CN112814422A - 一种近零能耗模块化住宅及其构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种近零能耗模块化住宅，包括居住单元、公共单元和辅助单元，所述居住单元内包含有卧室、卫生间和衣帽间，公共单元内包含有起居室和餐厅，辅助单元内包含有厨房、卫生间和次卧室，这三个单元根据需要进行自由组合，形成多种住宅模式。本发明解决了装配式模块单元的近零能耗技术集成体系，包括无热桥、气密性以及高性能外窗及围护结构等，通过工厂生产提高现场施工效率，减少现场作业带来的环境污染，同时提高居住建筑的灵活性及适应性。本发明并行配合安装在建筑屋顶为建筑提供能源的太阳能光伏发电模块单元、安装在建筑屋顶的太阳能热水模块单元、作为建筑冷热源的能源一体机模块单元和安装在外窗外部的遮阳模块单元。

Description

一种近零能耗模块化住宅及其构建方法

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，具体涉及一种近零能耗模块化住宅及其构建方法。

背景技术

模块化房屋，其主要是通过在工厂预制墙体、屋面等，按照设计要求加工以钢结构为代表的承重结构，能够迅速组装成成套房屋的一种建房模式。模块化房屋特点是一种专业化的设计，标准化、模块化、通用化生产，易于拆迁、安装便捷、运输方便、仓储，可多次重复使用、周转的临时或具有永久性质的房屋。目前的模块化房屋已经广泛用于建设工地的临时办公室、宿舍，交通、水利、石油、天然气等大型野外勘探、野外作业施工用房；城市办公、民用安置、展览等临时用房；抗震救灾以及军事领域等用房。

然而，目前的模块化集成房屋，存在以下缺点：模块宽度与高度受运输限制尺寸较小，作为居住空间尺度局促；保温层薄，保温效果差；密闭性差，能耗大，室内热舒适性不足；结构强度不稳定，外观单调；不适用于永久性住宅使用。

本发明主要将模块式房屋建设方式与近零能耗建筑标准相结合，通过被动式节能技术、主动式节能能技术以及可再生能源利用技术相结合的方式，改善目前模块化房屋的室内居住品质，降低模块化房屋的建筑能耗，实现近零能耗建筑的工厂化生产及快速建造，并实现其快速的复制及推广。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种近零能耗模块化住宅及其快速构建方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种近零能耗模块化集成体系，包括：

1)被动式节能技术：主要包括高性能围护结构，高性能外门窗系统外窗(包括透光幕墙)传热系数≤1.2W/㎡·K，冬季太阳得热系数≥0.45，夏季得热系数≤0.30，外窗气密性能不宜低于8级；无热桥及气密性控制。

2)主动式节能技术：设置全热回收效率不低于70％的新风一体机，作为项目冷热源系统，保证室内热舒适。

3)可再生能源利用技术：通过太阳能光伏建筑一体化设计及太阳能热水设计，实现建筑可再生能源利用率不低于10％的指标要求。

一种近零能耗模块化住宅，包括居住单元、公共单元和辅助单元，所述居住单元内包含有卧室、卫生间和衣帽间，公共单元内包含有起居室和餐厅，辅助单元内包含有厨房、卫生间和次卧室，这三个单元根据需要进行自由组合，形成多种住宅模式；

由居住单元和/或公共单元和/或辅助单元组合而成的住宅还包括：安装在住宅屋顶用于提供能源的太阳能光伏发电模块单元，安装在住宅屋顶用于提供热水的太阳能热水模块单元，用于提供冷热源的能源一体机模块单元，安装在窗户外部的可调节遮阳模块单元，以及智能监测与监控单元；

所述居住单元、公共单元和辅助单元均依托基本箱式模块构建而成，所述基本箱式模块包括基础框架，基础框架为长方形框架，以基础框架为支撑，在基础框架上构建墙体结构，墙体结构由内至外依次为面漆层、防火石膏层、第一欧松板层、密封膜层、模块龙骨层、第二欧松板层、挤塑聚苯板层、防水透气膜层、水泥砂浆保护层、外涂料饰面层；

基本箱式模块上设置有无热桥密封式外门窗安装结构：包括外边框、L型连接件、连接螺栓、绝热垫块、防水透气膜及防水隔气膜，外边框通过L型连接件外挂在基本箱式模块的基础框架上，即L型连接件的立面通过长螺栓与基础框架连接，L型连接件的水平面通过螺钉与外边框固定连接，并在L型连接件立面和基础框架之间设置绝热垫块以及铺贴保温板，保温板与外边框的搭接宽度不小于20mm；外边框于室内侧与室内墙体之间铺设防水隔气膜，与装配模块内侧形成密封的气密层；在L型连接件、连接螺栓、外边框的外侧铺设防水透气膜进行防水透气；

