CN110424539A - 动态气枕膜建筑房屋 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种动态气枕膜建筑房屋，包括具有椭圆形气枕结构的气膜外壳、支撑骨架、主框架、地板、拉紧机构及设备箱，气膜外壳由拉紧机构拉紧平铺于支撑骨架上，设备箱设太阳能总成、蓄电池和供气系统，气膜外壳的气室通过输气管与供气系统连通，输气管上设充气电磁阀和电磁泄压阀，供气系统包括供气泵、除湿器、过滤网、止回阀、配电盒、控制器及分别与控制器连接的雪量传感器、风速传感器和气压传感器，供气泵、充气电磁阀和电磁泄压阀与控制器连接；该动态气枕膜建筑房屋通过自动供气系统自动充气，实时监控气膜外壳的压力变化并动态调整，并根据外部环境的变化动态调整气压，使其具有足够刚度，避免大风和积雪造成塌陷，并提高其使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及气膜建筑技术领域，尤其涉及一种动态气枕膜建筑房屋。
背景技术
膜建筑采用充气气膜层作为外壳，其承压能力不足，在大风和积雪较厚的环境下，气膜外壳内气压不足时，会增大外壳风阻，或易产生积雪沉积，甚至建筑房屋在外部环境压力下容易发生塌陷，在夏季高温条件下，气膜外壳内气压过高，气膜整体膨胀，气膜层长期处于高温高压条件下，容易降低其使用寿命，因此，需根据外界环境动态调整气膜层内的气压，减小其发生气膜徐变，此外，气膜外壳长期使用，随着气膜徐变发生，气膜外壳内的气压逐渐降低，需及时补充气压以提高外壳刚性。
发明内容
为解决以上现有技术的不足，本发明提供了一种动态气枕膜建筑房屋，使用毛毛虫状气枕膜结构工艺、自动供气系统和刚性支撑骨架，以提高建筑房屋的使用强度和使用寿命。
本发明是通过以下技术方案予以实现：
一种动态气枕膜建筑房屋，包括具有椭圆形气枕结构的气膜外壳、支撑气膜外壳的椭圆形支撑骨架、用于安装支撑骨架的主框架、地板、拉紧机构以及位于房屋外部的设备箱，气膜外壳的两侧边沿通过数个拉紧机构拉紧平铺贴合于支撑骨架上，拉紧机构与主框架下方固定连接，设备箱上方设有太阳能总成，设备箱内设存储太阳能总成转化的电能的蓄电池和供气系统，气膜外壳设有至少一层气室，气室通过输气管与供气系统连通，输气管上设有充气电磁阀和电磁泄压阀，供气系统包括供气泵、位于供气泵前方的除湿器和过滤网、位于供气泵后方的供气道上的止回阀、配电盒、控制器以及分别与控制器连接的雪量传感器、风速传感器和气压传感器，气压传感器内置于气室内，配电盒与蓄电池连接，供气泵、充气电磁阀和电磁泄压阀与控制器连接。
优选地，气膜外壳的外膜片采用PVDF膜材料，内膜片采用张拉膜结构，内膜片通过拉紧机构张拉贴合于支撑骨架上形成椭面状。
优选地，控制器预设的气室内的常规气压为300Pa，在大风和降雪环境下的抗压气压为500-600Pa，动态调整气压值为超出充气压力的10％。
优选地，太阳能总成包括太阳能板、支撑太阳能板的电子旋转座和位于太阳能板上的太阳跟踪传感器，太阳跟踪传感器与电子旋转座连接，电子旋转座与蓄电池连接。
优选地，设备箱内还设有位于上部的生活水箱、位于中部的制冷系统和位于底部的污水处理箱，污水处理箱内设有污水处理系统和污水泵，污水泵通过备用水管向屋内定向输送生活用水。
优选地，气膜外壳的两侧通过魔术贴连接用于承接雨水的引流槽，引流槽位于椭圆形的气膜外壳的落水区上，其一端通过汇流管连接污水处理箱。
优选地，主框架呈长方体框状，其内下方可拆卸铺设数个底次梁，底次梁两端可拆卸固定于两根连接底梁上，支撑骨架的两端与连接底梁可拆卸连接，支撑骨架通过其上设置的支撑角架与主框架可拆卸连接，底次梁上还铺设有地板。
与现有技术相比，本发明的动态气枕膜建筑房屋的有益效果是：
1、气膜外壳采用气枕膜结构工艺制作，结构轻巧，透光性好，充气后具有一定的刚性，同时使用支撑骨架支撑椭圆形气膜外壳形成居住空间，内部空间大，结构强度高，且整体重量小，便于运输和组装；
2、通过自动供气系统进行自动充气，并实时监控气膜外壳压力变化，保持其内部气压状态，并根据外部环境的变化，动态调整气室内的气压，使其具有足够的刚度，避免大风和积雪时造成塌陷，同时提高气膜外壳的使用寿命；
