧，且两侧板50均与上顶板30、下底板40、内层板20相接；内层板20与上顶板30之间设有一进气口210，内层板20与下底板40之间设有一出气口220；外层板10的最外侧表面设置有辐射降温超材料层70。其中，辐射降温超材料层70为该排热屋顶的核心降温部件。

现有的屋顶技术主要以静态隔热为主，通过在结构层内部或外部设置保温层以增大屋顶热阻，减少室内外的热量传递。传统屋顶的静态隔热特性决定了屋顶热阻不受季节变化等因素影响，无法根据室内外的温度变化来灵活地调整屋顶热阻。

而上述介绍的“一种建筑外墙或屋顶用中空辐射降温被动式结构”对传统屋顶隔热的特性进行了改变。利用屋顶表面辐射降温超材料层的热辐射作用，将传统屋顶的隔热特性调整为排热特性，通过天空冷辐射的方式将热量转移至较冷的太空环境中。该辐射降温超材料层将一部分波长较短的可见光通过高反射率的镀银薄膜反射，同时将另一部分波长较长的红外线通过高吸收率的超材料吸收，再利用大气层在波长8-13μm的红外窗口，将红外线穿过大气层直接辐射到太空，以此形成连续排热的屋顶。

基于以上的原理介绍，现有技术存在如下主要不足：