基本箱式模块上设置有无热桥密封式通风管道安装结构：包括通风管道、内侧防水隔汽膜、外侧防水透气膜、镀锌钢套管；所述镀锌钢套管与基本箱式模块的基础框架的侧面的子梁固定连接，通风管道采用非金属隔热材料，通风管道同轴安装在镀锌钢套管内，在镀锌钢套管和通风管道之间填充保温隔热材料，并且通风管道横向贯穿基本箱式模块侧部墙体，在通风管道和基本箱式模块侧部墙体之间设置内侧防水隔汽膜和外侧防水透气膜，其中，所述内侧防水隔汽膜外侧部分被密封夹持在墙体的第一欧松板层中，内侧防水隔汽膜内侧部分向室内方向延伸并紧密包裹在通风管道外壁上，并在通风管道的室内管段上外包覆保温层将通风管道外壁上的内侧防水隔汽膜包裹住；所述外侧防水透汽膜外侧部分被密封夹持在墙体的第二欧松板层中，外侧防水透汽膜内侧部分向室外方向延伸并紧密包裹在通风管道外壁上；在通风管道与墙体外侧的间隙用预压膨胀密封带绕圈密封，并涂覆密封胶进行密封；

基本箱式模块上设置有无热桥密封式线缆进出管路安装结构：包括线缆护管、内侧防水隔汽膜、外侧防水透气膜、镀锌钢套管；所述镀锌钢套管与基本箱式模块的基础框架的侧面的子梁固定连接，线缆护管采用非金属隔热材料，线缆护管同轴安装在镀锌钢套管内，在镀锌钢套管和线缆护管之间填充保温隔热材料，并且线缆护管横向贯穿基本箱式模块侧部墙体，在线缆护管和基本箱式模块侧部墙体之间设置内侧防水隔汽膜和外侧防水透气膜，其中，所述内侧防水隔汽膜外侧部分被密封夹持在墙体的第一欧松板层中，内侧防水隔汽膜内侧部分向室内方向延伸并紧密包裹在线缆护管外壁上；所述外侧防水透汽膜外侧部分被密封夹持在墙体的第二欧松板层中，外侧防水透汽膜内侧部分向室外方向延伸并紧密包裹在线缆护管外壁上；在线缆护管与墙体外侧的间隙用预压膨胀密封带绕圈密封，并涂覆密封胶进行密封；线缆安装在线缆护管内，并在墙体处的线缆护管内部和线缆之间的间隙填充保温隔热材料以及弹性密封胶，其中密封胶位于保温隔热材料外端。

在上述技术方案中，基础框架由四根主立柱、连接在四根主立柱之间的8根主横梁以及连接在8根主横梁之间的位于6个侧面的子梁构成。综合考虑运输、吊装及建筑重量，所述基础框架的外尺寸为6055mm(长)*3600mm(宽)*3300mm(高)。

在上述技术方案中，所述基础框架的立柱、主横梁和子梁之间采用装配式连接。主横梁和主横梁之间通过一角架进行连接，角架为L型，其两侧设置有插接部，所述主横梁的端部插接在角架的插接部上，并且主横梁的端部和插接部上设置有对应的螺栓口，二者通过螺栓固定连接；立柱的端部插入在角架中，也通过螺栓固定连接；

所述主横梁包括依次连接的上内侧面板、顶面板、外侧面板、底面板、下内侧面板和翼缘板，所述上内侧面板、顶面板、外侧面板、底面板和下内侧面板围成内侧缺口的矩形形状，所述翼缘板接在下内侧面板顶部与其垂直；

所述子梁包括依次连接的内侧翼缘板、内侧面板、顶部面板、外侧面板和外侧翼缘板，内侧面板和外侧面板对称布置；

子梁的端部的顶部面板向外延伸具有一段顶面翼缘，子梁的顶面翼缘与主横梁的顶面板通过螺栓连接，子梁的内侧翼缘板和外侧翼缘板通过螺栓连接在主横梁的翼缘板上。

在上述技术方案中，在基本箱式模块的南北侧(即基本箱式模块的长度方向左右两侧面)铺贴150mm厚挤塑聚苯板，东西侧(即基本箱式模块的宽度方向前后两侧面)铺贴250mm厚挤塑聚苯板保温层，顶面铺贴300mm厚挤塑聚苯板保温层。

