1.本发明涉及临建房技术领域，特别涉及一种智能化被动式超低能耗临建房屋。


背景技术：

2.临时建筑在狭义上来说是指必须在有效使用限期内(通常为不能超出二年)进行拆除、且整体结构简单的建筑物或其他配套设施。目前常用的类型有轻钢活动板房、集装箱改制房、集成打包箱式房、工程帐篷等，在各个领域得到了广泛应用。临时建筑具有灵活构建、运输方便、搭建工期短等特点，为现代生产生活提供了很大方便。在这种便捷化、快速化的背景下，临时建筑能否提供舒适的室内环境成为人们的关注点。
3.现有的临时建筑主要常用的类型有轻钢活动板房、集装箱改制房、集成打包箱式房、工程帐篷等，很少结合可再生能源利用实现建筑低碳能源供给，传统临建房屋很少配有光储系统应用，均需要市电作为后备能源，在离网(电网)环境基本不能使用；虽然有少部分的临时建筑配有较厚保温层、太阳能光伏供能设备，但现有的临时建筑中往往存在建筑围护结构性能差，室内环境舒适度低，保温隔热性能差等问题，若不加以处理或者改造不符合要求，在冬季寒冷，夏季炎热时，无法满足住居建筑的热舒适性要求，也会给供热供冷系统带来较大负荷，造成资源浪费。同时，现有的临时建筑也往往难以对室内环境及舒适性的变化及时作出合适的调整，不利于提高室内环境调节的智能化程度。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明旨在提出一种智能化被动式超低能耗临建房屋，以解决现有技术中临时建筑所存在的室内环境舒适度低，保温隔热性能差等问题。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
6.一种智能化被动式超低能耗临建房屋，包括围护结构、储能设备柜，所述围护结构包括房顶、底板、围墙，所述围护结构的内壁设置保温结构，所述围护结构的外壁设置光伏组件，所述光伏组件与储能设备柜连接，用于将其产生的电能进行存储，并向临建房屋提供电能，所述围护结构的传热系数需小于0.1w/m2·
k。
7.进一步的，所述临建房屋包括门体、窗体，所述门体、窗体均被设置在围墙的朝阳面，且所述门体、窗体的传热系数均小于0.8w/m2·
k。
8.进一步的，所述围护结构包括钢架结构，所述钢架结构包括钢板，任意相邻的钢板之间满缝焊接，所述钢板的内侧面、外侧面均设置龙骨，所述龙骨以焊接的方式与钢板连接。
9.进一步的，所述围护结构包括外装饰面，所述外装饰面被设置在室外，并与龙骨连接；所述光伏组件采用粘接的方式与外装饰面连接。
10.进一步的，所述储能设备柜被设置在临建房屋的背阳面，与龙骨固定连接；所述储能设备柜包括光储一体机、储能电池、逆变器，光储一体机用于控制光伏发电和储能设备电量的充放逻辑，逆变器用于将光伏所发直流电转变为220v家用交流电，储能电池用于存储
电量。
11.进一步的，所述临建房屋包括空气调节设备，所述空气调节设备包括空气源热泵系统、新风机组，所述空气源热泵系统包括相互连接的空气源热泵室外机、空气源热泵室内机；所述围护结构开设新风通风口，所述新风机组与新风通风口连通所述临建房屋设置室内风口，所述室内风口与空气源热泵室内机和/或新风机组连通。
12.进一步的，所述临建房屋包括采暖设备，所述采暖设备为电热膜采暖装置，所述电热膜采暖装置被铺设在底板的室内侧面上。
13.进一步的，所述临建房屋包括检测控制系统、电表箱，所述检测控制系统包括集中控制箱、环境多参数检测装置，所述集中控制箱中包括4g路由器，智能化网关和物联网主机，所述集中控制箱分别与储能设备柜、电热膜采暖装置、新风机组、电表箱、空气源热泵系统、照明设备、环境多参数检测装置连接。
14.进一步的，所述电表箱与储能设备柜连接，用于对储能设备柜向相关设备提供的电量进行计量；所述电表箱包括多块智能化电表和总开关，所述智能化电表与新风机组、空气源热泵系统、采暖设备、插座、照明设备、检测控制系统连接，分别对各个装置的耗电量进行独立计量。
