一种i-yard可变空间装配式智能住宅

1.本实用新型涉及装配式建筑和智能生态住宅领域，尤其涉及一种零能耗部品化可变空间生态住宅。


背景技术：

2.建筑的工业化经历了这些年的发展，已经从简单的工业化生产和工业化装配发展到了以建筑的工业化为主要载体，同时将数字化和智能化作为前进的动力和方向，最终形成了多种产业共同组合为一体的智能化建造体系，整个流程包括科研、设计、生产加工、施工装配、运营等整个产业链。建筑业提高建造效率、提升居住品质、降低成本等等目的的实现，都要通过工业化的组织建筑业的各个环节来实现，未来建筑工业化还将继续是建筑业发展的方向。要推进建筑的工业化，最重要的就是要做到的就是要达到建筑设计的标准化、部品部件生产的工厂化、现场施工的装配化和土建装修的一体化。建立建筑部品的完善数据库，能够达到部品的开发、生产和供应的标准化、通用化和系列化是现在达到建筑产业化的重要途径。
3.电子信息技术的发展使得互联网发展也十分迅速，给人们生活工作出行带来了极大的便利，同时也在冲击着传统的生活习惯和生活观念，这同时也给住宅和家电的控制提出了更高的要求。目前智能家居还处于探索阶段，随着人们对生活环境的要求的提升，智能家居的发展前景也变得越来越广阔，必将成为未来的发展方向和趋势，同时智能家居发挥自己的优势并与其他领域的资源整合也是亟待解决的问题。
4.新的技术和新的材料的不断涌现，为建筑围护结构提供了更多的可能；人们生活水平的提高也提高了对节能技术的要求，外围护技术成为了现代建筑的主要发展方向。通过节能材料的使用和结构的更新，进而达到节能并且保护外墙体的效果，围护结构的合理性可以明显降低室内的温度，避免外界的空气和雨水的侵蚀，还能起到隔冷(热)桥的作用，最终可以达到延长主体结构寿命的目的。外围护结构对于节能的优势非常明显，随着技术水平的提高对于稳定结构也有着重要的作用。
5.建筑行业在科技发展迅速的当下，涌现了各种各样的先进技术，从而也为现代的建筑工程创造了有利的条件。在现在的建筑工程中，建筑主体结构的技术是当前建筑工程施工中尤为重要的一种，随着该技术在现代建筑工程中的应用,使得现代建筑的质量和性能都有了大幅度提升，从而为满足人们对建筑的要求，和促进建筑行业发展起到了重要的作用。建筑主体结构在建筑构建中起到了主体构建作用，是房屋建筑的核心设计，决定了建筑的适用层面。随着建筑工程技术的飞速发展，现代工程主体结构的设计和建造技术较传统技艺而言发生了翻天覆地的变化。材料的性能、环保、成本、强度等问题都将影响着未来的建筑主体结构的走向。
6.建筑既是人类活动的基本场所,也是大量消耗能源、资源的重要环节，建筑新能源系统的发展给建筑节能指明了道路。


