CN102140861B - 生态园林智能居所 - Google Patents

Abstract

一种可供人类居住的生态场所。当山洞等自然场所满足不了人类发展的需求时，人们开始建造房屋，居住条件不断改善，但土地资源越来越少，水资源匮乏，环境恶化，又消耗了大量不可再生能源，留下了垃圾和污染，也殃及其它生物。本发明就是为了解决上述问题而探索出的一揽子解决方案，它主要由建筑框架，人造田园和水面，居室和相关的智能系统，人造河道和树林及艺术园林等组成，并将人和其它生物一起组成平衡的生态系统；它将人造田园设置于建筑框架的表面及各层面，并设置植物生产线，巧妙地再生了“土地资源”；收集和净化了“水资源”；再生和净化了“空气”；处置了绝大部分废弃物；实现了能源消耗和产出的基本平衡。

Description

生态园林智能居所

一种可供人类居住的生态场所，

当山洞等自然场所满足不了人类发展的需求时，人们开始占用土地建造房屋，居住条件不断改善，但土地资源越来越少，“但存方寸地，留予子孙耕”，大家一直在寻找解决问题的方案；一波未平，一波又起，在居民集中的地方，人们又占用了大量水资源，过度消耗和污染着相当有限的水资源；土地资源和水资源的匮乏，导致植被减少，二氧化碳含量增多，空气不再清新，气侯走极端，而空调的发明更使大气环境进一步恶化；人们为了改善居所的环境，又消耗大量矿物资源，其中包括石油和煤炭等不可再生的能源；与此同时又留下了相当可观的难于处理的垃圾和污染，也给其它生物的生存带来巨大困难！

本发明就是为了解决上述问题而探索出的一揽子解决方案，暂且把它叫做“生态园林智能居所”。

如果我们在建造居所时，首先考虑生态问题，那么就应当考虑到，我们的居所建筑占用了土地，占用了其它生物的生存空间，因此，我们要考虑怎样把空间还给其它生物，还给大自然？其方法是在建筑骨架的外围甚至内部，营造各种“土地”。人们首先想到的是屋顶花园，但这还远远不够，在建筑各层面都可以营造类似于“大棚”的“田园”，为了更好地利用阳光，田园可制成模块式。其实施方案之一是一种类似于竹筏的田园模块，在建筑各层特殊设计的水面上便捷地移动，组成“生产线”。在开始种植时，种子刚下土，不需要阳光，可在建筑的阴面完成，在种子发芽长出绿叶之后，逐步移向阳光充足的阳面，在农作物成熟时，再移向阴面，进行收割和下一轮播种。“大棚”所用的覆盖材料，在阳光充裕的位置可采用太阳能发电薄膜，在盛夏的烈日下，它只“过滤”掉部分阳光用来发电，植物则在“过滤”过的比较舒适的太阳光下生长；而白天太阳能发电储存的能量，夜间可用人工照明的方法，增加植物夜间的光照，以加快植物生长，提高植物的总产量。采用流水线和立体种植，一方面阳光得以充分利用，另一方面在阳面的主房间的窗口，由于竹筏的移动人们可以看到不同的风景；配以智能装置后，可根据主房间内光线的强弱自动移动竹筏，调节室内的光照，既让室内得到所需的光照，同时也避免光照过度产生多余的热量或光照不足而大白天开灯浪费能源；竹筏上的植物可稍作艺术处理，形成美丽的园林景观。

田园内种植的植物可有多种选择。如果种植蔬菜，则居所内人们可以方便取得无污染的绿色蔬菜，无需包装，无需额外运输，无需冰箱保鲜，随用随取；如果种植水果，人们可以走出房门，在“大棚”阳台上找到自己喜爱的水果，随摘随吃；减少了蔬菜水果储存所带来的损耗及营养损失，更有利于人类健康。如果种植草类植物，可供家畜家禽食用，间接为人类提供食物，同时也为人工沼气提供了原料；如果种植油类植物，除了食用油之外，还可用来制造可再生能源；如果种植观赏类植物，除了供主人观赏之外，还可出售赢利；……

