热激活砖砌建筑围护结构用砌体构件及其组合设计方法

技术领域

本发明涉及建筑砌体构件技术领域，尤其是涉及一种热激活砖砌建筑围护结构用砌体构件及其组合设计方法。

背景技术

热激活建筑技术被广泛认为是未来建筑节能和可再生能源高效利用的重点发展方向之一，但该技术在砖砌建筑中的应用仍存在显著技术缺陷。目前，热激活建筑系统在砖砌围护结构中的建造方式有以下两种：一种是将流体管道嵌入砖砌建围护结构两侧的抹灰层，另一种则是在承重层单元中的砖层之间增加嵌管层并将流体管道嵌入其中。上述两种建造方式下的热激活砖砌建筑系统都面临检修不便的难题，一旦遇到管道泄漏或维修更换等问题则必须对整个砖砌围护结构进行大规模破拆，这不仅会直接导致整体检修难度和运维工作量的大幅上升，同时还会产生大量的废弃建筑垃圾。同时，无论是将流体管道埋入砖砌建围护结构两侧抹灰层还是承重层单元中的嵌管层，砖砌围护结构的整体厚度都将出现上升，这不仅会直接导致建筑使用空间受到大量占用，同时还将导致建筑材料使用量以及相应建造成本也随之大幅上升。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种热激活砖砌建筑围护结构用砌体构件及其组合设计方法，在有效提升砖砌建筑围护结构保温隔热性能的同时降低热激活砖砌建筑系统的建造难度、空间占用、建材用量以及检修难度与运维工作量。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种热激活建筑围护结构用砌体构件，其特征在于，包括组装配合的第一砌块、第二砌块和第三砌块，所述第一砌块沿短边方向设有与砌块短边长度一致的第一贯通凹槽，同时沿长边方向由砌块端面至第一贯通凹槽中间界面设有非贯通凹槽；所述第二砌块沿长边方向设有与砌块长度一致的第二贯通凹槽；所述第三砌块沿短边方向设有与砌块短边长度一致的第三贯通凹槽，沿长边方向设有与砌块长边长度一致的第四贯通凹槽。

优选地，所述砌块为烧结黏土砌块，或者为加气混凝土砌块、硅酸盐砌块、水泥煤渣砌块、石灰石砌块中的一种。

优选地，第一贯通凹槽、第二贯通凹槽、第三贯通凹槽、第四贯通凹槽的弧度范围为150-180°，非贯通凹槽的弧度范围也为150-180°。

一种热激活建筑围护结构用砌体构件的组合设计方法，其特征在于：包括两对第一砌块、两对第二砌块和一对第三砌块组成的承重层单元，并且承重层单元内侧设有内抹灰层，承重层单元外侧依次设有外保温层和外抹灰层，其中，一对第三砌块相对设置并位于中间，两对第二砌块相对设置并分别位于第三砌块的两侧，两对第一砌块相对设置并位于两对第二砌块的外侧，两对第一砌块、两对第二砌块和一对第三砌块共同形成位于承重层单元内部前后贯通的围合式嵌管预留安装通道，砌块之间通过水泥砂浆互相粘接固定。

一种热激活建筑围护结构用砌体构件的组合设计方法，其特征在于：包括两个第一砌块、两个第二砌块和一个第三砌块组成的承重层单元，承重层单元外侧依次设有外保温层和外抹灰层，承重层单元内侧和嵌管辅助安装管道的外侧整体覆盖内抹灰层，砌块之间通过水泥砂浆互相粘接固定，砌块中的凹槽前后贯通并形成位于承重层单元内侧的开放式嵌管预留安装通道，并且在所述开放式嵌管预留安装通道内固定有嵌管辅助安装管道。

一种热激活建筑围护结构用砌体构件的组合设计方法，其特征在于：包括两个第一砌块、两个第二砌块和一个第三砌块组成的承重层单元，承重层单元外侧和嵌管辅助安装管道的外侧安装带有相应弧形凹槽的外保温层，并且在外保温层的外侧覆盖外抹灰层，砌块之间通过水泥砂浆互相粘接固定，砌块中的凹槽前后贯通并形成位于承重层单元外侧的开放式嵌管预留安装通道，并且在开放式嵌管预留安装通道内固定有嵌管辅助安装管道。

