CN103334535A - 高承重快拆装式建筑模块及其制造方法和建筑构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑砌块及其制造方法，尤其是一种高承重快拆装式建筑模块及其制造方法和建筑构建方法，包括模块，其中：所述模块为EPS发泡材料与加强结构件的型模复合体，该模块的内表面和外表面呈平面或/和曲面；以及将所述模块相互匹配搭接成建筑。本发明由于所述结构和方法而具有的优点是：提高了承载性、提高了防水性、提高了施工精度、提高了施工进度、降低了能耗和降低了建筑成本。
Description
技术领域
本发明涉及建筑砌块及其制造方法，同时设计一种建筑构建方法；具体是一种提高承载性、提高防水性、提高施工精度、提高施工进度、降低能耗和降低建筑成本的高承重快拆装式建筑模块及其制造方法和建筑构建方法。
背景技术
目前建筑大多以钢筋混凝土或钢结构现场施工为主要建造方式，其建设周期相当长，人力成本以及资金成本运行较高。人们的居住理念及居住思维方式已经被这种模式而牢牢束缚。住宅产业化是未来建筑的发展方向。
为解决上述问题，在全世界范围内，韩国、日本等部分地区出现了模块式建筑。该模块式建筑以模块形式进行有序组装从而形成一个完整的建筑壳体。该建筑的主体材料以可发泡性聚苯乙烯为主要原料通过预发泡、模具注塑、熟化等一系列的加工工艺生产制作。在现场按设计进行有序组装，通过模块之间的相互咬合、打胶、发泡剂填充，进而形成一个完整的壳体建筑。
中国专利200780048278.4公布的穹顶式结构就是一种模块组装式建筑结构，该结构有效实现了快速组装和分解，载荷分布均匀，改变内部结构尺寸。该结构组装时，是在现场按设计进行有序组装，通过模块之间的相互咬合、打胶、发泡剂填充，进而形成一个完整的建筑壳体。
但是，在使用过程中，该穹顶式结构和现有技术的模块式建筑中使用的模块（即砌块）存在以下问题:
1、模块之间的连接是通过模块之间的咬合凹凸槽搭接而成，形成一个封闭的结构才能起到整体连接作用，利用粘接剂或发泡填充剂进行粘接密封，形成一个完整的壳体。在连接过程中没有导向定位功能，为保证模块能顺利安装，其相邻模块的安装间隙较大。如果没有一个精确的连接基准是很难做到模块之间的准确定位，目前施工需要利用一系列安装辅助工具（如：收紧带、支撑柱等）才能完成基本结构安装，尤其是在尺寸校准步骤浪费较多时间。即无形中延长了施工周期和增加了建筑成本。
2、因为可发泡型聚苯乙烯材料属于泡沫材料自身力学性能等相对较差，模块安装间隙较大，在安装完成后由于受到外界的作用，模块会发生相对移位或变形，导致修复起来难度较大。所以校准后必须尽力保证整体的稳定性采取必要的防护，从而一定程度上产生人力物力的浪费。即使拆卸之后，由于形变也无法再次使用，因此能耗相对较大。
3、上述结构和现有技术的模块式建筑的竖向墙面都是3个模块一组，顺序分层依次相连形成一个建筑壳体。这种连接形式在经过多次的验算和试验表明在雪载情况下，模块之间的结合处是应力较为集中的部位，而这种形式的连接在完成后，结合部位都是在等高圆周上。该处部位只是利用模块自身咬合凹凸槽以及粘接剂、发泡填充剂的粘连在一起。其刚性较差不具备传统建筑的抗雪载能力的优越性。即抗剪切力差，抗载能力低。
4、现有技术方案或实施产品不具备功能性防水，其防水功能是砂浆涂层起作用。如果在砂浆开裂或破损的情况下，其模块组合不具备防水功能，壳体空间内会造成大量积水，不满足现代房屋建筑规范和国家标准。即防水性能差。
综上所述，现有技术的模块式建筑中的建筑模块（即砌块）承载性低、防水性差、施工精度低、施工进度慢、能耗大和建筑成本高。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种提高承载性、提高防水性、提高施工精度、提高施工进度、降低能耗和降低建筑成本的高承重快拆装式建筑模块。
为实现本发明上述目的而采用的技术方案是：一种高承重快拆装式建筑模块，包括模块，其中：所述模块为EPS发泡材料与加强结构件的型模复合体，该模块的内表面和外表面呈平面或/和曲面。
