CN108775069B - 仿生绿色建筑概念之弦波导流为设计架构建筑体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及仿生绿色建筑概念之弦波导流为设计架构建筑体，具体公开一种边框阳台。该边框阳台附着于旋转矩形主体建筑物，以固定小角度旋转，外形主要模仿波浪生成到波浪衰落结构(模仿雌性直立哺乳类胸型)，符合仿生建筑概念，并且每一层楼四边采用调整偏度正弦波边框阳台，其中，仿生绿色建筑弦波导流建筑体，是属于一种有节能减碳环保概念，透过水平和垂直方向连贯形成绿网系统，流线型边框阳台横切隔离每层楼面不同角度分割式导流板，头尾两部分与转角相邻边框阳台相接额外增加流线型导流行程，降低建筑物剧烈震荡而损坏。再则，圆形螺旋状旋转(绕着中心轴旋转)建筑物，底层边框阳台，由上往下观看地平面愈接近圆形化时，风速增加领域愈小，具备减少大楼风效果，主要达到仿生设计、绿色建筑，动感和减少大楼风效果。

Description

仿生绿色建筑概念之弦波导流为设计架构建筑体

技术领域

本发明属于一种仿生绿色建筑弦波导流建筑体，外形以数值方法定义几 何造型的弦波导流边框阳台为设计架构建筑体，透过水平和垂直方向连贯形 成绿网系统，具有节能减碳环保概念，本发明主旨仿生绿色建筑概念之弦波 导流为设计架构建筑体，高层建筑物表现精髓以每层都以几何形状变化且固 定小角度旋转的技术特征，并且以立方型四面墙矩形建筑物为例，主要考虑 仿生、绿色、弦波导流和圆形螺旋状建筑体，同时讲求视野广抗风佳的功能， 必须阳光充分滋润空中带状绿色长廊边框阳台，达到仿生设计、绿色建筑，动感和减少大楼风效果。

背景技术

先前技术大多以固定形状且每层都以固定小角度旋转，很少以几何形状 变化，即使有利用几何形状变化，也仅以同时多楼层进行少数角度旋转，也 很少看到如同本发明的每层都以几何形状变化且固定小角度旋转(以建筑体 最高层二十层而言，相对于建筑体基座，在楼层上升过程共旋转90°，同时 与基座保持垂直状态)，更不用说，目前只有本发明以模仿波浪生成到波浪 衰落，造成波浪由左向右推进的现象，调整偏度正弦波边框阳台构造，建筑 体旋转方向与冲浪方向相同时，建筑体外观若为正方形，下视图边框阳台最 大旋转可达145°，造型意象上传达建筑物不只会转，而且也会向前冲浪， 具备扩大建筑物全视野景观。下视图呈现正弦波形变化，侧面下俯视图则呈 现正切波形(∫形状)变化(方向相反则呈现余切波形)，从低层楼到高层 楼，波浪前进先快后慢再快的旋转方式，中间楼层波浪面积较大，旋转前进 角度幅度较小，其所受到阳光照射面积并没减少。

本发明以独特方法将上下楼层边框阳台与各楼层依次以固定小角度旋 转，特别是，流线型边框阳台横切隔离每层楼面不同角度分割式导流板，头 尾两部分与转角相邻边框阳台相接额外增加流线型导流行程，气流减速度并 且成功地由黏滞摩擦剪应力作用的流层转移到下一流层，降低建筑物振动频 率与边界分离频率相同所产生共振现象，降低建筑体剧烈震荡而损坏，另外， 目前仅有本发明以波浪外型导流板功能边框阳台附着于矩形主体建筑物，导 引建筑物前方的气流平顺的通过弦波导流边框阳台高层建筑物，每层楼以不 同方位转角呈现上游面积小下游面积大锯齿状阻扰气流，降低横切建筑物侧 面的风速，大楼风吹袭各楼层依次旋转角度的墙面，造成不同分割顺风向风 力，再则，圆形螺旋状旋转(绕着中心轴旋转)建筑物，底层边框阳台，由 上往下观看地平面愈接近圆形化时，风速增加领域愈小，具备减少大楼风效 果。本发明以绝无仅有的方法，透过高层建筑物每一层矩形四边，以圆形螺 旋状旋转(绕着中心轴旋转)和几何造型技术以数值方法计算每一层楼偏度 正弦波渐进式变化面积的边框阳台，向冲浪方向进行连贯性偏移，再经由层 层边框阳台相连，灌溉用水逐层重复使用，上下楼层边框阳台阴影重叠，户 户皆有阳光雨水滋润，种植绿化植栽，其绿色系统与周边连贯形成空中带状 绿色长廊，立体叠层有利于植物群落多样化。

