專利名稱：帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帳篷，具體是指一種帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷。
背景技術(shù)：
為了適應(yīng)"逐水草"放牧的生產(chǎn)方式，千百年來牧民們發(fā)揮其聰明才智， 創(chuàng)造出了牛毛氈帳篷。牛毛帳篷通常以木柱做支撐、手工編織牛毛氈做圍護(hù)， 靠世代承襲的經(jīng)驗和方法自己動手搭建。牛毛帳篷既是牧民不可缺少的生產(chǎn) 工具，又是牧民賴以棲息的居所。它具有遷徙快捷、場地適應(yīng)性強(qiáng)的時空特 征，就地取材、廉價經(jīng)濟(jì)；但往往淡化舒適性、文化性和藝術(shù)性。帳篷內(nèi)陰 冷潮濕，漏雨透風(fēng)，煙熏火燎現(xiàn)象普遍，室內(nèi)熱濕環(huán)境和舒適性都較差。
隨著游牧民與外界聯(lián)系的加強(qiáng)，采用各種纖維材料作為帳篷面料的單支 桿"八一式"帳篷、雙支桿或三支桿帳篷在牧區(qū)被少數(shù)牧民用作游牧帳篷。與 傳統(tǒng)牛毛氈帳篷相比，這些帳篷的優(yōu)點是，結(jié)構(gòu)采用一根或多根金屬桿件取 代牛毛帳篷的木樁，桿件和配件標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)量少，篷圍采用輕薄的單層布料， 總體重量輕，單位居住空間重量僅相當(dāng)于牛毛帳篷的30 50%，防雨、保暖 性能有較大的改善，居住舒適性有明顯的提高。
雖然"八一式"單支桿帳篷和其它形式的雙支桿或三支桿旅游帳篷具有輕 便、安裝快捷等牛毛帳篷不具備的優(yōu)點，但當(dāng)專為野戰(zhàn)部隊或旅游設(shè)計的帳 篷用于游牧民放牧期間生活使用時，存在以下幾個方面的問題1)、排煙能 力差。由于野戰(zhàn)部隊有專門的炊事班，旅游時很少在帳篷里生火做飯；而牧 民做飯、煮茶、烤糌粑、取暖等日常生活都離不開以牛糞或薪柴為燃料的灶具，燃燒產(chǎn)生的煙氣外漏，不可避免地造成對帳篷內(nèi)空氣的污染，排煙功能 是這些帳篷沒有考慮的；2)、防熱能力弱。與傳統(tǒng)牛毛氈相比，這些帳篷布 料密實，透氣性差得多；牧區(qū)一般海拔較高，太陽輻射比較強(qiáng)，即使是比較
寒冷的季節(jié)，白天太陽輻射強(qiáng)烈時，帳篷內(nèi)的溫度較高，熱氣不能及時排出， "溫室效應(yīng)"明顯，而手工編織的牛毛氈因透氣效果好，"溫室效應(yīng)"弱，防熱
能力強(qiáng)；3)、通風(fēng)換氣不足。由于牧民要在帳篷內(nèi)起居和從事一些諸如制奶 酪等生產(chǎn)活動，加之各種生活生產(chǎn)設(shè)施堆放于空間不夠?qū)挸ǖ膸づ駜?nèi)，帳內(nèi) 空氣質(zhì)量將受影響，確保帳篷的良好通風(fēng)條件是消除室內(nèi)異味、保持室內(nèi)衛(wèi) 生健康的空氣品質(zhì)所必需(牛毛氈透氣性好)。4)、氣候適應(yīng)能力有待進(jìn)一步 改善。游牧期一般是4 10月，牧區(qū)一般是高原型氣候，早晚溫差大，"早穿 棉襖午穿紗"，白天太陽輻射和紫外線很強(qiáng)，夜間天空冷輻射也很強(qiáng)，在7、 8月的夜間有時氣溫也在0°C以下。
上述支桿式游牧帳篷除存在以上問題外，還具有明顯的"冷室效應(yīng)"，即 在晴朗的夜晚，帳篷室內(nèi)的氣溫反而比室外氣溫還要低，形成"冷室"。通 過反復(fù)實驗研究，發(fā)現(xiàn)"冷室效應(yīng)"主要是由于夜間的天空冷輻射造成的， 天空冷輻射越強(qiáng)，帳篷內(nèi)的"冷室效應(yīng)"越明顯；而在云層較厚的夜晚，"冷 室效應(yīng)"微弱，甚至幾乎不出現(xiàn)"冷室效應(yīng)"。
游牧帳篷在使用過程中，會經(jīng)歷各種氣象條件，在全年中，室外氣溫和 氣象條件都是變化的。當(dāng)室外氣溫低于人們感覺的夏季舒適溫度26'C時，"溫 室效應(yīng)"對于改善帳篷內(nèi)的環(huán)境是有利的；但如果"溫室效應(yīng)"太強(qiáng)，超過 了26'C，居住者感到悶熱，就需要抑制了；當(dāng)室外氣溫高于26。C時，"溫室 效應(yīng)"都會導(dǎo)致帳篷內(nèi)更不舒適，都需要抑制。同樣，當(dāng)室外氣溫高于人們冬季感覺的舒適溫度18'C時，"冷室效應(yīng)"對于改善帳篷內(nèi)的環(huán)境是有利的， 但如果"冷室效應(yīng)"太強(qiáng)，使帳篷內(nèi)氣溫低于了 18°C，冷感變明顯，就需要 抑制了；當(dāng)室外氣溫低于18'C時，"冷室效應(yīng)"都會導(dǎo)致帳篷內(nèi)更不舒適，
都需要抑制。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種帶內(nèi)頂?shù)?支桿式輕便型游牧帳篷，該輕便型游牧帳篷通過在篷頂下端增設(shè)內(nèi)頂，削弱
