利用退役风机叶片建造的建筑小品及其建造方法

技术领域

本发明涉及固废处置与艺术小品建筑技术领域，具体涉及一种利用退役风机叶片建造的建筑小品及其建造方法。

背景技术

近年来，我国风力发电产业飞速发展，装机容量已连续多年稳居世界第一。相比于传统发电方式，风电有着清洁环保、储量巨大、基建周期短等众多优势，正推动我国能源产业向绿色低碳转型。

然而，在装机量屡创新高的同时，我国老旧风机退役潮也随之到来。由于21世纪前十年装机量的迅猛增加，近年来将有越来越多的风电机组面临退役淘汰，预计到2028年退役叶片将产生约7.4万吨固体废弃物。由于风机叶片中含有较高比例的玻璃纤维增强聚合物(GFPR)与碳纤维增强聚合物(CFRP)，现有的物理与化学处理方法，例如热降解与化学处理等，在回收材料的同时，会不可避免地产生大量的资源浪费，甚至于带来新的环境污染，这与采用风力发电的初心相悖。因此，如何做好退役风机叶片的规模化处置，实现高效回收及绿色循环再利用，将成为风电产业未来发展的关键问题。

建筑小品泛指建筑空间中的小体量构筑物，一般有着装饰美化、休憩等候、观赏指示等功能，现如今在越来越多的地方出现。相对于传统建筑小品，利用退役风机叶片建造的建筑小品，具有轻质高效、可预制装配、对施工条件要求低等特点，能够更便利的在城市中的复杂环境里进行推广。

将退役风机叶片经过合理的工艺处理，然后针对性地进行功能化建筑小品的建造，能够在解决退役风机叶片回收问题的同时，完善城市配套设施建设、方便民众，有助于建设绿色可持续发展社会。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷中的至少一种而提供一种利用退役风机叶片建造建筑小品的建造方法。该建造方法通过一种有着流程化处理、容易开展施工并大规模推广的建筑小品建造方法来回收利用退役风机叶片，从而解决风电退役潮带来的风机叶片处理资源浪费与环境污染问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种利用退役风机叶片建造建筑小品的建造方法，所述的建造方法包括以下步骤：

叶片切割，将退役风机叶片切割成用于建造建筑小品的板材；

叶片加工，将板材进行处理和/或修补，板材边缘进行封闭包裹处理；

连接处理，在板材上安装连接键；

底座布置，根据待建建筑小品的放置形态布置对应底座；

建造装配，将处理好的构件装配成建筑小品。

进一步地，所述的叶片切割具体步骤如下：根据所需长度将退役风机叶片横向分割和/或纵向切割，保留整体的弧面造型，得到叶片节段。更具体地，叶片节段在搭建建筑小品时，有两种放置方式，即横平放置和竖直放置，叶片节段横平放置时需要进行纵向切割。

风机叶片主要由前缘、前缘镶板、主梁、尾缘镶板、尾缘加强、尾缘与腹板等七部分构成；根据所需要的形状、尺寸与放置形态，将横向分割后的前缘镶板、主梁与尾缘镶板等大尺寸部分进行纵向切割，作为主要建筑小品外壳。

进一步地，所述的叶片加工具体步骤如下：将叶片节段切除腹板和/或开孔；叶片节段表面进行打磨、清洗和修补后，再次打磨；将叶片节段进行封闭包裹处理，并确定叶片节段边缘与拟放置环境连接的定位位置。

更具体地，对于建筑小品外壳进行开孔等加工，并将切除腹板加工为平板，可用作隔断等。然后对获得的材料的表面进行打磨；对于脏污处利用丙酮等溶液进行清洗，然后等待风干；对于破损处准备玻璃纤维布与调质聚酯液，进行修补材料的粘贴，待修补处干燥后打磨光滑。此外，将分割、加工后的材料的边缘进行封闭包裹处理，并定位好与拟放置环境的连接处理。