15.优选的，所述环境多参数检测装置与房顶连接，能够对室内的温度、湿度、co2浓度、甲醛浓度、pm2.5浓度、室内照度进行实时检测。
16.相对于现有技术，本发明所述的一种智能化被动式超低能耗临建房屋具有以下优势：
17.1)本发明所述的一种智能化被动式超低能耗临建房屋，使用打包箱式房作为建筑主体，方便运输，房屋整体可由清洁能源供能，整体建筑性能满足被动式超低能耗建筑的设计要求，结合双热源供暖系统、高效新风热回收、智能化能源管理及智能化室内环境监测系统应用，实现高效节能环保。
18.2)采用气凝胶和真空板等高性能保温材料的内保温围护结构，断热桥设计及施工，结合被动式门窗的应用，达到被动式超低能耗建筑标准的围护结构性能。
19.3)利用单晶硅轻量化太阳能电池组件配合磷酸铁锂电池储能设备，形成离网运行光储一体化可再生能源供给系统，可以在大部分严寒地区全年离网运行，做到零能耗运行，无外接能源输入。
20.4)智能化室内环境及舒适性监测系统及能源管理系统应用，实现对临建房屋用能、产能各项指标的监测，基于物联网的室内环境监测可实现对房屋内温湿度、空气质量等多项指标的在线监测及调控。
21.5)双热源供暖形式，零下20度可正常供暖，装配高效新风热回收系统，零下20度环境下热回收率可达85％，实现房屋的新风质量与高效节能的平衡。
附图说明
22.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
23.图1为本发明实施例所述的一种智能化被动式超低能耗临建房屋在建筑正面视角下的结构示意图；
24.图2为本发明实施例所述的一种智能化被动式超低能耗临建房屋在建筑背面视角下的结构示意图；
25.图3为本发明实施例所述的一种智能化被动式超低能耗临建房屋的内部结构示意图；
26.图4为本发明实施例所述的一种智能化被动式超低能耗临建房屋的钢架结构(省去房顶部分)的示意图。
27.附图标记说明：
28.1、吊环；2、光伏组件；3、固定底座；4、窗体；5、外装饰面；6、入口台阶；7、门体；8、储能设备柜；9、空气源热泵室外机；10、新风通风口；11、内装饰面；12、围墙；13、电热膜采暖装置；14、集中控制箱；15、新风机组；16、电表箱；17、空气源热泵室内机；18、室内风口；19、多参数传感器；20、照明设备；21、照度传感器；22、插座；23、房顶；24、底板；25、钢架结构；26、钢板；27、龙骨；28、设备间；29、居住间；30、隔断；31、吊顶。
具体实施方式
29.下文将使用本领域技术人员向本领域的其它技术人员传达他们工作的实质所通常使用的术语来描述本公开的发明概念。然而，这些发明概念可体现为许多不同的形式，因而不应视为限于本文中所述的实施例。
30.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
31.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
32.实施例1
33.在现有技术中，现有的临时建筑很少结合可再生能源利用实现建筑低碳能源供给，传统临建房屋很少配有光储系统应用，均需要市电作为后备能源，在离网(电网)环境基本不能使用；虽然有少部分的临时建筑配有较厚保温层、太阳能光伏供能设备，但现有的临时建筑中往往存在建筑围护结构性能差，室内环境舒适度低，保温隔热性能差等问题，若不加以处理或者改造不符合要求，在冬季寒冷，夏季炎热时，无法满足住居建筑的热舒适性要求，也会给供热供冷系统带来较大负荷，造成资源浪费。
34.为了解决现有技术中临时建筑所存在的室内环境舒适度低，保温隔热性能差等问题，本实施例提出一种智能化被动式超低能耗临建房屋，如附图1-4所示，所述临建房屋包括围护结构、储能设备柜8，所述围护结构包括房顶23、底板24、围墙12，所述围护结构的内壁设置保温结构，所述围护结构的外壁设置光伏组件2，所述光伏组件2与储能设备柜8连接，用于将其产生的电能进行存储，并向临建房屋提供电能，所述围护结构的传热系数需小于0.1w/m2·
