带内空气间层的框架式游牧帐篷的制作方法

专利名称：带内空气间层的框架式游牧帐篷的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种帐篷，具体是指一种带内空气间层的框架式游牧帐篷。
背景技术：
为了适应"逐水草"放牧的生产方式，为牧民及家眷提供蔽所，千百年来牧民们发 挥其聪明才智，创造出了牛毛毡帐篷。牛毛帐篷通常以木柱做支撑、手工编织牛毛毡做围 护，靠世代承袭的经验和方法自己动手搭建。牛毛帐篷既是牧民不可缺少的生产工具，又是 牧民赖以栖息的居所。它具有迁徙快捷、场地适应性强的时空特征，就地取材、廉价经济；但 牛毛帐篷内阴冷潮湿，漏雨透风，烟熏火燎现象普遍，室内热湿环境和舒适性都较差。
随着牧民们与外界交往日益频繁，一种框架式的游牧帐篷在寒冷的牧区受到一部 分牧民喜爱。这种框架式帐篷与传统牛毛毡帐篷相比，其优点是，结构采用金属管做成框 架，结构稳定性好，抗风承雪压能力强，内部空间规范好利用；杆件和配件标准化，装撤方便 快捷，总体重量轻，单位居住空间重量干态仅相当于牛毛帐篷的60 80%，湿态相当于牛 毛帐篷的40 60%，布料比牛毛毡密实，防雨、保暖性能有较大的改善，居住舒适性有明显 的提高。 但是，这种框架式游牧帐篷的篷围设计往往注重于防寒保暖而忽视了防热、通风、 排烟等功能考虑，在游牧民放牧期间使用时，存在以下几个方面的问题1)、排烟能力差。由 于牧民做饭、煮茶、烤糌粑、取暖等日常生活都离不开以牛粪或薪柴为燃料的灶具，燃烧产 生的烟气不可避免地造成对室内空气的污染，排烟功能是现有帐篷考虑不充分的；2)、防热 能力弱。牧区一般海拔较高，太阳辐射比较强，即使是比较寒冷的季节，白天太阳辐射强烈 时，帐篷内的温度较高，"温室效应"明显，防热也是必需的；3)、气候适应能力不强。游牧期 一般是4 10月，期间有相当长一段时间处于较为炎热的夏季，防热能力弱的框架式帐篷 的居住舒适性很差；4)、通风换气不足。由于牧民要在帐篷内起居和从事一些诸如制奶酪等 生产活动，加之各种生活生产设施堆放于空间不够宽敞的帐篷内，确保帐篷的良好通风条 件是消除室内异味、保持室内卫生健康的空气品质所必需。 框架式游牧帐篷除存在以上问题外，这些帐篷夜晚还具有明显的"冷室效应"，即 在晴朗的夜晚，帐篷室内的气温反而比室外气温还要低，形成"冷室"。通过反复实验研究， 发现"冷室效应"主要是由于夜间的天空冷辐射造成的，天空冷辐射越强，帐篷内的"冷室效 应"越明显；而在云层较厚的夜晚，"冷室效应"微弱，甚至不出现"冷室效应"。
框架式游牧帐篷在使用过程中，会经历各种气象条件，在全年中，室外气温和气象 条件都是变化的。当室外气温低于人们感觉的最低舒适温度1『C时，"温室效应"对于改善 帐篷内的环境是有利的；但如果"温室效应"太强，超过了 26t:，居住者感到闷热，就需要抑 制了 ；当室外气温高于26t:时，"温室效应"都会导致帐篷内更不舒适，都需要抑制。同样， 当室外气温高于人们感觉的最高舒适温度26t:时，夜间"冷室效应"对于改善帐篷内的环境 是有利的，但如果"冷室效应"太强，使帐篷内气温低于了 1『C，冷感变明显，就需要抑制了 ； 当室外气温低于18°C时，"冷室效应"都会导致帐篷内更不舒适，都需要抑制。

发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种带内空气间层的框 架式游牧帐篷，该游牧帐篷通过在篷围的内侧设置内篷围构成内空气间层，削弱其"温室效 应"和"冷室效应"；通过帐篷篷围的科学合理设计，实现游牧帐篷在防热、通风和排烟等功 能方面进行根本的改善；通过科学实验为依据，合理选择帐篷面料的导热性能和颜色，削弱 游牧帐篷的"温室效应"和"冷室效应"，增加帐篷的隔热和保温性能，提高牧民在游牧期间 的生活居住品质。 