CN103221620B - 具有热质量辐射体的复合建筑物模块 - Google Patents

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Abstract

一种由一个大致平面后壁形成的预浇铸单片混凝土预制复合建筑物构造模块。该后壁内嵌入有一根用于使流体在该后壁内在与模块式部件的环境温度不同的温度下循环的辐射管。该模块可以包括与该后壁成一体的至少一个侧壁，该至少一个侧壁的一端终止于该后壁的对应一端处。该后壁具有一个长度，并且这至少一个侧壁中的每一者具有一个长度且在基本上垂直地远离该后壁的第一方向上延伸而足以大致封闭并限定一个标准设施的多个壁，该至少一个侧壁支撑该后壁以致使该模块在没有横向支撑时自立。这些辐射管经由入口/出口接合点通过与其他入口/出口接合点管接来互连，以准许单一循环流体源使流体循环穿过组成一个建筑物结构的多个这些模块的这些辐射管。

Description

具有热质量辐射体的复合建筑物模块
技术领域
本披露涉及构造模块，且具体地说，涉及一种具有集成的加热和冷却能力的复合构造模块。
背景技术
尽管存在众多的材料革新，但几百年来建筑技术发展缓慢。建筑仍保持是劳动力密集型且高度依赖于技术工人的技术。因而，建筑和修整成本仍然较高，且招募技术人员造成的延迟仍然是着手开始一个建筑工程的重要顾虑。已经提议多种降低成本和延迟的尝试，其中涉及使用预制技术。这些尝试尚未被建筑行业广泛接受。
1985年5月7日颁给泰伦(Teron)且题目为“模块式建筑物系统(ModularBuilding System)”的第1，186，524号加拿大专利(“泰伦1号”)披露了一种建筑模块、多种模块式建筑构造以及多种架设方法，该专利的全文以引用的方式并入本文中。这种模块具有深U形构型，从而限定了一个能够在建筑结构内封闭各种设施的空间。典型的模块包括一个顶部通道以及一个内部管道系统，以用于电力和/或通信系统等。能够快速地按各种各样的排列和构型来架设这些模块以提供外墙以及封闭并限定内部空间。泰伦1号提供了一种使用少量相似且容易生产的成品表面部件来实现各种各样的建筑布局的经济设计和构造的机制，并且还提供了配件和设施的预制。泰伦1号还提出通过每一模块内的一系列一体式管道和通道来安装电力和通信系统。
2007年5月29日颁于泰伦且题目为“建筑模块的制造方法以及由此形成的结构(Method Of Manufacturing Building Modules And Structures FormedThereby)”的第2，144，938号加拿大专利(“泰伦2号”)披露了一种模制组件，这种模制组件包括一个U形网格(即，U形模板)以及在与U形网格的平面正交的多个平行平面中可移除地固定到网格的相反边缘上的多个片块，框架端片的宽度至少与有待浇铸在其间的U形模块的壁一样厚并且这些框架端片包封了该网格，而且具有将网格包含于其间的相反边缘，该专利的全文以引用的方式并入本文中。
诸如加热和冷却系统等其他建筑物系统部件不能容易地容纳于泰伦1号模块中或通过预制技术来实现。实际上，在构造中单独地安装管道系统以及常规的HVAC系统。获得、安装和操作这些系统是昂贵的，尤其是在能源成本很高的当前体制下。
还按照惯例通过将辐射管浇铸到混凝土板中来在新建筑中安装辐射加热地板系统。在制造和安装管路以及与供应系统相连接的方面，典型地以相当大的成本来安装这两种系统。
在小型建筑工程中引入辐射加热盘管的尝试并不具有成本效益。
附图说明
图1为具有一体式热质量辐射体的复合建筑物构造模块的一个示例性实施例的等角视图；
图2为根据本披露的一个示例性实施例的多个图1模块的等角视图，其中多个辐射管连接在一起并且由一个循环流体源供应；
图3A为仅具有一个侧壁且倍数n和p分别采用值3和1的图1模块的一个示例性实施例的平面图；
图3B为倍数n和p分别采用值4和1的图3A的模块的一个示例性实施例的平面图；
图3C为没有侧壁的图1模块的一个示例性实施例的平面图；
图4为展示邻近模块的示例性实施例的一些部分之间的接缝密封机制的一个示例性实施例的平面图；
图5A为倍数n和p分别采用值2和1的图1模块的一个示例性实施例的平面图；
图5B为倍数n和p分别采用值3和1的图1模块的一个示例性实施例的平面图；
图5C为倍数n和p分别采用值4和1的图1模块的一个示例性实施例的平面图；
图5D为倍数n和p分别采用值5和1的图1模块的一个示例性实施例的平面图；
图5E为倍数n和p分别采用值6和1的图1模块的一个示例性实施例的平面图；