其"溫室效應(yīng)"和"冷室效應(yīng)"；通過對帳篷篷圍的科學(xué)合理設(shè)計，實現(xiàn)輕便 型游牧帳篷在防熱、通風(fēng)和排煙等功能方面進(jìn)行根本的改善；合理選擇帳篷 面料的導(dǎo)熱性能和顏色，進(jìn)一步削弱帳篷的"溫室效應(yīng)"和"冷室效應(yīng)"，增 加帳篷的隔熱和保溫性能，提高牧民在游牧期間的生活居住品質(zhì)。
本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳
篷，主要由支桿、以及設(shè)置在支桿上的篷圍構(gòu)成，篷圍包括側(cè)圍和篷頂，其 特征在于，所述篷頂?shù)南露嗽O(shè)置有內(nèi)頂。
進(jìn)一步的，所述內(nèi)頂與篷頂?shù)钠骄g距為100 200mm，平均間距太小， 保溫、隔熱效果不理想；平均間距太大，對進(jìn)一步增強(qiáng)保溫、隔熱效果的作 用不明顯，且占據(jù)較大的室內(nèi)空間。綜合考慮，其平均間距設(shè)計為100 200mm，且優(yōu)先設(shè)計為150mm。
再進(jìn)一步的，所述側(cè)圍上設(shè)置有側(cè)窗洞，側(cè)窗洞與篷圍的面積比為0.04 0.12;篷頂還設(shè)置有天窗洞，天窗洞與篷圍的面積比為0.006 0.018。
上述側(cè)窗洞與篷圍的面積比指的是帳篷四周側(cè)面窗戶洞口 (含門)的面 積之和與整個篷圍面積(含所有洞口)的比值，簡稱側(cè)窗圍比；天窗洞與篷圍的面積比指的是帳篷頂部各面開設(shè)的天窗的洞口面積之和與整個篷圍面積 (含所有洞口)的比值，簡稱天窗圍比。所述側(cè)窗洞與篷圍的面積比為0.04 0.12，天窗洞與篷圍的面積比為 0.006 0.018，側(cè)窗圍比和天窗圍比在上述范圍內(nèi)可任意優(yōu)化組合，綜合考慮 增大側(cè)窗洞和天窗洞導(dǎo)致生產(chǎn)成本和防雨難度增大的因素，側(cè)窗圍比在0.08 附近、天窗圍比在0.012附近時的組合為最佳。更進(jìn)一步的，所述帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷采用導(dǎo)熱系數(shù)為 0.042 0.055W/m'C的有機(jī)氟防水透氣性面料制成，面料顏色優(yōu)先選用純白色 或淺灰白色。當(dāng)帳篷結(jié)構(gòu)、形式、尺寸參數(shù)和其它材質(zhì)都相同，僅面料的材質(zhì)不同時， 選擇導(dǎo)熱系數(shù)較小的材料作為帳篷面料，對改善帳篷的保溫、防熱性能都是 有利的，據(jù)此本發(fā)明中的游牧帳篷優(yōu)先采用導(dǎo)熱系數(shù)為0.042 0.055W/m°C的 有機(jī)氟帆布做游牧帳篷的面料。由于不同顏色面料對于輻射波的反射率和吸收率不同，淺色面料的反射 率高而吸收率低。白天，太陽輻射熱量照射在帳篷外表面，淺色面料把大部 分熱量反射走了，被帳篷吸收的少，所以帳篷內(nèi)表面和篷內(nèi)氣溫都較低，深 色面料吸收的多反射走的少，故而帳篷內(nèi)表面和篷內(nèi)氣溫都較高；夜晚，天 空冷輻射照射在帳篷外表面，淺色面料把大部分冷量反射走了，被帳篷吸收 的少，篷內(nèi)溫度較高，深色面料吸收的多反射走的少，篷內(nèi)溫度較低。據(jù)此 本發(fā)明中游牧帳篷的面料顏色優(yōu)先采用純白色或淺灰白色。為了使帳篷能快速排出牧民生活過程中產(chǎn)生的煙氣，在篷圍和內(nèi)頂上設(shè) 置有用于煙囪穿過的煙囪口，從而確保爐內(nèi)煙氣能順利排出，改善帳篷內(nèi)的空氣質(zhì)量。為防止煙囪過熱破壞煙囪周邊的篷圍面料，用夾有石棉布或石棉 板的金屬片作為篷圍面料與煙囪的過渡銜接部件，起到阻燃防火作用。篷圍 面料通過固定構(gòu)件與金屬片固定。帳篷的篷圍由側(cè)圍和篷頂構(gòu)成，側(cè)圍和篷頂可縫制為一體，形成整體式； 也可是分體式的，側(cè)圍和篷頂形成獨立個體，在側(cè)圍和篷頂連接部位設(shè)置連 接構(gòu)件，連接構(gòu)件可以是尼龍粘帶、連環(huán)扣、扣環(huán)組或者拉鏈。組裝帳篷時， 用主支桿和多根邊支桿共同支撐篷頂與內(nèi)頂，若為分體式蓬圍，用主支桿和 邊支桿固定了篷頂，可將側(cè)圍通過預(yù)設(shè)的連接構(gòu)件與篷頂相接，構(gòu)成完整的 篷體；也可不掛側(cè)圍，形成獨立涼棚。所述側(cè)窗洞和天窗洞上均設(shè)置有窗簾，用于防風(fēng)、防雨、防雪和防止太陽光直射；側(cè)窗和天窗洞口處還可根據(jù)需要增設(shè)紗窗或透光片，紗窗用于防 止蚊蟲進(jìn)入帳篷內(nèi)影響牧民的日常生活，透光片能在保證帳內(nèi)充足的采光日 照條件下阻斷寒風(fēng)侵襲。