一种新型的多功能结构柱的制作方法

1.本发明属于建筑工程技术领域，具体涉及一种新型的多功能结构柱。


背景技术：

2.目前建筑工程的结构柱一般为实心的钢筋混凝土柱或钢结构柱，其功能为在工程结构中承受梁和板传来的荷载,并将荷载传给基础。传统的结构柱功能单一，因其实心化的特征，难以整合建筑使用过程中所需的设备管线，结构和设备管线的设置相对独立。同时，目前建筑工程中的钢筋混凝土柱内部为实心，截面尺寸大。而钢结构柱截面一般为工字钢、h型钢、方形钢管和格构柱等，柱截面范围内的凹凸空间无法使用，大多数被装饰面层包裹后成为无用空间。
3.现有技术中建筑工程中的设备管线一般布置在梁板下方，管线会占用室内空间的高度，往往需要通过增加建筑层高来满足室内净高的使用要求。增加建筑层高会提高建筑工程造价，增加建筑日常使用的运行能耗。
4.传统的建筑自然采光方式主要通过透明介质如玻璃引入自然光，但受限于采光面绝大多数位于建筑物边缘，对于进深较大的建筑平面来说，室内的大部分区域都难以引入自然光。目前建筑中还有一种自然采光方式就是安装导光管采光系统，其原理是通过采光罩高效采集室外自然光线并导入系统内重新分配，再经过特殊制作的导光管传输后由底部的漫射装置把自然光均匀高效的照射到任何需要光线的地方，但其受到建筑平面局部和建筑结构的限制，且使用场景较为单一，无法广泛应用。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案：
6.一种新型的多功能结构柱，包括：
7.柱体，所述柱体的顶部设置有采光装置，所述柱体的周向设置有多组结构梁，其中，多组所述结构梁沿所述柱体轴向间隔设置，每组所述结构梁用于安装并支撑楼层结构板；相邻的两组结构梁之间的所述柱体上周向开设有多个照明口，所述照明口安装有防火玻璃；所述柱体与每组所述结构梁对应位置开设有通风口，所述通风口安装有防火百叶窗；
8.风管，所述风管设置在所述柱体内；所述风管上开设有送风口，所述送风口与所述通风口对应设置；
9.多个导光纤维管，多个所述导光纤维管呈环形阵列设置在所述柱体和所述风管之间；
10.所述导光纤维管内设置有光纤集束成光缆；其中，所述光纤集束成光缆的输入端与所述采光装置对应设置，所述光纤集束成光缆的输出端与所述照明口对应设置；所述导光纤维管、所述风管与所述柱体之间通过固定组件连接。
11.进一步地，所述柱体包括多个钢结构竖向构件，多个所述钢结构竖向构件间隔设置围成所述柱体，相邻的2个所述钢结构竖向构件之间设置有多个钢结构缀板，多个所述钢
结构缀板沿所述柱体轴向间隔设置；相邻的钢结构缀板与所述钢结构竖向构件之间构成所述照明口或所述通风口；所述结构梁固定安装在所述钢结构竖向构件的外侧。
12.进一步地，所述钢结构竖向构件的外侧设置有防火涂料层。
13.进一步地，所述钢结构竖向构件与所述导光纤维管之间设置有内横隔板；所述内横隔板套设在呈环形设置的多个所述导光纤维管的外侧，其中，多个所述导光纤维管固定连接在所述内横隔板上；
14.所述内横隔板上设置有连接开口；所述固定组件包括固定件，所述固定件设置在所述连接开口内，所述固定件的一端与所述钢结构竖向构件固定连接，另一端与所述风管固定连接，所述固定件用于所述钢结构竖向构件、所述内横隔板与所述风管之间的固定连接。
15.进一步地，所述多组所述光纤集束成光缆的输出端设置有辅助照具，所述辅助照具的光线射向所述防火玻璃。
16.进一步地，所述通风口设置在所述楼层结构板与吊顶之间。
17.进一步地，与所述风管的入风口对应设置的补风装置，所述补风装置位于所述柱体的外侧。
18.进一步地，所述补风装置设置在所述钢结构竖向构件的顶端；所述补风装置为补风机，并通过补风管与所述风管的入风口连接。
19.本发明提供的一种新型的多功能结构柱，具有如下有益效果：
