CN109518992A - 装配式自承重模块化精密实验室 - Google Patents

Abstract

本案涉及一种装配式自承重模块化精密实验室，包括：设于顶部的框架梁模块、作为墙体的围护壁板、作为墙体支柱的铝合金方管立柱和铝合金转角立柱，以及设于底部的铝合金专用槽铝固定模块；所述铝合金方管立柱上端通过紧固件与框架梁模块连接固定，下端通过紧固件和铝合金专用槽铝固定模块连接；所述框架梁模块上下两侧设有隔板，其中所述下侧隔板通过吊挂件与框架梁模块固定；本发明在一天内可完成搭建，制造和安装成本低、拓展性强、改造灵活、坚固稳定，采用顶送地回或顶送侧回的回风结构，保证实验室气流和压力得到控制，有效避免实验室内部形成空气杂流、乱流，确保实验室内部空气环境精确控制，适合于临时和半永久使用的实验室。

Description

装配式自承重模块化精密实验室

技术领域

本发明属于精密实验室建设领域，具体涉及一种装配式自承重模块化精密实验室。

背景技术

一个国家实验室的水平，一定程度上反映了一个国家顶尖的科技水平。通常，一个实验室建筑的寿命在50～70年，而一个科学研究的研究方向一般都在5～10年，但就一个科研课题而言相对建筑物寿命来说就更加短暂。为此，不管是大学还是科研院所或者工业企业的实验室为了满足不同科研课题或试验的需要，实验室内的温湿度等受控环境条件将随着试验环境需要而不断改变，为了满足实验室环境的相关标准，不得不对实验室场地进行扩建、移动、布局等方面的改造，成本大，耗时长，对周边环境干扰大，大大增加了科研的时间和经济成本；另外，当前我国的实验室改造缺少成熟的标准，造成改造周期长，成本高，改造效果达不到要求等问题。

有鉴于此，有必要提出一种搭建方便、改造灵活的装配式自承重模块化精密实验室。

发明内容

本发明的目的是提供一种安装和拆卸方便、拓展性好的模块化装配式实验室。

本发明的另一个目的是提供一种结构稳定、自承重的装配式实验室。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种装配式自承重模块化精密实验室，包括：设于顶部的框架梁模块、作为墙体的围护壁板、作为墙体支柱的铝合金方管立柱和铝合金转角立柱，以及设于底部的铝合金专用槽铝固定模块；

所述铝合金方管立柱上端通过紧固件与框架梁模块连接固定，下端通过紧固件和铝合金专用槽铝固定模块连接；

所述框架梁模块上下两侧设有隔板，其中所述下侧隔板通过吊挂件与框架梁模块固定；

所述围护壁板两侧边、铝合金方管立柱和铝合金转角立柱侧壁设有匹配的安装槽，通过铝合金中字型材将所述围护壁板和铝合金方管立柱以及铝合金转角立柱卡接固定；在围护壁板和铝合金方管立柱以及铝合金转角立柱的拼接缝处，填充有中性结构密封硅胶；

所述铝合金专用槽铝固定模块铺于地面或通过螺钉、膨胀管紧固件固定于地面。

优选的是，所述围护壁板与水平面相互垂直。

优选的是，所述围护壁板的上下两端水平设有两边等长或其中一边较长的V字弹性不锈钢垫片，所述上端V字弹性不锈钢垫片开口向外，所述下端V字弹性不锈钢垫片开口向内；所述V字弹性不锈钢垫片通过紧固件分别与框架梁模块和铝合金专用槽铝固定模块相连接。V字弹性不锈钢垫片可方便围护壁板与其他部件的连接，使实验室结构的整体性、抗冲击、抗震性更强，因此，本发明的实验室可用于外部环境较为严苛复杂的环境。

优选的是，所述框架梁模块采用长度4500mm、6000mm、8000mm或可定制，宽度和高度可定制的长方体模块拼接固定而成。该种框架梁模块允许实验室沿其框架梁模块的宽度方向进行拓展，梁体最大安全长度15m，适用于需要较大跨度和内部空间的实验室。

优选的是，所述框架梁模块采用上下面为边长80mm、120mm、200mm或可定制的正方形，高度可定制的立方体模块拼接固定而成。该种框架梁模块允许实验室沿任意方向拓展，且可根据需要和建筑物形状来灵活改变自身形状，适应性强；在建设大跨度的实验室使，需要通过受力计算在实验室内部的合适位置添加承重柱以增加其稳定性。

