CN114961366A - 一种低能耗预制混凝土构件制品生产厂房 - Google Patents

Abstract

本发明提供的是一种低能耗预制混凝土构件制品生产厂房。两端基础墙上设置保温承重一体化山墙，后基础墙上设置保温后墙，还包括采光顶棚，采光顶棚包括由顶棚钢桁架和顶棚钢拉杆构成的顶棚空间格构、铺设在顶棚空间格构外的透光膜或透光中空玻璃，左右山墙的顶部为弧形斜面或折线形斜面，所述顶棚空间格构呈弧形斜面或折线形斜面，透光膜或透光中空玻璃外设置调温棉被，采光顶棚开有通风口，后墙上设置有通风窗，山墙上开有保温卷帘门。本发明将日光的采集、储存；建筑结构的保温；建筑物内部通风等技术手段应用于预制混凝土制品生产厂房中，厂房在不消耗化石能源的前提下能维持内部的温度在合适的区间内。尤其适合于高纬度的严寒地区。

Description

一种低能耗预制混凝土构件制品生产厂房

技术领域

本发明涉及的是一种厂房，特别是一种超低能耗厂房。具体地说是一种用于预制混凝土构件制品生产和/或养护的低能耗厂房。

背景技术

随着建筑工业化的逐渐升级，混凝土预制构件制品越来越受到建筑行业的青睐。预计到2025年我国装配式建筑占新建建筑的比重将达到30%以上，这就需要大量的混凝土预制构件制品投入市场。而预制混凝土构件制品生产需要在正温环境下进行，特别是预制混凝土构件制品生产过程中的强度养护阶段需要在高温和高湿环境下进行。在严寒和寒冷地区，为了满足预制混凝土构件制品生产需求，传统方法都是使用蒸汽来提高厂房内温度和湿度。此举，不但生产成本高，而且需要消耗大量的化石能源，这就加大了二氧化碳的排放量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无需化石能源，只是通过日光来提高厂房内的温度、养护预制混凝土构件制品的低能耗预制混凝土构件制品生产厂房。

本发明的目的是这样实现的：包括基础墙，在两端基础墙上设置左右山墙，在后基础墙上设置后墙，所述左右山墙是保温承重一体化山墙，所述后墙上是保温后墙，还包括采光顶棚，所述采光顶棚包括由顶棚钢桁架和顶棚钢拉杆构成的顶棚空间格构、铺设在顶棚空间格构外的透光膜或透光中空玻璃，顶棚钢桁架下端固定在前基础墙上、上端与后墙顶部固定连接，左右山墙的顶部为弧形斜面或折线形斜面，所述顶棚空间格构呈弧形斜面或折线形斜面，透光膜或透光中空玻璃外设置调温棉被，采光顶棚的透光膜或透光中空玻璃开有通风口，后墙上设置有通风窗，山墙上开有保温卷帘门。

本发明还可以包括：

1.在左右山墙之间设置分隔山墙，将预制混凝土构件制品生产厂房分隔成生产车间与养护车间，养护车间的顶棚钢桁架下部设置水雾喷头，所述分隔山墙是保温承重一体化山墙，地面上设置贯通生产车间与养护车间的构件运输轨道，构件运输轨道旁边通长设置排水系统，构件运输轨道上表面与地面持平。

2.所述的调温棉被包括设置在分隔山墙上方沿顶棚面横向通长设置的固定棉被段和设置在所述固定棉被段两侧的可移动调温棉被段，两段可移动调温棉被段的上端固定、下端有各自独立的卷被轴系统。