20.1、经济性和高效性：本发明采用三层环形嵌套的构造构成，外层为结构层，充分利用钢结构格构柱的内部空间整合机电管线和导光系统，减少空间浪费，同时因部分机电管线由顶棚转移至柱子内部，可以有效增加建筑的室内净高；或者在满足相同室内净高的要求下降低建筑层高，从而达到降低建筑工程造价，减小建筑日常使用的运行能耗的目的。
21.2、适应性：本发明采用三层环形嵌套的构造构成，内层为机电管线层，可以根据建筑平面功能的需求设置不同类型的机电管线，如通气管、新风管、排风管、排烟管、电气桥架等，具有较强的适应性。
22.3、绿色、节能、低碳：本发明采用三层环形嵌套的构造构成，中间层为导光管采光系统层，通过屋顶的集光装置收集自然光，将自然光引入到建筑内部。目前建筑工程中的结构柱网密度约为80
㎡
～100
㎡
/根，每根柱子内部均嵌入导光系统则可以大幅度提升室内的采光系数，不仅可以提升室内光照强度和光照质量，而且可以减小人工照明的能耗，起到节能减排的功效。
23.4、工业化制造生产：建筑工业化已经成为建筑业转型的方向，是实现绿色建筑的基础。本发明通过工厂规模化生产预制钢结构构件，组装设备管线和光导管系统，再运送到工程施工现场进行装配化搭建，相比传统现场作业的结构柱，工业化生产可以有效提高施工效率，降低建造成本。
24.5、智能化：本发明中的机电管线和导光管采光系统可以结合智能化感应调控及管理系统，为整个智能化系统的结构完整，系统集成、扩充和维护打下基础。
附图说明
25.图1是本发明一种新型的多功能结构柱(4.0m标高)的平面示意图；
26.图2是本发明一种新型的多功能结构柱(3.0m标高)的平面示意图；
27.图3是本发明一种新型的多功能结构柱的剖面示意图；
28.图4是本发明一种新型的多功能结构柱的立体示意图；
29.图5是本发明一种新型的多功能结构柱的导光示意图；
30.图6是本发明一种新型的多功能结构柱的光线传导示意图；
31.图7是本发明一种新型的多功能结构柱的新风传导示意图；
32.图8是本发明一种新型的多功能结构柱的使用效果图；
33.其中，1、钢结构结构竖向构件；2、防火涂料层；3、导光纤维管；4、防火玻璃；5、光纤集束成光缆；6、钢结构缀板；7、内横隔板；8、固定组件；9、楼层结构板；10、结构梁；11、吊顶；12、楼面层；13、风管；14、通风口；15、辅助照具；16、补风机；17、防火百叶窗；18、采光装置。
具体实施方式
34.实施例1
35.参考图1-7，一种新型的多功能结构柱，包括：
36.柱体，柱体的顶部设置有采光装置18，柱体的周向设置多组结构梁10，其中，多组结构梁10沿柱体轴向间隔设置，每组结构梁10用于安装并支撑楼层结构板9；相邻的两组结构梁10之间的柱体上周向开设有多个照明口，照明口安装有防火玻璃4；柱体与每组结构梁10对应位置开设有通风口14，通风口14安装有防火百叶窗17；
37.风管13，风管13设置在柱体内；风管13上开设有送风口，送风口与通风口14对应设置；
38.多个导光纤维管3，多个导光纤维3管呈环形阵列设置在柱体和风管13之间；
39.导光纤维管3内设置有光纤集束成光缆5；其中，光纤集束成光缆5的输入端与采光装置18对应设置，光纤集束成光缆5的输出端与照明口对应设置；导光纤维管3、风管13与柱体之间通过固定组件8连接。
40.在本实施例中，楼层结构板9位于楼面层12的下端。
41.在本实施例中，柱体包括多个钢结构竖向构件1，多个钢结构竖向构件1间隔设置围成柱体，相邻的2个钢结构竖向构件1之间设置有多个钢结构缀板6，多个钢结构缀板6沿柱体轴向间隔设置；相邻的钢结构缀板6与钢结构竖向构件1构成照明口或通风口14；结构梁10固定安装在钢结构竖向构件1的外侧。
42.在本实施例中，相邻的2个钢结构竖向构件1之间只有最顶部位置开设有通风口并安装防火百叶窗，其余都是防火玻璃及照明口。