k，能够达到被动房标准，所述保温结构为气凝胶和/或真空板。
35.从而通过设置传热系数小于0.1w/m2·
k的围护结构，并在围护结构的内壁设置保温结构，使得整个临建房屋具有较低的传热系数，并能够有效阻断热桥的形成，有利于保障临建房屋具有良好的保温隔热性能，以提高临建房屋的室内环境舒适度；此外，保温结构的材质为气凝胶和/或真空板，不仅传热系数较低，而且其密度较小，能够有效减少墙体厚度和房屋整体重量，保证优秀的室内空间和可移动性，同时气凝胶和/或真空板的防火性均能到达a级，能够在最大程度减少火灾隐患。另外，光伏组件2、储能设备柜8的设置，使得临建
房屋能够在离网(电网)环境下，运行光储一体化可再生能源的供给，无需外接能源输入。这也使得本技术的临建房屋使用打包箱式房的形式组成，方便运输，可以在组装完成后实现搬运，并在搬运后可快速生根并使用，并可以应用于纯离网环境中，例如沙漠、戈壁、高原等人迹罕至区域，可用于旅游观光，巡山值守等用途，还可以用于有临时休息、值守或避险需求条件恶劣的地方，即放即用，例如高原马拉松比赛，冬季滑雪赛事等；同时，房屋整体由清洁能源供能，整体建筑性能不仅满足被动式超低能耗建筑的设计要求，也能够满足dena德国能源署被动房标准。
36.所述临建房屋还包括门体7、窗体4，所述门体7、窗体4均被设置在围墙12的朝阳面，且所述门体7、窗体4的传热系数均小于0.8w/m2·
k；所述临建房屋在放置、使用时，建议正南正北放置，并且周围无遮挡物；以在北半球的应用为例，临建房屋的南面记为朝阳面，北面记为背阳面，从而在门体7、窗体4的传热系数均小于0.8w/m2·
k的基础上，将门体7、窗体4均设置在围墙12的朝阳面，以确保阳光可以透过门窗射入屋内。在严寒地区冬季，这种摆放形式可最大程度利用白天光照提升房屋温度，减少房屋供暖总用能，更利于房屋达到被动房标准。考虑到门窗的正常使用，门体7的最优尺寸为0.9m*2.0m，窗体4的最优尺寸为1.2m*3.3m，同时，所述窗体4优选为三层保温窗；此外，门体7的外侧设置入口台阶6，以便于人们进入室内。从而本实施例采用气凝胶和真空板等高性能保温材料的内保温围护结构，断热桥设计及施工，结合被动式门窗的应用，能够达到被动式超低能耗建筑标准的围护结构性能。
37.对于房顶23、底板24、围墙12任意一个围护结构而言，所述围护结构包括钢架结构25、外装饰面5、内装饰面11，所述钢架结构25包括钢板26，任意相邻的钢板26之间满缝焊接，在保证气密性和防水性的同时，能够最大程度保证集装箱的承重强度。所述钢板26的内侧面(室内侧)、外侧面(室外侧)均设置龙骨27，所述龙骨27以焊接的方式与钢板26连接，用于对装饰结构、临建房屋的相关设备进行固定安装。根据临建房屋的使用面积、运输便利性能等方面的综合考量，本技术以钢架结构25为定位基准，整个临建房屋的室外尺寸为长6.2米，宽3.7米，高3.25米；室内尺寸为长5.5米，宽3米，高2.7米。
38.为了便于临建房屋的运输、移动、固定，所述房顶23的外侧面设置吊环1，所述吊环1以焊接的方式与房顶23的钢板26连接，吊环1的材质优选为钢材，使得吊环1能够用于临时建筑吊运及安放时使用，吊孔可穿过吊运钢索，其尺寸可以承受15吨以上的重量。相应的，所述底板24的外侧面设置固定底座3，所述固定底座3以焊接的方式与底板24的钢板26连接，所述固定底座3设置固定孔，使得锚栓或钢钎能够穿过，用于固定临建房屋。
