一种木质结构厂房及其制造方法和应用.pdf

本发明提供一种木质结构厂房及其制造方法和应用。本发明的木质结构厂房包括：主体架，其为木柱和木梁形成的框架结构，所述木柱和所述木梁均为平行木片胶合木；木桁架，其由木构件组合形成并且盖设在所述主体架的顶部；木墙板，其固定在所述木柱上并且围设在所述主体架的侧面；定向刨花板，其设置在所述木桁架的顶部并对所述木桁架形成遮盖。该木质结构厂房具有良好的耐酸性、耐热性和抗腐蚀性，特别适合在酸性环境下使用，并极大地延长了厂房的使用寿命。

1.  一种木质结构厂房，其特征在于，包括：
主体架，其为木柱和木梁形成的框架结构，所述木柱和所述木梁均为平行木片胶合木；
木桁架，其由木构件组合形成并且盖设在所述主体架的顶部；
木墙板，其固定在所述木柱上并且围设在所述主体架的侧面；
定向刨花板，其设置在所述木桁架的顶部并对所述木桁架形成遮盖。

2.  根据权利要求1所述的木质结构厂房，其特征在于，在所述木墙板上设有木门和木窗。

3.  根据权利要求1所述的木质结构厂房，其特征在于，在所述主体架的顶面和侧面设有防火石膏板，并且所述主体架侧面设置的防火石膏板位于所述木墙板的内侧。

4.  根据权利要求3所述的木质结构厂房，其特征在于，所述主体架侧面设置的防火石膏板与所述木墙板之间形成有空腔，在所述空腔中填充有防火岩棉。

5.  根据权利要求1所述的木质结构厂房，其特征在于，所述木桁架为三角形木桁架，其坡度为15-20度。

6.  根据权利要求1所述的木质结构厂房，其特征在于，所述木墙板的外侧依次设有单向防水透气膜和装饰板。

7.  一种木质结构厂房的制造方法，其特征在于，包括：
将木柱连接在预埋套管上，并且在所述木柱之间连接木梁，形成呈框架结构的主体架，所述木柱和所述木梁均采用平行木片胶合木；
将木构件组合形成木桁架后，将所述木桁架盖设在所述主体架的顶部；
将木墙板固定在所述木柱上并且使其围设在所述主体架的侧面；
将定向刨花板设置在所述木桁架的顶部使其对所述木桁架形成遮盖。

8.  根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，在制造前，对木质结构件依次进行烘干处理、防腐处理和防水处理；其中，所述木质结构件包括木柱、木梁、木构件、木墙板和定向刨花板。

9.  权利要求1至6任一所述的木质结构厂房作为固体废弃物发酵车间的应用。

10.  根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述固体废弃物为抗生素菌渣或城市污泥，所述抗生素菌渣或城市污泥为酸性物质。

