CN102400569A - 建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统。本发明在之前其它相关申请案中提出的对建筑群实施整体有机(有选择、可机动、可适需开放与封闭等)隔护及建设太阳房城以实现大比例节能的基础上，进一步提出了更多适宜形式的(太阳)房城式建筑系统及其建设方法等，同时还指出可将高效节能的房城式建筑系统建成房城式城市建筑综合体以及可利用大房城系统进行较高效的集热、蓄热乃至产功发电等，从而为更高效的节能城市的建设与运行提供了更具体与实际的的解决方案。

Description

建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统

技术领域

建筑与节能：本发明涉及一种将若干建筑组成的建筑群作为一个统一体与环境间进行整体有机隔护以实现节能等目的的方法，以及相应的建设方法与相关系统等。 

背景技术

现今为止的传统建筑方法，由于历史继承性、技术手段限制及思想认知不够等的原因，在人居内室环境与自然大气等环境间的温度、气体光线等的隔护方面主要是依靠内室环境所在单体建筑的屋面、周围墙体及窗等来实现的，同时各单体建筑直接暴露在具有风、霜、雨、雪及冻融、污蚀等力的自然环境中，这使各建筑的建设、特别是使用时的能耗高、使用寿命缩短，自然及社会资源耗费巨大。 

发明内容

本发明的目的是要提出一种高效节能的、且可使整个建设与运营成本可明显降低的建筑群整体有机(有选择、可机动、可适需开放与封闭等)隔护的节能与建设方法，从而革命性地提高整个社会建筑体系的节能、环保能力，为社会的可持续发展与环境改善奠定新的基础。 

本发明的目的是这样实现的：将诸多单体建筑所形成的建筑群与建筑群空间作为一个完整的统一体，建起一体化的含容整个建筑群及其所在大空间的统一的高效有机(有选择可机动——可适时选择开放或封闭等)隔护结构系统，并使其担负对热量、空气、雨雪等的统一的高效的有机隔护，由于这种统一的大系统、大空间隔护体系与单一的独立建筑相比可以具有很小的体形系数，这一方面可使整个所围护的大空间与环境间的换热量可比具有一定密度及容积的建筑群的各建筑与环境间单独进行换热的总换热量大大降低，从而大大降低建筑群的自然换热能耗；另一方面，由于可使系统与环境间总的换热面积大大减少，故可节省大量高效隔热材料、高效隔热窗门以及可较大地减小面积巨大的建筑外墙体的厚度，从而在总体上减少贵重及普通建材的消耗，降低建设过程中的资源与成本消耗。 

同时，大隔护系统中可使用大型高效的换热式换风系统对所隔护的大空间系统进行集中换气，这亦可从总体上大大降低建筑群系统的使用能耗，同时可确保建筑群大系统所耗空气的质量。 

附图等说明 

附图1为所述示例的立体图；附图2为附图1的剖视图； 

附图3a、附图3b、附图3c分别是内部建筑群水平投影布局为“E”字形、连“E”字形的房城系统的的主视图、侧视图、(剖视)俯视图； 

附图4、5、6、7、8、9分别是内部建筑群水平投影布局为(连)“非”字形、(连)“王”字形、(连)“弓”字形、(连)“W”字形、(连)“正”字形、“长”字形的房城系 统的(剖视)俯视图； 

附图10a、10b、10c分别为帆壳式房城系统的主视图、(剖视)侧视图、俯视图； 

附图11a、11b分别为条形唐冠式房城系统的侧视图、俯视图；附图12a、12b分别为(近)圆形唐冠式房城系统的侧视图、俯视图； 

附图13a、13b均为不同形式的多级房城系统的侧视图； 

附图14、15分别为“曰、凹”字形式的房城系统的俯视图； 

附图16a、16b分别为一种整体轮廓水平投影为“回”字、内部建筑群水平投影为(连)“E”字等形式的房城系统的主视图、(剖视)俯视图； 

附图17a、17b、附图18a、18b分别为可设于房城式建筑系统上的多功能可变高效集光板-聚光镜板系统的结构与工作原理图； 

附图19为含垛窗系统、垛窗式天井系统及耳室空间的房城式建筑的(剖视)俯视图； 

附图20a、20b分别为半透式的中空辐射房城系统与南空式中空辐射房城系统(剖视)俯视图； 

附图21a、21b分别为含可高效采集太阳能的可旋转屋顶的房城系统的侧视图、俯视图； 

附图22、23分别为内部建筑群水平投影为“E阵”式和“田网”式的房城建筑系统的(剖视)俯视图。 

(特别说明：本文件基于北半球的角度将阳光侧直接称为南侧，将背光侧直接称为北侧，若在南半球则这里使用的南侧与北侧就分别变为北侧与南侧。) 

具体实施方式方法 

下面结合示例及附图1-23对本发明的方法与相关系统等做较具体说明。 

如附图1、2等中所示： 

本发明所属的整体式大空间隔护结构系统可主要由在水平方向上包护诸多建筑1及其所处空间的大围护2、在竖直方向上方隔护建筑群空间的大天顶3及换气系统、通道系统4等组成，大维护可由围城式布局的可人居的建筑体构成，也可由专门的围墙式结构构成；我们可将这种由大天顶及大维护等合构而成的可内含一栋、数栋、数十栋、乃至更多的建筑、同时在诸多建筑之间分布诸多的可使人们由建筑底层乃至地面直视大天顶及其外部自然空间的街道等空间的建筑大系统较形象地称为房城式大系统——(大)房城系统。 

大房城内的独立建筑可与房城大维护建筑等一起构成房城大天顶的支撑骨架结构；全部或部分独立建筑的屋顶可直接作为大天顶的一部分；房城内众多建筑之间及房城内建筑与大维护建筑之间广泛分布诸多可使处于房城内部底层相应区域的人们可直视大天顶及通过透明的大天顶部分可直视房城外部自然空间的天街式街道。 

这种诸多由大天顶可直达地面或直达近地面低层建筑部分的顶面的视野通透的竖直天地空间——天街式街道空间，共同构成大房城的通底连天的竖直天地空间林系统——天街网空间系统，广泛分布的天街网空间系统做为大房城内部通光、通气、人文视野及可设置人流、物流通道等的基本空间结构，使大房城式建筑体系及方法与传统的一 体式的超大体积建筑之间产生重大区别，使大房城系统具有做为全新建筑形式与方法之地位与意义。 

由于可在近百米乃至更高的高度设置大天顶，由于仍然拥有传统城市网状分布的可由地面直望天空的天街系统，大房城与现今的各类超大单体式建筑相比，其特点、其优势是更是自然的城市、城区、更具有室外空间与天空，其可实现几乎每一人居空间单元的人们随时可望天空、可享受自然之光的人性需求，避免了各类巨大单体式建筑形式对天空、对视野、对自然阳光及空气的普遍封闭与隔离，由于普遍触及的天街网络系统的存在也使大房城系统与各类大型、超大型单体式建筑等在结构、功能及布局等诸多方面存在重大差异。 

与其它较小单体及多个单体的非同室连体式建筑群等相比较，大房城建筑方法与结构在节能，特别是供热节能等方面的优势是特别巨大的，同时技术上亦是容易实施的，其为人类进军与应对高寒或高热环境提供了新的基础性的具有根本优势的高效而低成本的手段与支持。 

任何(大)房城系统都会面对三大环境与资源能源条件：一、由所在地区的纬度、海拔、地势、海陆位置等综合决定的一年四季的气候气象资源环境；二、由气候气象环境及地质条件等决定的地热资源情况等；三、太阳能资源情况。虽然各房城系统还会面对其它诸多影响，但上述三个方面对于任何房城系统而言都是最基本、最重要的三大决定方面。 

通过对上述三大决定方面科学的应对、适应及利用，房城建筑及其城镇系统可以在实现高效节能、节地的基础上建成为能较好地满足人类生活、工作、休闲等需要的新的人居环境及新的城镇系统。 

其一、房城系统对环境气象条件的适应与利用可通过其很低的体形系数及良好的有机(有选择可机动)隔护结构等来实现。 

其二、房城系统对地热资源的更好利用可通过房城大系统的第二空间(房城系统内建筑群之间的空间-天街式街道空间-天街网空间系统-采光及通风通道)及其对相对较低温度的需求等获得更好的实现。 

其三、房城系统对太阳光照及其相应的土地空间资源的高效利用，更使其可在具有较高建筑密度及容积率的城市地区也可以实现大部分甚至全部利用太阳能进行采暖以及进行较高效的发电、供冷等。 

下面将对房城系统的上述各方面等分别进行具体的分析与说明。 

第一部分：房城系统对环境气象条件的良好适应与利用 

一、大房城内外的自然换风、房城系统内空气的流动、换热及产功等： 

可利用房城系统内部建筑体两侧(如南北两侧等)空气的温差及压差形成可环绕建筑体的循环风，从而形成房城系统内部不同空间之间较强的空气对流，以利于房城系统内部的换热及换气过程，相应的可在建筑的下端甚至地下设下风道(下空气循环通道)121，在建筑的顶端设上风道122，根据需要在建筑的中间(高度)区域也可设(若干)中间风道。 

根据需要在适宜的上述风道中可设换热装置，换热装置可将热源或冷源中的热量或冷量传给流动的空气，也可将流动空气的热量或冷量传给热源或冷源。 

在换热装置的附近可设蓄热系统，蓄热系统可作为上述的冷源或热源，蓄热系统中的热量或冷量的渊源可来自于环境的日夜温差、甚至是季节温差；可来自于地表水、地下水、土壤、岩石等储备的热量或冷量；可来自于太阳能；也可来自于其它冷热源。 

通过上述风道、换热装置、蓄热系统及冷热源的联合作用可实现对环境能量、地源能量及太阳能等廉价清洁可再生能源的高效利用，可使房城系统内部各处的空气处于较适宜的温度与流动状态，并且通过流动的空气直接、间接地对建筑墙体等建筑结构，建筑物内部人居用品、人居环境等进行加热与冷却。 

根据需要可在适宜的上述风道中设风机装置，风机装置即可利用流动的空气产生机械能以发电等，也可作为风扇而加快空气的流动； 

可在房城系统内外的建筑及山体等的顶端设水、冰蓄冷等高效蓄冷装置，这既可以使高处空间的利用效率更高，使蓄冷装置的重量、体积更小，同时更具价值的是可利用建筑及山体等高处蓄备的冷量将地下蓄备及地表蓄备(地下及地表处)的冷能量顶出、顶至高处，以供房城系统使用，且同时不消耗或很少地消耗电能等。 

其原理、构成及循环过程为：利用建筑及山体等高出的水、冰冷源等使循环空气降温并形成冷暖空气间的压力差，此压力差可平衡和超过地下、地表冷源冷量上升过程中所需要的压力差，更具体而言：当房城内部某一空间的较高温度的空气经过某一高处设置的冷源并换热而降低温度从而自然下行及形成与相应温差、相应高度及相应空气密度相对应的压力与压力差，此压力差将推动空气通过相应的换热管道而吸收地下或地表的冷量而使空气的温度进一步降低，之后较更低温度的空气在被较上端的较热空气等加热而升温至一定温度、从而继续向上运动并形成总的平均温度较高的热循环段的空气柱，该空气柱上端的较高温空气再流经前述的某一高处设置的冷源而降温后再下行，如此可形成能充分利用地下或地表的冷量进行降温的无功耗、低功耗的自然循环过程。 

