CN113944355A - 低能耗装配式工业厂房 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低能耗装配式工业厂房，包括能源系统和外围护结构，外围护结构包括装配式结构的外墙系统和屋面系统，减少现场作业，现场部分与车间加工部分同步进行，安装效率高；具有良好保温、隔热、密封性，外墙系统的传热系数小于等于0.034w/㎡·k，屋面系统的传热系数小于等于0.026w/㎡·k。能源系统采用多能互补单元智慧地提供能量，能源合理利用；能源系统对设备能源消耗量的监测有效改善能源利用率；能源系统将生产设备余热回收，回收的余热与新风单元有效进行冷热量交换，厂房常年维持恒温恒湿、恒氧的状态，对传统能源依赖性小，有效减少碳排放，与采用传统能源的工厂相比，综合运营能耗下降85%以上。

Description

低能耗装配式工业厂房

技术领域

本发明涉及低能耗建筑领域，尤其是一种低能耗装配式工业厂房。

背景技术

平凡的工业建筑造就了我们生活中大量的人造环境，它们与我们的公共建筑一样重要，它们所消耗的能量不计其数。在可预见的未来，应环保要求，工业能耗将会受到极大的限制，为此在产业链日渐完善、国产制造加工能力与日俱增的同时，我们亟需低能耗的工业厂房，以顺应低碳绿色发展的潮流。

发明内容

本发明的目的是要提供一种低能装配式工业厂房。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供了一种低能耗装配式工业厂房，包括能源系统和外围护结构，能源系统让公司的能源利用最大化，通过对外围护结构的密闭、保温隔热处理，工业厂房的传热系数指标达到被动式建筑的标准和要求。

厂房具有办公生活区和工业生产区，办公生活区设置有第一新风单元，工业生产区设置有第二新风单元、若干生产设备。能源系统包括用于提供能量的多能互补单元、用于控制第一新风单元工作并监测其能源消耗量以及监测办公室生活区内能源消耗量的第一控制单元、用于监控工业生产区内的设备能源消耗量的第二控制单元。第二控制单元包括子控制单元、子监测单元以及输入端与子监测单元的输出端相连接的故障信息接收单元，子控制单元用于控制第二新风单元工作以及监测其能源消耗量，子监测单元用于监测生产设备的实际能源消耗量并将其监测到的实际能源消耗量与其预设的能源消耗量对比，若实际能源消耗量大于预设的能源消耗量，子监测单元发送警报信号至故障信息接收单元，警报信号发出后生产设备并不会停止运行，由于生产设备需要稳定运行，子监控单元若实时根据其能源消耗量及时调整能源输入，很大可能会影响生产设备的运行状态，从而造成产品质量受影响、设备受损等问题，因而需要工作人员从故障信息接受单元读取信息后再处理解决。第一控制单元、第二控制单元的监测内容最终也会反馈至工作人员处进行评估分析，以针对能源利用率低的地方进行调整改进。

需要补充解释的是，多能互补单元指的是可包容多种资源输入，并具有多种产出功能和运输形式的能源系统，多种能源在系统中能够综合互补利用，并统筹安排好各种能量之间的配合关系和转换实用，以取得最合理的能源利用效益。多能互补单元包括光伏单元，光伏单元发电可以极大的减少工厂的碳排放，甚至可以向公共电网提供多余的电能，达到负碳排放工厂，为企业节省大量的成本。能源系统还包括用于采集回收生产设备运行余热的余热回收利用单元，余热回收利用单元、第一新风单元、第二新风单元均与多能互补单元连接，第一新风单元、第二新风单元均与余热回收利用单元连接。余热回收利用单元中的能量和第一新风单元、第二新风单元所需的能量结合，进行有效的冷热量交换控制，保证厂房的恒温恒湿，同时尽可能减少对传统能源的利用，有效减少了碳排放。第一新风单元、第二新风单元一小时分别能有效置换空气至少两次、一次。

外围护结构包括外墙系统和屋面系统，外墙系统包括铺设于厂房墙体外表面的第一保温层和通过安装组件连接在第一保温层前侧的外墙板，外墙板与墙体之间具有空气流动腔，空气流动腔所发挥的作用等同于热水瓶的隔热层的作用，设置空气流动腔能够有效降低厂房的供暖/供冷需求，具有经济可行性。安装组件的前部位于空气流动腔中且后部穿过第一保温层与墙体连接，安装组件穿过第一保温层能够减小因安装组件的安装需求而使墙体大面积暴露，确保墙体均衡具有保温性和隔热性。除位于安装组件后的需要穿过第一保温层与墙体连接的部件需要在现场施工外，安装组件中的其余部件均可以先在车间拼装再转移到安装现场，然后通过可靠的连接方式装配，减少现场作业，现场浇筑部分与车间加工部分同步进行，安装效率高。安装组件中的相邻的部件之间均相互隔热，达到断桥隔热的效果，相邻两块外墙板之间的连接缝注胶填充，外墙系统气密性良好。外墙板为辊涂镀铝锌钢板，所述辊涂镀铝锌钢板被定义为辊涂有一定涂层的镀铝锌钢板，这里的外墙板的背部覆有隔热涂层。厂房外立面为金属外立面。

