TWI740324B - 以蚵殼做為牆體隔熱構造之方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種以蚵殼做為牆體隔熱構造之方法，包含下列步驟：將複數蚵殼的一硬化層平鋪結合於朝向一熱源之一牆面上，並使該等蚵殼的一珍珠層朝向該熱源；透過該等珍珠層可以阻隔該熱源所發出的熱能，降低該熱能透過該等蚵殼而傳遞到該牆面之另一面。藉以提供牆壁及室內具有最佳的隔熱效果。

Description

以蚵殼做為牆體隔熱構造之方法

本發明係有關於一種可以對於牆體及室內提供最佳的隔熱及散熱效果之牆體隔熱構造。

根據統計台灣每年所產生的蚵殼重量高達16萬公噸以上，由於蚵殼的附加價值並不高，過去僅少量使用於建材、土壤改良劑或雞鴨飼料等方面，而絕大多數是任意堆棄，且蚵殼上的殘肉易孳生蚊蠅，以及因高溫日照所產生陣陣惡臭等，亦會造成環境的污染。因此若能將這些廢棄的蚵殼，進一步的有效加以應用，不僅可以解決蚵殼堆棄所造成的環保問題，同時也讓其應用範圍更形廣闊，附加價值更加提升。

因此有西元2018年3月2日中國大陸所公告之發明第CN105669089號「一種可調節濕度的建築材料及其製備方法」專利案，其係揭露：該建築材料包括以下成分：空心玻璃微珠、凹凸棒石黏土、膨潤土、木質素、牡蠣殼粉、藍晶石、納米氧化鋅、聚丙烯酸酯、聚丙烯醯胺、丙烯酸-丙烯醯胺共聚物、羧乙基纖維素。其各成分組成的建築材料，綠色環保，不僅能夠對居住的室內環境起到調節濕度的作用，還具有防火、隔音、防潮，抑菌等作用，提高居住的舒適度。

由於該蚵殼係已研磨成粉末狀，其散熱之效果較差，而且無法再利用蚵殼的實體作為其他用途，形成另一種浪費，無法提昇其附加價值，因此相當可惜。

因此有中華民國107年2月16日所公開之發明第201805509號「綠科技材料應用」專利案，其係揭露：用於建構成一建築物，其包含有一牆體結構、以及一複合板結構。該牆體結構包含有複數環狀排列且相互連接之塊體，每一該塊體包含有至少一凸條，以及至少一榫接該凸條之滑槽，其中該塊體之材質成份係由水泥、貝殼類粉末〔如蚵殼、蛤殼等〕及纖維所製成。該複合板結構包含有一第一透光基板，一第二透光基板，一第三透光基板，二隔熱空間，以及一環繞該隔熱空間之膠框體，該膠框體密合連接於該第一透光基板、該第二透光基板、以及該第三透光基板並密閉該隔熱空間。

該專利前案同樣將蚵殼研磨成粉末狀，以作為建材的防火、防震、冬暖夏涼之用。但是粉末狀的蚵殼所能達成散熱之效果較差，僅能達到防火之作用，因此與本案的技術特徵具有明顯的差異。

爰此，有鑑於目前蚵殼於建築使用上具有上述之缺點。故本發明提供一種以蚵殼做為牆體隔熱構造之方法，包含有：將複數蚵殼的一硬化層平鋪結合於朝向一熱源之一牆面上，並使該等蚵殼的一珍珠層朝向該熱源；該等蚵殼結合於該牆面之前，係預先以一低濃度的有機酸溶液對於該等蚵殼進行處理；該有機酸溶液係為濃度10%~20%的檸檬酸，並以25℃至60℃的溫度進行處理20分鐘至30分鐘；透過該等珍珠層可以阻隔該熱源所發出的熱能，降低該熱能透過該等蚵殼而傳遞到該牆面之另一面。

上述結合劑係為水泥。

上述每一排的該等蚵殼之間係錯開排列或對齊排列。

上述每一個相鄰的該等蚵殼之間係會形成有複數散熱空隙。

上述技術特徵具有下列之優點：

1.利用蚵殼可以結合於需要隔熱的牆體或屋頂，利用朝向太陽光的蚵殼之珍珠層具有抗輻射的作用，可以阻隔熱能，使熱能不易透過單層蚵殼而傳遞到該牆體或屋頂的另一面，藉以提供室內最佳的隔熱效果。