所述篷圍的內(nèi)側(cè)還可設(shè)置若干個口袋，便于牧民放置日常生活用品。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果(1) 通過在篷頂?shù)南露嗽鲈O(shè)內(nèi)頂，削弱帳篷的"溫室效應(yīng)"和"冷室效 應(yīng)"，且內(nèi)頂和蓬圍之間進(jìn)行組合，可變幻出若干帳篷形式，滿足牧民在不同 時段的各種需求。(2) 通過科學(xué)實驗為依據(jù)，對帳篷的篷圍進(jìn)行科學(xué)合理設(shè)計，實現(xiàn)輕便型帳篷在防熱、通風(fēng)和排煙等功能方面進(jìn)行根本的改善。(3) 通過科學(xué)實驗為依據(jù)，合理選擇蓬圍面料的導(dǎo)熱性能和顏色，進(jìn)一步削弱了帳篷的"溫室效應(yīng)"和"冷室效應(yīng)"，增加帳篷的隔熱和保溫性能，提高牧民在游牧期間的生活居住品質(zhì)。
圖1為帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷的一種設(shè)置支桿的結(jié)構(gòu)示意圖2為帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷另一種設(shè)置支桿的結(jié)構(gòu)示意圖3為帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷的一種整體剖面示意圖4為圖3所示的帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷的支撐結(jié)構(gòu)示意圖5為帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷的另一種整體剖面示意圖6為帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷的一種設(shè)置側(cè)窗的結(jié)構(gòu)示意圖7為帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷另一種設(shè)置側(cè)窗的結(jié)構(gòu)示意圖8為帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷再一種設(shè)置側(cè)窗的結(jié)構(gòu)示意圖9為帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷的一種設(shè)置天窗的結(jié)構(gòu)示意圖10為帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷另一種設(shè)置天窗的結(jié)構(gòu)示意圖11為內(nèi)頂對帳篷保溫性能的影響曲線圖12為內(nèi)頂對帳篷隔熱性能的影響曲線圖13為不同側(cè)窗圍比對帳篷內(nèi)氣溫的影響曲線圖14為不同天窗圍比對帳篷內(nèi)氣溫的影響曲線圖15為不同側(cè)窗圍比和天窗圍比組合對帳篷內(nèi)氣溫的影響曲線圖16為不同面料材質(zhì)對帳篷保溫性能的影響曲線圖17為不同面料材質(zhì)對帳篷防熱性能的影響曲線圖18為不同面料顏色對帳篷保溫性能的影響曲線圖19為不同面料顏色對帳篷防熱性能的影響曲線圖。
附圖中標(biāo)記及相應(yīng)的零部件名稱l一側(cè)圍；2—篷頂；3—內(nèi) ；4一側(cè)窗洞；5—天窗洞；6—煙囪口； 7—主支桿；8—邊支桿；9一窗簾；IO—拉繩；
l卜布條。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實 施方式不僅限于此。 實施例
本發(fā)明主要由支桿、以及設(shè)置在支桿上的篷圍構(gòu)成，篷圍包括側(cè)圍l和
篷頂2，所述篷頂2的下端設(shè)置有內(nèi)頂3，所述篷圍上設(shè)置有側(cè)窗洞4和天窗 洞5，篷圍和內(nèi)頂3上設(shè)置有用于煙囪穿過的煙囪口6，側(cè)窗洞4和天窗洞5 上均設(shè)置有窗簾。
本發(fā)明涉及到的帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷的支桿結(jié)構(gòu)如圖1、 2 所示，其主要由一根主支桿7和多根邊支桿8構(gòu)成，主支桿7位于帳內(nèi)中心 處，與多根邊支桿8—起支撐篷圍，形成帳篷內(nèi)部空間。
所述內(nèi)頂3在篷頂2下端的設(shè)置形式有兩種a、如圖3所示的可撤式結(jié) 構(gòu)，當(dāng)采用可撤式結(jié)構(gòu)的時候，支桿采用如圖l所示的結(jié)構(gòu)，其整體支撐結(jié) 構(gòu)如圖4所示，內(nèi)頂3采用單面高反射涂鋁布，可根據(jù)使用者需求靈活拆裝: 夏季或烈日照射下可將涂鋁面朝上，能更有效反射太陽紫外線和熱量，降低 帳內(nèi)溫度；冬季或寒冷夜晚可將涂鋁面朝下，反射帳內(nèi)熱量，減少帳內(nèi)熱量 散失，保證較舒適的帳內(nèi)熱濕環(huán)境。雙篷頂可在帳篷內(nèi)形成空氣間層，既隔 絕室外熱量進(jìn)入，又減少帳內(nèi)熱量散失，保證較舒適的帳內(nèi)熱濕環(huán)境；