发明内容

本发明属于一种仿生绿色建筑概念，弦波导流为设计架构建筑体，边框 阳台外形主要模仿波浪生成到波浪衰落结构(模仿雌性直立哺乳类胸型)， 结合矩形主体建筑物各楼层楼面以固定小角度旋转，流线型波浪外型边框阳 台附着于矩形主体建筑物具有导流板功能，导引建筑物前方的气流平顺的通 过弦波导流边框阳台高层建筑物，每层楼以不同方位转角呈现圆形螺旋状阻 扰气流，降低横切建筑物侧面的风速，上下楼层边框阳台构成遮阳板与阳台， 主要目的达到减少大楼风效果。

模仿波浪生成到波浪衰落几何造型结构，扭转向风力的影响小于顺风向 及横风向风力。其中，横风向风力主要来自气流通过建筑物时，发生的气流 分离(Separation)与涡散现象(Vortex Shedding)所造成的周期性作用力。 角隅处不同角度墙面转角风屏障，利用每一层楼以固定小角度旋转致使每层 楼面都有墙面转角不同角度风屏障，降低建筑物振动频率与涡流溢散频率相 同所产生共振现象，以及上下楼层边框阳台与各楼层依次以固定小角度旋 转，流线型边框阳台横切隔离每层楼面不同角度分割式导流板，头尾两部分 与转角相邻边框阳台相接额外增加流线型导流行程，气流减速度并且成功地 由黏滞摩擦剪应力作用的流层转移到下一流层，降低建筑物振动频率与边界 分离频率相同所产生共振现象，降低建筑体剧烈震荡而损坏。

防治大楼风效果，系上下楼层边框阳台与各楼层依次以固定小角度旋 转，波浪外型导流板功能边框阳台附着于矩形主体建筑物，导引建筑物前方 的气流平顺的通过弦波导流边框阳台高层建筑物，每层楼以不同方位转角呈 现上游面积小下游面积大锯齿状阻扰气流，降低横切建筑物侧面的风速，大 楼风吹袭各楼层依次旋转角度的墙面，造成不同分割顺风向风力，再则，圆 形螺旋状旋转(绕着中心轴旋转)建筑物，底层边框阳台，由上往下观看， 地平面愈接近圆形化时，风速增加领域愈小，具备减少大楼风效果。

本发明针对仿生绿色建筑弦波导流建筑体具备非封闭式结构风载体型 系数(也称空气动力系数)，风力作用在工程结构表面形成的压力(或吸力) 与按照流入(抵达来流Approach Flow风压)风速算出的理论风压的比值， 内部风压大于(小于)外部风压时产生拉力(推力)，边框阳台支撑源须靠 钢焊自攻螺丝锁紧力，边框阳台相对面积较小，大面积钢焊整面楼板钢梁并 附着于矩形主体建筑物支撑点固定座相对面积极大，使用抗剪力极大可以避 免穿孔剪力破坏，外部披复物能有效固定于支撑轻型钢焊件锚固螺丝。

几何造型结构运用解析几何，也是几何学分支，透过解析式进行几何图 形研究，最常见解析几何包含二维空间和三维空间研究，其中，二维空间研 究平面直角坐标系的直线、圆形、圆曲线、摆线、星形线和弦波曲线等图形， 其中，三维空间研究x-y、y-x、z-x三维平面立体形状、球体、四方体、多 边体和弦波等曲线叠层面立体形状，简单说解析几何采用数值方法来定义几 何的形状，本发明利用二维空间弦波曲线，透过数值方法定义不同偏度的弦 波生成，再以叠层结构组成立体三维空间数值方法定义几何造型的弦波导流 边框阳台，几何造型每层楼分别以固定小角度旋转，相较先前技术，几何造 型同时多楼层进行少数角度旋转和非数值方法定义几何造型多楼层型态为 一组，每层楼分别以固定小角度旋转的比较实施例特征，是以，第一，对于 本发明所属几何造型技术以数值方法计算每一层楼偏度正弦波渐进式变化 面积的边框阳台，计算调配希望空中带状绿色长廊边框阳台的内面，绿色系 统与周边连贯形成空中带状绿色长廊空间的第三面积；第二，调整偏度正 弦波边框阳台构造，除了主体建筑物的基地逐层带动边框阳台以固定小角度 旋转，另外还考虑波峰由左至右前进，波浪随着使用偏度方式处理时候，方 形20层楼，最后旋转角度145°，大于总层楼旋转角度90°，因而有较大 造型变化空间，模仿波浪生成到波浪衰落，对于仿生建筑造型上颇富意义； 第三，弦波导流边框阳台导流效果和角隅处不同角度墙面转角风屏障两者都 具有抗风，流线型弦波造型边框阳台具有导流板功能，导引建筑物前方的气 流平顺的通过弦波导流边框阳台高层建筑物；第四，整体高层建筑物以圆形 螺旋状旋转(绕着中心轴旋转)属于建筑外观的几何变化技术手段，下俯视 图观看具有圆形螺旋状构造，用以达成降低建筑物风力的效果，更具备抗风 能力，圆形螺旋状造型，造成涡流气旋较小；第五，弦波导流边框阳台流线 型体表面及外形，以减缓边界层的分离，尽可能使边界层维持在物体的表面； 第六，透过高层建筑物每一层矩形四边，以圆形螺旋状旋转(绕着中心轴旋 转)和几何造型技术以数值方法计算每一层楼偏度正弦波渐进式变化面积的 边框阳台，水平和垂直方向连贯形成绿网系统。

