一种适宜南海岛礁使用的轻型集装箱屋的制作方法

本发明涉及轻型屋建筑技术领域，具体涉及一种适宜南海岛礁使用的轻型集装箱屋。

背景技术：

随着南海岛礁旅游与资源开发的兴起，遇到的首要问题之一就是“住”，“住”就需要建造适宜人生活与工作的房屋，不然很难吸引越来越多的人去旅游、去探险、去考察开发。

如何建造适宜在南海岛礁居住的房屋呢。我军为固守广阔的南海疆土，开发了从第一代高脚屋——简易高脚屋、第二代高脚屋——海上铁亭子、第三代高脚屋——钢筋混凝土结构礁堡、到现正建造的第四代高脚屋——水泥沉箱礁堡，如附图1所示，极大改善了广大住守浩瀚南疆官兵与南海人的工作与生活条件，海水淡化、雨水收集、食品冷藏、卫星电话、数字电视、网上大学……一个个过去南海人想都不敢想的现代化装备纷纷登上现代高脚屋。

如美济礁上正在建设超过千吨的水泥平台，设有上百个房间，房间里有厕所、空调和专门的浴室等，而且平台上装载了4台发电机组和冷库等设备，甚至还可在平台上打球、种菜、跑步等，四代高脚屋为捍卫疆域、开发旅游资源创造了“住”的奇迹。

美中不足的是，从四代高脚屋的发展过程看，第一代、第二代高脚屋属于符合南海气象资源特点的集装箱屋，直接淘汰很可惜，可以在个人游、探险游的小型屋建造中得到继承和发扬：第一、南海岛礁陆地面积小，离海平面低，受潮水影响大，高脚屋是根据潮水涨落情形设计的；第二、结构简单、造价低、装卸快捷方便，即使来不及拆卸，损失也小；第三、选用轻质建材，为减少长途海运，充分利用了岛礁资源；第四、散热快、通风好、防紫外线，减轻了高温、高湿、辐射对人热舒适度的影响；第五、尽可能不破坏自然环境，保持岛礁的原始生态，让前往的人真正感受到南海岛礁的风光与魅力。

因此，在大举建设南海水泥沉箱礁堡的同时，作为有益补充，开发适宜个性化旅游与探险需要的小型集装箱屋是十分必要的，这正是本专利开发的初衷。

技术实现要素：

本专利发明人在海口工作期间，曾对南海岛礁（主要是永兴岛）的气候特点进行了较系统的统计分析与研究，挖掘出南海岛礁气象的大致特点如下：

1、南海气象资源的总体特征

以国家气象中心公布的2001年中国气象辐射资料年册、国家气象局历史气象数据查询系统与日梭万年历网络版的数据为依据，对南海永兴岛（西沙）、曾母暗沙（南沙）两个岛礁2001年的逐日太阳高度角、总辐射、气温、降雨进行了统计分析，揭示了南海岛礁气象资源的逐日特征，如图2、3所示，并整理出如表1所示的资源特征。

表1 南海岛礁气候的总体特征数据表

南海和南海诸岛全部在北回归线以南，接近赤道，属海洋性热带雨林气候、热带海洋性季风气候和热带季风气候。从附图2与表1可知，其总体气象特征为：一是虽然热辐射强，但有广阔的海洋及强劲的海风调节，无酷热，温差小、气温均衡，冬季不受冷空气影响，正所谓“四时皆夏”，适合人体热舒适度要求，是自然运行的大温室，而且南海表层海水温度高且季节变化不大，亦是天然的恒温海水浴场；二是雨量充沛，但夏多冬少，雨量季节分配不均匀，具有集中于夏半年的特点；三是季风明显，但时时有风，可自动调节温度与湿度，热而不闷；四是受台风影响较大，但有利有弊，台风风力狂虐，裹挟暴雨，掀起巨浪，往往对海上航运、海上生产和海岛建设造成一定的灾害，但台风有利于在南海岛礁、海南以及中国东南大部分地区上空形成丰沛的降水过程，对解除干旱或缓解旱情起很大作用。

2、南海气象资源的具体特征

统计分析2010年3月11日至2011年9月19日永兴岛的逐日、逐时气温（包括白天均温、24小时均温、日最高温、日最低温）、天气、风向风力（风速）、湿度、降雨量等气象数据，得到如附图2、3、4、5、6所示的分布变化特征。

附图2、3、4、5、6揭示的南海岛礁气象资源分布变化特征为本专利设计新型集装箱屋，提供了与陆地集装箱屋、高山、沙漠、其他海域海滩帐篷屋大不相同的参考依据：

第一、高脚结构：南海疆域面积356万平方公里，其中有超过200个无人居住的岛屿和岩礁（简称岛礁），通称为南海诸岛，岛礁虽多，但面积小、受潮起潮落海水影响大，人居住其上，集装箱屋底面必须与岛礁地面保持一定高度；