进一步地，所述的连接处理具体步骤如下：将叶片节段边缘的定位位置安装连接键。

更具体地，通过在边缘处理后的定位位置安装连接键等装置，将主要小品外壳与底板或其他环境固定物进行连接。

进一步地，所述的叶片节段作为建筑小品的外壳，所述的腹板作为隔断挡板；在建筑小品的拟放置位置，根据建筑小品设计形态，设置不同形式底座；所述的外壳横平放置，在放置平面上设置带有连接键的平整底板；所述的外壳竖直放放置，外壳靠近放置平面一端设置旋转紧固连接键以限制外壳的倾覆；需要时，还可通过预设横向连接键连接环境固定物。。

进一步地，所述的建造装配具体步骤如下：

步骤一：遵循风力涡轮机叶片运输的准则，将分割后的风机叶片外壳部件运输到现场，最大限度降低运输过程中叶片损坏的风险。

步骤二：结合外壳自身受力特性设置吊点，采用整体吊装的方式将构筑外壳放置在预置底座上。

步骤三：待外壳固定牢固后，进行附属设施的连接与安装，如内部隔板与配套功能设备等部件。

本发明目的之二在于一种如上所述的利用退役风机叶片建造建筑小品的建造方法得到的建筑小品，该建筑小品为巷道休息站；

所述的巷道休息站的外壳为切除腹板，并在侧面开孔的风机叶片节段。

本发明目的之三在于一种如上所述的利用退役风机叶片建造建筑小品的建造方法得到的建筑小品，该建筑小品为文化公交站台；

所述的文化公交站台包括文化公交站台外壳、文化公交站台隔断和文化公交站台底板；

所述的文化公交站台外壳为沿纵向切割的风机叶片节段；所述的风机叶片节段呈半开口状；所述的文化公交站台隔断为腹板加工而成；所述的文化公交站台外壳位于文化公交站台底板之上，所述的文化公交站台隔断垂直于文化公交站台底板。

本发明目的之四在于一种如上所述的利用退役风机叶片建造建筑小品的建造方法得到的建筑小品，该建筑小品为公园售卖亭；

所述的公园售卖亭外壳为侧面开有长圆孔、切除底面和腹板的风机叶片节段；所述的腹板加工后用于支撑风机叶片节段。

本发明目的之五在于一种如上所述的利用退役风机叶片建造建筑小品的建造方法得到的建筑小品，该建筑小品为街头艺术步道；

所述的街头艺术步道包括街头艺术步道外壳与街头艺术步道底板；

所述的街头艺术步道外壳为横向分割为条纹状的风机叶片节段，所述的风机叶片节段位于街头艺术步道底板之上。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明有效回收利用了退役风机叶片，主要通过切割等物理方法处理退役风机叶片，尽可能避免环境污染，降低碳排放；

(2)本发明利用退役风机叶片做建筑小品，无需过多加工即可利用其曲面造型艺术价值；

(3)本发明构造简单，有效了减轻结构重量，能够仅使用人力与小型机械进行全过程施工，便于在城市街道中的复杂环境下推广。

附图说明

图1为一种利用退役风机叶片建造建筑小品的建造方法；

图2为一种风机叶片的横截面示意图；

图3为实施例1中巷道休息站的设计示意图；

图4为实施例2中文化公交站台的设计示意图；

图5为实施例3中公园售卖亭的设计示意图；

图6为实施例4中街头艺术步道的设计示意图。

图中标号所示：1-前缘；2-前缘镶板；3-主梁；4-尾缘镶板；5-尾缘；6-尾缘加强；7-腹板；21-巷道休息站外壳；22-巷道休息站中部开口；31-文化公交站台外壳；32-文化公交站台隔断；33-文化公交站台底板；41-公园售卖亭外壳；51-街头艺术步道外壳；52-街头艺术步道底板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图2所示，实施例1-4所采用的退役风机叶片包括前缘部分、主梁、尾缘部分与腹板。其中，前缘部分包含前缘与前缘镶板，尾缘部分包含尾缘镶板、尾缘加强与尾缘。前缘由胶衣与三轴向蒙皮组成，前缘镶板由胶衣、三轴向蒙皮与前缘镶板泡沫组成，主梁由胶衣、三轴向蒙皮与碳纤维组成，尾缘镶板由胶衣、三轴向蒙皮与前缘镶板泡沫组成，尾缘加强由胶衣、三轴向蒙皮、玻璃钢与前缘镶板泡沫组成，尾缘由胶衣与三轴向蒙皮组成，腹板由双轴向蒙皮与前缘镶板泡沫组成。