在上述循环过程中只要热循环段的上下气压压差低于冷循环段的上下气压的压差，则上述循环过程将完全自然进行，在必要时可利用风扇帮助实现或加快上述空气的循环降温过程。 

二、房城式建筑体系的其它蓄热换热系统 

(一)、山体蓄热换热系统 

根据需要可在房城系统的内部、外部设较高的自然或人工的山体系统，山体系统可作为巨大的蓄热体及巨大的换热器，山体系统内部可含诸多竖直及水平设置的空气、水的换热管道，通过换热管道可将山体的冷热能量传出或将外部的冷热能量传至山体内部。 

通过换热管道不但可实现山体与房城系统间的直接换热，同时更具价值的是可利用山体高处蓄备的冷量将地下蓄备、地表蓄备的冷能量顶出、顶至高处，以供房城系统使用，且同时不消耗或很少地消耗电能等。 

(二)、水-冰等相变蓄热换热系统 

根据需要可直接利用水-冰等的相变热量或冷量，为房城系统的第二空间或房城系统 的外维护空间(准第二空间)进行加热或降温， 

(三)、根据需要可设鹅卵石、金属等的可高温蓄热换热系统 

第二部分、房城系统对地源热能的高效利用 

首先，整个房城系统有机隔护空间的水平投影面积(房城系统的占地面积)均较巨大，房城系统内有建筑用地地表的温度与建筑内空间(房城第一空间)的温度相近同；房城系统内无建筑用地地表温度与房城第二空间的温度相近同；当季节由夏至秋至冬时，整个房城系统所占较大面积的土地上层(相对恒温层之上的部分)所蓄藏的较高温度的热量将可以不断地通过传导、对流及辐射的形式向房城第二空间等传递，对房城第二空间及整个房城系统发挥加热及保温等作用；当季节由冬至春至夏时，整个房城系统所占较大面积的土地上层(相对恒温层之上的部分)所蓄藏的相对较低温度的冷量也将可以不断地向房城第二空间等传递，对房城第二空间及整个房城系统发挥降温等作用。上述房城系统内较大面积的土地的上层季节性地储备的巨大的冷量与热量将对整个房城系统的“冬暖夏凉”起到极大的促成作用。 

其二、房城式建筑系统可更好更高效地利用其所占土地及附近土地的地下相对恒温热源的冷热资源对房城系统进行降温、增温及保温等。 

可将地下相对恒温热源——地下超过十几米深度的与当地年平均气温相近的热量或冷量以水循环+空气循环等方式先直接加热或冷却房城系统的第二空间的空气，再以第二空间的空气对房城系统的相应部分进行加热、冷却、保温等。 

上述水循环系统可与一般的地缘热泵水循环系统相近同，只是要同时考虑和设置循环水与循环空气的换热系统；根据需要做为热源的水-空气换热系统可置于房城系统的底部空间中，做为冷源的水-空气换热系统宜置于房城系统的上部空间中，以利于循环空气的自然流动。 

气循环系统可包括通过房城系统第二空间不同区域的温差及压差等形成的空气的循环系统以及第二空间空气与第一空间空气间的空气循环系统等。 

循环水与循环空气的换热系统、换热装置可设于房城系统内较高建筑体的顶部及底部等处的空气循环通道中，地源等处的热能通过前述的水循环+空气循环等方式先传给房城系统第二空间的空气，再通过第二空间的空气与房城内各建筑体、墙体、窗体等的换热及第二空间的空气与第一空间的空气的直接、间接换热等可实现对房城内各建筑体、墙体、窗体及建筑体内部空间(第一空间的)的降温或增温等。 

在全球大部分地区即使不采用任何热泵系统，通过上述直接利用地源热能的循环过程，也可使房城系统的第二空间全年近处于四季如春的温度状态(即：近为当地的年平均气温再加/减总换热温差的温度状态)。 

如哈尔滨地区，地下相对恒温为5C左右，设冬夏总换热温差均为8C，则房城系统第二空间冬夏季的温度分别为5C-8C＝-3C和5C+8C＝13C，则：房城系统第二空间全年的温度可处在-3与13C之间，这近为哈尔滨地区的春季温度范围。 

又如北京地区，地下相对恒温为12C左右，设冬夏总换热温差均为6C，则房城系统第二空间冬夏季的温度分别为12C-6C＝6C和12C+6C＝18C，则：房城系统第二空间全 年的温度可处在6C与18C之间，这也近为北京地区春天的温度范围。 

通过上述循环过程，在很多情况下无需再利用地源热泵系统，仅直接利用地源热量对房城第二空间进行直接加热或冷却等即可实现对整个房城系统的温度调控，从而大量节省电能等重要的高品位能源。 

第三部分：房城式建筑系统对太阳能等资源的高效利用 

房城式建筑系统可对太阳能及其相应的土地空间等资源实现高效的利用，即使在具有较高建筑密度及容积率的城市地区也可以实现使大部分甚至全部房城系统的建筑主要甚至是仅仅利用太阳能进行采暖以及进行较高效的发电、供冷等。 

下面予以具体的分析说明： 

1、为更好地利用太阳能，可在房城式建筑系统的正南面及屋面(大天顶)乃及东西面等处设面积较巨大的较高效的透光隔热材料结构及较高效的集热——蓄热系统等，使太阳光能最大可能地进入和储存于房城系统内部，由于整个房城系统具有高效的保温、蓄热等优良性能，故可以形成只依靠太阳能、地源热能、电器及人体产热等即可满足采暖等的需要的房城式建筑系统——太阳房城(建筑)系统。 

2、为使太阳房城获得较好的太阳光照，相邻的太阳房城系统之间、太阳房城式与其它形式的建筑物之间应离开必要的相应距离；为获得较好的较均匀的采光效果，太阳房城系统内部的建筑可大量地采用南北走向布局等形式。 

3由于房城系统的高效节能特征，在太阳房城系统内部不必须每一建筑均要单独获得大面积的南侧阳光的直接照射，整个房城系统仍可获得较好的采暖、蓄热及保温效果，故在同一块土地及其空间资源上可建起的太阳能采暖建筑的总的建筑密度、总的建筑容积率等均可以大大地提高，特别是在纬度高、太阳高度角小、阳光遮挡阴影长同时采暖需求也更强的地方其可提高的比率可以更大。 

这将使太阳房城系统不但可应用于较低纬度的城市地区亦可应用于较高纬度、高纬度的城市之中。太阳房城系统使仅依靠太阳光照等可再生能源进行采暖的太阳城市的建设在高纬度、较高纬度的地区成为可能。 

4、太阳房城系统具体可由内部及处于周边大维护部分的建筑群101、透光隔热结构102、阳光街103、采光天室104、其它隔护结构105、集热结构、蓄热结构等组成，(如附图3、10、11等中所示)。 

太阳房城系统内部的建筑群可采用下列多种高效的设置与布局方式，同时也形成相应的具体形式的太阳房城系统。 

(1)、建筑群水平投影布局为E字形与连E字形的(太阳)房城系统： 

使水平投影为E字形的建筑(群)总体上采用东西走向的布局形式，并使E字的开口方向朝向正南，在E字形建筑的南侧及顶部设可有机(有选择和机动)封闭及开放的透明采光及隔热等结构，从而可形成E字形的太阳房城建筑系统，E字形建筑南侧的三字部分可为与北侧的1字部分连体的亦可均为独立的南北走向的板式等建筑，三字建筑体东西两侧的主建筑面及1字建筑的南侧在一年四季每一天的中午附近时间段均可获得较好的直射日照，从而使E字形房城系统的每一建筑单元均可满足相关日照标准的要求。 

将若干E字形建筑沿东西等方向布局排列或者在E字形建筑的三字部分中间加设若干平行建筑则可形成“连E”字的建筑群与“连E”字的房城系统，将“连E”字建筑群的开口方向朝向南侧并相应的在南侧及屋顶加设透明隔护结构等即可形成内外均具有较好光照的可高效节能的的“连E”字形式的板式/条式太阳房城系统。如附图19等中所示。 

(2)、建筑群水平投影布局为1E形式与连1E形式的(太阳)房城系统： 

在“E”字建筑的北侧加设1字建筑等，同时在南侧及屋顶加设透明隔护结构等，即可形成主体建筑群水平投影为1E形式的太阳房城系统。 

在“连E”字建筑的北侧加设1字建筑或成1字分布排列的若干建筑等，同时在南侧及屋顶加设透明隔护结构等，即可形成主体建筑群水平投影为“连1E”形式的条式/板式太阳房城系统。如附图3、10、11等中所示。 

根据需要可建起“连1E”等形式的(太阳)房城式城市建筑复合体，具体说明如下： 

在整体为东西走向的房城系统的中南部分可为“连E”式结构的建筑体(群)，北侧部分可为东西走向的(若干)板式楼或东西排列分布的若干塔式楼等组成；北侧部分也可由板式与塔式相结合的建筑形式：如下板上塔式、下塔上板式及中塔山下板式、中板上下塔式等组成；北侧建筑部分的下部可建全部或部分向南延入房城系统的裙楼，根据需要该裙楼甚至可以延至房城系统中南部分的“连E”式结构的下部。 

房城系统各部分建筑可形成北高南低的高度布局，房城系统的大天顶可直接依托和借助上述北高南低的建筑体构式形成北高南低的坡面形式，大天顶系统可为大部乃至全部可透光的形式。 

上述房城系统中“连E”式结构建筑体的东西走向的“1字”建筑部分(此时将E视为由“1”与“三”两部分组成)的下部及上部可设空气循环通道，在上述通道中可设换热结构系统，房城系统内外的适当部分处可设蓄热系统等。 

整个房城系统中处于中南部分的“连E”式结构建筑体的各建筑单元均可满足相应的日照、通风及自然采光的需要，北侧建筑体上部的很大部分亦可获得较高的日照条件，从而亦可直接成为具有较高采光条件要求的住宅等建筑；北侧建筑体中间部分南侧的直射阳光有时可能会被遮挡，但由较近处的透光大天顶(屋顶)进入房城系统的天空散射光亦会形成较好的自然采光条件，从而可使其做为具有适宜采光条件的写字楼、酒店、公寓、上班族的住宅等；北侧建筑下部的裙楼可做为多种功能用途的商用建筑体：如商场、会展、会所、银行、室内体育场馆等；整个房城系统日照条件最好的东西两侧的建筑体则可为学校、医院、养老院、疗养院等需光照要求高的单位使用。 

通过上述介绍，整个太阳房城系统各建筑部分可根据位置、自然采光、供热及保温等条件的差异而被区分为不同的使用区域，整个太阳房城系统可以成为同时拥有居住、办公、商用、学校、医疗及休闲等多种功能的城市建筑复合体。 

根据需要诸多的(太阳)房城系统均可成为具有上述综合功能的城市建筑复合体，均可成为一完整的建筑城(堡)与建筑航母；每一或若干上述房城系统与城市建筑复合体一建筑航母，均可与一些其它形式的建筑体一同构成城市建筑的航母舰队，从而形成房城式航母舰队式的城镇建筑体系与建筑模式。 