本发明的目的是通过下述技术方案实现带内空气间层的框架式游牧帐篷，主要 由框架、以及设置在框架上的篷围构成，篷围包括篷顶和侧围，所述篷围的内侧设置有内篷 围，内篷围和篷围之间构成内空气间层。 进一步的，所述内空气间层的平均厚度太小，保温、隔热效果不理想；平均厚度太 大，对进一步增强保温、隔热效果的作用不明显，且占据较大的室内空间。综合考虑，其平均 厚度设计为100 200mm，且优先设计为150mm。 再进一步的，所述篷顶、以及与篷顶位置相对应的内篷围上均设置有天窗洞，天窗 洞与篷围的面积比为0.01 0. 03 ;所述侧围、以及与侧围位置相对应的内篷围上均设置有 侧窗洞，所述侧窗洞与篷围的面积比为0. 05 0. 15。 上述天窗洞与篷围的面积比指的是帐篷顶部各面开设的天窗的洞口面积之和与 整个篷围面积(含所有洞口)的比值，简称天窗围比；侧窗洞与篷围的面积比指的是帐篷四 周侧面窗户洞口 (含门)的面积之和与整个篷围面积(含所有洞口)的比值，简称侧窗围 比。 所述天窗洞与篷围的面积比为0. 01 0. 03，侧窗洞与篷围的面积比为0. 05
0. 15，天窗围比和侧窗围比在上述范围内可任意优化组合，综合考虑增大侧窗洞和天窗洞 导致生产成本和防雨难度增大的因素，天窗围比在0. 02附近、侧窗围比在0. 10附近时的组 合为最佳。 所述游牧帐篷采用导热系数为0. 042 0. 055W/m°C的有机氟防水透气性面料制 成，面料颜色优先选用纯白色或浅灰白色；内篷围可采用阻燃布料或透气的装饰布面料制 成。当帐篷结构、形式、尺寸参数和其它材质都相同，仅篷布面料材质不同时，选择导热系数 较小的材料作为篷布面料，对改善帐篷的保温、防热性能都是有利的；且由于不同颜色面料 对于辐射波的反射率和吸收率不同，浅色面料的反射率高而吸收率低，据此本发明中涉及 的游牧帐篷优先采用导热系数为0. 042 0. 055W/mt:的纯白色或浅灰白色有机氟防水透 气性面料制成。 所述篷围固定在游牧帐篷的框架上，且优先采用分体式设计，其主要由篷顶和侧 围构成，篷顶和侧围独立设置，在篷顶与侧围连接部位设置连接构件，所述连接构件为尼龙 粘带、连环扣、扣环组或拉链。所述篷围不仅可采用分体式设计，还可设计为一个整体结构。
所述内篷围附加在游牧帐篷的框架内侧，即内篷围悬挂在框架内侧与篷围形成内 空气间层，所述空气间层的型式有两种情况a、全空气间层，即内篷围由内顶围和内侧围组 成；b、部分空气间层，如内篷围仅包括内顶。内篷围上设置有门、天窗和侧窗，且内篷围和篷 围上的门、天窗和侧窗的位置和大小均相匹配。 为了使帐篷能快速排出牧民生活过程中产生的烟气，在篷围以及内篷围的顶部或
4侧围设置有用于烟囱穿过的烟囱口，从而确保炉内烟气能顺利排出，改善帐篷内的空气质 量。为防止烟囱过热破坏烟囱周边的篷围和内篷围面料，用夹有石棉布或石棉板的金属片 作为篷围和内篷围面料与烟囱的过渡衔接部件，起到阻燃防火作用。篷围和内篷围面料通 过固定构件与金属片固定。 所述帐篷的结构为框架式双坡顶和框架式四坡顶，框架的组装方式分为两种1、 由若干根钢管通过铰接、串接组合而成；2、通过多通构件连接组合而成。在框架顶部的坡面 上在人字钢架间设置交叉钢索或钢绳，用于稳固和加强框架结构；在框架顶部沿人字钢架 走向在钢管间设有多根钢索或钢绳，既加固框架结构，又可用于悬挂马灯、毛巾等重量较轻 的物品，方便牧民的日常生活。 所述框架立杆设置在地面上的形式有两种1、框架立杆垂直于地面设置；2、框架 立杆倾斜于地面设置。 所述篷围和内篷围上的天窗洞和侧窗洞上均设置有窗帘，用于防风、防雨、防雪和 防止太阳光直射；侧窗洞口处还可根据需要增设纱窗和透光片，纱窗用于防止蚊虫进入帐 篷内影响牧民的日常生活，透光片能在保证帐内充足的采光日照条件下阻断寒风侵袭。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果 (1)通过在篷围的内侧设置内篷围构成内空气间层，削弱其"温室效应"和"冷室 效应"。 (2)通过科学实验为依据，对帐篷篷围以及内篷围进行科学合理设计，实现框架式 游牧帐篷在防热、通风和排烟等功能方面进行根本的改善。 (3)通过科学实验为依据，合理选择帐篷面料的材质和颜色，削弱其"温室效应"和 "冷室效应"，增加帐篷的隔热和保温性能，提高牧民在游牧期间的生活居住品质。