优选的是，所述立方体的框架梁模块在其中部或边角处设有缺口，每四个边角处设有缺口的框架梁模块可组成一个中部有容置空腔的长方体；容置空腔可用来安装空气处理装置、消防装置等。

所述立方体的框架梁模块在其侧边中部设有缺口，每两个侧边中部设有缺口的框架梁模块可组成一个带有管道空腔的长方体，管道空腔可用于水、电、气等管路的排布，方便管路安装，并起到保护效果。

优选的是，所述框架梁模块的各棱角处设有用于拼接固定的通用连接孔；所述V字弹性不锈钢垫片、铝合金方管立柱和铝合金转角立柱相应位置上均设有通用连接孔；

优选的是，框架梁模块、围护壁板、铝合金专用槽铝固定模块和铝合金方管立柱相互可拆卸连接，可通过拆卸或增加框架梁模块、围护壁板、铝合金专用槽铝固定模块和铝合金方管立柱并重新组装来改变实验室的大小。

优选的是，所述围护壁板与下侧隔板、框架梁模块、铝合金方管立柱和铝合金转角立柱拼接处填充有中性结构密封硅胶。

本发明的装配式自承重模块化精密实验室，具有诸多优点：

1、一天内可完成搭建，拓展性强，改造灵活；标准化模块化的加工和安装使实验室的装拆变化成为可能，统一结构框架和围护，划分出不同应用场合的单元化模块，以适合不同工艺要求。这种模块化布局既可吸收国内外先进实验室流程，又结合实际情况，使实验室布置更具通用性、灵活性，并满足以后改造可能性。

2、坚固稳定，即使在与地面无固定连接情况仍有很好的稳定性，适合于临时和半永久使用的实验室。

3、制造和安装成本低，模块化的构件在工厂批量加工，降低了加工成本，提高了加工精度，保证了精密实验室的密闭性，进而同时有效地保证实验室的压差，并且气流布局合理，保证发实验室的温湿度精度和洁净度。

4、采用顶送地回或顶送侧回的方式，在实验室底部或侧部设回风格栅和回风通道，保证实验室气流和压力得到控制，有效避免实验室内部形成空气杂流、乱流，确保实验室内部空气环境精确控制。

附图说明

图1为装配式自承重模块化精密实验室立体结构示意图。

图2为围护壁板的安装示意图。

图3为装配式自承重模块化精密实验室结构示意图。

图4为另一种装配式自承重模块化精密实验室结构示意图。

图5为一种框架梁模块结构示意图。

图6为V字弹性不锈钢垫片结构示意图。

图7为一种本发明实验室的回风结构。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1

如图1-3所示，一种装配式自承重模块化精密实验室，包括：设于顶部的框架梁模块1、作为墙体的围护壁板2、作为墙体支柱的铝合金方管立柱3和铝合金转角立柱4，以及设于底部的铝合金专用槽铝固定模块5；

所述铝合金方管立柱上端通过紧固件与框架梁模块连接固定，下端通过紧固件10和铝合金专用槽铝固定模块连接；

所述框架梁模块上下两侧设有隔板9，其中所述下侧隔板通过吊挂件6与框架梁模块固定；

所述围护壁板两侧边、铝合金方管立柱和铝合金转角立柱侧壁设有匹配的安装槽，通过铝合金中字型材7将所述围护壁板和铝合金方管立柱3以及铝合金转角立柱4卡接固定；在围护壁板2和铝合金方管立柱3以及铝合金转角立柱4的拼接缝处，填充有中性结构密封硅胶8；

所述铝合金专用槽铝固定模块通过螺钉、膨胀管紧固件10固定于地面。

所述围护壁板2与水平面垂直。有效避免自身重力分量带来的其他方向的载荷。

所述框架梁模块1采用长度4500mm，宽度1000mm，高度260mm的长方体模块拼接固定而成。

所述框架梁模块1的各棱角处设有用于拼接固定的通用连接孔；所述铝合金方管立柱和铝合金转角立柱相应位置上均设有通用连接孔。

可通过拆卸或增加框架梁模块、围护壁板、铝合金专用槽铝固定模块和铝合金方管立柱并重新组装来改变实验室的大小。

所述围护壁板2与下侧隔板901、框架梁模块1、铝合金方管立柱和铝合金转角立柱拼接处填充有中性结构密封硅胶。

实施例2

如图2-7所示，一种装配式自承重模块化精密实验室，包括：设于顶部的框架梁模块1、作为墙体的围护壁板2、作为墙体支柱的铝合金方管立柱3和铝合金转角立柱4，以及设于底部的铝合金专用槽铝固定模块5；