屋面系统包括与厂房的钢结构主体的顶部连接的第一支撑结构、设置于支撑结构上方的保温结构、连接于保温结构上方的第二支撑结构，光伏单元通过第二支撑结构连接于保温结构上方。将第一支撑结构与保温结构连接的部件以及将第二支撑结构与保温结构连接的部件上均具有隔热涂层。屋面系统的三大结构均为单元式的装配模块，在保证结构强度的基础上减轻了结构重量，具有较大节省时间、人力、资源成本的优势。保温结构以及所述具有隔热涂层的部件有效的提高屋顶的隔热、保温性能，最终达到节能的目的。

进一步地，安装组件包括位于墙体中的预埋件、穿过第一保温层且后部与预埋件连接的第一连接件、后部与第一连接件连接的第二连接件、连接于第二连接件前部的转接件、通过第三连接件连接到转接件前部的立柱、通过第四连接件连接于立柱前侧的第一龙骨，外墙板挂接于第一龙骨的前侧。具体地，第一连接件具有螺纹孔，第二连接件的后部具有外螺纹，更为具体地说，第二连接件后部具有螺纹杆，螺纹杆部分的外螺纹与螺纹孔连接。第一连接件与第二连接件均为简单的结构，两者之间连接可靠、装拆方便，并且可以提前预制，将第二连接件与外墙板提前装配，缩短现场安装的工期。通过将第二连接件相对第一连接件拧紧、放松可以满足因外墙板与外墙板之间不平整或墙体结构不平整带来的调整需求。转接件前部的两侧均具有沿前后方向设置的第一滑槽，立柱的两侧具有通孔，第一滑槽与通孔一一对应且第三连接件穿过第一滑槽和通孔，通过改变第三连接件在第一滑槽中的前后位置对外墙板的前后位置进行微调。立柱前部具有沿上下方向设置的第二滑槽，第四连接件穿过第一龙骨的后部以及第二滑槽，通过改变第四连接件在第二滑槽中的上下位置调整第一龙骨相对立柱的高度位置，进而对外墙板的高度位置进行调整。

第一连接件的外侧覆有隔热涂层或隔热套件，第二连接件的外部覆有隔热涂层，第一连接件与预埋件之间具有隔热垫块，转接件的外部覆有隔热涂层，实现隔热断桥的效果。

综合上述，外墙系统的传热系数小于等于0.034w/㎡•k。

更进一步地，外墙板的背部连接有用于维持其平整度的框架，框架包括四根首尾依次相连的骨架，骨架具有沿其长度方向设置的第一插槽，四根骨架的第一插槽相互联通，外墙板包括沿其四周朝向背侧延伸的延伸部，延伸部对应插入第一插槽。框架与外墙板拼接时，四根骨架先拼接形成框架，再将外墙板骨架相互扣压，外墙板四周的延伸部同时插入框架的第一插槽中，两者拼装简单，同时外墙板由于受到框架结构限制其外饰面保持较高的平整度，有效避免外墙板因温度应力、自重等因素产生形变。

更进一步地，位于框架下部的骨架的上侧部连接有第一挂接件，位于框架上部的骨架的下侧部连接有第二挂接件，第一龙骨具有位置上下对应的第一挂接部和第二挂接部，第一挂接件、第二挂接件分别挂接于第一挂接部、第二挂接部上，外墙板相对安装组件可重复拆装，方便工业厂房检修、修缮。

进一步地，保温结构包括从上至下依次排布的压型顶板、第二保温层、压型底板，压型顶板、压型底板均为辊涂镀铝锌钢板，保温结构的强度高，防腐性能优良。具体地，每块压型顶板的相对的两侧通过折弯形成向上拱起的半坡结构，半坡结构的顶部边缘通过折弯形成绞合部，相邻两块压型顶板的相互靠近的半坡结构相拼接形成向上拱起的波形结构，并且这两个半坡结构上的绞合部相互绞合，第二保温层的上表面设置有若干支撑座，支撑座的上部具有绞合片，绞合片和与其位置对应的绞合部相互绞合，使保温结构形成单元式的装配模块，提高装卸便捷性，进而提高屋顶的施工效率。另外，由于压型板相对平面板材的结构强度更高，可以很好地保护第二保温层。支撑座外侧覆有隔热涂层，在保温结构中形成断桥。

保温结构还包括固定连接于支撑座的下部的第五连接件、固定连接于第五连接件下部的第六连接件，第五连接件以及第六连接件的上部穿过第二保温层，且第六连接件的下部与第一支撑结构连接；第五连接件的长度方向与第六连接件的长度方向相互垂直。

更进一步地，第二支撑结构包括若干纵横交错设置的第二龙骨、连接在第二龙骨上方的安装架以及连接在第二龙骨下方的固定夹，光伏单元包括若干太阳能发电板，每块太阳能发电板的边缘均嵌套于安装架上部，相邻两块压型顶板的相互绞合的绞合部均卡接于同一固定夹的下部。

