基本信息
- 項目名稱：
- 高保溫一體式新型應急屋
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本應急屋一體式成型，可以在救災的第一時間利用直升機空投至受災地區(qū)，只需要進行簡單的鋼釬加繩索的固定。墻體材料使用VIP板，使應急屋具有超強保溫能力，尤其適用于極端低溫環(huán)境。本項目所發(fā)明的應急屋滿足國家空投標準，房屋底部設有緩沖裝置，保證屋體平穩(wěn)落地，屋內(nèi)設有電源系統(tǒng)、通風系統(tǒng)和床柜、食物、水等生活必需品，并配備救急用品和維生工具，在保障災民生命安全的同時，大大改善了災民的生活條件。
- 詳細介紹：
- 本項目提出的應急屋是由輕質(zhì)材料和先進材料集成的具有隔熱、隔音、保暖、御寒、抗震等多種功能的救生裝置，內(nèi)置電源、通風、照明等設施，提高了居住舒適度，可空投至災害區(qū)域，為受災人員提供救助，并可重復使用，具有綠色環(huán)保的特點。 應急屋墻板具體設計為：上下表面是玻璃鋼面層，沿板寬度方向每隔一定距離設工字型溫石棉纖維增強聚丙烯基木塑材料為加強筋，其間添加真空高絕熱板（VIP）作為保溫層，VIP與上下表面之間的空隙用酚醛泡沫塑料填充，粘結劑為阻燃乙烯基樹脂。在保證強度、剛度、穩(wěn)定性的條件下大大減少了墻體厚度，成功的降低了墻板自身重量；真空絕熱板是以碎玻璃為原料制成的，使得真空絕熱板具有不燃特性，有效的解決了火災隱患；加之其可回收再利用的特點，避免了現(xiàn)有保溫泡沫塑料對環(huán)境的污染。本項目所研發(fā)的真空絕熱板導熱系數(shù)是現(xiàn)有保溫材料中最低的，僅為0.002W/m*k，不僅使應急屋的保溫性能優(yōu)于同類產(chǎn)品，也使其復合墻板厚度遠低于現(xiàn)有活動房的墻體厚度。 本應急屋一體式成型，避免應用時的拆裝麻煩，可以在救災的第一時間利用直升機空投至受災地區(qū)，不需要打地基，只需要進行簡單的鋼釬加繩索的固定，避免了耕地被破壞，且其及時性是傳統(tǒng)活動房屋無法企及的，而且質(zhì)量也要好于臨時搭建的活動板房。本項目所發(fā)明的應急屋滿足國家空投標準，房屋底部設有緩沖裝置，保證屋體平穩(wěn)落地，屋內(nèi)設有電源系統(tǒng)、通風系統(tǒng)和床柜、食物、水等生活必需品，并配備救急用品和維生工具，在保障災民生命安全的同時的大大改善了災民的生活條件。 簡而言之，相比于現(xiàn)有的過渡安置房，高保溫一體式新型應急屋的優(yōu)越性體現(xiàn)在： 1.所設計的復合墻板是一種質(zhì)輕、高強、阻燃、節(jié)能又兼具絕佳保溫性能的新型復合墻板。采用真空高絕熱材料（VIP）作為夾層芯材，使應急屋整體保溫性能優(yōu)異；VIP原材料為廢舊碎玻璃又體現(xiàn)其資源再利用、綠色環(huán)保的優(yōu)點（本項目所研發(fā)的VIP板已經(jīng)通過SGS測試認證，測試結果與歐盟ROHS指令2002/95/EC以及后續(xù)修正指令的要求相符）。纖維增強木塑材料加強筋大大提高了應急屋的結構強度，可靠性和穩(wěn)定性。 2.利用集成化思想，將應急屋一體式設計成型。方便即時空投以應對緊急自然災害，災后可進行回收，重復利用，對地表不造成破壞。同時，應急屋的鋼結構底座和緩沖器保證其空投損傷率降到最低，能夠在大多數(shù)復雜地形中使用。 3.電力系統(tǒng)使用可編程充電管理電路，可避免欠充，過充，過熱對電池的損壞，可管理涓流充電至5A電流。采用高頻開關電源，工作效率高。并具有電量指示，欠壓報警功能，具有一定防雷功能，從而實現(xiàn)電源安全可靠運行。 4.室內(nèi)地板上嵌有可逆相變材料，可長時間維持室內(nèi)溫度穩(wěn)定在10-20℃，不會對人體造成任何傷害，補充了應急屋的保溫優(yōu)勢。且物品利用率高，生活設施齊全，居住環(huán)境舒適。 