水面是土地的延伸，在人造土地的同时，也可制造“水面”，不但可以饲养水产品，还可为水中生物提供更多的生存空间，上述方案中竹筏下面的水面就是一个一举两得之例。居所内局部水域，划分出来局部用于储存鲜活的水产品，无需耗费额外能源。

在“田园”之外，树木也是非常重要的元素，除了起到挡风避雨遮阳蓄水和作为园林艺术的风景的作用之外，还给其它生物特别是鸟类和昆虫提供了更多的生存空间，它们也是生物链中非常重要的环节。

人造土地向立体空间发展，如果布局得当，耕地和绿化的总面积不但不会比建造“生态园林智能居所”前减少，反而会增加，再配以种植生产线和立体种植等技术，使得耕地的总产量上升。我们就可以实现把部分土地还给其它生物，还给大自然的愿望。

“土地”总面积的增加，为创造良好的生态奠定了基础，与此同时，对水的需求更为迫切。

为此，在居所内设置雨水收集储存系统，建筑框架顶部的储水罐配以智能灌溉装置，在雨量充沛时可实现自重自动灌溉；人们自身生活产生的废水将被控制并立即进行净化处理，为了控制污水的成份，人们所用的清洗剂将受到严格限制，可行的方案之一是使用电解水去污和杀菌，也可使用植物型去污剂，这样生活污水的成份就比较简单，易于通过生物处理进行净化。在居所的底层设置污水生物处理系统，由细菌对污水进行预处理，再将污水流经选定的水生植物，然后由水中的鱼类进行进一步净化。这样一来，经过我们居所的水，不但不会变得污浊，反而会变得更清更纯净。

在水资源的利用方面，居所修建人工河道网，作为运输通道，与陆路运输相比，不但耗能低得多，而且还可以少建公路，进一步减少建路用地；居所在养植水产的同时，种植水生植物可用来作为人类或其它生物的食物，有些水生植物还可用来制作油品，在石油匮乏之际，作为替代能源。河道还是很好的蓄水防洪减灾设施，可减轻自然灾害带来的损失。在河道上方设置框架，以便为藤状植物提供生长空间，并根据气温变化，在冬季覆盖部分河道水面；其实施方案之一是种植葡萄，夏季可为水面遮挡烈日，人们划着小船采摘葡萄，休闲中带有诗意，冬季时植物落叶，更多的阳光照向水面，框架支撑薄膜，覆盖水面保温。

我们还要利用地下水的恒温特性，通过循环水系统调节居室和河道的温度，改善水温，制造“人工温泉”；对于水中的生物来说，其生长将更有利，因此，水产品的产量会更高；生物的生存离不开水，河流带着流动的活水，改善居所的风水，它是“人间天堂”的重要组成部分。

在土地资源和水资源问题得以改善之后，在生态园林里，更多的植被大大地减少了空气中的二氧化碳含量，居所的植物层象过滤器一样，过滤着随风飘荡的尘埃，但不会产生“工业过滤器废弃物”；“大棚”植物层又起到保温作用，改善了居所中心的气温。因此，使用地下循环水系统调节居室温度已经足以让室内气温变得舒适，居室内以自然通风为主的智能通风系统进一步改善了通风状况；人们在不使用空调的情况下，也可得到舒适的气温和合适的湿度，耗能很低。唾手可得的蔬菜水果，使人们不再依赖冰箱，从而也改善了室内小环境；人工沼气的使用，不但降低了不可再生能源的消耗，还使燃烧后的空气也很干净。这样的居所内，尽管有人类聚居，也不会带来空气污染，相反，如果智能化处理得当，会使空气比自然界更纯净。