图1为本发明的整体结构示意图； 图2为本发明侧围揭起时的整体结构示意图； 图3为本发明的框架为双坡顶时的结构示意图； 图4为本发明的框架为四坡顶时的结构示意图； 图5为本发明的框架立杆倾斜于地面设置时的结构示意图； 图6为本发明为双坡顶时的一种设置天窗的结构示意图； 图7为本发明为四坡顶时的一种设置天窗的结构示意图； 图8为本发明为双坡顶时的另一种设置天窗的结构示意图； 图9为本发明为四坡顶时的另一种设置天窗的结构示意图； 图10为图8中天窗洞为倒三角形时的结构示意图； 图11为图9中天窗洞为倒三角形时的结构示意图； 图12为本发明为双坡顶时的再一种设置天窗的结构示意图； 图13为图12天窗关闭时的结构示意图； 图14为本发明为双坡顶时的第四种设置天窗的结构示意图； 图15为图14天窗关闭时的结构示意图； 图16为本发明为双坡顶时的一种设置侧窗的结构示意 图17本发明为四坡顶时的一种设置侧窗的结构示意图； 图18为本发明为双坡顶时的另一种设置侧窗的结构示意图； 图19本发明为四坡顶时的另一种设置侧窗的结构示意图； 图20为本发明为双坡顶时的再一种设置侧窗的结构示意图； 图21本发明为四坡顶时的再一种设置侧窗的结构示意图； 图22为内空气间层对帐篷的保温性能的影响曲线图； 图23为内空气间层对帐篷的隔热性能的影响曲线图； 图24为不同天窗围比对帐篷内气温的影响曲线图； 图25为不同侧窗围比对帐篷内气温的影响曲线图； 图26为不同侧窗围比和天窗围比组合对帐篷内气温的影响曲线图； 图27为不同面料材质对帐篷保温性能的影响曲线图； 图28为不同面料材质对帐篷防热性能的影响曲线图； 图29为不同面料颜色对帐篷保温性能的影响曲线图； 图30为不同面料颜色对帐篷防热性能的影响曲线图。 附图中标记及相应的零部件名称l-框架；2-篷顶；3_侧围；4_内篷围；5_天窗洞；6-侧窗洞；7-烟囱；8_窗帘；9-框架立杆；10-拉绳；11_布条；12_小窗洞；13_钢索。
具体实施例方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不
仅限于此。 实施例 本发明涉及的带内空气间层的框架式游牧帐篷，主要由框架1、以及设置在框架1上的篷围构成，篷围包括篷顶2和侧围3，所述篷围的内侧设置有内篷围4，内篷围4和篷围之间构成内空气间层；所述篷围和内篷围上均设置有天窗洞5、侧窗洞6、以及用于烟囱7穿过的烟囱口 ；天窗洞5和侧窗洞6上均设置有窗帘8。 所述篷围固定在框架1的外侧，内篷围4附加在框架1内侧，如图1所示，从而形成可全封闭的内空气间层，既隔绝了室外热量进入，又减少帐内热量散失，保证较舒适的帐内热湿环境。 所述帐篷侧围可自由揭起，在帐外形成多变空间，使空气间层自然通风，有效排热，如图2所示。 本发明涉及的游牧帐篷的结构形式有两种一种为图3所示的框架式双坡顶；另一种为图4所示的框架式四坡顶，但本发明的结构形式不局限于上述两种形式，也可根据用户需求自行设计。框架的组装方式分为两种1、由若干根钢管通过铰接、串接组合而成；2、通过多通构件连接组合而成。在框架1顶部的坡面上的人字钢架间交叉设置有钢索13，用于稳固和加强框架1结构；在框架1顶部沿人字钢架走向在钢管间设有多根钢索13，既加固框架1结构，又可用于悬挂马灯、毛巾等重量较轻的物品，方便牧民的日常生活。