39.所述外装饰面5被设置在室外，并采用自攻螺丝和压片固定的方式与龙骨27连接；所述外装饰面5为铝扣板、集成墙板等类型的装饰板；对于整体的临建房屋而言，除了底板24的室外侧、围墙12的门窗位置之外，外装饰面5对整个临建房屋外部的其余面积进行全部覆盖。所述光伏组件2采用粘接的方式与外装饰面5连接，具体来说，外装饰面5的一侧与龙骨27连接，另一侧与光伏组件2连接；优选的，所述光伏组件2对外装饰面5进行全部覆盖，其中，对于临建房屋的背阳面由于不存在较为有效的光照条件，也可以在临建房屋的背阳面不设置光伏组件2。所述光伏组件2为轻量化单晶硅光伏组件，粘结剂为免钉胶或光伏组件专用硅胶，从而使得光伏组件2能够具有足够大的发电面积，使得轻量化单晶硅光伏组件2作为房屋唯一能量来源，其所产生的电能除负载使用外，剩余电量存储于储能设备柜，以便
夜晚或阳光不足时使用。所述内装饰面11被设置在室内，同样采用自攻螺丝和压片固定的方式与龙骨27连接；所述内装饰面11的材质可以与外装饰面5相同，或者采用防火等级更高的其他材质。
40.所述储能设备柜8与临建房屋的相关设备连接供电，用于为人们在临建房屋内的日常生活提供电力支持；所述储能设备柜8被设置在临建房屋的背阳面，通过固定螺栓等紧固件与龙骨27固定连接；所述储能设备柜8包括光储一体机、储能电池、逆变器，光储一体机负责控制光伏发电和储能设备电量的充放逻辑，逆变器用于将光伏所发直流电转变为220v家用交流电，储能电池负责存储电量，保障小屋在光伏组件无法供能时正常运转。电池类型推荐使用锂电池，优选为磷酸铁锂电池，确保设备拥有较高的能量比，并且方便拆卸和移动。以临建房屋内电池储量为20kw
·
h为例，因临建房屋的围护结构、门体7、窗体4等结构具有较小的传热系统、以及保温结构的设置，在无光伏组件发电的条件下，该电量可维持临建房屋在室外温度零下-20度，室内温度不低于18℃的要求下，连续运转48小时，从而本实施例利用单晶硅轻量化太阳能电池组件配合磷酸铁锂电池储能设备，形成离网运行光储一体化可再生能源供给系统，可以在大部分严寒地区全年离网运行，做到零能耗运行，无外接能源输入。
41.在临建房屋具有光储一体化可再生能源供给的基础上，为了进一步提高临建房屋的室内环境舒适度，所述临建房屋包括空气调节设备、采暖设备，所述空气调节设备包括空气源热泵系统、新风机组15，所述空气源热泵系统包括相互连接的空气源热泵室外机9、空气源热泵室内机17，所述空气源热泵室外机9因背部散热不建议固定在背部墙面，应放置于屋外地面，优选设置在临建房屋的背阳面；所述空气源热泵室外机9连接有冷媒管和电线，由于所述冷媒管、电线均需和室内的相关设备连接，因此，所述冷媒管、电线贯穿围护结构，优选的，冷媒管与电线共用一个贯穿孔，所述贯穿孔被设置在底板24，冷媒管、电线均用保温棉进行包裹，缝隙填充发泡胶和保温材料，从而一方面能够确保空气源热泵系统的正常安装使用，另一方面能够在最大程度上减少室内热量(或冷量)向室外环境的逃逸。
42.对于新风机组15而言，所述围护结构开设新风通风口10，所述新风机组15与新风通风口10连通，可以作为临建房屋与外界环境之间的新风换风口。所述临建房屋设置室内风口18，所述室内风口18与空气源热泵室内机17和/或新风机组15连通，从而在室内可以通过室内风口18向人们输送冷风(或热风)，和/或通过新风机组15与外界环境之间进行新风换风。优选的，空气源热泵室内机17和新风机组15共用一条送风管路，并均通过室内风口18向室内进行空气调节，能够能够实现新风热回收，有利于提高热量(或冷量)的高效利用。所述采暖设备为电热膜采暖装置13，所述电热膜采暖装置13被铺设在底板24的室内面上，电热膜采暖装置13的上方覆盖防火木地板，保证室内美观度。从而本实施例通过空气源热泵系统、电热膜采暖装置13进行双热源供暖，使得所述临建房屋在零下20度可正常供暖，装配高效新风热回收系统，在零下20度的室外环境下热回收率可达85％，能够实现房屋的新风质量与高效节能的平衡。