3.所述保温后墙包括由后墙钢桁架、后墙钢拉杆和檩条构成的后墙空间格构，后墙空间格构外固定后墙墙板，所述后墙墙板是密封预制墙板，所述密封预制墙板的上下端设置插接企口、左右设置搭接裁口，所述的插接企口是上升式梯形插接企口，所述上升式梯形插接企口为预制墙板上端的梯形插接企口自外向内高度逐步升高，所述搭接裁口的一面带有凸起另一面带有凹槽，密封预制墙板的边缘设置密封胶预留凹槽，各块密封预制墙板为上下插接、左右搭接，密封预制墙板通过带防水帽和防水垫片的自攻钉固定在檩条上，组装后的密封预制墙板的密封胶预留凹槽部位填充有密封胶，所述空间格构向内倾斜，后墙钢桁架上端与顶棚钢桁架上端固定连接。

4.基础墙内部的地面为蓄热地面，所述蓄热地面自上而下分别为钢筋混凝土层、刚性防护层、保温隔热层、混凝土垫层、找平砂垫层和素土夯实层。

5.采光顶棚上设置温棉被防雨棚，调温棉被防雨棚固定在顶棚钢桁架与后墙的交汇处。

6.在顶棚钢桁架下表面设置除雪振动电机。

7.前基础墙上设置卷杠托架。

8.透光膜内测设置冷凝水收集槽，冷凝水收集槽位于靠近前基础墙的位置。

9.采光顶棚的透光膜或透光中空玻璃开有两排通风口，两排通风口分为靠近后墙的上排通风口和靠近前基础墙的下排通风口。

为做到零排放，本发明将被动式超低能耗建筑技术与主动控能和充分利用可再生能源（日光）有机结合，彻底摒弃了传统的依赖化石能源生产和养护预制混凝土构件制品，助力我国建筑工业化和装配式混凝土建筑的绿色、低碳和高质量创新发展。

预制混凝土构件制品生产包括生产与养护两个主要工序，两个工序对温度的要求即有相同也有区别，所谓相同就是都有最低温度要求，生产车间一般要求温度不低于10℃、养护车间一般要求温度不低于18℃；所谓区别就是养护车间的温度不能太高、温度过高会影响生产效率，而养护过程提高温度有利于缩短养护周期、提高生产效率。本发明将日光的采集、储存；建筑结构的保温；建筑物内部通风等技术手段应用于预制混凝土构件制品生产厂房中，通过采集日光为热源、通过保温结构来降低热损耗、通过可移动调温棉被及其控制系统来控制采光量、通过通风口与通风窗的配合控制换气量，使厂房在不消耗或者是少消耗化石能源的前提下能够维持内部的温度在合适的区间内。本发明尤其适合于高纬度的寒冷及严寒地区。

本发明将采光顶棚应用于预制混凝土构件制品生产厂房，并结合预制混凝土构件制品生产厂房的特点，将采光顶棚设计为由顶棚钢桁架和顶棚钢拉杆构成的顶棚空间格构和铺设在顶棚空间格构外的透光膜或透光中空玻璃构成的弧形斜面或折线形斜面，最大限度地增大采光面积来提高热效率，通过透光膜或透光玻璃把日光和热传递到预制混凝土构件制品生产厂房内，并在采光顶棚的透光膜或透光中空玻璃开上一至两个通风口，通风口与后墙上的通风窗相配合，形成空气对流，实现预制混凝土构件制品生产厂房内部通风和温度调节。本发明在透光膜或透光中空玻璃外设置的调温温棉被，可以通过控制调温棉被的收放度来调节采光顶棚的采光面积、控制通风口的开启数量或开启程度来调节室内温度。

本发明可以通过在两个山墙之间设置分隔山墙的方式，将预制混凝土构件制品生产厂房分隔成生产车间与养护车间，使预制混凝土构件制品的生产与养护过程中在同一厂房的不同车间内一条龙完成，减少转运量、降低损耗。生产车间与养护车间的进出口相连，混凝土预制构件通过轨道输送车从生产车间输送到养护车间，使其形成顺畅的生产和养护流水线。沿生产和养护车间中的构件运输轨道旁边通长设置排水系统，轨道上表面与混凝土地表面持平，一是便于室内清理，二是不影响操作人员通行。轨道通过预埋螺栓与混凝土地面固定。在轨道下表面按一定间距设置金属枕轨，一是可调整轨道标高，保证其平直；二是将轨道垫起，与混凝土地面形成一定净空，即便于地面清洁，又保证轨道沟槽内不积水。排水系统的漏水口按一定间距布置，管口内设置过滤网，便于日常维护。