所述游牧帐篷框架立杆9设置在地面上的形式有两种一种如图3、4所示的垂直于地面设置；另一种如图5所示的框架立杆9倾斜于地面设置，有效减少了帐篷四围对风的阻力，从而大大增强帐篷的抗风能力。上述框架结构形式与框架立杆9设置在地面上的形式可以两两组合，形成帐篷的多种外观形式，满足不同使用者的需求。 所述篷顶2、以及与篷顶2位置相对应的内篷围4上均设置有天窗洞5，天窗洞5的在篷顶2上的设置形式有四种一种如图6、7所示，该天窗洞3横跨在篷围的顶端，其上附有面积大于天窗洞5的窗帘8，窗帘8上附有拉绳8，且有一边缝固在篷围上。当需开启天窗时，在窗帘8缝固的一侧向下拉动拉绳10将窗帘8打开；当需关闭天窗时，在窗帘8的另一侧向下拉动拉绳10将窗帘8关闭。 另一种如图8、9所示，整个天窗洞5设置在任意一个或多个坡面上，在天窗洞5设有遮挡风雨雪的窗帘8，窗帘8成矩形，其上附有拉绳10，且矩形窗帘一边固定，在与固定边垂直的两边上设有起连接和密封作用的布条11，防止雨水渗流，布条11成三角形，其形状决定天窗开启角度。当需要开启天窗进行通风时，只需拉动拉绳10将窗帘8开启起到适当位置，并固定拉绳10，保持窗帘8的开启角度即可。天窗洞5上不仅可以如图8、9所示的方式安装窗帘8，也可如图10、 11所示，将天窗洞5设计为倒三角形，以防雨水渗流。在三角形洞口上安装窗帘8，窗帘8上安装有控制其收紧状态的拉绳10，当需要开启天窗的时候，只需拉动窗帘8上的拉绳10将其收縮，即可实现天窗的开启。 第三种如图12、13所示，这种天窗形式主要应用于框架式双坡顶游牧帐篷，该形式的天窗是在相对的两个山墙面(与坡面相垂直的帐篷侧面)上部分开设三角形天窗洞5，并在其上附有三角形窗帘8。三角形窗帘8的一边固定在三角形天窗洞5的下部，窗帘8的固定边的对角尖上分别在内外面上缝固拉绳10。侧围的山墙面顶部开设一个小洞，将窗帘8内面上缝固的拉绳10穿过小洞，悬垂在帐内，窗帘8外面上缝固的拉绳IO悬垂在帐外。当需开启天窗时，在帐外向下拉动拉绳10，将窗帘8拉至自然悬垂状态，天窗完全开启；当需关闭天窗时，在帐内向下拉拉绳10，将窗帘8拉回关闭状态。窗帘8通过尼龙粘带与篷围粘结，避免寒风渗透。 第四种如图14、15所示，这种天窗形式主要应用于框架式双坡顶游牧帐篷，该形式的天窗是在相对的两个山墙面(与坡面相垂直的帐篷侧面)上部分开设三角形天窗洞5，并在其上附有三角形窗帘8。三角形窗帘8的两个斜边缝固在篷围上，三角形窗帘8的第三边上缝固拉绳IO，其第三边长度长于三角形窗洞对应边的长度，长度的增量将决定窗帘开启角度，增量越大，开启角度越大，通风效果越好。当需开启天窗时，在帐外向外下方拉动拉绳10，窗帘8的第三边被向外侧拉起，固定拉绳10以固定窗帘拉起角度；当需关闭天窗时，放开拉绳10，窗帘8自然悬垂，使天窗处于关闭状态窗帘8通过尼龙粘带与篷围粘结，避免寒风渗透。 所述侧围3、以及与侧围3位置相对应的内篷围4上均设置有侧窗洞6，所述侧窗洞6在侧围3上的设置形式有三种一种如图16、17所示，在开设的侧窗洞6外附有比侧窗洞6略大的窗帘8，侧窗洞6为矩形；另一种如图18、19所示，其与第一种形式的不同之处在于侧窗洞6是倒三角形，增加防雨水能力；第三种如图20、21所示，当篷围上的单个侧窗洞6面积较大时，在大窗帘上增设一个小窗洞12，并在其上附有窗帘，可以适应各种气候条件，增加使用的方便性。 本发明的一个关键点是在篷围的内侧设置有内篷围4，内篷围4和篷围之间构成内空气间层。 为了说明内空气间层对帐篷的保温和隔热性能的影响，首先进行的是内空气间层
7对帐篷保温性能的影响实验。反映保温效果优劣的主要指标是帐篷的内气温和内表面温 度；在相同条件下，温度越高，室内越温暖，保温效果越好。该实验选择在具有代表性的、温 度比较低的、最需要保温的夜间进行，为了排除其他因素的干扰，测试时侧窗、天窗全部关 闭。实验结果如图22所示，图中，横坐标对应不同时刻，纵坐标表示温度。从该图可以看 出 1)有内空气间层的帐篷，帐篷内空气温度明显高于无内空气间层的帐篷；
2)有内空气间层的帐篷，帐篷内表面温度明显高于无内空气间层的帐篷；
