翻转式墙体及翻转式墙体的使用方法

摘要

本申请提供翻转式墙体及翻转式墙体的使用方法。翻转式墙体包括：墙本体，墙本体的两侧面分别具有储热材料和排热材料。转轴(5)，所述转轴(5)连接于所述墙本体，使得所述墙本体能够绕着所述转轴(5)的中心轴线转动。以及导轨(6)，所述导轨(6)用于固定连接于承重结构，所述转轴(5)连接于所述导轨(6)，使得所述墙本体能够沿着所述导轨(6)移动和相对于所述导轨(6)转动。

说明书

技术领域

本申请涉及建筑构件技术领域，具体地涉及翻转式墙体及翻转式墙体的使用方法。

背景技术

具有气候适应性的建筑是未来建筑节能工作的重点。冬季室外气温低，建筑需要良好的保温来降低室内热量流失；夏季室外气温高，太阳辐射强，室内降温所需的能耗高。公告号为CN104018587B的专利提出了一种相变蓄能式旋转墙体。该技术通过墙体上的相变层和墙体的转动，可以利用室外环境在相变层蓄存能量。相变层旋转入室内后释放能量，从而为室内提供免费冷量或热量。在夏季，夜晚将相变材料侧旋转至建筑外表面，利用夏季夜晚较低的温度蓄冷；白天将相变材料侧旋转至建筑内表面，将夜间相变材料的蓄冷量释放至室内。在冬季，白天将相变材料侧旋转至建筑外表面，利用冬季白天较高的室外温度蓄热；夜晚将相变材料侧旋转至建筑内表面，将白天相变材料的蓄热量释放至室内。

现有技术主要存在如下不足：

1.相变材料存在蓄热与放热滞后性的问题，而墙体的频繁翻转进一步放大了此问题。以夏季为例，墙体借助相变材料在夏季夜间将热量排出至室外以蓄冷，但在白天将相变材料翻转至建筑内侧后，由于相变材料蓄放热滞后性的问题，冷量并不能快速散至室内，甚至在冷量还未完全提供给室内前，墙体已进行夜间翻转。同时，该墙体冬季白天使用相变材料在墙体外侧蓄热。虽然冬季白天温度相对夜晚高，但是对于需要供暖的绝大部分地区，冬季白天的室外温度仍很低，直接利用相变材料对冬季白天蓄热难度较大且运行效率低。

2.现有技术采用以墙体中部为转轴的翻转方式，墙体翻转过程需要形成以转轴为中心、墙体宽度为直径的圆柱形空间，此种翻转方式会占据大量的室内空间影响房间内部的空间使用效率。

3.在冬夏两季，墙体以日为单位进行内外侧旋转，墙体旋转的次数较多。长期频繁的翻转墙体可能对墙体安全性与稳定性产生一定的影响。此外，每次墙体翻转过程都相当于对房间换气，在夏季大量较高温度的室外空气能够直接进入室内，而在冬季大量较低温度的室外空气同样直接进入室内，因此过于频繁的每日墙体翻转可能会对房间的夏季供冷与冬季供暖产生相反的负面影响。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本申请提供了一种翻转式墙体及一种翻转式墙体使用方法。

本申请提供了一种翻转式墙体，所述翻转式墙体包括：

墙本体，所述墙本体的两侧面分别具有储热材料和排热材料；

转轴，所述转轴连接于所述墙本体，使得所述墙本体能够绕着所述转轴的中心轴线转动；以及

导轨，所述导轨用于固定连接于承重结构，所述转轴连接于所述导轨，使得所述墙本体能够沿着所述导轨移动和相对于所述导轨转动。

在至少一个实施方式中，所述翻转式墙体的储热材料包括高太阳辐射吸收率的材料，所述高太阳辐射吸收率的材料位于所述墙本体的厚度方向上的一侧，

所述翻转式墙体的排热材料包括高可见光反射率材料，所述高可见光反射率材料位于所述墙本体的厚度方向上的另一侧。

在至少一个实施方式中，所述高可见光反射率材料具有高长波发射率。

在至少一个实施方式中，所述高可见光反射率材料为辐射降温材料。

在至少一个实施方式中，所述高太阳辐射吸收率的材料包括太阳能光伏/热板。

在至少一个实施方式中，所述翻转式墙体还包括：

墙体结构层；

保温层，所述保温层位于所述墙体结构层与所述高可见光反射率材料之间。

在至少一个实施方式中，所述转轴位于所述墙本体的左右方向上的一端。

在至少一个实施方式中，所述导轨呈U字形，其包括沿着所述墙本体的厚度方向延伸的两个臂部和连接所述两个臂部的底部，所述臂部的长度大于所述墙本体的厚度的1/2，所述底部的长度大于所述墙本体的左右方向上的长度的80％。