b、如圖5所示的不可撤式結(jié)構(gòu)，當(dāng)采用不可撤式結(jié)構(gòu)的時候，主桿采用 如圖2所示的結(jié)構(gòu)，在搭建帳篷時，立主桿時，先在其上套內(nèi)頂頂端再加外頂頂端，主桿立起后，依次架立邊桿，邊桿也是先套內(nèi)頂?shù)走呍偌油忭數(shù)走叀?帳篷一旦搭建完成，內(nèi)頂隨之固定，無法隨意拆卸。
所述篷圍上設(shè)置的側(cè)窗洞4有三種形式 一種如圖6所示，在開設(shè)的側(cè) 窗洞4外附有比側(cè)窗洞4略大的窗簾9，側(cè)窗洞4為矩形；另一種如圖7所 示，其與第一種形式的不同之處在于側(cè)窗洞4是倒三角形，增加防雨水能力；
第三種如圖8所示，當(dāng)篷圍上的單個側(cè)窗洞4面積較大時，在窗簾9上增設(shè) 一個小側(cè)窗洞4，并在其上附有小窗簾9，可以適應(yīng)各種氣候條件，增加使用 的方便性。
所述篷圍2上設(shè)置的天窗有兩種形式 一種如圖9所示，整個天窗洞5 設(shè)置在任意一個或多個坡面上，在天窗洞5設(shè)有遮擋風(fēng)雨雪的窗簾9,窗簾9 成矩形，其上附有拉繩IO，且矩形窗簾9一邊固定，在與固定邊垂直的兩邊 上設(shè)有起連接和密封作用的布條11，防止雨水滲流，布條11成三角形，其 形狀決定天窗開啟角度。當(dāng)需要開啟天窗進(jìn)行通風(fēng)時，只需拉動拉繩10將窗 簾6開啟起到適當(dāng)位置，并固定拉繩IO，保持窗簾6的開啟角度即可；另一 種如圖IO所示，將天窗洞3設(shè)計為倒三角形，以防雨水滲流。在三角形洞口 上安裝窗簾6，窗簾6上安裝有控制其收緊狀態(tài)的拉繩10，當(dāng)需要開啟天窗 的時候，只需拉動窗簾6上的拉繩10將其收縮，即可實現(xiàn)天窗的開啟。 本發(fā)明的一個關(guān)鍵點是在帳篷的篷頂2下端設(shè)置有內(nèi)頂3。 為了說明篷頂2的下端設(shè)置內(nèi)頂3對帳篷的保溫和隔熱性能的影響，首 先進(jìn)行的是內(nèi)頂3對帳篷保溫性能的影響實驗。反映保溫效果優(yōu)劣的主要指 標(biāo)是帳篷的內(nèi)氣溫和內(nèi)表面溫度；在相同條件下，溫度越高，室內(nèi)越溫暖， 保溫效果越好。該實驗選擇在具有代表性的、溫度比較低的、最需要保溫的夜間進(jìn)行，為了排除其他因素的干擾，測試時側(cè)窗、天窗全部關(guān)閉。實驗結(jié) 果如圖ll所示，圖中，橫坐標(biāo)對應(yīng)不同時刻，縱坐標(biāo)表示溫度。從該圖可以 看出
1) 增設(shè)有內(nèi)頂3的帳篷，室內(nèi)空氣溫度明顯高于無內(nèi)頂3的帳篷；
2) 增設(shè)有內(nèi)頂3的帳篷，帳篷內(nèi)表面溫度明顯高于無內(nèi)頂3的帳篷；
3) 將帳篷氣溫、內(nèi)表面溫度與室外氣溫對比可以發(fā)現(xiàn)，無內(nèi)頂3的帳篷
"冷室效應(yīng)"更明顯，增設(shè)內(nèi)頂3可以顯著地削弱"冷室效應(yīng)"。
然后進(jìn)行的是篷頂2的下部設(shè)置內(nèi)頂3對帳篷的隔熱性能的影響實驗。
該實驗選擇在具有代表性的溫度較高、太陽輻射較大的、最需要防熱的白天 進(jìn)行，為了排除其他因素的干擾，測試時側(cè)窗、天窗全部關(guān)閉。實驗結(jié)果如
圖12所示，圖中，橫坐標(biāo)對應(yīng)不同時刻，縱坐標(biāo)表示溫度。從該圖可以看出
1) 增設(shè)有內(nèi)頂3的帳篷，室內(nèi)空氣溫度明顯低于無內(nèi)頂3的帳篷；
2) 增設(shè)有內(nèi)頂3的帳篷，帳篷內(nèi)表面溫度明顯低于無內(nèi)頂3的帳篷；
3) 將帳篷氣溫和內(nèi)表面溫度與室外氣溫對比可以發(fā)現(xiàn)，無內(nèi)頂3的帳篷 "溫室效應(yīng)"更明顯，增設(shè)內(nèi)頂3可以顯著地削弱"溫室效應(yīng)"。
以上測試結(jié)果是在大量測試數(shù)據(jù)中的一組代表性試驗曲線，測試條件為
內(nèi)頂3與篷頂2的平均間距為150mm，內(nèi)頂3面積與篷頂2面積相同。
當(dāng)內(nèi)空氣間層只在帳篷局部時，也具有類似的規(guī)律，只是保溫、隔熱效
果因空氣間層所占比例大小受到不同程度的影響；本發(fā)明是在帳篷內(nèi)增加內(nèi)
頂，即在頂上局部增加內(nèi)空氣間層，測試結(jié)果得到了證實。
通過大量實驗結(jié)果表明，較合理的內(nèi)頂3與篷頂2的平均間距為
