一种模块化预制集成建筑建造体系及其施工方法技术

一种模块化预制集成建筑建造体系，包括建筑基底部件(1)、侧外墙部件(3)、转角外墙部件(4)、居中外墙部件(2)、内墙部件(6)及屋顶部件(5)，上述部件之间通过木制燕尾榫组合连接，形成整体的房屋；各个部件内部集成了建筑结构、保温、装饰面材料和外围护结构的同时，将建筑所使用到的机电设备与管线系统集成预装。该模块化预制集成建筑建造体系集成度高，装配率高，减少了安装误差和错误，且运输方式灵活；其施工方法简单，无湿作业，施工周期短。施工周期短。施工周期短。

【技术实现步骤摘要】
一种模块化预制集成建筑建造体系及其施工方法


[0001]本专利技术属于建筑领域，具体而言为一种模块化预制集成建造体系及其安装方法。

技术介绍

[0002]现今，装配式建筑在中国得到了政策层面与市场层面的巨大发展，但现有的装配技术主要以建筑主体的标准化和装配化施工为主，单体建筑的设备与管线安装仍依赖现场施工，施工过程中易造成对建筑主体的破坏，降低建筑质量及整体装配率，不能满足人们对于标准化装配式建筑的快速安装、施工人员精简的高要求。
[0003]目前现有的模块化集装箱建筑已可以达到建筑单体与设备管线在工厂加工过程中集成预装。如公告号为CN211114102 U(公告日为2020年7月28日)的技术专利，涉及一种模块化集装箱建筑，其含有中部拓展模块、头部设备模块、卫生间模块、设备间模块及尾部连接模块，各模块均预装了模块化的主体结构、保温层、外围护结构及模块化门窗。其中头部设备模块、卫生间模块及设备间模块均在工厂预装集成了新风设备、照明设施、卫生洁具等。各模块均形成独立的室内空间。现场施工安装过程，可通过连接各模块即可组合成为不同功能的建筑来使用。
[0004]上述技术方案存在以下问题：集成模块由于受到集装箱建筑材料的基础尺寸的限制，其长、宽、高固定，无法灵活设计并调整模块的尺寸，限制了该技术适用范围。同时，各模块作为运输和安装部件尺寸较大，降低运输效率，增加运输成本。各模块作为建筑使用空间的尺寸较小，室内空间净高过低，无法满足基本的舒适度。箱体的自重较大，在施工安装过程中对于吊装设备的要求较高。
[0005]美国某公司已有预制化集成建筑建造技术，可将部分设施与管线系统与建筑主体结构集成一体。其技术方案中包括模块化墙体集成部件、模块化屋顶集成部件与集成化建筑基底部件。其中，模块化墙体集成部件包括墙体主体结构及保温层；模块化屋顶集成部件包括屋面主体结构、保温层、防水层、照明设施及电线；集成化建筑基底部件为非标准化模块，包括基底主体结构、基底基准面材料、保温层、预装木地板地板及内部的上下水管线系统。模块化集成部件相比箱体预制建筑更轻便，更易运输及安装。现场施工过程中，建筑主体及部分设施可通过连接组合各墙体部件、各屋顶部件和建筑基底部件来简单组装。
[0006]但上述技术方案中，模块化墙体集成部件仅在工厂预装了墙体结构主体和保温层，外围护结构、电系统管线及内饰面只能通过现场进行再次安装，增加了现场施工的工作量和工作时间，降低了现场作业的效率。此外，其模块化屋面集成部件中仅含有照明设备，新风系统、空调系统等相对复杂的管线设备系统未预装，仍需现场再次安装。
[0007]因此，亟待出现一种整体装配率高、便于运输、安装流程简单、构件定位准确、施工难度低的模块化预制集成建造体系。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题为现有装配式建筑结构中建筑材料和构件的利用率
和运输效率低、人为误差或错误导致建筑性能下降或施工隐患、整体装配率低、安装流程复杂、施工难度大、现场施工安装时间长以及生产制造与施工安装所需人员过多。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0010]一种模块化预制集成建筑建造体系，包括建筑基底部件、外墙部件、内墙部件及屋顶部件。所述外墙部件包括侧外墙部件3、转角外墙部件、居中外墙部件。上述部件之间通过连接结构组合连接，形成整体的房屋。各个上述部件内部集成了建筑结构、保温、装饰面材料和外围护结构的同时，也将建筑所使用到的机电设备与管线系统集成预装。
[0011]根据本专利技术所述的模块化预制集成建筑建造体系，所述连接结构为木制燕尾榫，其包含头榫和尾榫。所述头榫其横断面均为等腰梯形；且头榫横断面等腰梯形的下底长度不发生变化，等腰梯形的上底随头榫的高度变化，在位于头榫顶端时，横断面等腰梯形的上底长度最大，且此位置对应的横断面为最大断面，此时上底长度不超过建筑墙体部件木架结构层的厚度，以便于头榫与建筑墙体部件木架结构的连接；在位于头榫底端时，横断面等腰梯形的上底最小，且此位置对应的横断面最窄断面应满足建筑墙体部件间的剪切力应力的大小。所述尾榫形成的榫槽与所述头榫的形状相匹配。
[0012]考虑到木材本身热胀冷缩和变形，头榫与尾榫间的条缝宽度在0.1