一种木质结构厂房及其制造方法和应用
技术领域
本发明涉及一种厂房结构，特别是涉及一种木质结构厂房及其制造方法和应用。
背景技术
固体废弃物例如抗生素菌渣、城市污泥等中常含有大量的有机质和有害物质，如不进行适当处理，将对生态环境和人类自身造成很大危害。生物处理技术(例如发酵)是利用微生物对固体废弃物进行分解，从而使其转化为饲料、肥料的主要原料，其有利于实现固体废弃物的无害化、工业化和资源化，因此是一种较为理想的处理方法。
目前，固体废弃物发酵车间的厂房主要采用钢筋混凝土及钢结构作为主体结构，然而其耐酸性、耐热性和抗腐蚀性较差，酸性物料以及发酵过程中所产生的水蒸气酸中性物质等会对其造成腐蚀，而长期处于这些环境下的主体结构的安全性堪忧，严重时甚至可能引发安全事故。
发明内容
本发明提供一种木质结构厂房及其制造方法和应用，用于解决现有技术中的厂房主体结构耐酸性、耐热性、抗腐蚀性较差等技术缺陷。
本发明提供一种木质结构厂房，包括：
主体架，其为木柱和木梁形成的框架结构，所述木柱和所述木梁均为平行木片胶合木；
木桁架，其由木构件组合形成并且盖设在所述主体架的顶部；
木墙板，其固定在所述木柱上并且围设在所述主体架的侧面；
定向刨花板，其设置在所述木桁架的顶部并对所述木桁架形成遮盖。
在本发明中，所述平行木片胶合木(PSL)是将单板按照平行的纹路通过胶迭压形成，其具有较高的强度。所述木构件和所述木墙板的材质可以为 SPF材，其是由云杉、松木和冷杉树种组合形成的轻型材质，强度高、易加工性好，并且具有不同等级(SPF规格材)，可以根据用途来对等级进行选择。例如，用作木桁架时，可以选用机械应力级；用于墙体时，可以选用J级、直角边级、墙骨柱级等。定向刨花板是将将刨花按照规定的方向纵横交错定向排列后热压成型，具有抗弯强度高、握钉力强、尺寸稳定性好、耐水、耐热、耐老化等特点。
本发明对所述主体架的形状不作严格限定，例如可以为矩形框架结构等。所述主体架设有多根木柱和多根木梁，多根木柱竖直且间隔设置，木梁可以设置在木柱的上部之间并对木柱形成连接，木柱和木梁之间可以通过钢套连接，钢套外部可外包薄橡胶。此外，本发明对所述木桁架的形式不作严格限定，例如可以为三角形、梯形、多边形等；由于SPF材质的木桁架强度高、重量轻，因此特别适合用于大跨度的屋面。
在本发明中，围设在所述主体架侧面的木墙板构成该木质结构厂房的外墙，而设置在所述木桁架顶部的定向刨花板构成该木质结构厂房的屋顶，进而，木墙板和定向刨花板使该木质结构厂房形成封闭结构。进一步地，还可以在所述主体架的内部设置木墙板(内墙)，其不仅对该木质结构厂房具有一定的支撑作用，还可以对所述主体架内部空间形成分隔。
根据本发明提供的木质结构厂房，在所述木墙板上设有木门和木窗。木门和木窗的开设位置可以根据实际需要进行设置，例如木窗可以设置在相对较高的位置上，从而有利于通风。
根据本发明提供的木质结构厂房，在所述主体架的顶面和侧面设有防火石膏板，并且所述主体架侧面设置的防火石膏板位于所述木墙板(外墙)的内侧。其中，顶面设置的防火石膏板可作为该木质结构厂房的吊顶。此外，当所述主体架内部设有木柱、木墙板及其它木质结构件时，在其外部也包设防火石膏板。即，本发明的木质结构厂房的外墙内侧、内墙和内部木质结构件的外侧均设置有防火石膏板，其整体形成一个防火层。
进一步地，所述主体架侧面设置的防火石膏板与所述木墙板(外墙)之间形成有空腔，在所述空腔中填充有防火岩棉。
本发明通过在木质结构件的外侧包设防火石膏板等无机建材来阻断火焰与木质结构件的接触，在遭遇火灾时，木质结构件表面能够形成炭灰层，其低导热性能可以有效阻止外部火焰向内蔓延，从而保证木质结构件内部的木 质强度和结构完整性，使整个木质结构件在安全的防火时间内不受破坏。
根据本发明提供的木质结构厂房，所述木桁架为三角形木桁架，其坡度为15-20度，例如18度。并且，在所述木桁架顶部的定向刨花板上还可以设置沥青瓦，从而增强防水功能。