图5F为倍数n和p分别采用值2和1.5的图1模块的一个示例性实施例的平面图；
图5G为倍数n和p分别采用值3和1.5的图1模块的一个示例性实施例的平面图；
图6为图1模块的一个示例性实施例的一个正面右侧等角视图，具有用于窗镶板的开口；
图7A为图1模块的一个示例性实施例的等角视图，展示了利用一个顶部缺口以及分开的内部管道系统的一个布线安排的示例性实施例，其中出于清楚起见移除了辐射管；
图7B为图7A的一个模块侧壁的片断区段；且
图8为一个分解透视图，绘示单楼层结构或多楼层结构的一个层中的图1模块的示例性实施例的一个实例布局。
图式中使用相同参考标号来表示相似的元件和特征。
具体实施方式
本披露提供可以在主要用于居住的建筑结构中使用的一种复合建筑结构热质量辐射体模块的一个示例性实施例。该模块不仅提供了一个构造元件，而且还提供了一个经济且有效的加热和冷却系统，该系统可以包括任何数目的常规和创新性“绿色”加热和冷却技术。因此，该模块形成了总的复合建筑系统的一部分。如本文中所披露，该模块执行多个功能，包括但不限于：充当用于建筑物的结构元件、充当具有自己的加热和冷却盘管的模块式热质量辐射体、提供高品质的预修整墙面、提供例如厨房、浴室、储藏室以及整个房间等用于各种住宅功能的功能容器，并且提供电力和通信管道的通用系统。另外，该模块提供了优于木头或钢铁立筋构架结构的经改进的防火、隔音和抗地震性能。
本披露披露了一种由大致平面的后壁形成的预浇铸单片混凝土预制的复合建筑物构造模块。后壁内嵌入有一根用于使流体在与该模块的环境温度不同的温度下循环的辐射管。使用在形成预浇铸模块期间嵌入于壁中的辐射管，部分地因为基本上消除了任何额外的形成工作以及承包商的任何售后建筑工作来显著降低用以提供辐射加热系统的成本、劳动力和时间，并且在大小、复杂性和功能方面，允许在建筑物布局的宽广横截面中实施。
通过使用在每一部件模块的后壁内嵌入有辐射管路的复合模块式壁系统，可以在远程设施中使用单个可重复使用的高品质钢模具来大规模生产这些模块。这大大降低了制造成本，而且还允许在工厂中使用较低成本的工厂劳动力在高重复生产的基础上预先设计、预先制作以及预先安装该辐射管路以及由此提供的加热/冷却能力。因而，可以接着将每一复合模块式单元运送到施工现场并且现场在单一过程中对其进行提举和架设，从而使得能够简单地进行互连并且简单地连接到一个供应系统上，以提供与模块式结构的架设成一体的一个完整的加热/冷却系统。
此外，安装是快速且容易的，大致上仅涉及将模块提举到适当位置中并且连接许多个入口/出口管连接件，所有入口/出口管连接件均能够在外部触及。
可以显著降低结合有这些模块的建筑物的加热和冷却成本，并且可以实质性地减轻现有能量网络的负担。
在一些实施例中，该模块可以具有与后壁成一体的至少一个大致平面的侧壁。
后壁的长度足以跨越一个房间的大部分，并且这至少一个侧壁中的每一者的长度足以与后壁一起限定并封闭一个标准设施(该标准设施可以包括在住宅建筑结构中通常使用的任何标准配件，包括但不限于厨房柜台、碗橱、电器、浴室柜台、浴缸、淋浴间、储藏室、壁炉)，且在第一方向上基本上垂直地远离后壁延伸，使得后壁可以在基本上没有横向支撑时自立。在一些示例性实施例中，该模块的有效质心在第一方向上位于后壁之外。
可以组合使用这些模块以在地板表面上限定房屋以及形成建筑结构，这些模块可以呈具有两个侧壁的U形模块、具有一个侧壁的L形模块以及没有侧壁的内填式面板的形式。明确地说，内填式面板可以与其他模块间隔开以形成在其中可以固定门窗的间隙。这些模块可以借助插入于地板表面上竖直延伸的孔中的定心插入件来连接到地板表面上，这些定心插入件由在模块式部件的壁中一体形成的支承垫所接纳。
现在参看图1，所示为一个构造模块100，该构造模块包括具有一个平面后壁110的一个预浇铸混凝土整体结构。
使用混凝土作为模块100的主要构造成分对于加热和冷却提供了一些优点。混凝土被认为是一种具有吸收和存储热量的高容量并且是建筑结构的热质量的主要贡献因素之一的材料。
热质量被视为一个结构的存储和调节内部热量的能力的量度。具有高热质量的结构将缓慢地变热，同时也将缓慢地变冷。为了节省能量，这被认为是有利的，因为这种结构有效地充当加热/冷却管组，这是由于它缓慢地存储和释放热量，从而减缓温度波动。因此，主要由混凝土组成的结构(例如模块100)具有高热质量，尤其是在与中空混凝土或砖块以及特别是钢结构、以及由木头或金属柱与干饰面组成的墙壁相比时。