由此體現(xiàn)出本項目所研發(fā)的高保溫一體式新型應急屋完全彌補了現(xiàn)有過渡安置房的不足， 是一種保溫阻燃、質(zhì)輕高強、節(jié)能環(huán)保、一體式成型、功能多樣化、可在受災第一時間空投至災區(qū)的新型急救設施，是“緊急救災——過渡階段——災后重建”這一條救災時間鏈上缺少的最重要的組成部分，不論是其概念還是實物均具有很高的推廣價值。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 制作目的：在高寒地區(qū)，無論是遭遇自然災害后的救助，還是在軍事方面提供支援，都面臨很大困難。為此我們設計了一種應急屋，用于高寒地區(qū)救災、應急。 基本思路： 1.針對現(xiàn)有活動板房存在的問題，本項目提出的應急屋具有保溫性好、響應快速、環(huán)境友好、重復利用等優(yōu)點。 2.為滿足應急屋的保溫性能和強度要求，著重設計了兼具保溫性和結構強度的復合墻體，試驗了多種結構增強材料?？紤]了門和換氣扇的保溫措施并通過添加相變材料穩(wěn)定室內(nèi)溫度。 3.完善室內(nèi)布置和設施，設計了一物三用結構，提高物品利用率，添加通風照明通訊設備，設計應急電源。 4.采用緩沖避震器減小空投損傷。 創(chuàng)新點： 1.設計新型復合墻板，上下表面為玻璃鋼面層，沿板寬度方向每隔一定距離設溫石棉纖維增強聚丙烯基木塑材料為加筋，其間添加真空高絕熱板作為保溫層，其保溫絕熱效果佳。 2.制作一體化，具有整體結構，能夠被及時吊裝空投到災區(qū)，經(jīng)過簡單的地面穩(wěn)定即可使用。 3.應急屋內(nèi)設施齊全、居住舒適，極大改善了災區(qū)、野外作戰(zhàn)人員的生活環(huán)境。 4.室內(nèi)空間利用率高，有足夠的空間可依據(jù)救災情況增加待救災人員的數(shù)量。 5.將化學反應和空氣交換兩種方法有機結合設計的排風系統(tǒng)，保證室內(nèi)人員的健康呼吸。 作品關鍵技術指標： 應急屋規(guī)格：3×2.4×2.2(m3) 應急屋屋體重：478公斤 墻體熱阻：3.90㎡·K/W 工作溫度：-40℃~40℃ 抗風等級：10級 平均使用壽命：15年 墻板材料強度極限：0.2MPa
科學性、先進性
- 首先在使用年限上，此項新型應急屋，創(chuàng)造性的設計了玻璃鋼復合墻板，以VIP真空絕熱板為主體芯材，導熱系數(shù)極低，配合溫石棉增強木塑材料加強筋，除了具有超強的保溫、隔音、無污染等性能，還耐腐蝕、不老化，使用年限可長達15年。 其次，本作品采用一體化成型，質(zhì)量輕巧，制作更加方便，一旦有需求可以立即由直升機空投至災區(qū)，且適用于各種地形；科學的結構強度設計使其足夠抵御強風、暴雪等自然災害侵襲，充分集經(jīng)濟、節(jié)能、環(huán)保各種優(yōu)越性于一體。 同時，隨屋配備的電力系統(tǒng)性能優(yōu)越：充電速度快8-10小時即可充滿；輸出電壓穩(wěn)定，電壓偏離≤5%；充電控制器對電池有良好的保護作用，充放電壽命可達1000次以上。 室內(nèi)墻壁上安裝的兩個直徑6厘米的小型排風扇。在排風扇外部，采用單向閥裝置，在排風扇使用時自動打開，停止時關閉，以防止冷空氣過多的進入房間。在應急屋內(nèi)可事先裝好適量的氧氣再生藥板，它是是一種以過氧化鈉為主要成分，由各種化學物質(zhì)及填料制成的多孔板，空氣流過就能產(chǎn)生化學反應生成氧氣，以保證人的正常呼吸。
獲獎情況及鑒定結果
- 南京航空航天大學第13屆“CASC”杯大學生科技節(jié)暨第十二屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽校內(nèi)選拔賽中獲得特等獎
作品所處階段
- 該作品已申請多項國家實用新型專利，實物制作即將完成，將進一步檢驗其空投能力和保溫能力。
技術轉讓方式
- 太倉宏大方圓公司同意在該作品試研究成熟后購買該技術及相關專利，作價人民幣500萬元。
作品可展示的形式
- 該作品可現(xiàn)場進行產(chǎn)品實物演示，有實物圖片和詳細的圖紙尺寸并錄制視頻驗證本產(chǎn)品的空投可行性。