与上述“E”字形式、“连E”字形式、“1E”形式、“连1E”形式的太阳房城系统及“连1E”形式的(太阳)房城式城市建筑复合体相近似： 

根据需要还可以建造“非”字形式、“连非”字形式、1非形式、“连1非”形式的太阳房城系统及“连1非”形式的(太阳)房城式城市建筑复合体。如附图4所示。 

根据需要还可以建造“王”字形式、“连王”字形式、“1王”形式、“连1王”形式的太阳房城系统及“连1王”形式的(太阳)房城式城市建筑复合体。如附图5所示。 

我们还可以设计建造“弓”字形式、“连弓”字形式、“1弓“形式、“连1弓”形式的太阳房城系统及“连1弓”形式的(太阳)房城式城市建筑复合体。如附图6所示。 

我们还可以设计和建造“w”字形式、“连w”字形式、“1”形式、“连1”形式的太阳房城系统及“连1”形式的(太阳)房城式城市建筑复合体。如附图7所示。 

我们还可以设计和建造“正”字形式、“连正”字形式、近“正”字形式、近“连正”字形式的(太阳)房城系统及其城市建筑复合体。如附图8所示。 

我们还可以设计和建造“长”字形式、“1长“形式、近“长”字形式、近“1长“形式的(太阳)房城系统及其城市建筑复合体。如附图9所示。 

上面是从房城系统(内部)的建筑群的水平投影的布局形式等来说明和区分各种房城系统的；而若从整个房城系统的总的立体轮廓形态及总的周边维护结构的水平投影的布局形式等方面出发我们还可以对房城系统做下列分区分、分析及介绍： 

一、帆式、帆壳式房城系统：根据需要可设计和建造某一视面投影为、近为风帆造型投影的帆式房城系统；根据需要还可设计和建造总的立体轮廓形态为帆式壳体的帆壳式房城系统。如附图10中所示。 

二、由不同的高低部分构成的双级、多级房城系统 

(一)唐冠式等形式的双级房城系统 

1、条形唐冠式房城系统：在较高的东西侧视投影为风帆形式的帆式太阳房城系统的南侧(主采光侧)沿东西方向加设高度相对低一级的房城系统部分，从而形成由高低两部分组成的、总的东西侧视投如影形式近为中国唐朝官帽造型形式的条形唐冠式房城系统。如附图11中所示。 

2、(近)圆形唐冠式房城系统：整个房城系统的总的立体轮廓造型形态为、近为唐朝官帽的立体造型与轮廓形式的房城系统。如附图12中所示。 

(二)、其它造型形式的双级房城系统：如中间部分明显高于两侧等部分的山式双级房城系统；中央部分明显高于四周周边部分的火山式双级房城系统等。 

(三)、多级房城系统：与上述双级房城系统等相近同，可设计和建造多种形式的含两个以上高度级别的多级房城系统。如附图13等中所示。 

双级、多级及其它具有较大高度的房城建筑系统的优点： 

1、双级、多级等房城系统的较高建筑部分在形成大的异温气压差及较强的空气循环动力方面作用巨大。 

2、双级、多级等具有较大高度的房城建筑系统在较高纬度地区的冬季可获得更多的较低高度角的阳光直接照射的能量。 

3、可增加整个房城系统中可获得更好的自然采光及通风等条件的建筑单元的比重。

双级、多级房城系统可应用于新建的房城系统也可应用于现有城镇建筑系统的改造，可采用就低建高(利用已有的低矮建筑群、加设新的较高建筑以形成双级或多级房城系统)等多种实现方式 

三、“回-口”形式的房城系统：整个房城系统总的周边大维护结构的整体水平投影为“回”字结构形式的房城系统，当将这种回字环形房城系统周边各侧方向上的房城建筑部分均以简化的“1”与“一”表示时，这种“回”字结构形式的房城系统也可看做为“口”字形式的房城系统，故也可将其称为：“回-口”形式的房城系统。(如附图1、16等中所示。) 

四、“曰、目、凸、凹”等字形式的房城系统：当将整个房城系统各方向及中间等位置处的房城建筑部分均以简化的“1”与“一”表示时，总房城系统各建筑部分的水平投影分别构成、近构成“曰、目凸、凹”等字形式的房城系统“曰、凹”字形式的房城系统分别如附图14、15所示。 

五、“V、W、n、U、H、T、K”等形式的房城系统：与上述情况近似，当将整个房城系统各方向及中间等位置处的房城建筑部分均以简化的“1”、“一”“八”、“八”等表示时，总房城系统各建筑部分的水平投影分别构成、近构成“V、W、n、U、H、T、K”等字母造型形式的房城系统。 

上述“回-口”形式、“曰、目、H、T、”等形式的房城系统中的东西走向的房城建筑部分的内部建筑群的水平投影的构成及布局形式可与前面所述的“E”字形式、“连E”字形式、“1E”形式、“连1E”形式的太阳房城系统及“连1E”形式的(太阳)房城式城市建筑复合体等相近似。(如附图16中所示)。 

当然根据需要上述“回-口”形式、“曰、目、H、T、”等形式的房城系统中的东西走向的房城建筑部分的内部建筑群的水平投影的构成及布局形式也可与前述的“非、王、弓、正”等字及它们与“1”字等的组合所构成的造型相近同。 

在上述“回-口”形式、“曰、目、凸、凹”等形式的房城系统中可设贯通房城系统各主要方向区域的主环形通道，采用“1E、1王、1”等形式的东西走向的房城建筑系统部分的主环形通道可设于1与E、1与王、1与等之间，根据需要可在上述主环形通道中可设电动等形式的无污染的交通工具。 

上述“回-口”形式、“曰、目、凸、凹”等形式的房城系统的中间等部分区域的一个或若干个无大天顶结构部分的完全开放的空间，可作为采光、绿化、安全避险、休闲运动等空间使用。 

六、(有)圆形形式房城系统：房城系统总的周边大维护结构的整体水平投影为圆形、椭圆形、圆环形、近圆形、近椭圆形、近圆环形乃至半圆形、扇形、近半圆形、近扇形等造型与轮廓形式的房城系统。 

七、(有圆)环形形式的房城系统：在前述的(有)圆形形式房城系统的中心等区域开设与周边大维护相近似造型的、以及其它形式的无大天顶结构的完全空间，从而形成的环形形式的房城系统。 

根据实际条件及需要，可选择采用各种适宜形式的房城建筑系统，由于房城建筑系统可具有高的容积率，故在可使相邻的房城建筑系统之间拥有较大的空间间隔的同时，仍可使整个城区及城市具有高的、较高的容积率，房城建筑系统之间拥有的较大的空间间隔为城区交通、通风及绿化等提供了优越条件。 

房城式城区及城市系统间中的宽街大场、宽街大道等将大大有利于城区及城市内外空气的水平流动及降温：当由于各种原因使城市系统的温度高于周边环境的温度时，由于城区内外空气的温差将形成一定的气压差及近地空气的向心(向城市中心等高温低压区域方向)流动，房城系统间连续的规整的纵横分布的宽街大场、宽街大道将十分利于城市外空气进入城市内部深处并与原来的内部空气对流换热，温度升高后再向上运动、从城市上空排出，这种循环将不断地冷却市区的空气及各建筑系统等。 

第四部分、“天、地、空、屋、器”联合大循环的节能产能方法及其系统 

这里所述的“天、地、空、屋、器”的具体所指分别为： 

天-天空、阳光、太阳能等；地-地表、地下冷热源等；空-近地空间、环境气象资源等；屋-房城等建筑系统；器-人工、人造的产热、集热、蓄热、换热、遮阳、风动等器具。 

可通过上述“天、地、空、屋、器”联合大循环的方式使房城式建筑系统的节能产能效率更大、效能更高。 

相对于地缘热能、环境温度等，太阳光的直接照射是更高品位的能量资源，为使太阳能等可再生能源得到最适宜充分的高效利用，可考虑使房城建筑系统首先利用太阳能实现较最大可能的发电功能，同时可利用热电冷联产等方式，使房城建筑系统的热电冷等需求可基本只依靠太阳能等可再生能源(在冷热方面可更多地利用相对较低品味的地缘热能、环境温度等)来保证；根据需要为平衡太阳能资源大的季节性波动等，可进一步采用聚光式太阳能高温集热及跨季节性高温蓄热等方式，实现太阳能资源全年性的最高效利用。 

如附图17、18等中所示，对于上述情况的具体实现方式等表述如下： 

首先，可在房城系统的屋顶(大天顶)、南侧面、东西侧面等处依次布设需要数量的可选择采光角度的可摆转的集光板201，在确保可较高效地采集太阳光能的同时集光板201的设置的密度原则可兼顾遮阳、自然采光乃至隔护隔热等需求，具体而言：通过对采光角度的调节等，在夏季光照较强地区、可使其在主要时间(中午及上午、下午的较强光照时间)的直射光照全部或极大部分被反射或吸收，使直射阳光基本不进入房城系统，房城系统内部夏季的自然采光可主要通过利用北侧、以及屋顶、南侧及东西侧射入的天空等环境的散射光来实现；冬季的自然采光可利用南侧射入的直射光及从南侧与屋顶等射入的散射光来实现；(当然)根据需要，集光板可在阴天乃至晴天通过摆转角度的调整而处于撤开的形式，以形成小的投影截面(遮阳面积)，从而使更多的阳光进入房城系统及直接进入建筑内部，以利于自然采光；根据需要通过必要的设置和角度调节，可使集光板之间、集光板与其它结构之间等联合构成具有一定隔热隔音等能力的隔护结构系统。 

根据需要上述集光板可设于房城系统透光隔护结构的内侧、外侧以及透光隔护层结构之间。 

根据需要上述依次布设的可选择采光角度的可摆转的集光板可直接为光伏发电的太阳能模板；也可为聚光式光伏发电系统的聚光镜板；还可为聚光式高温集热系统的聚光镜板202。 

依据上述情况：当集光板201为聚光式高温集热系统的聚光镜板202时，即可进一步形成聚光式太阳能采集系统，在聚光式太阳能采集系统的聚焦中心处可设由金属及其它适宜材料构成的聚光集热管结构203，根据需要上述聚光集热管结构203可做为大房城系统周边、屋顶等处骨架结构的重要组成部分，从而使其发挥综合的结构作用与优势。上述聚光集热管结构203可东西向水平设置，也可南北向竖直或倾斜设置；其可直接做为房城系统周边大维护透光隔护结构及屋顶部分透光隔护结构的依附骨架。 

在上述聚光集热管结构203的采光面之外可设圆弧曲面形式的高效保温透光材料及结构，如、玻璃、中空玻璃甚至是真空玻璃等；在聚光集热管结构203的背光面可设高效保温材料及骨架连接结构等。 

根据结构需要，聚光镜板202可谓槽式抛物面形式、也可谓半槽式抛物面等形式，根据需要聚光镜板202可以聚光集热管203的中心为轴心进行旋转调位及调整角度。 

对于东西向水平设置的聚光集热管203，其对应的聚光镜板202的位置与角度的调节可通过拉绳结构204及聚光镜板的重力自动回位来实现。(如附图18中所示。) 

利用上述聚光集热系统，太阳房城系统一年四季均可不断地生产具有较高温度的热水乃至更高温的低压(低蒸汽压)蓄热循环油等。 

通过相应的循环系统及蓄热装置可将高温热水及蓄热循环油的热能蓄存起来，以供夜晚或其它时间(跨周、跨月甚至跨季节)的使用。 

可利用高温热能进行发电及热电、热电冷联产等。 

根据需要可利用地下二十米左右以上的深度处温度相对恒定(与年平均气温接近)的原理以大地为冷源建设发电系统，其循环过程可以为：以太阳能聚光集热系统收集的高温热能等为热源、以大地为冷源通过朗肯循环等实现产功发电，热发电系统冷凝器的冷却水可直接做为地源水换热循环系统的循环水而直接流经地下以实现降温，也可与独立的地源水换热循环系统的循环水进行换热来实现降温。 

