一种能源自持的折叠式的应急庇护舱体

1.本发明涉及应急救灾技术领域，尤其涉及一种能源自持的折叠式的应急庇护舱体。


背景技术：

2.应急人居空间需要满足快速营建与拆除的需求，紧急救援地点存在着诸多的未知因素，居住空间营造面临轻量化就地建造的需求。在达到快速营建的同时，还需要满足快速撤离，并在异地循环重构的能力。
3.现有的快速搭建及移动居住方式以帐篷(包括充气帐篷)为主，只能满足短期的居住需求，并且在特殊气候环境下舒适度极低，不利于人体健康；而救灾人员往往要面临长时间、重负荷的工作强度，迫切需要提升居住环境的品质，保证良好的休息条件和健康环境；另一方面，经过对灾难一线安置居民的调研，发现转移应急的居住环境，往往存在着冬季寒冷、夏季高温高湿、缺乏私密性、卫生条件低劣、病菌传播等诸多问题，人居环境舒适度问题仍然显著存在。因此，需要依托新技术、新工艺的工业化建造模式，研究快速化拆装、轻量化装备、一体化工艺、可变化模组等工业化建造应对策略，形成成本可控，具有良好适应性的应急空间的营建。
4.能源是至关重要的生存条件，是通讯、采暖、炊事和医疗等依赖的基础。在紧急情况下可能产生能源短缺断路的情况，因此多能互补的方式是维系生命线的重要支撑。依托自然资源，例如太阳能、风能等可再生能源，为生存照明、应急通信等就地提供可持续的能源供给。另一方面，有限能源的合理利用，即灾后能源的弹性使用，也是在安置过渡阶段维持必要生产生活的重要策略。
5.发灾后的紧急救难以及灾后的过渡恢复将引起大规模的物质流和信息流，在备灾阶段各个备灾场所的物资将通过信息数据进行物质转运，在第一时间快速的把物资转运到需要的地点，是对运输能力和管理能力的极大考验。效率的提升是灾后建立物资管理和运输优化的首要任务，需要持续性、系统性的提升，创造在效率上的进一步突破。
6.总之，现有技术中的应急庇护舱体存在集成性差、围护体系保温性能低、运输效率低、能源短缺等问题，且需要大量人力物力现场吊装。因此，亟需提前筹备，提高备灾-救灾-过渡时期的应急能力，为救灾人与受灾人群提供一个更加舒适、更加人性和更加可持续的庇护所。


技术实现要素：

7.本发明的实施例提供了一种能源自持的折叠式的应急庇护舱体，以实现在救灾和灾后重建过程中可以起到医院、学校、救灾指挥部或其他功能的作用。
8.为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
9.一种能源自持的折叠式的应急庇护舱体，包括：端板(1)、底板(2)、亚克力外门(3)、铝合金主体结构(5)、亚克力外窗(6)、展开部分顶板(7)、两侧立板(8)和太阳能光电板
(9)；
10.所述铝合金主体结构(5)为固定舱，所述亚克力外门(3)固定安装在铝合金主体结构(5)的短边；
11.所述端板(1)与所述底板(2)之间通过隐藏荷叶的方式连接，构成折叠舱部分，端板(1)能够旋转90
°
，端板(1)与底板(2)一同通过隐藏荷叶的方式与铝合金主体结构(5)连接，
12.所述展开部分顶板(7)与铝合金主体结构(5)顶部通过内置隐形铰链连接，所述两侧立板(8)与铝合金主体结构(5)的立柱通过内置隐形铰链连接；
13.在所述端板(1)上固定安装亚克力外窗(6)，在所述展开部分顶板(7)上铺设太阳能光电板(9)。
14.优选地，所述太阳能光电板(9)展开后包括15块柔性光伏组件，分为两组。第一组包括位于铝合金主体结构顶板(4)的三块光伏，该三块光伏连接光伏储能逆变一体机(10)，实现舱内照明供电和手机充电的基础能源供应；第二组包括位于展开部分顶板(7)的12块光伏组件，该12块光伏组件将电能传输给位于应急庇护舱体外部的能源存储设备。
15.优选地，所述应急庇护舱体还包括覆盖于固定舱的顶部的灯箱(11)，灯箱(11)的里面设置通过透明亚克力板点亮标识的照明设备，光伏储能逆变一体机(10)设置在灯箱11之内。
16.优选地，在所述应急庇护舱体上设置市政用电接口(13)。
