CN106522588A - 结构网筋蜂窝混凝土干预式建筑 - Google Patents

Abstract

一种结构网筋蜂窝混凝土结构干预式建筑，是将传统温室结构进行升级并与传统建筑，特别是住宅房屋有机结合，将温室功能干预住宅环境。其建筑主体向阳侧附加有由透明材料搭建的阳光温室，以及布置在建筑主体顶部的阳光篷；所述阳光篷与建筑主体具有相互隔离或通透一体的内部空间。所述多功能建筑可布局为具有单一内部空间大跨度的仓储或厂房结构、庭院上方设有阳光篷的四合院、建筑主体围绕庭院形成的住宅区、具有阳光篷中庭的商业街等形式。由于采用了打破传统思维模式的结构网筋蜂窝混凝土结构，大大有利于结构和布局的多样化，节能效果突出；特别符合我国人民结合传统住宅、农村建筑的居住作息习惯，利于营造安居乐业的良好氛围。

Description

结构网筋蜂窝混凝土干预式建筑

技术领域

本发明涉及建筑结构，特别是结构网筋蜂窝混凝土干预式建筑。

背景技术

随着资源、环保日益被重视的时代潮流，多功能化的环保建筑理念和设计也层出不穷。改造现有建筑模式与格局，也是不可忽视的重要方面。暂且撇开为解决土地资源紧张而兴建的高耗能、严重缺乏人性化的钢筋混凝土高层建筑不谈，我国典型的传统民居，特别是农村建筑，通常为一至三层的独栋加庭院的结构形式，庭院通常也是重要的生活或生产场所。局限于传统建材和传统的结构布局思维模式，建筑结构通常较为简陋，特别是我国北方地区，庭院功能的发挥受气候影响非常大，而作为建筑主体的房屋对抵御不良气候环境的能力相对也较差，取暖、保温普遍还处于低效耗能的状态，且传统建材构成的房屋几乎不具备完善的抗震性能。

因此，近年针对民居建筑的抗震、节能、多功能改造技术方案也多有出现。根据本申请的发明人所了解的本领域现状，与本发明最接近的现有技术列举如下：

中国专利申请公开号CN1952324A，公开日2007年4月25日，公开了一种具有房屋、日光温室的生态农家庭院，包括建于宅基地的庭院及至少一层住宅室，庭院地面上建造有至少一个地面日光温室；可利用宅基地进行生产，利于节地、节能、节水、节材，减少了环境污染；利于普及，可促进农村城镇化发展。

中国专利申请公开号CN2873906Y，公开日2007年2月28日，公开了一种省地节能轻体别墅，由墙板、屋面板、钢梁、钢节焊点组成，墙板包含板壁层、空气隔层及泡沫层构成；具有结构轻量化、节能性能好、建筑成本较低、利用农林废弃物生产循环经济建材，省地节能的优点。

中国专利申请公开号CN2937279Y，公开日2007年8月22日，公开了一种利用可再生能源调温的新农村住宅，以解决现有农村住宅能耗大，被动式太阳能供暖系统热效率低，主动式太阳能供暖系统性价比低、使用寿命短的问题；主要是住宅朝阳面的斜坡上安装有太阳能循环供暖装置，供暖装置采用全玻璃真空管集热，热水在真空管、散热装置、蓄热水箱内循环；住宅的外墙、屋面设有保温层。

中国专利公告号CN203271245U，授权公告日2013年11月6日，公开了一种将种植、养殖与居住、办公或工厂厂房相结合的新型组合式多功能绿色建筑，包括居室、办公或工业厂房等建筑，还包括装设在建筑外侧对该建筑内进行阳光照明的导光装置，所述建筑的顶部和周边设有阳光温室，阳光温室顶部装设有透光板支架，该支架上装设有透光板。通过导光装置和透光板可以实现阳光照明。所述建筑的墙体部份或全部凹设于地面下，也可建在地面上，然后在该建筑的顶部及周边的阳光温室进行种植、养殖等，屋顶和周边的太阳能温室提高了建筑的保温效果，冬暖夏凉，可以大幅度降低建筑能耗。上述建筑采用预制构件化拼装结构，可以反复拆装，重复利用，节约建材；实现了土地资源的综合利用。