这样既可以节省发电过程的冷源水耗，又可以大大提高寒冷、较寒冷地区的地源热能的温度，从而在冬季不需通过热泵系统的耗功循环即可直接利用蓄备的较高温的地源热量为房城系统供热，特别是可通过对较低温度需求的房城第二空间等的较高效的直接供热可大大有利于整个房城系统的零功耗、零碳耗采暖过程的实现。 

在有地下渗流的地方热发电的地下冷源可尽量设在渗流方向的上方位置，以使蓄备的地下热量可被渗流方向下方的房城系统更有效地利用。 

在采暖季节及其它必要情况下，热发电系统冷凝器的冷却水还可直接流经设于房城系统内部的水-空气换热器装置而直接对房城系统的第二空间乃至房城系统的第一空间进行加热。 

为提高系统的总效率，可建设能同时利用诸多太阳房城系统生产的高温热能进行集中储备，集中发电，集中热电(冷)联产的中心电站系统。 

在利用环境冷能方面，根据需要既可将近地空间等环境的冬季冷能通过产冰、蓄冰系统存储起来；还可将近地空间等环境的冬季冷能通过水循环等地源系统存储于地下而在夏季供房城系统等降温使用。 

通过对上述来自天空的太阳能、近地环境空间及地下地源冷热能的综合开发、储备及利用，可建成跨季节性的可满足房城式城区乃至城市系统全年对热、电、冷总需求的极大部分的以太阳能利用为主的可再生能源的利用体系。 

第五部分、本发明的其它相关方法及结构系统 

一、大房城系统建设过程可采用的工艺方法等： 

大房城式结构与方法即可用于新建设的建筑群、城区、城市系统，也可以应用于旧有建筑群与城区等的改造： 

可在现有的城镇建筑群的基础上通过改造实现房城系统的建设，可将城镇化、城市增容、建筑节能改造、房城式节能建筑系统的建设融为一体；对旧建筑群、旧城区进行房城式改造的目的，可通过适当加密、增容(增减建筑密度及容积率)、加高、联构、设建新的骨干与支撑性建筑，以及以新旧建筑共同形成大维护，进而置设大天顶(屋顶)等方式来实现。 

对于现有城镇中大量存在的东西走向、南北排列分布的板式建筑群，如果相邻两建筑的南北间距超过40米左右，则可以考虑在其中间与原建筑相平行地加建新的板式建筑或板塔结合形式的建筑(如下板上塔式建筑等)，这虽然对北侧的原建筑会产生一定的遮挡，但若采用下板上塔(下部或中下部分为板式、中上部或上部为塔式)的建筑形式，则可以使北侧原冬至日太阳直射大于1-2小时时间的建筑单元仍可获得近于不低于1-2小时的太阳直射时间，至于新建筑的中下部分在冬季一定时间无法直接获得直射阳光的照射的问题，可通过采用折射、反射直射阳光及其它一些必要的手段，确保人居环境的卫生等标准不降低。 

在构筑房城式建筑系统时，可以以原南北建筑及中间的新建筑为房城系统的建筑骨架，搭建房城屋顶系统及实现房城系统的周向围合等；根据需要在中间新建筑体的下部、顶部等空间位置处可设空气循环通道、换热装置等。 

如果相邻相平行的南北两建筑的间距较小，以不适于再加构前述的相平行的中间建筑，则可考虑在中间、特别是东西两端加构南北走向的建筑，这样可在实现加密的同时实现房城系统的周向围合及房城系统建筑骨架的完整形成，进而可再搭建房城屋顶系统等。 

可将双级、多级房城建筑方法应用于新建的房城系统及应用于现有城镇建筑系统的改造，可采用可就低建高(利用已有的低矮建筑群、加设新的较高建筑以形成双级或多级房城系统)等多种实现方式。 

根据需要还可以采用更多种灵活的手段与方式以实现对多种建筑情况的现有城镇地区的房城式改造与建设。 

上述过程对原居住户的正面影响是：可节省冬季采暖季及夏季降温的费用(当加设地源冷却及季节蓄冰等系统时)，享用房城第二空间、获得更洁净空气等；负面影响是：自然采光、视野、冬季直接日照等会受影响，两种影响可大致相互抵消；原较底层的居住户还可搬至新建筑的较高层以满足其对日照等的特别需要，如果在一些情况下还要对原居民给予适当的额外照顾与补偿，其财源等亦可以从新建筑部分具有的的零成本土地利润(未占用新土地-无真实土地成本)中得到保证。 

上述房城式节能改造及城镇增容过程可与公共交通、绿色交通等建设相互配合与相互促进，城镇系统的房城式改造在增加城镇建筑面积与承载人口及产业的同时可以实现加宽街道、便捷交通、实现城市地区太阳能高效利用(建设城区太阳房城系统等)的综合目的。 

二、在条件方便时前述各种形式的房城系统的顶部或相邻的房城系统之间可设风机系统，以利用可形成的较强的风压与风力；根据需要还可使单一房城系统整体外观或使若干房城系统整体外观连构形成利于拦截风能的“w”或“连W-WWW”等的延展与布局形式。从而可在房城式建筑、建筑群之间形成较强的风压区，再通过设置相应的风电等系统可为房城式建筑(群)及其城镇提供较强的动力，特别是在风力资源适宜的地区可进行上述形式的“房城+太阳能+风能等”的联合开发与建设，从而更好地实现太阳城等绿色能源城市的建设目标。 

三、房城系统的准第二空间及其保温与节能作用 

根据需要在寒冷等地区，还可在现有房城有机隔护体系之外再加设新的隔护结构系统，以进一步增强整个房城系统或房城系统的某些特殊部分的综合隔护能力，从而进一步提高房城系统的节能效率，新的隔护结构系统可由透光及非透光等材料共同构成。 

我们可以将上述新的隔护结构系统与房城原隔护体系之间围成的空间称为房城系统的外隔护空间、也可称为房城系统的准第二空间，根据需要准第二空间的不同空间之间、准第二空间与处于房城系统第二空间及地下的某些空间之间可一起构成方便空气循环流动的循环通道空间系统，由于太阳能及温差压力等的作用，准第二空间的空气可借助上述循环通道系统实现自然的循环流动及对流换热，这可以使太阳能等的产热被自然地输送到背阳处的准第二空间中，从而提高整个房城系统各部分的保温增温能力。 

根据需要在上述循环通道系统中可设换热装置、换热装置可利用地源冷热能、地表水及水冰相变释放的冷热能降温(或加热)准第二空间的空气，从而更加主动地使准第二空间的温度保持在所需的适当状态，以更有利于第二空间及整个房城系统的低能耗温度调节，同时也使大量存在的廉价的可再生能源得到有效利用。 

四、垛窗系统及垛窗式天井(通道)系统等：根据需要在房城式及其它形式的建筑系统中还可采用垛窗系统及垛窗式天井(通道)系统等。 

垛窗系统：根据需要可在房城式以及其它形式的建筑系统周边建筑的外侧设水平投影为凹入式的垛口形式的建筑结构，凹入垛口部分的水平投影的形状形式可以为矩形、 三角形、半圆形、半椭圆形等多种形式，在垛口式建筑结构的外侧设具有采光及隔护等作用的外窗结构205，由此形成的垛凹建筑部分及其对应的上述外窗结构可合称为垛窗系统。(如附图219中所示。) 

在垛窗系统的垛凹建筑部分的各朝向的结构面上均可大比例大面积地广设内窗系统，以提高相关建筑部分内部的自然采光能力，由于垛窗系统的外窗结构的换热面积可大大小于内窗结构的换热面积，故与非垛窗式的窗体形式相比在实现相近的自然采光效果的同时可大大减少自然温差换热能耗，同时在建筑系统周边建筑的其它部分处则可不设或只设较小面积的采光窗体，从而使整个建筑系统因自然采光等需要而损失的能耗大大降低。 

如果各上、下垛窗系统相互贯通即可形成垛窗式天井(通道)系统，在许多情况之下，垛窗式天井系统内的空气的温度可高于或低于垛窗式天井系统外空气的温度，由此可形成垛窗式天井系统内外空气间的的温差、压差，并处成空气在垛窗式天井系统内外的自然循环与流动。这种流动不但可实现换气、还可实现换热等过程。 

对于房城式建筑系统而言，可使其处于周边的若干垛窗式天井系统与房城系统内部其它空间部分间通过必要的上下通道等连通在一起，以形成相应的联合空间系统，由此可将其它空间系统可获得及具有的热量/冷量通过温差压力造成的空气循环传输到垛窗式天井系统，并通过垛窗式天井系统中广布的内窗等结构将热量/冷量传给相应的建筑内部空间等或使相应的各建筑内部空间与建筑系统所处的外部环境空间之间形成良好的保温隔护等。如可使房城系统中太阳能获取能力强的南侧空间与处于房城系统北侧等背光处的垛窗式天井系统空间之间形成上下均贯通的循环空间系统，从而可利用温差及压差使房城系统南侧空间及其建筑等所获得和储备的太阳能通过空气的温差循环流动而传输到北侧等背光处的垛窗式天井系统中，并可以通过天井的内窗系统将热量、较热的空气等传至相应建筑部分的内部空间之中。 

当在上述联合空间的循环通道中设置其它冷热源的换热系统时，其它冷热源的能量亦可通过循环空气传给垛窗式天井系统及其相应建筑部分的内部空间之中。 

在不同的垛窗式天井系统之间也可建成彼此上下贯通的循环通道系统，并可根据需要在循环通道的上下等适当位置处设加热或降温系统，由此可直接有效地利用地源冷热能、地表水冷热能及水冰相变冷热能等低品位但可循环再生的廉价能源。 

根据需要在房城式等建筑系统的外侧还可设其它形式的采光天井通道系统，如平窗式天井系统、凸窗式天井系统等。 

平窗式天井系统——在相对于建筑系统外墙面有所凹进处设置的内窗结构的外侧设与外墙面基本处于同一平面(可略有进出)的外窗结构系统，从而在内外窗之间可以围构而成的具有采光、换气、保温及传递冷热能量等功能的天井通道系统。 

凸窗式天井系统——在相对于建筑系统外墙面很少凹进处设置的内窗结构的外侧设置明显凸出于外墙面的外窗系统，从而围构而成的具有采光、换气、保温及传递冷热能量等功能的天井通道系统。 

上述垛窗式、平窗式、凸窗式等形式的天井系统可通过设于房城式等建筑系统顶部、上部、地面、甚至地下等处的空气通道系统实现与其它空间及热源-换热系统的联通，从而使房城式等建筑系统外维护(外墙)部分上原来能耗最大的自然采光窗系统的节能、保温、隔热、传输能量及通风等能力大大提高，同时可实现对太阳能及地源热能、地表水、水冰相变等低品位但廉价可再生能源的较高效利用。 

五、根据需要可充分利用自然气压差形成的自然动力实现房城系统内外的换风换热过程： 

在房城系统、特别是太阳房城系统中，很容易形成向阳空间与背阳空间之间、其它不同空间之间的温差及压差，这样当需要设置房城系统内部与环境之间的换风(换热)系统时，可将房城系统的出风口设于气压及风压较大的房城系统内部空间区域，同时将房城系统的进风口设于气压及风压较小的房城系统内部空间区域，以此可减少甚至不消耗整个房城系统与环境之间的换风功耗。 