17.优选地，所述应急庇护舱体包括折叠结构，将底板(2)与铝合金主体结构(5)底部连接间的内置隐形铰链展开，所述折叠结构完成第一次展开，展开后，底板水平放置于千斤顶(12)之上，底板(2)的上表面一侧与主体结构5底部相连；
18.将底板(2)与端板(1)之间的内置隐形铰链展开，所述折叠结构完成第二次展开，展开后，底板(2)与端板(1)的底部相连，端板(1)垂直于地面，底板(2)与地面水平；
19.将展开部分顶板(7)与铝合金主体结构(5)顶部连接间的内置隐形铰链展开，所述折叠结构完成第三次展开，展开后，顶板(7)与铝合金主体结构(5)的顶部相连，顶板(7)与地面呈一定角度；
20.将两侧立板(8)搭接于端板(1)顶部之上，将两侧立板(8)与铝合金主体结构(5)的立柱处连接间的内置隐形铰链展开，所述折叠结构完成第四次展开，展开后，两侧立板(8)与铝合金主体结构(5)单侧相连，两侧立板(8)与地面垂直。
21.由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例能够同时解决空间集成性差、围护体系保温性能低、运输效率低、能源可持续、重复利用的问题，同时解决运输和现场展开使用的人力和物力。新的可拓展的模块化建筑单元对常见构件的整合，解决了空间折叠的问题，同时采用可折叠的围护体系，提升模块集成度和快速投入使用的效率。其具有多种功能扩展的可能性，可满足不同应急场景的需求。
22.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用
的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明实施例提供的一种舱体收纳后尺寸示意图；
25.图2为本发明实施例提供的一种展开后标准平面布置图；
26.图3为本发明实施例提供的一种舱体展开后长边立面；
27.图4为本发明实施例提供的一种舱体展开后短边立面；
28.图5为本发明实施例提供的一种舱体分解材料轴侧图；
29.图6为本发明实施例提供的一种舱体使用模式1(4人)示意图；
30.图7为本发明实施例提供的一种舱体使用模式2(8人)示意图；
31.图8为本发明实施例提供的一种舱体使用模式3(指挥部模式)示意图；
32.图9为本发明实施例提供的一种舱体自供电模式示意图；
33.图10为本发明实施例提供的一种舱体组合后自供电模式示意图；
34.图11为本发明实施例提供的一种应急庇护舱体中的折叠结构的第一次展开示意图；
35.图12为本发明实施例提供的一种应急庇护舱体中的折叠结构的第二次展开示意图；
36.图13为本发明实施例提供的一种应急庇护舱体中的折叠结构的第三次展开示意图；
37.图14为本发明实施例提供的一种应急庇护舱体中的折叠结构的第四次展开示意图。
具体实施方式
38.下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
39.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
40.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
41.为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
42.紧急救援团队，如军队、医疗队伍往往是灾害的逆行者。应对灾难后的紧急救援，不仅包括了对当地群众的解救和安置，也包括了紧急救援团队的临时居住环境的快速营造。人居环境与能源供给是解决生存问题的基本要素。同时能为紧急避难、野外作业和自由探险提供良好的生活保障。
43.本发明实施例提供了一种能源自持的折叠式的应急庇护舱体分为固定舱和可折叠的活动展开部分。空间集成除了对使用功能集成，还要实现结构折叠的技术问题。通过对底板、屋面、墙面的翻折体系实现“空间折叠”，可将应急舱空间拓展4倍，大大缩小了仓储和运输的成本，提升了救灾安置的效率。