优选地，渐进式变化面积透过几何造型数值方法定义不同偏度的弦波生 成，再以叠层结构组成立体几何造型的弦波导流边框阳台，几何造型数值方 法运用弦波公式，可调参数的边框阳台弦波造型，系以八个弦波参数值，包 括：最高振幅、最低振幅、偏度、波数、左右偏、总点数、起始点和终止点。 其中偏度，是以对x轴上相对应y值，y值来自x值做正负几次方处理。其 中，矩形建筑体外观若为正方形，从低层楼到高层楼四边被悬负着，调整偏度正弦波边框阳台构造，底部楼层为负偏度波浪面积较小，中间楼层为零偏 度波浪面积较大，顶部楼层为正偏度波浪面积最小，模仿波浪生成到波浪衰 落，造成波浪由左向右推进的现象，加速边框阳台旋转角度的幅度，下视图 呈现正弦波形变化，侧面下俯视图则呈现正切波形(∫形状)，从低层楼到 高层楼，波浪前进先快后慢再快的旋转方式，中间楼层波浪面积较大，旋转 前进角度幅度较小，其所受到阳光照射面积并没减少。

优选地，调整偏度正弦波边框阳台构造，除了主体建筑物的基地逐层带 动边框阳台以固定小角度旋转，另外还考虑边框阳台波峰由左至右前进，波 浪随着使用偏度方式处理时候，方形20层楼，最后旋转角度145°，大于总 层楼旋转角度90°，因而边框阳台有较大造型变化空间，外形主要模仿波浪 生成到波浪衰落结构(模仿雌性直立哺乳类胸型)，符合仿生建筑造型。

优选地，弦波导流边框阳台导流效果和角隅处不同角度墙面转角风屏障 两者都具有抗风，首先，弦波导流边框阳台导流效果，使用流线型弦波公式， 流线型边框阳台是一种外部形状平滑而规则的表面、没有大的起伏和尖锐的 棱角，气流在流场流动，流线型物体表面主要经由层流方式做为表现模式， 没有或很少有湍流，因而保证了物体受到较小的阻力。流线型物体通常较为 美观，经常出现在产品或建筑物外观设计，再运用每一层楼以固定小角度旋 转，更有利流线型弦波造型边框阳台具有导流板功能，边框阳台占去主体建筑物至少三分之一墙面面积，利用不同角度弦波导流边框阳台减少风阻效 果，导引建筑物前方的气流平顺的通过弦波导流边框阳台高层建筑物，每层 楼以不同方位转角呈现圆形螺旋状阻扰气流，降低横切建筑物侧面的风速， 上下楼层边框阳台构成遮阳板与阳台，主要目的达到减少大楼风效果；同样 地，角隅处不同角度墙面转角风屏障，利用每一层楼以固定小角度旋转致使 每层楼面都有墙面转角不同角度风屏障，降低建筑物振动频率与涡流溢散频 率相同所产生共振现象，不同角度角隅处导致所谓乘风破浪，直接分散减缓 迎面而来的强烈风势，并且导引顺风向及横风向风力，希望能够顺利地导引 剧烈墙风穿越主体建筑物外墙侧面，朝向主体建筑物奔腾离去，实现追风逐 浪一路顺畅效果。

优选地，整体高层建筑物以圆形螺旋状旋转(绕着中心轴旋转)属于建 筑外观的几何变化技术手段，下俯视图观看具有圆形螺旋状构造，用以达成 降低建筑物风力的效果，更具备抗风能力，圆形螺旋状造型，造成涡流气旋 较小，同时，根据本发明设计研究高层建筑物抗风设计手法的研究，关注各 种不同形状之间的对比风负荷研究，高层建筑物抗风应该接受减少风负荷造 成的应力标准，从设计初期阶段就能结合研究建筑物对于风所产生的应力相 关技术。因此，高层建筑物在初期阶段考虑建筑物形状选择具有出色空气动力特性，规划高层建筑物的整体设计流程将会从而改变，不仅安全性得到显 著性提高，还有助于降低高层建筑物投资成本，并且可以减少减振装置等的 数量，以及降低减振等级。特别是，锥型状(锥型)越往顶部截面越小，或 是扭曲形状(圆形螺旋)变化程度，显示出两者倾复力矩系数的数值较小， 因此，高层建筑物或高塔型正立方型建筑物进行倾复力矩系数研究，就不需 要过度实验，只要透过比对建筑物形状指标，即能据以实现降低建筑体剧烈 震荡而损坏程度。