进一步地，第一支撑结构包括与压型底板固定连接的次檩条、设置在次檩条下方且与次檩条相互垂直的主檩条、用于连接次檩条与主檩条的第一安装板、用于连接主檩条和建筑钢结构主体的第二安装板，第一安装板与次檩条之间具有隔热垫片。

综合上述，屋面也为单元式装配模块，装卸便捷性高，屋面系统的传热系数小于等于0.026w/㎡•k。

进一步地，子监测单元监测的生产设备至少包括第一生产设备、第二生产设备，余热回收利用单元至少包括余热储热器、余热热泵机组、第一热交换器、第二热交换器、第三热交换器、第四热交换器，第一热交换器、第二热交换器用于对多能互补单元输出的能量进行分级利用，第三热交换器用于将经分级利用后剩余的热量回收储存至余热储热器，第四热交换器用于将第一生产设备、第二生产设备运行余热回收储存至余热储热器。具体地，第一热交换器的输入端与多能互补单元连接，第一热交换器的第一输出端与第一生产设备的输入端连接且第一热交换器的第二输出端连接到第二生产设备的输入端，第一生产设备的输出端与多能互补单元连接以将其中的剩余的能源充分利用。第二生产设备的第一输出端与第三热交换器的第一输入端连接，第三热交换器的第二输入端、第一输出端均与余热储热器连接；第一生产设备、第二生产设备的运行余热接入第四热交换器的第一输入端，第四热交换器的第二输入端、第一输出端均与余热储热器连接；余热储热器通过余热热泵机组与第一新风单元、第二新风单元连接。

第一生产设备所利用的能源相较第二生产设备所利用的能源而言为高品位能源，通常，能源品味的高低按照能源转换成热能后所能达到的温度高低来区分，也就是说能源的品位高低是相对而言的，这里所说的第一生产设备为高品位能源、第二生产设备为低品位能源，可以理解为，第一生产设备是对热量需求较高的设备，相比第一生产设备，第二生产设备对热量的需求较低。举个例子，多能互补单元的能量经反应产生了700℃的高温能量，该高温能量输入第一热交换器，通过第一热交换器供给第一生产设备利用，经过第一热交换器后该700℃的高温能量降温成为100℃的低温能量，这部分的能量刚好可以供给第二生产设备使用，于是该部分100℃的低温能量经过第二交换器后再次降温成为40℃的更低温的能量，此时多能互补单元生成的700℃的高温能量中的绝大部分已经分级供给第一生产设备和第二生产设备消耗了，剩余的小部分的能量通过第三热交换器以热能的形式存储于余热储热器中，第一生产设备、第二生产设备运行所产生的热量通过第四热交换器也存储到余热储热器中，最后通过余热热泵机组供给第一新风单元、第二新风单元使用，达到能量的充分利用。

所述第一生产设备的输出端与多能互补单元连接，主要用于一种情况，多能互补单元中具有天然气单元，第一热交换器与多能互补单元中的天然气单元连接，此时天然气单元通过燃烧获得的能量经第一热交换器供给第一生产设备，天然气燃烧会产生一定的废气，废气中通常含有挥发性有机化合物，该部分挥发性有机物通过高温裂解还能够再利用，因此需要将其返送到多能互补单元。

进一步地，多能互补单元还包括天然气单元和供电单元，光伏单元与供电单元连接，供电单元连接公共电网，与公共电网互为支撑。

由于上述技术方案运用，本发明相较现有技术具有以下优点：

外墙系统、屋面系统采用装配式结构，减少现场作业，现场部分与车间加工部分同步进行，安装效率高；外围护结构具有高保温性、高隔热性、高密封性，达到断桥隔热的效果，整个外围护结构传热系数低，外墙系统的传热系数小于等于0.034w/㎡•k，屋面系统的传热系数小于等于0.026w/㎡•k；能源系统采用多能互补单元智慧地提供能量，使能源得到最合理的利用；能源系统对设备能源消耗量的监测监控能够有效改善能源利用率；余热回收利用单元对生产设备余热高效回收，其与新风单元有效进行冷热量交换，使厂房常年维持恒温恒湿、恒氧的状态，且对传统能源依赖性小，有效减少碳排放，与采用传统能源的工厂相比，综合运营能耗下降85%以上。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的组件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是本发明低能耗装配式工业厂房的一个实施例的系统框图；

图2是本发明低能耗装配式工业厂房的能源系统的一个实施例的流程图；

图3是本发明低能耗装配式工业厂房的余热利用的一个实施例的示意图；

图4是本发明低能耗装配式工业厂房的外墙系统的一个实施例的结构示意图；

图5是本发明图4的另一视角的结构示意图；

图6是本发明图5的A区域的局部放大图；

图7是本发明低能耗装配式工业厂房的外墙板与框架组合的一个实施例的结构示意图；

图8是本发明低能耗装配式工业厂房的屋面系统的一个实施例的结构示意图；

图9是本发明图8的另一视角的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

100、能源系统；110、第一新风单元；120、第二新风单元；130、多能互补单元；131、光伏单元；131a、太阳能发电板；132、天然气单元；133、供电单元；140、第一控制单元；150、第二控制单元；151、子控制单元；152、子监测单元；152a、第一生产设备；152b、第二生产设备；153、故障信息接收单元；160、余热回收利用单元；161、余热储热器；162、余热热泵机组；163、第一热交换器；164、第二热交换器；165、第三热交换器；166、第四热交换器；