实施例1：

如图1所示，一种利用退役风机叶片建造建筑小品的建造方法，该建造方法分为叶片切割、叶片加工、连接处理、底座布置与建造装配。

图2为本实施例中建筑小品的设计示意图，设计主题为巷道休息站。

将退役风机叶片运送到加工厂后，根据所需要的形状与尺寸，对叶片进行分割；对于巷道休息站，考虑到其主要放置于老旧街道，为周边居民或行人提供停靠休息之用，因此选择分割出风机叶片尾端尺寸较小段作为主要结构的外壳。由于可能会用到内部的遮蔽性，例如提供避雨或通行功能，因此在分割完成后，需要对侧面进行开孔，以充分利用内部空间。同时，内部腹板7需要被切除。

接下来，将加工处理后板材的边缘进行封闭包裹处理，并定位好连接键位置，对于竖直放置的巷道休息站形式，主要连接设置于底部与地面的连接，以及侧面与背后固定物的连接，例如相邻建筑的墙体。然后进行打磨；对于脏污处利用丙酮等溶液进行清洗，然后等待风干；对于破损处准备玻璃纤维布与调质聚酯液，进行修补材料的粘贴，待修补处干燥后打磨光滑。根据设计定位位置安装连接键。

在拟安装位置清理场地，若有条件可整平，并预留好安装位。考虑到竖向放置的抗倾覆性要求，在周围附属结构上设置连接键。随后进行建筑小品现场装配施工：

步骤一：遵循风力涡轮机叶片运输的准则，将切割后的风机叶片运输到现场，最大限度降低运输过程中叶片损坏的风险。

步骤二：结合叶片自身受力特性设置吊点，采用整体吊装的方式将巷道休息站外壳21安装在预留安装位上。

步骤三：待叶片固定牢固后，进行附属设施，如与配套功能设备等，的安装。

实施例2

如图1所示，一种利用退役风机叶片建造建筑小品的建造方法，该建造方法分为叶片切割、叶片加工、连接处理、底座布置与建造装配。

实施例2中设计为城市文化公交站台，设计示意见图4。主要由文化公交站台外壳31、文化公交站台隔断32与文化公交站台底板33三部分组成。由于公交站台的功能性，分割时横向上需采用风机叶片中段的大尺寸部分31，且另外需要沿纵向进行部分切除，呈现半开口状；另外，隔断通过切除的腹板进行加工32，并通过连接键与外壳连接。整体呈现横平放置，考虑到由于曲面外壳31导致的隔断32的形状复杂性，良好安装需要高精度，因此在拟放置位置预设底板，安装时利用连接键将结构与底板进行连接，然后再安装隔板。

实施例3

如图1所示，一种利用退役风机叶片建造建筑小品的建造方法，该建造方法分为叶片切割、叶片加工、连接处理、底座布置与建造装配。

实施例3中设计为公园售卖亭，设计示意见图5。主要由公园售卖亭外壳41组成。由于公园售卖亭的功能性，需要对外壳打长圆孔41，另外横向分割后需要对尾缘部分进行纵向切除，然后连接平直底板，切除腹板7可用于内部支撑。待所有加工工序在工厂完成后，整体吊装放置在预定位置即可使用。

实施例4

如图1所示，一种利用退役风机叶片建造建筑小品的建造方法，该建造方法分为叶片切割、叶片加工、连接处理、底座布置与建造装配。

实施例4中设计为街头艺术步道，设计示意见图6。主要由街头艺术步道外壳51与街头艺术步道底板52两部分组成。考虑到造型艺术性，外壳被横向分割为需要的长度并进行尾缘部分纵向切除后，还需进一步细切割为条纹状51，复杂的上部结构带来了整体安装的困难，因此需要提前设置底板52，然后在现场进行上部条纹状外壳的安装。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。