43.在本实施例中，多个照明口设置为1列，并设置在相邻的2个钢结构竖向构件1之间，多个照明口沿柱体轴向间隔设置。其中，每列照明口为3个，且垂直间隔设置。
44.在本实施例中，钢结构竖向构件1的外侧设置有防火涂料层2，其中，防火涂料层2为喷涂或刷涂在钢结构竖向构件1和钢结构缀板6的钢结构防火涂料。
45.在本实施例中，钢结构竖向构件1与导光纤维管3之间设置有内横隔板7。
46.其中，内横隔板7套设在呈环形设置的多个导光纤维管3的外侧，其中，多个导光纤维管3固定连接在内横隔板7上；
47.内横隔板7上设置有连接开口；固定组件8包括固定件，固定件设置在连接开口内，
固定件的一端与钢结构竖向构件1固定连接，另一端与风管13固定连接，固定件用于钢结构竖向构件1、内横隔板7与风管13之间的固定连接。
48.在本实施例中，光纤集束成光缆5的输出端设置有辅助照具15，辅助照具15的光线射向防火玻璃4。
49.其中，光纤垂直射向防火玻璃5，防火玻璃4均匀发光。
50.在本实施例中，通风口14设置在楼层结构板9与吊顶11之间。
51.在本实施例中，与风管13的入风口对应设置的补风装置，补风装置位于柱体的外侧；风管13上开设有与通风口14对应设置的送风口。
52.在本实施例中，补风装置设置在钢结构竖向构件1的顶端；补风装置为补风机16，并通过补风管13与风管13的入风口连接。
53.在本实施例中，钢结构竖向构件1的数量为4个，4个钢结构竖向构件1间隔设置围成具有空腔的柱体。
54.在本实施例中，每组结构梁10包括4个结构梁，并沿柱体周向均匀布置，其中，相邻的2个结构梁之间设置一个通风口14，每个通风口14对应安装有一个防火百叶窗17。
55.在本实施例中，钢结构竖向构件1的轴向横截面为“t”型结构，其中，“t”型的横端用于围成柱体，“t”型的竖端与固定件固定连接。
56.本实施例提供的新型的多功能结构柱使用说明：
57.假设本实施例提供的新型的多功能结构柱承载的建筑有n层，单根柱子每个导光纤维管3内有3n根光纤集束成光缆5，每层在垂直方向上有4种高度的空腔，相同水平高度上的空腔共有4个，水平高度最高的空腔对应通风口14和防火百叶窗17，另外三种水平高度的空腔对应光纤集束成光缆5和防火玻璃4，每个空腔对应2根光纤集束成光缆，相同水平高度的空腔共对应8根光纤集束成光缆5，每层单根多功能结构柱对应24根光纤集束成光缆5，当建筑层高n层时，共有24n根光纤集束成光缆5。
58.外层结构层具体使用时，钢结构竖向构件1通过垂直向的钢结构缀板6和水平向的内横隔板7固定，喷涂钢结构防火涂料的防火涂料层2设于钢结构竖向构件1的外部，结构梁10固定于钢结构竖向构件1上，该新型钢结构柱可取代传统的结构柱，同时有着稳定性、抗震性、安全性等特点。
59.中间层导光管采光系统层具体使用时，自然光通过设置在屋顶的采光装置18传输到光纤集束成光缆5对屋内采光进行增强，假设所述新型的多功能结构柱承载的建筑有n层，单根柱子每个导光纤维管3内有3n根光纤集束成光缆5，每层在垂直方向上有4种高度的空腔，相同水平高度上的空腔共有4个，水平高度最高的空腔对应设备通风口14和防火百叶窗17，另外三种水平高度的空腔对应光纤集束成光缆5和防火玻璃4，每个空腔对应2根光纤集束成光缆，相同水平高度的空腔共对应8根光纤集束成光缆5，每层单根多功能结构柱对应24根光纤集束成光缆5，当建筑层高n层时，共有24n根光纤集束成光缆5，每根柱子的每个空腔对应的导光量均匀照射在空腔的防火玻璃上。
60.在本实施例中，通过屋顶的集光装置收集自然光，将自然光引入到建筑内部。目前建筑工程中的结构柱网密度约为80
㎡
～100
㎡
/根，每根柱子内部均嵌入导光系统则可以大幅度提升室内的采光系数，不仅可以提升室内光照强度和光照质量，而且可以减小人工照明的能耗，起到节能减排的功效。