200、外墙系统；210、第一保温层；220、外墙板；221、延伸部；230、安装组件；231、预埋件；232、第一连接件；233、第二连接件；234、第三连接件；235、第四连接件；236、转接件；236a、第一滑槽；237、第一龙骨；238、立柱；240、空气流动腔；250、框架；251、骨架；251a、第一插槽；251b、第二插槽；260、L形连接件；270、第一挂接件；280、第二挂接件；

300、屋面系统；310、第一支撑结构；311、次檩条；312、主檩条；313、第一安装板；314、第二安装板；320、第二支撑结构；321、第二龙骨；322、安装架；323、固定夹；330、保温结构；331、压型顶板；332、第二保温层；333、压型底板；334、支撑座、335、绞合片；336、第五连接件；337、第六连接件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，有关方位描述的术语“上”、“下”、“左”、“右”是按正常方向来定义的。术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

参考附图1至附图9，本发明提供了一种低能耗装配式工业厂房，包括能源系统100和外围护结构，能源系统100让公司的能源利用最大化，外围护结构的密闭、保温、隔热性，使工业厂房的传热系数指标达到被动式建筑的标准和要求。

外围护系统包括外墙系统200和屋面系统300。如图4至图7，外墙系统200包括第一保温层210和若干外墙板220，第一保温层210铺设于厂房墙体外表面，外墙板220通过安装组件230连接在第一保温层210前侧，相邻两块所述外墙板220之间的连接缝注胶填充，保证外墙系统200的气密性。第一保温层210和外墙板220之间具有空气流动腔240，空气流动腔240所发挥的作用等同于热水瓶的隔热层的作用，设置空气流动腔240能够有效降低厂房的供暖/供冷需求，具有经济可行性。

外墙板220为辊涂镀铝锌钢板，所述辊涂镀铝锌钢板被定义为辊涂有一定涂层的镀铝锌钢板，这里的外墙板220的背部覆有隔热涂层。厂房外立面为金属外立面。

外墙板220的背部连接有用于维持其平整度的框架250，框架250包括四根首尾依次相连的骨架251，每根骨架251均具有沿其长度方向设置的第一插槽251a，四根骨架251的第一插槽251a相互联通，外墙板220四周具有朝向背侧延伸的延伸部221，框架250与外墙板220拼接时，四根骨架251先拼接形成框架250，再将外墙板220骨架251相互扣压，外墙板220四周的延伸部221同时插入框架250的第一插槽251a中，两者拼装简单，同时外墙板220由于受到框架250结构限制其外饰面保持较高的平整度，有效避免外墙板220因温度应力、自重等因素产生形变。在实际应用中，框架250的前侧部、外侧部均通过结构胶分别与外墙板220的背部、延伸部221的内侧部粘接，使外墙板220与框架250连接更牢固。在外墙系统200中，这里以及下文所提及的方位术语“前侧”、“前部”均被定义为相对远离外墙体的一侧，“背部”、“后部”均被定义为相对靠近外墙体的一侧，框架250的外侧部被定义为框架250远离其自身中心的外缘，延伸部221的内侧部被定义为朝向外墙板220中心的一侧。

每根骨架251还具第二插槽251b，第二插槽251b也沿其长度方向设置，相连的两根骨架251通过一L形连接件连接，L形连接件的两端部分别插入这两根骨架251的第二插槽251b中。相邻两根骨架251均通过L形连接件连接后，框架250的四根骨架251之间便达到稳固连接。

位于框架250下部的骨架251的上侧部连接有第一挂接件260，位于框架250上部的骨架251的下侧部连接有第二挂接件270，两者用于安装外墙板220。

安装组件230包括预埋件231、第一连接件232、第二连接件233、转接件236、第三连接件234、立柱、第四连接件235、第一龙骨237。

预埋件231的后部预先埋藏在墙体中，第一连接件232穿过第一保温层210且其后部与预埋件231的前部连接，第一连接件232与预埋件231之间、第一连接件232的外侧分别具有隔热垫块、隔热套件。第一连接件232具有螺纹孔，第二连接件233的后部具有螺纹杆，螺纹杆上具有外螺纹，螺纹杆部外侧覆有隔热涂层，并且螺纹杆与螺纹孔连接。第一连接件232与第二连接件233均为简单的结构，两者之间连接可靠、装拆方便，并且可以提前预制，将第二连接件233与外墙板220提前装配，缩短现场安装的工期。通过将第二连接件233相对第一连接件232拧紧、放松可以满足因外墙板220与外墙板220之间不平整或墙体结构不平整带来的调整需求。第二连接件233的前部连接有一长度方向的截面呈U形的转接件236，转接件236的外部覆有隔热涂层，转接件236前部的两侧均具有沿前后方向设置的第一滑槽，立柱的两侧具有通孔，第一滑槽与通孔一一对应且第三连接件234穿过第一滑槽和通孔，通过改变第三连接件234在第一滑槽中的前后位置对外墙板220的前后位置进行微调。立柱前部具有沿上下方向设置的第二滑槽，第四连接件235穿过第一龙骨237的后部以及第二滑槽，通过改变第四连接件235在第二滑槽中的上下位置调整第一龙骨237相对立柱的高度位置，进而对外墙板220的高度位置进行调整。第一龙骨237的前部具有位置上下对应的第一挂接部和第二挂接部，第一挂接件260、第二挂接件270分别挂接于第一挂接部、第二挂接部上。外墙板220相对安装组件230可重复拆装，方便工业厂房检修、修缮。