3)将帐篷气温、内表面温度与室外气温对比可以发现，无内空气间层帐篷的"冷室 效应"更明显，内空气间层可以显著地削弱"冷室效应"。 然后进行的是内空气间层对帐篷隔热性能的影响实验。该实验选择在具有代表性 的温度较高、太阳辐射较大的、最需要防热的白天进行，为了排除其他因素的干扰，测试时 侧窗、天窗全部关闭。实验结果如图23所示，图中，横坐标对应不同时刻，纵坐标表示温度。 从该图可以看出 1)有内空气间层的帐篷，帐篷内空气温度明显低于无内空气间层的帐篷；
2)有内空气间层的帐篷，帐篷内表面温度明显低于无内空气间层的帐篷；
3)将帐篷气温和内表面温度与室外气温对比可以发现，无内空气间层帐篷的"温 室效应"更明显，内空气间层可以显著地削弱"温室效应"。 以上测试结果是在大量测试数据中的一组代表性试验曲线，测试条件为内空气间 层的平均厚度为150mm，内空气间层是整体的。 当内空气间层只在帐篷局部时，也具有类似的规律，只是保温、隔热效果因空气间 层所占比例大小受到不同程度的影响；本发明通过在局部增加内空气间层，测试结果得到 了证实。 通过大量实验结果表明，较合理的内空气间层的平均厚度为100 200mm，内空 气间层的平均厚度太小，保温、隔热效果不理想；平均厚度太大，对增强保温、隔热效果的作 用不明显，且占据较大的室内空间，综合考虑，内空气间层的平均厚度的范围选择为100 200mm，且优先设计为150mm。 本发明的另一个关键点是通过科学实验分析确定篷围上的天窗围比和侧窗围比 的合理范围，以及在合理范围内的优化组合。天窗围比和侧窗围比的优化目的在于更好的 通风、排烟、防热及营造健康卫生的室内环境，其综合量化效果可用游牧帐篷在炎热环境下 的防热能力来表征，因为防热性能越好，通风、排烟能力就越强，室外的新鲜空气进入就越多。 所述天窗洞5与篷围的面积比指的是帐篷顶部各面开设的天窗的洞口面积之和 与整个篷围面积(含所有洞口)的比值，简称天窗围比；侧窗洞6与篷围的面积比指的是帐 篷四周侧面窗户洞口(含门)的面积之和与整个篷围面积(含所有洞口)的比值，简称侧 窗围比。 为了确定篷围上的天窗围比和侧窗围比的合理范围，首先进行的是天窗围比对帐 篷内气温的影响实验，该实验在侧窗全部关闭的情况进行，实验结果如图24所示，图中，横 坐标表示不同时刻，纵坐标表示温度。从上到下的5条测试曲线分别是天窗围比为0，0.01， 0. 02，0. 03，0. 038时，各种帐篷几何中心处的空气温度对比。从该图可以看出，在室外相同的气象条件下，当天窗围比为0时(即天窗全部关闭)，帐篷内气温最高；当天窗围比为 0.01时，帐篷内的气温有明显下降，温室效应减弱；当天窗围比增大至O. 02时，帐篷内的气 温又有明显的降低；当天窗围比为0. 03时，帐篷的温室效应得到进一步改善；但当天窗围 比增大至O. 038时，室内气温与0. 03时相比，降低并不明显。因此，从削弱帐篷的温室效应、 增强帐篷的防热能力和保持足够良好通风角度，天窗围比控制在O. 03以内为佳。天窗户洞 口太大，一是增加天窗及附件成本，二是防雨渗漏的难度大大增加，三是防热排烟能力改进 并不太显著，得不偿失。另一方面，从上图可以看出，帐篷上是否开设天窗，防热和削弱温室 效应的能力是完全不同的；天窗是排除热气和污浊气体的有效途径，特别是每天要烧火做 饭、煮茶取暖的游牧帐篷，外溢烟气的排出最佳途径是天窗；此外，天窗还可满足居住者自 然采光的基本需求。经过以上测试分析综合研究，最小天窗围比应该大于O.Ol。据此，本发 明的天窗围比的范围为0. 01 0. 03。 然后进行的是侧窗围比对帐篷内气温的影响实验，该实验在天窗全部关闭的情况 进行，实验结果如图25所示，图中，横坐标表示不同时刻，纵坐标表示温度。从上到下的5条 测试曲线分别是侧窗围比为O，O. 05， 0. 095， 0. 15， 0. 196时帐篷内的空气温度对比，最下面 一条曲线是室外气温。