一种气凝胶节能装配式小屋的制作方法

1.本发明属于集成房技术领域，涉及模块化集成房屋建筑，具体为一种气凝胶节能装配式小屋。


背景技术：

2.目前，集成房墙板以岩棉板为主，能源供给以市电为主，存在各方面的问题；岩棉板吸水率大，水分容易积累在岩棉板内，长时间会增加重量，导致发霉脱落，返修率高，而且岩棉板在生产过程中以及使用3至5年后会产生纤维状物质，属于致癌物质，对人体危害巨大；能源采用市电，限制了集成房的使用范围和场景，需要电缆外接电源，存在安全隐患。
3.气凝胶零碳小屋可以有效解决上述问题，主要应用在工程办公室、工人宿舍、餐厅、仓库等短期使用，可拆卸移动多次，还可以应用在抗震救灾、抗疫安置房、大型公共活动用房、旅游风景区别墅等。


技术实现要素：

4.本发明目的是提供一种新型的气凝胶节能装配式小屋，解决现有集成房装配复杂、使用范围受限、用电不安全等技术问题。
5.本发明是采用如下技术方案实现的：一种气凝胶节能装配式小屋，包括四根角钢立柱，每根角钢立柱的顶端固定安装顶板角件、其底端安装底板角件；两两顶板角件之间焊接型材顶梁，两两底板角件之间焊接型材底梁。
6.所述顶板角件包括两块直角布置的侧板ⅰ，两块侧板ⅰ底部的水平折边共同构成直角底面ⅰ，所述直角底面ⅰ的向上竖直折边构成下直角翻边ⅰ；两块侧板ⅰ顶部的水平折边共同构成直角顶面ⅰ，所述直角顶面ⅰ的向下竖直折边构成上直角翻边ⅰ；两块侧板ⅰ中部之间设有水平撑板，所述水平撑板的内侧边设有内竖板，所述内竖板两侧边分别与水平撑板的相应侧边及相应侧板ⅰ的侧边之间设置有挡板，两块挡板垂直布置；所述内竖板上端向内设有直角翻边；所述水平撑板中部形成有落水管插口。
7.所述型材顶梁的截面形状为：包括顶梁侧边，该顶梁侧边下端依次形成顶梁下水平边及顶梁下竖直边，该顶梁侧边上端依次形成顶梁上水平短边、顶梁上斜边、顶梁上水平长边、顶梁上竖直边及顶梁上内翻边。
8.所述顶板角件的直角底面ⅰ通过螺栓安装于角钢立柱顶端，所述顶板角件连接端面焊接型材顶梁，即：顶梁侧边与侧板ⅰ焊接，顶梁下水平边、顶梁下竖直边分别与直角底面ⅰ、下直角翻边ⅰ焊接，顶梁上水平短边与挡板侧面焊接，顶梁上水平长边与挡板的水平边焊接，顶梁上竖直边、顶梁上内翻边分别与内竖板的侧边和直角翻边焊接。
9.所述底板角件包括两块直角布置的侧板ⅱ，两块侧板ⅱ底部的水平折边共同构成直角底面ⅱ，所述直角底面ⅱ的向上竖直折边构成下直角翻边ⅱ；所述下直角翻边ⅱ外设有落水管限位框；两块侧板ⅱ顶部的水平折边共同构成直角顶面ⅱ，所述直角顶面ⅱ的向
下竖直折边构成上直角翻边ⅱ。
10.所述型材底梁的截面形状为：包括底梁侧边，所述底梁侧边下端依次形成底梁下水平边及底梁下竖直边，所述底梁侧边上端依次形成底梁上水平边及底梁上竖直边。
11.所述底板角件的直角顶面ⅱ通过螺栓安装于角钢立柱底端；所述底板角件连接端面焊接型材底梁，即：底梁侧边与侧板ⅱ焊接，底梁上水平边、底梁上竖直边分别与直角顶面ⅱ、上直角翻边ⅱ焊接，底梁下水平边、底梁下竖直边分别与直角底面ⅱ、下直角翻边ⅱ焊接。
12.相应的型材顶梁和型材底梁之间装配有由气凝胶复合彩钢板拼合而成的墙体，所述气凝胶复合彩钢板上端通过螺丝装配于型材顶梁的顶梁下竖直边上，所述气凝胶复合彩钢板下端适配插入地槽中，所述地槽侧边装配于型材底梁的底梁上竖直边上；两根相对的型材底梁之间连接有底板次梁，所述底板次梁上设置有室内分层地面。