安装组件230中除预埋件231和第一连接件232外，其他部件均位于空气流动腔240中，第一连接件232穿过第一保温层210能够减少墙体暴露在空气中的面积，保证外墙系统200的保温性和隔热性。也正是除了预埋件231和第一连接件232需要在现场施工外，安装组件230中的其余部件均可以先在车间拼装再转移到安装现场，然后通过可靠的连接方式装配，减少现场作业，现场浇筑部分与车间加工部分同步进行，安装效率高。安装组件230中的相邻的部件之间均相互隔热，达到断桥隔热的效果，相邻两块外墙板220之间的连接缝注胶填充，外墙系统200气密性良好。

本实施例中的隔热套件、隔热垫片均采用橡胶制成，第一保温层210为石墨聚苯板，但实际应用中的选材不应局限于此，本实施例中的隔热涂层采用现有技术中的隔热涂料完成。

综合上述，外墙系统200的传热系数小于等于0.034w/㎡•k。

如图8、图9，屋面系统300包括从下至上依次排布的第一支撑结构310、保温结构330、第二支撑结构320，第一支撑结构310与厂房的钢结构主体的顶部连接。

保温结构330包括从上至下依次排布的压型顶板331、第二保温层332、压型底板333，压型顶板331、压型底板333均为辊涂镀铝锌钢板，保温结构330的强度高，防腐性能优良。压型顶板331与第二保温层332之间还铺设有防水卷材和玻镁板，第二保温层332和压型底板333之间铺设有隔汽膜。第二保温层332包括至少三层保温板，可以确保良好的保温隔热性能。

每块压型顶板331的相对的两侧通过折弯形成向上拱起的半坡结构，半坡结构的顶部边缘通过折弯形成绞合部，相邻两块压型顶板331的相互靠近的半坡结构相拼接形成向上拱起的波形结构，并且这两个半坡结构上的绞合部相互绞合，第二保温层332的上表面设置有若干支撑座334，支撑座334的上部具有绞合片335，绞合片335和与其位置对应的绞合部相互绞合，使保温结构330形成单元式的装配模块，提高装卸便捷性，进而提高屋顶的施工效率。另外，由于压型板相对平面板材的结构强度更高，可以很好地保护第二保温层332。支撑座334外侧覆有隔热涂层，在保温结构330中形成断桥。保温结构330还包括固定连接于支撑座334的下部的第五连接件336、固定连接于第五连接件336下部的第六连接件337，第五连接件336以及第六连接件337的上部穿过第二保温层332，且第六连接件337的下部与第一支撑结构310连接；第五连接件336的长度方向与第六连接件337的长度方向相互垂直，并且第五连接件336、第六连接件337沿其自身长度方向的截面均呈“几”字形，它们的“几”字形结构凹陷处也填充了与第二保温层332相同的材质。

第一支撑结构310包括与压型顶板331固定连接的次檩条311、设置在次檩条311下方且与次檩条311相互垂直的主檩条312、用于连接次檩条311与主檩条312的第一安装板313、用于连接主檩条312和建筑钢结构主体的第二安装板314，第一安装板313与次檩条311之间具有隔热垫片。

第二支撑结构320包括若干纵横交错设置的第二龙骨321、连接在第二龙骨321上方的安装架322以及连接在第二龙骨321下方的固定夹，相邻两块压型顶板331的相互绞合的绞合部均卡接于同一固定夹的下部。

将第一支撑结构310与保温结构330连接的部件以及将第二支撑结构320与保温结构330连接的部件上均具有隔热涂层。

屋面系统300的三大结构均为单元式的装配模块，在保证结构强度的基础上减轻了结构重量，具有较大节省时间、人力、资源成本的优势。保温结构330以及所述具有隔热涂层的部件有效的提高屋顶的隔热、保温性能，最终达到节能的目的。

本实施例中的压型顶板331、压型底板333均为镀铝锌钢，第二保温层332的保温板均为岩棉板，防水卷材、隔汽膜、隔热涂料均从现有技术中选择，本实施例中针对部件所列举具体材质的不应看作是对部件选材的限定。