3、利用太阳能作为能量来源，给屋内的空调系统和其他用电器提供电能，可适用于电能使用不便的灾区、野外露宿等临时性居住环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的动态气枕膜建筑房屋的刚性支撑结构示意图；
图2是本发明的动态气枕膜建筑房屋的整体结构示意图；
图3是图2中供气系统的结构示意图；
图中：1、气膜外壳，2、支撑骨架，21、半椭圆形支架，22、连接压板，23、支撑角架，3、主框架，4、设备箱，41、生活水箱，42、制冷系统，43、污水处理箱，44、蓄电池，45、供气系统，451、供气泵，452、止回阀，453、除湿器，454、过滤网，455、控制器，456、配电盒，457、送风口，458、定位环，46、太阳能总成，461、太阳能板，462、电子旋转座，463、太阳跟踪传感器，5、连接底梁，6、底次梁，7、地板，8、拉紧机构，81、弹力连接钩，82、连接块，9、支撑脚架，10、引流槽。
具体实施方式
如图1-3所示，本发明提供的一种动态气枕膜建筑房屋，包括具有椭圆形气枕结构的气膜外壳1、支撑气膜外壳1的椭圆形支撑骨架2、用于安装支撑骨架2的主框架3、地板7、拉紧机构8、支撑主框架3的支撑脚架9以及位于房屋外部的设备箱4，
气膜外壳1的两侧边沿通过数个拉紧机构8拉紧，使得气膜外壳1平铺贴合于支撑骨架2上，气膜外壳1的内膜片采用张拉膜结构，内膜片边沿均匀分布数个拉绳，拉绳与拉紧机构8连接，使得内膜片张拉贴合于支撑骨架2上形成椭面状，椭面状结构风阻小，且不易产生积水和积雪，外膜片采用PVDF膜材料，其具有隔热性能，能把60％的太阳光反射，拉紧机构8与主框架3下方固定连接，拉紧机构8包括与拉绳的弹力连接钩81和可拆卸固定于主框架3上的连接块82；
主框架3采用集装箱框架，呈长方体框状，作为气枕膜房屋的支撑主体，主框架3的下方框架内可拆卸铺设数个底次梁6，底次梁6两端伸出下方框架两侧，并可拆卸连接两根连接底梁5上，底次梁6用于铺设室内地板7；
支撑骨架2包括数个并列布置的椭圆形支架单元和可拆卸连接相邻两个支架单元的数个系杆，还包括串接所有支架单元的桁架，支架单元由两个半椭圆形支架21拼接而成，连接压板22可为十字结构压板组合，可实现桁架和两个半椭圆形支架21的可拆卸连接，每个半椭圆形支架21上均设置有支撑角架23，通过与主框架3上方框架可拆卸连接实现支撑骨架2的加强支撑，椭圆形支架单元上还开设有数个开孔，同时，内膜片上可设置多个细绳，可与开孔连接以保证其贴合度，其还具有减轻支撑骨架2整体重量，阻断裂纹扩散的作用，支架单元的两端与连接底梁5可拆卸连接以安装；
设备箱4上方设有太阳能总成46，设备箱4内设存储太阳能总成46转化的电能的蓄电池44和供气系统45，气膜外壳1在内膜片和外膜片之间形成一层气室，当然也可设置多层膜片，以形成两层及两层以上的气室，可提高气膜外壳1的保温性能，气室通过输气管与供气系统45连通，输气管上设有充气电磁阀和电磁泄压阀，以完成自动充气与放气动作，供气系统45包括供气泵451、位于供气泵451前方的除湿器453和过滤网454、位于供气泵451后方的供气道上的止回阀452、配电盒456、控制器455以及分别与控制器455连接的雪量传感器、风速传感器和气压传感器，过滤网454通过定位环458可拆卸固定于进风口上，空气经过过滤网454过滤和除湿器453除湿后获得洁净干燥的充气气流，经供气泵451输送至气室内，止回阀452可防止气流回窜发生漏气，气压传感器内置于气室内，获得气室内的气压信息，雪量传感器和风速传感器位于室外，其中风速传感器尽量安装于高处，避免建筑房屋的阻挡，雪量传感器安装于靠近地面位置，并保证测量点处附近无上方遮挡物，配电盒456与蓄电池44连接，已提供供气泵451和控制器455电能，供气泵451、充气电磁阀和电磁泄压阀与控制器455连接，供气系统45内供气泵451的最佳数量为2个，在大流量充气时控制器455开启两个供气泵451同时工作，当进行气室内气压微调时，只需启动一个供气泵451即可，其中，控制器455的工作过程包括充气动作、气压调节动作、抗风和抗雪动作，充气动作中，控制器455启动两个供气泵451和充气电磁阀，当气压达到常规气压300Pa时停止充气，动态调整气压值为超出充气压力的10％，即当气室气压浮动超过充气压力的10％时，即充气压力为常规气压时，当气室内气压下降或上升超过其动态调整气压值30Pa时，控制器控制进行供气泵动态调整气压，恢复至常规气压300Pa，控制器455分别启动一个供气泵451和充气电磁阀或电磁泄压阀，分别进行充压或泄压，以保证气膜外壳1刚性和使用寿命，在大风和降雪环境时，风速传感器检测到风速超过预设值时，或雪量传感器检测积雪达到设定厚度时，控制器455控制一个供气泵451和充气电磁阀启动，将气室内气压充至抗压气压，即500Pa-600Pa，增强气膜外壳1刚性，防止其受风压整体降低或因积雪产生堆积效应等造成塌陷，当环境压力解除时，控制器455自动控制电磁泄压阀泄压。