因此，本发明较佳模拟实例进一步借助上述方法，根据基本形状立方型 四面墙矩形建筑物与扭曲形状的对比，自行进行气流数值比对分析的结果发 现，一般扭曲形状(螺旋)涡流气旋较小，换句话说，当风经过非流线型结 构时会产生涡流，这种作用力会对结构物形成周期性的扰动外力，引起建筑 物的振动，而振动的建筑物又会反过来影响流场，改变空气的作用力，如果 建筑物的自然频率与风涡流造成的振动频率相近，就容易导致共振(resonance)发生，一般高层结构物劲度较传统结构物小，自然频率较低， 容易与风发生共振，进一步根据不同形状之间的对比风负荷研究形状的对 比，基本形状正立方柱形的整个截面都产生了较大的气旋，反而本发明较佳 模拟实例，扭曲形状圆形螺旋状建筑体的气旋较小，测量气旋发生的时间， 位处不同高度促使产生了气旋发生时间的偏差。

优选地，弦波导流边框阳台流线型体表面及外形，以减缓边界层的分离， 尽可能使边界层维持在物体的表面，加上建筑物的表面粗糙度会降低对附近 的风速和其表面的风压影响，高层建筑物大约高度70％的位置点经常会有最 大风压力出现而停滞不动，经由此停滞点开始再出现迎风面流场，并且风力 方向往上、两侧及往下移动到低压力区，最终与高层建筑物分离产生涡流， 其中，透过重力影响，下切流场流量最大，在接近地表处产生剥离风或下降 风，再则，边框阳台螺旋型高层建筑物底层，建筑物平面愈接近圆形化时，阻挡剥离风及下降风，以降低的风速增加领域。此种迎风面气流平常仅对建 筑物的结构风力和外墙风压有相当程度的影响，导引气流方式与导流板设置 的位置和型式则相形重要；因此，建筑物不能只靠表面愈粗糙，必须再透过 流线型体表面压力系数分布对于物体的表面边界梯度压力梯度很小，让流线 型物体尾部产生很小的边界层的分离，降低建筑物振动频率与边界分离频率 相同所产生共振现象，降低建筑体剧烈震荡而损坏。

因此，本发明进行形状的对比，依照建筑物技术，高层建筑物或高塔型， 形状为正立方型建筑物抗风能力较弱，形状为圆形螺旋状与锥型体高层楼比 较具备抗风能力，高塔型或正立方型高层建筑物比较类似电锤钻头，弦波导 流边框阳台高层建筑物比较类似金属螺旋钻头。本发明进行以电钻的钻头为 例进行实验，依照实验数据来看，木头锥型钻头材料阻力小切面范围大切削 能力最强，其他电钻的钻头，四种麻花钻头切削材料阻力由小至大，以及切 面切削能力由强至弱，依次为锥型钻头、金属螺旋钻头、水泥螺旋钻头和电锤钻头，而锥型钻头直接从质地较软，大面积切割剥离大沟槽导引细薄纸状 木削片，金属螺旋钻头切削流线型沟槽导引细铁屑卷，水泥螺旋钻头挖凿流 线型沟槽导引粉尘，电锤钻头阻力大冲撞锤打坚硬表面，没有切面切削能力 无须沟槽导引。依此观念设计高层建筑物或高塔型正立方型建筑物，其形状 螺旋型(圆形螺旋)与锥型体高层建筑物造型体积比较具备抗风能力。本发 明模拟实施例，边框阳台螺旋型高层建筑物，如同麻花螺旋金属钻头更具切 削力具备抗风能力，圆形螺旋状属于建筑外观的几何变化技术手段，边框阳 台流线型导引建筑物前方的气流平顺的通过弦波导流边框阳台高层建筑物， 上下楼层边框阳台叠层形成风行沟槽和沟槽内主体建筑物，如同金属螺旋钻 头切削流线型沟槽导引风力，用以达成降低建筑物风力的效果，更为具备抗 风能力。

优选地，透过高层建筑物每一层矩形四边，以圆形螺旋状旋转(绕着中 心轴旋转)和几何造型技术以数值方法计算每一层楼偏度正弦波渐进式变化 面积的边框阳台，向冲浪方向进行连贯性偏移，再经由层层边框阳台相连， 灌溉用水逐层重复使用，上下楼层边框阳台阴影重叠，户户皆有阳光雨水滋 润，种植绿化植栽，其绿色系统与周边连贯形成空中带状绿色长廊，立体叠 层有利于植物群落多样化，透过水平和垂直方向连贯形成绿网系统，建筑物 节能省碳、减少灌溉用水和二氧化碳排放，渐进式变化面积的边框阳台，波 峰由左至右前进，波浪随着使用偏度方式处理，反映在水平和垂直方向形成 连贯结构，有利于雨水收集和污水排放，生态设计直接反应在建筑物结构体， 给予人类健康生活环境，消耗地球最少资源制造最少废弃物，并且透过植栽 技术防治大楼风能够改善大楼周边生态环境的目标，和关怀人类生存环境。