具体的情况可为： 

(一)、当房城系统内某一建筑或建筑区域的南北两侧空间由于太阳能的照射及储备等造成较大的温差存在时，可使南北两侧空间的上部较充分、较少障碍地连通在一起从而使南北两侧空间的上部的气压差及空气循环风速较很小，而在南北两侧空间的下部可设相对较小横截面积的空气循环通道，由此将使北侧温度较低的空间下部的气压较明显高于南侧温度较高的空间下部的气压，此时可将普通换风系统或既换风又换热的换风系统的排风口设于北侧温度较低的空间的下部，从而可利用相对高的气压使房城系统内较低温的空气排出到环境空间中；同时将普通换风系统或既换风又换热的换风系统的进风口设于南侧温度较高的空间的下部，从而可利用相对低的气压将环境空间的空气引入房城系统内部，如此可大大降低处于采暖季节的整个房城系统的换气功耗。 

(二)、当房城系统内某一建筑或建筑区域的南北两侧空间由于太阳能的照射、储备及遮阳、空调降温等造成较大的温差存在时，可使南北两侧空间的下部较充分、较少障碍地连通在一起从而使南北两侧空间的下部的气压差及空气循环风速很小，而在南北两侧空间的上部可设相对较小横截面积的空气循环通道，由此将使北侧温度较低的空间上部的气压明显低于南侧温度较高的空间下部的气压，此时可将普通换风系统或既换风又换热的换风系统的进风口设于北侧温度较低的空间的上部，从而可利用相对低的气压将环境空间的空气引入房城系统内部；同时将普通换风系统或既换风又换热的换风系统的排风口设于南侧温度较高的空间的上部，从而可利用相对高的气压将南侧空间中相对较高温的空气排到环境空间中去。如此也可大大降低处于降温和排热状态的整个房城系统的换气功耗。 

(三)、可利用前述的垛窗式、平窗式、凸窗式等形式的天井通道系统与房城式建筑系统内部其它空间部分之间形成的联合空间系统之不同部分间的温差及压差情况，按与前述近似的方法设置换气系统的进气口与排气口，从而降低房城系统的换气功耗。 

六、中空辐射式房城系统：房城系统内部建筑群水平投影及建筑群之间的街道呈辐射状延展、分布排列，且建筑群及街道的辐射中心为无较高建筑的空阔空间的房城 式建筑系统。中空辐射式房城系统中具有中枢作用的空阔的中心空间与辐射状分布的各街道空间之间充分直接相通，这使彼此之间的光照互借与空气流动得到更好的实现，空阔的中心空间为整个房城系统提供重要的公共采光及空气流通大通道的支持。 

根据需要，可在上述空阔的中心空间处的上部设较高的引风通道、引风塔等系统，从而可使房城系统内外形成较大的空气流动压差，以大大利于整个房城系统内外空气的流动交换，甚至可设置风机实现发电等。 

根据需要，如果将中空辐射式房城系统的呈辐射状分布的各街道等空间的外侧立面的主要部分均设成透明的隔护结构，则可形成外透式的中空辐射房城系统。 

根据需要，如果将中空辐射式房城系统的呈辐射状分布的各街道等空间的外侧立面均设成非透明的隔护结构、挡光较强的建筑体，则可形成外闭式的中空辐射房城系统。 

根据需要，如果将中空辐射式房城系统的呈辐射状分布的各街道等空间的外侧立面的一部分设成透明的隔护结构，另一部分设成非透明的隔护结构、挡光较强的建筑体，则可形成(外维护)半透式的中空辐射房城系统。如附图20a所示。 

根据需要，如果将中空辐射式房城系统的呈辐射状分布的各街道等空间的外侧立面设成可适时选择透明与非透明的可机动的隔护结构形式，则可形成(外维护)机动式的中空辐射房城系统。 

根据需要，如果将中空辐射式房城系统中居于南侧的呈辐射状分布的各街道等空间的外侧立面的大部分设成透明的隔护结构，则可形成南透式的中空辐射房城系统。 

根据需要，如果将中空辐射式房城系统中居于南侧的呈辐射状分布的建筑等全部或部分撤除，从而形成较大的空阔的南部空间系统，并使空阔的南部空间系统的外侧立面设成透明的隔护结构，则可形成南空式的中空辐射房城系统。如附图20b所示。 

上述南空式的中空辐射房城系统，其空阔的南部空间系统根据需要可设成为大型室内体育场，如足球场、橄榄球场等。 

七、根据需要房城式建筑系统之上可设置可旋转跟踪太阳从而可高效采集太阳能的可旋转屋顶系统。如附图21a、21b所示： 

可旋转屋顶系统上设可旋转采光顶面及其它相应结构，可旋转采光顶面可采用具有某一与当地纬度相对应的适宜的固定倾斜角度的结构形式，也可以采用倾斜角度可随时间季节等进行调整的结构形式。 

根据需要上述可旋转采光顶面之上可设聚光式和非聚光式光伏发电系统。 

根据需要可旋转采光顶面之上也可设槽式及其它适宜形式的聚光集热系统，槽式聚光集热系统的聚光轴可倾斜设置，其倾斜方向及倾斜角度可与旋转采光顶面的倾斜方向及倾斜角度相同。 

根据需要可旋转采光顶面之上也可设置(前面曾叙述过的)一系列相平行的可随太阳高度角变化而跟踪摆转的采光镜板系统，这样加上旋转采光顶面对太阳方位角变化的跟踪即可形成最高效的双轴跟踪聚光系统。另一方面上述可跟踪摆转的采光镜板系统可使旋转采光顶面实现夏季等时间完全遮阳及最高效的聚光采能， 冬季等时间在实现最高效的聚光采能的同时可利用从采光镜板之间的空间通过的散射光进行自然采光照明；当然在阴天等时间里可使采光镜板选择最适宜的角度从而使从采光镜板之间的空间通过的散射光进行自然采光照明的效果最好。 

在冬季夜晚等时间可通过选择采光镜板的倾斜角度等方式使各采光镜板连构成一体，从而可构成一道较高效的隔热隔音等的保温静音屏障，以使房城系统的节能等效率更高，为此可使相应的各采光镜板同时具有较好隔热隔音等性能。 

上述可旋转采光镜板等系统及其多功能的高效使用方式可应用于各种所需的房城系统的屋顶、南面、东西侧面等光照界面之上。 

八、在一些地方特别是山体的南坡等朝阳的坡地上、可建起内部建筑群水平投影为“E阵”式、甚至是“田网”形式的房城建筑系统。 

“E阵”式房城建筑系统：其即包含以南侧为采光正面的东西延伸与东西排列的E字、连E字建筑布局结构，同时也包含南北前后排列分布的E字、连E字建筑布局结构，由于北高南低的坡地走势及南北E字建筑的主体间可形成适宜的较大的南北间距等因素，房城系统的各主要建筑部分均可获得较好的自然采光条件，且整个房城系统的建筑容积率、节能效率及抗震等安全性能均可达到较好标准。如附图22所示。 

“田网”形式的房城建筑系统：房城系统内的建筑(群)连构成网田的布局结构形式，其整个房城系统的建筑容积率、节能效率及抗震等安全性能等可比相应的E字形式的房城建筑系统更好；当在北高南低的坡地上建设时，其绝大部分建筑单元的自然采光条件亦可较好。如附图23所示： 

九、拱桥式内构结构形式：房城建筑系统中一些内部建筑下部的通风及采光通道设为桥拱形式、同时相应的这部分内部建筑的一些(乃至总体)轮廓又近成拱桥形式，由此形成房城系统的拱桥式内构结构形式。如附图10中所示。 

十、房城系统的东西耳室： 

在房城系统、特别是太阳房城系统的东西两侧设置的在冬季可增强整个建筑系统吸收太阳能及保温的能力，在夏季可减少进入整个建筑系统的直射阳光及太阳能数量，同时保证房城系统的自然采光能力的辅助房室式建筑部分。如附图19中所示。 

东西耳室建筑部分的一侧为整个房城系统内部东/西侧的建筑，南侧为透光及保温性强的建筑隔护结构，其它侧面(西/东侧面、屋顶)可采用高效保温的建筑隔护结构。 

Claims (10)

1.本发明涉及一种建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统，其将若干建筑组成的建筑群作为一个统一体与环境间进行整体隔护以实现节能，它由若干独立建筑及整体式维护结构构成，其特征是：将诸多建筑所形成的建筑群与建筑群空间作为一个完整的统一体，建起一体化的含容整个建筑群的高效的大空间总体隔护结构系统，并使其担负对热量、空气、雨雪等的统一的高效的有机(有选择、可机动、可适需开放与封闭)隔护；该大空间隔护结构系统可主要由在水平方向上包护诸多建筑1及其所处空间的大围护2、在竖直方向上方隔护建筑群空间的大天顶3及换气系统、通道系统4组成；大维护可由围城式布局的可人居建筑构成，也可由专门的围墙式结构构成；大围护与大天顶可共同合围组成一个大的、巨大的内含(至少一栋建筑)数栋、数十栋乃至更多建筑、众多街道的建筑系统及城区的可开放的封闭式人居空间的大房城式建筑系统。

2.根据权利要求1所述的带整体隔护的建筑群系统，其特征是：可利用房城系统内部建筑体两侧(如南北两侧等)空气的温差及压差形成可环绕建筑体的循环风，从而形成房城系统内部不同空间之间较强的空气对流，以利于房城系统内部的换热及换气过程，相应的可在建筑的下端甚至地下设下风道(下空气循环通道)121，在建筑的顶端设上风道122根据需要在建筑的中间(高度)区域也可设(若干)中间风道；

根据需要在适宜的上述风道中可设换热装置，换热装置可将热源或冷源中的热量或冷量传给流动的空气，也可将流动空气的热量或冷量传给热源或冷源；

与换热装置相对应可设蓄热系统，蓄热系统可作为上述的冷源或热源，蓄热系统中的热量或冷量的渊源可来自于环境的日夜温差、甚至是季节温差；可来自于地表水；可来自于地下土壤、水、岩石等储备的热量或冷量；可来自于太阳能；也可来自于其它冷热源；

通过上述风道、换热装置、蓄热系统及冷热源的联合作用可实现对环境能量、地源能量及太阳能等廉价清洁可再生能源的高效利用，可使房城系统内部各处的空气处于较适宜的温度与流动状态，并且通过流动的空气直接、间接地对建筑墙体等建筑结构，建筑物内部人居用品、人居环境等进行加热与冷却；

根据需要可在适宜的上述风道中设风机装置，风机装置即可利用流动的空气产生机械能以发电，也可作为风扇而加快空气的流动；

根据需要可在房城系统的内部、外部设较高的自然或人工的山体系统，山体系统可作为巨大的蓄热体及巨大的换热器，山体系统内部可含诸多竖直及水平设置的空气、水的换热管道，通过换热管道可将山体的冷热能量传出也可将外部的冷热能量传至山体内部；

可在房城系统内外的建筑及山体等的顶端设水、冰蓄冷等高效蓄冷装置，这既可以使高处空间的利用效率更高，使蓄冷装置的重量、体积更小，同时更具价值的是可利用建筑及山体等高处蓄备的冷量将地下蓄备及地表蓄备(地下及地表处)的冷能量顶出、顶至高处，以供房城系统使用，且同时不消耗或很少地消耗电能；

其原理、构成及循环过程为：利用建筑及山体等高出的水、冰冷源等使循环空气降温并形成冷暖空气间的压力差，此压力差可平衡和超过地下、地表冷源冷量上升过程中所需要的压力差，更具体而言：当房城内部某一空间的较高温度的空气经过某一高处设置的冷源并换热而降低温度从而自然下行及形成与相应温差、相应高度及相应空气密度相对应的压力与压力差，此压力差将推动空气通过相应的换热管道而吸收地下或地表的冷量而使空气的温度进一步降低，之后较更低温度的空气在被较上端的较热空气等加热而升温至一定温度、从而继续向上运动并形成总的平均温度较高的热循环段的空气柱，该空气柱上端的较高温空气再流经前述的某一高处设置的冷源而降温后再下行，如此可形成能充分利用地下或地表的冷量进行降温的无功耗、低功耗的自然循环过程；