尽管常规上通过例如被动太阳能加热和日光等被动手段向热质量混凝土赋能，但在本披露中，通过在后壁110内并入足以辐射或吸收所需量的热量的连续长度的中空辐射管150来相当大地增加高热质量混凝土模块100的益处。辐射管150在能够从模块100之外触及的入口/出口接合点151之间延伸。
辐射管150内填充有例如水或乙二醇等流体，该流体在与模块100的环境温度不同的温度下循环通过辐射管150。在冬季，例如由热水器对穿过辐射管150的流体进行加热允许了后壁110并且在较低程度上允许模块100的侧壁120吸收并辐射热量。随着环境温度变冷，尤其是在晚上，模块100在结构内向内部(以及在某种程度上向外部)释放此热量并且减缓温度变化的冷却效应。
在夏季，由每一模块100的后壁110和侧壁120在白天吸收的热能将往往通过来自前一夜相对较低的夜间温度而中和。可以通过使冷却的流体循环通过辐射管150来显著增强这种夏季冷却效应。
在一些示例性实施例中，辐射管150采用基本上在整个后壁110上延伸的蛇形或波状图案。在一些示例性实施例中，辐射管150包括埋在后壁110内的一系列盘管。在一些示例性实施例中，辐射管150可以包括1/2英寸、3/4英寸或1英寸管路，典型地由柔性塑料构成。
在一些示例性实施例中，模块100还可以具有一个或两个平面侧壁120，这些平面侧壁大致上从后壁110的相反侧边缘中的每一者向外垂直延伸。因此，模块100可以具有大体上U形或L形的构型。
在一些示例性实施例中，入口/出口接合点151安置在侧壁120上接近于后壁110处。
可以通过入口/出口接合点151来互连该辐射管150，这直接地通过通往邻近或附近模块100的入口/出口接合点151的固定或柔性管系或通过例如导管或软管等外部流体连接件(未示出)来互连，以便准许例如连接到模块100之一的入口/出口接合点151上的热水箱等单一循环流体源200(图2)使流体循环通过在组成一个结构的多个模块100的后壁110中的辐射管150，从而提供显著的加热和冷却益处。
在一些示例性实施例中，入口/出口接合点151可以包括一个叠接连接件，该叠接连接件包括由一个或多个压缩环和/或焊料紧固的一个联接器、一个螺塞(tap)、一个软管、一个阀门，或一个带外螺纹的(阳)连接件与一个带内螺纹的(阴)连接件。在一些示例性实施例中，可以通过仔细安排哪个模块100连接到哪个模块上来建立多个循环回路或加热/冷却区。在多层结构中，可以对每一层分配其自己的循环回路。在一些示例性实施例中以及在模块100的一些布局构型中，一个循环回路可以在一些点处包括多个流动路径。
该结构的来自其组成模块100的极高热质量允许一个小锅炉200(图2)高效率地提供显著的加热能力，其中所有辐射管150都链接在一个或多个循环回路中。实际上，初步评估显示，可以按这种方式仅间歇性地使用小锅炉来获得不利天气条件下的舒适环境。类似地，在夏季，辐射管被链接到一个冷却源。
存在用于提供不同温度的流体的循环源200的许多已知方法，包括但不限于用于加热流体盘管的太阳能面板(太阳能热水器)、空调单元、制冷单元、热泵、用于在冬季从地表下方抽取相对较暖的流体并且在夏季抽取相对较冷的流体的地热式热泵、内嵌式或即热式热水器，以及常规的石油、天然气和电热水箱，其中任一者都可以合并到模块100中。当与太阳能、地热或类似可再生技术一起使用时，模块100的后壁110中的辐射管150提供了一个可再生能量分配系统。
在一些示例性实施例中，循环流体源200可以与该结构的现存热水箱相同或分开。
流体的循环可以通过对流或重力来实现，或者可以通过使用一个或多个循环泵(未示出)来辅助，这些循环泵可以合并在循环流体源200内或与之分开。
这里披露将模块100用作模块式热质量辐射体允许了该模块成为由它构造的建筑结构中的总HVAC系统的集成部分，其中在模块100与它的供应源之间具有恰当连接，恒温和监视控制件(未示出)可以合并到这些供应源中。
在一些示例性实施例中，除了后壁110之外，辐射管150也可以安装在侧壁120或楼板内。
侧壁120中的每一者具有一个面对内部的侧壁表面121和一个相反的外部侧壁表面122，这两个表面大致平行。这些内部侧壁表面121由一个内部后壁表面111分开，并且这些外部侧壁表面122由一个外部后壁表面112分开，该外部后壁表面大致上平行于该内部后壁表面111。在一些示例性实施例中，后壁110的厚度(即，内部后壁表面111与外部后壁表面112之间的间距)以及侧壁120的厚度(即，内部侧壁表面121与对应的外部侧壁表面122之间的间距)可以为大致43/4英寸。在一些示例性实施例中，后壁110以及侧壁120的厚度可以大于或小于这个量。在一些示例性实施例中，壁的厚度足以提供机械强度并且足以容纳辐射管150和入口/出口接合点151以及内部加固杆、管道700、730、731、740和接线盒710、711、712、732(图7A、7B)，如本文中所描述。在一些示例性实施例中，能够从外部侧壁表面122触及入口/出口接合点151。
