CN113356596A - 基于柔性材料和刚性支撑结构的密闭空间构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于柔性材料和刚性支撑结构的密闭空间构建方法，包括以下步骤：S1：利用柔性材料制作密闭空间的壁结构及支撑气柱结构；S2：利用充气装置向支撑气柱进行临时充气，将平躺于地面的柔性材料支撑成立体，使壁结构充分伸展；S3：将已切分为横档的刚性支撑结构搬运到密闭空间内进行搭建以支撑壁结构，将密闭空间分为若干个具有房屋形状的空间单元；S4：向密闭空间引入新风循环，并利用舱压控制系统中的进排风功率制造压差，构建具有正负压特性的密闭空间。本发明能够保证了密闭空间结构展开到满足施工人员进入安装刚性支撑结构的条件，大幅提高了效率，具备简易性、经济性的优势，无运维充气系统成本，有效提升抗疫防疫响应速度与能力。
Description
技术领域
本发明属于装备制造技术领域，具体涉及一种基于柔性材料和刚性支撑结构的密闭空间构建方法。
背景技术
采用柔性材料搭建密闭空间可广泛应用于快速隔离传染细菌、病毒和构建洁净生产、实验环境；新冠肺炎全球大范围爆发，作为极具传染性、死亡率高的疾病，对感染者、潜在着的筛查工作带来了很大困难，遏制病情通常需要全民在极短时间内全部筛查，给当地实验室带来巨大压力，因此急需用于病毒检测及研究的正负压洁净密闭空间（或生物安全实验室)用以病毒检测传统的构建方法包括了采用充气支撑结构，或采用刚性支撑结构的构建方式。
由于柔性面料接缝、气密性能及制作工艺所限，充气支撑结构需要通过气泵长期补充气体以保持支撑强度，大幅提高了运维成本；采用刚性支撑结构在搭建过程中，难以快速展开柔性面料，工人无法进入面料结构内施工，导致施工周期长，难度大。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种基于柔性材料和刚性支撑结构的密闭空间构建方法，引入临时充气支撑结构保证了密闭空间结构展开到满足施工人员进入安装刚性支撑结构的条件大幅提高了效率，同时兼具了充气支撑结构的实施效率和采用刚性支撑结构时制作柔性密封空间壁结构的简易性、经济性，无运维充气系统成本，有效提升了抗疫防疫响应速度与能力。
本发明的具体方案如下所示：
一种基于柔性材料和刚性支撑结构的密闭空间构建方法，包括以下步骤：
S1：利用柔性材料制作密闭空间的壁结构及若干支撑气柱结构；
S2：利用充气装置向支撑气柱进行临时充气，将平躺于地面的柔性材料支撑成立体，使壁结构充分伸展；
S3：将若干已切分为横档的刚性支撑结构搬运到密闭空间内部进行搭建以支撑壁结构，并在搭建过程中将密闭空间分为若干个具有房屋形状的空间单元；
所述空间单元包括一个用于作为主要功能区域的主空间以及若干个用于作为辅助功能区域的副空间。
优选的，还包括：通过密闭空间中设置新风循环系统引入新风循环，并通过新风循环系统中的进排风功率制造压差，构建具有正负压特性的密闭空间；所述新风循环系统配置有舱压控制系统，通过预先设置的算法来控制进排风机和进出风口的电动风阀，通过风机档位和电动风阀开口角度调控密闭空间内大气压值，所述舱压控制系统用于稳定控制空间单元的正压环境或负压环境，并对空间单元的正压环境或负压环境参数进行设置。
优选的，所述新风循环系统包括进风口接口、出风口接口，所述进风口接口连接至进风机，所述出风口接口连接至排风机，所述舱压控制系统分别电性接至排风机、进风机以及设置于进风口接口、出风口接口中的电动风阀。
优选的，所述步骤S1中的柔性材料为具有气密性能的PVC夹网，所述气柱结构为柔性面料材料制成的管型结构，在充气后形成柱、梁、拱用做临时支撑。