13.相应的顶板角件和底板角件之间设有落水管，所述落水管上端插入落水管插口、其下端穿过落水管限位框。
14.两根相对的型材顶梁之间连接有屋顶次梁，所述屋顶次梁上设置屋顶方管，所述屋顶方管上覆盖屋顶蒙皮，所述屋顶蒙皮边缘包覆型材顶梁的顶梁上内翻边和内竖板的直角翻边。
15.相应的气凝胶复合彩钢板上设置门及窗。
16.本发明中，四根型材顶梁配制四个顶板角件后架设于四根角钢立柱之上，四根型材底梁配制四个底板角件后位于四根角钢立柱之下，构成整体框架，采用气凝胶复合彩钢板围成四周墙体，顶部设置屋顶次梁及屋顶方管后，覆盖屋顶蒙皮，然后覆盖光伏系统。雨水通过四周型材顶梁的排水槽汇聚至顶板角件后通过落水管流入至底板角件底部，通过型材底梁与底面的缝隙流出。该小屋一般直接位于水泥地面，或者型材底梁和底板角件也可以位于水泥基础之上。该小屋内也可以进行室内装潢，提供更好的办公环境。
17.进一步优选的，四个顶板角件上共同安装光伏支架，所述光伏支架上布置有光伏板，作为光伏系统的一部分。
18.进一步优选的，为实现密封保温，所述角钢立柱与气凝胶复合彩钢板之间的角部空间中部填塞有玻璃丝棉、该角部空间上下部分别设有100mm厚挤塑板。
19.进一步优选的，为实现密封保温，相邻的气凝胶复合彩钢板之间的拼缝采用插装式配合，即：一块气凝胶复合彩钢板的拼接侧面为插槽，另一块气凝胶复合彩钢板的拼接侧面为插凸，所述插凸内设有内口槽，所述内口槽内通过云石胶或者双面胶粘接挤塑板；所述插凸密封插装于插槽。
20.进一步优选的，所述室内分层地面从下至上依次为基础层、隔热层、防潮层、石墨烯发热膜、呼吸膜、装饰层。
21.进一步优选的，为实现密封，所述气凝胶复合彩钢板与角钢立柱的接缝处采用白色密封胶进行封闭。
22.进一步优选的，实现屋内吊顶装饰，所述气凝胶复合彩钢板上部侧壁通过螺丝安装吊顶扣条。
23.进一步优选的，为实现密封保温，所述型材顶梁内部填充有玻璃丝棉。
24.进一步优选的，所述地槽支撑于底板次梁上。
25.本发明通过部署光伏+储能的能源管理系统形成的智能微电网，实现绿色清洁能源的高效转化和利用，为建筑提供了源源不断的可再生能源供给；通过加装气凝胶防火保温墙板，有效隔断了屋内与外界的温度传递，实现了a级防火、隔热保温、绿色环保的优秀性能；通过铺设石墨烯发热膜地板，利用光伏发电和储能系统能量供给，激发自身远红外线热量辐射，实现空间内自然均匀升温效果。该节能小屋全系统采用了主动+被动式建筑节能方式，融合了多种绿色新材料的功能特性，真正意义上实现了绿色建材、冬天不冷、夏天不热的“零碳排放”目标。
26.与现有技术相比，本发明具有如下优点：1、低能耗：采用先进的能量管理系统、高能效的电器设备，以及建筑本体的节能。
27.2、耐火性：使用先进的气凝胶防火保温板，板材耐火性达到a级，使小屋防火达到要求。
28.3、低成本：生产和使用成本与传统集成房屋相比相近，但产品使用便捷性等方面远高于传统集成房屋。
29.4、节能性：以气凝胶防火保温板、太阳能板、石墨烯地热膜为原材料组装而成，组装过程方便快捷，流水作业，出厂合格率高。另外，通过特殊工艺，杜绝了房屋冷热桥的出现，达到高节能率。