第二、散热结构：南海岛礁地处中热带与赤道热带，受常年高温、高湿、高紫外线、高盐、高风力、多风向、多雨的共同影响，集装箱屋必须在四面通风良好的条件下，兼顾隔音与自我调节人体热舒适度功能。南海全年平均气温27℃±，极限温度为最高33℃，最低22℃，全年皆夏，是适宜人热舒适度的理想温度，只要门窗设置得当，合理利用常吹海风带走人体热量，集装箱屋就会变成不用空调的天然“空调屋”；

第三、轻质结构：选用比重低于海水且具有抗风、抗腐、防紫外线、防雨、耐用等结构材料建屋（南海海水盐份高，比重大，为使用轻质材料提供多种选择），理由是：一是建屋所需组件几乎都要从大陆运送，采用漂浮于海面拖拉运送的方式，可大大降低海运成本；二是安全，建屋所需材料比重低于海水，一旦遇到灾害性天气，无论是房屋整体还是组件都能漂浮于水面上，便于人们悬浮，有利于自救与救援；

第四、模块结构：为应对年月稳定而瞬时多变的南海天气，实现全年全天候旅游考察，采用模块结构建屋，快捷装拆，做到用工1小时，前一小时强雷阵雨拆屋，后一小时多云，就能装好屋，这样在多雷阵雨、多台风的季节照常可以去南海旅游，看看台风的形成、台风海面的鬼斧神工也是一种别开生面的生活体验；

第五、呼应结构：岛礁旅游与陆地登山、沙漠旅游具有完全不同的环境，一旦遇险，救援如大海捞针，为避免不测安全事故发生，岛礁上的集装箱屋应与大、中型水泥沉箱礁堡配套实施，具备返回基地或便于基地及时实施救援的条件；

第六、绿色结构：选用材料能再生利用，对海洋不造成二次污染。

本专利所要解决的技术问题是：为适应南海岛礁旅游与考察探险的需要，基于南海岛礁特有的气象资源，开发一种建材轻质化、组件模块化、功能多样化、装拆快捷化的适宜南海岛礁使用的轻型集装箱屋，作为现有大、中型水泥沉箱礁堡的有益补充。

为解决上述技术问题，采取的技术方案是：一种适宜南海岛礁使用的轻型集装箱屋，包括可调高度立柱、横梁、龙骨架、带门窗的调温调风侧面板、不同类型屋顶、载人载物底板以及加固用拉练、网罩、拉紧带拼装连接而成，其特征在于所有组件选用适宜南海气候特点的轻质材料，采用榫卯、拉练、网套拼装加固方式，先将立柱、横梁、龙骨架拼装为不同形状的屋架，并用可调高立柱调整与地面的高脚水平度，再将带门窗调温调风侧面板套装在屋架的立柱与横梁的榫槽中，组合为集装箱屋围护，然后将不同类型屋顶套装在屋架围护上，再在底部龙骨架上铺盖一层宜人居住的柔软底板，最后用拉练与拉紧带捆绑固牢屋架围护的上下与四周，构建为适宜南海岛礁使用的轻型集装箱屋；

其中所述选用适宜南海气候特点要求的轻质材料为比重小于1、抗腐蚀、防水、抗紫外线、隔音防震、比强度和比刚度高、兼顾结构与功能的无机、有机多孔材料与合成纤维材料，其中立柱与横梁选用泡沫铝合金复合管材/PP管材，龙骨架筋条选用泡沫铝合金复合条材/PP条，侧面板框架、纱门窗、门窗帘选用泡沫铝合金/PP型材、纱门窗布选用PP窗纱，门帘布选用EPP泡沫薄板，屋顶选用PP帐篷布/PP中空板/岛礁所产香蕉叶/椰树叶编制板，底板选用隔音、透气、柔软、适度强度的EPP板/PVC气垫，拉练、网罩、拉紧带选用PP纤维编织；

其中所述可调高立柱由内立柱、空心外立柱、调高弹簧、螺栓组成，调高弹簧装入外立柱，再将内立柱套装在已装弹簧的外立柱中，并在内外立柱连接处设置多个相通的螺孔，根据岛礁潮起潮落水的深度，用弹簧调整内立柱离地高度，再用螺栓穿入连接内外立柱的孔中，拧紧螺帽，构成为可调高立柱；其中外立柱用于离地的高脚支撑与承重，内立柱用于与横梁、龙骨架组合为屋架，采用榫卯方式，将内立柱、横梁、龙骨架连接为一体；

其中所述龙骨架榫卯在上、下横梁上，用于支撑屋顶与底板载人载物的重量，配置在龙骨架的筋条采用两种方式组装，一是井字架组装筋条，将筋条横竖榫卯在四周横梁与筋条之间；二是折叠架组装筋条，将筋条用活动连接件加工为折叠架，装屋时，打开折叠架，榫卯在横梁上，拆卸时，收拢折叠架，有利于提高龙骨架装、拆效率，但考虑成本因素，两种方式任选其一；