技术实现要素：

7.本专利申请的目的：为了解决上述的问题，本实用新型提供了一种装配式可持续性居住空间体系i-yard。本技术提供的i-yard，采用以下技术方案：
8.本专利申请的方案：一种新型工业化装配住宅，包括结构系统、外围护组件系统、饰面装饰系统、能源系统和景观系统等，按照建筑工业化部品的标准细分可分为包括轻钢结构支撑系统、墙体围护系统、屋顶围护系统、地面围护系统、屋面防排水系统、外墙饰面系统、内墙饰面系统、地面饰面系统、吊顶系统、门窗系统、遮阳系统、空调系统、强弱电系统、给排水系统、光伏发电系统、太阳能热水系统、家具电器系统，室外景观环境系统等。
9.优选的，外围护组件系统中屋顶部品由复合屋面板、光伏和光热产品租成。屋面板采用玻镁板加阻燃防霉蜂巢芯材板构成，将屋面拆分为四个区域，四个区域模块分设不同方向的屋面板。屋面板之间以企口错缝连接，并且通过硅酮防水胶密封；整个屋面结构通过燕尾丝与主体结构的轻钢龙骨相连接。光伏板采用直角单晶太阳能光伏组件，面板的减反射玻璃增加了对于太阳光的吸收，使其在阳光不强时也具有优异的弱光发电性能，同时在雨水环境下有自清洁能力。支架由轻钢制成，起伏角度可通过卡件灵活调节，配合太阳高度角的变化，以使光伏组件获取更多的阳光。光伏板与支架通过专用金属夹具使光伏板固定在支架上。光热产品由集热器、支架、水管、水箱组成。集热器的安装方式与光伏组件相同，且使用同一套支架，仅使用不同的夹具将集热器固定在支架上。
10.优选的，外墙部品由复合外墙外板和复合外墙内板组成，复合外墙外板由蜂窝铝板、石膏板和保温芯材板构成，根据外墙朝向使用相同模数不同尺寸的部品组成，复合外墙内板由硅藻泥和蜂巢板构成；通过螺钉和安装扣将蜂窝铝板安装在方钢上，使用填充棒和耐候胶填缝；石膏板和保温芯材板通过企口缝连接并灌密封胶填缝。
11.优选的，结构部品根据设计尺寸量身定制，采用螺栓进行连接，吊装时须用大型起重设备。内装部品的连接基本实现了螺栓柔性连接，便于拆卸，很多可直接挂扣。设备部品主要包含给排水设备、暖通空调设备、电器照明设备和新能源设备，彼此自成体系互不干扰。几何尺寸以300为模数。
12.优选的，所述i-yard有着院落空间的灵活变化形式：住宅本体采用中心庭院的布局方式，围绕着中心庭院四周为主卧室区、洗手间区、设备间区、餐厅区、厨房区、客厅区和书房区，餐厅区通过滑轨与建筑主体相连，并且可以独立移动，根据使用者的需求的不同和季节性的节能要求，可以将餐厅区远离或靠近建筑主体部分，餐厅区域远离建筑主体时，形成面积扩大的开敞院落，工人活动和通风散热；餐厅区靠近主体建筑时，与主体形成阳光房的形式，保证采暖并减少能源的消耗。通过改变住宅本体中心的庭院的大小，院落空间的可变造成了建筑主体的形体系数的变化，改变建筑的受热通风形式，达到通风散热或者聚集热量的要求。同时对于居住者的活动空间有着不同的影响，考虑到了太阳能的利用和被动式的节能需求。
13.优选的，所述i-yard室内空间同样有着灵活多变的特点，根据使用人群的不同室内空间的划分也相应的做出改变，原本的功能之中可以加入其他的功能区块，主要的生活休息区域可以进行灵活的调整，如书房区可以通过增设活动墙进一步的分割加入次卧的空间等等。所述空间形式的动态变化满足不同人口结构和家庭的不同时期的需求，可弹性的空间变化，改变了居住者的生活体验，增加了i-yard内部的空间活力。
14.优选的，所述i-yard运用现代化科技手段，达到智能化、科技和创造性的需求。建筑入口处设置一键启动按钮，将智能化手段引入智能家居技术，编写自主性的app软件实现远程控制，在移动终端上通过app软件调控建筑的灯光空调等家居系统，带来了家居环境的居住体验提升。智能化物联网技术带来了建筑与人的一键式互动，推动智能化住宅应用。所述智能化住宅通过开发设计app应用程序整合平台，把照明、家电、通信设备集中于一个统一的操作平台，根据预设场景控制住宅内的所有灯光、音响和物理环境，提供了三餐、会客、休闲、派对不同的室内情景；或者根据不同的生活习惯预设灯光家电的工作状态，集合到移动终端的平台上，一键轻触，所有的设备进入相应的状态。