100~200mm，內(nèi)頂3與篷頂2的平均間距太小，保溫、隔熱效果不理想；平均間距太大，對增強(qiáng)保溫、隔熱效果的作用不明顯，且占據(jù)較大的室內(nèi)空間，
綜合考慮，平均間距的范圍選擇為100 200mm，且優(yōu)先設(shè)計為150mm。
內(nèi)頂3的厚薄對保溫、隔熱效果影響不夠明顯。材質(zhì)可選90~150g/m2 的阻燃布料作為內(nèi)篷布，以淺色布料為宜，主要是考慮性能、抗風(fēng)強(qiáng)力和成 本。
本發(fā)明的另一個關(guān)鍵點是通過科學(xué)實驗分析確定篷圍上的側(cè)窗圍比和天 窗圍比的合理范圍，以及在合理范圍內(nèi)的優(yōu)化組合。側(cè)窗圍比和天窗圍比的 優(yōu)化目的在于更好的通風(fēng)、排煙、防熱及營造健康衛(wèi)生的室內(nèi)環(huán)境，其綜合 量化效果可用游牧帳篷在炎熱環(huán)境下的防熱能力來表征，因為防熱性能越好， 通風(fēng)、排煙能力就越強(qiáng)，室外的新鮮空氣進(jìn)入就越多。天窗和側(cè)窗洞口可以 是矩形也可以是三角形，側(cè)窗可以是單獨窗洞，也可以是大窗套小窗的形式。
所述側(cè)窗洞4與篷圍的面積比指的是帳篷四周側(cè)面窗戶洞口 (含門)的 面積之和與整個篷圍面積(含所有洞口)的比值，簡稱側(cè)窗圍比；天窗洞5 與篷圍的面積比指的是帳篷頂部各面開設(shè)的天窗的洞口面積之和與整個篷圍 面積(含所有洞口)的比值，簡稱天窗圍比。
為了確定篷圍上的天窗圍比和側(cè)窗圍比的合理范圍，首先進(jìn)行的是側(cè)窗 圍比對帳篷內(nèi)氣溫的影響實驗，該實驗在天窗全部關(guān)閉的情況進(jìn)行，實驗結(jié) 果如圖13所示，圖中，橫坐標(biāo)表示不同時刻，縱坐標(biāo)表示溫度。從上到下的 5條測試曲線分別是側(cè)窗圍比為0， 0.04， 0.08， 0.12， 0.15時帳篷內(nèi)空氣溫 度對比。從該圖可以看出
1)在室外相同的氣象條件下，當(dāng)側(cè)窗圍比為O時(即側(cè)窗全部關(guān)閉)， 帳篷內(nèi)氣溫最高；2) 當(dāng)側(cè)窗圍比為0.04時，帳篷內(nèi)的氣溫有顯著下降，特別是在氣溫較 高的區(qū)間更明顯；
3) 隨著側(cè)窗圍比增大至0.08時，帳篷內(nèi)的氣溫又有不同程度的降低；
4) 當(dāng)側(cè)窗圍比為0.12時，帳篷的溫室效應(yīng)得到進(jìn)一步改善；
5) 但當(dāng)側(cè)窗圍比增大至0.15時，室內(nèi)氣溫與0.12時相比，降低并不明顯。
綜上，從削弱帳篷的溫室效應(yīng)、增強(qiáng)帳篷的防熱能力和保持足夠良好通 風(fēng)角度，側(cè)窗圍比控制在0.12以內(nèi)為佳，因為窗戶洞口太大，增加窗及附件 成本和雨水浸入的可能性，因墜性變差影響外形美觀。另一方面，從該圖可 見，最低側(cè)窗圍比可以取得顯著的通風(fēng)、排煙、防熱效果；帳篷是為人居住
使用的，居住者除了有防熱、排煙、良好空氣品質(zhì)等舒適性要求外，居住期 間還有采光的基本需求，開啟側(cè)窗除了可以具有上圖所示的防熱效果，還需 考慮居住者的自然采光和欣賞外景，經(jīng)過以上綜合研究，最低側(cè)窗圍比應(yīng)該
大于0.04。故而側(cè)窗圍比的推薦范圍在0.04-0.12之間。
然后進(jìn)行的是天窗圍比對帳篷內(nèi)氣溫的影響實驗，該實驗在側(cè)窗全部關(guān) 閉的情況進(jìn)行，實驗結(jié)果如圖14所示，圖中，橫坐標(biāo)表示不同時刻，縱坐標(biāo) 表示溫度。從上到下的5條測試曲線分別是天窗圍比0， 0.006， 0.012， 0.018， 0.024時帳篷內(nèi)空氣溫度對比。
從該圖可以看出在室外相同的氣象條件下，當(dāng)天窗圍比為O時(即天 窗全部關(guān)閉)，帳篷內(nèi)氣溫最高；當(dāng)天窗圍比為0.006時，帳篷內(nèi)的氣溫有非 常明顯的下降，溫室效應(yīng)減弱；當(dāng)天窗圍比增大至0.012時，帳篷內(nèi)的氣 顯 又有明顯的降低；當(dāng)天窗圍比為0.018時，帳篷的溫室效應(yīng)得到進(jìn)一步改善；但當(dāng)天窗圍比增大至0.024時，室內(nèi)氣溫又有一些降低。測試表明，增大天 窗圍比對增強(qiáng)帳篷的防熱能力是有利的。但是，天窗戶洞口太大， 一是增加 天窗及附件成本，二是防雨滲漏的難度大大增加，三是防熱排煙能力改進(jìn)遠(yuǎn) 不如較低范圍顯著。另一方面，從上圖可以看出，帳篷上是否開設(shè)天窗，防 熱和削弱溫室效應(yīng)的能力是完全不同的；天窗是排除熱氣和污濁氣體的有效 途徑，特別是每天要燒火做飯、煮茶取暖的游牧帳篷，外溢煙氣的排出最佳 途徑是天窗；此外，天窗還可滿足居住者自然采光的基本需求。經(jīng)過以上測 試分析綜合研究，從削弱帳篷的溫室效應(yīng)、增強(qiáng)帳篷的防熱能力和保持足夠 良好通風(fēng)和采光角度，對于本發(fā)明涉及的單支桿輕便型帳篷，天窗圍比控制