所述铝合金方管立柱3上端通过紧固件10与框架梁模块1连接固定，下端通过紧固件10和铝合金专用槽铝固定模块5连接；

所述框架梁模块1上下两侧设有隔板9，其中所述下侧隔板901通过吊挂件6与框架梁模块1固定；

所述围护壁板2两侧边、铝合金方管立柱3和铝合金转角立柱4侧壁设有匹配的安装槽，通过铝合金中字型材7将所述围护壁板2和铝合金方管立柱3以及铝合金转角立柱4卡接固定；在围护壁板2和铝合金方管立柱3以及铝合金转角立柱4的拼接缝处，填充有中性结构密封硅胶8；

所述铝合金专用槽铝固定模块5平铺于地面。

为防止围护壁板2与框架梁模块1和铝合金专用槽铝固定模块5连接处不平整的情况，同时为更好保护围护壁板2、框架梁模块1、铝合金专用槽铝固定模块5，防止长时间作用导致的形变，所述围护壁板2的上下两端水平设有其中一边较长的V字弹性不锈钢垫片11，所述上端V字弹性不锈钢垫片11开口向外，所述下端V字弹性不锈钢垫片11开口向内；所述V字弹性不锈钢垫片11通过紧固件分别与框架梁模块1和铝合金专用槽铝固定模块5相连接。所述V字弹性不锈钢垫片11的较短一边1102与围护壁板2连接固定，较长一边1103与框架梁模块1或铝合金专用槽铝固定模块5通过紧固件连接。其中，V字弹性不锈钢垫片11呈上下对称安装，抵消部分内应力，同时V字弹性不锈钢垫片11夹角10°-20°，弹性变形后的角度2°-20°。

所述框架梁模块1采用上下面为边长80mm正方形，高度200mm的立方体模块拼接固定而成。

所述立方体的框架梁模块1在其中部或边角处设有缺口，每四个边角处设有缺口的框架梁模块可组成一个中部有容置空腔101的长方体；所述容置空腔内安装有空气处理装置13；

所述立方体的框架梁模块1在其侧边中部设有缺口，每两个侧边中部设有缺口的框架梁模块可组成一个带有管道空腔102的长方体。

所述框架梁模块的各棱角处设有用于拼接固定的通用连接孔；所述V字弹性不锈钢垫片的较长一边1103端部、铝合金方管立柱和铝合金转角立柱相应位置上均设有通用连接孔1101。较长一边1103的端部突出于围护壁板边缘以外，方便安装和拆卸。

所述铝合金转角立柱4与水平面的夹角与之相适应，此时铝合金转角立柱4侧壁上的安装槽仍与所述围护壁板平行。

可通过拆卸或增加框架梁模块1、围护壁板2、铝合金专用槽铝固定模块5和铝合金方管立柱3并重新组装来改变实验室的大小。

所述围护壁板2与下侧隔板901、框架梁模块1、铝合金方管立柱3和铝合金转角立柱4拼接处填充有中性结构密封硅胶。

实施例3

如图7所示，公开了一种本发明实验室的回风结构，立方体的框架梁模块1上的缺口或去掉部分框架梁模块形成的容置空腔101处安装有空气处理装置13，所述空气处理装置13为FFU静压箱，其中，FFU静压箱作为风机的过滤单元将空气净化(例如恒温恒湿、空气洁净度高的空气)并通过风机吹向镂空地块单元100，并通过镂空地块单元100的镂空结构以及镂空地块单元100下的回风通道返回至FFU静压箱，从而形成完整的回风系统。其中回风通道包括但不限于回风管道、风机，采用顶送地回或顶送侧回的方式，在实验室底部或侧部设回风格栅和回风通道，保证实验室气流和压力得到控制，有效避免实验室内部形成空气杂流、乱流，导致实验室内部空气环境无法精确控制。应当理解，图7所示的左右两股回风意为即可从左侧回风，又可从右侧回风，一般地，在同一相对封闭环境中两者选择其一。

实施例4

安装步骤

1)安装前需要计算和准备用料，将实验室地面打扫平整干净；

2)将铝合金专用槽铝固定模块拼接固定为整体；若只是搭建临时实验室或实验室地面不允许破坏，则不必将铝合金专用槽铝固定模块与地面固定连接；若长期使用或实验室外部环境较严苛，则应用螺钉、膨胀管将铝合金专用槽铝固定模块与地面固定连接；

