本發(fā)明屬于跨季節(jié)儲熱/供熱設(shè)計及建造領(lǐng)域，具體涉及一種夾芯柱式承重型保溫浮頂及制作方法。
背景技術(shù)：
1、我國建筑供熱領(lǐng)域碳排放占全國總量的25％，其中北方城鎮(zhèn)燃煤供熱占比超過70％，年碳排放量達5.5億噸。為實現(xiàn)“雙碳”目標，亟需以可再生能源替代傳統(tǒng)化石能源。水體型太陽能跨季節(jié)儲熱技術(shù)因其儲熱密度高(≥50kwh/m3)、運行壽命長(＞30年)和低碳特性，被國際能源署(iea)列為建筑供熱脫碳的優(yōu)選技術(shù)。大量科學(xué)研究和豐富的工程實踐經(jīng)驗表明，該技術(shù)具有較高的可靠性，已在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用，多個大容量儲熱水體已投入實際運行。在我國，北京、河北、西藏等地也已建設(shè)多個不同容積的儲熱水體，為當?shù)氐墓嵝枨筇峁┝擞行У慕鉀Q方案。然而，其核心組件——儲熱水體保溫頂蓋的技術(shù)瓶頸嚴重制約了規(guī)模化應(yīng)用。
2、儲熱水體作為水體型太陽能跨季節(jié)儲熱供熱系統(tǒng)的核心子系統(tǒng)，其造價在整個系統(tǒng)中占比最高。通常，儲熱水體是從地面向下挖掘出特定形狀，經(jīng)過基礎(chǔ)處理后鋪設(shè)防滲層，然后以水作為儲熱工質(zhì)。其容積范圍廣泛，從幾百立方米到幾十萬立方米不等。在儲熱水體的構(gòu)成中，保溫頂蓋扮演著至關(guān)重要的角色。它不僅直接決定了儲熱水體的儲熱效率，是保證系統(tǒng)高效運行的關(guān)鍵部件，而且在儲熱水體的造價中，保溫頂蓋所占比例最高，約占整體造價的50％。此外，大型儲熱水體占地面積較大，從幾千平方米到幾十萬平方米不等，這在一定程度上限制了水體型太陽能跨季節(jié)儲熱供熱技術(shù)的應(yīng)用場景和范圍。中國專利cn118653734a提出了一種儲熱水池的一體式承重型防滲保溫浮頂系統(tǒng)，主要應(yīng)用于規(guī)?；缂竟?jié)儲熱系統(tǒng)中的儲熱水池。該系統(tǒng)通過獨特的浮頂結(jié)構(gòu)設(shè)計，有效解決了傳統(tǒng)一體式浮頂施工困難、排水不便且不能承重的問題，同時具備良好的保溫性能。但文中未提及該系統(tǒng)在極端天氣條件下(如極寒、暴雨等)的性能表現(xiàn)，對于不同規(guī)模和形狀的儲熱水池，系統(tǒng)的適配性和優(yōu)化方案也未詳細闡述。
3、因此，設(shè)計一款結(jié)構(gòu)合理、保溫性能卓越、具備承重能力的保溫頂蓋，成為突破當前技術(shù)應(yīng)用瓶頸、進一步拓展水體型太陽能跨季節(jié)儲熱供熱技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵所在。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種夾芯柱式承重型保溫浮頂及制作方法，應(yīng)用于跨季節(jié)儲熱/供熱設(shè)計及建造領(lǐng)域。其為結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠、維護便捷、相對低成本、同時滿足保溫和承重兩項功能的浮頂。
2、本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
3、一種夾芯柱式承重型保溫浮頂，包括2類、共計3種不同結(jié)構(gòu)的單元模塊，一類是主體單元模塊a；另一類是邊緣單元模塊：單元模塊m、單元模塊r；所述3種單元模塊按照邊緣單元模塊包圍主體單元模塊的形式進行排列組裝，并使用榫接形式進行固定；各所述單元模塊的殼體內(nèi)自上而下均分別設(shè)置墊板、保溫層和墊板。