中国专利公告号CN204386203U，授权公告日2015年6月10日，公开了一种严寒或寒冷地区农村用带暖廊节能住宅，包括农村居住建筑中常有的用于遮风避雨的明廊，明廊前部加装落地玻璃窗，而明廊顶部改为采光屋顶，该落地玻璃窗和采光屋顶与所述明廊的原两侧壁围成的封闭空间形成居住建筑的暖廊；该暖廊通过居住建筑隔墙上的上、下通气孔和室内贯通。在几乎不增加建筑面积的条件下，对农村居住建筑的明廊稍做改进，即可达到充分利用太阳能的太阳房效果。比传统的农村住房具有更加舒适的居住环境，比一般的太阳房节省投资。解决了农村居住建筑能耗过高，不利于节能，居住环境较差的问题。

上述技术方案都考虑到了土地的综合利用、环保、节能、改善生活条件方面的问题。但仍局限于现有建筑材料的应用，并仍被传统建筑结构思维模式所束缚，尤其在建筑结构的抗震性方面没有实质性的突破。将温室与住宅结合不是我们的首创，在人类的日常生活中这种结合是一种自然现象。这种结合没有得到广泛使用的原因很多，主要原因是建筑主体不节能，温室对住宅的影响不明显。另一方面是受材料的局限和种植技术的局限，造成投入与产出不平衡。

用太阳能技术，尤其是太阳能加热、光伏技术干预住宅环境的技术方案就目前世界经济环境还不具备普及这项技术。主要原因是先期投入太大，发展中国家也无能力对此进行足够的投入。目前我国新农村改造任务迫在眉睫，研发探索一款新的建筑形式适应我国的具体环境，避免政策性失误，这是每个中国人所期盼的。

发明内容

本发明的目的即在于提供一种采用突破传统技术概念的建筑材料用于建筑多功能化建设与改造的技术方案，使之达到功能、品质与人性化的完美协调。

首先，本发明基于已另案申请的结构网筋蜂窝混凝土结构及其建筑方法。为了完整地阐述本发明的实质，在此有必要对该背景技术做一概括性描述。

所述结构网筋蜂窝混凝土结构虽然仍以钢筋和水泥作为基本建筑材料，但并不属于通常意义上的钢筋混凝土结构，而是充分利用韧性较高的轻质、多孔隙的蜂窝混凝土对由钢网片成型的结构网筋所产生的扶持力来形成复合材料的物合力使结构保持稳定，并同时具有足够的载荷能力；其通过精心设计充分符合力学原理的结构网筋，结合充分符合环保节能理念的蜂窝混凝土材料所构成的结构网筋蜂窝混凝土结构来实现。所述蜂窝混凝土包括但并不限于由水泥基料、轻骨料、硬骨料以及添加剂构成的轻质混凝土、加气混凝土等蜂窝孔隙材料；所述结构网筋由钢网片制成充分符合力学原理的特定形状的结构网筋，以相应形状的蜂窝混凝土材料制作的预制模块(在使用上与传统钢筋混凝土施工中的建筑模板功能相似)围绕所述预制的结构网筋，并通过进一步浇筑蜂窝混凝土使预制模块与结构网筋固结成一体，据此形成所述的结构网筋蜂窝混凝土结构；各预制模块之间通过特定的连接结构，例如企口结构，进行卯榫、楔合式无透缝钩挂连接；通过对材料密度分布的调节，特别是指整体建筑物不同部位上的材料密度或质量的合理选择，使建筑物整体质量分布和载荷要求上更加科学、合理；具体施工步骤包括：