在上述技术方案中，基本箱式模块的顶面之上还设置有斜坡屋顶，斜坡屋顶结构包括第一工字梁、第二工字梁、第一绝热垫块、第二绝热垫块、螺栓组件、屋顶三角支架和屋顶面层；第一工字梁底面通过螺栓组件与基础框架的顶部横梁连接，并在第一工字梁底面和基础框架的顶部横梁之间设置第一绝热垫块进行阻隔热传递，第一工字梁顶面通过螺栓组件与第二工字梁底面连接，并在第一工字梁顶面和第二工字梁底面之间设置第二绝热垫块进行阻隔热传递，第二工字梁顶面通过螺栓组件与屋顶三角支架连接，在屋顶三角支架外部铺设屋顶面层。

在上述技术方案中，基本箱式模块的顶面还设置有天窗结构，天窗结构包括立撑骨架、顶部玻璃窗和外防护保温层以及内防护层；立撑骨架的底部与基础框架的顶部连接，顶部玻璃窗安装在由至少个立撑骨架围合成的窗筒的上口，在立撑骨架外侧设置外防护保温层，在立撑骨架内侧设置内防护层。

在上述技术方案中，为了保证整个住宅的密封性，还要在现场各单元组装的拼接处增设气密膜加强层，保证建筑整体气密性≤0.60。

在上述技术方案中，太阳能光伏发电模块单元：采用单晶硅太阳能光伏系统，并采用光伏建筑一体化设计，屋顶设置44㎡单晶硅太阳能光伏发电系统(装机4.5KW)，即利用半导体材料等的光伏效应原理制造太阳能电池，将光能转换成电能，光伏板倾斜角度10.37度。

在上述技术方案中，太阳能热水模块单元：包括平板集热器、储水箱、水管、支架及配件等部分组成，其中平板集热器布置于屋顶面，集热板倾斜角度10.37度，并将储水箱布置于二层屋顶平台坡屋面空间内。

在上述技术方案中，能源一体机模块单元：采用全热回收效率不低于70％的能源环境一体机对房间进行供冷供热设计，同时能源一体机兼具空气净化、引进新鲜空气功能于一体。在多数气候条件下通过加热盘管预热新鲜空气的方式即可以满足近零能耗建筑的供热需求，即新风空调采暖的理念。

在上述技术方案中，可调节遮阳模块单元：在住宅的南侧窗户外侧设置可调节竹帘外遮阳系统，夏季白天及冬季夜晚卷帘外遮阳拉下来，夏季夜晚及冬季白天卷帘外遮阳拉上去，通过卷帘外遮阳的运行策略，降低能耗。

在上述技术方案中，智能监测与监控单元：在满足室内环境参数需求的前提下，以降低房间综合能耗为目的，合理确定房间的控制模式，制定不同的空间场景模式。具体控制模式为：根据室内二氧化碳浓度变化，实现相应的设备启停、依据室内温度实现风机转速及新风阀开度调节；新风热回收装置布置于室内吊顶处，且设置保温，具备防冻保护功能，最终实现智能检测与监控。

本发明的优点和有益效果为：

本发明解决了装配式模块单元的近零能耗技术集成体系，包括无热桥、气密性以及高性能外窗及围护结构等，通过工厂生产提高现场施工效率，减少现场作业带来的环境污染，同时提高居住建筑的灵活性及适应性。

本发明有效解决近零能耗建筑的装配式建造问题。本发明除包括建筑主体—近零能耗模块单元外，并行配合安装在建筑屋顶为建筑提供能源的太阳能光伏发电模块单元；并行配合安装在建筑屋顶为建筑提供热水的太阳能热水模块单元；并行配合作为建筑冷热源的能源一体机模块单元；并行配合安装在外窗外部的可调节遮阳模块单元。

附图说明

图1是由居住单元、公共单元和辅助单元并排对接组合成的住宅模式示意图。

图2是由居住单元和公共单元并排对接组合成的住宅模式示意图。

图3是由居住单元和辅助单元并排对接组合成的住宅模式示意图。

图4是由公共单元和辅助单元并排对接组合成的住宅模式示意图。

图5是本发明中的基础框架的结构示意图。

图6是本发明中的基础框架的角架的连接结构示意图。

图7是本发明中的基础框架的主横梁和子梁连接结构示意图。

图8是本发明中的基础框架的主横梁横截面示意图。

图9是本发明中的基础框架的子梁横截面示意图。

图10是本发明中的基本箱式模块的侧视剖视图。

图11是本发明中的斜坡屋顶结构示意图。

图12是本发明中的无热桥密封式外门窗安装结构示意图。

图13是本发明中的无热桥密封式通风管道安装结构示意图。

图14是本发明中的无热桥密封式线缆进出管路安装结构示意图。

图15是实施例三中由居住单元和/或公共单元和/或辅助单元组合而成的住宅的结构示意图。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