在一些示例性实施例中，可以通过将混凝土灌注到模具中来形成模块100，在一些示例性实施例中，该模具可以被定向为使侧壁120面向下。在一些示例性实施例中，受到因添加辐射管150和入口/出口接合点151以及管道700、730、731、740(图7A、7B)和接线盒710、711、712、732(如本文中所描述)所强加的微小约束，可以在混凝土内嵌入钢加固杆和钢网。这种方法在泰伦2号中得到披露，该泰伦2号的全文以引用的方式并入本文中。
具有一个侧壁120的模块(即，L形模块100′)或没有侧壁120的平坦内填式面板(即，平坦内填式面板100″)(其中U形模块统称为“模块100”)可以在一些示例性实施例中由与U形模块100相同的模具来构造，这是简单地通过将一个或两个块(根据情况)插入到模具中的恰当位置处以排除形成一个或两个侧壁120来进行。在一些示例性实施例中，这些模块100′和100″可以在与其他模块100间隔开以便在建筑物的布局中形成间隙时是有用的。在一些示例性实施例中，可以在如此形成的间隙中固定门或窗或两者。
图3A和图3B中所示为具有一个侧壁120的L形模块100′的示例性实施例。将容易明白，即使在这些示例性实施例中示出了右侧壁120，但可以形成并使用具有一个左侧壁120的L形模块100′，而不会偏离本披露的精神和范围。图3C中所示为平坦内填式面板100″的示例性实施例。
模块100是可以使用单一模具按多种大小来大规模生产的复合多任务产品，而不管该模块将用于哪种功能且不管该模块可能在哪个公寓、建筑物、工程或国家中使用。模块100的多个大小和构型的可用性提供了容易服务于(地理上、文化上和建筑上)多样的市场所需要的几乎无限范围的建筑规划和安排的灵活性。
由于模块的模块式性质，在工厂中使用并且多次重复使用单一模具。因此，模具可以是相对较昂贵但高品质的且精确的沸腾钢模具，它经过振动并修平以向内部壁111、121和外部壁112、122二者提供精确的尺寸稳定性以及高品质的最终表面装饰，这是常规的混凝土形成技术通常无法实现的，可以容纳例如涂料或壁纸等内部装饰物或例如涂料或木头、铝、乙烯树脂、砖块或石头覆层等外部装饰物，而没有显著的或任何额外的表面预加工。钢模具的多次使用显著降低了每一建筑物的形成成本。
可以通过密封由模块100之间的大约1/4英寸间隙形成的暴露的内部与外部接缝来延续成品表面。如图4中所示，可以通过在邻近壁110、120的成品混凝土表面上进行常规的贴补(taping)、抹灰和砂磨来获得成品内部接缝400。可以通过安装柔性的防雨罩(例如安置在竖直接缝中、用外部堵缝珠粒430覆盖并密封的PVC条带或珠粒420)来密封外部接缝。
在一些示例性实施例中，外部壁表面112、122可以具备一个隔绝层，例如刚性隔绝板，在外部装饰物下方有或没有防潮层。按这种方式，隔绝层可以安置在外部壁表面112、122上，在那里它可以完全起作用。应注意到，涉及使用昂贵且耗时的定制浇铸模具(典型地由木头制成)的常规预浇铸构造未提供高品质的最终表面装饰。因而，典型地抵靠着有效性较差的内部表面放置隔绝层，因为此后将采取措施来通过施加干饰面等来修整内部表面，且保持外部表面粗糙且有时暴露。
因此，使用单一模具来生产模块100消除了许多构造材料层以及许多劳动力步骤。这在所述产品的品质和数量方面提供了改进的成本/收益比，迄今为止常规的现场构造技术未能实现这样的成本/收益比。
在一些示例性实施例中，可以预先对混凝土加应力。
在一些示例性实施例中，辐射管150可以散布在用于加固混凝土模块100的钢条和线网之间。在一些示例性实施例中，且受到任何设计的约束，可以用辐射管150来替代这些钢筋或钢网或者向混凝土模块100提供额外的加固支撑。
使用这种模块相当大地简化了在后壁110内安装辐射管150的过程。可以简单地按所需图案将辐射管150铺设在模具的后壁部分中，该所需图案使得能够在外部触及该入口/出口接合点151。在一些示例性实施例中，辐射管150的布局可以被选择为避免阻碍这些加固杆、网以及管道700、730、731和740和接线盒710、711、712、732(如本文中所描述)的位置。辐射管和入口/出口盒的整个封装也可以进行预先组装、大规模生产且接着投入模具中，因而降低了劳动力成本。