15.优选的，所述智能平台为太阳能光伏光热技术和低碳节能技术提供了应用和开发的平台。所述系统有清晰的能源使用消耗和改进的系统，结合建筑主体上的太阳能光伏光热系统，可以在移动终端上实时查验房间的各种用电的设备能耗情况，达到能源的收支平衡，类比手机流量检测，设置能耗限定值，达到能耗警戒线后可发出短信提醒，通过移动终端进行关闭或者调节性能的操作，达到零能耗住宅要求。
16.优选的，所述能源系统为达到零能耗的要求，采用主动式和被动式太阳能设计相结合的方法：在建筑的西侧和南侧和中庭均设置了外遮阳系统，外立面的纯白色也降低了对太阳能的吸收；建筑墙体的蜂巢板和外饰层的蜂窝铝板双层空腔设计、屋顶太阳能光伏板遮阳、地板架空层通风和窗口的合理布置都加强了夏季的有效散热；冬季时建筑形体的改变减小体形系数，加上出于热环境的需要对建筑的合理分区，最大限度的利用阳光，形成阳光房，利用温室效应减少供热能耗。太阳能光伏光热系统是建筑能耗的主要来源。所述实用新型屋顶铺设38块太阳能光伏板组件和2块光热组件，太阳能光电系统将能源储存供i-yard整个系统的电能使用；而光热系统提供整栋房屋的热水消耗。各个部件系统通过智能化网络联系为一个整体。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
18.1.本实用新型，相较于过去的住宅体系，装配式住宅的部品化安装与设计，提高安装效率，工厂生产部品部件统一，误差小，安装便捷，在装配式的基础上，实现空间的可变性结合，更加灵动的空间，提高了土地资源利用效率，降低能耗。
19.2.本实用新型，运用光伏光电建筑一体化与智能家居的集合，主动式节能与被动式节能相结合，真正的做到了零能耗，满足了用户自定、灵活多变的低碳节能效果。
20.3.本实用新型，采用智能家居系统，以人的使用体验为本，智能调控人与住宅的关系。使用移动终端实时监控i-yard能源消耗，根据不同的人不同情景量身定做情景模式，为使用者提供更加人性化的服务。
附图说明
21.图1为本实用新型的功能平面示意图；
22.图2为本实用新型的整体结构示意图；
23.图3为本实用新型的空间变化示意图；
24.图4为本实用新型的外遮阳板结构示意图；
25.图5为本实用新型的光热能源系统示意图。
具体实施方式
26.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。下面结合附图对本实用新型作详细的描述。
27.参照图1和图3，本实用新型实例提供了一种装配式空间可变智能住宅，分为主卧室区1、洗手间区7、设备间区8、餐厅区5、厨房区4、客厅区2、入口门厅的空间3、空间书房区6和内庭院区9，其中餐厅区5通过滑轨与建筑主体远离或拉近，达到院落空间的可变性，从而造成建筑形体系数的变化，为被动式利用太阳能提供了可能。所述i-yard冬天时，气温较低，餐厅模块靠近建筑主体，使院落面积缩小，把整个建筑的形体系数减低，最大程度的控制建筑的散热。所述院落玻璃的采光顶使建筑形成一个阳光房，在白天积蓄太阳的热量，到了晚上外界温度降低阳光房中的热量向外扩散的速度；夏天时，餐厅部分通过滑轨离开建筑主体，扩大建筑围合的庭院的面积，形成一个相对开敞的庭院，面积的扩大造成形体系数的扩大，更有利于通风，增强建筑的散热能力。
28.参照图1，本实用新型室内空间随着家庭规模和结构的变化而变化，满足不同家庭或者家庭的不同阶段的需求，i-yard的卧室部分设计为可任意划分的开敞空间，使用人数不定时有多种组合方式，如：主卧工作间模式、主卧次卧模式、主卧次卧工作间模式、主卧次卧婴儿间模式、主卧婴儿间工作间模式等等。如当住户由两口之家变成三口之家时，i-yard可以分化出儿童卧室满足此阶段的需求，空间布局自由有弹性，适应不同生活阶段的需要。
