CN108738914A - 多功能双层框架结构的穹顶温室 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能双层框架结构的穹顶温室，包括外层骨架、内层骨架、空间骨架、保温系统、通风系统和用于人员进出的结构。外层骨架、内层骨架、空间骨架分别由若干节点结成。本技术方案中的外层骨架和内层骨架可以制作成半球型、大半球型、隧道型、S型等多种，所述外层骨架上设置有覆盖结构单元。外层骨架、内层骨架之间具有空间骨架，空间骨架与内层骨架、外层骨架进行连接，并起加固、支撑作用。

Description

多功能双层框架结构的穹顶温室

技术领域

本发明涉及具有特殊用途的建筑物结构领域，具体的是一种多功能双层框架结构的穹顶温室。

背景技术

目前流行的框架结构温室主要为单层骨架结构和局部加装了加强筋的骨架结构。但这两种结构的框架结构温室，都存在大量的不足，具体主要如下：

一、单层骨架的不足：(一)弱不禁风。经常出现被大风刮倒、大雪压塌的事故，造成不良社会影响和经济损失；如果用于观光等，还会造成人员伤亡。(二)不好使用。跨度受限，单层无法做超大跨度空间，否则危及安全；其只能做中小跨度的空间，很多功能无法使用，大受局限。(三)不好安装。单层骨架在搭建时，结构不好定型，容易变形，给安装带来比较大的麻烦。(四)不好检修。单层骨架温室一旦出现漏雨等质量问题，需要维修时，无法沿着骨架攀登，需要借助多层脚手架，一来给检修人员带来麻烦，也影响项目的正常运营。(五)通风不够。单层骨架不便在顶部和底部安装过多的窗户，一来增加了单层骨架温室的成本，也严重影响了结构安全和使用安全。于是，市场上单层骨架温室普遍安装窗户很少，致使温室通风量严重不够，直接影响作物、动物和人员在温室里面的舒适度，最后很多只有被废弃或选择性使用。

二、局部安装有加强筋的构架结构温室的不足：(一)单层骨架的巨大风险，日益引起大家的关注，于是，市场上出现了局部添加加强筋的做法。即在原有骨架基础上，每个球沿纵向或横向添加几条小的加强筋。(二)此举看似有了一点加强，但是从整个结构来看，增加受力还是非常有限的；在安装过程中照样变形，同样不便于日后检修。

发明内容

本发明针对单层骨架结构和局部安装有加强筋的构架结构温室的不足，公开了一种多功能双层框架结构的穹顶温室。具体包括外层骨架、内层骨架、空间骨架、保温系统、通风系统和用于人员进出的结构。本发明中，用于人员进出的结构，可以理解为通常意义上的门，也可以是通风系统中的一个设计部分，其目的在于，便于人员进出。外层骨架、内层骨架、空间骨架分别由若干节点结成。一般的，每一个节点均由若干根杆件通过连接而成，通常来说，前述的杆件可以是空心的，也可以是实心的杆件，而这种连接可能具有多种形式，比如通过高强度螺栓将空心的杆件进行连接，杆件两头需进行压扁、冲孔、切边等工艺处理；再比如这种连接是通过一个压铸成型、具有插入孔的连接座进行连接，杆件可以全部连接在该连接座上。本技术方案中的外层骨架和内层骨架可以制作成半球型、大半球型、隧道型、S型等多种，所述外层骨架上设置有覆盖结构单元，本发明所述的覆盖结构单元，可以采用连接在外层骨架的框架的方式，框架设置有阳光板、耐力板等半柔性材料，如果采取其他调整覆盖结构与外层骨架的连接距离，可以使外层骨架的整个弧面更加平整美观，密封性更为卓越。所有的覆盖结构单元连接在一起，构成了温室的整体外形结构。外层骨架、内层骨架之间具有空间骨架，空间骨架与内层骨架、外层骨架进行连接，并起加固、支撑作用。内层骨架、外层骨架均由若干个三边形、或四边形、或多边形组成，但是每种形状均为一个面，稳定性欠佳，空间骨架的成功应用，让空间骨架的各加强杆件将内层骨架、外层骨架牢牢连接，使内层骨架、外层骨架原本的平面图形，变成了若干个锥体，如三棱锥、四棱锥、五棱锥、或多棱锥，形成了有序排列的空间立体图形，多棱锥体是多个三角形的集合体，其稳定性大大增强。