(一)根据建筑物结构具体使用位置的载荷和形状要求选择相应规格的钢网片，并将其成型为相应的结构网筋；

(二)制备蜂窝混凝土预制模块；

(三)制备用于浇筑的蜂窝混凝土材料；

(四)根据建筑物结构具体使用位置的载荷和形状要求进行所述预制模块和结构网筋的布筋搭建；

(五)在预制模块围绕的空间中浇筑蜂窝混凝土，完成建筑结构施工。

同时，随所施用的建筑物层级向上，用于浇筑的所述蜂窝混凝土孔隙率逐渐增加；所述建筑较低层的布筋密度大于建筑物较高层的布筋密度。

采用上述材料与结构使网筋和蜂窝混凝土材料可应用于建筑的结构施工，而不仅仅局限于传统的非承重结构(隔墙、屋面等)，打破了传统技术概念中网筋只能用于非承重结构的思维模式，以钢网片成型技术形成的结构网筋取代传统的钢筋绑扎骨架和单纯的钢网片，使钢网片的轻量、灵活性与钢筋骨架的坚固、荷载强度高等特点有机地结合在一起；构成网筋的网片尺寸、丝径、网目、目型都可以根据建筑物的不同部位的载荷、形状要求而合理设置，其钢丝(筋)规格和用量都远远小于传统钢筋骨架结构；包裹结构网筋的蜂窝混凝土材料本身主要以扶持力作用于结构网筋，也无需具有如传统混凝土材料所必需的荷载强度(硬度)；而蜂窝混凝土以其所具有的更高的韧性，其抗冲击能力远远高于传统的坚硬混凝土材料，具有优异的抗震、保温、节能效果，且重量大大降低。网筋可以方便地预制成各种适宜的结构形状，结合不同的布筋方法可合理地满足建筑不同部位的载荷需要，非常有利于降低建筑物整体的材料应力，使建筑物整体质量大大减小并使质量分布更加合理。据测算，相同规格的建筑物整体质量相对于传统钢筋混凝土结构或钢结构可减轻60％以上，同时降低了建筑物内应力，增加了建筑物整体的柔韧性，大大提高了建筑的抗震能力；加之以“七巧板”原理预制适宜建筑结构通用的蜂窝混凝土预制模块，预制模块间通过榫、齿等企口结构形成无透缝的结构型连接结构，充分利用了材料本身的抗拉强度，克服了传统砂浆粘接材料是连接薄弱点的缺陷，特别适用于民用屋舍、普通多层建筑物的建设，并使施工效率以及建筑物抗震效果得以大幅度提高。

基于上述突破性的设计理念、材料及施工技术，本发明人提出所谓干预式建筑概念，是将传统温室升级后与传统建筑，特别是住宅房屋的有机结合。设置可进行多功能多重调控的相应结构，用温室的特性干预住宅环境，或者说，形成具有温室性能的建筑物。温室结构的升级包括对采光篷两帘改多帘、固定帘改为游动帘，以及与建筑结构相适应的形状、材料改进等。从而提高了对建筑环境的调控能力，可根据环境随意改变结构提高抵御自然灾害的能力；增加修饰提高美观度，适应美丽新农村建设。温室与住宅的完美结合，可以通过种植改善生活，降低生活成本，同时也达到冬季供暖低耗能的目的。这是我们研发新型住宅的发展逻辑。根据测算，用中式温室干预式住宅与太阳能干预住宅效果差不多，但是投资相差十倍。也就是说，将干预式住宅的建筑成本控制在普通住宅建筑成本之下，只有投入与产出比发生逆转，这样才有可能得到市场的认可。

本发明所要保护的一种结构网筋蜂窝混凝土结构干预式建筑，所述干预式建筑主体由结构网筋蜂窝混凝土结构构成，所述建筑主体向阳侧附加有由透明材料搭建的阳光温室和/或在建筑主体顶部设有阳光篷。