由于上述结构，本发明的模块在工厂中根据设计尺寸规模生产，并且模块中具有提高承载力的加强结构件，使得由模块组装成的建筑抗载能力大幅度提升，装卸也不会造成形变，降低了能耗，降低了建筑成本。
本发明的又一目的是提供一种提高承载性、提高防水性、提高施工精度、提高施工进度、降低能耗和降低建筑成本的高承重快拆装式建筑模块的制造方法。
为实现本发明上述目的而采用的技术方案是：包括的步骤如下：
Ⅰ、将EPS颗粒原料直接通过蒸汽加热预发泡至EPS颗粒原料直径的25～40倍率；
Ⅱ、将上述预发泡后的EPS颗粒进行熟化，熟化的时间为24～72小时；
Ⅲ、将加强结构件预埋入成型模具中，将上述熟化EPS在蒸汽压力为0.5～0.6Mpa之间导入成型模具中，使得EPS与加强结构件复合为一体形成成型的模块；
Ⅳ、将上述成型的模块从成型模具中取出送检。
由于上述方法使得模块在工厂中根据设计尺寸规模生产，并且模块中具有提高承载力的加强结构件，使得由模块组装成的建筑抗载能力大幅度提升，装卸也不会造成形变，降低了能耗，降低了建筑成本。
本发明的再一目的是提供一种提高承载性、提高防水性、提高施工精度、提高施工进度、降低能耗和降低建筑成本的高承重快拆装式建筑模块的建筑构建方法，其中：包括如下步骤：
①、设计建筑体整体，该建筑体整体包括墙体和位于墙体顶部的屋顶；根据该设计建筑体整体分解为由若干具有特定位置或非特定对应位置且满足实际尺寸的模块，根据该模块设计在工厂中将模块生产成所需形状、尺寸的模块；
②、将生产成型的具有加强结构件的模块运至施工工地，在施工工地的浇注地基上将模块组装成墙体和屋顶，该墙体底部与浇注地基固定为一体；模块之间通过卡套刚性连接为一体形成成型的建筑体；
③、在步骤②中将模块组装成墙体和屋顶时，将水电气管线预埋入所述加强结构件中，实现水电气管线与建筑体同步施工和同步完工；
④、在成型的建筑体内表面和外表面进行涂层处理，然后进行美化处理。
由于上述方法使得现有建筑模式改变，同时该方法建筑中的模块在工厂中根据设计尺寸规模生产，并且模块中具有提高承载力的加强结构件，使得由模块组装成的建筑抗载能力大幅度提升，装卸也不会造成形变，降低了能耗，降低了建筑成本。
附图说明
本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。
图1为本发明模块内表面或外表面投影为四边形的结构示意图。
图2为本发明模块内表面或外表面投影为三角形的结构示意图。
图3为本发明两向卡套的结构示意图。
图4为本发明模块内四向卡套与加强结构件连接后的结构示意图。
图5为本发明模块之间通过两向卡套将模块内加强结构件连接后的结构示意图。
图6为本发明模块之间纵向连接后的结构示意图。
图7为本发明管接头的结构示意图。
图8为本发明管接头将模块之间的加强结构件连接的结构示意图。
图9为本发明模块的沉台纵向外表面设置的排水槽处的结构示意图，即图1中A处放大结构示意图。
图10为本发明墙体上方屋顶的砌体中模块的侧边具有排水槽处的结构示意图，即图2中B处放大结构示意图。
图中：1、模块；2、加强结构件；3、卡套；4、导向凸台；5、导向凹槽；6、卡套凸条；7、卡套凹槽；8、连接头；9、紧固螺钉。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
参见附图1至10，一种高承重快拆装式建筑模块，包括模块1，其中：所述模块1为EPS发泡材料与加强结构件2的型模复合体，该模块1的内表面和外表面呈平面或/和曲面。在该实施例中，模块1内部具有加强结构件2，使得任一的平面或曲面模块1受力性增强，提高了承载性，由于该模块1在工厂中完成，在施工地点只需将模块相互组装，犹如搭接积木玩具般组装建筑，提高了施工速度，同时降低了能耗和降低了建筑成本。
为提高模块的受力性，上述实施例中，优选地：所述加强结构件2为管体或型材槽钢, 管体之间或型材槽钢之间纵横交错设置在模块1内部。