优选的，所述充气过程中采用空气泵作为充气设备，使得密闭空间充分伸展后，形成可以竖立于地面的支撑立柱；所述充气泵采用电动气泵、手动气泵或脚动气泵。
优选的，还包括利用设置于新风循环系统并连接至进风机与排风机的空气消毒装置进行杀菌，消毒、过滤的过程；所述空气消毒装置为紫外线空气消毒器、离子空气消毒器、紫外线臭氧消毒器、过氧化氢灭菌器中一种。
优选的，所述空间单元的顶部或侧面中还设置有采光装置，所述采光装置采用柔性材质、玻璃、塑料中的任意一种或多种制成所述空间单元中还配设有空调装置、加湿器和干燥器。
优选的，所述空间结构中还配备有进水管道、排水管道，电缆线、信号线中的一种或多种，以及废弃物收集装置、废弃处理装置、污液处理装置、冷凝水收集处理装置中的一种或多种。
优选的，所述空间结构的两侧设置有用于控制通行的智能门装置，所述智能门装置为刚性材料制成的框架门、普通木门、洁净门、型材门、柔性材料制成的拉链门中的一种。
优选的，所述刚性支撑结构、智能门装置、采光装置均通过拉链、磁力吸附、黏贴、卡扣、魔术贴中的任一种或多种方式连接至柔性材料。
本发明的有益效果为：
本发明通过在传统的型材支撑空间搭建结构中创新地引入临时充气支撑结构，大幅降低了向气密的柔性布料结构中布置架设刚性支撑结构的施工难度，提高施工效率；同时避免了长期依靠充气支撑的密闭空间结构需要不断充气以保证支撑能力的问题，且能够用于应对流行病爆发时的实验室空间和正负压隔离病房空间的快速搭建，本发明结构简单，极大节约制造成本和时间，便于日常储存，运输快捷，可快速部署。
附图说明
图1为本发明提供的密闭空间的架构图。
图2为密闭空间内部的构建结构示意图。
图3为新风循环系统的结构组成框图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图对本发明的实施例进行详细说明。
本发明提供了一种基于柔性材料和刚性支撑结构的密闭空间构建方法，用于构建如图1所示的包括壁结构1、支撑气柱2和刚性支撑结构3的密闭空间结构，包括以下步骤：
1、利用柔性材料制作密闭空间的壁结构及支撑气柱结构。
2、利用充气装置向支撑气柱进行临时充气，使壁结构充分伸展。其中，支撑气柱通过空气泵充气，使得密闭空间充分伸展后，形成可以竖立于地面的支撑立柱，将平躺于地面的柔性材料支撑成立体空间，支撑气柱在搭建完后可供气或放气。
3、施工人员将刚性支撑结构搬运到密闭空间，并将已切分为横档的刚性支撑结构快速组装为柱、梁、拱结构以支撑壁结构。刚性支撑结构搭建好后对柔性面料起到长期支撑作用，临时充气的气柱无需继续保持气压，支撑气柱在充气状态下，密闭空间内的刚性支撑结构可以快速搭建或拆卸，刚性支撑结构拆卸完毕后，支撑气柱在放气状态下可实现快速折叠收纳。
4、在密闭空间下，设置于密闭空间中的新风循环系统引入新风循环，并通过新风循环系统中的进排风功率制造压差，构建具有正负压特性的密闭空间。
其中新风循环系统配置有舱压控制系统，用于控制进排风机和进出风口的电动风阀，通过风机档位和电动风阀开口角度，调控密闭空间内大气压值。
新风循环系统内具有灭菌处理的进气装置与各区域连通，并向充入和排出经灭菌处理的气体；排出的气体体积小于或大于充入的气体体积，使得密闭空间形成正负压，并且通过舱压控制器稳定控制压差。
新风循环系统中还对接有空气消毒装置，用于对输入密闭空间以及排放到外部的空气进行杀菌，消毒、过滤等措施。
由上述方法形成的密闭空间结构，其中柔性材料用于制作密闭空间壁结构，以及制作在搭建过程中临时充气的支撑气柱结构。
在搭建过程中，通过向支撑气柱临时充气，使密闭空间得以充分伸展，施工人员可以方便将刚性支撑结构件搬运到密闭空间内快速搭建刚性支撑结构；刚性支撑结构搭建好后对柔性面料起到长期支撑作用，临时充气的气柱无需继续保持气压。