4、進一步地，各所述單元模塊的榫眼數(shù)量不同。
5、進一步地，按照固定的順序排列組合相應(yīng)的單元模塊。
6、進一步地，根據(jù)儲熱水體現(xiàn)場情況確定參考方向后，按照單元模塊上的箭頭提示或者字符提示組裝和固定頂蓋模塊。第一行按照“單元模塊r(3)+單元模塊m(2)+單元模塊m(2)+單元模塊r(3)”的順序進行排列和固定；第二行按照“單元模塊m(2)+單元模塊a(1)+單元模塊a(1)+單元模塊m(2)”的順序進行排列和固定；第三行按照“單元模塊m(2)+單元模塊a(1)+單元模塊a(1)+單元模塊m(2)”的順序進行排列和固定，然后根據(jù)實際需求重復(fù)第二行第三行；最后一行按照“單元模塊r(3)+單元模塊m(2)+單元模塊m(2)+單元模塊r(3)”的順序進行排列和固定。
7、進一步地，將榫頭按照單元模塊上加工出的榫眼進行逐個連接。
8、進一步地，需要根據(jù)跨季節(jié)儲熱水體水面開口尺寸并結(jié)合所述3種單元模塊的尺寸確定具體數(shù)量。此外，應(yīng)根據(jù)實際情況備有相應(yīng)的單元模塊供特殊情況下使用。
9、進一步地，需要根據(jù)單元模塊的使用數(shù)量確定榫頭的具體數(shù)量。此外，應(yīng)根據(jù)實際情況備有相應(yīng)的榫頭供特殊情況下使用。
10、進一步地，鋪設(shè)、組裝單元模塊后形成浮頂，在浮頂之上鋪設(shè)保護層，保護層一直延伸到錨固溝中，覆土填埋進行錨固。
11、進一步地，在保護層上可根據(jù)實際需求覆土綜合利用跨季節(jié)儲熱水體浮頂。
12、本發(fā)明還提供一種夾芯柱式承重型保溫浮頂?shù)闹谱鞣椒?，包括如下步驟：
13、步驟1、按照設(shè)計加工出適配單元模塊的墊板、榫頭、保溫層，并按照自上而下分別是墊板、保溫層、墊板的順序組合成整體形成單元模塊的內(nèi)層結(jié)構(gòu)；
14、步驟2、按照設(shè)計將步驟1中的單元模塊內(nèi)層結(jié)構(gòu)通過自動化生產(chǎn)線在加工單元模塊的殼體的時候放入殼體中，殼體一次成型過程中將單元模塊完全包裹形成整體；
15、步驟3、根據(jù)儲熱水體現(xiàn)場情況確定參考方向后，按照單元模塊上的箭頭提示或者字符提示組裝和固定：第一行按照“單元模塊r(3)+單元模塊m(2)+單元模塊m(2)+單元模塊r(3)”的順序進行排列和固定；第二行按照“單元模塊m(2)+單元模塊a(1)+單元模塊a(1)+單元模塊m(2)”的順序進行排列和固定；第三行按照“單元模塊m(2)+單元模塊a(1)+單元模塊a(1)+單元模塊m(2)”的順序進行排列和固定，然后根據(jù)實際需求重復(fù)第二行第三行；最后一行按照“單元模塊r(3)+單元模塊m(2)+單元模塊m(2)+單元模塊r(3)”的順序進行排列和固定；
16、步驟4、將榫頭按照單元模塊上加工出的榫眼進行逐個連接；
17、步驟5、鋪設(shè)、組裝單元模塊后形成浮頂，在浮頂之上鋪設(shè)保護層，保護層一直延伸到錨固溝中，覆土填埋進行錨固；
18、步驟6、在保護層上根據(jù)實際需求覆土綜合利用跨季節(jié)儲熱水體浮頂。
19、本發(fā)明的優(yōu)點在于：
20、1.本發(fā)明的優(yōu)點在于，設(shè)計了夾芯柱式的單元模塊內(nèi)層結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)的同時極大程度上節(jié)約保溫材料的用量。