29.本实用新型还包括用于至少显示电器状态和耗能情况的荧光屏；照度传感器连接控制系统；灯具连接定时控制系统，大门处设置能自动打开门前照明的红外控制系统。参照图1所示，本实用新型在入口处设置整个建筑的智能唤醒开关13，高度伸腿可及，并且在开关的一旁设置了荧光提示，在夜晚回家时简单的触控开关就可以唤醒整个建筑，自动唤醒灯光和场景效果，按照程序设定的场景工作状态，调整为用餐、会客、派对和休闲等模式。如通过智能终端的按键开关空调，调整电器的状态，检测用电的能耗情况。智能场景功能中，通过统一编程，无需逐一的开关场景灯；室内的照度通过照度传感器自动打开或者关闭回路实现控制；庭院的特殊需要采用定时控制系统，设置灯具开关时间；大门处的红外控制功能，夜晚回家自动打开门前照明，给生活提供便利。
30.参照图2和图5，本实用新型房顶设置有太阳能光伏发电板11和太阳能光热热水器，太阳能发电系统由太阳能方阵电池、控制器、交流配电柜等设备组成并网系统，产生电力输送到电网，整个系统发电情况与智能控制系统连接，整个系统电能自给自足。太阳能光热系统(图5)使用平板集热器，热水储存智能化控制，储存水箱采用分体承压式设计，热水情况可通过终端检测，利用太阳能将集热器中的冷水加热到45℃时，位于冷水管上的电磁阀门自动打开，当冷水到达集热器出口处的温度探头时，探头温度检测到低于45℃，电磁阀门就会自动关闭，达到热水自动检测，实现光伏光电一体化与智能化相结合。
31.参照图2，本实用新型除主动式节能措施外，还结合被动式节能措施：客厅区和卧室区等位于南立面开大窗，窗户外都设置了外遮阳系统12，利用遮阳百叶结合太阳能电池板设置，装有太阳能电池板的遮阳板通过智能系统可自动追踪太阳能入射角度，始终与太阳光线方向垂直；西立面和北立面开高侧窗，减少阳光的不利影响。立面采用白色的外形减少对于阳光的吸收，起到夏季的隔热，空间的可变影响到了建筑的平面进深和形体系数，并
以此减少能源的消耗。外围护系统采用蜂巢板和外饰层的蜂窝铝板双层空腔减少传热系数，由显热储热转向相变储热，采用无机盐类等相变材料(pcm)蓄热，在下午高温时段降低室内温度5-6℃。所述i-yard形成了被动式太阳房的形式，利用空气间层形成温度的缓冲，在夏季和冬季以各自的形式调节室内温度，实现零能耗装配式住宅体系。
32.综上所述，仅为本实用新型的较优的具体的实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种i-yard可变空间装配式智能住宅，分为主卧室区(1)、洗手间区(7)、设备间区(8)、餐厅区(5)、厨房区(4)、客厅区(2)、书房区(6)和内庭院区(9)，其特征在于：其中餐厅区(5)通过能与建筑主体实现远离或拉近的滑轨与建筑主体连接；房顶设置有太阳能光伏发电板(11)和太阳能光热热水器，太阳能发电系统组成并网系统；窗户外都设置了外遮阳系统(12)，外遮阳系统(12)包括遮阳百叶结合太阳能电池板设置，装有太阳能电池板的且始终与太阳光线方向垂直的遮阳板。2.根据权利要求1所述的一种i-yard可变空间装配式智能住宅，其特征在于：设置整个建筑的智能唤醒开关(13)，并且在开关的一旁设置了用于至少显示电器状态和耗能情况的荧光屏；照度传感器连接控制系统；灯具连接定时控制系统，大门处设置能自动打开门前照明的红外控制系统。

技术总结
一种名为i-yard的可变空间装配式智能住宅。分为主卧室区(1)、洗手间区(7)、设备间区(8)、餐厅区(5)、厨房区(4)、客厅区(2)、书房区(6)和内庭院区(9)，其特征在于：其中餐厅区(5)通过能与建筑主体实现远离或拉近的滑轨与建筑主体连接；房顶设置有太阳能光伏发电板(11)和太阳能光热热水器，太阳能发电系统组成并网系统；窗户外都设置了外遮阳系统(12)，外遮阳系统(12)包括遮阳百叶结合太阳能电池板设置，装有太阳能电池板的且始终与太阳光线方向垂直的遮阳板。在装配式的基础上，实现空间的可变性结合，提高了土地资源利用效率。提高了土地资源利用效率。提高了土地资源利用效率。


技术研发人员：夏海山 刘子硕 杜晓辉 孟令鋆
受保护的技术使用者：北京交通大学
技术研发日：2022.10.24
技术公布日：2023/8/13