本发明将调温棉被设计成分体结构，在生产车间和养护车间之间的分隔山墙上方沿棚面横向通长设置的固定棉被段，固定棉被段两侧为可移动调温棉被段，两段可移动棉被段的上端固定、下端有各自独立的卷被轴系统。生产车间和养护车间可通过其各自独立的可移动调温棉被卷轴系统根据各自车间对温度的需求，分别独立控制生产车间和养护车间调温棉被的起降，并搭接在固定棉被段上，阻断“热桥”，实现生产车间和养护车间内部根据自身不同需求，分别控温。在养护车间的顶棚钢桁架的下部设置水雾喷头，水雾喷头与喷雾系统相连用于控制养护车间内的湿度。预制混凝土构件制品在标准养护环境下（温度为20±2℃、相对湿度为95%以上、养护龄期28天）。经大量的工程实践得知，即使在严寒寒冷地区的冬季，本发明的养护车间内的温度能够达到30-40℃，而在夏季则可达到60-70℃，本发明可使养护车间内的温度高于标准养护环境，有利于缩短混凝土预制构件（制品）养护龄期，提高生产效率。

本发明由前墙与房顶部分连成一体构成采光顶棚部分，增大了采光面积大，采光顶棚部分一般设置在朝阳面，而后墙部分一般位于背阴面，因此后墙部分的保温性能直接影响整体保温效果。本发明的后墙采用保温后墙，其保温后墙包括由后墙钢桁架、后墙钢拉杆和檩条构成的后墙空间格构，后墙空间格构向内倾斜，后墙钢桁架上端与顶棚钢桁架上端固定连接形成类似于三角形的稳定结构；本发明的后墙墙板为密封预制墙板，密封预制墙板的上下端设置插接企口、左右两侧设置搭接裁口。插接企口为上升式阶梯形自外向内逐步升高的组合防水密闭构造；左右两侧的搭接裁口为一面带有凸起另一面带有凹槽的组合防水密闭构造。在墙板内外的四周边缘均设置密封胶预留凹槽。密封预制墙板通过带防水帽和防水垫片的自攻钉固定在檩条上，在组装后的密封预制墙板的密封胶预留凹槽部位填充有密封胶。墙板上下插接企口外低内高的高度差，不但可有效阻断雨水由外向内浸入，同时还可有效保证组合墙体的表面平整和有效阻断接缝“热桥”；墙板左右两侧带有凸隼的防水搭接裁口，有效阻断雨水由外向内浸入，同时还可有效阻断接缝“热桥”。在墙板内外的四周边缘的预留凹槽内注入密封胶，又进一步有效阻断雨水由外向内浸入。

本发明的基础墙埋深设在标准冻深以下，基础墙外表面及墙体均设置保温层，阻断冻源侵入，降低内部的用能负荷。室内混凝土地面自上而下为钢筋混凝土地面、刚性防护层、保温隔热层、混凝土垫层、找平砂垫层、素土夯实层构成蓄热地面。钢筋混凝土地面是良好的蓄热体，在钢筋混凝土地面下设置保温隔热层阻断了混凝土地面白天通过日照蓄积的热量被大地吸收，使地面白天蓄积的热量，能在夜晚持续为厂房内部提供热能。

调温棉被作为采光顶棚的保温部件，其保温性能直接影响厂房的能耗。本发明采光顶棚上设置了调温棉被防雨棚，一是能够防止调温棉被因被雨雪浸湿而降低保温效果；二是还能够遮挡日光对调温棉被的照射，防止调温棉被老化，提高调温棉被的耐久性。在防雨棚前端还设置自由式防雨帘，进一步阻断雨雪和日光对调温棉被的侵蚀。