在0.006~0.018為佳。
以上側(cè)窗圍比、天窗圍比的優(yōu)化范圍是在固定其中一類條件下獲得的， 它們合理的優(yōu)化組合可以取得更佳的效果，反之，不恰當(dāng)?shù)慕M合會影響效果。 為了得到側(cè)窗圍比、天窗圍比在上述范圍內(nèi)的組合對帳篷的防熱、排煙、通 風(fēng)、采光的影響，接著進(jìn)行的是不同天窗圍比和側(cè)窗圍比組合對帳篷內(nèi)氣溫 的影響實驗，實驗結(jié)果如圖15所示，圖中，橫坐標(biāo)表示不同時刻，縱坐標(biāo)表 示溫度。從上到下的6條測試曲線分別給出了6種不同側(cè)窗、天窗圍比耦合 條件下帳篷的防熱能力的比較。該圖自上而下的第l條曲線說明，在室外相 同的氣象條件下，當(dāng)側(cè)窗、天窗圍比均為0時(即側(cè)窗、天窗全部關(guān)閉)，帳 篷內(nèi)氣溫最高；第2條曲線說明，當(dāng)側(cè)窗圍比為0.02、天窗圍比為0.006時， 帳篷內(nèi)的氣溫有明顯下降，溫室效應(yīng)減弱；第3條曲線說明，當(dāng)側(cè)窗圍比為 0.05、天窗圍比維持0.006時，帳篷內(nèi)的氣溫下降不大，與第2條曲線對比說 明開啟天窗的重要性；第4條曲線是當(dāng)側(cè)窗、天窗圍比分別為0.09和0.012時，氣溫又有所下降，帳篷的溫室效應(yīng)得到進(jìn)一步改善；第5條曲線是當(dāng)側(cè) 窗、天窗圍比均增大至0.12和0.018時，帳篷的防熱效果更好；但隨著側(cè)窗、
天窗圍比都進(jìn)一步增大至0.14和0.021時，帳篷的防熱能力并沒有明顯的改善。
該圖通過實驗科學(xué)地說明了幾點1、側(cè)窗、天窗圍比合理匹配的重要性， 只開側(cè)窗、不開天窗(偏離推薦范圍)的效果不佳；2、在推薦值的某一個匹 配范圍內(nèi)(第3、 4條曲線)，增大側(cè)窗、天窗圍比的效果不是太顯著，在綜 合考慮增大側(cè)窗和天窗導(dǎo)致生產(chǎn)成本和防雨難度增大的因素，可以靠低選擇； 3、增大側(cè)窗、天窗圍比對于防熱、通風(fēng)總是有利的，要應(yīng)對炎熱的極端氣候， 可以將帳篷的幾個側(cè)圍2設(shè)計成全部或部分活動粘接的，當(dāng)遇炎熱氣候時， 可揭起一面或多面?zhèn)葒?。這是該項技術(shù)確定匹配范圍的科學(xué)依據(jù)。
帳篷制作最終確定的側(cè)窗、天窗圍比無論大或小，從很大程度影響防熱、 排煙、通風(fēng)性能，但不會影響帳篷的保溫性能。因為側(cè)窗、天窗可以完全關(guān) 閉(需要保溫時)；也可以完全打開(需要排煙、通風(fēng)時)；也可以根據(jù)實際 情況需要，開啟到任意角度，這樣帳篷的氣候和環(huán)境適應(yīng)能力增強(qiáng)了。帳篷 制作最終確定的側(cè)窗、天窗圍比大小，決定了生產(chǎn)者為帳篷居住者提供了多 大的調(diào)節(jié)范圍。
另外，為防蚊蟲， 一般在窗的洞口需設(shè)置紗窗；市場上紗窗的網(wǎng)眼密度 差別較大，如果按照通風(fēng)面積比， 一般在40~70%，它對側(cè)窗、天窗圍比的 影響是，當(dāng)在推薦的范圍選擇后，使用的紗窗網(wǎng)眼稀，可適當(dāng)調(diào)低，網(wǎng)眼密， 可適當(dāng)偏大一點。
本發(fā)明的第三個關(guān)鍵點是通過科學(xué)實驗來合理選擇游牧帳篷的蓬圍面料以及顏色范圍。
為了確定蓬圍的面料材質(zhì)，首先進(jìn)行的是不同材質(zhì)的蓬圍對帳篷保溫性 能的影響實驗，該實驗在夜晚進(jìn)行，且?guī)づ衿渌麠l件相同，只有面料材質(zhì)不 同，為了排除其它因素的影響，實驗時去掉內(nèi)頂7，側(cè)窗和天窗均全部關(guān)閉， 實驗結(jié)果如圖16所示，圖中，橫坐標(biāo)對應(yīng)不同時刻，縱坐標(biāo)表示溫度。其中 上面一條曲線是室外氣溫；中間一條曲線是蓬圍面料采用有機(jī)氟防水透氣帆 布制作時，帳篷內(nèi)氣溫的變化曲線；下面一條是蓬圍面料采用PVC單面涂層 制作時，帳篷內(nèi)氣溫的變化曲線。從該圖可以看出，以有機(jī)氟做帳篷面料時， 帳篷內(nèi)氣溫明顯高于PVC單面涂層的帳篷，以PVC單面涂層布料做面料的 帳篷內(nèi)氣溫有時還低于室外氣溫，出現(xiàn)"冷室效應(yīng)"。進(jìn)一步的測試結(jié)果表明， 單面PVC面料帳篷的內(nèi)表面溫度比有機(jī)氟面料帳篷更低，且低的程度比氣溫 低的程度更明顯，導(dǎo)致在單面PVC面料帳篷中的寒冷感更顯著。