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1毫米为宜。
[0013]根据本专利技术所述的模块化预制集成建筑建造体系，所述木制燕尾榫的头榫和尾榫的制作可使用刀模切割直接完成，使用刀模刀具根据头榫和尾榫交接的条缝位置，将一个木材块切割为头榫和尾榫。分别将头榫和尾榫通过固定件固定在相邻的墙体部件上，通过木制燕尾榫组合对接，将相邻的墙体部件紧密结合。
[0014]头榫的横断面等腰梯形的上底所在端面与相邻的墙体部件固定连接。
[0015]固定在相邻的墙体部件的木架结构层上，即可通过木制燕尾榫组合对接，将部件紧密结合。
[0016]所述木材块的厚度宜50
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75毫米，高度宜200
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400毫米，宽度应与建筑的各墙体部件的木架结构柱的宽度相同。
[0017]所述木制燕尾榫的材料宜为松木。
[0018]与本领域通常使用断面上下宽度相等的燕尾榫组合相比，现有的燕尾榫组合在安装过程中，燕尾榫头榫和尾榫匹配，虽可将相邻的两个墙体部件的位置进行配合，但配合的过程中，需要人工对齐两个部件的上侧后才可固定，易出现安装错误。而根据本专利技术的木制燕尾榫，其横断面等腰梯形的上底沿高度变化，上宽下窄，因此安装时，无需人工对齐，只需要依靠重力作用即可对齐部件。由此可见，本专利技术所涉及的木制燕尾榫，在不复杂化加工难度的基础上，简化了安装的过程，提高了吻合度和精准度。
[0019]根据本专利技术所述的模块化预制集成建筑建造体系，建筑所使用到的机电设备与管线系统集成预装在所述内墙部件中，所述外墙部件均不包含任何设备管线层。
[0020]根据本专利技术所述的模块化预制集成建筑建造体系，建筑基底部件包括混凝土板、基底木架结构、基底保温层、地暖管、基底层电线、室外木地板、室内地面基准面、室内地面安装封板一和室内地面安装封板二。其中，混凝土板包含开孔一、开孔二和开孔三。室内地面基准面包含开孔四。混凝土板为最底层，其上层安装基底木架结构，并在基底木架结构中的空腔部分分别铺设基底保温层与地暖管。在基底木架结构的上层，对应建筑室内空间的部分由室内地面基准面铺设，对应建筑室外部分则由室外木地板铺设。地暖管通过混凝土
板上的开孔二接入外部水源，穿过开孔三后将水排入外部管道。基底层电线通过开孔一接入外部电源，开孔四则用以连接内墙部件中的电系统。建筑基底部件进行工厂预装的过程中，不安装室内地面安装封板一和室内地面安装封板二。
[0021]根据本专利技术所述的模块化预制集成建筑建造体系，所述侧外墙部件、所述转角外墙部件与所述居中外墙部件均属于外墙部件，其主体构造相同；所述外墙部件，由内至外依次包括内墙面层、内侧结构层基准面、墙体木架结构、墙体保温层一、外侧结构层基准面、墙体保温层二和外墙面层。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化预制集成建筑建造体系，包括建筑基底部件(1)、外墙部件、内墙部件(6)及屋顶部件(5)，所述外墙部件包括侧外墙部件(3)、转角外墙部件(4)、居中外墙部件(2)，其特征在于：上述部件之间通过连接结构组合连接，形成整体的房屋；各个上述部件内部集成了建筑结构、保温、装饰面材料和外围护结构的同时，将建筑所使用到的机电设备与管线系统集成预装。2.根据权利要求1所述的模块化预制集成建筑建造体系，其特征在于：所述连接结构为木制燕尾榫。3.根据权利要求2所述的模块化预制集成建筑建造体系，其特征在于：所述木制燕尾榫包括头榫(281)和尾榫(282)；所述头榫(281)其横断面均为等腰梯形；且头榫281横断面等腰梯形的下底长度(D2)不发生变化；等腰梯形的上底(D1)随头榫的高度变化，在位于头榫(281)顶端时，横断面等腰梯形的上底(D1)长度最大，且此位置对应的横断面为最大断面，此时上底长度(D1)不超过建筑墙体部件木架结构层的厚度，以便于头榫(281)与建筑墙体部件木架结构(21)的连接；在位于头榫(281)底端时，横断面等腰梯形的上底(D1)最小，且此位置对应的横断面最窄断面应满足建筑墙体部件间的剪切力应力的大小的要求；所述尾榫(282)形成的榫槽与头榫(281)的形状相匹配。4.根据权利要求3所述的模块化预制集成建筑建造体系，其特征在于：所述头榫(281)和尾榫(282)使用刀模切割直接完成；刀模刀具根据头榫(281)和尾榫(282)交接的条缝位置，将一个木材块切割为头榫(281)和尾榫(282)；分别将头榫(281)和尾榫(282)通过固定件固定在相邻的墙体部件上，通过木制燕尾榫组合对接，将相邻的墙体部件紧密结合；头榫(281)的横断面等腰梯形的上底(D1)所在端面与相邻的墙体部件固定连接。5.根据权利要求4所述的模块化预制集成建筑建造体系，其特征在于：所述木材块的厚度为50