根据本发明提供的木质结构厂房，所述木墙板的外侧依次设有单向防水透气膜和装饰板。单向防水透气膜既能够起到外部防水作用，并且能够允许内部水气透过从而排向外部，从而有利于保持厂房的干燥；装饰板主是用作外部装饰，其可以是木挂板等。
进一步地，木质结构厂房所采用的木质结构件是经过烘干处理、防腐处理和/或防水处理的木质结构件，所述结构件包括所述木柱、木梁、木构件、木墙板和定向刨花板等。
本发明还提供一种木质结构厂房的制造方法，包括：
将木柱连接在预埋套管上，并且在所述木柱之间连接木梁，形成呈框架结构的主体架，所述木柱和所述木梁均采用平行木片胶合木；
将木构件组合形成木桁架后，将所述木桁架盖设在所述主体架的顶部；
将木墙板固定在所述木柱上并且使其围设在所述主体架的侧面；
将定向刨花板设置在所述木桁架的顶部使其对所述木桁架形成遮盖。
进一步地，在制造前，对木质结构件依次进行烘干处理、防腐处理和防水处理；其中，所述木质结构件包括木柱、木梁、木构件、木墙板和定向刨花板等。其中，所述烘干处理是使所述木质结构件的含水率为18％以下；所述防腐处理例如是采用ACQ、BAC等防腐剂对所述木质结构件进行浸渍；所述防水处理例如是在所述木质结构件表面涂覆天然植物油。
本发明所述的木质结构厂房的制造方法，进一步包括：在所述木墙板上设置木门和木窗。
本发明所述的木质结构厂房的制造方法，进一步包括：在所述主体架内部形成防火层。
所述形成防火层，具体包括：
在所述主体架的顶面和侧面设置防火石膏板，并且使所述主体架侧面设置的防火石膏板位于所述木墙板(外墙)的内侧。
进一步地，使所述主体架侧面设置的防火石膏板与所述木墙板(外墙)之间形成有空腔，并在所述空腔中填充防火岩棉。
进一步地，在所述木墙板(外墙)的外侧依次设置单向防水透气膜和装饰板。
本发明还提供上述木质结构厂房作为固体废弃物发酵车间的应用。进一步地，所述固体废弃物为抗生素菌渣或城市污泥，所述抗生素菌渣或城市污泥为酸性物质。其中，所述抗生素菌渣的pH为2.3左右，所述城市污泥的pH为5.0左右，并且经所述固体废弃物固态发酵后生成的腐殖质的pH为5.5-8.5。
本发明的实施，至少具有以下优势：
1、本发明的木质结构厂房绿色环保、保温节能，并且布局灵活，制造便捷，特别是其可再生、可降解、可循环，是一种良好的战略储备物资。
2、本发明的木质结构厂房具有良好的防水、防潮、防火及隔音性能，特别是其安全抗震、耐酸抗腐，因此使用寿命长，经久耐用。
3、本发明的木质结构厂房应用范围广泛，特别适用于酸性固体废弃物发酵车间，其能够耐受恶劣的车间环境，并且随着时间的推移能够在木质结构件上形成具有黑古铜等多种自然色泽的化合物(俗称包浆)，该化合物进一步对木质结构件形成保护，从而使其防腐防蛀，耐久性强。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的木质结构厂房的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图和实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本发明的木质结构厂房包括主体架、木桁架3、木墙板4和定向刨花板5，主体架为木柱1和木梁2形成的框架结构，木柱1和木梁2 均为平行木片胶合木；木桁架3由木构件组合形成并且盖设在主体架的顶部；木墙板4固定在木柱1上并且围设在主体架的侧面；定向刨花板5设置在木桁架3的顶部并对木桁架3形成遮盖。
本发明的木质结构厂房采用天然材料作为主体结构，其可再生，并且绿色环保，可作为战略物资储备；并且该厂房的各结构件采用不同型材，其相互之间相互支撑，因此主体结构稳定，抗应力、抗风、抗震性能良好；此外，木质结构的材料具有较好的耐酸和耐热性能，其特别适合在酸性环境中使用。
在一实施方式中，主体架为矩形框架结构，其设有多根木柱1和木梁2。在制造前，通过在欲形成木质结构厂房的地面上根据制造要求埋设有多个预填套管(图中未示出)，多根木柱1竖直并且间隔地设置在多个预填套管上，木梁2设置在两根木柱1的上部之间并对木柱1形成支撑和连接。并且，在该矩形框架结构的内部设有多根立柱，其用于支撑木桁架3。