44.图1为本发明实施例提供的一种能源自持的折叠式的应急庇护舱体的舱体收纳后尺寸示意图；
45.图2为本发明实施例提供的一种能源自持的折叠式的应急庇护舱体的展开后标准平面布置图；
46.图3为本发明实施例提供的一种能源自持的折叠式的应急庇护舱体展开后长边立面示意图；
47.图4为本发明实施例提供的一种能源自持的折叠式的应急庇护舱体展开后短边立面示意图；
48.图5为本发明实施例提供的一种能源自持的折叠式的应急庇护舱体的分解材料轴侧图；
49.图9为本发明实施例提供的一种能源自持的折叠式的应急庇护舱体的自供电模式示意图；
50.图10为本发明实施例提供的一种能源自持的折叠式的应急庇护舱体的组合后自供电模式示意图。
51.本发明实施例提供的一种能源自持的折叠式的应急庇护舱体包括：固定舱和折叠舱，具体包括端板1、底板2、亚克力外门3、铝合金主体结构顶板4、铝合金主体结构5、亚克力外窗6、展开部分顶板7、立板8、柔性太阳能光电板9、光伏储能逆变一体机10、灯箱11、支撑千斤顶12、市政用电接口13和能源存储设备14。
52.上述应急庇护舱体中的固定舱为铝合金主体结构5，其尺寸利于运输，符合高速公路的通行要求，并且具有结构稳定性的作用。亚克力外门3固定安装在铝合金主体结构5的短边。
53.端板1与底板2之间通过隐藏荷叶的方式连接，构成折叠舱部分。端板1可旋转90
°
。端板1与底板2一同通过隐藏荷叶的方式与铝合金主体结构5连接，可旋转90
°
。端板1采用氟碳铝板+聚氨酯板+玻璃钢板复合板。底板2采用蜂窝铝板上铺pvc(polyvinyl chloride，聚氯乙烯)防滑地胶。
54.展开部分顶板7与铝合金主体结构5顶部通过内置隐形铰链连接。两侧立板8与铝合金主体结构5的立柱通过内置隐形铰链连接。
55.在端板1上固定安装亚克力外窗6，在展开部分顶板7上铺设柔性太阳能光电板9，该柔性太阳能光电板9展开后共计15块柔性光伏组件，分为两组。第一组包括位于铝合金主体结构顶板4的三块光伏，该三块光伏连接光伏储能逆变一体机10，如图9所示，通过光伏储能逆变一体机10将屋面汇集的电量储存并转化为交流电，实现舱内照明供电和手机充电的
基础能源供应。第二组包括位于展开部分顶板7的12块光伏组件，如图10所示，该12块光伏组件将电能传输给位于应急庇护舱体外部的能源存储设备，该能源存储设备可连接市政用电系统和汽油发电机，为舱体提供三种类型的能源供给。用于大容量储能与逆变，为舱体提供更多能源支持风扇、电脑、水壶、空调、石墨烯供暖等用电需求。
56.灯箱11覆盖于固定舱的顶部，里面设置小型照明设备，通过透明亚克力板点亮标识。光伏储能逆变一体机10设置在灯箱11之内。
57.在上述应急庇护舱体上设置市政用电接口13，该市政用电接口13可支持舱体直接连接市政用电，提供室内能源需求。
58.上述应急庇护舱体包括折叠结构，将底板2与铝合金主体结构5底部连接间的内置隐形铰链展开，所述折叠结构完成第一次展开，展开后，底板水平放置于千斤顶12之上，底板2的上表面一侧与主体结构5底部相连。上述折叠结构的第一次展开示意图如图11所示。
59.将底板2与端板1之间的内置隐形铰链展开，所述折叠结构完成第二次展开。展开后，底板2与端板1的底部相连，端板1垂直于地面，底板2与地面水平。上述折叠结构的第二次展开示意图如图12所示。
60.将展开部分顶板7与铝合金主体结构5顶部连接间的内置隐形铰链展开，所述折叠结构完成第三次展开，展开后，顶板7与铝合金主体结构5的顶部相连，顶板7与地面呈一定角度利于屋面排水。上述折叠结构的第三次展开示意图如图13所示。
61.将两侧立板8搭接于端板1顶部之上，将两侧立板8与铝合金主体结构5的立柱处连接间的内置隐形铰链展开，所述折叠结构完成第四次展开，展开后，两侧立板8与铝合金主体结构5单侧相连，两侧立板8与地面垂直。上述折叠结构的第四次展开示意图如图14所示。
62.通过调节位于所述应急庇护舱体下部的支撑千斤顶12的水平，直到两侧立板5全部打开，所述折叠结构全部展开，全部展开后，两侧立板8与地面垂直。