在一些示例性实施例中，侧壁120在其内部侧壁表面121与对应的外部侧壁表面122之间具备较小的拔模斜度，以便促进将模块100从模具中剥离，而不会显著影响侧壁120相对于后壁110的基本“垂直度”。
在一些示例性实施例中，可以对内部后壁表面111与一个内部侧壁表面121之间的相交处进行圆化以提供额外强度、较美观的外观且使得易于清理这些壁表面。
在使用中，模具100被定向为使得后壁110和侧壁120(在适当时)的底端140抵靠着水平地板表面10来竖直地定位安装。
在一些示例性实施例中，每一模块100的后壁110和侧壁120(在适当时)的底端可以在后壁110与侧壁120之间的相交处具备多个拐角支承垫113并且在侧壁120的远端处具备多个侧壁支承垫123，其中在邻近的拐角支承垫113之间以及在拐角支承垫113与其邻近的侧支承垫123之间分别具有细长的凹入区114、124。凹入区114、124提供了空间以供在模块100与它所在的地板表面10之间插入灌浆混合物以满足建筑条例(包括但不限于火、水和虫防治条例)并且改进模块100在处于直立位置中时的结构稳定性。在一些示例性实施例中，拐角支承垫113和侧支承垫123可以与模块100成一体。
在一些示例性实施例中，根据建筑管理条例，模块100的高度h可以对应于数目q个楼层S。在一些示例性实施例中，对于典型的北美住宅建筑，一个楼层可以被视为大致8英尺高。在一些示例性实施例中，数目q可以为整数或半整数。
在一些示例性实施例中，模块100沿着后壁110的长度l以及模块100沿着侧壁120(在适当时)的宽度w可以各自为模数尺寸M的倍数，分别指定为n和p。在一些示例性实施例中，倍数n和p可以为整数或半整数。在一些示例性实施例中，对于典型的北美住宅建筑，模数尺寸M可以为32英寸(80cm)，使得这个尺寸的一半对应于北美住宅建筑中的典型的柱间距。在一些示例性实施例中，使用这种模数尺寸，典型的侧壁尺寸可以在0英寸到48英寸(1.5M)之间变化，其中模块100的一些示例性实施例具有24英寸(.075M)的侧壁尺寸以容纳固定装置和配件。在一些示例性实施例中，模数尺寸M可以为36英寸。在一些示例性实施例中，对于其他国家，模数尺寸M可以为90cm。
因此，使用仅为1的倍数p的侧壁120，模块100、100′通过使重心偏移到内部后壁111之外且位于其前方来赋予自立稳定性。通过如此地移位重心，可以形成并现场架设模块100和100′，且这些模块能够在不使用支架或侧向构造元件的情况下自立。
倍数p为1的侧壁120还大致完全封闭了大多数住宅建筑特征(包括但不限于内部门道、走廊、阳台、窗户、储藏室、工作台面、水池和壁炉炉芯)，以及典型的配件和设施(包括但不限于淋浴间、浴缸、搭架和娱乐单元、书桌、家具、家用设备、办公设备、零售陈列柜以及一些主要器具)。
在一些示例性实施例中，后壁110的长度l可以是倍数n为2、3、4、5或6，以用相对少量不同大小的模块100提供多种合适的设计选项。已经发现，模块100的三到五个基本构型能够提供广泛的设计灵活性。
现在转向图5A到5G，所示为具有基于倍数n和p的不同整数或半整数值的不同构型的模块100的示例性实施例。以虚构正方网格为背景绘示这些构型，其中实线表示模数尺寸M的整数间隔，且虚线表示模数尺寸M的半整数间隔，图3A和图3B的构型也是如此。
使用倍数p为半整数1.5的侧壁120，例如图5F和图5G中所示，可以较好地容纳例如淋浴间和浴盆围壁等较宽特征。在一些示例性实施例中，倍数p可以限于为1或更大的整数或半整数值。
在一些示例性实施例中，可以在非现场位置预制造这些配件和设施并将其安装在对应的模块100内，并且运输到建筑场地以用于连接到其他模块100上。这种预制造允许在非现场位置处联合熟练技术人员，这可以改进品质并且降低成本和施工的延迟。
在许多设计构型中，邻近的模块100、100′的自立性质没有使用相互的加强或支撑，如上文所指示。然而，为了提供邻近模块100之间的恰当配合，在一些示例性实施例中，如图5A中所示，每个模块100的尺寸被设计成使得它的外表面112、122从这些尺寸向内间隔开一个较小量，在一些示例性实施例中，这个量可以为1/8英寸。也就是说，每个模块100在每个尺寸上比原本所理解的小了大约1/4英寸。
在一些示例性实施例中，标准门窗单元可以具有对应于模数尺寸M的整数或半整数倍数的大小，使得它们可以在通过使模块100间隔开所限定的间隙中简单地替代建筑物的布局中的在模块100之间的面板100″。这些门窗单元可以使用建筑行业中众所周知的用于连接到混凝土结构上的连接件来连接到模块100上。邻近于模块100放置门窗使得设计灵活性超出了在简单地将它们浇铸到模块100中或将它们放置在模块内所切除的开口内的情况下能够实现的设计灵活性，并且提供随当地用户偏好、标准装备以及当地做法和现场条件而转变的开放系统。这准许模块100充当开放建筑系统的一部分，该开放建筑系统接受并利用现存的建筑部件，例如建筑设备和固定装置以及标准门窗。