30.5、周转性：零能耗小屋采用可拆卸构件，可以根据用户需求定制化生产，在使用完后可以随时进行拆卸，移动至其他地方重新组装，周转次数较高。
31.6、定制化：可以根据用户需求不同，差异化设计，最大程度的满足用户的使用要求，每一部分构件可以进行定制生产，在满足用户需求的同时，最大限度的控制成本和价格。
32.本发明设计合理，具有很好的实际应用价值。
附图说明
33.图1表示气凝胶节能装配式小屋的分解示意图。
34.图2表示型材顶梁结构示意图。
35.图3表示型材顶梁与顶板角件的连接示意图（正向）。
36.图3a表示型材顶梁与顶板角件的连接示意图（背向）。
37.图4表示顶板角件的结构示意图。
38.图4a表示顶板角件的俯视示意图。
39.图4b表示图4a的a-a示意图。
40.图4c表示图4a的b-b示意图。
41.图4d表示图4a的c-c示意图。
42.图4e表示图4a的d-d示意图。
43.图4f表示图4a的e-e示意图。
44.图4g表示顶板角件的直角底面ⅰ示意图。
45.图4h表示顶板角件的侧视示意图。
46.图4i表示顶板角件的仰视示意图。
47.图5表示角钢立柱与气凝胶复合彩钢板局部示意图。
48.图6表示气凝胶复合彩钢板之间的插装示意图。
49.图7表示型材底梁及连接示意图。
50.图8表示底板角件俯视示意图。
51.图8a表示图8的a-a示意图。
52.图8b表示图8的b-b示意图。
53.图9表示室内分层地面示意图。
54.图10表示屋内能源管理示意图。
55.图中：1-光伏支架，2-光伏板，3-角钢立柱，4-顶板角件，5-底板角件，6-型材顶梁，7-型材底梁，8-底板次梁，9-地槽，10-屋顶次梁，11-屋顶方管，12-屋顶蒙皮，13-气凝胶复合彩钢板，14-室内分层地面，15-落水管，16-门，17-窗，18-螺栓，19-螺丝，20-吊顶扣条，21-玻璃丝棉，22-挤塑板，23-云石胶或双面胶，24-白色密封胶；401-侧板ⅰ，402-直角底面ⅰ，403-下直角翻边ⅰ，404-直角顶面ⅰ，405-上直角翻边ⅰ，406-水平撑板，407-内竖板，408-挡板，409-直角翻边，410-落水管接口，411-减重孔；501-侧板ⅱ，502-直角底面ⅱ，503-下直角翻边ⅱ，504-落水管限位框，505-直角顶面ⅱ，506-上直角翻边ⅱ；601-顶梁侧边，602-顶梁下水平边，603-顶梁下竖直边，604-顶梁上水平短边，605-顶梁上斜边，606-顶梁上水平长边，607-顶梁上竖直边，608-顶梁上内翻边；701-底梁侧边，702-底梁下水平边，703-底梁下竖直边，704-底梁上水平边，705-底梁上竖直边；1301-插槽，1302-插凸；1401-基础层，1402-隔热层，1403-防潮层，1404-石墨烯发热层，1405-呼吸膜，1406-装饰层；100-智能控制系统，200-太阳能光伏系统，300-储能系统，400-空调系统，500-用电终端，600-照明系统，700-石墨烯地热系统。
具体实施方式
56.下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
57.一种气凝胶节能装配式小屋，通过角钢立柱架设顶梁和底梁，装配墙体后构成。