从该图可以看出，在室外相同的气象条件下，当侧窗围比为O时(即 侧窗全部关闭)，帐篷内气温最高；当侧窗围比为O. 05时，帐篷内的气温有明显下降，温室 效应减弱，特别是在气温较高的区间更明显；随着侧窗围比增大至0. 095时，帐篷内的气温 又有明显的降低；当侧窗围比为0. 15时，帐篷的温室效应得到进一步改善；但当侧窗围比 增大至0. 196时，室内气温与0. 15时相比，降低并不明显。因此，从削弱帐篷的温室效应、 增强帐篷的防热能力和保持足够良好通风角度，侧窗围比控制在0. 15以下为佳，窗户洞口 太大，增加窗及附件成本，增加雨水浸入的可能性，因坠性变差影响外形美观。另一方面，帐 篷是为人居住使用的，居住者除了有防热、排烟、良好空气品质等舒适性要求外，居住期间 还有采光的基本需求，开启侧窗除了可以具有上图所示的防热效果，还需考虑居住者自然 采光和欣赏外景的，经过以上综合研究，最低侧窗围比应该大于O. 05，据此，本发明的侧窗 围比的范围为O. 05 0. 15。 以上侧窗围比、天窗围比的优化范围是在固定其中一类条件下获得的，它们合理 的优化组合可以取得更佳的效果，反之，不恰当的组合会影响效果。为了得到侧窗围比、天 窗围比在上述范围内的组合对帐篷的防热、排烟、通风、采光的影响，接着进行的是不同天 窗围比和侧窗围比组合对帐篷内气温的影响实验，实验结果如图26所示，图中，横坐标表 示不同时刻，纵坐标表示温度。从上到下的5条测试曲线分别是不同侧窗、天窗围比下各种 帐篷几何中心处的空气温度对比，最下面一条是室外气温曲线。该图自上而下的第1条曲 线说明，在室外相同的气象条件下，当侧窗、天窗围比均为0时(即侧窗、天窗全部关闭)， 帐篷内气温最高；第2条曲线说明，当侧窗围比为0. 097、天窗围比为0时，帐篷内的气温有 明显下降，温室效应减弱；第3条曲线说明，当侧窗围比适当降低至0. 076、但开设天窗，天 窗围比增大0.012时，帐篷内的气温反而有很明显的降低；第4条曲线说明，当侧窗、天窗围 比都进一步增大，分别至0. 11和0. 021时，气温又有所下降，帐篷的温室效应得到进一步改 善；第5条曲线说明，当侧窗、天窗围比均增大至最大的推荐值0. 15和0. 03时，帐篷的防热 效果更好。 该实验科学地说明了几点1、侧窗、天窗围比合理匹配的重要性，只开侧窗、不开天窗(偏离推荐范围)的效果不佳；2、在推荐值的某一个匹配范围内(第3、4条曲线)，增 大侧窗、天窗围比的效果不是太显著，在综合考虑增大侧窗和天窗导致生产成本和防雨难 度增大的因素，天窗围比在O. 02、侧窗围比在0. 10附近的组合为最佳；3、增大侧窗、天窗围 比对于防热、通风总是有利的，要应对炎热的极端气候，可以将帐篷的几个侧围设计成全部 或部分活动粘接的，当遇特别炎热气候时，可揭起一面或多面侧围。 帐篷制作最终确定的侧窗、天窗围比无论大或小，从很大程度影响防热、排烟、通 风性能，但不会影响帐篷的保温性能。因为侧窗、天窗可以完全关闭(需要保温时)；也可 以完全打开(需要排烟、通风时)；也可以根据实际情况需要，开启到任意角度，这样帐篷的 气候和环境适应能力增强了。帐篷制作最终确定的侧窗、天窗围比大小，决定了生产者为帐 篷居住者提供了多大的调节范围。 另外，为防蚊虫，一般在窗的洞口需设置纱窗；市场上纱窗的网眼密度差别较大， 如果按照通风面积比，一般在25 55% (实验样品用纱窗通风面积比约40%)。纱窗网眼 密度对侧窗围比、天窗围比的影响是，当选用的纱窗网眼较稀(通风面积比较大)，侧窗围 比、天窗围比可适当降低；网眼较密(通风面积比较小)，侧窗围比、天窗围比须适当提高一 点。对于高海拔、蚊虫较少的游牧地区，若窗户洞口不设纱窗，侧窗围比、天窗围比的优选范 围可乘以0. 70左右的修正系数。 此外，图6 图15给出的四种天窗形式，其排烟、排热气和通风的效果存在明显的 差异，依次变差。如果以第一种形式的效果为100%计，后三种形式依次约为90%、75%、 60%。 