在一些示例性实施例中，面板100″可以被制作成具有高度h，该高度小于楼层q，使得可以将窗户置于面板100″上方。
在一些示例性实施例中，由于设计者偏好，一个或多个模块100内可以切除多个开口610以容纳窗户，例如在图6的示例性实施例中所示。在这些示例性实施例中，辐射管150的布局可以被调整以避开这些开口610，这对所提供的加热或冷却效应具有基本上无关紧要的影响。
在一些示例性实施例中，可以通过模块100中的一系列嵌入式管道来向模块100提供电力和通信能力(包括但不限于电话、缆线和因特网连接性)，例如图7A和图7B中所示。
在一些示例性实施例中，一个槽状通道131沿着侧壁120和后壁110的顶端130延伸。通道131的宽度可以足以容纳一个或多个电缆，并且在一些示例性实施例中，该通道可以为约l1/4到2英寸深。
在一些示例性实施例中，可以由上端终止于在通道131的两个相反端部正下方的接线盒710中的多个竖直延伸的管道700来提供通信能力。管道700向下竖直延伸通过侧壁120(在一些示例性实施例中，后壁110)且穿过在战略上位于各种高度处的一个或多个接线盒(例如该图的示例性实施例中所示的中间接线盒711和下部接线盒712)，并且开向位于侧支承垫123与邻近的拐角支承垫113之间的凹口124中。
顶部管道700可以被安置在侧壁120的相反表面121、122之间的大约中间位置处。接线盒710、711、712被安置成使得它们的侧面与侧壁120的表面121、122间隔开了相对较短的距离，其中相对较薄的混凝土层覆盖在它们上面。因此，当设法接入接线盒710、711、712时，可以切掉薄混凝土覆盖层并且移除接线盒710、711、712的侧板，以使得能够接入接线盒710、711、712以便实行电连接。在一些示例性实施例中，顶部接线盒710直接与通道131连通。
一个横向管道730在水平方向上延伸通过侧壁120以及后壁110，横向管道730的相两个反端进入顶部接线盒710。在一些示例性实施例中，另一个横向管道731在底部接线盒712与间隔开的接线盒732之间水平延伸通过侧壁120和后壁110，该接线盒732在内部后壁111与外部后壁112之间居间，该横向管道位于便利的高度处以便能够结合壁式开关或电器插口来使用。
通过将管道700、730、731、740和接线盒710、711、712、732中的大多数定位在侧壁120内，使与辐射管150的冲突减到最小。就管道731和接线盒732位于后壁110内而言，辐射管150的布局可以被调整以避开这些管道和接线盒，这对所提供的加热或冷却效应的影响是基本上无关紧要的。
因为所有各种接线盒710、711、712、732都能够从内部和外部壁表面来触及，而与各个模块100在任何特定建筑构型中是如何安排的几乎无关，所以将能够容易地触及这些接线盒710、711、712、732。在一些示例性实施例中，可以对模块100进行预连线以减少现场工作量。
在模块100彼此紧密邻近时，可以通过切掉每个部件中覆盖相应接线盒的薄混凝土并且电互连这些接线盒来将一个部件电连接到另一个部件。
在两个模块100不是直接彼此邻近的情况下，例如在由窗或门分开时，可以使缆线沿着窗的过梁延伸或者穿过结构的吊顶空间(在适当和可用时)。
使用这些特征，可以形成各种各样的布局构型以适应任何风格或约束。图8为说明单一楼层应用中的各种模块100的位置的布局的一个示例性实施例。模块100被定位于地板表面10上，在一些示例性实施例中，该地板表面可以为预浇铸或灌注的混凝土板或板叠层。出于说明的目的，地板表面10被绘示为在其上限定有一个虚构正方网格，该网格由彼此以直角相交的两个系列的平行线组成，这些线间隔开了对应于模数尺寸M的距离。应注意到，网格的使用仅用于说明性目的，并且可以完全自由地对模块100设计尺寸和定位，并且不需要受限于正方网格上的模数尺寸M的整数和半整数倍数。然而，已经发现，使用M的整数和半整数倍数进行操作会以有利的方式规范这个设计过程。
第一组模块100可以相对于彼此定位在地板表面10上而邻近于该表面的周边部分，以便限定建筑物的侧壁的多个部分。另一组模块100定位于地板表面10上而位于这些周边部分内部，以便至少限定建筑物的内部分区的若干部分。