58.如图1所示，包括四根角钢立柱3，每根角钢立柱3的顶端固定安装顶板角件4、其底端安装底板角件5；两两顶板角件4之间焊接型材顶梁6，两两底板角件5之间焊接型材底梁7；构成小屋框架结构。气凝胶复合彩钢板13拼合构成墙体后位于型材顶梁6和型材底梁7之间，相应的气凝胶复合彩钢板13上设置门16及窗17。四个顶板角件4上共同安装光伏支架1，光伏支架1上布置有光伏板2。
59.顶板角件4结构如图4及图4h、图4i所示，包括两块直角布置的侧板ⅰ401，如图4e及图4f所示，侧板ⅰ401上开有减重孔411。两块侧板ⅰ401底部的水平折边共同构成直角底面ⅰ402，直角底面ⅰ402的向上竖直折边构成下直角翻边ⅰ403；两块侧板ⅰ401顶部的水平折边共同构成直角顶面ⅰ404，直角顶面ⅰ404的向下竖直折边构成上直角翻边ⅰ405。两块侧板ⅰ401中部之间设有水平撑板406，水平撑板406的内侧边设有内竖板407，内竖板407两侧边分别与水平撑板406的相应侧边及相应侧板ⅰ401的侧边之间设置有挡板408，两块挡板408垂直布置。内竖板407上端向内设有直角翻边409；水平撑板406中部形成有落水管插口410。屋顶雨水通过型材顶梁汇聚至顶板角件的中部空间（由两块侧板ⅰ、两块挡板、水平撑板、内竖板围成）内，通入落水管。
60.如图2所示，型材顶梁6的截面形状为：包括顶梁侧边601，该顶梁侧边601下端依次
形成顶梁下水平边602及顶梁下竖直边603，该顶梁侧边601上端依次形成顶梁上水平短边604、顶梁上斜边605、顶梁上水平长边606、顶梁上竖直边607及顶梁上内翻边607，形成该排水槽空间用于导流雨水。
61.如图4g所示，直角底面ⅰ402上预设有5个螺栓孔，顶板角件4的直角底面ⅰ402通过螺栓18安装于角钢立柱3顶端。
62.如图3、图4所示，顶板角件4连接端面焊接型材顶梁6，即：顶梁侧边601与侧板ⅰ401焊接，顶梁下水平边602、顶梁下竖直边603分别与直角底面ⅰ402、下直角翻边ⅰ403焊接，顶梁上水平短边604与挡板408侧面焊接，顶梁上水平长边606与挡板408的水平边焊接，顶梁上竖直边607、顶梁上内翻边608分别与内竖板407的侧边和直角翻边409焊接。
63.底板角件5结构如图8、图8a及图8b所示，包括两块直角布置的侧板ⅱ501，两块侧板ⅱ501底部的水平折边共同构成直角底面ⅱ502，直角底面ⅱ502的向上竖直折边构成下直角翻边ⅱ503；下直角翻边ⅱ503外设有落水管限位框504；两块侧板ⅱ501顶部的水平折边共同构成直角顶面ⅱ505，直角顶面ⅱ505的向下竖直折边构成上直角翻边ⅱ506。
64.如图7所示，型材底梁7的截面形状为：包括底梁侧边701，底梁侧边701下端依次形成底梁下水平边702及底梁下竖直边703，底梁侧边701上端依次形成底梁上水平边704及底梁上竖直边705。
65.底板角件5的直角顶面ⅱ505预留有五个螺栓孔，通过螺栓18安装于角钢立柱3底端。底板角件5连接端面焊接型材底梁7，即：底梁侧边701与侧板ⅱ501焊接，底梁上水平边704、底梁上竖直边705分别与直角顶面ⅱ505、上直角翻边ⅱ506焊接，底梁下水平边702、底梁下竖直边703分别与直角底面ⅱ502、下直角翻边ⅱ503焊接。