2.在結合蚵殼之前，需預先以低濃度的有機酸溶液對於蚵殼進行處理，使其表面會產生許多腐蝕後的微孔，藉以於水泥黏合時可以產生自鎖現象，使蚵殼於結合牆面後不易分離，以延長其使用壽命。

3.藉由每一個相鄰的蚵殼之間係會形成有複數散熱空隙，利用該等散熱空隙可以使熱空氣流動上昇以帶走熱能，使得熱能不會透過該等蚵殼將熱能傳遞到牆面或屋頂的另一面，可減少熱傳導效應，藉以能進一步產生隔熱與散熱之效果。

1:蚵殼

11:硬化層

111:微孔

12:珍珠層

2:牆體

21:壁面

22:結合劑

23:熱源

3:蚵殼

3a:硬化層

3b:珍珠層

31:烤肉網

32:烤肉網

33:箱子

34:熱源

D:散熱空隙

[第一圖]係為本發明實施例之操作流程圖。

[第二圖]係為本發明實施例蚵殼結合於牆面上之示意圖。

[第三圖]係為本發明實施例蚵殼之微孔與牆面結合的剖視圖。

[第四圖]係為本發明實施例以蚵殼進行模擬實驗之示意圖。

[第五圖]係為本發明實施例將蚵殼經有機酸處理過後硬化層表面之相片。

[第六圖]係為本發明實施例將蚵殼經有機酸處理過後珍珠層表面之相片。

[表一]係為本發明進行模擬實驗加熱後之四個溫度測量值的統計表。

[表二]係為本發明進行模擬實驗降溫後之四個溫度測量值的統計表。

請參閱第一圖及第二圖所示，本發明係以蚵殼作為建構隔熱牆之主要原料。一般常見之蚵殼是由有機質通過生物礦化調節形成，即以少量有機質大分子為框架，如：蛋白質、糖蛋白、多糖體等。以碳酸鈣為單位進行分子操作，組成的高度有序的多重微層結構，其生物礦化形成過程受有機大分子控制，形成材料由外套膜分泌。又蚵殼基本結構分為三層：外層是厚度極薄的硬化蛋白角質層〔以下簡稱硬化層〕；中間為鈣質纖維層，呈葉片狀結構且存在天然氣孔的棱柱層；內層為珍珠層，主要由碳酸鈣等礦物質和少量有機質組成。

本發明實施例係包含有下列操作步驟：

A.將複數蚵殼的一硬化層平鋪結合於朝向一熱源之一牆面上，使該等蚵殼的一珍珠層朝向該熱源。本發明實施例由於該蚵殼(1)表面組成係為多層葉片狀構成，因此在結合於牆體之前，係預先以一低濃度的有機酸溶液對於該等蚵殼(1)進行處理，使該等蚵殼(1)的硬化層(11)經處理過後其表面會產生許多腐蝕後的微孔(111)〔如第三圖所示〕。該低濃度的有機酸溶液係為濃度10%~20%的檸檬酸，以25℃至60℃之間的溫度對於該蚵殼(1)進行處理20分鐘至30分鐘。然後將該等蚵殼(1)的硬化層(11)利用一結合劑(22)予以平鋪結合在一牆體(2)朝向一熱源(23)的壁面(21)上，並使得該等蚵殼(1)的該硬化層(11)係朝向該熱源(23)，該熱源(23)通常係為太陽，亦可為會發熱的機器、裝置或設備。使得等該等蚵殼(1)整齊的排列結合於整個該壁面(21)上。該結合劑(22)係為水泥，藉由該結合劑(22)的黏結作用，使得該結合劑(22)可進入到該等該硬化層(11)的該等微孔(111)內〔如第三圖所示〕，藉由水泥黏合時產生自 鎖的現象，使得該等蚵殼(1)及壁面(21)結合後不易分離或脫落。而且結合時每一排的該等蚵殼(1)之間係可錯開排列或對齊排列，均為本發明可據以實現之方式之一，其係可根據牆體之景觀設計而決定。每一個相鄰的該等蚵殼(1)之間係會形成有複數散熱空隙(D)，利用該等散熱空隙(D)可以使空氣流通，以更進一步產生一散熱之效果。