进一步地，所述阳光温室和/或阳光篷上设有可收放的保温遮阳帘。

进一步地，所述阳光篷以圆顶穹隆、金字塔、横置半蜂巢或折线形布置在建筑主体顶部。

进一步地，所述布置在建筑主体顶部的阳光篷与所述建筑主体内部具有相互隔离的空间，形成隔离的屋顶阳光温室。

进一步地，所述布置在建筑主体顶部的阳光篷与所述建筑主体内部具有通透的一体空间，形成建筑主体的采光篷。

进一步地，所述阳光温室遮挡于整个建筑主体向阳侧。

进一步地，所述阳光温室遮挡于建筑主体局部向阳侧。

一种结构网筋蜂窝混凝土结构干预式建筑，建筑主体由结构网筋蜂窝混凝土结构构成，上方设置折线形阳光篷，构成具有单一内部空间、大跨度的仓储或厂房结构。

一种结构网筋蜂窝混凝土结构干预式建筑，建筑主体为由结构网筋蜂窝混凝土结构构成的单层建筑；多栋所述建筑主体围绕形成四合院；所述四合院庭院上方设有阳光篷。

一种结构网筋蜂窝混凝土结构干预式建筑，建筑主体为由结构网筋蜂窝混凝土结构构成的多层结构；多栋所述建筑主体围绕庭院布置成住宅区形式。

一种结构网筋蜂窝混凝土结构干预式建筑，建筑主体为由结构网筋蜂窝混凝土结构构成的多层建筑，其内部具有中庭，所述中庭上方设有阳光篷，形成商业街形式。

本发明有益效果：本发明所提供的结构网筋蜂窝混凝土结构干预式建筑由于采用了打破传统理念的结构网筋蜂窝混凝土结构，大大有利于建筑结构和布局的多样化，居住、活动空间受恶劣气候环境影响很小，节能效果突出，特别符合我国人民结合传统住宅、农村建筑的居住作息习惯，利于营造安居乐业的良好氛围。

附图说明

图1，是具备本发明所述干预式建筑主要结构要素的单体建筑形式示意图；

图2，是多层形式的干预式建筑结构示意图；

图3，是阳光温室上附加有遮阳板的示意图；

图4，是具有折线形阳光篷的大跨度厂房建筑示意图；

图5，是阳光温室遮挡于整个建筑结构向阳侧的效果图；

图6，是多栋单层建筑结构围绕布置成四合院形式的效果图；

图7，是多栋多层建筑结构围绕庭院布置成住宅区形式的效果图；

图8，是内部具有中庭的多层建筑结构布置成商业街形式的效果图。

附图标记说明：单层建筑1，建筑主体11，采光板12，阳光温室13，阳光篷14，保温遮阳帘15，多层建筑2，遮阳板31，大跨度建筑4，建筑主体41，折线形阳光篷42，多层建筑主体51，阳光温室52，四合院6，建筑主体61，庭院阳光篷62，商业街8，建筑主体81，中庭阳光篷82。

具体实施方式

本发明所要保护的结构网筋蜂窝混凝土结构干预式建筑，其建筑主体，包括承重的主体框架、结构墙面等，主要由结构网筋蜂窝混凝土结构构成，所述建筑主体向阳侧附加有由透明材料搭建的阳光温室或在建筑主体顶部设有阳光篷。

根据图1，以单层建筑1为例，建筑主体11由结构网筋蜂窝混凝土结构构成，屋顶设有横置半蜂巢结构的阳光篷14，其具有采光板12；建筑主体11的向阳侧设有覆盖透明材料的阳光温室13，在采光板12，也包括上阳光温室13(图未示)上还设有保温遮阳帘15。

结合时代潮流，所述阳光温室13、阳光篷14上可附加有遮阳板31(参见图3)。

图2展示了多层建筑2设置阳光篷14的结构形式。建筑主体仍由结构网筋蜂窝混凝土结构构成，其顶部设置横置半蜂巢结构的阳光篷14，并可附加有如图1所描述的遮阳板、保温遮阳帘。

图4展示了可作为厂房或仓库的具有折线形阳光篷42的大跨度建筑4。其建筑主体41仍由结构网筋蜂窝混凝土结构构成，折线形阳光篷42与建筑主体41具有一体的通透空间，折线形阳光篷42构成厂房或仓库的采光篷。