为提高便受力可靠性和安装便捷性，上述实施例中，优选地：所述加强结构件2为管体时，管体之间的接点处通过管接头将各管体相互连接成一体；
所述加强结构件2为型材槽钢时，型材槽钢之间的接点处通过卡套3将各型材槽钢相互连接成一体。在该实施例中的管接头或卡套3可根据建筑物的承载设计要求，相应调整结构件的尺寸和连接方式。
为实现模块1之间的快速连接，上述实施例中，优选地：所述卡套3为盒状，在卡套3的至少一组相对的侧壁上设置有供型材槽钢穿入的方孔，在卡套3的内底壁或/和顶壁设置有卡套凸条6，在型材槽钢的端头设置有与卡套凸条6匹配的卡套凹槽7。
为实现模块1之间的快速连接和连接后的稳固性，上述实施例中，优选地：所述模块1的内表面或外表面平面投影外形为四边形或/和三角形；
在内表面或外表面平面投影外形为四边形的模块1的一相邻侧边上设置有导向凸台4，在该模块1的另一相邻侧边上设置有与导向凸台4匹配的导向凹槽5；
在内表面或外表面平面投影外形为三角形的模块1的底边上设置有又一导向凹槽5，在该模块1的两侧边上均设置有又一导向凸台4和再一导向凹槽5。
为便于模块之间的快速连接和拆卸，提高施工精度和进度，上述实施例中，优选地：所述模块1上的导向凸台4上具有微小的拔模斜度，便于模块1间的安装连接。
为提高模块之间组装后的建筑的防水性，上述实施例中，优选地：所述模块1的底边设置有三个台阶，该三个台阶由模块1的内表面至外表面依次降低，且每一个台阶面向外都具有一定的斜度，以此保证模块1组装成墙体后墙体迎雨面在模块纵向结合处对雨水进行引导且不反窜；
所述墙体上砌体中模块1的至少一侧边横向上具有沉台，该沉台使模块1的外表面投影小于内表面投影，在沉台纵向外表面设置有至少一条排水槽，模块1之间在横向结合处具有一定间隙，避免雨水在模块结合处吸附造成雨水反窜，以此保证模块1组装成墙体后墙体迎雨面在模块横向结合处对雨水进行引导且不反窜。在该实施例中，模块1材料本身已具备一定的承载性能，在模块与模块的接缝位置布局方面进行了独特的横向，纵向和接缝侧立面的交叉定位和相互咬合，并且防水于一体。
为实现模块之间的快速连接和连接后的稳固性，上述实施例中，优选地：所述模块1的内表面或外表面平面投影外形为四边形或/和三角形；
该模块1侧边具有导向凸台4和导向凹槽5，所述导向凸台4与导向凹槽5匹配。
上述所有实施例中的模块1，均在工厂中直接完成，实现了产品工厂化，也就实现了住宅产业化。
一种高承重快拆装式建筑模块的制造方法，其中：包括的步骤如下：
Ⅰ、将EPS颗粒原料直接通过蒸汽加热预发泡至EPS颗粒原料直径的25～40倍率；
Ⅱ、将上述预发泡后的EPS颗粒进行熟化，熟化的时间为24～72小时；
Ⅲ、将加强结构件2预埋入成型模具中，将上述熟化EPS在蒸汽压力为0.5～0.6Mpa之间导入成型模具中，使得EPS与加强结构件2复合为一体形成成型的模块1；
Ⅳ、将上述成型的模块1从成型模具中取出送检。该实施例中所用蒸汽加热装置、与发泡容器以及导流装置均采用现有发泡设备。
为保证模块的强度和均匀的密度，上述实施例中，优选地：所述EPS颗粒原料直径小于或等于0.5毫米。
为提高模块的整体性能，提高组装建筑时施工速度，降低施工成本，上述实施例中，优选地：对送检合格的模块1进行增加外表面和内表面的装饰材料处理，再进行防火防冲击以及耐老化和美观性加工处理，然后再将水电气管线预埋在加强结构件2中，使模块1成为成品模块1。
为进一步降低生产成本，延长磨具的使用寿命，上述实施例中，优选地：所述成型模具中加强结构件2与成型模具接触处具有防止EPS材料泄露、保证产品出模畅顺和延长成型模具使用寿命的缓冲垫。
一种高承重快拆装式建筑模块的建筑构建方法，其中：包括如下步骤：
①、设计建筑体整体，该建筑体整体包括墙体和位于墙体顶部的屋顶；根据该设计建筑体整体分解为由若干具有特定位置或非特定对应位置且满足实际尺寸的模块1，根据该模块1设计在工厂中将模块1生产成所需形状、尺寸的模块；