优选的是，空间骨架由若干根加强杆件组成，加强杆件用高强度螺栓连接在外层骨架、内层骨架的节点上。由于外层骨架和内层骨架的杆件长度是经过科学计算的，所以无需在杆件中间在用加强杆件连接或支撑，如果在外层或内层杆件中间打孔、支撑，一来会破坏原有杆件的受力强度，二来使整个结构缺乏必要的柔性而增加安装难度。本发明中的加强杆件连接在外层骨架和内层骨架的节点上，使外层骨架节点由多根外层杆件和加强杆件组成、内层骨架节点由多根内层杆件和加强杆件组成，而且每个节点的所有压扁的杆件端头，均被高强度螺栓紧固，使得每个节点受力大大增强。

优选的是，对组成空间骨架的加强杆件进行两端折弯，形成大概如“Z”形。加强杆件的两端，分别固定在外层骨架节点的内侧、内层骨架节点的外侧，将内层骨架和外层骨架牢牢连接，通过加强杆件的固定，可以使外层骨架、内层骨架整体结构比较稳定。加强杆件两端折弯夹角为142(实际操作过程中可以允许误差在±5°)，经实验表明，此角度适用于所有规格球体的空间骨架。

优选的是，保温系统为在内层骨架上设置有可自由开合的反光材料，这些反光材料可以制作成帷幔，也可以采用导轨上安装反光板进行开合。反光材料既可电动遥控开合，也可手动开合。以反光帷幔为例，冬季或者北方地区，如果作物或动物或人员需要夜间保暖，可在内层骨架上安装可以滑动或电动开合的反光隔热帷幔，反光隔热帷幔，即为反光材料制成的。白天拉开内层骨架上的反光隔热帷幔，让阳光充分入内；太阳下山时将反光隔热帷幔拉上，热量可以通过反光隔热膜反射回室内，不会往外扩散；同时外层骨架上的覆盖材料与内层骨架上的反光隔热膜之间形成了一个隔热的缓冲层，确保室内的热量不会快速散掉，这种设计即实现了保温的效果。

优选的是，前述的通风系统可以是开设的窗户，包括顶窗、底窗，既可以是上悬式外推开窗，也可以是水平移动开窗，通风系统还可以是地通风系统、鼓风机、排气扇等多种方式。本发明的技术方案中温室的通风系统是根据温室的投影面积、温室内空体积、所处地区、所处环境以及使用功能等综合因素，计算性价比最高的通风量，来确定所需通风方式，包括通风体的形状、数量、通风面积、开合方式等。进一步，底窗可以采用上悬式外推、或水平移动等开窗方式，可通过手动、气动、电动等形式开合。顶窗采用上悬式外推、或水平移动等开窗方式，用电动遥控形式开合。不论底窗还是顶窗，其形状可以根据外层骨架的开口形状来定，可以是四方形、三角形的，也可以是其它形状的；同时，也可以根据通风量的需要，可以开一排、两排或多排窗户。对于跨度大的空间结构，中央部位可能通风性能会若些，可以采用地通风形式。根据室内功能布局需要，挖好通风槽，预埋防噪或消音通风管，出风口设在需要通风的地方，进风口安装降噪风机。底窗和地通风系统将冷空气输入室内，而热空气则通过顶窗被排除室内，整个空气流动的过程，形成了一个烟囱效应，达到通风、降温的目的。

优选的是，还包括太阳能发电系统，所述的覆盖结构上设置的为太阳能发电板或发电太阳能软膜。由于本发明中的温室稳固、安全，抗压、抗风性能强，所以，在其顶部或廊道或其它部位不影响室内采光和作物生长的情况下，将部分区域的覆盖结构上的覆盖材料替换成或加装太阳能发电板或者蒙上太阳能软膜，通过太阳能发电系统，满足本专利产品内和所在项目的用电需求，多余电量并入国家电网。

优选的是，还顺带有检修系统。本发明中骨架的特殊性，使整体骨架成为了天然的、安全的检修通道和检修网架，内外检修非常安全和方便。

本发明相对于现有技术，还具有如下有益效果：1、本专利内层骨架的横向杆件为与地面平行设计与安装，可以满足不能功能的遮阳需要。既可以沿着内球面进行分段式遮阳，也可以在需要高度进行水平式遮阳，灵活性强，且美观。2、本发明的整体结构合理，强度高，承重性能好，可以根据需要建成大跨度、大空间的框架结构温室。

附图说明

为了更清楚地说明本发明，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对本发明的实施例的描述，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据技术方案进行简单变形或者名称变化，或者是采取惯用手段，也可以实现发明目的。