所述带门窗调温调风侧面板，由框架、纱窗门、窗帘组合而成；框架作为纱门窗与窗帘的支撑件榫卯在立柱与横梁间，纱门窗与门窗帘采用轻质五金配件配置在四周侧面板框架上，框架配置有安装纱窗布的卡槽与排水槽；纱门窗任选折叠型/推拉型/折叠-推拉型中的一种，确保任何方向来风的流通，纱窗选用丝径1㎜±、抗风等级≤6级的轻质隐形、防虫、装饰的PP纱窗布制作；门窗帘布用5㎜±、任意卷曲、防晒抗紫外线、防雨、隔音隔热、缓冲吸能的EPP泡沫薄板制作，采用升降型结构，通过其卷曲程度，实现多种功能：太阳高照的白天，放下门窗帘，起隔热、防紫外线作用；雷阵雨与阵雨天，起防雨作用；夜晚放下或升高门窗帘，起隔音、调风、调人体皮肤表面温度的作用。

所述不同类型屋顶为不承重的轻质、防雨、防晒、防风、套装在屋架上的屋顶，根据实用与美观结合的需要，选用帐篷布或轻质板材制作为形状各异的圆顶形屋顶或平面形屋顶，圆顶形屋顶用改性的PP帐篷布制作成帐篷屋顶，支撑折叠装置用泡沫铝合金复合材制作，帐篷屋顶套装在屋架后，用轻质合成纤维带将其捆绑扣紧；平面形屋顶选用10㎜PP中空板（或称蜂窝板）或当地所产香蕉叶/椰树叶编制板或≤6㎜泡沫铝板制作，其面积略大于屋架面积，放置在屋架龙骨架上，用轻质网罩将其罩紧在屋架上；

所述载人载物底板选用具有浮力且不渗水的EPP泡沫床垫或PVC气垫，平放在屋架底部的龙骨架上，面积与屋架面积一致，以便紧压在龙骨架与横梁上，达到既能载人载物，又能防潮、防水、防蚊蝇的多重效果，即使潮水高过龙骨架，但底板却能安然浮在海水面上。

附图说明

图1为高脚屋的发展及其结构示意图；

图2为南海岛礁气象分布规律的总体特征示意图：

图3为南海西沙岛礁逐日、逐时气温变化特征示意图；

图4为南海西沙岛礁逐日、逐时降雨量变化特征示意图；

图5为南海西沙岛礁逐日风向与风力变化特征示意图；

图6为南海西沙岛礁逐日晴雨天与湿度变化特征示意图

图7为适宜南海岛礁使用的集装箱屋结构示意图；

图8为集装箱屋屋架结构示意图；

图9是为可调高立柱结构示意图；

图10为带门窗调温调风侧面板结构示意图；

图11为不同材料制作的屋顶示意图；

图12为不同材料制作的底板示意图。

具体实施方案

图7、8、9、10、11、12中，1是可调高度立柱，2是横梁、3是龙骨架、4是带门窗调温调风侧面板、5是不同类型屋顶、6是载人载物底板，7是加固用拉练、网罩、绳索、拉紧带，1-1是内立柱，1-2是空心外立柱，1-3是调高弹簧，1-4是固定内外立柱的螺栓，1-5是拉练挂钩，3-1是井字架组装筋条，3-2是折叠架组装筋条，4-1是侧面板框架，4-2是纱门窗，4-2-1是折叠式纱门窗，4-2-2是推拉式纱门窗，4-2-3是固定式纱门窗，4-2-4是纱门窗布，4-3是门窗帘，4-3-1是门窗帘布，4-3-2是升降型门帘构件，5-1是帐篷布屋顶，5-2是PP中空板屋顶，5-3是香蕉叶/椰树叶编制板屋顶，6-1是EPP床垫底板，6-2是PVC气垫底板，7-1是拉练，7-2是拉紧带、7-3是网罩。

结合附图说明，具体实施的技术方案是：一种适宜南海岛礁使用的轻型集装箱屋，包括可调高度立柱1、横梁2、龙骨架3、带门窗的调温调风侧面板4、不同类型屋顶5、载人载物底板6以及加固用拉练、拉紧带、网罩7拼装连接而成，其特征在于所有组件选用适宜南海气候特点要求的比重小于1的轻质材料，采用榫卯、拉练、拉紧带、网套拼装、捆绑加固方式，先将可调高立柱1、横梁2、龙骨架3拼装为不同形状的屋架，并用可调高立柱1调整与地面的高脚水平度，再将带门窗调温调风侧面板4套装在屋架的立柱1与横梁2的榫槽中，组合为集装箱屋围护，然后将不同类型屋顶5套装在屋架围护上，连接处用拉紧带7-2/网罩7-3捆绑拉紧固定，再在底部龙骨架3上铺盖一层宜人居住的柔软底板6，最后用拉练7-1固牢屋架围护的上下，构建为适宜南海岛礁使用的轻型集装箱屋；