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 1.復合墻板是一種質(zhì)輕、高強、阻燃、節(jié)能又兼具絕佳保溫性能的新型復合墻板。 2.利用集成思想，應急屋一體式設計成型。方便即時空投以應對緊急自然災害，災后可回收重復利用，對地表不造成破壞。同時，應急屋的鋼結構底座和緩沖器保證其空投損傷率降到最低。 3.電力系統(tǒng)使用可編程充電管理電路，避免對電池的損壞，可管理涓流充電至5A電流。采用高頻開關電源，并具有電量指示，欠壓報警功能，具有一定防雷功能，實現(xiàn)電源安全可靠運行。 4.室內(nèi)嵌有相變材料，可維持室內(nèi)溫度穩(wěn)定在10-20℃。物品利用率高，設施齊全，居住環(huán)境舒適。 該作品作為應急救災該領域試探性拓展，有相當大的存在價值。投產(chǎn)后可立即使用，產(chǎn)生實質(zhì)性效益，擁有良好市場推廣前景。 1.本產(chǎn)品可以勝任絕大部分環(huán)境下的應急救災工作，適于國家應急安置的戰(zhàn)略儲備，可以長期投資。 2.室內(nèi)熱量流失緩慢，對外能耗需求少，經(jīng)濟環(huán)保。應急屋的安置方便，是一種綠色的、可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)品。 3.采用整體成型，可以快速地運送到受災地區(qū)，經(jīng)濟性與應急性并舉。
同類課題研究水平概述
- 近幾年來，活動房屋已廣泛應用于鐵路、公路、水利、勘探、石油、旅游、軍事以及城市各種臨建用房等領域。組合金屬活動房屋早已經(jīng)發(fā)展成了一個非常成熟和具有相當規(guī)模的行業(yè)，特別是日本、歐洲、美國等地，“活動房”甚至成為人們必備生活用品之一。在近幾年發(fā)生的汶川、玉樹地震中，活動板房都發(fā)揮了巨大的作用，活動房屋也成為眾多學者研究的對象。 目前，國內(nèi)外裝配式建筑墻板的構造形式有兩種:一是用相同材料制作的單一材料墻板；二是將不同材料按其不同功能組合成復合墻板。復合墻板與單一材料墻板相比采用高效、保溫材料，將各層材料分層使用，具有更好的結構和隔熱性能。墻板的組合層次按如下方式進行組合：1厘來的結構層作內(nèi)層，2—5厘米的保溫層作夾層，4厘米的砼面層作外壁保護層。為防止“熱橋”則盡可能取消通肋，采用插針或銷鍵使各組層連成形體；為提高耐久性，連接件做了防腐處理；同時采用以建筑密封膏為主體的防水材料直按對板縫進行有效的柔性封閉。通過國家物資都辦公樓工程的應用和雨季的考驗證明，具有質(zhì)量可靠、施工簡便等優(yōu)點。與空腔防水相比，其防水、保溫綜合效果優(yōu)異可靠；密封膏施工性能良好，無流墜現(xiàn)象，表面固化性強，單組分水性材料便于使用，粘堵力滿足設計要求，防水效果達到質(zhì)量標準。 我國現(xiàn)有的活動房屋仍然存在以下風險： 1.火災隱患：目前國家規(guī)定的活動房屋的夾芯板主要使用聚苯乙烯、硬質(zhì)聚氨酯或巖棉，這三種材料都不具備較強的阻燃能力，一旦發(fā)生火災，勢必會造成“火燒連營”的現(xiàn)象，后果不堪設想。 2.環(huán)境污染風險：災區(qū)活動房屋用料最多的是聚苯乙烯夾芯板，其降解周期長災后回收成本高，因此都采用掩埋或焚燒的方法處理，嚴重污染環(huán)境。 3.破壞、浪費耕地的風險：現(xiàn)有活動板房對地基有要求，需要平整的水泥地面。 4.質(zhì)量安全隱患：鋁合金夾芯板在撞擊后變形不會恢復，往往會造成面板向芯材內(nèi)侵入、面層與芯材脫離等不利于夾層結構整體受力的情形，這對墻板自承重的活動房而言有很大的安全隱患而對于彩鋼夾芯板由于面層的材質(zhì)問題，在使用過程中會在面板的缺陷處產(chǎn)生銹斑，并逐漸由銹斑發(fā)展開來，從而影響整個夾層墻板的美觀和長期使用性能。 5.現(xiàn)有過渡安置房板材的保溫隔熱效果差，工作在里面冬天挨凍夏天悶熱；且由于活動板房骨架重，需要多人配合完成，難以滿足快速安裝活動房的建設要求，不能滿足受災人員的多樣需求，故很難在活動房中推廣。