其中，柔性材料采用柔性面料，常用PVC夹网布制成，气柱结构为柔性面料制作的管型结构，充气后能够形成柱、梁、拱等对空间具有支撑作用的形态。
其中，刚性支撑结构采用金属、塑料、木料等具有一定强度的型材构建，若干刚性支撑结构经组装可形成柱、梁、拱等对柔性封闭面料具有支撑作用的结构，在工程上一般采用钢、铝、铝合金型材实现。
实施例1：
基于上述获得的密闭空间，在密闭空间两侧设置用于通行的智能门装置，以满足通行控制需要，限制通行人群，其中，智能门装置可采用柔性材料的拉链门、刚性材料的框架门、普通木门、洁净门、型材门中的任意一种或多种方式组合。
其中，智能门装置与柔性材料连接方式包括黏胶、拉链、磁力吸附、黏贴、卡扣、魔术贴中的任意一种或多种方式组合。
实施例2：
上述柔性材料和刚性支撑结构构建的密闭空间，包括：对柔性面料制成的气柱充气，将平躺于地面的柔性面料支撑成立体，然后将刚性支撑结构在柔性面料内部快速安装搭建成可支撑的空间结构，形成一或多个具有房屋形状的空间单元，其中刚性支撑结构切成横档，横档与横档通过连接件连接固定，空间单元可根据需求划分形成一个用于作为主要功能区域的主空间、及一或多个用于作为辅助功能区域的副空间。
如图2所示，空间单元中具体包括操作区、两个缓冲区，前后各设有两个操作台，同时应用实施例1中的智能门装置，并在智能门的旁边设置有用于传递样品与废料的传递窗，同时在密闭空间内设置新风循环系统。
如图3所示，本实施例中还设置有新风循环系统，包括进/出风口接口，分别连接至进、排风机，向密闭空间内引入新风循环，为密闭空间提供人员或动植物生存所需的空气环境支持，且可以通过控制新风循环系统的进排风功率制造压差，构建具有正负压特性的密闭空间。
其中，正负压特性的密闭空间采用舱压控制系统连接新风循环系统的分级和新风系统通风口的电动风阀，通过调节风机档位和电动风阀开口角度，使得空间内大气压值精准稳定，该过程为自动化控制，通过预先设置于舱压控制系统的算法和值来完成。本实施例中利用现有技术中的阀门、风机控制方法来完成自动化控制，例如使用PLC控制系统配合电机的形式，因此不在此展开说明。
其中，舱压控制系统可稳定控制一个或者多个空间单元的正压环境或负压环境，能对一个或者多个空间单元的正压环境或负压环境参数进行设置。
其中，正负压特性的密闭空间的一个或多个空间单元中还包括空气消毒装置，在本实施例中，可选用紫外线空气消毒器、离子空气消毒器、紫外线臭氧消毒器、过氧化氢灭菌器中的任何一种或多种组合。上述设备的安装位置视实际情况而定，本实施例中不做限定。
作为本发明的另一种实施方式，正负压特性的密闭空间的空间单元中配备有进水管道、排水管道，电缆线、信号线中的任意一种或多种，同时也配有废弃物收集装置、废弃处理装置、污液处理装置、冷凝水收集处理装置中的任意一种或多种，上述装置未在图2中示出。上述设备的安装位置视实际情况而定，本实施例中不做限定。
上述的新风循环系统能够使室内空气产生循环，将室内污浊的空气经过杀菌，消毒、过滤等措施后排出室外，另一方面把室外新鲜的空气经过杀菌，消毒、过滤等措施后，再输入到室内，让空间内时刻保持新鲜干净的空气。
作为本发明的另一种实施方式，空间单元的顶部和/或侧面设置有采光装置，采光装置可采用柔性材料、玻璃、塑料中的任意一种或多种制成；空间单元还配设有空调装置，用于对空间内空气进行加热或制冷，同时配设有加湿器、干燥器，以满足空气湿度要求。