接著進(jìn)行不同材質(zhì)的蓬圍面料對帳篷防熱性能的影響實驗，該實驗其他 條件與不同材質(zhì)的面料對帳篷保溫性能的影響實驗相同，唯一不同是在白天 進(jìn)行，實驗結(jié)果如圖17所示，圖中，橫坐標(biāo)對應(yīng)不同時刻，縱坐標(biāo)表示溫度。 幾條曲線分別是以有機(jī)氟、單面PVC涂層布做面料時帳篷的內(nèi)氣溫和內(nèi)表面 溫度、室外空氣溫度。從該圖可以看出
1) 以有機(jī)氟做面料時，帳篷內(nèi)氣溫明顯低于PVC單面涂層的帳篷；
2) 以有機(jī)氟做面料時，帳篷內(nèi)表面溫度明顯低于PVC單面涂層的帳篷;
3) 以有機(jī)氟做面料的帳篷，"溫室效應(yīng)"得到有效削弱，室內(nèi)氣溫和內(nèi)表
面溫度更低，熱天更涼爽。
通過以上兩個實驗可以看出，當(dāng)帳篷結(jié)構(gòu)、形式、尺寸參數(shù)和其它材質(zhì)都相同，僅帳篷面料材質(zhì)不同時，兩種帳篷在夜間寒冷時的保溫性能和白天 太陽輻射強(qiáng)烈時的防熱性能存在明顯的差異。進(jìn)一步的測試發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致上述 現(xiàn)象的主要原因是兩種材質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)不同，單面PVC涂層布料導(dǎo)熱系數(shù)約
為0.068W/m'C，而有機(jī)氟防水透氣帆布的導(dǎo)熱系數(shù)約為0.048W/m'C;其它 面料材質(zhì)的帳篷對比測試也證實，選擇導(dǎo)熱系數(shù)較小的材料作外帳篷面料， 對改善帳篷的保溫、防熱性能都是有利的。據(jù)此，本發(fā)明采用導(dǎo)熱系數(shù)為 0.042 0.055W/m"C的有機(jī)氟面料作為游牧帳篷的帳篷面料。
為了確定游牧帳篷的面料顏色范圍，需進(jìn)行不同顏色的面料對帳篷保溫 性能的影響實驗，該實驗在夜晚進(jìn)行，且?guī)づ衿渌麠l件相同，只有面料顏色 不同，為了排除其它因素的影響，實驗時側(cè)窗和天窗均全部關(guān)閉，實驗結(jié)果 如圖18所示，圖中，橫坐標(biāo)對應(yīng)不同時刻，縱坐標(biāo)表示溫度。幾條曲線分別 代表帳篷面料顏色為純白色、灰白色、深灰色、藍(lán)色時帳篷的內(nèi)氣溫、室外 空氣溫度。從該圖可以看出
1) 帳篷面料的顏色越淺，帳篷內(nèi)的氣溫越高，保溫性越好；
2) 純白色最好，藍(lán)色是這幾個顏色中最差的，"冷室效應(yīng)"最明顯；
3) 進(jìn)一步的測試結(jié)果表明，淺色面料帳篷的內(nèi)表面溫度比深色面料帳篷 更高，且高的程度比氣溫高的程度更明顯，導(dǎo)致在淺色面料帳篷中的溫暖感 更顯著。
最后進(jìn)行的是不同顏色的面料對帳篷防熱性能的影響實驗，該實驗其他 條件與不同顏色對帳篷保溫性能的影響實驗相同，唯一不同是在白天進(jìn)行， 實驗結(jié)果如圖19所示，圖中，橫坐標(biāo)對應(yīng)不同時刻，縱坐標(biāo)表示溫度。幾條 曲線分別代表帳篷面料顏色為純白色、灰白色、深灰色、藍(lán)色時帳篷的內(nèi)氣溫、室外空氣溫度。
從該圖可以看出帳篷面料的顏色越淺，帳篷內(nèi)的氣溫越低，隔熱性越 好；純白色最好，藍(lán)色是這幾個顏色中最差的。測試結(jié)果還表明，淺色面料 帳篷的內(nèi)表面溫度比深色面料帳篷更低，且低的程度比氣溫低的程度更明顯， 在淺色面料帳篷中的涼爽感更顯著。由此可見，從改善游牧帳篷的保溫和防 熱性能角度，外層面料的顏色取向是一致的，宜選淺色調(diào)。
通過進(jìn)一步的實驗測試發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致上述現(xiàn)象的主要原因是不同顏色的面 料對于輻射波的反射率和吸收率不同，淺色面料的反射率高而吸收率低。白 天，太陽輻射熱量照射在帳篷外表面，淺色面料把大部分熱量反射走了，被 面料吸收的少，所以帳篷內(nèi)表面和篷內(nèi)氣溫都較低，深色面料吸收的多、反 射走的少，故而帳篷內(nèi)表面和篷內(nèi)氣溫都較高；夜晚，天空冷輻射照射在帳 篷外表面，淺色面料把大部分冷量反射走了，被帳篷吸收的少，篷內(nèi)溫度較 高，深色面料吸收的多、反射走的少，篷內(nèi)溫度較低。
據(jù)此可以得出，游牧帳篷的面料顏色優(yōu)先采用純白色或淺灰白色；帳篷 面料應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行自潔、防污、色牢處理，以免在使用過程中灰污使面料顏色 變深；帳篷外層設(shè)計的深色裝飾性色條(塊)和印制的民族特色的深色圖案 的著色面積應(yīng)控制在整個帳篷外表面積的20%以內(nèi)，以免對帳篷的保溫、防 熱性能造成明顯的不利影響。