其中所述选用适宜南海气候特点要求的轻质材料为比重小于1、抗腐蚀、防水、抗紫外线、隔音防震、比强度、比刚度高、兼顾结构与功能的无机、有机多孔材料与合成纤维材料，其中立柱1与横梁2选用泡沫铝复合管材/PP管材，龙骨架3筋条选用泡沫铝复合条材/PP条材，侧面板4框架4-1、纱门窗4-2、门窗帘4-3选用泡沫铝合金/PP型材、纱门窗布4-2-4选用PP窗纱，门帘布4-3-1选用EPP泡沫薄板，屋顶5选用PP帐篷布/ PP中空板/岛礁所产香蕉叶/椰树叶编制板，底板6选用隔音、透气、柔软、适度强度的EPP板/PVC气垫，拉练、拉紧带、网罩选用PP纤维编织带；

其中所述可调高立柱1由内立柱1-1、空心外立柱1-2、调高弹簧1-3、连接内外立柱的螺栓1-4组成，调高弹簧1-3装入外立柱1-2，再将内立柱1-1套装在已装弹簧的外立柱中，并在内外立柱连接处设置多个相通的螺孔，根据岛礁潮起潮落水的深度，用弹簧1-3调整内立柱1-1离地高度，再用螺栓1-4穿入连接内外立柱的孔中，拧紧螺帽，构成可调高立柱1；其中外立柱用于离地的高脚支撑与承重，内立柱1-1用于与横梁2、龙骨架3组合为屋架，采用榫卯方式，将内立柱1-1、横梁2、龙骨架3连接为一体；

其中所述龙骨架3榫卯在上、下横梁2上，用于支撑屋顶自量与底板载人载物重量，配置在龙骨架3的筋条采用两种方式组装，一是将筋条横竖榫卯在四周横梁与筋条之间，简称井字架3-1；二是将筋条用活动连接件加工为折叠架3-2，装屋时，打开折叠架，榫卯在横梁上，拆卸时，收拢折叠架，有利于提高龙骨架装、拆效率，但考虑成本因素，两种方式任选其一；

所述带门窗调温调风侧面板4，由框架4-1、纱门窗4-2、门窗帘4-3组合而成；框架作为纱门窗与门窗帘的支撑件榫卯在立柱1与横梁2围护侧面，纱门窗4-2与门窗帘4-3采用轻质五金配件配置在四围侧面板框架上，框架配置有安装纱窗布的卡槽与排水槽；纱门窗4-2任选折叠型4-2-1/推拉型4-2-2/固定型4-2-3中的一种，确保任何方向吹入的风流通，纱窗布4-2-4选用丝径1㎜±、抗风等级≤6级的隐形、防蚊蝇、装饰的PP纱窗布制作；门窗帘4-3的门窗帘布4-3-1选用5㎜±、任意卷曲、防晒抗紫外线、防雨、隔音隔热、缓冲吸能的EPP泡沫薄板制作，采用升降型门窗帘构件4-3-2升降，通过其卷曲程度，实现多种功能：太阳高照的白天，放下门窗帘，起隔热、防紫外线作用；雷阵雨与阵雨天，起防雨作用；夜晚放下或升高门窗帘，起隔音、调风、调人体皮肤表面温度的作用；

所述不同类型屋顶5为防雨、防晒、防风、套装在屋架上的轻质屋顶，根据实用与美观结合的需要，选用帐篷布或轻质板材制作为形状各异的帐篷型屋顶5-1或平板型屋顶5-2，帐篷型屋顶选用抗紫外线的PP帐篷布制作，支撑帐篷的折叠装置用泡沫铝复合材制作，帐篷型屋顶5-1套装在屋架后，用合成纤维编织的拉紧带7-2将其扣紧；平板型屋顶5-2，选用10㎜PP中空板（又称PP蜂窝板）或当地所产香蕉叶/椰树叶编制板或≤6㎜泡沫铝板制作，其面积略大于屋架面积，放置在屋架上部龙骨架3上，用网罩7-3将其罩紧在屋架上；

所述载人载物底板6选用具有浮力且不渗水的EPP泡沫床垫或PVC气垫或≤6㎜泡沫铝板制作，平放在屋架底部的龙骨架上，面积与屋架面积一致，以便紧压在龙骨架与横梁上，达到既能载人载物，又能防潮、防水、防蚊蝇的多重功能效果，即使潮水高过龙骨架，但底板却能安然浮在海水面上。