其中，采光装置与柔性材料连接方式为黏胶、拉链、磁力吸附、黏贴、卡扣、魔术贴中的任一种或多种方式组合；空调装置、加湿器、干燥器的安装位置视实际情况而定，本实施例中不做限定。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种基于柔性材料和刚性支撑结构的密闭空间构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：利用柔性材料制作密闭空间的壁结构及若干支撑气柱结构；
S2：利用充气装置向支撑气柱进行临时充气，将平躺于地面的柔性材料支撑成立体，使壁结构充分伸展；
S3：将若干已切分为横档的刚性支撑结构搬运到密闭空间内部进行搭建以支撑壁结构，并在搭建过程中将密闭空间分为若干个具有房屋形状的空间单元；
所述空间单元包括一个用于作为主要功能区域的主空间以及若干个用于作为辅助功能区域的副空间。
2.根据权利要求1所述的基于柔性材料和刚性支撑结构的密闭空间构建方法，其特征在于，还包括：通过密闭空间中设置新风循环系统引入新风循环，并通过新风循环系统中的进排风功率制造压差，构建具有正负压特性的密闭空间；所述新风循环系统配置有舱压控制系统，通过预先设置的算法来控制进排风机和进出风口的电动风阀，通过风机档位和电动风阀开口角度调控密闭空间内大气压值，所述舱压控制系统用于稳定控制空间单元的正压环境或负压环境，并对空间单元的正压环境或负压环境参数进行设置。
3.根据权利要求2所述的基于柔性材料和刚性支撑结构的密闭空间构建方法，其特征在于，所述新风循环系统包括进风口接口、出风口接口，所述进风口接口连接至进风机，所述出风口接口连接至排风机，所述舱压控制系统分别电性接至排风机、进风机以及设置于进风口接口、出风口接口中的电动风阀。
4.根据权利要求1所述的一种基于柔性材料和刚性支撑结构的密闭空间构建方法，其特征在于，所述步骤S1中的柔性材料为具有气密性能的PVC夹网，所述气柱结构为柔性面料材料制成的管型结构，在充气后形成柱、梁、拱用做临时支撑。
5.根据权利要求4所述的一种基于柔性材料和刚性支撑结构的密闭空间构建方法，其特征在于，所述充气过程中采用空气泵作为充气设备，使得密闭空间充分伸展后，形成可以竖立于地面的支撑立柱；所述充气泵采用电动气泵、手动气泵或脚动气泵。
6.根据权利要求2所述的基于柔性材料和刚性支撑结构的密闭空间构建方法，其特征在于，还包括利用设置于新风循环系统并连接至进风机与排风机的空气消毒装置进行杀菌，消毒、过滤的过程；所述空气消毒装置为紫外线空气消毒器、离子空气消毒器、紫外线臭氧消毒器、过氧化氢灭菌器中一种。
7.根据权利要求2所述的基于柔性材料和刚性支撑结构的密闭空间构建方法，其特征在于，所述空间单元的顶部或侧面中还设置有采光装置，所述采光装置采用柔性材质、玻璃、塑料中的任意一种或多种制成所述空间单元中还配设有空调装置、加湿器和干燥器。
8.根据权利要求1所述的基于柔性材料和刚性支撑结构的密闭空间构建方法，其特征在于，所述空间结构中还配备有进水管道、排水管道，电缆线、信号线中的一种或多种，以及废弃物收集装置、废弃处理装置、污液处理装置、冷凝水收集处理装置中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的基于柔性材料和刚性支撑结构的密闭空间构建方法，其特征在于，所述空间结构的两侧设置有用于控制通行的智能门装置，所述智能门装置为刚性材料制成的框架门、普通木门、洁净门、型材门、柔性材料制成的拉链门中的一种。
10.根据权利要求7或9所述的基于柔性材料和刚性支撑结构的密闭空间构建方法，其特征在于，所述刚性支撑结构、智能门装置、采光装置均通过拉链、磁力吸附、黏贴、卡扣、魔术贴中的任一种或多种方式连接至柔性材料。
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