以上根據(jù)科學(xué)測試與研究提出的篷圍設(shè)計優(yōu)化參數(shù) 面料材質(zhì)導(dǎo)熱性能 范圍和優(yōu)先選擇的面料顏色，是從帳篷的通風(fēng)、排熱、排煙、保溫、隔熱等 技術(shù)指標(biāo)角度進(jìn)行的優(yōu)化，而游牧帳篷還需綜合考慮牧民的經(jīng)濟(jì)承受能力、 民族風(fēng)俗習(xí)慣等，故可利用本發(fā)明的核心技術(shù)進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、人文等綜合比較，實際可不完全局限于上述范圍；只要帳篷在某一方面具有所述特征的 都應(yīng)該屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本發(fā)明主要針對草原上牧民所使用的游牧帳篷，但并不局限于游牧帳篷， 也可應(yīng)用于其他領(lǐng)域的帳篷，在此不一一敘述。
如上所述，便可較好的實現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1、帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷，主要由支桿、以及設(shè)置在支桿上的篷圍構(gòu)成，篷圍包括側(cè)圍(1)和篷頂(2)，其特征在于，所述篷頂(2)的下端設(shè)置有內(nèi)頂(3)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷，其特征在于， 所述內(nèi)頂(3)與篷頂(2)的平均間距為100 200mm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷，其特征在于， 所述內(nèi)頂(3)與篷頂(2)的平均間距為150mm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷，其特征在于， 所述側(cè)圍(1)上設(shè)置有側(cè)窗洞(4)，側(cè)窗洞(4)與篷圍的面積比為0.04 0.12。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷，其特征在于， 所述側(cè)窗洞(4)與篷圍的面積比為0.08。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷，其特征在于， 所述篷頂(3)設(shè)置有天窗洞(5)，天窗洞(5)與篷圍的面積比為0.006 0.018。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷，其特征在于， 所述天窗洞(5)與篷圍的面積比為0.012。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷，其特征在于， 所述帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷采用導(dǎo)熱系數(shù)為0.042 0.055W/m'C的 有機(jī)氟防水透氣性面料制成。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷，其特征在于， 所述帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷的面料顏色為純白色或淺灰白色。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷，其特征在于，所述篷圍和內(nèi)頂(3)上設(shè)置有用于煙囪穿過的煙囪口 (6)，煙囪與篷圍 及內(nèi)頂(3)的接觸部位周邊采用石棉板或石棉布做阻燃防火處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶內(nèi)頂?shù)闹U式輕便型游牧帳篷。該支桿式輕便型游牧帳篷主要由支桿、以及設(shè)置在支桿上的篷圍構(gòu)成，篷圍包括側(cè)圍和篷頂，篷頂?shù)南露诉€設(shè)有內(nèi)頂，平均間距為100～200mm；側(cè)圍和篷頂分別設(shè)置有側(cè)窗洞和天窗洞，側(cè)窗洞與篷圍的面積比為0.04～0.12，天窗洞與篷圍的面積比為0.006～0.018；帳篷采用導(dǎo)熱系數(shù)為0.042～0.055W/m℃的純白色或淺灰白色有機(jī)氟防水透氣性面料制成。本發(fā)明實現(xiàn)了輕便型游牧帳篷在防熱、通風(fēng)和排煙等功能方面進(jìn)行根本的改善；削弱了帳篷的“溫室效應(yīng)”和“冷室效應(yīng)”；增加了帳篷的隔熱和保溫性能，提高牧民在游牧期間的生活居住品質(zhì)。
文檔編號E04H15/00GK101629461SQ20091006028
公開日2010年1月20日 申請日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者挺 劉, 川 孔, 張麗麗, 敬成君, 濤 王, 石萬元, 琦 袁, 黃鷺紅, 龍恩深 申請人:四川大學(xué)