本申请提供了一种翻转式墙体的使用方法，所述翻转式墙体为上述的翻转式墙体，所述使用方法包括：

通过使所述转轴相对于所述导轨移动和相对于所述导轨转动而使所述墙本体内外翻转。

在至少一个实施方式中，冬季时，使所述翻转式墙体的储热材料朝向室外；夏季时，使所述翻转式墙体的排热材料朝向室外。

通过采取上述技术方案，本申请的一方面提出了一种翻转式墙体。通过在翻转式墙体的两侧面分别设置储热材料、排热材料，使得在墙体翻转前后能够具有稳定的两种热力学状态。解决了相变材料滞后性问题，改善了特别是冬季的储热需求。

本申请的另一方面提出了一种翻转式墙体。通过将转轴设置在墙本体的左右方向上的一端，可以实现墙本体的外翻，减少墙本体翻转时占用过多的室内空间的问题。

进一步地，本申请通过墙体上转轴和轨道的结构设计，墙体的外翻转形式节省了室内空间，提高了建筑的内部空间使用率。

通过采取上述的技术方案，本申请提出了一种翻转式墙体的使用方法。该方法可以(但不限于)以季节为单位对墙体进行翻转。通过在墙体两侧面分别设置的储热、排热材料满足建筑冬季储热、夏季排热的技术效果，进而降低建筑全年的供暖供冷能耗，达到节能减排的目的。

附图说明

图1示出了根据本申请实施方式的翻转式墙体的结构示意图。

图2示出了根据本申请实施方式的翻转式墙体的冬季工况墙体截面示意图。

图3示出了根据本申请实施方式的翻转式墙体的夏季工况墙体截面示意图。

图4a示出了根据本申请实施方式的翻转式墙体的常开状态示意图。

图4b示出了图4a的俯视图。

图5a～5f示出了根据本申请实施方式的翻转式墙体的一个翻转过程的分步的俯视示意图。

附图标记说明

1高太阳辐射吸收率的材料；2墙体结构层；3保温层；4高可见光反射率材料；5转轴；6导轨；61、62臂部；63底部；

11、12、13、14翻转式墙体；

I室内；O室外。

具体实施方式

下面参照附图描述本申请的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本申请，而不用于穷举本申请的所有可行的方式，也不用于限制本申请的范围。

本申请提出了一种翻转式墙体，该墙体不参与承重，并且可以直接作为外围护墙体使用。参照图1，根据本申请的翻转式墙体包括墙本体、转轴5和导轨6。

如图1所示，墙本体包括墙体结构层2，墙体结构层2的两侧面分别具有储热、排热材料。(可以理解，储热材料和排热材料不在同一面)其中储热材料可以为高太阳辐射吸收率的材料1，其位于墙本体的厚度方向上的一侧。排热材料可以为高可见光反射率材料4，其位于墙本体的厚度方向上的另一侧。可以理解，能够通过墙体翻转使储热材料或排热材料位于室外。

高太阳辐射吸收率的材料1具体可以包括例如PV/T(太阳能光伏/热)板等，通过吸收太阳辐射可以提升建筑外墙温度，进一步减少室内供暖负荷。其中，高太阳能辐射吸收率可以指太阳能辐射吸收率大于0.9。

高可见光反射率材料4具体可以包括玻璃、镀银涂层、镀铝涂层。通过反射太阳辐射，可以降低建筑的太阳辐射得热。优选地，高可见光反射率材料4还包括具有高长波发射率的特性，例如采用辐射降温材料，通过反射太阳辐射，可以在降低建筑的太阳辐射得热的同时，利用天空冷辐射的方式进一步降低室内热量，进而减少室内的空调制冷负荷。其中，高可见光反射率可以指可见光反射率大于0.9，高长波发射率可以指长波辐射发射率大于0.8。长波是指频率在30～300kHz，波长在1000～10000m的太阳光。

优选地，墙体结构层2与高可见光反射率材料4之间可以设置保温层3。保温层3可以例如是阻燃型聚苯乙烯泡沫板，也可以是挤塑板、聚氨酯板、岩棉等。

对于冬季工况，如图2所示，通过墙本体翻转使高太阳辐射吸收率的材料1位于建筑外表面，即朝向室外O，可以形成稳定的热力学状态，对建筑持续储热。在满足冬季墙体隔热基本要求的基础上，充分利用可再生资源提供的热量。同时，保温层3位于墙体结构层2内部，有助于增大墙体对房间温度热惯性的影响，减少房间散热，有助于保证冬季夜间无太阳能的工况下房间的热稳定性。

对于夏季工况，如图3所示，通过墙本体翻转使高可见光反射率材料4位于建筑外表面，即朝向室外O，可以形成稳定的热力学状态，对建筑持续排热。同时，保温层3位于墙体结构层2外部，有助于减少墙本体对室内I温度热惯性的影响，从而降低对房间散热的影响。

对于过渡季节或其他需要通风的时段，可以充分利用翻转式墙体自然通风。如图4a、图4b所示，例如通过将墙本体旋转至一定角度，使墙体保持非闭合状态，形成开口，可以增大房间的可通风开口面积，借助室外较低的温度带走室内热量，在不额外耗费能源的条件下，为室内I提供较为舒适的环境。