B.透過該等珍珠層可以阻隔該熱源所發出的熱能，降低該熱能透過該等蚵殼而傳遞到該牆面之另一面。如此，藉由蚵殼的組成構造類似於多孔隙陶瓷材料，而多孔隙陶瓷材料目前廣泛使用於散熱片上，代表其導熱性及散熱性具有極佳的效果。因此本發明實施例利用該等蚵殼(1)的該等珍珠層(12)係朝向該熱源(23)，透過該等珍珠層(12)具有抗輻射的作用，可以阻隔該熱源(23)所發出的熱能，使熱能無法透過該等蚵殼(1)傳遞到該牆面(21)的另一面及其室內，藉以可提供最佳的隔熱效果。

本發明並利用蚵殼進行散熱實驗，如第四圖所示，首先將實驗所需的蚵殼(3)利用濃度15%之檸檬酸溶液浸該泡蚵殼(3)進行清理，並加熱至60℃處理20分鐘，藉以去除該蚵殼(3)上的雜質及異味，該蚵殼(3)經有機酸處理過後之該硬化層(3a)表面的相片如第五圖所示，而該珍珠層(3b)表面的相片如第六圖所示。

實驗環境係將該蚵殼(3)的該硬化層(3a)朝下，而該珍珠層(3b)朝上的放於一烤肉網(31)上，再以另一烤肉網(32)固定於該蚵殼(3)上，並利用束帶將其固定，藉以模擬該蚵殼(3)覆蓋於一牆面上。然後將該蚵殼(3)、該烤肉網(31)及該烤肉網(32)共同放入一箱子(33)中，藉以使該箱子(33)內部區隔成上、下二個空間。再利用一盞紅外線加熱燈充當成一熱源(34)，並使該熱源(34)對正該蚵殼(3)的該珍珠層(3b)，並相距一段距離開始進行照射。

當該熱源(34)開始照射後，並以溫度計測同時量該熱源(34)之表面溫度〔以下簡稱熱源溫度〕，測量覆蓋於該蚵殼(3)〔珍珠層(3b)〕上接近於該熱源(34)的該烤肉網(32)之表面溫度〔以下簡稱加熱面溫度〕，測量被該蚵殼(3)〔硬化層(3a)〕覆蓋於下方的該烤肉網(31)之表面溫度〔以下簡稱未加熱面溫度〕，以及測量該箱子(33)內部被區隔形成的下方空間之溫度〔以下簡稱未加熱空間溫度〕，藉以模擬室內的空間。上述四個溫度測量值，如下列表一所示。

經由上述表一的加熱數據觀察，可以看出在加熱過程中，該蚵殼(3)不管是烤肉網(32)的加熱面溫度，還是烤肉網(31)的未加熱面溫度，其溫度都上升的很快，但未加熱面下方的未加熱空間溫度卻上升的很慢，照射 溫度達180℃時，其內部的未加熱空間溫度只有29.2℃，因此實際上在太陽的照射溫度下，很少會達到40℃以上，這代表蚵殼的吸熱性及散熱性的效率極佳。

又進一步實驗移除該熱源(34)後，四個測度測量值於降溫後的數值如下列表二所示。

由上述表二降溫數據觀察，可以清楚看出移除熱源(34)停止照射後，蚵殼(3)的溫度下降也很快速，確實可以達到使牆體及室內迅速散熱的功效。

綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。

Claims (4)

1. 一種以蚵殼做為牆體隔熱構造之方法，包含有：將複數蚵殼的一硬化層平鋪結合於朝向一熱源之一牆面上，並使該等蚵殼的一珍珠層朝向該熱源；該等蚵殼結合於該牆面之前，係預先以一低濃度的有機酸溶液對於該等蚵殼進行處理；該有機酸溶液係為濃度10%~20%的檸檬酸，並以25℃至60℃的溫度進行處理20分鐘至30分鐘；透過該等珍珠層可以阻隔該熱源所發出的熱能，降低該熱能透過該等蚵殼而傳遞到該牆面之另一面。
2. 如請求項1所述之以蚵殼做為牆體隔熱構造之方法，其中，該結合劑係為水泥。
3. 如請求項1所述之以蚵殼做為牆體隔熱構造之方法，其中，每一排的該等蚵殼之間係錯開排列或對齊排列。
4. 如請求項1所述之以蚵殼做為牆體隔熱構造之方法，其中，每一個相鄰的該等蚵殼之間係會形成有複數散熱空隙。

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