一种节能房及节能幕墙、装饰墙、粉刷墙的制作方法
【技术领域】
[0001]本节能房及节能幕墙、装饰墙、粉刷墙属于建筑领域。
【背景技术】
[0002]I)在现代建筑中，能源的消耗包括照明、取暖、空调、烹饪、电视，等等;其中取暖与空调所耗的能源超过一半。同时，新潮的建筑大都使用幕墙，其散热速度是砖墙的数倍;如果此类建筑的发展速度过快，不久即可出现能源短缺。建筑的节能是一个刻不容缓的问题。
[0003]建筑的屋面由于太阳的照射，夏天容易造成过热。这方面已经形成了比较成熟的保温技术:在屋面设置保温层、防水层等。
[0004]建筑外墙的保温过去依靠加厚砖墙或穷土墙的厚度。现代建筑由于承重、节省材料等要求已逐渐淘汰实心砖墙与夯土墙;其外墙保温基本有三种技术:I.墙外加设保温层；
2.墙中加设保温层;3.墙内加设保温层。其中墙外设保温层时，在保温层之上还得安装保护层；由于保温层多为柔性或发泡材料，保护层的外观与牢固度难以保证。墙内设保温层时，亦存在同样的问题。墙中设保护层时，可应用幕墙砖外墙技术(专利号ZL201520197548.X)，能有效地解决保温、外观、强度等问题。
[0005]地板的保温类似屋面的保温，也需安装保温层、防水层等;地板需架在托梁上，以便走人、载物。
[0006]对于节能而言，建筑门窗的保温是一个与外墙保温同样关键的环节，因为门窗的面积往往占外墙总面积的一半左右。普通的木门、金属门、中空玻璃窗等，其传热系数都大大高于设保温层的砖墙或混凝土外墙，而成为隔热的瓶颈。要使门窗的隔热达到后者同样的水平，是一个具有挑战性的问题。只有妥善解决这个问题，才能使门窗的保温与幕墙砖外墙技术及屋面、地板保温技术相结合，真正实现房屋的高效节能，并实现低建设成本，从而可推广。反之，只要在建筑的整个围护结构中出现这种隔热瓶颈，不管其他部分的保温性能如何好，都会使整体的隔热无法完善。同时，若单纯追求保温而不顾经济成本，虽能达到目的，但不能推广。这些都是业内迄今尚未解决的难题。
[0007 ] 2)现代蒂墙包括玻璃蒂墙、石材蒂墙、陶?!蒂墙、金属蒂墙、及其他材料的蒂墙。这些幕墙的优势是美观、大气，形成了现代都市的风格;其劣势是成本高、隔热差。现代框架式玻璃幕墙大多是使用中空玻璃。比起单层玻璃，其隔热性能已成倍提高，但远远达不到保温砖混墙的水平，因为其金属框架导热过快，加设冷热断桥也不能根本解决问题。点式玻璃幕墙不用框架，但其技术不支持中空玻璃的叠加，因此同样达不到理想的隔热性能。
[0008]石材幕墙中面板的连接技术以短槽式为主，即在石材面板的上下侧面各开短槽，之后用金属板固定。这种技术以及现行的背栓式、通槽式等都依赖一个高强度的金属框架来支撑石材巨大的重量。这个框架所构成的龙骨及其与面板之间的连接装置须消耗大量的金属材料，而形成昂贵的造价。如果在石板与外墙之间填充保温材料，虽可提高保温性能，但其四通八达的金属框架与连接装置大大加速了导热，同时其主龙骨与房屋框架之间须进行很强的连接并难以设冷热断桥，这些都使其隔热性能受限。
[0009]陶瓷幕墙与金属幕墙等同样存在与石材幕墙类似的成本与保温方面的劣势。
[0010]如果解决这两方面的问题，即大幅度降低其建设成本、大幅度提高其保温性能，则能使幕墙的建设持续发展，并节约巨大的资金和能源。
[0011]3)装饰墙将瓷板等装饰材料粘贴在外墙;粉刷墙用水泥、河沙、涂料等粉刷外墙。二者成本低，但保温性能不强;相对高效节能房而言，其隔热功能相去甚远。若将上文所述幕墙砖技术与之结合，则出现砖墙外观与装饰墙、粉刷墙的搭配问题:前者所占的比例有限，只能在一定的范围内取代后者，限制了幕墙砖技术的应用。这也是需解决的问题。
【发明内容】
[0012]I)节能房:
[0013]A)建筑实施整体保温与隔热，以使建筑的传热系数大幅度下降(传热系数K降到
0.3w/m2.k以下)，达到高效节能的目的。
[0014]B)在现有技术的基础上，门窗的节能按以下方案进行:
[0015]a)如图1，将与一扇门或窗形状、面积相同的整块厚玻璃I四周打孔2，并在门或窗转轴的位置打孔3、把手的位置打孔4、锁的位置打孔5;
[0016]b)加工、制造与a)中形状、面积、打孔位置相同的两块或两块以上玻璃，同时在玻璃的上、下部靠转轴处设换气孔(最外侧的一块玻璃除外，其上不设换气孔)；
[0017]c)在各层玻璃周边内侧粘接导热系数低、横截面为方形的条形材料6(可用玻璃或木材等制成)，并在上面设螺栓孔7;
[0018]d)将多层玻璃在四周打孔的位置用螺栓8直接相连，螺栓通过孔2与孔7(图中为了清晰显示，条形材料6与螺栓8分别进行了放大)；螺栓的螺母9应设置在门窗的外侧，螺帽10设在内侧，并分别安装保温盖11、12。保温盖可嵌入螺母或螺帽，必要时可用结构胶进一步固定。螺栓8拧紧时，要夹紧门扇或窗扇边缘所粘的条形材料6，从而形成边框及各层之间的空腔。玻璃的厚度要能使门窗达到足够的强度(包括结构强度与防盗功能)。玻璃的层数与层间距离要能使门窗达到所需的隔热水平；
[0019]e)在门扇或窗扇上转轴的位置安装铰链组件，在把手、锁的位置安装其组件；
[0020]f)用密封胶密封玻璃之间的接缝，然后通过换气孔将玻璃间的空腔注入惰性气体，封闭换气孔。如果门窗不需透明而且不使用惰性气体，可在玻璃之间安装保温板或保温棉等；
[0021]g)制造并安装与门扇或窗扇相配的门框或窗框。如图2，门扇或窗扇I关闭时要能整体嵌入框架2中。框架中要设阻挡面3，并在其上安装封闭胶条4，从而使关闭的门扇或窗扇在四周形成密封面；
[0022]h)在门框或窗框上铰链的位置安装铰链组件，在锁的位置安装其组件；
[0023]i)将门扇或窗扇安装在框架中。
[0024]上述所有可能与水接触的钢铁制品应进行热镀锌处理或采用不锈钢(这对下文也全部适用，为方便起见，不再重述)。
[0025]C)上述门窗的特点:a)门窗由多层中空玻璃组成，玻璃的连接通过四周的几个螺栓夹紧玻璃间的玻璃边框(或木边框等)而实现，避免了冷热桥;b)玻璃间的距离与玻璃的层数可以任意选择而能不影响其结构强度;c)可以通过控制玻璃间的距离和玻璃的层数而使其达到任意的隔热性能。
[0026]D)实现上述门窗功能的节点:
[0027]a)紧固件的连接:上述门窗的厚度可以任意增加，随着其厚度的加大，门窗的各层容易错位。为避免这个问题，须安装紧固件。如图3，在门扇或窗扇上需要紧固的位置设螺栓
1、螺栓2(见左上的俯视图)，这些螺栓夹紧门窗最里侧的玻璃板3及紧固板4;在最外侧的玻璃板上安装紧固板7(方法同紧固板4);紧固板4的左端设螺栓孔，同时在玻璃板5、6等上打孔，孔的大小和位置与紧固板4的螺栓孔相同；然后用螺栓47贯穿玻璃板5、6，并将螺栓47的两端分别固定在紧固板4与7上;紧固板7的上部设螺栓47的连接孔及璃板的连接孔(见右上的后视图)，下部横向设带孔的金属板7a、7b，孔中连接金属杆7c;金属杆7c可在金属板7a、7b的孔中转动，其一端设金属环7d，另一端设阻挡件并用焊接等方式固定在金属杆7c上，以避免金属杆7c横向滑动;在最里侧的玻璃板3上安装另一紧固板8(见左下的侧视图)，上面横向设带孔的金属板8a、8b(见右下的俯视图)，孔中连接金属杆8c ；金属杆8c的结构与7c相同，上设金属环8d;用螺栓87连接金属环Sd与7d(见左下的侧视图)。