一种热激活建筑围护结构用砌体构件的组合设计方法，其特征在于：包括两对第一砌块、两对第二砌块和一对第三砌块组成的承重层单元，承重层单元内侧和嵌管辅助安装管道外侧整体覆盖内抹灰层，承重层单元外侧和嵌管辅助安装管道外侧安装带有相应弧形凹槽的外保温层，并且在外保温层的外侧覆盖外抹灰层，所述砌块之间通过水泥砂浆互相粘接固定，砌块中的凹槽前后贯通并形成位于承重层单元内侧和外侧的开放式嵌管预留安装通道，并且在开放式嵌管预留安装通道内固定有嵌管辅助安装管道。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明的热激活砖砌建筑围护结构用砌体构件结构简单、易于制造，仅需使用三种不同砌体构件即可完成多种形式的热激活砖砌建筑系统的设计和建造，可在有效提升砖砌建筑围护结构保温隔热性能的同时降低热激活砖砌建筑系统的建造难度、空间占用以及建材用量；2、本发明的热激活砖砌建筑围护结构仅需通过对围护结构的局部区域进行清除即可完成热激活砖砌建筑系统的所有检修和运维工作，并且砌体构件在检修完成后还可重复使用，检修和运维工作也不会对砖砌建筑围护结构的承重层单元造成结构性破坏，因此检修难度和费用、运维工作量以及相应产生的建筑废弃材料都将得到大幅降低。

附图说明

图1a所示为本发明的第一砌块结构示意图；

图1b所示为本发明的第二砌块结构示意图；

图1c所示为本发明的第三砌块结构示意图；

图2所示为本发明的一种热激活砖砌建筑围护结构用砌体构件使用方式一；

图3所示为图2的使用方式一的分解图；

图4所示为本发明的一种热激活砖砌建筑围护结构用砌体构件使用方式二；

图5所示为图4的使用方式二的分解图；

图6所示为本发明的一种热激活砖砌建筑围护结构用砌体构件使用方式三；

图7所示为图6的使用方式三的分解图；

图8所示为本发明的一种热激活砖砌建筑围护结构用砌体构件使用方式四；

图9所示为图8的使用方式四的分解图；

图10a所示为第一砌块的非贯通凹槽设置在两边时的结构图；

图10b所示为第二砌块的贯通凹槽设置在长边两边时的结构图；

图10c所示为第三砌块的贯通凹槽设置在周边时的结构图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明的一种热激活砖砌建筑围护结构用砌体构件如图1a-图1c所示，包括第一砌块1、第二砌块2和第三砌块3。所述各砌块具有长方体形状特征，并且在各自带有长边的四个侧面中的一个表面上均设有凹槽。所述第一砌块1沿短边方向设有与砌块短边长度一致的第一贯通凹槽11，同时沿长边方向由砌块端面至第一贯通凹槽11中间界面设有非贯通凹槽12；所述第二砌块2沿长边方向设有与砌块长度一致第二贯通凹槽21；所述第三砌块3沿短边方向设有与砌块短边长度一致的第三贯通凹槽31，沿长边方向设有与砌块长边长度一致的第四贯通凹槽32，贯通凹槽和非贯通凹槽的位置优先设置在长边和短边的中间位置，或者也可设置在长边和短边的两端；

贯通凹槽和非贯通凹槽设置在长边和短边的中间位置时，凹槽断面形状优选为弧形形状，也可为三角形形状、矩形形状和其它多边形形状；

第二砌块和第三砌块的贯通凹槽以及第一砌块的非贯通凹槽设置在长边和短边的两端位置时，凹槽断面形状优选为半弧形形状(分别如图10a-图10c所示)，也可为半三角形形状、半矩形形状和其它半多边形形状，也就是说，若凹槽设置在砌块的边缘位置时，相邻两个砌块的凹槽(具有半弧形、半三角形、半矩形和半其它多边形，这里的半是相对于图1a-图1c中完整的圆弧形来说的)可以拼合形成一个完整的弧形、三角形、矩形和其它多边形；

所述砌块可以为烧结黏土砌块，也可以为加气混凝土砌块、硅酸盐砌块、水泥煤渣砌块、石灰石砌块等非烧结砌块。

所述第一贯通凹槽、第二贯通凹槽、第三贯通凹槽、第四贯通凹槽的弧度范围优选为150-180°。具有贯通凹槽的砌体构件是放在墙体中间位置处的，其前后(第二砌块)分别连接与其相同的砌体构件(第二砌块)或者具有非贯通凹槽的砌体构件(第一砌块)，或者上下(第三砌块)分别与其相同的砌体构件(第三砌块)连接；而具有非贯通凹槽的砌体构件(第一砌块)只能放在墙体的端部位置处，其中非贯通凹槽的一端与具有贯通凹槽的砌体构件(第二砌块)连接。将来实际墙体肯定不会只存在图中所述的延长度方向由5个砌块或者5对砌块组成的情况，因此具有贯通凹槽的砌体构件(第二砌块)起到的是延展墙体长度以及便于上下钻孔内流体管道的互相连接(第三砌块、第一砌块)的作用。