3)使用铝合金方管立柱和铝合金转角立柱将围护壁板连接固定，并分别与铝合金专用槽铝固定模块连接固定；其中，围护壁板下部V字弹性不锈钢垫片的较长边与铝合金专用槽铝固定模块连接固定。

4)将拼接好的框架梁吊装至实验室顶部，将框架梁分别与铝合金方管立柱、铝合金转角立柱、围护壁板上部V字弹性不锈钢垫片的较长边固定；

5)后续水电、门窗、空气调节及净化装置等的安装。

在本安装过程中，实验室载荷完全输入地面，无需向借助室内的墙面、天花板、梁进行分摊受力，保留待安装的室内原本承力结构，确保安装施工后整体安全性，同时便于后期拆除。

实施例5

拓展步骤：

1)计算和准备用料；

2)将实验室顶部吊起，使实验室墙体不受力或只承受部分实验室顶部的压力，拆除需拓展一侧最外部的一根框架梁模块；

3)拆除与该框架梁模块对应的实验室墙体部分；

4)安装需拓展部分墙体；

5)安装需拓展部分框架梁；

6)后续水电、门窗、空气调节及净化装置等的重新安装排布。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (9)

1.一种装配式自承重模块化精密实验室，其特征在于，包括：设于顶部的框架梁模块、作为墙体的围护壁板、作为内部地平的镂空地块单元、作为墙体支柱的铝合金方管立柱和铝合金转角立柱，以及设于底部的铝合金专用槽铝固定模块；

所述铝合金方管立柱上端通过紧固件与框架梁模块连接固定，下端通过紧固件和铝合金专用槽铝固定模块连接；

所述框架梁模块上下两侧设有隔板，其中下侧隔板通过吊挂件与框架梁模块固定；

所述围护壁板两侧边、铝合金方管立柱和铝合金转角立柱侧壁设有匹配的安装槽，通过铝合金中字型材将所述围护壁板和铝合金方管立柱以及铝合金转角立柱卡接固定；在围护壁板和铝合金方管立柱以及铝合金转角立柱的拼接缝处，填充有中性结构密封硅胶；

所述铝合金专用槽铝固定模块铺于地面或通过螺钉、膨胀管紧固件固定于地面。

2.如权利要求1所述的装配式自承重模块化精密实验室，其特征在于，所述围护壁板与水平面相互垂直。

3.如权利要求1所述的装配式自承重模块化精密实验室，其特征在于，所述围护壁板的上下两端水平设有两边等长或其中一边较长的V字弹性不锈钢垫片，所述上端V字弹性不锈钢垫片开口向外，所述下端V字弹性不锈钢垫片开口向内；所述V字弹性不锈钢垫片通过紧固件分别与框架梁模块和铝合金专用槽铝固定模块相连接。

4.如权利要求1所述的装配式自承重模块化精密实验室，其特征在于，所述框架梁模块采用长度4500mm、6000mm、8000mm的长方体模块拼接固定而成。

5.如权利要求1所述的装配式自承重模块化精密实验室，其特征在于，所述框架梁模块采用上下面为边长80mm、120mm、200mm的正方形，高度可定制的立方体模块拼接固定而成。

6.如权利要求5所述的装配式自承重模块化精密实验室，其特征在于，所述立方体的框架梁模块在其中部或边角处设有缺口，每四个边角处设有缺口的框架梁模块可组成一个中部有容置空腔的长方体；所述容置空腔内安装有空气处理装置；

所述立方体的框架梁模块在其侧边中部设有缺口，每两个侧边中部设有缺口的框架梁模块可组成一个带有管道空腔的长方体。

7.如权利要求3所述的装配式自承重模块化精密实验室，其特征在于，所述框架梁模块的各棱角处设有用于拼接固定的通用连接孔；所述V字弹性不锈钢垫片、铝合金方管立柱和铝合金转角立柱相应位置上均设有通用连接孔。

8.如权利要求1所述的装配式自承重模块化精密实验室，其特征在于，框架梁模块、围护壁板、铝合金专用槽铝固定模块和铝合金方管立柱相互可拆卸连接。

9.如权利要求8所述的装配式自承重模块化精密实验室，其特征在于，所述围护壁板与下侧隔板、框架梁模块、铝合金方管立柱和铝合金转角立柱拼接处填充有中性结构密封硅胶。