在土地资源和水资源及空气环境得以改善之后，我们必须面对的另一个难题是废弃物的处理，人类和生物都会产生废弃物，关键在于如何有效处理，而生态处理是最佳方案。前文已经叙述过用生态处理法净化生活污水，那么废弃物的生态处理又是如何进行的呢？

下面介绍一种实施方案：对于食物类的废弃物，通过饲养家畜和家禽得以有效利用，而家畜和家禽的废弃物可以用来作肥料或制作沼气，部分家畜和家禽的废弃物可以用来作为鱼饲料，而在水中的生物群中继续得以有效利用，水中生物的废弃物和污泥可以用来作肥料，作为植物的营养，种植的植物和饲养家畜家禽及鱼虾水产再为人类提供食物和原材料，如此良性循环。

对于可燃类的废弃物，可以在居所的特定设备中作为燃料，为居所提供能源，燃烧后的灰烬可以用来作肥料。居所内的硬件制作，也强调利用再生资源，利用废弃物来制作，物尽其用，化腐朽为神奇！如此一来，居所将消耗大量固体废弃物，其中也包括不可燃的废弃物。为了更有效地利用废弃物，当人们把其它物品或材料搬进居所前，必须考虑将来如何回收再利用。因此，真正需要运出居所的“垃圾”数量就相当有限了。

在叙述前面几个问题时，我们提到居所的能源问题，在节能方面，由于不再使用空调，不再使用电热水器，不再依赖冰箱保鲜，采用了以自然通风为主的智能化通风系统，采用了智能灌溉装置在雨量充沛时可实现自重自动灌溉，采用了水上运输替代部分陆路运输，采用了“自动移动竹筏智能装置”来调控白天房间内光线的强弱，再配以智能控制的节能照明和其它节能型电器，居所所需的电力相当有限。在能源开发利用方面，使用太阳能发电和风力发电，利用地热资源的地下水恒温循环水系统，可燃类的废弃物焚烧能源再利用设备，利用居所资源自制沼气，都将大大减少居所对外来能源的依赖。在能源生产方面，居所田园种植的某些植物本身就可作燃料，居所田园种植的油料植物，居所水面种植的藻类植物，可以用来制造再生能源。如果综合平衡以上能源的产出与消耗，居所内可以做到能源的基本自给自足。

居所的智能安保系统和远程操控系统，让居所既安全又方便，无须铁笼式的防盗设施；居所空间得以合理有效的分割重组，将提高居室空间的利用率；其实施例之一是，在客厅与“田园”之间设置软帘门，门打开时客厅与田园联结在一起，田园中的植物就成为客厅绿化的一部分，不但增大了客厅的视觉面积，而且客厅内有限的使用面积因不需要再放置绿化植物而可更好的得以使用。

随着通信技术的发展，居所的功能将得到进一步提高，人们不但可以在此居住，而且还可以在此办公教学和从事其它相关的工作，这是居所用途的延伸。

人们可以根据居所的地理和气候条件及用途的不同，对居所的技术设计进行局部变更；也可以根据居所的艺术设计的需要，对居所的技术设计进行局部的增减重组及艺术加工。园林，不只是田园和树林，它包涵了人造田园和树林的科技，也包涵了美化家园的园林艺术，随着人们生活水准的提高，艺术的成份将越来越高。其实施例之一是，根据居所的用途和艺术设计的需要，在居所的地面层设计艺术园林，居所技术设计在地面层的其它局部元素，将被增减和移位重组，或进行艺术加工隐藏。以此类推，各层面的技术设计均可根据用途和艺术设计的需要进行变更和改善。

在生态园林智能居所内，一个非常重要的法则是掌控平衡，生态的平衡，资源的平衡，因地制宜，合理设计和布局，就可造就理想的居所。

生态园林智能居所将改变我们对居所的整体感官效果，其实施方案之一是，她具有桂林山水的外观，北京水立方的田园，苏州园林的内景。不仅是生态和资源的平衡，而且是科学和艺术的结晶。