一种近零能耗模块化住宅，包括居住单元、公共单元和辅助单元，居住单元内包含有卧室、卫生间和衣帽间，公共单元内包含有起居室和餐厅，辅助单元内包含有厨房、卫生间和次卧室。这三个单元可根据需要进行自由组合，形成多种住宅模式。具体来讲：

参见附图1，居住单元a、公共单元b和辅助单元c并排对接组合，构成第一种具有2室1厅2卫1厨的住宅模式。

参见附图2，居住单元和公共单元进行对接组合，构成第二种具有1室1厅1卫的住宅模式。

参见附图3，居住单元和辅助单元进行对接组合，构成第三种具有2室0厅2卫1厨的住宅模式。

参见附图4，公共单元和辅助单元进行对接组合，构成第四种具有1室1厅1卫1厨的住宅模式。

所述居住单元、公共单元和辅助单元均依托基本箱式模块构建而成，所述基本箱式模块包括基础框架，如图5所示，基础框架为长方形框架，该基础框架由四根主立柱m1、连接在四根主立柱上下端之间的8根主横梁m2以及连接在8根主横梁之间的位于6个侧面的子梁m3构成。综合考虑运输、吊装及建筑重量，所述基础框架的外尺寸为6055mm(长)*3600mm(宽)*3300mm(高)。以基础框架为支撑，在基础框架上构建墙体结构，墙体结构由内至外依次为面漆层、15mm厚防火石膏层(板缝用200宽密封胶带密封)、15mm厚第一欧松板层(板缝用200宽密封胶带密封，并与防火石膏板层错缝搭接)、密封膜层、模块龙骨层(龙骨内填充69厚岩棉20厚STP真空保温板)、15mm厚第二欧松板层(板缝用200宽密封胶带密封)、150-300mm挤塑聚苯板层、防水透气膜层、20-50mm厚水泥砂浆保护层、外涂料饰面层。该墙体结构具有良好的隔热保温性能以及良好的气密性，同时又具有结构稳定强度高、防水防火、重量较轻减轻运输负担等优点。

进一步的说：基本箱式模块各面的挤塑聚苯板层铺设厚度略有不同，以在控制成本和墙体厚度以及重量条件下达到最优保温功能，具体来讲，在基本箱式模块南北侧(即基本箱式模块的长度方向左右两侧面)铺贴150mm厚挤塑聚苯板，东西侧(即基本箱式模块的宽度方向前后两侧面)铺贴250mm厚挤塑聚苯板保温层，顶面铺贴300mm厚挤塑聚苯板保温层，使墙体综合传热系数0.09w/㎡·K。

进一步的说：基本箱式模块的顶面的水泥砂浆保护层厚度40-50mm。

基本箱式模块的顶面之上还设置有斜坡屋顶，斜坡屋顶与基本箱式模块的顶面之间采用无热桥连接结构，具体来讲：参见附图10-11，斜坡屋顶结构包括第一工字梁1、第二工字梁2、第一绝热垫块3、第二绝热垫块4、螺栓组件5、屋顶三角支架6和屋顶面层7。第一工字梁1底面通过螺栓组件与基础框架的顶部横梁连接，并在第一工字梁底面和基础框架的顶部横梁之间设置第一绝热垫块3进行阻隔热传递，第一工字梁1顶面通过螺栓组件与第二工字梁2底面连接，并在第一工字梁1顶面和第二工字梁2底面之间设置第二绝热垫块4进行阻隔热传递，第二工字梁2顶面通过螺栓组件与屋顶三角支架6连接，在屋顶三角支架外部铺设屋顶面层7。进一步的说，第一工字梁1位于基础框架的顶部的挤塑聚苯板保温层中，第二工字梁2位于挤塑聚苯板保温层之上的水泥砂浆保护层中。

进一步的说，屋顶三角支架包括底梁6.1和顶部支撑框架6.2，屋顶三角支架的底梁6.1两端与第二工字梁2的顶面通过螺栓组件连接，屋顶三角支架的顶部支撑框架6.2与底梁6.1通过螺栓进行连接，从而构成稳定的屋顶支撑。