仔细考虑图8将表明，在不同构型(包括但不限于图3A和图3B以及图5A到5G中所示的那些构型)中，各种模块100用以提供局部空间封闭物以便在建筑构造期间容纳或部分封闭各种设施。
在一些示例性实施例中，可以通过在水平表面上物理地标记对应于模数尺寸M的大小的正方网格图案以及上面所标记的推荐模块100位置和构型来实现模块100的所设计的布局。此后，可以准确地标记这些拐角支承垫113和侧支承垫123中的孔的位置。在一些示例性实施例中，可以通过将具有恰当构型的用于模块100的可重复使用的模板叠加在网格上方的恰当位置处来准确地确定孔的位置，在这些模板上已经标记了孔位置。
在一些示例性实施例中，可以采用一个提升装置(未示出)来用锚定到合适定位的孔(未示出)中的提升钩来提举模块100，使得模块100悬垂。
一旦已经架设了所有模块100，就可以将形成上部楼层的地板表面10或者屋顶结构的另一组平坦混凝土板定位在模块100的顶部部分上方并由这些顶部部分支撑。可以用类似方式架设上部楼层的模块100。经由模块100的壁110、120将地板表面10和屋顶结构的负荷向下携带到最下方的地板表面10或基座，这些模块包括围绕地板表面10的周边定位且限定了该结构外部的这些模块以及在内部定位以便对该结构的内部分区进行布局的那些模块。模块100的下端被紧固到正下方的地板表面10，并且支撑在多个模块100上的地板表面10或屋顶结构通过例如本领域中已知的连接方式来紧固到模块100上。楼层的数目取决于在常规设计和工作考虑中所认识到的许多个因素，包括但不限于地板表面10的跨度、预期的活动荷载以及所提供的连接类型、地震考虑因素和土工技术(土壤)条件。
在一些示例性实施例中，用以限定该结构的外部的模块100可以由多个楼层部件(q＞1)以及在这些外部模块100之间和内部延伸的上部地板表面10构成。在一些示例性实施例中，例如本领域中已知的角支架可以用于将中间的地板表面10附接到多个楼层外部模块100。
因此，模块100的预制性质连同它们内部所含有的辐射管150和管道700、730、731、740的一体且预制的网络准许仅使用提举且在现场仅需要辐射管150和管道700、730、731、740的最少互连来快速、容易且便宜地架设各种各样的结构。
尽管有时依据方法来描述本披露，但本披露可以被理解为还针对于包括用于执行所描述的方法的至少一些方面和特征的部件的各种设备。此外，用于与该设备一起使用的制品可以指导设备以促进所描述的方法的实施。这些设备和制品也位于本披露的范围内。
本文中所呈现的各种实施例仅为实例，并且决不打算限制本披露的范围。通过考虑本披露将容易明白本文中所描述的新事物的变型，并且这些变型位于本披露的预期范围内。
举例来说，不需要对一个或每个侧壁120安置这些入口/出口接合点151。而是，两者可以安置在一个共同侧壁120上，或者其中一者或两者可以安置在后壁110上。此外，入口/出口接合点151可能是从内部或外部壁表面或两者可触及的。
明确地说，来自一个或多个上述实施例的特征可以被选择以形成包括上文可能未明确描述的特征的子组合的多个替代性实施例。另外，来自一个或多个上述实施例的特征可以被选择并组合以形成包括上文可能未明确描述的特征的组合的多个替代性实施例。在完整地审阅本披露后将容易明白适合于这些组合和子组合的特征。本文中以及所叙述的权利要求书中所描述的主题期望涵盖并包含这种技术的所有合适变化。
根据本披露的第一广泛方面，披露了一种预浇铸单片混凝土预制的复合建筑物构造模块，该模块具有一个大致平面后壁，该后壁内嵌入有用于在后壁内使流体在与模块的环境温度不同的温度下循环的辐射管。
还披露了一种由多个这种复合建筑物构造模块以及支撑于这多个复合建筑物构造模块上的屋顶元件所形成的房间，每一模块在竖直取向中下放到地板表面上，多个复合建筑物构造模块的辐射管被互连以用于由一个共用循环流体源供应流体。
还披露了一种由多个这种复合建筑物构造模块以及由这些复合建筑物构造模块支撑的至少一个屋顶板形成的建筑物，每一模块在竖直取向中下放到地板表面上，这些复合建筑物构造模块限定了该建筑物内部的多个房间，限定了外部周壁的一些复合建筑物构造模块包括被间隔开以限定间隙以及固定在这些间隙内的门窗的自立式复合建筑物构造模块，该屋顶板由一个楼层的复合建筑物构造模块支撑并且形成了下一个上部楼层的地板表面，多个这些复合建筑物构造模块的辐射管被互连以用于由一个共用循环流体源供应流体。
因而，本说明书以及本文中所披露的实施例应当仅被视为实例，本披露的真正范围和精神由所附的带编号的权利要求披露。

Claims (21)