本发明的第三个关键点是通过科学实验来合理选择游牧帐篷的面料材质以及颜 色范围。 为了确定游牧帐篷的面料材质，首先进行的是不同面料材质对帐篷保温性能的影 响实验，该实验在夜晚进行，且帐篷其他条件相同，只有面料材质不同；为了排除其它因素 的影响，实验时去掉内篷围4，侧窗和天窗均全部关闭，实验结果如图27所示，图中，横坐标 对应不同时刻，纵坐标表示温度。其中上面一条曲线是室外气温；中间一条曲线是面料采用 有机氟防水透气帆布制作时，帐篷内气温的变化曲线；下面一条是面料采用PVC单面涂层 制作时，帐篷内气温的变化曲线。从该图可以看出 1)以有机氟做帐篷面料时，帐篷内气温明显高于PVC单面涂层的帐篷；
2)与室外气温相比，两种面料的帐篷的篷内气温大部分时刻低于室外气温，出现 "冷室效应"现象。 3)进一步的测试结果表明，单面PVC面料帐篷的内表面温度比有机氟面料帐篷更
低，且低的程度比气温低的程度更明显，导致在单面PVC面料帐篷中的寒冷感更显著。 接着进行不同面料材质对帐篷防热性能的影响实验，该实验其他条件与不同材质
的面料对帐篷保温性能的影响实验相同，唯一不同是在白天进行，实验结果如图28所示，
图中，横坐标对应不同时刻，纵坐标表示温度。几条曲线分别是以有机氟、单面PVC涂层布
做面料时帐篷的内气温和内表面温度、室外空气温度。从该图可以看出 1)以有机氟做面料时，帐篷内气温明显低于PVC单面涂层的帐篷； 2)以有机氟做面料时，帐篷内表面温度明显低于PVC单面涂层的帐篷； 3)以有机氟做面料的帐篷，"温室效应"得到有效削弱，室内气温和内表面温度更低，热天更凉爽。 通过以上两个实验可以看出，当帐篷结构、形式、尺寸参数和其它材质都相同，仅帐篷面料材质不同时，两种帐篷在夜间寒冷时的保温性能和白天太阳辐射强烈时的防热性能存在明显的差异。进一步的测试发现，导致上述现象的主要原因是两种材质的导热系数不同，单面PVC涂层布料导热系数约为0. 068W/VC，而有机氟防水透气帆布的导热系数约为0. 048W/VC ;其它面料材质的帐篷对比测试也证实，选择导热系数较小的材料作外帐篷面料，对改善帐篷的保温、防热性能都是有利的。据此，本发明采用导热系数为0.042 0. 055W/VC的有机氟面料作为游牧帐篷的帐篷面料。 为了确定游牧帐篷的面料颜色范围，需进行不同面料颜色对帐篷保温性能的影响实验，该实验在夜晚进行，且帐篷其他条件相同，只有面料颜色不同，为了排除其它因素的影响，实验时侧窗和天窗均全部关闭，实验结果如图29所示，图中，横坐标对应不同时刻，纵坐标表示温度。几条曲线分别代表帐篷面料颜色为纯白色、灰白色、深灰色、蓝色时帐篷的内气温、室外空气温度。从该图可以看出 1)帐篷面料的颜色越浅，帐篷内的气温越高，保温性越好； 2)纯白色最好，蓝色是这几个颜色中最差的，"冷室效应"最明显； 3)进一步的测试结果表明，浅色面料帐篷的内表面温度比深色面料帐篷更高，且
高的程度比气温高的程度更明显，导致在浅色面料帐篷中的温暖感更显著。 最后进行的是不同面料颜色对帐篷防热性能的影响实验，该实验其他条件与不同
颜色对帐篷保温性能的影响实验相同，唯一不同是在白天进行，实验结果如图30所示，图
中，横坐标对应不同时刻，纵坐标表示温度。几条曲线分别代表帐篷面料颜色为纯白色、灰
白色、深灰色、蓝色时帐篷的内气温、室外空气温度。 从该图可以看出帐篷面料的颜色越浅，帐篷内的气温越低，隔热性越好；纯白色最好，蓝色是这几个颜色中最差的。测试结果还表明，浅色面料帐篷的内表面温度比深色面料帐篷更低，且低的程度比气温低的程度更明显，在浅色面料帐篷中的凉爽感更显著。由此可见，从改善游牧帐篷的保温和防热性能角度，外层面料的颜色取向是一致的，宜选浅色调。 通过进一步的实验测试发现，导致上述现象的主要原因是不同颜色的面料对于辐射波的反射率和吸收率不同，浅色面料的反射率高而吸收率低。