综合上述，屋面也为单元式装配模块，装卸便捷性高，屋面系统300的传热系数小于等于0.026w/㎡•k。

所述外围护结构还包括门窗系统，门窗系统的结构采用现有技术中的被动式门窗，在此不作赘述。

如图1至图3，厂房具有办公生活区和工业生产区，办公生活区设置有第一新风单元110，工业生产区设置有第二新风单元120、若干生产设备。能源系统100包括多能互补单元130、第一控制单元140、第二控制的单元、余热回收利用单元160，多能互补单元130为整个厂房提供能量，第一控制单元140用于控制第一新风单元110工作并监测其能源消耗量以及监测办公室生活区内能源消耗量，第二控制单元150用于监控工业生产区内的设备能源消耗量。余热回收利用单元160、第一新风单元110、第二新风单元120均与多能互补单元130连接，第一新风单元110、第二新风单元120均与余热回收利用单元160连接。余热回收利用单元160中的能量和第一新风单元110、第二新风单元120所需的能量结合，进行有效的冷热量交换控制，保证厂房的恒温恒湿，同时尽可能减少对传统能源的利用，有效减少了碳排放。第一新风单元110、第二新风单元120一小时分别能有效置换空气至少两次、一次。

多能互补单元130指的是可包容多种资源输入，并具有多种产出功能和运输形式的能源系统100，多种能源在系统中能够综合互补利用，并统筹安排好各种能量之间的配合关系和转换实用，以取得最合理的能源利用效益。本实施例的多能互补单元130包括光伏单元131、天然气单元132和供电单元133，光伏单元131与供电单元133连接，供电单元133连接公共电网，光伏单元131发电可以极大的减少工厂的碳排放，其产生的富余的电量可以通过供电单元133输出到公共电网，与公共电网互为支撑，为企业节省大量的成本。光伏单元131通过第二支撑结构320连接于保温结构330上方，光伏单元131包括若干太阳能发电板131a，每块太阳能发电板131a的边缘均嵌套于安装架322上部。

第二控制单元150包括子控制单元151、子监测单元152、故障信息接收单元153，故障信息接收单元153的输入端与子监测单元152的输出端相连接。子控制单元151用于控制第二新风单元120工作以及监测其能源消耗量，子监测单元152用于监测生产设备的实际能源消耗量并将其监测到的实际能源消耗量与其预设的能源消耗量对比，若实际能源消耗量大于预设的能源消耗量，子监测单元152发送警报信号至故障信息接收单元153，警报信号发出后生产设备并不会停止运行，由于生产设备需要稳定运行，子监测单元152若实时根据其能源消耗量及时调整能源输入，很大可能会影响生产设备的运行状态，从而造成产品质量受影响、设备受损等问题，因而需要工作人员从故障信息接受单元读取信息后再处理解决。第一控制单元140、第二控制单元150的监测内容最终也会反馈至工作人员处进行评估分析，以针对能源利用率低的地方进行调整改进。

子监测单元152监测的生产设备至少包括第一生产设备152a、第二生产设备152b，余热回收利用单元160至少包括余热储热器161、余热热泵机组162、第一热交换器163、第二热交换器164、第三热交换器165、第四热交换器166，第一热交换器163、第二热交换器164用于对多能互补单元130输出的能量进行分级利用，第三热交换器165用于将经分级利用后剩余的热量回收储存至余热储热器161，第四热交换器166用于将第一生产设备152a、第二生产设备152b运行余热回收储存至余热储热器161。具体地，第一热交换器163的输入端与多能互补单元130连接，第一热交换器163的第一输出端与第一生产设备152a的输入端连接且第一热交换器163的第二输出端连接到第二生产设备152b的输入端，第一生产设备152a的输出端与多能互补单元130连接以将其中的剩余的能源充分利用。第二生产设备152b的第一输出端与第三热交换器165的第一输入端连接，第三热交换器165的第二输入端、第一输出端均与余热储热器161连接；第一生产设备152a、第二生产设备152b的运行余热接入第四热交换器166的第一输入端，第四热交换器166的第二输入端、第一输出端均与余热储热器161连接；余热储热器161通过余热热泵机组162与第一新风单元110、第二新风单元120连接。

第一生产设备152a所利用的能源相较第二生产设备152b所利用的能源而言为高品位能源，通常，能源品味的高低按照能源转换成热能后所能达到的温度高低来区分，也就是说能源的品位高低是相对而言的，这里所说的第一生产设备152a为高品位能源、第二生产设备152b为低品位能源，可以理解为，第一生产设备152a是对热量需求较高的设备，相比第一生产设备152a，第二生产设备152b对热量的需求较低。举个例子，多能互补单元130的能量经反应产生了700℃的高温能量，该高温能量输入第一热交换器163，通过第一热交换器163供给第一生产设备152a利用，经过第一热交换器163后该700℃的高温能量降温成为100℃的低温能量，这部分的能量刚好可以供给第二生产设备152b使用，于是该部分100℃的低温能量经过第二交换器后再次降温成为40℃的更低温的能量，此时多能互补单元130生成的700℃的高温能量中的绝大部分已经分级供给第一生产设备152a和第二生产设备152b消耗了，剩余的小部分的能量通过第三热交换器165以热能的形式存储于余热储热器161中，第一生产设备152a、第二生产设备152b运行所产生的热量通过第四热交换器166也存储到余热储热器161中，最后通过余热热泵机组162供给第一新风单元110、第二新风单元120使用，达到能量的充分利用。