作为进一步的技术方案，太阳能总成46包括太阳能板461、支撑太阳能板461的电子旋转座462和位于太阳能板461上的太阳跟踪传感器463，电子旋转座462内设微型电机，太阳跟踪传感器463与电子旋转座462连接，根据太阳跟踪传感器463的信号，微调太阳能板461的倾斜角度和方向，以充分吸收太阳能热量，电子旋转座462与蓄电池44连接。
作为进一步的技术方案，设备箱4内还设有位于上部的生活水箱41、位于中部的制冷系统42和位于底部的污水处理箱43，生活水箱41存储生活用水，生活水箱41和污水处理箱43至少为500L，制冷系统42给建筑房屋内提供新风和冷气等，其包括压缩机、热水箱和冷水箱，热水箱内置冷凝器，冷水箱内置蒸发器和循环水泵，污水处理箱43将室内使用水或雨水回收，进行处理后内向屋内定向输送生活用水，如用作厕所冲洗水，污水处理箱43内设有污水处理系统和污水泵；气膜外壳1的两侧通过魔术贴连接用于承接雨水的引流槽10，引流槽10使用质地较软的塑胶材料，引流槽10位于椭圆形的气膜外壳1的落水区上，并具有一定的斜度，其一端通过汇流管连接污水处理箱43。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种动态气枕膜建筑房屋，其特征在于：包括具有椭圆形气枕结构的气膜外壳、支撑气膜外壳的椭圆形支撑骨架、用于安装支撑骨架的主框架、地板、拉紧机构以及位于房屋外部的设备箱，气膜外壳的两侧边沿通过数个拉紧机构拉紧平铺贴合于支撑骨架上，拉紧机构与主框架下方固定连接，设备箱上方设有太阳能总成，设备箱内设存储太阳能总成转化的电能的蓄电池和供气系统，气膜外壳设有至少一层气室，气室通过输气管与供气系统连通，输气管上设有充气电磁阀和电磁泄压阀，供气系统包括供气泵、位于供气泵前方的除湿器和过滤网、位于供气泵后方的供气道上的止回阀、配电盒、控制器以及分别与控制器连接的雪量传感器、风速传感器和气压传感器，气压传感器内置于气室内，配电盒与蓄电池连接，供气泵、充气电磁阀和电磁泄压阀与控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种动态气枕膜建筑房屋，其特征在于：所述气膜外壳的外膜片采用PVDF膜材料，内膜片采用张拉膜结构，内膜片通过所述拉紧机构张拉贴合于所述支撑骨架上形成椭面状。
3.根据权利要求2所述的一种动态气枕膜建筑房屋，其特征在于：所述控制器预设的所述气室内的常规气压为300Pa，在大风和降雪环境下的抗压气压为500-600Pa，动态调整气压值为超出充气压力的10％。
4.根据权利要求3所述的一种动态气枕膜建筑房屋，其特征在于：所述太阳能总成包括太阳能板、支撑太阳能板的电子旋转座和位于太阳能板上的太阳跟踪传感器，太阳跟踪传感器与电子旋转座连接，电子旋转座与蓄电池连接。
5.根据权利要求4所述的一种动态气枕膜建筑房屋，其特征在于：所述设备箱内还设有位于上部的生活水箱、位于中部的制冷系统和位于底部的污水处理箱，污水处理箱内设有污水处理系统和污水泵，污水泵通过备用水管向屋内定向输送生活用水。
6.根据权利要求5所述的一种动态气枕膜建筑房屋，其特征在于：所述气膜外壳的两侧通过魔术贴连接用于承接雨水的引流槽，引流槽位于椭圆形的所述气膜外壳的落水区上，其一端通过汇流管连接所述污水处理箱。
7.根据权利要求6所述的一种动态气枕膜建筑房屋，其特征在于：所述主框架呈长方体框状，其内下方可拆卸铺设数个底次梁，底次梁两端可拆卸固定于两根连接底梁上，所述支撑骨架的两端与连接底梁可拆卸连接，所述支撑骨架通过其上设置的支撑角架与所述主框架可拆卸连接，所述地板铺设于底次梁上。
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