在上述循环过程中只要热循环段的上下气压压差低于冷循环段的上下气压的压差，则上述循环过程将完全自然进行，在必要时可利用风扇帮助实现或加快上述空气的循环降温过程。

3.根据权利要求1或2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统，其特征是：

其一、当季节由夏至秋至冬时，整个房城系统所占较大面积的土地上层(地下相对恒温层之上的部分)所蓄藏的较高温度的热量将可以不断地通过传导、对流及辐射的形式向房城第二空间等传递，对房城第二空间及整个房城系统发挥加热及保温作用；当季节由冬至春至夏时，整个房城系统所占较大面积的土地上层(相对恒温层之上的部分)所蓄藏的相对较低温度的冷量也将可以不断地向房城第二空间等传递，对房城第二空间及整个房城系统发挥降温作用；上述房城系统内较大面积的土地的上层季节性地储备的巨大的冷量与热量将对整个房城系统的“冬暖夏凉”起到极大的促成作用；

其二、房城式建筑系统可更好更高效地利用其所占土地及附近土地的地下相对恒温热源的冷热资源对房城系统进行直接降温、增温及保温：

可将地下相对恒温热源——地下超过十几米深度的与当地年平均气温相近的热量或冷量以“水循环+空气循环”方式先直接加热或冷却房城系统的第二空间的空气，再以第二空间的空气对房城系统的相应部分进行加热、冷却、保温；

上述水循环系统可与一般的地缘热泵水循环系统相近同，只是要同时考虑和设置循环水与循环空气的换热系统；根据需要做为热源的水-空气换热系统可置于房城系统的底部空间中，做为冷源的水-空气换热系统宜置于房城系统的上部空间中，以利于循环空气的自然流动；

气循环系统可包括通过房城系统第二空间不同区域的温差及压差形成的空气的循环系统以及第二空间空气与第一空间空气间的空气循环系统；

循环水与循环空气的换热系统、换热装置可设于房城系统内较高建筑体的顶部及底部及其它适宜处的空气循环通道中，地源等处的热能通过前述的水循环+空气循环等方式先传给房城系统第二空间的空气，再通过第二空间的空气与房城内各建筑体、墙体、窗体等的换热及第二空间的空气与第一空间的空气的直接、间接换热等可实现对房城内各建筑体、墙体、窗体及建筑体内部空间(第一空间的)的降温或增温。

4.根据权利要求1或2-3中所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统，其特征是：太阳房城系统具体可由内部及处于周边大维护部分的建筑群101、透光隔热结构102、阳光街103、采光天室104其它隔护结构105、集热结构、蓄热结构组成；

太阳房城系统内部的建筑群可采用下列多种高效的设置与布局方式，同时也形成相应的具体形式的太阳房城系统：

(1)、建筑群水平投影布局为E字形与连E字形的(太阳)房城系统：

使水平投影为E字形的建筑(群)总体上采用东西走向的布局形式，并使E字的开口方向朝向正南，在E字形建筑的南侧及顶部设可有机(有选择和机动)封闭及开放的透明采光及隔热等结构，从而可形成E字形的太阳房城建筑系统，E字形建筑南侧的三字部分可为与北侧的1字部分连体的亦可均为独立的南北走向的板式等建筑，三字建筑体东西两侧的主建筑面及1字建筑的南侧在一年四季每一天的中午附近时间段均可获得较好的直射日照，从而使E字形房城系统的每一建筑单元均可满足相关日照标准的要求；

将若干E字形建筑沿东西等方向布局排列或者在E字形建筑的三字部分中间加设若干平行建筑则可形成“连E”字的建筑群与“连E”字的房城系统，将“连E”字建筑群的开口方向朝向南侧并相应的在南侧及屋顶加设透明隔护结构等即可形成内外均具有较好光照的可高效节能的的“连E”字形式的板式/条式太阳房城系统；

(2)、建筑群水平投影布局为1E形式与连1E形式的(太阳)房城系统：

在“E”字建筑的北侧加设1字建筑等，同时在南侧及屋顶加设透明隔护结构等，即可形成主体建筑群水平投影为1E形式的太阳房城系统；

在“连E”字建筑的北侧加设1字建筑或成1字分布排列的若干建筑等，同时在南侧及屋顶加设透明隔护结构等，即可形成主体建筑群水平投影为“连1E”形式的条式/板式太阳房城系统。

(3)根据需要可建起“连1E”形式的(太阳)房城式城市建筑复合体，具体说明如下：

整体为东西走向的房城系统的中南部分可为“连E”式结构的建筑体(群)，北侧部分可为东西走向的(若干)板式楼或东西排列分布的若干塔式楼等组成；北侧部分也可由板式与塔式相结合的建筑形式：如下板上塔式、下塔上板式及中塔山下板式、中板上下塔式等组成；北侧建筑部分的下部可建全部或部分向南延入房城系统的裙楼，根据需要该裙楼甚至可以延至房城系统中南部分的“连E”式结构的下部；

房城系统各部分建筑可形成北高南低的高度布局，房城系统的大天顶可直接依托和借助上述北高南低的建筑体构式形成北高南低的坡面形式，大天顶系统可为大部乃至全部可透光的形式；

上述房城系统中“连E”式结构建筑体的东西走向的“1字”建筑部分(此时将E视为由“1”与“三”两部分组成)的下部及上部可设空气循环通道，在上述通道中可设换热结构系统，房城系统内外的适当部分处可设蓄热系统；

整个房城系统中处于中南部分的“连E”式结构建筑体的各建筑单元均可满足相应的日照、通风及自然采光的需要，北侧建筑体上部的很大部分亦可获得较高的日照条件，从而亦可直接成为具有较高采光条件要求的住宅等建筑；北侧建筑体中间部分南侧的直射阳光有时可能会被遮挡，但由较近处的透光大天顶(屋顶)进入房城系统的天空散射光亦会形成较好的自然采光条件，从而可使其做为具有适宜采光条件的写字楼、酒店、公寓、上班族的住宅等；北侧建筑下部的裙楼可做为多种功能用途的商用建筑体：如商场、会展、会所、银行、室内体育场馆等；整个房城系统日照条件最好的东西两侧的建筑体则可为学校、医院、养老院、疗养院等需光照要求高的单位使用；

通过上述介绍，整个太阳房城系统各建筑部分可根据位置、自然采光、供热及保温等条件的差异而被区分为不同的使用区域，整个太阳房城系统可以成为同时拥有居住、办公、商用、学校、医疗及休闲等多种功能的城市建筑复合体；

根据需要诸多的(太阳)房城系统均可成为具有上述综合功能的城市建筑复合体，均可成为一完整的建筑城(堡)与建筑航母；每一或若干上述房城系统与城市建筑复合体-建筑航母，均可与一些其它形式的建筑体一同构成城市建筑的航母舰队，从而形成房城式航母舰队式的城镇建筑体系与建筑模式；

与前述的“E”字形式、“连E”字形式、“1E”形式、“连1E”形式的太阳房城系统及“连1E”形式的(太阳)房城式城市建筑复合体等相近似：

根据需要还可以设计和建造“王”字形式、“连王”字形式、“1王”形式、“连1王”形式的太阳房城系统及“连1王”形式的(太阳)房城式城市建筑复合体；

根据需要还可以设计和建造“非”字形式、“连非”字形式、1非形式、“连1非”形式的太阳房城系统及“连1非”形式的(太阳)房城式城市建筑复合体；

我们还可以设计和建造“w”字形式、“连w”字形式、“1”形式、“连1”形式的太阳房城系统及“连1”形式的(太阳)房城式城市建筑复合体；

我们还可以设计建造“弓”字形式、“连弓”字形式、“1弓“形式、“连1弓”形式的太阳房城系统及“连1弓”形式的(太阳)房城式城市建筑复合体；

我们还可以设计和建造“正”字形式、“连正”字形式、近“正”字形式、近“连正”字形式的(太阳)房城系统及其城市建筑复合体；

我们还可以设计和建造“长”字形式、“1长“形式、近“长”字形式、近“1长“形式的(太阳)房城系统及其城市建筑复合体；

5.根据权利要求1或2-4中所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统，其特征是：从整个房城系统的总的立体轮廓形态及总的周边维护结构的水平投影的布局形式方面出发我们可以建设下列形式的房城建筑系统：

一、帆式、帆壳式房城系统：根据需要可设计和建造某一视面投影为、近为风帆造型投影的帆式房城系统；根据需要还可设计和建造总的立体轮廓形态为帆式壳体的帆壳式房城系统；

二、由不同的高低部分构成的双级、多级房城系统：

(一)唐冠式等形式的双级房城系统：

1、条形唐冠式房城系统：在较高的东西侧视投影为风帆形式的帆式太阳房城系统的南侧(主采光侧)沿东西方向加设高度相对低一级的房城系统部分，从而形成由高低两部分组成的、总的东西侧视投如影形式近为中国唐朝官帽造型形式的条形唐冠式房城系统；

2、(近)圆形唐冠式房城系统：整个房城系统的总的立体轮廓造型形态为、近为唐朝官帽的立体造型与轮廓形式的房城系统；

(二)、其它造型形式的双级房城系统：如中间部分明显高于两侧等部分的山式双级房城系统；中央部分明显高于四周周边部分的火山式双级房城系统；

(三)、多级房城系统：与上述双级房城系统等相近同，可设计和建造多种形式的含两个以上高度级别的多级房城系统；

双级、多级及其它具有较大高度的房城建筑系统的特点：

可利用双级、多级房城系统的高大建筑部分在房城系统的不同空间形成大的异温气压差及强的空气循环动力；可利用整个房城系统大的建筑高度在较高纬度地区的冬季获得更多的较低高度角的阳光直接照射的能量；可增加整个房城系统中可获得更好的自然采光及通风条件的建筑单元的比重；

双级、多级房城系统可应用于新建的房城系统也可应用于现有城镇建筑系统的改造，可采用就低建高(利用已有的低矮建筑群、加设新的较高建筑以形成双级、多级房城系统)及其它多种实现方式；

三、“回-口”形式的房城系统：整个房城系统总的周边大维护结构的整体水平投影为“回”字结构形式的房城系统，当将这种回字环形房城系统周边各侧方向上的房城建筑部分均以简化的“1”与“一”表示时，这种“回”字结构形式的房城系统也可看做为“口”字形式的房城系统，故也可将其称为：“回-口”形式的房城系统；

四、“曰、目、凸、凹”字形式的房城系统：当将整个房城系统各方向及中间等位置处的房城建筑部分均以简化的“1”与“一”表示时，总房城系统各建筑部分的水平投影分别构成、近构成“曰、目凸、凹”等字形式的房城系统；

五、“V、W、n、U、H、T、K”形式的房城系统：与上述情况近似，当将整个房城系统各方向及中间等位置处的房城建筑部分均以简化的“1”、“一”“八”、“八”等表示时，总房城系统各建筑部分的水平投影分别构成、近构成“V、W、n、U、H、T、K”等字母造型形式的房城系统；

上述“回-口”形式、“曰、目、H、T、”形式的房城系统中的东西走向的房城建筑部分的内部建筑群的水平投影的构成及布局形式可与前面所述的“E”字形式、“连E”字形式、“1E”形式、“连1E”形式的太阳房城系统及“连1E”形式的(太阳)房城式城市建筑复合体等相近似；