作为优选，所述第一生产设备152a的输出端与多能互补单元130连接，主要用于一种情况，当第一热交换器163与多能互补单元130中的天然气单元132连接，天然气单元132通过燃烧获得的能量经第一热交换器163供给第一生产设备152a，天然气燃烧会产生一定的废气，废气中通常含有挥发性有机化合物，该部分挥发性有机物通过高温裂解还能够再利用，因此需要将其返送到多能互补单元130进行充分利用。

用于对多能互补单元130输出的能量进行分级利用的热交换器的个数、用于将经分级利用后剩余的热量回收储存至余热储热器161的热交换器的个数以及用于将设备运行余热回收储存至余热储热器161的热交换器的个数在实际应用中都应根据需求设定，随着生产设备的增多其数量必然增加，本实施例中热交换器所列举的数量不应该看做是对本发明的限制。若在实际生产过程中有废气、废液排出，对应排出工业废弃物的工站也会相应地设置热交换器收集其中的余热，同样该部分余热也储备至余热储热器161中。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低能耗装配式工业厂房，其特征在于：包括能源系统（100）和外围护结构；所述厂房具有办公生活区和工业生产区，所述办公生活区设置有第一新风单元（110），所述工业生产区设置有第二新风单元（120）、若干生产设备，

所述能源系统（100）包括用于提供能量的多能互补单元（130）、用于控制所述第一新风单元（110）工作并监测其能源消耗量以及监测所述办公室生活区内能源消耗量的第一控制单元（140）、用于监控所述工业生产区内的设备能源消耗量的第二控制单元（150）；所述第二控制单元（150）包括子控制单元（151）、子监测单元（152）以及输入端与所述子监测单元（152）的输出端相连接的故障信息接收单元（153），所述子控制单元（151）用于控制所述第二新风单元（120）工作以及监测其能源消耗量，所述子监测单元（152）用于监测所述生产设备的实际能源消耗量并将其监测到的实际能源消耗量与其预设的能源消耗量对比，若实际能源消耗量大于预设的能源消耗量，所述子监测单元（152）发送警报信号至所述故障信息接收单元（153）；

所述多能互补单元（130）包括光伏单元（131）；所述能源系统（100）还包括用于采集回收生产设备运行余热的余热回收利用单元（160）；所述余热回收利用单元（160）、第一新风单元（110）、第二新风单元（120）均与多能互补单元（130）连接，且所述第一新风单元（110）、第二新风单元（120）均与余热回收利用单元（160）连接；

所述外围护结构包括外墙系统（200）和屋面系统（300），所述外墙系统（200）包括铺设于所述厂房墙体外表面的第一保温层（210）和通过安装组件（230）连接在所述第一保温层（210）前侧的外墙板（220），所述外墙板（220）与墙体之间具有空气流动腔（240），所述安装组件（230）的前部位于空气流动腔（240）中且后部穿过第一保温层（210）与墙体连接，所述外墙板（220）为辊涂镀铝锌钢板且所述外墙板（220）的背部覆有隔热涂层，所述安装组件（230）中的相邻的部件之间均相互隔热，相邻两块所述外墙板（220）之间的连接缝注胶填充；

所述屋面系统（300）包括与所述厂房的钢结构主体的顶部连接的第一支撑结构（310）、设置于所述支撑结构上方的保温结构（330）、连接于保温结构（330）上方的第二支撑结构（320），所述光伏单元（131）通过第二支撑结构（320）连接于所述保温结构（330）上方；将所述第一支撑结构（310）与保温结构（330）连接的部件以及将第二支撑结构（320）与保温结构（330）连接的部件上均具有隔热涂层。

2.根据权利要求1所述的低能耗装配式工业厂房，其特征在于：所述安装组件（230）包括位于墙体中的预埋件（231）、穿过所述第一保温层（210）且后部与预埋件（231）连接的第一连接件（232）、后部与所述第一连接件（232）连接的第二连接件（233）、连接于所述第二连接件（233）前部的转接件（236）、通过第三连接件（234）连接到转接件（236）前部的立柱、通过第四连接件（235）连接于所述立柱前侧的第一龙骨（237）；所述外墙板（220）挂接于第一龙骨（237）的前侧；

所述第一连接件（232）具有螺纹孔，所述第二连接件（233）具有外螺纹，所述外螺纹与螺纹孔连接；所述转接件（236）前部的两侧均具有沿前后方向设置的第一滑槽，所述立柱的两侧具有通孔，所述第一滑槽与通孔一一对应且第三连接件（234）穿过第一滑槽和通孔；所述立柱前部具有沿上下方向设置的第二滑槽，所述第四连接件（235）穿过第一龙骨（237）的后部以及第二滑槽；

所述第一连接件（232）的外侧覆有隔热涂层或隔热套件，所述第二连接件（233）的外部覆有隔热涂层，所述第一连接件（232）与预埋件（231）之间具有隔热垫块，所述转接件（236）的外部覆有隔热涂层。