附图说明

图1a系依据本发明的较佳模拟实施的仿生绿色建筑侧面下俯视图，以 下俯45°角度往下俯视，弦波导流建筑体，造型意象上传达建筑物不只会转， 而且也会向前冲浪，扩大建筑物全视野景观；

图1b系依据本发明的较佳模拟实施的仿生绿色建筑前视图；

图1c系依据本发明的较佳模拟实施的每一层旋转建筑体基座图，仿生 绿色建筑弦波导流建筑体基地旋转，建筑体最高层二十层而言，相对于建筑 体基座，在楼层上升过程共旋转90°，同时与基座保持垂直状态；

图1d系依据本发明的较佳模拟实施的每一层旋转建筑体剖面图，仿生 绿色建筑波浪外型边框阳台附着于旋转矩形主体建筑物上，波浪外型导流板 功能边框阳台附着于矩形主体建筑物，导引建筑物前方的气流平顺的通过弦 波导流边框阳台高层建筑物，每层楼以不同方位转角呈现，阻扰气流，降低 横切建筑物侧面的风速；

图1e系依据本发明的较佳模拟实施的二十层旋转楼板附着边框阳台图， 仿生绿色建筑弦波导流建筑体楼板附着波浪外型边框阳台；

图1f系依据本发明的较佳模拟实施的边框阳台45°旋转扩大图，以夸 张方式将主体建筑物基地带动边框阳台转动角幅加大十倍，以45°旋转之后 (本发明使用4.5°旋转)，主体建筑物从上往下看，右下方是主体建筑物顶 部的边框阳台，四边拉直摊开成一平面，形成一连座斜斜排列边框阳台；

图1g系依据本发明的较佳模拟实施的边框阳台45°旋转七连座斜斜排 列图，边框阳台转动角幅加大十倍，以45°旋转之后，主体建筑物从上往下 看，七连座斜斜排列边框阳台，向右靠齐，并排之后再切成四边形图，四边 形图的俯视图，如同中秋节站在钱塘江口观景台上，俯视江潮冲浪方向，明 显看出滚滚江潮由左往右向前冲浪，波涛汹涌朝右边江岸奔腾过去，一波接 著一波的浪涛由左向右边岸上拍打；

图1h系依据本发明的较佳模拟实施的边框阳台4.5°旋转摊平图，边框 阳台4.5°旋转摊平在水平面同一平面叠层展开，每一层楼依照弦波导流边 框阳台(强化玻璃落地窗或墙壁屋外边框阳台面积)，模仿波浪生成到波浪 衰落结构(模仿雌性直立哺乳类胸型)，伫立楼层底部，由左图中下方的箭 头往上看，四边拉直摊开成一平面后向上仰看，对应于右图矩形主体建筑物 前视图的楼层，左图可以看到冲浪方向和向前冲浪，另外，对应于中图则是 箭头方向弦波振幅高度，方便观察箭头方向每一层楼振幅高度，为了方便解 释，再以倾斜60°角排列；

图1i依据本发明的较佳模拟实施的每一层楼下俯视图，主体建筑物的基 地带动边框阳台以4.5°旋转之后，实际方式，各楼层向下俯视各楼层剖视 图，矩形主体建筑物反时钟方向4.5°旋转，逐层由下往上的冲浪方向往上 一层楼叠，造成冲浪最下层到最上层叠层；

图1j系依据本发明的较佳模拟实施的主要尺寸标示图；侧面看出四条阶 梯式绿色系统与周边连贯形成空中带状绿色长廊空间的第三面积；

图1k系依据本发明的较佳模拟实施的主体建筑物与钻头比较图，主体 建筑物(图中a)与四种麻花钻头切削材料阻力小至大，以及切面切削能力 由强至弱，依次为锥型钻头(图中b)直接从质地较软，大面积切割剥离大 沟槽导引细薄纸状木削片、金属螺旋钻头(图中c)切削流线型沟槽导引细 铁屑卷、水泥螺旋钻头(图中d)挖凿流线型沟槽导引粉尘、电锤钻头(图 中e)阻力大冲撞锤打坚硬表面，没有切面切削能力无须沟槽导引；依此观 念高层建筑物或高塔型正立方型建筑物，其形状螺旋型与高层楼造型体积比 较具备抗风能力，本发明模拟实施例，边框阳台螺旋型高层建筑物，如同麻 花螺旋金属钻头更具切削力具备抗风能力，圆形螺旋状属于建筑外观的几何 变化技术手段，用以达成降低建筑物风力的效果，更为具备抗风能力；

图1l系依据本发明的较佳模拟实施的顶楼下俯视图，冲浪方向往上一层 楼叠，直到顶楼为止，可以看到空中带状绿色长廊边框阳台的内面，绿色系 统与周边连贯形成空中带状绿色长廊空间的第三面积；

图2a系依据本发明的较佳模拟实施的建筑体旋转角度说明图，仿生绿 色建筑矩形主体建筑物侧面下俯视图，边框阳台，各楼面楼板，各楼面附着 边框阳台固定座以及各楼面不同方位转角处，方形(本案系以20层)，最后 旋转角度(本案系以145°旋转)大于总层楼旋转角度(本案系以90°旋转)；