进一步的说，屋顶面层是在屋顶三角支架上铺设木板层、自粘防水卷材层、起始层及沥青瓦层构成。

进一步的说，基本箱式模块的顶面还设置有天窗结构，天窗结构包括立撑骨架8、顶部玻璃窗9和外防护保温层以及内防护层。立撑骨架的底部与基础框架的顶部子梁连接，顶部玻璃窗安装在由至少4个立撑骨架围合成的窗筒的上口，在立撑骨架外侧设置外防护保温层，在立撑骨架内侧设置内防护层。

基本箱式模块上设置有无热桥密封式外门窗安装结构、无热桥密封式通风管道安装结构、以及无热桥密封式线缆进出管路安装结构；

参见附图12，无热桥密封式外门窗安装结构：包括外边框11、L型连接件12、连接螺栓13、绝热垫块14、防水透气膜及防水隔气膜，外边框11通过L型连接件12外挂在基本箱式模块的基础框架上，即L型连接件12的立面通过长螺栓与基础框架连接，L型连接件的水平面通过螺钉15与外边框11固定连接，并在L型连接件立面和基础框架之间设置20mm绝热垫块14以及铺贴保温板，保温板与外边框11的搭接宽度不小于20mm；外边框11于室内侧与室内墙体之间铺设防水隔气膜s1，与装配模块内侧形成密封的气密层；在L型连接件、连接螺栓、外边框的外侧铺设防水透气膜s2进行防水透气。进一步的说，墙体的外侧的挤塑聚苯板层、水泥砂浆保护层和外涂料饰面层要过渡连接至外边框的外侧面，墙体的内侧的防火石膏层、面漆层要过渡连接至外边框的内侧面。外边框在墙体上形成门窗洞，门窗洞中安装门体或窗户。

参见附图13，无热桥密封式通风管道安装结构：包括通风管道16、内侧防水隔汽膜17、外侧防水透气膜18、镀锌钢套管19；所述镀锌钢套管19与基本箱式模块的基础框架的侧面的子梁固定连接(例如焊接)，通风管道16采用非金属隔热材料，例如PVC，通风管道同轴安装在镀锌钢套管19内，在镀锌钢套管19和通风管道16之间填充保温隔热材料20(例如聚氨酯发泡材料)，并且通风管道横向贯穿基本箱式模块侧部墙体，在通风管道和基本箱式模块侧部墙体之间设置内侧防水隔汽膜和外侧防水透气膜，其中，所述内侧防水隔汽膜17外侧部分被密封夹持在墙体的第一欧松板层中，内侧防水隔汽膜17内侧部分向室内方向延伸并紧密包裹在通风管道外壁上，并在通风管道的室内管段上外包覆60-80mm厚橡塑保温层21将通风管道外壁上的内侧防水隔汽膜包裹住；所述外侧防水透汽膜18外侧部分被密封夹持在墙体的第二欧松板层中，外侧防水透汽膜内侧部分向室外方向延伸并紧密包裹在通风管道外壁上；在通风管道与墙体外侧的间隙用预压膨胀密封带22绕圈密封，并涂覆密封胶23进行密封；在通风管道的外侧还设置风帽24。

参见附图14，无热桥密封式线缆进出管路安装结构：包括线缆护管31、内侧防水隔汽膜32、外侧防水透气膜33、镀锌钢套管34；所述镀锌钢套管34与基本箱式模块的基础框架的侧面的子梁固定连接(例如焊接)，线缆护管31采用非金属隔热材料，例如PVC，线缆护管31同轴安装在镀锌钢套管34内，在镀锌钢套管34和线缆护管31之间填充保温隔热材料35(例如聚氨酯发泡材料)，并且线缆护管31横向贯穿基本箱式模块侧部墙体，在线缆护管和基本箱式模块侧部墙体之间设置内侧防水隔汽膜和外侧防水透气膜，其中，所述内侧防水隔汽膜32外侧部分被密封夹持在墙体的第一欧松板层中，内侧防水隔汽膜内侧部分向室内方向延伸并紧密包裹在线缆护管外壁上；所述外侧防水透汽膜33外侧部分被密封夹持在墙体的第二欧松板层中，外侧防水透汽膜内侧部分向室外方向延伸并紧密包裹在线缆护管外壁上；在线缆护管与墙体外侧的间隙用预压膨胀密封带36绕圈密封，并涂覆密封胶37进行密封；线缆38安装在线缆护管31内，并在墙体处的线缆护管内部和线缆之间的间隙填充保温隔热材料39(例如聚氨酯发泡材料)以及弹性密封胶40，其中密封胶位于保温隔热材料外端。