在顶棚钢桁架上设置了若干除雪振动电机，当采光顶棚棚面上有积雪时，开启除雪振动电机，棚面的积雪可自动清除，此举，即可以排除积雪对采光的影响，又能够消除积雪对采光顶棚结构的荷载。在采光顶棚面的下端通长设置冷凝水收集槽，能够杜绝室内棚面无序滴水的现象。

在前基础墙上设置卷杠托架。当下通风口关闭时，下通风口透光卷帘的卷杠落于卷杠托架上，可移动式调温棉被关闭时，调温棉被卷杠置于透光卷帘的卷杠上部，使冷凝水在透光膜下表面排出室外，防止冷凝水浸湿棉被，以保证棉被的保温隔热性能的稳定。

附图说明

图1是本发明的剖面结构示意图。

图2是本发明的平面示意图。

图3是调温棉被的分段式布置图。

图4是透光中空玻璃的安装示意图。

图5是保温后墙的安装示意图。

图6是构件运输轨道及排水系统的示意图。

图7是密封预制墙板的插接企口连接示意图。

图8是密封预制墙板的搭接裁口连接示意图。

图9是顶棚空间格构呈弧形斜面的低能耗预制混凝土构件制品生产厂房的立体效果图。

图10是顶棚空间格构呈折线形斜面的低能耗预制混凝土构件制品生产厂房的立体效果图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细的描述。

结合图1，本发明的第一种实施方式包括基础墙20，在两端基础墙上设置左右山墙14，在后基础墙上设置后墙，左右山墙是保温承重一体化山墙，后墙上是保温后墙，还包括采光顶棚，采光顶棚包括由顶棚钢桁架12和顶棚钢拉杆34构成的顶棚空间格构、铺设在顶棚空间格构外的透光膜或透光中空玻璃，顶棚钢桁架两端预设钢板，顶棚钢桁架下端预设钢板与基础墙的扶墙柱中的预埋螺栓固定，顶棚钢桁架上端的预设钢板与后墙顶部固定连接，顶棚桁架间距与扶墙柱间距等同设置，左右山墙的顶部和顶棚空间格构为弧形斜面（如图9）或者是折线斜面（如图10），透光膜或透光中空玻璃外设置调温棉被8，采光顶棚的透光膜或透光中空玻璃开有通风口，当采用透光膜时通风口为透光卷帘，当采用透光中空玻璃时通风口为玻璃窗，后墙上设置有通风窗2，山墙上开有保温卷帘门21和人行通道门1。顶棚钢桁架是由上弦杆、下弦杆和腹杆组成。如果选择透光膜，则透光膜直接铺设在顶棚钢桁架的上弦杆上；结合图4，如果选择透光中空玻璃，则在顶棚钢桁架的上弦杆上设置水平钢龙骨33，透光中空玻璃44固定在水平钢龙骨上，透光中空玻璃的接缝处由密封胶嵌缝。

结合图2，本发明的第二种实施方式是在第一种实施方式的基础上，在左右山墙之间设置分隔山墙30，将预制混凝土构件制品生产厂房分隔成生产车间31与养护车间32，生产车间与养护车间的顶棚空间格构上均设置照明灯13，养护车间的顶棚钢桁架下部设置水雾喷头11，分隔山墙是保温承重一体化山墙。同时结合图6，厂房内部地面上设置贯通生产车间与养护车间的构件运输轨道23，构件运输轨道通过预埋螺栓37与混凝土地面固定，在构件运输轨道下表面按一定间距设置金属枕轨36，金属枕轨一是可调整轨道标高，保证其平直；二是将轨道垫起，与混凝土地面形成一定净空，即便于地面清洁，又保证轨道沟槽内不积水。构件运输轨道上表面与地面持平。构件运输轨道旁边通长设置排水系统22，排水系统的漏水管39按一定间距布置，漏水管口内设置过滤网38，便于日常维护，漏水管汇集于排水管40，排水管的排水坡度不小于1%。