21、2.本發(fā)明的優(yōu)點在于，可以根據(jù)實際需求靈活調(diào)整設(shè)計結(jié)構(gòu)，進而調(diào)整單元模塊的承重和保溫性能。
22、3.本發(fā)明的優(yōu)點在于，單元模塊邊緣采用榫接式連接結(jié)構(gòu)，提升了單元模塊之間的連接穩(wěn)定性，也提升了單元模塊徑向穩(wěn)定性。
23、4.本發(fā)明的優(yōu)點在于，各個單元模塊的通過榫頭連接，連接簡單可靠，極大程度上降低了施工難度，節(jié)約了施工成本。
24、5.本發(fā)明的優(yōu)點在于，單元模塊正常使用情況下無需維護，極大程度上節(jié)約了浮頂?shù)倪\維成本。
25、6.本發(fā)明的優(yōu)點在于，拓寬了水體型太陽能跨季節(jié)儲熱供熱技術(shù)的應(yīng)用場景和應(yīng)用范圍。
1.夾芯柱式承重型保溫浮頂，其特征在于：所述夾芯柱式承重型保溫浮頂包括2類，共計3種單元模塊，一類是主體單元模塊a(1)，另一類是邊緣單元模塊，包括：單元模塊m(2)、單元模塊r(3)；所述3種單元模塊按照邊緣單元模塊包圍主體單元模塊的形式進行排列組裝，并使用榫頭(5)進行固定；各所述單元模塊的殼體(6)內(nèi)自上而下均分別設(shè)置墊板(7)、保溫層(8)和墊板(7)，其中保溫層采用錯位分布的夾芯柱形式。
2.按照權(quán)利要求1中所述的夾芯柱式承重型保溫浮頂，其特征在于：所述的頂蓋模塊由硬質(zhì)保溫材料在相應(yīng)位置加工出榫眼(9)。
3.按照權(quán)利要求1或2中所述的夾芯柱式承重型保溫浮頂，其特征在于：所述主體單元模塊的單元模塊a(1)具有四個榫眼，所述邊緣單元模塊的單元模塊m(2)具有三個榫眼，單元模塊r(3)具有兩個榫眼，且四角和邊緣的所有模塊均可由單元模塊r(3)和單元模塊m(2)旋轉(zhuǎn)而得。
4.按照權(quán)利要求3中所述的夾芯柱式承重型保溫浮頂，其特征在于：確定參考方向后，所述浮頂?shù)牡谝恍邪凑铡皢卧Kr(3)+單元模塊m(2)+單元模塊m(2)+單元模塊r(3)”的順序進行排列和固定；第二行按照“單元模塊m(2)+單元模塊a(1)+單元模塊a(1)+單元模塊m(2)”的順序進行排列和固定；第三行按照“單元模塊m(2)+單元模塊a(1)+單元模塊a(1)+單元模塊m(2)”的順序進行排列和固定，然后根據(jù)實際需求重復(fù)第二行第三行；最后一行按照“單元模塊r(3)+單元模塊m(2)+單元模塊m(2)+單元模塊r(3)”的順序進行排列和固定。
5.按照權(quán)利要求4中所述的夾芯柱式承重型保溫浮頂，其特征在于：所述硬質(zhì)保溫材料(9)的材料種類及厚度應(yīng)根據(jù)頂蓋的設(shè)計和成本要求選擇。
6.按照權(quán)利要求1中所述的夾芯柱式承重型保溫浮頂，其特征在于：需要根據(jù)跨季節(jié)儲熱水體水面開口尺寸并結(jié)合所述3種單元模塊的尺寸確定單元模塊的具體數(shù)量。
7.按照權(quán)利要求1或4或5或6中所述的夾芯柱式承重型保溫浮頂，其特征在于：根據(jù)單元模塊的使用數(shù)量確定榫頭(5)的具體數(shù)量。
8.按照權(quán)利要求1或4或5或6中所述的夾芯柱式承重型保溫浮頂，其特征在于：鋪設(shè)、組裝單元模塊后形成浮頂，在浮頂之上鋪設(shè)保護層(10)，保護層(10)一直延伸到錨固溝(11)中，覆土填埋進行錨固。
9.按照權(quán)利要求1或4或5或6中所述的夾芯柱式承重型保溫浮頂，其特征在于：在保護層(10)上可覆土綜合利用跨季節(jié)儲熱水體浮頂。
10.按照權(quán)利要求1-9之一所述的夾芯柱式承重型保溫浮頂?shù)闹谱鞣椒?，其特征在于，包括如下步驟：