图2b系依据本发明的较佳模拟实施的不同角度风屏障图，建筑物的角 隅处不同角度墙面转角风屏障，利用每一层楼以固定小角度旋转致使每层楼 面都有墙面转角不同角度风屏障，降低建筑物振动频率与涡流溢散频率相同 所产生共振现象，以及上下楼层边框阳台与各楼层依次以固定小角度旋转， 边框阳台横切隔离每层楼面不同角度分割式导流板；

图2c系依据本发明的较佳模拟实施的各楼面高矮墙示意图，系以不同 角度风屏障，强化玻璃落地窗或墙壁，强化玻璃钢骨或水泥高墙表示；以及 流线型边框阳台头尾两部分与转角相邻边框阳台相接额外增加流线型导流 行程。

图2d系依据本发明的较佳模拟实施的弦波生成参数涵义图，系以八个 参数值别包括：最高振幅、最低振幅、偏度、波数、左右偏、总点数、起始 点和终止点，以图示表示八个参数值代表所涵意。

具体实施方式

本实施例是一种仿生绿色建筑弦波导流建筑体的方法，其中仿生绿色建 筑弦波导流建筑体，是属于一种有节能减碳环保概念，透过水平和垂直方向 连贯形成绿网系统，外形以几何构造弦波导流边框阳台为设计架构建筑体， 主要达到仿生设计、绿色建筑，动感和减少大楼风效果。

本模拟实施例是一种模仿波浪生成到波浪衰落几何造型结构(模仿雌性 直立哺乳类胸型)建筑物，简单说就是一种以仿生绿色建筑架构，弦波导流 为设计架构建筑体，边框阳台外形主要模仿波浪生成到波浪衰落结构(模仿 雌性直立哺乳类胸型)，结合矩形主体建筑物各楼层楼面以固定小角度旋转， 每层依次旋转4.5°，波浪外型导流板功能边框阳台附着于矩形主体建筑物， 导引建筑物前方的气流平顺的通过弦波导流边框阳台高层建筑物，每层楼以 不同方位转角呈现上游面积小下游面积大锯齿状阻扰气流，降低横切建筑物 侧面的风速，大楼风吹袭各楼层依次旋转角度的墙面，造成不同分割顺风向 风力，再则，圆形螺旋状旋转(绕着中心轴旋转)建筑物，底层边框阳台， 由上往下观看地平面愈接近圆形化时，风速增加领域愈小，具备减少大楼风 效果，上下楼层边框阳台构成遮阳板与阳台，主要目的达到减少大楼风效果， 仿生绿色建筑透过高层建筑物每一层矩形四边，以圆形螺旋状旋转(绕着中 心轴旋转)和几何造型技术以数值方法计算每一层楼偏度正弦波渐进式变化 面积的边框阳台，向冲浪方向进行连贯性偏移，再经由层层边框阳台相连， 灌溉用水逐层重复使用，上下楼层边框阳台阴影重叠，户户皆有阳光雨水滋 润，种植绿化植栽，其绿色系统与周边连贯形成空中带状绿色长廊，立体叠 层有利于植物群落多样化。

首先请参考图2a系依据本发明的较佳模拟实施的仿生绿色建筑弦波导 流建筑体10(包含楼板、弦波导流与矩形主体建筑物等)，仿生绿色建筑矩 形主体建筑物12，各楼面楼板14，各楼面弦波导流边框阳台16，各楼面附 着边框阳台固定座25以及各楼面不同方位转角处27，方形矩形主体建筑物， 本案系以20层，最后旋转角度32，本案系以145°大于总层楼旋转角度， 本案系以90°。

请再参考图2b，横风向风力主要来自气流通过建筑物时，发生的气流分 离与涡散现象所造成的周期性作用力，各楼面不同角度风屏障50，系角隅处 不同角度墙面转角风屏障，利用每一层楼以固定小角度旋转致使每层楼面都 有墙面转角不同角度风屏障，降低建筑物振动频率与涡流溢散频率相同所产 生共振现象，以及上下楼层边框阳台与各楼层依次以固定小角度旋转，边框 阳台横切隔离每层楼面不同角度分割式导流板；

请再参考图2c，各楼面不同角度风屏障50，强化玻璃落地窗或墙壁52， 强化玻璃钢骨或水泥高墙56；以及流线型边框阳台头尾两部分与转角相邻边 框阳台相接额外增加流线型导流行程。