结合图3，本发明的第三种实施方式是在第二种实施方式的基础上，其调温棉被包括设置在分隔山墙上方沿棚面横向通长设置的固定棉被段47和设置在所述固定棉被段两侧的可移动温棉被段46与48，两段可移动棉被段的上端固定、下端有各自独立的卷被轴及其控制系统。严寒寒冷地区的调温棉被热阻的不能小于3.0（㎡·K）/W。

结合图5、图7和图8，本发明的第四种实施方式是在第二种或第三种实施方式的基础上，保温后墙包括由后墙钢桁架6、后墙钢拉杆3和檩条4构成的后墙空间格构，后墙钢桁架两端预设钢板，后墙钢桁架下端预设钢板与基础墙的扶墙柱中的预埋螺栓固定，后墙钢桁架上端的预设钢板与顶棚钢桁架顶部固定连接，后墙桁架间距与扶墙柱间距等同设置，后墙空间格构外固定后墙墙板，后墙墙板是密封预制墙板5，所述密封预制墙板的上下端设置插接企口41、左右设置搭接裁口43，所述的插接企口是上升式梯形插接企口，所述上升式梯形插接企口为预制墙板上端的梯形插接企口自外向内高度逐步升高，所述搭接裁口的一面带有凸起另一面带有凹槽形成凸隼结构，密封预制墙板的边缘设置密封胶预留凹槽，各块密封预制墙板上下插接、左右搭接拼接，密封预制墙板通过带防水帽和防水垫片的自攻钉45固定在檩条上，组装后的密封预制墙板的密封胶预留凹槽部位填充有密封胶42。后墙空间格构向内倾斜，后墙钢桁架上端与顶棚钢桁架上端固定连接，向内倾斜的后墙空间格构与呈弧形斜面或折线形斜面的顶棚空间格构形成近似于三角形的稳定结构。

本发明的第五种实施方式是在第一至四种实施方式的任何一种的基础上，基础墙内部的地面为蓄热地面，所述蓄热地面自上而下分别为钢筋混凝土层29、刚性防护层28、保温隔热层27、混凝土垫层26、找平砂垫层25和素土夯实层24。同时还要求保温隔热层的保温材料的压缩强度不小于0.25MPa。

本发明的第六种实施方式是在上述任何一种的基础上，采光顶棚上设置调温棉被防雨棚7，在防雨棚前端设置自由式防雨帘，棉被防雨棚固定在顶棚钢桁架与后墙的交汇处。当其调温棉被包括固定棉被段和可移动温棉被段时，各可移动温棉被段设置相应的调温棉被防雨棚。

本发明的第七种实施方式是在上述任何一种的基础上，在顶棚钢桁架下部设置除雪振动电机15。

本发明的第八种实施方式是在上述任何一种的基础上，在前基础墙上设置卷杠托架19。

本发明的第九种实施方式是在上述任何一种的基础上，当顶棚空间格构外铺设的是透光膜时，在透光膜内测设置冷凝水收集槽16，冷凝水收集槽位于靠近前基础墙的位置。

本发明的第十种实施方式是在上述任何一种的基础上，采光顶棚的透光膜或透光中空玻璃开有两排通风口，上排通风口10靠近后墙，上排通风口处设置上排通风口透光卷帘9，上排通风口18靠近前基础墙，下排通风口处设置下排通风口透光卷帘17。

Claims (10)