图1：一种多功能双层框架结构的穹顶温室的立体图

图2：实施例1中外层骨架、内层骨架节点的平面示意图

图3：节点的正视图

图4：“Z”形加强杆件的示意图

图5：内层骨架中设置的反光隔热帷幔的示意图

图6：一个覆盖结构单元的平面示意图

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例公开了一种多功能双层框架结构的穹顶温室，从外形上来看，该温室的框架大概如一个倒扣放置的碗状。具体的由外层骨架、内层骨架、空间骨架、保温系统、通风系统和门组成；如图3所示，外层骨架、内层骨架分别由若干节点组成，节点由杆件连接而成，节点向外呈辐射状，每一个节点都是通过高强度螺栓5进行固定，若干节点构成的外层骨架和内层骨架均成半球型。如图6所示，外层骨架上设置有覆盖结构单元，覆盖结构单元的集合，即组成了温室的整体外壳，覆盖结构单元上的覆盖材料一般采用阳光板、耐力板等半柔性材料，本实施例展示的即使用的是阳光板8。此外，在本实施例中，一个覆盖单元需要利用杆件构成一个骨架结构，然后再通过压条9将阳光板固定在该覆盖单元上。每个覆盖单元是通过具有一定长度的螺栓6，结合灵活的固定片，固定在如图2所示的外层骨架的外层杆件1上；对于一部分覆盖材料，采用的太阳能发电板或在耐力板、阳光板上蒙上一层太阳能软膜，这样可以构成发电系统；如图2所示，在外层骨架、内层骨架之间具有空间骨架，外层骨架的杆件1，内层骨架的杆件3，如图所示，空间骨架由若干加强杆件2组成，加强杆件2连接在所述外层骨架、内层骨架的节点上。加强杆件进行两端折弯，形成“Z”形，这个折弯的角度大概为142°，如图4所示。

如图5所示，保温系统为在内层骨架上设置有可自由开合的反光隔热帷幔4，反光隔热帷幔4是用反光材料制成的。这对于在寒区的温室具有重要作用。白天太阳光线好的时候，可以将反光材料收缩起来，使太阳光充分进入温室；夜间太阳下山后，将反光隔热帷幔4伸展开，可以防止室内热辐射导致的温度流失过快。

本实施例还包括由顶窗、底窗、地通风(未示出)等组成的通风系统。如图1所示，顶窗位于框架结构的靠顶部位置，底窗将开在距地面的第一层和第二层。顶窗和底窗均为上悬式外推、或水平移动等开窗，对于有些大跨度的大空间还需要具有地通风，地通风

此外，本实施例还包括太阳能发电系统，所述的覆盖材料为太阳能发电板或太阳能软膜。太阳能发电系统一方面可以满足温室本身的用电，另外，对于照明、空调、景观等用电，也可以通过太阳能发电进行供应。对于多余的电量，可以并入国家电网，实现自身的盈利。太阳能发电系统包括太阳能组件、充电控制器、深循环蓄电池组、逆变器、切换控制器、电网接入系统等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的变动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多功能双层框架结构的穹顶温室，其特征在于，包括外层骨架、内层骨架、空间骨架、保温系统、通风结构和用于人员进出的结构；所述的外层骨架、内层骨架、空间骨架分别由若干节点组成，所述空间骨架分别固定在外层骨架和内层骨架上，所述外层骨架、内层骨架的节点由杆件连接而成，所述外层骨架上设置有若干个覆盖结构单元。

2.如权利要求1所述的一种多功能双层框架结构的穹顶温室，其特征在于，所述的空间骨架由若干加强杆件组成，所述加强杆件连接在所述外层骨架、内层骨架的节点上。

3.如权利要求2所述的一种多功能双层框架结构的穹顶温室，其特征在于，对所述的加强杆件进行两端折弯。

4.如权利要求1所述的一种多功能双层框架结构的穹顶温室，其特征在于，所述的保温系统为在内层骨架上设置有可伸缩开合的反光材料。

5.如权利要求1-4所述的任意一种多功能双层框架结构的穹顶温室，其特征在于，所述的通风系统由上悬式外推开窗、水平移动开窗或地通风构成。

6.如权利要求5所述的一种多功能双层框架结构的穹顶温室，其特征在于，所述的通风系统还具有高压喷雾装置。

7.如权利要求1所述的一种多功能双层框架结构的穹顶温室，其特征在于，还包括太阳能发电系统，所述的若干覆盖结构单元上设置的为太阳能发电板。

8.如权利要求1所述的一种多功能双层框架结构的穹顶温室，其特征在于，还包括太阳能发电系统，所述的若干覆盖结构单元上设置有太阳能发电膜。

9.如权利要求1所述的一种多功能双层框架结构的穹顶温室，其特征在于，所述的节点由高强度螺栓连接所述杆件构成的。

10.如权利要求3所述的一种多功能双层框架结构的穹顶温室，其特征在于，所述的折弯角度为142°。