66.相应的顶板角件4和底板角件5之间设有落水管15，落水管15上端插入落水管插口410、其下端穿过落水管限位框504。
67.相应的型材顶梁6和型材底梁7之间装配有由气凝胶复合彩钢板13拼合而成的墙体。如图6所示，相邻的气凝胶复合彩钢板13之间的拼缝采用插装式配合，即：一块气凝胶复合彩钢板13的拼接侧面为插槽1301，另一块气凝胶复合彩钢板13的拼接侧面为插凸1302，插凸1302内设有内口槽，内口槽内通过云石胶或者双面胶23粘接挤塑板22；插凸1302密封插装于插槽1301。
68.如图2所示，气凝胶复合彩钢板13上端通过螺丝19装配于型材顶梁6的顶梁下竖直边603上。两根相对的型材顶梁6之间连接有屋顶次梁10，屋顶次梁10上设置屋顶方管11，屋顶方管11上覆盖屋顶蒙皮12，屋顶蒙皮12边缘包覆型材顶梁6的顶梁上内翻边608和内竖板407的直角翻边409。气凝胶复合彩钢板13上部侧壁通过螺丝19安装吊顶扣条20。型材顶梁6内部填充有玻璃丝棉21。
69.如图5所示，角钢立柱3与气凝胶复合彩钢板13之间的角部空间中部填塞有玻璃丝棉21、该角部空间上下部分别设有100mm厚挤塑板。气凝胶复合彩钢板13与角钢立柱3的接缝处采用白色密封胶24进行封闭。
70.如图7所示，气凝胶复合彩钢板13下端适配插入地槽9中，地槽9侧边装配于型材底梁7的底梁上竖直边705上，地槽9支撑于底板次梁8上。两根相对的型材底梁7之间连接有底板次梁8。
71.底板次梁8上设置有室内分层地面14，如图9所示，室内分层地面14从下至上依次
为基础层1401、隔热层1402、防潮层1403、石墨烯发热膜1404、呼吸膜1405、装饰层1406。其中，基础层可以选用硅酸钙板、水泥纤维板、钢板等，隔热层可以选用eps（聚苯乙烯泡沫）、xps（挤塑聚苯乙烯泡沫塑料）等，防潮层可以选用塑料薄膜、专用反射膜、pe膜等，呼吸膜可以选用聚乙烯防水透气膜等，装饰层可以选用木地板、地砖、地胶等。相应的气凝胶复合彩钢板13上设置门16及窗17。四个顶板角件4上共同安装光伏支架1，光伏支架1上布置有光伏板2。
72.如图10所示，该小屋采用太阳能供电，太阳能板以光—热—电转换方式，通过利用太阳辐射产生的热能发电，通过专用电池组将电能进行储存，为气凝胶零碳小屋供应能源。利用太阳能光伏系统200产生电能后，智能控制系统100控制输送至空调系统400、照明系统600、石墨烯地热系统700及各个用电终端500，多余的电能进入储能系统300储存。其中，石墨烯发热膜具有超高的热转换，超低的能耗，超强的抗损伤能力，采用远红外散热，减少了传统热传导带来的干燥和热量，使其更加健康。此外，石墨烯可以智能管理，并可以保持恒温。无甲醛，健康环保。另外，气凝胶防火保温板具有“防火”、“保温”与“防脱落”等性能，结合气凝胶材料的性能，得出合理的复合工艺，达到各类指标要求，该产品燃烧等级可以达到a级。
73.本发明在集成房中使用新材料、新技术，气凝胶防火保温墙板、光伏发电和储能系统、石墨烯发热膜，实现了a级防火、隔热保温，实现了可再生资源利用、绿色环保，实现了空间内自然均匀升温效果。
74.最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的技术方案的精神和范围，其均应涵盖本发明的权利要求保护范围中。