63.上述应急庇护舱体未展开时，各个部件在仓库中一字排开存放。上述应急庇护舱体的收纳过程与展开过程相反，即依次进行上述第四次展开、第三次展开、第二次展开和第一次展开相反的收纳过程。
64.本发明实施例提供了一种能源自持的折叠式的应急庇护舱体。对空间的整合通过固定设备部分和活动展开部分组成。建筑通过底板翻折打开，而后打开屋面板，再打开两侧立板，操作简便，全程只需要3人完成搭建。无重型工具使用，必要工具为千斤顶扳手和六角扳手，避免使用专门的工具和大型机械。其本身具备良好的保温隔热性能与采光通风能力，可以很大程度改善灾后安置产品存在的不足，令受灾人群更好的恢复。
65.本发明实施例的能源自持的折叠式的应急庇护舱体的4人使用模式示意图如图6所示，8人使用模式示意图如图7所示，指挥部模式使用示意图如图8所示。
66.本发明实施例的应急庇护舱体的轻量化和简洁的结构设计使其便于运输。建筑底部安装万向轮，便于房屋位置的微小调整，同时利于叉车搬运。
67.而通过整合在屋顶的柔性光伏能源板，能够解决庇护单元中基本的生活用电的问题，舱体能源由自身屋面的光伏提供，并且可以依托市政供电、储能设备以及汽油发电机供电。舱体满足梯次循环利用30次以上，降低成本等优势。
68.能源自持的折叠式的应急庇护舱体利于高速公路的运输，收纳后尺寸为1.48m(宽)*2.4m(长)*2.5m(高)，展开尺寸为5.8m(长)*2.4m(宽)*2.5m(高)。在展开方向拓展4倍
左右的活动空间，所述可拓展模块化建筑单元包括：轻质铝型材框架的收纳固定部分、可拓展底板及围护体系2个部分、能源系统部分。
69.本发明实施例的能源自持的折叠式的应急庇护舱体的结构和性能参数如下述表1所示：
70.表1
71.内容参数折叠收纳尺寸1.48m宽*2.4m长*2.5m高展开后尺寸14
㎡
建造时间5分钟建造人数小于4人建筑材料主体结构为铝型材，局部构件可以用其他材料墙体传热系数小于0.5防水是，企口连接，有披水建筑重量小于1吨基础做法可以调平，可调节范围＞50mm窗户1扇，尺寸大于600mm*1150mm，可开启，有纱窗门走廊两端两个门，可替换成墙体安全性无倾覆危险防火b1级光伏屋面满铺光伏系统，柔性光伏，系统效率＞17％，含逆变器吊装顶部预留吊耳
72.综上所述，本发明实施例创新型地分为固定舱和可折叠的活动展开部分。空间集成除了对使用功能集成，还要实现结构折叠的技术问题。通过对底板、屋面、墙面的翻折体系实现“空间折叠”，可将应急舱空间拓展4倍，大大缩小了仓储和运输的成本，提升了救灾安置的效率。
73.本发明实施例的能源自持的折叠式的应急庇护舱体在空间折叠的基础上，仍然具有较好的热工性能，内部采用发泡聚氨酯、蜂巢铝板等做法，实现良好的保温隔热效果，在轻质的基础上改善了使用群体的使用舒适度。
74.简便安装与轻量化运输，保证模块3人完成收放，模块通过叉车或者吊车完成装运。舱体下部设置利于叉车叉运的结构和空间。
75.模块的承重、围护体系均采用可以回收的材料，对于可持续性具有保障，舱体可梯次循环30次以上。
76.结合能源舱的储能设计，利用太阳能光伏发电，匹配市政、光伏、汽油发电机三种供能来源，解决模块使用时的能源问题，实现部品可持续，环境友好的目标。
77.本发明提供了一种针对自然灾害、野外生存的能源自持折叠式的应急庇护舱体。面向受灾地区等复杂孤立的环境，构建可快速收放、能源自给、宜居舒适、循环重构、安全耐用的应急人居空间系统。在未来的使用场景中，由于它的模块性和灵活性的特点，建筑空间还具有多种功能扩展的可能性，在救灾和灾后重建过程中可以起到医院、学校、救灾指挥部或其他功能的作用。
78.本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
79.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。