进一步的说，为了保证整个住宅的密封性，还要在现场各单元组装的拼接处增设气密膜加强层，保证建筑整体气密性≤0.60。

实施例二

进一步的说，参见附图6-9，所述基础框架的立柱m1、主横梁m2和子梁m3之间采用装配式连接，从而整个基础框架避免焊接，防止生锈。具体来讲：

参见附图6，主横梁和主横梁之间通过一角架m4进行连接，角架m4为L型，其两侧设置有插接部m41，所述主横梁m2的端部插接在角架的插接部m41上，并且主横梁m2的端部和插接部m41上设置有对应的螺栓口，二者通过螺栓固定连接；立柱m1的端部插入在角架m4中，也通过螺栓固定连接。

所述主横梁m2的截面图如图8所示，其包括依次连接的上内侧面板m21、顶面板m22、外侧面板m23、底面板m24、下内侧面板m25和翼缘板m26，所述上内侧面板m21、顶面板m22、外侧面板m23、底面板m24和下内侧面板m25围成内侧缺口的矩形形状，所述翼缘板m26连接在下内侧面板m25顶部与其垂直。

所述子梁m3的截面图如图9所示，其包括依次连接的内侧翼缘板m34、内侧面板m31、顶部面板m32、外侧面板m33和外侧翼缘板m35，内侧面板m31和外侧面板m33对称布置。

子梁m3的端部和主横梁m2的连接结构如图7所示，子梁m3的端部的顶部面板m32向外延伸具有一段顶面翼缘m36，该顶面翼缘m36上设置有螺栓孔，子梁m3的顶面翼缘m36与主横梁m2的顶面板m22通过螺栓连接，子梁m3的内侧翼缘板m34和外侧翼缘板m35通过螺栓连接在主横梁m2的翼缘板m26上。

实施例三

参见附图15，在实施例一的基础上，进一步的说，由居住单元和/或公共单元和/或辅助单元组合而成的住宅还包括：安装在住宅屋顶用于提供能源的太阳能光伏发电模块单元51，安装在住宅屋顶用于提供热水的太阳能热水模块单元52，用于提供冷热源的能源一体机模块单元53，安装在窗户外部的可调节遮阳模块单元54，以及智能监测与监控单元。

太阳能光伏发电模块单元：采用单晶硅太阳能光伏系统，并采用光伏建筑一体化设计，屋顶设置44㎡单晶硅太阳能光伏发电系统(装机4.5KW)，即利用半导体材料等的光伏效应原理制造太阳能电池，将光能转换成电能。

太阳能热水模块单元：包括平板集热器、储水箱、水管、支架及配件等部分组成，其中平板集热器布置于屋顶面，集热板倾斜角度10.37度，并将储水箱布置于二层屋顶平台坡屋面空间内。

能源一体机模块单元：采用全热回收效率不低于70％的能源环境一体机对房间进行供冷供热设计，同时能源一体机兼具空气净化、引进新鲜空气功能于一体。在多数气候条件下通过加热盘管预热新鲜空气的方式即可以满足近零能耗建筑的供热需求，即新风空调采暖的理念。

可调节遮阳模块单元：在住宅的南侧窗户外侧设置可调节竹帘外遮阳系统，夏季白天及冬季夜晚卷帘外遮阳拉下来，夏季夜晚及冬季白天卷帘外遮阳拉上去，通过卷帘外遮阳的运行策略，降低能耗。

智能监测与监控单元：在满足室内环境参数需求的前提下，以降低房间综合能耗为目的，合理确定房间的控制模式，制定不同的空间场景模式。具体控制模式为：根据室内二氧化碳浓度变化，实现相应的设备启停、风机转速及新风阀开度调节；新风热回收装置布置于室内吊顶处，且设置保温，具备防冻保护功能，最终实现智能检测与监控。

实施例四

所述近零能耗模块化住宅的构建方法如下：

步骤一：在工厂完成居住单元、公共单元和辅助单元的建造，在工厂内生产建造的部分包括模块结构主体，室内欧松板、防火石膏板铺设，室内面层完成面；

步骤二：采用车辆将预制好的居住单元、公共单元和辅助单元运送到目的地；

步骤三：在现场完成居住单元、公共单元和辅助单元的结构主体集成组装，现场铺设保温层、防水透气膜、砂浆保护层并完成外饰面，最终形成住宅。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种近零能耗模块化住宅，其特征在于：包括居住单元、公共单元和辅助单元，所述居住单元内包含有卧室、卫生间和衣帽间，公共单元内包含有起居室和餐厅，辅助单元内包含有厨房、卫生间和次卧室，这三个单元根据需要进行自由组合，形成多种住宅模式；