图5展示了阳光温室52遮挡于整个多层建筑主体51向阳侧的结构形式。多层建筑主体51仍由结构网筋蜂窝混凝土结构构成，阳光温室52构成了较开阔的相对封闭空间，非常适合用于生活与生产活动的场所。显然，阳光温室也可设置为只覆盖局部向阳面，例如只覆盖建筑主体一层的形式。

图6展示了多栋单层建筑主体61围绕布置成四合院6的效果，其所围绕的庭院上方设置阳光篷62，同样营造了具有半封闭或全封闭空间的生活与生产活动场所。

图7展示了多栋由结构网筋蜂窝混凝土结构构成多层建筑结构围绕花园庭院布置成住宅区形式的效果图。基于本发明所述的结构网筋蜂窝混凝土结构的使用，多层建筑具有出色的抗震、节能效果。

图8展示了内部具有中庭的多层建筑结构布置成商业街8形式的效果。建筑主体81仍由结构网筋蜂窝混凝土结构构成，中庭上具有阳光篷82。并由于结构网筋蜂窝混凝土结构的使用，多层建筑仍具有出色的抗震、节能效果，且具有多种风格的造型选择余地。

本发明所具有的轻便、易建、环保的优势适合于作为城市低碳、示范小区的改造模式，尤其适合诸如运动员村、会展园区、别墅类的永久或临时性建筑以及多功能农村建筑。

Claims (12)

1.一种结构网筋蜂窝混凝土结构干预式建筑，其特征在于，所述干预式建筑主体由结构网筋蜂窝混凝土结构构成，所述建筑主体向阳侧附加有由透明材料搭建的阳光温室和/或在建筑主体顶部设有阳光篷。

2.根据权利要求1所述结构网筋蜂窝混凝土结构干预式建筑，其特征在于，所述阳光温室和/或阳光篷上设有可收放的保温遮阳帘。

3.根据权利要求1所述结构网筋蜂窝混凝土结构干预式建筑，其特征在于，所述阳光温室和/或阳光篷上附加有遮阳板。

4.根据权利要求1至3之一所述结构网筋蜂窝混凝土结构干预式建筑，其特征在于，所述阳光篷以圆顶穹隆、金字塔、横置半蜂巢或折线形布置在建筑主体顶部。

5.根据权利要求4所述结构网筋蜂窝混凝土结构干预式建筑，其特征在于，所述布置在建筑主体顶部的阳光篷与所述建筑主体内部具有相互隔离的空间，形成隔离的屋顶阳光温室。

6.根据权利要求4所述结构网筋蜂窝混凝土结构干预式建筑，其特征在于，所述布置在建筑主体顶部的阳光篷与所述建筑主体内部具有通透的一体空间，形成建筑主体的采光篷。

7.根据权利要求1至3之一所述结构网筋蜂窝混凝土结构干预式建筑，其特征在于，所述阳光温室遮挡于整个建筑主体向阳侧。

8.根据权利要求1至3之一所述结构网筋蜂窝混凝土结构干预式建筑，其特征在于，所述阳光温室遮挡于建筑主体局部向阳侧。

9.一种结构网筋蜂窝混凝土结构干预式建筑，其特征在于，建筑主体由结构网筋蜂窝混凝土结构构成，上方设置折线形阳光篷，形成具有单一内部空间、大跨度的仓储或厂房结构。

10.一种结构网筋蜂窝混凝土结构干预式建筑，其特征在于，建筑主体为由结构网筋蜂窝混凝土结构构成的单层结构；多栋所述建筑主体围绕形成四合院；所述四合院庭院上方设有阳光篷。

11.一种结构网筋蜂窝混凝土结构干预式建筑，其特征在于，建筑主体为由结构网筋蜂窝混凝土结构构成的多层建筑；多栋所述建筑主体围绕庭院布置成住宅区形式。

12.一种结构网筋蜂窝混凝土结构干预式建筑，其特征在于，建筑主体为由结构网筋蜂窝混凝土结构构成的多层结构，其内部具有中庭，所述中庭上方设有阳光篷，形成商业街形式。