这里，出于便于说明的目的，以翻转式墙体闭合时墙本体的厚度方向(内外方向)为前后方向，以与前后方向和上下方向均垂直的方向为左右方向。转轴5可以位于墙本体的左右方向上的一端，优选地，在墙本体的左右方向上，转轴5与墙本体的一端的距离与转轴5与墙本体的另一端的距离的比可以小于3：7，更优选地，小于2：8，再优选地，小于1：9。该转轴5可以固定连接于墙本体，用于墙本体的转动。优选地，如图1所示，本实施方式中的转轴5位于墙本体的角落。

如图5a～5f所示，该翻转式墙体可以采用向建筑外侧翻转(可以理解，外翻指的是墙本体翻转时，墙本体的位于建筑外侧的部分多于位于建筑内侧的部分)的形式。采用外侧翻转形式，减少了翻转过程占据的室内空间，能够提升建筑的内部空间使用率。

导轨6可以固定连接于建筑的承重结构上，例如将该导轨6固定于上下的楼板(与装配式建筑固定外墙板的方式相似)。转轴5可以在导轨6内滑动和转动，进而满足墙本体的移动。

可以理解，可以采用电机等装置，使转轴5的旋转角度和移动(滑动)距离可控。进而满足翻转式墙体的移动、旋转过程以及保持闭合或非闭合状态。

在本实施方式中，导轨6呈U字形，其包括沿着前后方向延伸的两个臂部61、62和连接两个臂部61、62的一个底部63。底部63可以沿着左右方向延伸。臂部61、62的长度可以大致等于墙本体的厚度。在一个示例中，臂部61、62的长度大于墙本体的厚度的1/2。底部63的长度可以大致等于墙本体的左右方向上的长度，在一个示例中，底部63的长度可以大于墙本体的左右方向上的长度的80％。

臂部61、62的延伸方向可以与底部63的延伸方向垂直。这里，臂部61、62与底部63垂直不排除在臂部61、62和底部63的连接部分设置例如圆弧过渡的拐角。

本申请还提出了一种翻转式墙体的使用方法，该翻转式墙体的两侧面固定有储热、排热材料，并且可以(但不限于)以季节为单位进行墙体翻转。冬季时翻转式墙体的储热材料一侧向外，夏季时翻转式墙体的排热材料一侧向外。

可以理解，翻转式墙体可以为上述实施方式中提到的翻转式墙体。高太阳辐射吸收率的材料1作为储热材料固定于墙体结构层2一侧；高可见光反射率材料4作为排热材料固定于墙体结构层2另一侧。

可以理解，翻转式墙体的翻转模式可以是：夏季，高可见光反射率材料4位于建筑外表面；冬季，高太阳辐射吸收率的材料1位于建筑外表面；以及过渡季节和其他需要通风的时段，翻转式墙体可以保持非闭合状态，形成开口。

优选地，翻转式墙体采用向建筑外侧翻转的形式，改进了现有技术采用以墙体中部为转轴的翻转方式，可以减少翻转过程占据的大量室内空间，提升建筑的内部空间使用率。

以图5a～5f所示的一次翻转过程为例，本申请展示了一组翻转式墙体(具体为翻转式墙体11、12、13、14)的外翻转过程。墙体具体的平移，旋转方向如箭头所示。

图5a为墙体的起始(闭合)工况示意图。

如图5b所示，翻转过程开启后，翻转式墙体12、14通过转轴5沿导轨6的臂部61或62向外移动而向外移动(平移)。

如图5c所示，外移的翻转式墙体12、14通过转轴5沿导轨6的底部63横移并顺时针旋转90°而转变成90°状态(打开状态)。

如图5d所示，剩余墙体(翻转式墙体11、13)同理，通过转轴5沿导轨6外移、横移并顺时针旋转90°而转变成90°状态(打开状态)。

如图5e所示，翻转式墙体12、14通过转轴5沿导轨6继续横移并顺时针旋转90°，再沿导轨6內移而转变成180°状态(闭合状态)。

如图5f所示，剩余的墙体(翻转式墙体11、13)同理，沿导轨6横移并顺时针旋转90°，再沿导轨6內移而转变成180°状态(闭合状态)，至此完成一次墙体翻转。可以理解，季节更替需要墙体翻转时，可沿原路径返回。

过渡季节或其他需要通风的时段，可以只移动部分墙体，或者移动所有墙体。例如移动所有墙体时，所有墙体旋转、移动至如图5d所示的状态；然后，整体沿例如逆时针方向旋转例如45°，达到图4a、图4b所示的状态。

上述方案仅为一种具有代表性的、较佳的实例。其他相似的方案，例如可由上述方案推断出的更多模块数量的情况，非运动状态下模块各部件的位置情况，运动过程中相似的旋转角度、位移和操作顺序，均应视作本申请的保护范围。

墙体可以以季节为单位进行翻转切换，极大程度地降低了墙体的翻转频率，减少频繁墙体翻转对墙体安全性与稳定性的影响，同时减少翻转过程对房间的换气，进而降低过于频繁的墙体翻转对房间的夏季供冷与冬季供暖产生的负面影响，降低建筑全年的供冷供暖能耗，达到节能减排的目的。

以上所述是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本领域技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。