由居住单元和/或公共单元和/或辅助单元组合而成的住宅还包括：安装在住宅屋顶用于提供能源的太阳能光伏发电模块单元，安装在住宅屋顶用于提供热水的太阳能热水模块单元，用于提供冷热源的能源一体机模块单元，安装在窗户外部的可调节遮阳模块单元，以及智能监测与监控单元；

所述居住单元、公共单元和辅助单元均依托基本箱式模块构建而成，所述基本箱式模块包括基础框架，基础框架为长方形框架，以基础框架为支撑，在基础框架上构建墙体结构，墙体结构由内至外依次为面漆层、防火石膏层、第一欧松板层、密封膜层、模块龙骨层、第二欧松板层、挤塑聚苯板层、防水透气膜层、水泥砂浆保护层、外涂料；

基本箱式模块上设置有无热桥密封式外门窗安装结构：包括外边框、L型连接件、连接螺栓、绝热垫块、防水透气膜及防水隔气膜，外边框通过L型连接件外挂在基本箱式模块的基础框架上，即L型连接件的立面通过长螺栓与基础框架连接，L型连接件的水平面通过螺钉与外边框固定连接，并在L型连接件立面和基础框架之间设置绝热垫块以及铺贴保温板，保温板与外边框的搭接宽度不小于20mm；外边框于室内侧与室内墙体之间铺设防水隔气膜，与装配模块内侧形成密封的气密层；在L型连接件、连接螺栓、外边框的外侧铺设防水透气膜进行防水透气；

基本箱式模块上设置有无热桥密封式通风管道安装结构：包括通风管道、内侧防水隔汽膜、外侧防水透气膜、镀锌钢套管；所述镀锌钢套管与基本箱式模块的基础框架的侧面的子梁固定连接，通风管道采用非金属隔热材料，通风管道同轴安装在镀锌钢套管内，在镀锌钢套管和通风管道之间填充保温隔热材料，并且通风管道横向贯穿基本箱式模块侧部墙体，在通风管道和基本箱式模块侧部墙体之间设置内侧防水隔汽膜和外侧防水透气膜，其中，所述内侧防水隔汽膜外侧部分被密封夹持在墙体的第一欧松板层中，内侧防水隔汽膜内侧部分向室内方向延伸并紧密包裹在通风管道外壁上，并在通风管道的室内管段上外包覆保温层将通风管道外壁上的内侧防水隔汽膜包裹住；所述外侧防水透汽膜外侧部分被密封夹持在墙体的第二欧松板层中，外侧防水透汽膜内侧部分向室外方向延伸并紧密包裹在通风管道外壁上；在通风管道与墙体外侧的间隙用预压膨胀密封带绕圈密封，并涂覆密封胶进行密封；

基本箱式模块上设置有无热桥密封式线缆进出管路安装结构：包括线缆护管、内侧防水隔汽膜、外侧防水透气膜、镀锌钢套管；所述镀锌钢套管与基本箱式模块的基础框架的侧面的子梁固定连接，线缆护管采用非金属隔热材料，线缆护管同轴安装在镀锌钢套管内，在镀锌钢套管和线缆护管之间填充保温隔热材料，并且线缆护管横向贯穿基本箱式模块侧部墙体，在线缆护管和基本箱式模块侧部墙体之间设置内侧防水隔汽膜和外侧防水透气膜，其中，所述内侧防水隔汽膜外侧部分被密封夹持在墙体的第一欧松板层中，内侧防水隔汽膜内侧部分向室内方向延伸并紧密包裹在线缆护管外壁上；所述外侧防水透汽膜外侧部分被密封夹持在墙体的第二欧松板层中，外侧防水透汽膜内侧部分向室外方向延伸并紧密包裹在线缆护管外壁上；在线缆护管与墙体外侧的间隙用预压膨胀密封带绕圈密封，并涂覆密封胶进行密封；线缆安装在线缆护管内，并在墙体处的线缆护管内部和线缆之间的间隙填充保温隔热材料以及弹性密封胶，其中密封胶位于保温隔热材料外端。

2.根据权利要求1所述的近零能耗模块化住宅，其特征在于：基础框架由四根主立柱、连接在四根主立柱之间的8根主横梁以及连接在8根主横梁之间的位于6个侧面的子梁构成。综合考虑运输、吊装及建筑重量，所述基础框架的外尺寸为6055mm(长)*3600mm(宽)*3300mm(高)。