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75毫米，高度为200
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400毫米，宽度与建筑的各墙体部件的木架结构柱的宽度相同；所述头榫(281)与尾榫(282)间的条缝宽度为0.1
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1毫米；所述木制燕尾榫的材料为松木。6.根据权利要求1
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5中任一权利要求所述的模块化预制集成建筑建造体系，其特征在于：建筑所使用到的机电设备与管线系统集成预装在所述内墙部件(6)中，所述外墙部件均不包含任何设备管线层。7.根据权利要求6所述的模块化预制集成建筑建造体系，其特征在于：所述建筑基底部件(1)包括混凝土板(18)、基底木架结构(11)、基底保温层(17)、地暖管(19)、基底层电线(61)、室外木地板(16)、室内地面基准面(12)、室内地面安装封板一(13)和室内地面安装封板二(14)；其中，混凝土板(18)包含开孔一(151)、开孔二(152)和开孔三(153)；室内地面基准面(12)包含开孔四(154)；混凝土板(18)为最底层，其上层安装基底木架结构(11)，并在基底木架结构(11)中的
空腔(15)分别铺设基底保温层(17)与地暖管(19)；在基底木架结构(11)上层，对应建筑室内空间的部分由室内地面基准面(12)铺设，对应建筑室外部分则由室外木地板(16)铺设；地暖管(19)通过混凝土板(18)上的开孔二(152)接入外部水源，穿过开孔三(153)后将水排入外部管道；基底层电线(61)通过开孔一(151)接入外部电源，开孔四(154)则用以连接内墙部件(6)中的电系统；建筑基底部件(1)进行工厂预装的过程中，不安装室内地面安装封板。8.根据权利要求7所述的模块化预制集成建筑建造体系，其特征在于：所述侧外墙部件(3)、转角外墙部件(4)与居中外墙部件(2)，其主体构造相同；外墙部件由内至外依次包括内墙面层(24)、内侧结构层基准面(22)、墙体木架结构(21)、墙体保温层一(26)、外侧结构层基准面(23)、墙体保温层二(27)和外墙面层(25)；侧外墙部件(3)的内墙面层(24)、内侧结构层基准面(22)、墙体保温层一(26)、外侧结构层基准面(23)、墙体保温层二(27)和外墙面层(25)上共同设置开孔五(155)，在安装过程中供空气置换设备的排水管穿过，向建筑外侧排水。9.根据权利要求8所述的模块化预制集成建筑建造体系，其特征在于：所述内墙部件(6)的主体构造包括墙体木架结构(21)、内墙结构层基准面(31)和内墙面层(24)；内墙结构层基准面(31)设置在墙体木架结构(21)两侧，每个内墙结构层基准面(31)表面均设置内墙面层(24)；墙体木架结构(21)形成的空腔(15)为电系统所用，电线(33)穿过墙体木架结构(21)底侧的开孔六(156)，与建筑基底部件(1)的开孔一(151)相接后连通外部电源，并通过内墙部件(6)的墙体木架结构(21)的开孔七(157)向上延伸；空腔(15)部分包括两个接线盒(32)，接入电线(33)后为照明设施所用；两侧的内墙面层(24)上均安装有插座一(34)、插座二(35)和一个照明开关(36)，插座一(34)在房屋使用过程中为电器供电，插座二(35)则为空气置换设备供电。10.根据权利要求9所述的模块化预制集成建筑建造体系，其特征在于：侧外墙部件(3)、转角外墙部件(4)、居中外墙部件(2)与内墙部件(6)之间通过若干组木制燕尾榫连接；该木制燕尾榫的头榫(281)和尾榫(282)分别对齐预装在两个相邻的墙体部件的木架结构的柱体上；自上而下均匀分布，以保证安装后部件的受力均匀，可稳固地连接。11.根据权利要求9或10所述的模块化预制集成建筑建造体系，其特征在于：所述屋顶部件(5)包括屋面板(52)、屋架结构(51)、屋面保温层(53)、屋顶封檐(57)、吊顶结构和可拆卸的吊顶扣板(56)；所述吊顶结构包括吊顶横向龙骨(55)与吊顶竖向龙骨(54)；吊顶结构内的空腔(15)中，预先安装空调室内机(644)，空调的出风口亦预装在吊顶扣板(56)中；空调机组的风管(641)、电线与空调排水管(642)同样预装在吊顶的空腔15内，风管(641)外包裹风管保温材料和空调室外机电线；屋面保温层(53)和屋面板(52)设置开孔八(158)，风管(641)...

【专利技术属性】
技术研发人员：林婉嫕，李琳，
申请(专利权)人：北京林婉嫕空间艺术设计有限公司，
类型：发明
国别省市：