请参考图2d，该图系本发明的较佳模拟实施的弦波生成八个参数值示意 图，弦波生成70，其中，可调参数的边框阳台弦波造型，系以八个弦波参数 值代入弦波生成公式，八个参数值代表意义，如图所示分别包括：最高振幅 71、最低振幅72、偏度73、波数74、左右偏75、总点数76、起始点77和 终止点78。最高振幅71，上弦半波为最高振幅为正值，最低振幅72，下弦 半波最低振幅为负值，偏度73，对x轴上相对应y值，y值来自x值做正负 几次方处理，波数74，左偏右偏75，左偏负次方，右偏正次方，没偏为零 次方，驻波有几点，总点数76，起始点77，和终止点78，八个弦波参数值 代入弦波生成公式得到可调参数的弦波造型边框阳台，设计时可依需求设定 参数尺寸大小。其中，正弦波波数74，波数代表正弦波上下弦半波各一视为 一个空间循环波数，n空间点存在于λ个空间循环波数，绘图n个空间点范 围从λ*-π到λ*π，半个正弦波sinx，振幅是1，在x轴范围从0到π，在 整个波从n空间点中第几个空间点开始，以起始空间点开始算起驻波总共有 几个空间点，存在于总共几个-π到到π的λ个循环波数(n空间点存在于 λ个上下弦半波各一为一个波的空间循环的λ个波数)。最高振幅代表正弦 波上弦半波为最高振幅为正值，最低振幅代表正弦波下弦半波最低振幅为负值，偏度代表正弦波坐标轴x轴上相对应y值，y值来自x值做正负几次方 处理，左偏右偏代表正弦波左偏负次方，右偏正次方，以及没偏为零次方， 总点数代表正弦波驻波有几点，以起始空间点开始算起驻波总共有几个空间 点，片段正弦波空间点提供起始点和终止点。

请再参考图1j，本发明的较佳模拟实施的主要尺寸标示图，矩形主体建 筑物长度与宽度，具有第一长度d1，系25m、第一宽度d2，系25m，其矩 形主体建筑物各楼面附着边框阳台固定座第一支撑点s1；每层依次旋转，具 有第一固定小角度旋转a1，系4.5°，最下层到最上层共偏移具有第二固定 总角度a2，系55°，第三固定最后旋转角度a3，系145°；强化玻璃落地 窗或墙壁，系边框阳台进入矩形主体建筑物的楼层外墙屏障物，属于矩形主 体建筑物结构体外墙一部分，墙面高度与楼层高度相同，具有第一高度h1， 系3m，墙壁厚度具有第一厚度，系0.24m；矩形主体建筑物的各楼面楼板面 积具有第一面积ar1，系625m²；矩形主体建筑物的各楼面不同方位转角处， 相对于建筑体基座旋转角度，具有第四角度a4，系0°～90°；各楼面不同 角度风屏障，相对于风向作用于建筑体角度，具有第五角度a5，系0°～90 °；强化玻璃钢骨或水泥高墙，系边框阳台边缘安全栏杆，具有第二高度h2， 系1.2m，栏杆厚度，具有第二厚度w2，系1m厚度实墙以上加作金属网栏； 空中带状绿色长廊系边框阳台范围，系由矩形主体建筑物和边框阳台边缘强 化玻璃钢骨或水泥高墙间所围成空间，越高层面积越小，边框阳台的内面in1， 系600m²以下；其一部分属于凉亭，茶几，桌椅可供休憩空间，具有第二面 积ar2，系400m²以下；其另一部分属于绿网系统系边框阳台，由矩形主体 建筑物和边框阳台边缘强化玻璃钢骨或水泥高墙间所围成空间，系建筑体和 边框阳台旋转偏移，层层边框阳台有阳光雨水滋润，种植绿色植物阳台，绿 化透过水平和垂直方向连贯形成，其有利于植物群落多样化，绿色系统与周 边连贯形成空中带状绿色长廊空间，具有第三面积，系200m²以下。空中带 状绿色长廊g1，系8000m²以下。

Claims (7)

1.一种弦波导流建筑体，以仿生绿色建筑为设计架构，系涉及一种边框阳台，外形主要模仿波浪生成到波浪衰落结构，符合仿生建筑概念，附着于旋转矩形主体建筑物，其特征在于，所述弦波导流建筑体包含：

一座弦波导流建筑体，系坐落于一建筑基地上，所述弦波导流建筑体由矩形主体建筑体、边框阳台、强化玻璃落地窗或墙壁、空中带状绿色长廊、强化玻璃钢骨或水泥高墙组成；

其中，所述弦波导流建筑体的每一层矩形主体建筑体，相对于所述边框阳台的一侧具有—第一长度、—第一宽度，所述矩形主体建筑体系由RC或钢骨结构所构成，且所述矩形主体建筑体外侧悬挂所述边框阳台，所述矩形主体建筑体的外侧面设置边框阳台固定座，且于所述矩形主体建筑体四边各有多个所述固定座的支撑点，每一所述固定座分别具有—第一支撑点；

其中，所述弦波导流建筑体各楼层的所述矩形主体建筑体系以4.5°依次旋转，每一楼层的所述边框阳台分别具有波浪造型的轮廓形状，且每一楼层的所述边框阳台随着每一层的所述矩形主体建筑体共同地朝相同方向以4.5°依次旋转，且每一楼层的所述边框阳台的波浪造形的轮廓形状形成先快后慢再快速度前进的偏移，多个所述矩形主体建筑体具有—第二固定总角度，所述第二固定总角度为55°，多个所述边框阳台的波浪造型轮廓形状具有—第三固定最后旋转角度，所述第三固定最后旋转角度为145°；