②、将生产成型的具有加强结构件2的模块1运至施工工地，在施工工地的浇注地基上将模块1组装成墙体和屋顶，该墙体底部与浇注地基固定为一体；模块1之间通过卡套3刚性连接为一体形成成型的建筑体；
③、在步骤②中将模块1组装成墙体和屋顶时，将水电气管线预埋入所述加强结构件2中，实现水电气管线与建筑体同步施工和同步完工；
④、在成型的建筑体内表面和外表面进行涂层处理，然后进行美化处理。在该实施例中，若为内部空间较小的建筑，通过模块1在工厂中的表面处理就能达到建筑外墙的表面处理，因此可以不进行表面处理，以提高施工进度。
为使得建筑内部实用性增强，上述实施例中，优选地：所述建筑体整体的墙体中具有楼面，使建筑体整体形成多层建筑；根据楼面设计将其分解为由若干具有特定位置或非特定对应位置且满足实际尺寸的模块1，根据该模块1设计在工厂中将模块1生产成所需形状、尺寸的模块；然后在施工工地通过卡套3将各模块1刚性连接形成楼面，在组装模块1的同时将水电气管线预埋入模块1中的加强结构件2中；最后对楼面进行美化处理。
为使建筑受力均匀，上述实施例中，优选地：所述模块1之间相互错位连接，使模块1组装后的建筑体形成受力网。
为提高施工速度，上述实施例中，优选地：所述模块1之间通过卡套3或管接头连接为一体。
为提高模块之间连接处的稳固性，上述实施例中，优选地：所述管接头包括两块连接头8，该两块连接头8均与加强结构件2的管体外壁和管体端面紧贴后由紧固螺钉9固接为一体，实现对内部具有加强结构件2的模块1之间的固定连接。
为进一步提高模块之间连接处的稳固性，上述实施例中，优选地：所述连接头8与加强结构件2的管体之间通过螺钉紧固。
显然，上述描述的所有实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范畴。
综上所述，本发明提高了承载性、提高了防水性、提高了施工精度、提高了施工进度、降低了能耗和降低了建筑成本。
Claims (18)
1. 一种高承重快拆装式建筑模块，包括模块（1），其特征在于：所述模块（1）为EPS发泡材料与加强结构件（2）的型模复合体，该模块（1）的内表面和外表面呈平面或/和曲面。
2.根据权利要求1所述的高承重快拆装式建筑模块，其特征在于：所述加强结构件（2）为管体或型材槽钢, 管体之间或型材槽钢之间纵横交错设置在模块（1）内部。
3.根据权利要求2所述的高承重快拆装式建筑模块，其特征在于：所述加强结构件（2）为管体时，管体之间的接点处通过管接头将各管体相互连接成一体；
所述加强结构件（2）为型材槽钢时，型材槽钢之间的接点处通过卡套（3）将各型材槽钢相互连接成一体。
4.根据权利要求3所述的高承重快拆装式建筑模块，其特征在于：所述卡套（3）为盒状，在卡套（3）的至少一组相对的侧壁上设置有供型材槽钢穿入的方孔，在卡套（3）的内底壁或/和顶壁设置有卡套凸条（6），在型材槽钢的端头设置有与卡套凸条（6）匹配的卡套凹槽（7）。
5.根据权利要求1或2所述的高承重快拆装式建筑模块，其特征在于：所述模块（1）的内表面或外表面平面投影外形为四边形或/和三角形；
在内表面或外表面平面投影外形为四边形的模块（1）的一相邻侧边上设置有导向凸台（4），在该模块（1）的另一相邻侧边上设置有与导向凸台（4）匹配的导向凹槽（5）；
在内表面或外表面平面投影外形为三角形的模块（1）的底边上设置有又一导向凹槽（5），在该模块（1）的两侧边上均设置有又一导向凸台（4）和再一导向凹槽（5）。
6.根据权利要求5所述的高承重快拆装式建筑模块，其特征在于：所述模块（1）上的导向凸台（4）上具有微小的拔模斜度，便于模块（1）间的安装连接。
7.根据权利要求1、2、6之一所述的高承重快拆装式建筑模块，其特征在于：所述模块（1）的底边设置有三个台阶，该三个台阶由模块（1）的内表面至外表面依次降低，且每一个台阶面向外都具有一定的斜度，以此保证模块（1）组装成墙体后墙体迎雨面在模块纵向结合处对雨水进行引导且不反窜；