当然根据需要上述“回-口”形式、“曰、目、H、T、”形式的房城系统中的东西走向的房城建筑部分的内部建筑群的水平投影的构成及布局形式也可与前述的“非、王、弓、正”等字及它们与“1”字等的组合所构成的造型相近同；

在上述“回-口”形式、“曰、目、凸、凹”形式的房城系统中可设贯通房城系统各主要方向区域的主环形通道，采用“1E、1王、1”等形式的东西走向的房城建筑系统部分的主环形通道可设于1与E、1与王、1与等之间，根据需要可在上述主环形通道中可设电动等形式的无污染的交通工具；

上述“回-口”形式、“曰、目、凸、凹”等形式的房城系统的中间等部分区域的一个或若干个无大天顶结构部分的完全开放的空间，可作为采光、绿化、安全避险、休闲运动空间使用；

六、(有)圆形形式房城系统：房城系统总的周边大维护结构的整体水平投影为圆形、椭圆形、圆环形、近圆形、近椭圆形、近圆环形乃至半圆形、扇形、近半圆形、近扇形等造型与轮廓形式的房城系统；

七、(有圆)环形形式的房城系统：在前述的(有)圆形形式房城系统的中心等区域开设与周边大维护相近似造型的、以及其它形式的无大天顶结构的完全空间，从而形成的环形形式的房城系统。

6.根据权利要求1或2-5中所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统，其特征是：可采用“天、地、空、屋、器”联合大循环的节能产能方法及其系统；

这里所述的“天、地、空、屋、器”的具体所指分别为：

天-天空、阳光、太阳能等；地-地表、地下冷热源等；空-近地空间、环境气象资源等；屋-房城等建筑系统；器-人工、人造的产热、集热、蓄热、换热、遮阳、风动等器具；

可通过上述“天、地、空、屋、器”联合大循环的方式使房城式建筑系统的节能产能效率更大、效能更高；

相对于地缘热能、环境温度等，太阳光的直接照射是更高品位的能量资源，为使太阳能等可再生能源得到最适宜充分的高效利用，可考虑使房城建筑系统首先利用太阳能实现较最大可能的发电功能，同时可利用热电冷联产等方式，使房城建筑系统的热电冷等需求可基本只依靠太阳能等可再生能源(在冷热方面可更多地利用相对较低品味的地缘热能、环境温度等)来保证；根据需要为平衡太阳能资源大的季节性波动等，可进一步采用聚光式太阳能高温集热及跨季节性高温蓄热等方式，实现太阳能资源全年性的最高效利用；

对于上述情况的具体实现方式等表述如下：

首先，可在房城系统的屋顶(大天顶)、南侧面、东西侧面等处依次布设需要数量的可选择采光角度的可摆转的集光板201，在确保可较高效地采集太阳光能的同时集光板201的设置的密度原则可兼顾遮阳、自然采光乃至隔护隔热等需求，具体而言：通过对采光角度的调节等，在夏季光照较强地区、可使其在主要时间(中午及上午、下午的较强光照时间)的直射光照全部或极大部分被反射或吸收，使直射阳光基本不进入房城系统，房城系统内部夏季的自然采光可主要通过利用北侧、以及屋顶、南侧及东西侧射入的天空等环境的散射光来实现；冬季的自然采光可利用南侧射入的直射光及从南侧与屋顶等射入的散射光来实现；(当然)根据需要，集光板可在阴天乃至晴天通过摆转角度的调整而处于撤开的形式，以形成小的投影截面(遮阳面积)，从而使更多的阳光进入房城系统及直接进入建筑内部，以利于自然采光；根据需要通过必要的设置和角度调节，可使集光板之间、集光板与其它结构之间等联合构成具有一定隔热隔音等能力的隔护结构系统；

根据需要上述集光板可设于房城系统透光隔护结构的内侧、外侧以及透光隔护层结构之间；

根据需要上述依次布设的可选择采光角度的可摆转的集光板可直接为光伏发电的太阳能模板；也可为聚光式光伏发电系统的聚光镜板；还可为聚光式高温集热系统的聚光镜板202；

依据上述情况：当集光板为聚光式高温集热系统的聚光镜板时，即可进一步形成聚光式太阳能采集系统，在聚光式太阳能采集系统的聚焦中心处可设由金属及其它适宜材料构成的聚光集热管结构203，根据需要上述聚光集热管结构203可做为大房城系统周边、屋顶等处骨架结构的重要组成部分，从而使其发挥综合的结构作用与优势，上述聚光集热管结构203可东西向水平设置，也可南北向竖直或倾斜设置；其可直接做为房城系统周边大维护透光隔护结构及屋顶部分透光隔护结构的依附骨架；

在上述聚光集热管结构203的采光面之外可设圆弧曲面形式的高效保温透光材料及结构，如、玻璃、中空玻璃甚至是真空玻璃等；在聚光集热管结构203的背光面可设高效保温材料及骨架连接结构；

根据结构需要，聚光镜板202可谓槽式抛物面形式、也可谓半槽式抛物面等形式，根据需要聚光镜板202可以聚光集热管结构203的中心为轴心进行旋转调位及调整角度；

对于东西向水平设置的聚光集热管结构203，其对应的聚光镜板202的位置与角度的调节可通过拉绳结构204及聚光镜板的重力自动回位来实现；

利用上述聚光集热系统，太阳房城系统一年四季均可不断地生产具有较高温度的热水乃至更高温的低压(低蒸汽压)蓄热循环油；

通过相应的循环系统及蓄热装置可将高温热水及蓄热循环油的热能蓄存起来，以供夜晚或其它时间(跨周、跨月甚至跨季节)的使用；

可利用高温热能进行发电及热电、热电冷联产：

根据需要可利用地下二十米左右以上的深度处温度相对恒定(与年平均气温接近)的原理以大地为冷源建设发电系统，其循环过程可以为：以太阳能聚光集热系统收集的高温热能等为热源、以大地为冷源通过郎肯循环实现产功发电，热发电系统冷凝器的冷却水可直接做为地源水换热循环系统的循环水而直接流经地下以实现降温，也可与独立的地源水换热循环系统的循环水进行换热来实现降温；

这样既可以节省发电过程的冷源水耗，又可以大大提高寒冷、较寒冷地区的地源热能的温度，从而在冬季不需通过热泵系统的耗功循环即可直接利用蓄备的较高温的地源热量为房城系统供热，特别是可通过对较低温度需求的房城第二空间等的较高效的直接供热可大大有利于整个房城系统的零功耗、零碳耗采暖过程的实现；

在有地下渗流的地方热发电的地下冷源可尽量设在渗流方向的上方位置，以使蓄备的地下热量可被渗流方向下方的房城系统更有效地利用；

在采暖季节及其它必要情况下，热发电系统冷凝器的冷却水还可直接流经设于房城系统内部的水-空气换热器装置而直接对房城系统的第二空间乃至房城系统的第一空间进行加热；

为提高系统的总效率，可建设能同时利用诸多太阳房城系统生产的高温热能进行集中储备，集中发电，集中热电(冷)联产的中心电站系统；

在利用环境冷能方面，根据需要既可将近地空间等环境的冬季冷能通过产冰、蓄冰系统存储起来；还可将近地空间等环境的冬季冷能通过水循环等地源系统存储于地下而在夏季供房城系统等降温使用。

7.根据权利要求1或2-6中所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统，其特征是：大房城式建筑结构与方法即可用于全新建设的建筑群及城镇系统，也可以应用于旧有建筑群与城镇等的改造，其建造方式与工艺过程表述如下：

可在现有的城镇建筑群的基础上通过改造实现房城系统的建设，可将城镇化、城市增容、建筑节能改造、房城式节能建筑系统的建设融为一体；对旧建筑群、旧城区进行房城式改造的目的，可通过适当加密、增容(增减建筑密度及容积率)、加高、联构、设建新的骨干与支撑性建筑，以及以新旧建筑共同形成大维护，进而置设大天顶(屋顶)等方式来实现；

对于现有城镇中大量存在的东西走向、南北排列分布的板式建筑群，如果相邻两建筑的南北间距超过40米左右，则可以考虑在其中间与原建筑相平行地加建新的板式建筑或板塔结合形式的建筑(如下板上塔式建筑等)，这虽然对北侧的原建筑会产生一定的遮挡，但若采用下板上塔(下部或中下部分为板式、中上部或上部为塔式)的建筑形式，则可以使北侧原冬至日太阳直射大于1-2小时时间的建筑单元仍可获得近于不低于1-2小时的太阳直射时间，至于新建筑的中下部分在冬季一定时间无法直接获得直射阳光的照射的问题，可通过采用折射、反射直射阳光及其它一些必要的手段，确保人居环境的卫生标准不降低；

在构筑房城式建筑系统时，可以以原南北建筑及中间的新建筑为房城系统的建筑骨架，搭建房城屋顶系统及实现房城系统的周向围合等；根据需要在中间新建筑体的下部、顶部等空间位置处可设空气循环通道、换热装置；

如果相邻相平行的南北两建筑的间距较小，以不适于再加构前述的相平行的中间建筑，则可考虑在中间、特别是东西两端加构南北走向的建筑，这样可在实现加密的同时实现房城系统的周向围合及房城系统建筑骨架的完整形成，进而可再搭建房城屋顶系统；

根据需要还可以采用更多种灵活的手段与方式以实现对多种建筑情况的现有城镇地区的房城式改造与建设。

8.根据权利要求1或2-7中所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统，其特征是：

(一)、根据需要在寒冷等地区，还可在现有房城有机隔护体系之上再加社新的隔护结构系统，以增强隔护整个房城系统或房城系统的某些特殊部分，从而提高房城系统的节能等效能，新的隔护结构系统可由透光及非透光等材料构成；

我们可以将上述新的隔护结构系统与房城原隔护体系之间围成的空间称为房城系统的外隔护空间、也可称为房城系统的准第二空间，根据需要准第二空间之间(内部)、准第二空间与设于房城系统第二空间及地下的某些空间一起可构成方便空气循环流动的循环通道系统，由于太阳能及温差压力等的作用，准第二空间的空气将借助上述循环通道系统实现自然的循环流动及对流换热，这可以使太阳能等的产热被自然地输送到背阳处的准第二空间中，从而提高整个房城系统各部分的保温增温能力；

根据需要在上述循环通道系统中可设换热装置、换热装置可利用低温水体及水冰相变等释放的低温热能加热准第二空间的空气，从而更加主动地使准第二空间的温度保持在不太低的状态，以更有利于第二空间及整个房城系统的保温节能，同时也使大量存在的廉价的低品位热能得到利用；

(二)、根据需要可设置垛窗系统、垛窗式天井系统以及其它形式的天井系统：

垛窗系统：根据需要可在房城式以及其它形式的建筑系统周边建筑的外侧设水平投影为凹入式的垛口形式的建筑结构，凹入垛口部分的水平投影的形状形式可以为矩形、三角形、半圆形、半椭圆形等多种形式，在垛口式建筑结构的外侧设具有采光及隔护等作用的外窗结构，由此形成的垛凹建筑部分及其对应的上述外窗结构可合称为垛窗系统；

在垛窗系统的垛凹建筑部分的各朝向的结构面上均可大比例大面积地广设内窗系统，以提高相关建筑部分内部的自然采光能力，同时在建筑系统周边建筑的其它部分处则可不设或只设较小面积的采光窗体；