在生态园林智能居所内，我们解决了土地资源问题，也解决了水资源的过度消耗和污染问题，改善了居所的空气环境，又将大量“废弃物”作了“现场处理”，平衡了能源的产出与消耗。我们就可以实现把土地资源和水资源及清新空气还给其它生物，还给大自然的愿望。我们就可以逐步实现真正意义上的生态平衡。

Claims (6)

1.一种供人类居住的生态场所，它主要由建筑框架、人造田园和水面、居室和相关的智能系统、人造河道和树林及艺术园林组成，并将人类和其它生物一起组成平衡的生态系统；其特征在于它将人造田园设置于建筑框架的表面及各层面，并设置植物生产线和进行立体种植；巧妙地将人造田园和人造水面进行有机结合，它用人造田园和人造水面再生了“土地资源”；它用雨水收集储存系统配以智能灌溉装置，在雨量充沛时实现自重自动灌溉，用污水生物处理系统净化水质，在居室内收集和净化了“水资源”；它用植物和智能空气循环系统及地下水循环系统替代空调，再生和净化了“空气”；其人造田园制成模块式，是一种类似于竹筏的田园模块，在建筑各层特殊设计的水面上便捷地移动，组成“生产线”；在开始种植时，种子刚下土，不需要阳光，在建筑的阴面完成，在种子发芽长出绿叶之后，逐步移向阳光充足的阳面，在农作物成熟时，再移向阴面，进行收割和下一轮播种；田园“大棚”所用的覆盖材料，在阳光充裕的位置采用太阳能发电薄膜，在盛夏的烈日下，它只“过滤”掉部分阳光用来发电，植物则在“过滤”过的比较舒适的太阳光下生长；而白天太阳能发电储存的能量，夜间用人工照明的方法，增加植物夜间的光照，以加快植物生长，提高植物的总产量；采用流水线和立体种植，一方面阳光得以充分利用，另一方面在阳面的主房间的窗口，由于竹筏的移动人们将看到不同的风景；配以智能装置后，根据主房间内光线的强弱自动移动竹筏，调节室内的光照，既让室内得到所需的光照，同时也避免光照过度产生多余的热量或光照不足而大白天开灯浪费能源；竹筏上的植物作艺术处理，形成美丽的园林景观。

2.根据权利要求1所述的一种供人类居住的生态场所，其特征在于它用生态系统的生物链消耗相应的废弃物，在居所内处置了大部分废弃物。

3.根据权利要求1所述的一种供人类居住的生态场所，其特征在于生态系统本身是低能耗的，加上河道与水面的低能耗运输，配以其它低能耗智能系统，在居所内种植的油类植物和藻类植物用于生产可再生能源，配以居所内的植物和废弃物用于生产沼气，配以太阳能风能的开发利用，实现居所内能源的消耗和产出的基本平衡。

4.根据权利要求1所述的一种供人类居住的生态场所，其特征在于根据居所的用途和艺术设计的需要，在居所所作的技术设计的局部元素，将被增减和移位重组，或进行艺术加工隐藏，具有桂林山水的外观，北京水立方的田园，苏州园林的内景；居所空间得以合理有效的分割重组，将提高居室空间的利用率，在客厅与“田园”之间设置软帘门，门打开时客厅与田园联结在一起，田园中的植物就成为客厅绿化的一部分，不但增大了客厅的视觉面积，而且客厅内有限的使用面积因不需要再放置绿化植物而更好的得以使用。

5.根据权利要求1所述的一种供人类居住的生态场所，其特征在于在冬季覆盖部分河道和水面，并利用地下水循环系统，制造“人工温泉”，以保持对植物生产线有利的生态环境。

6.根据权利要求1所述的一种供人类居住的生态场所，其特征在于它还用于办公教学和从事其它相关工作，使居所用途得以延伸。