所述墙体上砌体中模块（1）的至少一侧边横向上具有沉台，该沉台使模块（1）的外表面投影小于内表面投影，在沉台纵向外表面设置有至少一条排水槽，模块（1）之间在横向结合处具有一定间隙，避免雨水在模块结合处吸附造成雨水反窜，以此保证模块（1）组装成墙体后墙体迎雨面在模块横向结合处对雨水进行引导且不反窜。
8.根据权利要求1或2所述的高承重快拆装式建筑模块，其特征在于：所述模块（1）的内表面或外表面平面投影外形为四边形或/和三角形；
该模块（1）侧边具有导向凸台（4）和导向凹槽（5），所述导向凸台（4）与导向凹槽（5）匹配。
9.一种高承重快拆装式建筑模块的制造方法，其特征在于：包括的步骤如下：
Ⅰ、将EPS颗粒原料直接通过蒸汽加热预发泡至EPS颗粒原料直径的25～40倍率；
Ⅱ、将上述预发泡后的EPS颗粒进行熟化，熟化的时间为24～72小时；
Ⅲ、将加强结构件（2）预埋入成型模具中，将上述熟化EPS在蒸汽压力为0.5～0.6Mpa之间导入成型模具中，使得EPS与加强结构件（2）复合为一体形成成型的模块（1）；
Ⅳ、将上述成型的模块（1）从成型模具中取出送检。
10.根据权利要求9所述的高承重快拆装式建筑模块的制造方法，其特征在于：所述EPS颗粒原料直径小于或等于0.5毫米。
11.根据权利要求9所述的高承重快拆装式建筑模块的制造方法，其特征在于：对送检合格的模块（1）进行增加外表面和内表面的装饰材料处理，再进行防火防冲击以及耐老化和美观性加工处理，然后再将水电气管线预埋在加强结构件（2）中，使模块（1）成为成品模块（1）。
12.根据权利要求9所述的高承重快拆装式建筑模块的制造方法，其特征在于：所述成型模具中加强结构件（2）与成型模具接触处具有防止EPS材料泄露、保证产品出模畅顺和延长成型模具使用寿命的缓冲垫。
13.一种高承重快拆装式建筑模块的建筑构建方法，其特征在于：包括如下步骤：
①、设计建筑体整体，该建筑体整体包括墙体和位于墙体顶部的屋顶；根据该设计建筑体整体分解为由若干具有特定位置或非特定对应位置且满足实际尺寸的模块（1），根据该模块（1）设计在工厂中将模块（1）生产成所需形状、尺寸的模块；
②、将生产成型的具有加强结构件（2）的模块（1）运至施工工地，在施工工地的浇注地基上将模块（1）组装成墙体和屋顶，该墙体底部与浇注地基固定为一体；模块（1）之间通过卡套（3）刚性连接为一体形成成型的建筑体；
③、在步骤②中将模块（1）组装成墙体和屋顶时，将水电气管线预埋入所述加强结构件（2）中，实现水电气管线与建筑体同步施工和同步完工；
④、在成型的建筑体内表面和外表面进行涂层处理，然后进行美化处理。
14.根据权利要求13所述的高承重快拆装式建筑模块的建筑构建方法，其特征在于：所述建筑体整体的墙体中具有楼面，使建筑体整体形成多层建筑；根据楼面设计将其分解为由若干具有特定位置或非特定对应位置且满足实际尺寸的模块（1），根据该模块（1）设计在工厂中将模块（1）生产成所需形状、尺寸的模块；然后在施工工地通过卡套（3）将各模块（1）刚性连接形成楼面，在组装模块（1）的同时将水电气管线预埋入模块（1）中的加强结构件（2）中；最后对楼面进行美化处理。
15.根据权利要求13或14所述的高承重快拆装式建筑模块的建筑构建方法，其特征在于：所述模块（1）之间相互错位连接，使模块（1）组装后的建筑体形成受力网。
16.根据权利要求15所述的高承重快拆装式建筑模块的建筑构建方法，其特征在于：所述模块（1）之间通过卡套（3）或管接头连接为一体。
17.根据权利要求16所述的高承重快拆装式建筑模块的建筑构建方法，其特征在于：所述管接头包括两块连接头（8），该两块连接头（8）均与加强结构件（2）的管体外壁和管体端面紧贴后由紧固螺钉（9）固接为一体，实现对内部具有加强结构件（2）的模块（1）之间的固定连接。
18.根据权利要求17所述的可工厂化生产的高承载性可快拆装的模块式建筑，其特征在于：所述连接头（8）与加强结构件（2）的管体之间通过螺钉紧固。
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