如果各上、下垛窗系统相互贯通即可形成垛窗式天井(通道)系统，在许多情况之下，垛窗式天井系统内的空气的温度可高于或低于垛窗式天井系统外空气的温度，由此可形成垛窗式天井系统内外空气间的的温差、压差，并处成空气在垛窗式天井系统内外的自然循环与流动，这种流动不但可实现换气、还可实现换热过程；

对于房城式建筑系统，可使其处于周边的若干垛窗式天井系统与房城系统内部其它空间部分间通过必要的上下通道连通在一起，以形成相应的联合空间系统，由此可将其它空间系统可获得及具有的热量/冷量通过温差压力造成的空气循环传输到垛窗式天井系统，并通过垛窗式天井系统中广布的内窗结构将热量/冷量传给相应的建筑内部空间，使相应的各建筑内部空间与建筑系统所处的外部环境空间之间形成良好的保温隔护；

可使房城系统中太阳能获取能力强的南侧空间与处于房城系统北侧等背光处的垛窗式天井系统空间之间形成上下均贯通的循环空间系统，从而可利用温差及压差使房城系统南侧空间及其建筑等所获得和储备的太阳能通过空气的温差循环流动而传输到北侧等背光处的垛窗式天井系统中，并可以通过天井的内窗系统将热量、较热的空气等传至相应建筑部分的内部空间之中；

当在上述联合空间的循环通道中设置其它冷热源的换热系统时，其它冷热源的能量亦可通过循环空气传给垛窗式天井系统及其相应建筑部分的内部空间之中；

在不同的垛窗式天井系统之间也可建成彼此上下贯通的循环通道系统，并可根据需要在循环通道的上下等适当位置处设加热或降温系统，由此可直接有效地利用地源冷热能、地表水冷热能及水冰相变冷热能等低品位但可循环再生的廉价能源；

根据需要在房城式等建筑系统的外侧还可设其它形式的采光天井通道系统，如平窗式天井系统、凸窗式天井系统：

平窗式天井系统——在相对于建筑系统外墙面有所凹进处设置的内窗结构的外侧设与外墙面基本处于同一平面(可略有进出)的外窗结构系统，从而在内外窗之间可以围构而成的具有采光、换气、保温及传递冷热能量等功能的天井通道系统；

凸窗式天井系统——在相对于建筑系统外墙面很少凹进处设置的内窗结构的外侧设置明显凸出于外墙面的外窗系统，从而围构而成的具有采光、换气、保温及传递冷热能量等功能的天井通道系统；

上述垛窗式、平窗式、凸窗式等形式的天井系统可通过设于房城式等建筑系统顶部、上部、地面、甚至地下等处的空气通道系统实现与其它空间及热源-换热系统的联通，从而使房城式等建筑系统外维护(外墙)部分上原来能耗最大的自然采光窗系统的节能、保温、隔热、传输能量及通风等能力大大提高。

9.根据权利要求1或2-8中所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统，其特征是：可充分利用自然气压差形成的自然动力实现房城系统内外的换风换热过程：

可将房城系统换风(换热)系统的出风口设于气压及风压较大的房城系统内部空间区域，同时将相应的进风口设于气压及风压较小的房城系统内部空间区域；

具体的情况可为：

(一)、当房城系统内某一建筑或建筑区域的南北两侧空间由于太阳能的照射及储备等造成较大的温差存在时，可使南北两侧空间的上部较充分、较少障碍地连通在一起从而使南北两侧空间的上部的气压差及空气循环风速较很小，而在南北两侧空间的下部可设相对较小横截面积的空气循环通道，由此将使北侧温度较低的空间下部的气压较明显高于南侧温度较高的空间下部的气压，此时可将普通换风系统或既换风又换热的换风系统的排风口设于北侧温度较低的空间的下部，从而可利用相对高的气压使房城系统内较低温的空气排出到环境空间中；同时将普通换风系统或既换风又换热的换风系统的进风口设于南侧温度较高的空间的下部，从而可利用相对低的气压将环境空间的空气引入房城系统内部，如此可大大降低处于采暖季节的整个房城系统的换气功耗；

(二)、当房城系统内某一建筑或建筑区域的南北两侧空间由于太阳能的照射、储备及遮阳、空调降温等造成较大的温差存在时，可使南北两侧空间的下部较充分、较少障碍地连通在一起从而使南北两侧空间的下部的气压差及空气循环风速很小，而在南北两侧空间的上部可设相对较小横截面积的空气循环通道，由此将使北侧温度较低的空间上部的气压明显低于南侧温度较高的空间下部的气压，此时可将普通换风系统或既换风又换热的换风系统的进风口设于北侧温度较低的空间的上部，从而可利用相对低的气压将环境空间的空气引入房城系统内部；同时将普通换风系统或既换风又换热的换风系统的排风口设于南侧温度较高的空间的上部，从而可利用相对高的气压将南侧空间中相对较高温的空气排到环境空间中去。如此也可大大降低处于降温和排热状态的整个房城系统的换气功耗；

(三)、可利用前述的垛窗式、平窗式、凸窗式等形式的天井通道系统与房城式建筑系统内部其它空间部分之间形成的联合空间系统之不同空间部分间的温差及压差情况，按与前述近似的方法设置换气系统的进气口与排气口，从而降低房城系统的换气功耗。

10.根据权利要求1或2-9中所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统，其特征是：

(一)、可设中空辐射式房城系统：房城系统内部建筑群水平投影及建筑群之间的街道呈辐射状延展、分布排列，且建筑群及街道的辐射中心为无较高建筑的空阔空间的房城式建筑系统。中空辐射式房城系统中具有中枢作用的空阔的中心空间与辐射状分布的各街道空间之间充分直接相通，这使彼此之间的光照互借与空气流动得到更好的实现；

根据需要，可在上述空阔的中心空间处的上部设较高的引风通道、引风塔等系统，从而可使房城系统内外形成较大的空气流动压差，以大大利于整个房城系统内外空气的流动交换，甚至可设置风机实现产功发电；

根据需要，如果将中空辐射式房城系统的呈辐射状分布的各街道等空间的外侧立面的主要部分均设成透明的隔护结构，则可形成外透式的中空辐射房城系统；

根据需要，如果将中空辐射式房城系统的呈辐射状分布的各街道等空间的外侧立面均设成非透明的隔护结构、挡光较强的建筑体，则可形成外闭式的中空辐射房城系统；

根据需要，如果将中空辐射式房城系统的呈辐射状分布的各街道等空间的外侧立面的一部分设成透明的隔护结构，另一部分设成非透明的隔护结构、挡光较强的建筑体，则可形成(外维护)半透式的中空辐射房城系统；

根据需要，如果将中空辐射式房城系统的呈辐射状分布的各街道等空间的外侧立面设成可适时选择透明与非透明的可机动的隔护结构形式，则可形成(外维护)机动式的中空辐射房城系统；

根据需要，如果将中空辐射式房城系统中居于南侧的呈辐射状分布的各街道等空间的外侧立面的大部分设成透明的隔护结构，则可形成南透式的中空辐射房城系统；

根据需要，如果将中空辐射式房城系统中居于南侧的呈辐射状分布的建筑等全部或部分撤除，从而形成较大的空阔的南部空间系统，并使空阔的南部空间系统的外侧立面设成透明的隔护结构，则可形成南空式的中空辐射房城系统；

上述南空式的中空辐射房城系统，其空阔的南部空间系统根据需要可设成为大型室内体育场，如足球场、橄榄球场；

(二)、在房城式建筑系统之上可设置可旋转跟踪太阳从而可高效采集太阳能的可旋转屋顶系统：

可旋转屋顶系统上设可旋转采光顶面及其它相应结构，可旋转采光顶面可采用具有某一与当地纬度相对应的适宜的固定倾斜角度的结构形式，也可以采用倾斜角度可随时间季节等进行调整的结构形式；

根据需要上述可旋转采光顶面之上可设聚光式和非聚光式光伏发电系统；

根据需要可旋转采光顶面之上也可设槽式及其它适宜形式的聚光集热系统，槽式聚光集热系统的聚光轴可倾斜设置，其倾斜方向及倾斜角度可与旋转采光顶面的倾斜方向及倾斜角度相同；

根据需要可旋转采光顶面之上也可设置(前面曾叙述过的)一系列相平行的可随太阳高度角变化而跟踪摆转的采光镜板系统，这样加上旋转采光顶面对太阳方位角变化的跟踪即可形成最高效的双轴跟踪聚光系统。另一方面上述可跟踪摆转的采光镜板系统可使旋转采光顶面实现夏季等时间完全遮阳及最高效的聚光采能，冬季等时间在实现最高效的聚光采能的同时可利用从采光镜板之间的空间通过的散射光进行自然采光照明；当然在阴天等时间里可使采光镜板选择最适宜的角度从而使从采光镜板之间的空间通过的散射光进行自然采光照明的效果最好；

在冬季夜晚等时间可通过选择采光镜板的倾斜角度等方式使各采光镜板连构成一体，从而可构成一道较高效的隔热隔音等的保温静音屏障，以使房城系统的节能等效率更高，为此可使相应的各采光镜板同时具有较好隔热隔音等性能；

上述可旋转采光镜板等系统及其多功能的高效使用方式可应用于各种所需的房城系统的屋顶、南面、东西侧面等光照界面之上；

(三)、在一些地方特别是山体的南坡等朝阳的坡地上、可建起内部建筑群水平投影为“E阵”式、甚至是“田网”形式的房城建筑系统：

“E阵”式房城建筑系统：其即包含以南侧为采光正面的东西延伸与东西排列的E字、连E字建筑布局结构，同时也包含南北前后排列分布的E字、连E字建筑布局结构，由于北高南低的坡地走势及南北E字建筑的主体间可形成适宜的较大的南北间距等因素，房城系统的各主要建筑部分均可获得较好的自然采光条件，且整个房城系统的建筑容积率、节能效率及抗震等安全性能均可达到较好标准；

“田网”形式的房城建筑系统：房城系统内的建筑(群)连构成网田的布局结构形式，其整个房城系统的建筑容积率、节能效率及抗震等安全性能等可比相应的E字形式的房城建筑系统更好；当在北高南低的坡地上建设时，其绝大部分建筑单元的自然采光条件亦可较好；

(四)、根据需要可采用拱桥式内构结构形式：将房城建筑系统中一些内部建筑下部的通风及采光通道设为桥拱形式、同时相应的这部分内部建筑的一些(乃至总体)轮廓又近成拱桥形式，由此形成房城系统的拱桥式内构结构形式；

(五)、根据需要房城系统可设东西耳室：在房城系统、特别是太阳房城系统的东西两侧设置的在冬季可增强整个建筑系统吸收太阳能及保温的能力，在夏季可减少进入整个建筑系统的直射阳光及太阳能数量，同时保证房城系统的自然采光能力的辅助房室式建筑部分；

东西耳室建筑部分的一侧为整个房城系统内部东/西侧的建筑，南侧为透光及保温性强的建筑隔护结构，其它侧面(西/东侧面、屋顶)可采用高效保温的建筑隔护结构；

(六)、在条件方便时前述各种形式的房城系统的顶部或相邻的房城系统之间可设水平轴及竖直轴风机系统，以利用可形成的较强的风压与风力产功发电；

根据需要还可使单一房城系统整体外观或使若干房城系统整体外观连构形成利于拦截风能的“w”或“连W-WWW”等的延展与布局形式，从而可在房城式建筑、建筑群之间形成较强的风压区，再通过设置相应的风电等系统可为房城式建筑(群)及其城镇提供较强的动力，特别是在风力资源适宜的地区可进行上述形式的“房城+太阳能+风能等”的联合开发与建设，从而更好地实现太阳城等绿色能源城市的建设目标。

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