3.根据权利要求2所述的低能耗装配式工业厂房，其特征在于：所述外墙板（220）的背部连接有用于维持其平整度的框架（250），所述框架（250）包括四根首尾依次相连的骨架（251），所述骨架（251）具有沿其长度方向设置的第一插槽（251a），所述四根骨架（251）的第一插槽（251a）相互联通，所述外墙板（220）包括沿其四周朝向背侧延伸的延伸部（221），所述延伸部（221）对应插入第一插槽（251a）。

4.根据权利要求3所述的低能耗装配式工业厂房，其特征在于：位于所述框架（250）下部的骨架（251）的上侧部连接有第一挂接件（270），位于所述框架（250）上部的骨架（251）的下侧部连接有第二挂接件（280），所述第一龙骨（237）具有位置上下对应的第一挂接部和第二挂接部，所述第一挂接件（270）、第二挂接件（280）分别挂接于第一挂接部、第二挂接部上。

5.根据权利要求1所述的低能耗装配式工业厂房，其特征在于：所述保温结构（330）包括从上至下依次排布的压型顶板（331）、第二保温层（332）、压型底板（333），所述压型顶板（331）、压型底板（333）均为辊涂镀铝锌钢板；

每块所述压型顶板（331）的相对的两侧通过折弯形成向上拱起的半坡结构，所述半坡结构的顶部边缘通过折弯形成绞合部，相邻两块所述压型顶板（331）的相互靠近的半坡结构相拼接形成向上拱起的波形结构，并且这两个所述半坡结构上的绞合部相互绞合；所述第二保温层（332）的上表面设置有若干支撑座（334），所述支撑座（334）的上部具有绞合片（335），所述绞合片（335）和与其位置对应的绞合部相互绞合；所述支撑座（334）外侧覆有隔热涂层；

所述保温结构（330）还包括固定连接于所述支撑座（334）的下部的第五连接件（336）、固定连接于所述第五连接件（336）下部的第六连接件（337），所述第五连接件（336）以及第六连接件（337）的上部穿过第二保温层（332），且所述第六连接件（337）的下部与所述第一支撑结构（310）连接；所述第五连接件（336）的长度方向与所述第六连接件（337）的长度方向相互垂直。

6.根据权利要求5所述的低能耗装配式工业厂房，其特征在于：所述第二支撑结构（320）包括若干纵横交错设置的第二龙骨（321）、连接在所述第二龙骨（321）上方的安装架（322）以及连接在所述第二龙骨（321）下方的固定夹；所述光伏单元（131）包括若干太阳能发电板（131a），每块所述太阳能发电板（131a）的边缘均嵌套于所述安装架（322）上部；所述相邻两块压型顶板（331）的相互绞合的绞合部均卡接于同一固定夹的下部。

7.根据权利要求5所述的低能耗装配式工业厂房，其特征在于：所述第一支撑结构（310）包括与压型底板（333）固定连接的次檩条（311）、设置在所述次檩条（311）下方且与次檩条（311）相互垂直的主檩条（312）、用于连接所述次檩条（311）与主檩条（312）的第一安装板（313）、用于连接所述主檩条（312）和建筑钢结构主体的第二安装板（314），所述第一安装板（313）与次檩条（311）之间具有隔热垫片。

8.根据权利要求1所述的低能耗装配式工业厂房，其特征在于：所述子监测单元（152）监测的生产设备至少包括第一生产设备（152a）、第二生产设备（152b），

所述余热回收利用单元（160）至少包括余热储热器（161）、余热热泵机组（162）、第一热交换器（163）、第二热交换器（164）、第三热交换器（165）、第四热交换器（166），所述第一热交换器（163）、第二热交换器（164）用于对所述多能互补单元（130）输出的能量进行分级利用，所述第三热交换器（165）用于将经分级利用后剩余的热量回收储存至余热储热器（161），所述第四热交换器（166）用于将第一生产设备（152a）、第二生产设备（152b）运行余热回收储存至余热储存器；

所述第一热交换器（163）的输入端与多能互补单元（130）连接，所述第一热交换器（163）的第一输出端与第一生产设备（152a）的输入端连接且所述第一热交换器（163）的第二输出端连接到第二生产设备（152b）的输入端，所述第一生产设备（152a）的输出端与多能互补单元（130）连接以将其中的剩余的能源充分利用；

所述第二生产设备（152b）的第一输出端与第三热交换器（165）的第一输入端连接，所述第三热交换器（165）的第二输入端、第一输出端均与余热储存器连接；

所述第一生产设备（152a）、第二生产设备（152b）的运行余热接入第四热交换器（166）的第一输入端，所述第四热交换器（166）的第二输入端、第一输出端均与余热储热器（161）连接；

所述余热储热器（161）通过余热热泵机组（162）与第一新风单元（110）、第二新风单元（120）连接。

9.根据权利要求1所述的低能耗装配式工业厂房，其特征在于：所述多能互补单元（130）还包括天然气单元（132）和供电单元（133）。

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