其中，所述建筑弦波导流建筑体的所述边框阳台，相对于所述矩形主体建筑体的外侧的轮廓形状形成由八个参数值带入一弦波生成公式所产生的波形，八个所述参数值包括：第一参数值为最高振幅，第二参数值为最低振幅，第三参数值为偏度，第四参数值为波数，第五参数值为左右偏，第六参数值为总点数，第七参数值为起始点，和第八参数值为终止点；

其中，所述弦波导流矩形主体建筑体的强化玻璃落地窗或墙壁，系边框阳台进入矩形主体建筑体的楼层外墙屏障物，属于矩形主体建筑物结构体外墙一部分，所述强化玻璃落地窗或墙壁的墙面高度与楼层高度相同为第一高度，所述强化玻璃落地窗或墙壁的厚度为第一厚度；矩形主体建筑物的各楼面楼板面积为第一面积；矩形主体建筑物的各楼面不同方位转角处，相对于建筑体基座以第四角度相对旋转，各层楼面相对于风向作用于矩形主体建筑体的角度形成第五角度；

其中，所述弦波导流矩形主体建筑体的边框阳台边缘具有安全栏杆，所述安全栏杆为强化玻璃钢骨或水泥高墙，所述安全栏杆高度为—第二高度，所述安全栏杆厚度为第二厚度；

其中，所述弦波导流矩形主体建筑体和所述边框阳台边缘共同围绕形成空中带状绿色长廊，其一部分为供设置凉亭、茶几、桌椅的休憩空间，所述休憩空间的面积为第二面积；其另一部分为绿色长廊空间，所述绿色长廊空间的面积为第三面积。

2.根据权利要求1所述的弦波导流建筑体，其特征在于，所述边框阳台弦波造型系以八个弦波参数值代入所述弦波生成公式；所述八个弦波参数值系包括：最高振幅、最低振幅、偏度、波数、左右偏、总点数、起始点和终止点。

3.根据权利要求2所述的弦波导流建筑体，其特征在于，不同楼层的所述边框阳台模仿波浪生成到波浪衰落结构而分别具有不同偏度所产生的波形，多个所述边框阳台中，底部楼层的边框阳台的波形具有负偏度的波形而使其面积较小，中间楼层的所述边框阳台的波形为零偏度的波形而使其面积较大，顶部楼层的所述边框阳台的波形为正偏度的波形而使其面积最小，借以模仿波浪生成到波浪衰落，造成波浪由左向右推进的现象。

4.根据权利要求3所述的弦波导流建筑体，其特征在于，矩形主体建筑体外观为封闭形状的主体建筑物，采用每一层建筑体依次固定以4.5°旋转，共旋转90°，每一楼层的所述矩形主体建筑体上的所述边框阳台，各个楼面楼板，各个所述边框阳台固定座以及各楼面不同方位的转角处，随着每一层建筑体旋转，同时与基座保持垂直状态，建筑体最高层而言，相对于建筑体基座，多个所述边框阳台的波浪造型轮廓形状最后旋转角度为145°。

5.根据权利要求1所述的弦波导流建筑体，其特征在于，每一所述边框阳台头尾两部分与所述矩形主体建筑体转角相接。

6.根据权利要求1所述的弦波导流建筑体，其特征在于，各个楼层的所述边框阳台与所述矩形主体建筑体的各楼层依次以4.5°固定小角度旋转，每一个所述边框阳台波浪外型的外侧形成附着于矩形主体建筑体外侧的导流板功能，导引建筑物前方的气流平顺的通过，每一层楼的所述边框阳台以不同方位转角呈现上游面积小下游面积大锯齿状阻扰气流，降低横切建筑物侧面的风速，大楼风吹袭各楼层依次旋转角度的墙面，所述墙面的旋转角度不同以分散受风力量。

7.根据权利要求1所述的弦波导流建筑体，其特征在于，系通过模仿波浪生成到波浪衰落几何造型结构，扭转向风力的影响小于顺风向及横风向风力；其中矩形主体建筑体的每一层楼以4.5°固定小角度旋转，而使得各个楼层的转角处分别面向不同角度，致使每层楼面分别以不同角度的转角处面向风力，借以降低振动频率与涡流溢散频率相同所产生共振现象，并且各个楼层的所述边框阳台与各楼层依次以4.5°固定小角度旋转，而使得各个楼层的所述边框阳台形成不同角度的分割式导流板，且每个所述边框阳台的外侧面的头尾两部分与所述矩形主体建筑体的所述转角处相接而额外增加流线型导流行程，使得气流减速度并且透过黏滞摩擦剪应力作用而进一步降低建筑物振动频率与边界分离频率相同所产生共振现象。

Images