本发明的热激活砖砌建筑围护结构用砌体构件的第一种使用方式如图2和图3所示，包括由所述第一砌块1、第二砌块2和第三砌块3组成的承重层单元，并且承重层单元内侧设有内抹灰层4，承重层单元外侧依次设有外保温层5和外抹灰层6。上述砌块中的弧形凹槽前后贯通并直接形成位于承重层单元内部的围合式嵌管预留安装通道7，并且砌块之间通过水泥砂浆8互相粘接固定。嵌管位于墙体中间位置，适用于同时兼顾节能效果和室内热舒适性的普通应用场景。该种方式下，墙体蓄能效果以及建筑节能效果相对较好。

本发明的热激活砖砌建筑围护结构用砌体构件的第二种使用方式如图4和图5所示，包括由所述第一砌块1、第二砌块2和第三砌块3组成的承重层单元，承重层单元外侧依次设有外保温层5和外抹灰层6，承重层单元内侧和嵌管辅助安装管道9的外侧整体覆盖内抹灰层4。所述砌块之间通过水泥砂浆8互相粘接固定。上述砌块中的弧形凹槽前后贯通并形成位于承重层单元内侧的开放式嵌管预留安装通道10，并且在所述开放式嵌管预留安装通道10内固定有嵌管辅助安装管道9。嵌管位于墙体内侧位置，适用于以处理室内瞬态负荷为主的室内供能应用场景。这种方式下，嵌管更加靠近室内空间，室内瞬态负荷将会快速得到嵌管的响应处理，因此冬季供热和夏季供冷效果更好，室内热舒适度也相对更好，但蓄能效果相对于图2和图3要略差一些。

本发明的热激活砖砌建筑围护结构用砌体构件的第三种使用方式如图6和图7所示，包括由所述第一砌块1、第二砌块2和第三砌块3组成的承重层单元，承重层单元内表面覆盖内抹灰层4，承重层单元外侧和嵌管辅助安装管道9的外侧安装带有相应弧形凹槽的外保温层5，并且在外保温层5的外侧覆盖外抹灰层6。所述砌块之间通过水泥砂浆8互相粘接固定。上述砌块中的弧形凹槽前后贯通并形成位于承重层单元外侧的开放式嵌管预留安装通道10，并且在开放式嵌管预留安装通道10内固定有嵌管辅助安装管道9。嵌管位于墙体外侧(保温层内侧)位置，该种方式适用于以夏季隔热和冬季隔冷为主的热量隔绝场景。由于嵌管更加靠近室外环境，因此冬季隔冷和夏季隔热效果相对更好，但同时由于嵌管远离室内空间，因此其冬季供热和夏季供冷效果要弱于图2-图5，同样蓄能效果也相对要略差于图2和图3。

本发明的热激活砖砌建筑围护结构用砌体构件的第四种使用方式如图8和图9所示，包括由所述第一砌块1、第二砌块2和第3砌块组成的承重层单元，承重层单元内侧和嵌管辅助安装管道9外侧整体覆盖内抹灰层4，承重层单元外侧和嵌管辅助安装管道9外侧安装带有相应弧形凹槽的外保温层5，并且在外保温层5的外侧覆盖外抹灰层6。所述砌块之间通过水泥砂浆8互相粘接固定。上述砌块中的弧形凹槽前后贯通并形成位于承重层单元内侧和外侧的开放式嵌管预留安装通道10，并且在开放式嵌管预留安装通道10内固定有嵌管辅助安装管道9。

砌体构件的凹槽弧度为150-180°。因此，只有当两个砌体构件合在一起时才能将各自凹槽组合形成具有“完整圆形”或者“近似完整圆形”的围合式嵌管预留安装通道7(如图2和图3所示)，如此流体管道和填料可以顺利的直接放入上述“完整圆形”或者“近似完整圆形”的围合式嵌管预留安装通道7。

然而，在图4-图9中，墙体要不由单个砌体构件构成，即凹槽位于一侧(图4-图7)，或者虽然由两个砌体构件构成，但两个凹槽位于两侧(图8-图9)。在图4-图9中情况下，单个凹槽并不能形成具有“完整圆形”或者“近似完整圆形”的围合式嵌管预留安装通道7，这时需要额外增加一个嵌管辅助安装管道9，这样流体管道和填料才能间接放入开放式嵌管预留安装通道10。

上述第二至第四种使用方式中，所述嵌管辅助安装管道的形状还可以与开放式嵌管预留安装通道保持一致，如此整个嵌管辅助安装管道与承重层单元外表面可保持平齐并不再突出承重层单元外表面，因此外保温层相应即可选用不带有弧形凹槽的常规保温产品。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。