43.本实施例所提出的临建房屋与传统临建房屋相比，具有以下优势：(1)更加节能，建筑物全年供暖供冷需求显著降低；(2)更加舒适，建筑室内温湿度适宜，体感更舒适；具有良好的气密性；(3)更好空气品质，有组织的新风系统设计，提供室内足够的新鲜空气；(4)更高质量保证，无热桥、高气密性设计，采用高品质材料部品，精细化施工及建筑装修一体
化，建筑质量更高、寿命更长。
44.实施例2
45.考虑到临建房屋的室内布置以及室内环境的宜居性能，本实施例在实施例1的基础上对临建房屋进行进一步改进，如附图3所示，所述临建房屋内设置隔断30，将临建房屋的内部空间分隔为设备间28、居住间29，所述电热膜采暖装置13被设置在居住间29，从而能够更为集中地对人们主要活动空间进行加热；所述设备间28中设置吊顶31，实施例1中的空气源热泵室内机17、新风机组15均被设置在设备间28，尤其是空气源热泵室内机17、室内风口18被设置在吊顶31与房顶23之间，所述室内风口18的一端与居住间29连通，用于对人们主要活动空间进行空气调节。
46.为了便于人们的日常起居，所述居住间29内设置照明设备20、插座22，所述照明设备20优选被设置在房顶23，所述插座22可以外接其他电器设备，如空气消杀器、电视、电脑等，为人们在临建房屋内的生活起居提供进一步的便利。
47.此外，由于本技术中的临建房屋的离网运行，需要对电力使用情况进行精准计量、调控，所述设备间28内设置电表箱16，所述电表箱16与储能设备柜8连接，用于对储能设备柜8向相关设备提供的电量进行计量；所述电表箱16包括多块智能化电表和总开关，其中，新风机组15对应一块电表，空气源热泵系统对应一块电表，插座22对应一块电表，照明设备20对应一块电表，电热膜采暖装置13对应一块电表，检测控制系统对应一块电表，能够分别对各个装置的耗电量进行独立计量。
48.相应的，为了进一步提高临建房屋室内环境舒适度的智能化调控，所述临建房屋包括检测控制系统，所述检测控制系统包括集中控制箱14、环境多参数检测装置，所述集中控制箱14用于处理、传输设备状态和数据，并根据屋内环境控制室内设备。所述集中控制箱14中包括4g路由器，智能化网关和物联网主机，4g路由器用于网络接通，并确保数据可实时上传至云平台，智能化网关用于数据收集和传输，物联网主机用于数据处理、上传和设备控制指令发出。所述集中控制箱14通过rs485传输线分别与储能设备柜8、电热膜采暖装置13、新风机组15、电表箱16、空气源热泵系统、照明设备20、环境多参数检测装置等设备连接。在本实施例中优选的，所述rs485传输线被设置在围护结构内，有利于提高临建房屋内的整洁、美观程度。
49.所述环境多参数检测装置被设置在居住间29内，并与房顶23连接；所述环境多参数检测装置能够对居住间29内的温度、湿度、co2浓度、甲醛浓度、pm2.5浓度、室内照度等多个参数进行实时检测，并将这些数据反馈至集中控制箱14；根据相关的检测参数，由集中控制箱14决定开启或关闭电热膜采暖装置13、新风机组15、空气源热泵系统、照明设备20等。优选的，所述环境多参数检测装置包括多参数传感器19、照度传感器21，所述多参数传感器19能够采集温度、湿度、co2浓度、甲醛浓度、pm2.5浓度等数据，所述照度传感器21能够采集室内照度情况。
50.所述集中控制箱14分别与储能设备柜8、电表箱16中的每一个电表连接，用于获取储能设备柜8的剩余电量、光伏组件2的每日发电量和储电量情况，以及各个电器对应的耗电量情况，能够在尽可能满足人们日常生活需求的前提下，实现对临建房屋内能源使用的智能化调控，有利于实现能源的高效利用，同时也实现节能低碳环保。从而本实施例在实施例1的基础上，提出更为智能化的室内环境及舒适性监测系统及能源管理系统的应用，实现
对临建房屋用能、产能各项指标的监测，基于物联网的室内环境监测可实现对房屋内温湿度、空气质量等多项指标的在线监测及调控，实现高效节能环保。
51.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。