1.一种低能耗预制混凝土构件制品生产厂房，包括基础墙，在两端基础墙上设置左右山墙，在后基础墙上设置后墙，其特征是：所述左右山墙是保温承重一体化山墙，所述后墙上是保温后墙，还包括采光顶棚，所述采光顶棚包括由顶棚钢桁架和顶棚钢拉杆构成的顶棚空间格构、铺设在顶棚空间格构外的透光膜或透光中空玻璃，顶棚钢桁架下端固定在前基础墙上、上端与后墙顶部固定连接，左右山墙的顶部为弧形斜面或折线形斜面，所述顶棚空间格构呈弧形斜面或折线形斜面，透光膜或透光中空玻璃外设置调温棉被，采光顶棚的透光膜或透光中空玻璃开有通风口，后墙上设置有通风窗，山墙上开有保温卷帘门。

2.根据权利要求1所述的低能耗预制混凝土构件制品生产厂房，其特征是：在左右山墙之间设置分隔山墙，将预制混凝土构件制品生产厂房分隔成生产车间与养护车间，养护车间的顶棚钢桁架下部设置水雾喷头，所述分隔山墙是保温承重一体化山墙，地面上设置贯通生产车间与养护车间的构件运输轨道，构件运输轨道旁边通长设置排水系统，构件运输轨道上表面与地面持平。

3.根据权利要求2所述的低能耗预制混凝土构件制品生产厂房，其特征是：所述的调温棉被包括设置在分隔山墙上方沿顶棚面横向通长设置的固定棉被段和设置在所述固定棉被段两侧的可移动调温棉被段，两段可移动调温棉被段的上端固定、下端有各自独立的卷被轴系统。

4.根据权利要求3所述的低能耗预制混凝土构件制品生产厂房，其特征是：所述保温后墙包括由后墙钢桁架、后墙钢拉杆和檩条构成的后墙空间格构，后墙空间格构外固定后墙墙板，所述后墙墙板是密封预制墙板，所述密封预制墙板的上下端设置插接企口、左右两侧设置搭接裁口，所述的插接企口是上升式梯形插接企口，所述上升式梯形插接企口为预制墙板上端的梯形插接企口自外向内高度逐步升高，所述搭接裁口的一面带有凸起另一面带有凹槽，密封预制墙板的边缘设置密封胶预留凹槽，各块密封预制墙板为上下插接、左右搭接，密封预制墙板通过带防水帽和防水垫片的自攻钉固定在檩条上，组装后的密封预制墙板的密封胶预留凹槽部位填充有密封胶，所述空间格构向内倾斜，后墙钢桁架上端与顶棚钢桁架上端固定连接。

5.根据权利要求3所述的低能耗预制混凝土构件制品生产厂房，其特征是：基础墙内部的地面为蓄热地面，所述蓄热地面自上而下分别为钢筋混凝土层、刚性防护层、保温隔热层、混凝土垫层、找平砂垫层和素土夯实层，蓄热地面上设置构件贯通生产车间与养护车间的运输轨道，构件运输轨道旁边通长设置排水系统，构件运输轨道上表面与蓄热地面持平。

6.根据权利要求3所述的低能耗预制混凝土构件制品生产厂房，其特征是：采光顶棚上设置调温棉被防雨棚，调温棉被防雨棚固定在顶棚钢桁架与后墙的交汇处。

7.根据权利要求3所述的低能耗预制混凝土构件制品生产厂房，其特征是：在顶棚钢桁架下表面设置除雪振动电机。

8.根据权利要求3所述的低能耗预制混凝土构件制品生产厂房，其特征是：前基础墙上设置卷杠托架。

9.根据权利要求3所述的低能耗预制混凝土构件制品生产厂房，其特征是：透光膜内侧设置冷凝水收集槽，冷凝水收集槽位于靠近前基础墙的位置。

10.根据权利要求1至9任何一项所述的低能耗预制混凝土构件制品生产厂房，其特征是：采光顶棚的透光膜或透光中空玻璃开有两排通风口，两排通风口分为靠近后墙的上排通风口和靠近前基础墙的下排通风口。

Images