1.一种预浇铸单片混凝土预制的复合建筑物构造模块，该模块具有一个沿纵向方向延伸的后壁，该后壁具有第一大致平面的暴露表面和第二大致平面的暴露表面，该第一大致平面的暴露表面和第二大致平面的暴露表面环绕一整体式辐射管，该辐射管用于使与所述模块的环境温度不同温度的流体以一种图案循环，以将与流体温度和环境温度之间的差相关的热能辐射穿过所述第一大致平面的暴露表面和所述第二大致平面的暴露表面，该图案大致纵向和横向延伸且大致在一平面内，该平面整个在所述第一大致平面的暴露表面和第二大致平面的暴露表面之间延伸并平行于所述第一大致平面的暴露表面和第二大致平面的暴露表面延伸，且在所述后壁内。
2.如权利要求1所述的复合建筑物构造模块，其中该辐射管完全位于该模块内。
3.如权利要求1所述的复合建筑物构造模块，其中该辐射管由塑料构成。
4.如权利要求1所述的复合建筑物构造模块，其中该图案是波状图案。
5.如权利要求1所述的复合建筑物构造模块，其中该辐射管的相应第一和第二端终止于对应的入口/出口接合点处，这些入口/出口接合点是从该模块之外可触及的。
6.如权利要求5所述的复合建筑物构造模块，该入口/出口接合点用于连接到一个不同模块的入口/出口接合点上。
7.如权利要求5所述的复合建筑物构造模块，该入口/出口接合点用于连接到一个循环流体源上。
8.如权利要求7所述的复合建筑物构造模块，其中该循环流体源是选自下组，该组由以下各项组成：太阳能热水器、空调单元、制冷单元、热泵、地热式热泵、内嵌式热水器，通过电力、天然气和/或丙烷加热的热水箱，以及这些装置的任何组合。
9.如权利要求7所述的复合建筑物构造模块，其中该循环流体源和该模块通过一个元件来连接和分离，该元件是选自由另一模块、一个循环泵以及这些装置的任何组合所组成的群组。
10.如权利要求5所述的复合建筑物构造模块，该入口/出口接合点用于接纳一个外部流体连接件。
11.如权利要求10所述的复合建筑物构造模块，其中该入口/出口接合点是选自下组，该组由以下各项组成：叠接连接件、带外螺纹的连接件、带内螺纹的连接件、螺塞连接件、软管连接件以及阀门连接件。
12.如权利要求5所述的复合建筑物构造模块，其中该入口/出口接合点是从该模块的至少一个侧壁中的一者可触及的。
13.如权利要求1所述的复合建筑物构造模块，其中该模块是通过将混凝土灌注到一个可重复使用的U形开口钢模具中来形成的。
14.如权利要求1所述的复合建筑物构造模块，进一步包括嵌入在该模块的至少一个壁内的一个管道网络，该网络终止于至少一个接线盒中，该至少一个接线盒嵌入在该至少一个壁内且是通过切掉该接线盒与壁表面之间的混凝土而从该至少一个壁的至少一个表面可触及的。
15.如权利要求14所述的复合建筑物构造模块，其中该辐射管位于由该网络限定的一个空间内。
16.如权利要求1所述的复合建筑物构造模块，其中该模块的这些壁的一个顶部表面限定了一个向内延伸的通道，该通道的大小被确定成用于接纳至少一根电缆。
17.如权利要求1所述的复合建筑物构造模块，其中该辐射管嵌入在该模块的至少一个侧壁中的一者中。
18.如权利要求1所述的复合建筑物构造模块，其中所述复合建筑物构造模块形成一结构的内壁的一部分。
19.一种预浇铸单片混凝土预制的复合建筑物构造模块，该模块具有一个沿纵向方向延伸的后壁，进一步包括与该后壁成一体的至少一个大致平面的侧壁，该后壁具有第一大致平面的暴露表面和第二大致平面的暴露表面，该至少一个大致平面的侧壁的一端终止于该第一大致平面的暴露表面的对应一端处，该至少一个大致平面的侧壁的第二端延伸到所述第二大致平面的暴露表面之外，该第一大致平面的暴露表面和第二大致平面的暴露表面环绕一整体式辐射管，该辐射管用于使与所述模块的环境温度不同温度的流体以一种图案循环，以将与流体温度和环境温度之间的差相关的热能辐射穿过所述第一大致平面的暴露表面和所述第二大致平面的暴露表面，该图案大致纵向和横向延伸且大致在一平面内，该平面整个在所述第一大致平面的暴露表面和第二大致平面的暴露表面之间延伸并平行于所述第一大致平面的暴露表面和第二大致平面的暴露表面延伸，且在所述后壁内。
20.如权利要求19所述的复合建筑物构造模块，其中该至少一个大致平面的侧壁充分地支撑该后壁以致使该模块在没有横向支撑时自立。
21.如权利要求19所述的复合建筑物构造模块，该后壁具有一个长度，并且该至少一个大致平面的侧壁具有一个长度并且在垂直地远离该后壁的第一方向上延伸而足以封闭并限定一个标准设施的多个壁。
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