[0028]通过转动金属杆8c、7c，可对准金属环8d、7d的方向，使螺栓87穿过其中；然后将金属环8d、7d各自在两边用螺帽固定于螺栓87。转动螺栓87上紧靠金属环Sd的螺帽，可扩展或缩小紧固板8与7之间的距离，实现各层之间纵向位置的微调与固定，避免重力或其他原因可能引起的错位、变形。各层玻璃侧面沿螺栓87、47的位置需开槽(玻璃板之间所夹的条形边框在此位置应有足够的厚度，以避免开槽时打通玻璃间的空腔)，各槽的横截面应外窄内阔，深度应使螺栓完全埋人槽中；然后用胶条嵌在槽中封住螺栓87、47。最里侧的玻璃板3可厚于其他层的玻璃板，这样可以增加强度并节省材料；
[0029]b)铰链的连接:如图4，用与安装紧固件相同的方法在最里侧的门扇或窗扇上安装紧固板1(见上边的俯视图)；紧固板I上设圆柱a，用于连接门框或窗框;圆柱a向下延长并与下部的紧固板2连为一体(见下边的后视图)；在门框或窗框上安装带孔的金属板al，a2、bl、b2(见下边的后视图)；金属板al的孔中插入螺栓c，金属板bI的孔中插入螺栓d ；金属板e上设螺丝孔a3、b3，螺栓c、d分别旋入a3、b3，然后继续旋转并分别穿过螺帽a4、b4和金属板a2、b2;然后在螺栓c、d的端点拧上螺帽a5、b5。连接时将金属板e上的孔b6对准紧固板I上的圆柱a，然后转动螺栓c、d从而移动金属板e，直至孔b6套稳在圆柱a上；门窗的上下铰链都连接以后，还可以通过转动螺栓c、d(及另一铰链上对应的螺栓)而微调门窗的上下位置;所有调节完成以后，应拧紧螺栓c、d上的螺帽a4、a5及b4、b5，同时拧紧另一铰链上对应的螺帽。如果要减少门轴转动的声音，可在金属板e的孔b6处设轴承框并安装轴承，然后使轴承套稳在圆柱a上(圆柱a要同时穿过轴承和金属板e)。
[0030]在门扇或窗扇的侧面设两个紧固件或两个铰链时，其装置可反向对称，如图5，其中a为上紧固件，b为下紧固件;al为上铰链，bl为下铰链。如一个侧面同时设有紧固件和铰链，两边位置的应为铰链，中间位置的为紧固件。每个侧面紧固件的数量依门窗的重量与厚度而定，竖向侧面上不能少于一个。在重量较大的门窗上，铰链的数量可设多个；
[0031]c)门框或窗框的封闭:如图6，封闭胶条I安装在基座2上;基座2上设置圆柱形导轨
3、弹簧4、移动块5;导轨3的上端安装螺丝6，从而阻止移动块5离开导轨;移动块5上设滑孔7，可在导轨3的范围内上下滑动;封闭胶条I的下部嵌在基座面8内；基座面8通过螺丝9连接在移动块5的螺丝孔5a上;在弹簧4的作用下，基座面8总是向上顶，将封闭胶条I紧按在门扇或窗扇上，起到良好的封闭作用。同时，基座2应安装在玻璃或木材等低导热系数材料制成的匣子10中；匣子10应有足够的宽度，以形成良好的隔热；门框或窗框四面的匣子10应连成一个整体，并将四面的基座面8及封闭胶条I首尾相连(不间断)，以达到完全封闭的效果。导轨3及其弹簧4、移动块5可沿无限长的封闭线不断设置，从而可安装无限长的基座面8及封闭胶条I，并确保良好的同时封闭和开启。匣子10的开口与封闭胶条I之间只留很小的缝隙，在门窗关闭时弹簧4应有足够的力量(同时封闭胶条I应有足够的弹性)使封闭胶条I紧贴门扇或窗扇并向稍向两边扩展而填满其缝隙；门窗打开时封闭胶条I形状复原并恢复其缝隙。在基座面连接的地方，可在移动块5上设置双螺丝孔5b、5c，并分别连接两个相邻的基座面。如果要减少门窗关闭时导轨3上金属滑动的声音，应将滑动部位打磨光滑，或在导轨3上套上玻璃鞘，再安装弹簧4、移动块5等。
[0032]E)上述节能门窗的板块材料除了玻璃以外，也可以使用其他导热系数低、强度高的材料(这对玻璃幕墙、玻璃屋面也适用)。此类门窗与保温屋面、保温地面、幕墙砖外墙相结合，能使房屋的隔热覆盖所有的部位，达到高效节能的目的。但就外观而言，其只是单纯使用幕墙砖外墙，这在现代建筑中是不可行的。只有将各类幕墙以及装饰墙、粉刷墙的隔热性能提高到与幕墙砖外墙相同的水平，同时大幅度降低建设成本，才能使节能房普及。下文是这些问题的解决方案。