白天，太阳辐射热量照射在帐篷外表面，浅色面料把大部分热量反射走了，被面料吸收的少，所以帐篷内表面和篷内气温都较低，深色面料吸收的多、反射走的少，故而帐篷内表面和篷内气温都较高；夜晚，天空冷辐射照射在帐篷外表面，浅色面料把大部分冷量反射走了，被帐篷吸收的少，篷内温度较高，深色面料吸收的多、反射走的少，篷内温度较低。 据此可以得出，游牧帐篷的面料颜色优先采用纯白色或浅灰白色；帐篷面料应经常进行自洁、防污、色牢处理，以免在使用过程中灰污使面料颜色变深；帐篷外层设计的深色装饰性色条(块)和印制的民族特色的深色图案的着色面积应控制在整个帐篷外表面积的20%以内，以免对帐篷的保温、防热性能造成明显的不利影响。 以上根据科学测试与研究提出的篷围设计优化参数、面料材质导热性能范围和优先选择的面料颜色，是从帐篷的通风、排热、排烟、保温、隔热等技术指标角度进行的优化，而游牧帐篷还需综合考虑牧民的经济承受能力、民族风俗习惯等，实际上通过技术经济比较，可不完全局限于上述范围。 本发明主要针对草原上牧民所使用的游牧帐篷，但并不局限于游牧帐篷，也可应
用于其他领域的帐篷，在此不一一叙述。
如上所述，便可较好的实现本发明。
权利要求
带内空气间层的框架式游牧帐篷，主要由框架(1)、以及设置在框架(1)上的篷围构成，篷围包括篷顶(2)和侧围(3)，其特征在于，所述篷围的内侧设置有内篷围(4)，内篷围(4)和篷围之间构成内空气间层。
2. 根据权利要求1所述的带内空气间层的框架式游牧帐篷，其特征在于，所述内空气 间层的平均厚度为100 200mm。
3. 根据权利要求2所述的带内空气间层的框架式游牧帐篷，其特征在于，所述内空气 间层的平均厚度为150mm。
4. 根据权利要求l所述的带内空气间层的框架式游牧帐篷，其特征在于，所述篷顶(2) 、以及与篷顶(2)位置相对应的内篷围(4)上均设置有天窗洞(5)，所述天窗洞(5)与篷 围的面积比为O. 01 0. 03。
5. 根据权利要求4所述的带内空气间层的框架式游牧帐篷，其特征在于，所述天窗洞(5) 与篷围的面积比为0.02。
6. 根据权利要求l所述的带内空气间层的框架式游牧帐篷，其特征在于，所述侧围(3) 、以及与侧围(3)位置相对应的内篷围(4)上均设置有侧窗洞(6)，所述侧窗洞(6)与篷 围的面积比为O. 05 0. 15。
7. 根据权利要求6所述的带内空气间层的框架式游牧帐篷，其特征在于，所述侧窗洞(6) 与篷围的面积比为O. 10。
8. 根据权利要求1所述的带内空气间层的框架式游牧帐篷，其特征在于，所述带内空 气间层的框架式游牧帐篷采用导热系数为0. 042 0. 055W/mt:的有机氟防水透气性面料 制成。
9. 根据权利要求1所述的带内空气间层的框架式游牧帐篷，其特征在于，所述带内空 气间层的框架式游牧帐篷的面料颜色为纯白色或浅灰白色。
10. 根据权利要求1所述的带内空气间层的框架式游牧帐篷，其特征在于，所述篷围固 定在框架(1)上，内篷围(4)附加在框架(1)的内侧，且内篷围(4)上设置有门、天窗和侧窗。
全文摘要
本发明公开了一种带内空气间层的框架式游牧帐篷。该游牧帐篷包括框架和篷围，篷围内侧设置有内篷围，内篷围和篷围之间构成内空气间层，内空气间层的平均厚度为100～200mm；所述篷围和内篷围上均设置有天窗洞和侧窗洞，所述天窗围比为0.01～0.03，侧窗围比为0.05～0.15。本发明通过在篷围的内侧设置内篷围构成内空气间层，合理选择帐篷面料的材质和颜色，削弱游牧帐篷的“温室效应”和“冷室效应”，增加帐篷的隔热和保温性能；通过帐篷篷围的科学合理设计，实现游牧帐篷在防热、通风和排烟等功能方面进行根本的改善，提高牧民在游牧期间的生活居住品质。
文档编号E04H15/00GK101694133SQ20091016434
公开日2010年4月14日 申请日期2009年9月4日 优先权日2009年9月4日
发明者孔川, 敬成君, 王涛, 袁琦, 黄鹭红, 龙恩深 申请人:四川大学;