3.根据权利要求1所述的近零能耗模块化住宅，其特征在于：所述基础框架的立柱、主横梁和子梁之间采用装配式连接，主横梁和主横梁之间通过一角架进行连接，角架为L型，其两侧设置有插接部，所述主横梁的端部插接在角架的插接部上，并且主横梁的端部和插接部上设置有对应的螺栓口，二者通过螺栓固定连接；立柱的端部插入在角架中，也通过螺栓固定连接；

所述主横梁包括依次连接的上内侧面板、顶面板、外侧面板、底面板、下内侧面板和翼缘板，所述上内侧面板、顶面板、外侧面板、底面板和下内侧面板围成内侧缺口的矩形形状，所述翼缘板接在下内侧面板顶部与其垂直；

所述子梁包括依次连接的内侧翼缘板、内侧面板、顶部面板、外侧面板和外侧翼缘板，内侧面板和外侧面板对称布置；

子梁的端部的顶部面板向外延伸具有一段顶面翼缘，子梁的顶面翼缘与主横梁的顶面板通过螺栓连接，子梁的内侧翼缘板和外侧翼缘板通过螺栓连接在主横梁的翼缘板上。

4.根据权利要求1所述的近零能耗模块化住宅，其特征在于：在基本箱式模块的长度方向左右两侧面铺贴150mm厚挤塑聚苯板，基本箱式模块的宽度方向前后两侧面铺贴250mm厚挤塑聚苯板保温层，顶面铺贴300mm厚挤塑聚苯板保温层。

5.根据权利要求1所述的近零能耗模块化住宅，其特征在于：基本箱式模块的顶面之上还设置有斜坡屋顶，斜坡屋顶结构包括第一工字梁、第二工字梁、第一绝热垫块、第二绝热垫块、螺栓组件、屋顶三角支架和屋顶面层；第一工字梁底面通过螺栓组件与基础框架的顶部横梁连接，并在第一工字梁底面和基础框架的顶部横梁之间设置第一绝热垫块进行阻隔热传递，第一工字梁顶面通过螺栓组件与第二工字梁底面连接，并在第一工字梁顶面和第二工字梁底面之间设置第二绝热垫块进行阻隔热传递，第二工字梁顶面通过螺栓组件与屋顶三角支架连接，在屋顶三角支架外部铺设屋顶面层。

6.根据权利要求1所述的近零能耗模块化住宅，其特征在于：基本箱式模块的顶面还设置有天窗结构，天窗结构包括立撑骨架、顶部玻璃窗和外防护保温层以及内防护层；立撑骨架的底部与基础框架的顶部连接，顶部玻璃窗安装在由至少个立撑骨架围合成的窗筒的上口，在立撑骨架外侧设置外防护保温层，在立撑骨架内侧设置内防护层。

7.根据权利要求1所述的近零能耗模块化住宅，其特征在于：为了保证整个住宅的密封性，还要在现场各单元组装的拼接处增设气密膜加强层，保证建筑整体气密性≤0.60。

8.根据权利要求1所述的近零能耗模块化住宅，其特征在于：太阳能光伏发电模块单元：采用单晶硅太阳能光伏系统，并采用光伏建筑一体化设计，屋顶设置44㎡单晶硅太阳能光伏发电系统，即利用半导体材料等的光伏效应原理制造太阳能电池，将光能转换成电能；太阳能热水模块单元：包括平板集热器、储水箱、水管、支架及配件等部分组成，其中平板集热器布置于屋顶面，集热板倾斜角度10.37度；能源一体机模块单元：采用全热回收效率不低于70％的能源环境一体机对房间进行供冷供热。

9.根据权利要求1所述的近零能耗模块化住宅，其特征在于：可调节遮阳模块单元：在住宅的南侧窗户外侧设置可调节竹帘外遮阳系统，夏季白天及冬季夜晚卷帘外遮阳拉下来，夏季夜晚及冬季白天卷帘外遮阳拉上去，通过卷帘外遮阳的运行策略，降低能耗。

10.根据权利要求1所述的近零能耗模块化住宅的快速构建方法如下：

步骤一：在工厂完成居住单元、公共单元和辅助单元的建造，在工厂内生产建造的部分包括模块结构主体，室内欧松板、防火石膏板铺设，室内面层完成面；

步骤二：采用车辆将预制好的居住单元、公共单元和辅助单元运送到目的地；

步骤三：在现场完成居住单元、公共单元和辅助单元的结构主体集成组装，现场铺设保温层、防水透气膜、砂浆保护层并完成外饰面，最终形成住宅。

Images