[0033]2)节能幕墙、装饰墙、粉刷墙:
[0034]A)玻璃幕墙:上文所述的节能门窗，可以任意叠加中空玻璃，而且可以任意选择玻璃间的距离，因而在隔热方面可以达到甚至超过设保温层的砖墙。介于此，如图7，可用与上述门扇和窗扇相同的方法制作玻璃墙块I，玻璃墙块2;其厚度应达到20cm左右(或以上)，从而可方便地在同一楼层铺砌而不需用到框架，甚至可以制作与楼层同高的大块玻璃墙3、或高于楼层的大块玻璃墙4。如果将玻璃墙块1、2、3铺砌在楼层之间，可应用点式幕墙的相应工艺(如拉索、连杆)而进一步增加其安全性能；如果将大块玻璃墙4安装在楼板外侧，则可设置预埋件5、6而支撑、固定玻璃外墙。
[0035]用此方法建设的玻璃幕墙(尤其是玻璃墙全部安装在楼板外侧时)，除了根本解决隔热问题之外，在外观上亦毫不逊色于传统玻璃幕墙;而其强度与寿命总体上可超越后者。至于其重量，如图3，最里侧的玻璃较厚，其他层的可以较薄，同时大幅度减少了金属的用量，总重量与框式幕墙相当。
[0036]这种节能玻璃幕墙的玻璃用量多于点式玻璃幕墙，但其安装于楼板之间时为自承重结构，大量节省了点式幕墙的支撑材料(其拉索与连杆只是用作预防掉落的安全措施，而不必用于固定玻璃的位置)，因而成本反而减少;其玻璃用量亦多于框式玻璃幕墙，但节省了框式幕墙价值不菲的框架，故成本可大幅度下降。
[0037]B)石材幕墙:利用图8中的方案，石材I的连接件2直接预埋在外墙3中(见上边的侧视图)。外墙3须有足够的厚度与强度，可由砖4与混凝土砌块5铺砌而成。连接件2的构件a、构件b预埋在砌缝中(见上边的侧视图及下边的后视图。构件a、b的前半部为垂直金属板，并在其中设孔;后半部为水平金属板，并可埋置在砌缝)；构件c的两头可在a、b的孔中滑动，其螺纹与构件b外侧所设的转动螺帽d相配;螺帽d连接在构件b上并可以转动，其阻挡件e可以防止其脱离构件b。将构件c的两头分别插入a、b，然后在b处通过d的转动而穿过d。构件al、bl、cl、螺帽dl分别与a、b、c、d相同，但预埋在下层砌缝中；将构件cl的两头分别插入al、bl，然后在bl处通过dl的转动而穿过dl。构件f、fl上设螺纹并分别设螺母d2、d3;螺母d2、d3连接在构件c的孔中并可以转动，其阻挡件el可以防止其脱离构件C。构件f、fl分别穿过构件g上的两个固定螺帽d22、d33及构件g下部的引导孔(转动螺母d2、d3时，螺帽d22、d33可使构件g上下移动、fl的下部插在Cl上相应的孔中；f、fl的长度要大于上下预埋砌缝间的距离。f、fl分别连接在c与Cl的中点两边，可以防止c与Cl作水平移动时滑出a、b、al、bl的孔洞;c与Cl的长度要使其在一侧移动到底时另一侧仍有超出孔洞的部分。
[0038]以上构件均需在铺砌外墙时预埋。在后期安装石材面板时，将带有两个螺栓fll、f22的金属板gl穿过构件g上的横向引导孔hl、h2及其后侧所设的转动螺帽d4、d5(螺帽结构与d、dI相同)而与构件g连接起来。然后通过转动螺帽d、dI而左右移动金属板gI，通过转动螺母d2、d3而上下移动金属板gl，通过转动螺帽d4、d5而前后移动gl。此金属板的外部可设成直角，构成台阶形，勾在石材面板侧面所开的短槽中。由于金属板可三维移动，而且可通过螺帽和螺母的转动而微调，石材面板可以精确地安装到所需的位置。
[0039]—块石材面板可通过四块台阶形金属板而固定。在四块金属板均已安装之后，再作微调时，下侧与内侧金属板位置的转动螺帽、螺母需用加长的套筒(或传动的套筒、扳手)来转动。
[0040]以上石材面板的每一块均直接安装在砖混外墙的预埋件上，省去了巨大的金属框架