61.内层机电管线层具体使用时，风管13通过屋顶设备外机传输到每根柱子最高水平高度空腔的通风口14，通过防火百叶窗17的百叶再传输到室内。
62.在其他实施例中，风管13还可以作为机电管线，可以根据建筑平面功能的需求设置不同类型的机电管线，如通气管、新风管、排风管、排烟管、电气桥架等，具有较强的适应性。
63.以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围。

技术特征：
1.一种新型的多功能结构柱，其特征在于，包括：柱体，所述柱体的顶部设置有采光装置，所述柱体的周向设置有多组结构梁，其中，多组所述结构梁沿所述柱体轴向间隔设置，每组所述结构梁用于安装并支撑楼层结构板；相邻的两组结构梁之间的所述柱体上周向开设有多个照明口，所述照明口安装有防火玻璃；所述柱体与每组所述结构梁对应位置开设有通风口，所述通风口安装有防火百叶窗；风管，所述风管设置在所述柱体内；所述风管上开设有送风口，所述送风口与所述通风口对应设置；多个导光纤维管，多个所述导光纤维管呈环形阵列设置在所述柱体和所述风管之间；所述导光纤维管内设置有光纤集束成光缆；其中，所述光纤集束成光缆的输入端与所述采光装置对应设置，所述光纤集束成光缆的输出端与所述照明口对应设置；所述导光纤维管、所述风管与所述柱体之间通过固定组件连接。2.根据权利要求1所述的新型的多功能结构柱，其特征在于，所述柱体包括多个钢结构竖向构件，多个所述钢结构竖向构件间隔设置围成所述柱体，相邻的2个所述钢结构竖向构件之间设置有多个钢结构缀板，多个所述钢结构缀板沿所述柱体轴向间隔设置；相邻的钢结构缀板与所述钢结构竖向构件之间构成所述照明口或所述通风口；所述结构梁固定安装在所述钢结构竖向构件的外侧。3.根据权利要求2所述的新型的多功能结构柱，其特征在于，所述钢结构竖向构件的外侧设置有防火涂料层。4.根据权利要求3所述的新型的多功能结构柱，其特征在于，所述钢结构竖向构件与所述导光纤维管之间设置有内横隔板；所述内横隔板套设在呈环形设置的多个所述导光纤维管的外侧，其中，多个所述导光纤维管固定连接在所述内横隔板上；所述内横隔板上设置有连接开口；所述固定组件包括固定件，所述固定件设置在所述连接开口内，所述固定件的一端与所述钢结构竖向构件固定连接，另一端与所述风管固定连接，所述固定件用于所述钢结构竖向构件、所述内横隔板与所述风管之间的固定连接。5.根据权利要求4所述的新型的多功能结构柱，其特征在于，所述多组所述光纤集束成光缆的输出端设置有辅助照具，所述辅助照具的光线射向所述防火玻璃。6.根据权利要求5所述的新型的多功能结构柱，其特征在于，所述通风口设置在所述楼层结构板与吊顶之间。7.根据权利要求6所述的新型的多功能结构柱，其特征在于，与所述风管的入风口对应设置的补风装置，所述补风装置位于所述柱体的外侧。8.根据权利要求7所述的新型的多功能结构柱，其特征在于，所述补风装置设置在所述钢结构竖向构件的顶端；所述补风装置为补风机，并通过补风管与所述风管的入风口连接。

技术总结
本发明公开了一种新型的多功能结构柱，属于建筑工程技术领域，其包括：柱体，柱体的顶部设置有采光装置，柱体的周向设置有多组结构梁，其中，多组结构梁沿柱体轴向间隔设置，每组结构梁用于安装并支撑楼层结构板；相邻的两组结构梁之间的柱体上周向开设有多个照明口，照明口安装有防火玻璃；柱体与每组结构梁对应位置开设有通风口，通风口安装有防火百叶窗；风管，设置在柱体内；风管上开设有送风口；多个导光纤维管，呈环形阵列设置在柱体和风管之间；导光纤维管内设置有光纤集束成光缆。本发明采用三层环形嵌套的构造构成，充分利用钢结构格构柱的内部空间整合机电管线和导光系统，减少空间浪费。空间浪费。空间浪费。


技术研发人员：包峥 沈则诚 庞振钱 王戴薇
受保护的技术使用者：包峥
技术研发日：2022.03.31
技术公布日：2022/5/25