在一实施方式中，木桁架3为三角形木桁架，坡度为18度左右，并且木桁架3可以直接固定在木柱1和木梁2上。木构件可以按照常规方式组装形成木桁架3，并且木构件可采用机械应力级SPF材制成。
在本发明中，木墙板4构成木质结构厂房的外墙，其材质可以为J级的SPF规格材；并且，可以根据需要在主体架内部的木柱1之间设置木墙板4，其起到支撑和分隔作用，并构成木质结构厂房的内墙；定向刨花板5构成木质结构厂房的外墙；并且，在定向刨花板5上还可以设置沥青瓦(图中未示出)，其构成屋面，从而增强防水功能。
进一步地，可以根据实际需要在在主体架侧面的木墙板4上设置木门6和木窗7，并且木窗7可以设置在相对较高的位置上，有利于通风。
进一步地，在主体架的顶面和侧面设有防火石膏板(图中未示出)，并且主体架侧面设置的防火石膏板位于木墙板4的内侧。并且，主体架侧面设置的防火石膏板与木墙板4之间形成有空腔，在空腔中填充有防火岩棉。此外，在主体架内部的木质结构件外可以包设防火石膏板。
该设置方式不仅有利于阻断火焰与木质结构件的接触，从而使木质结构厂房具有良好的防火性能；此外双层墙体设计以及空腔填充还有利于增强木质结构厂房的隔音性能。
进一步地，在木墙板4的外侧依次设有单向防水透气膜和装饰板8。单 向防水透气膜能够起到外部防水作用，并且能够允许内部水气透过从而排向外部；装饰板8主是用作外部装饰，其可以是木挂板等。
为了达到更好的防水防潮性能，可以在使用前对所采用的木质结构件依次进行烘干处理、防腐处理和/或防水处理，特别是预先干燥至含水率18％以下的木材可以避免较大的体积变化，从而耐久性良好。
实施例2
实施例1的木质结构厂房可以通过以下制造方法形成：
步骤1、将木柱1连接在预埋套管上，并且在木柱1之间连接木梁2，形成呈框架结构的主体架，木柱1和木梁2均采用平行木片胶合木；
步骤2、将木构件组合形成木桁架3后，将木桁架3盖设在主体架的顶部；
步骤3、将木墙板4固定在木柱1上并且使其围设在主体架的侧面；
步骤4、将定向刨花板5设置在木桁架3的顶部使其对木桁架3形成遮盖。
其中，木构件和木墙板4的材质可以为SPF规格材。
进一步地，在制造前，对木质结构件依次进行烘干处理、防腐处理和防水处理，木质结构件包括木柱1、木梁2、木构件3、木墙板4和定向刨花板5等。烘干处理、防腐处理和防水处理可以为本领域常规方法，具体地，烘干处理可以使木质结构件的含水率为18％以下；防腐处理可以采用ACQ、BAC等防腐剂对木质结构件进行浸渍；防水处理可以在木质结构件表面涂覆天然植物油。经过该处理的木质结构件的防水防潮性能大幅提升。
进一步地，可以根据需要在木墙板4上设置木门6和木窗7，木门6和木窗7可以直接采用成品门窗。并且，在定向刨花板5还可以设置沥青瓦，用以增强防水功能。
特别是，可以在主体架内部形成防火层，其具体包括：
在主体架的顶面和侧面设置防火石膏板，并且使主体架侧面设置的防火石膏板位于木墙板4的内侧。进一步地，使主体架侧面设置的防火石膏板与木墙板4之间形成有空腔，并在空腔中填充防火岩棉。该制造方式能够使木质结构厂房具有良好的防火性能。
进一步地，还可以在木墙板(外墙)的外侧依次设置单向防水透气膜和 装饰板8，用于实现防水和装饰效果。
实施例3
利用实施例1的木质结构厂房作为发酵转化腐殖质的车间。该抗生素菌渣的pH为2.3，转化生成的腐殖质的pH为7.5，在该车间所进行的发酵工艺具体包括：
采用微生物对包括抗生素菌渣和秸秆的物料进行固态发酵，该固态发酵依次包括中温阶段(35-45℃)、高温阶段(55-65℃)和成熟阶段(36-60h)，并且在固态发酵过程中，产生大量的水蒸气和热量。
该车间使用一年后，在木质结构厂房内部的木质结构件表面形成具有黑古铜色色泽的表面层，其不仅具有光泽感，而且还具有一定的防腐防蛀性能；此外，在更长时间的使用过程中，该木质结构厂房未出现变形、散架、被腐、被蛀、老化等现象，稳定性和安全性好，使用寿命长。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。