CN114450737A - 设计建筑模型制作系统 - Google Patents

Abstract

一种预先设计的非附属三维盒状形式的零件库装置，代表适中房屋大小的单元，每个单元都具有特定形状和坡度的地板、墙和屋顶，并进一步分类为具有全高墙和较低坡度屋顶的房屋单元，或具有较高坡度屋顶和一些矮墙或无墙侧面的阁楼单元，以及定义为非核心、核心或两者组合的三种类型的单元组件，从而通过从零件库中选择包含至少一种类型的单元的成套零件，用户可以根据三种类型的单元组件中的至少一种来组装它们，以形成至少一个模型建筑和建筑设计，该模型建筑和建筑设计可以容易地被重新配置以产生许多可替换的设计选项。

Description

设计建筑模型制作系统

技术领域

具体而言，本发明涉及一种使用空间限定模块设计建筑的可改变的模型制作系统。

背景技术

物理模型有时在建筑设计过程中用于测试或交流想法，或用于最终展示和营销。许多人不擅长绘图或想象物体，并很难从立面图和平面图中构思3D建筑。与试图在二维表面上给出三维错觉的图纸或计算机生成的3D建模图像相比，精确制作的物理模型提供了更好的视角。由于这个原因，3D建模图像不容易关联，并难以理解。然而，虽然物理模型更容易理解，但它们生产成本高昂，难以修改，而且用途单一，事后可能会被抛弃。

除了专业设计人员使用的单一用途模型建筑外，各种可拆卸和可重复使用的结构套件在市场上也有销售，主要用于业余爱好者和儿童玩具。有3D拼图模型建筑套件，该建筑套件不能修改，由互锁的零件组成，产生单一用途的模型，通常是著名建筑或建筑类型的纪念品。还有其它的套件是多用途的，可修改的，主要是关于如何连接零件。一个工具包使用非常小的空心塑料砖，由管状螺柱连接，用户可以用它创建几乎任何东西非现实的模型。另一个具有现代设计方法的套件具有模块化地板、墙和屋顶部件，该部件需要通过孔中的销钉连接。

目前，建筑设计专业人员中存在对立的设计流派。现代主义者“从平面图开始，从内到外工作”，强调基于功能需求的内部布局，功能需求可能会随着时间的推移而变化，而传统主义者喜欢“屋顶平面向下，从外面工作”，强调建筑的更持久的部分，如结构和“皮肤”。

现代建筑主要被视为高度专业化的成品，而不是随着用户需求的变化而变化的活动。目前有许多专门类型的建筑，包括住宅、商业、工业、卫生、教育和宗教建筑，它们的设计“不”适应变化，即使它们内部和周围的用途在不断地变化。所有建筑在其生命周期中都会增长并经历许多变化，最终完成一座新建筑是一种错觉，因为没有一座建筑在开始时工作得很好。它们越专业化，就越难重塑。随着时间的推移，每一栋建筑都被占有它们的人们逐渐改造。每个人都有自己的想法，有时昂贵的改进比取代它更糟糕。糟糕的设计决策会对未来的增长和寿命产生负面影响。低屋檐和隐蔽的房屋桁架约束了水平和垂直方向的增长，其复杂性大大增加了结构和维护成本，平面屋顶容易漏水，固定的内墙可能难以移动，服务设施可能难以接近。建筑行业使用拆除行业的设计做法，而不是回收和再利用，在拆除时产生大量的固体垃圾负担，同时鼓励建筑业主借钱当下建造更多的建筑，并在以后支付更多的利息，以支付结构成本激增和由于结构变化引起的过多的债权。最重要的是，在建筑生命周期内进行的维护、运营成本和更改成本可能是原始建筑成本的数倍。

建筑的变化不可避免，不同部分的变化速率不同。平面图变化最频繁，尤其是在商业建筑中。电气、管道、供暖和通风、空调和电梯等服务的变化频率较低，而结构和建筑围护结构的变化最少。

现代方法与不需要规划的乡土或传统建筑形成对比，建筑被设计成在情况允许的情况下逐个房屋递增地增长，具有适中的多用途空间并在房屋之间连接。

本发明主要涉及建筑外壳，使用小单元作为设计和规划模块，以创建舒适、可改变的、实用且维护节约的设计，依赖自然采光和通风、被动加热和冷却，易于分阶段建造、添加和扩展，充分利用屋顶下的封闭空间，提供通用用途空间、标准化房屋和可移动内墙，并鼓励自助和社区参与设计和建造过程，使建筑更价格实惠。

通常，在制作模型之前需要设计概念，但本发明允许用户同时试验、设计建筑并制作模型。随着设计的发展，可以很容易地修改模型，使用户能够通过已经存在的东西来构思下一个阶段，并研究多种设计方案。最后，模型可以快速拆卸，以便将来重新使用。用户可以“基于模型进行设计”，而不是“基于设计制作模型”。

发明内容

根据本发明的设计建筑模型制作系统包括：

(a)零件库装置，包括多个个体的三维盒状空间，限定了代表适中房屋大小单元的形式，每个单元包括正方形或矩形地板，与地板成直角的墙，以及形状选自平面形状、单坡面形状、人字形形状、屋脊形状、凹谷形状和交叉型的屋顶，同时屋顶坡度选自非常低坡度、低坡度、中等坡度、高坡度和陡峭坡度组成的组，该单元可以进一步分类为具有可选的平面或倾斜天花板、非常低到中等坡屋面和至少一层楼高的全高墙的房屋单元，或者具有倾斜的天花板和中等至陡峭坡度屋顶的阁楼单元，该单元的最低部分连接到矮墙或直接连接到至少一侧或角落的地板；

(b)三种类型的单元组件，其中

(1)最大高度为一层半的非核心单元组件，其中，屋顶的最低部分在该组件的至少一侧高出地面约一层或更少；

(2)是一种核心单元组件，其中，外墙至少始终足够高，以通过墙与墙表面的接触容易地容纳非核心附加单元和非核心扩展单元；

(3)是核心和非核心组件的组合；以及

(c)成套零件，包括由用户从零件库中选择的多个至少一种类型的单元，并根据该三种类型的单元组件中的至少一种进行组装，以产生至少一个模型建筑和建筑设计。

优选地，模型制作装置可进一步包括部分房屋大小单元，该部分房屋大小单元包括四分之一、一半和四分之三大小的单元，以及较大房屋大小单元，该较大房屋大小单元包括一个半和二又四分之一大小单元，分别为基本水平模块的垂直细分和倍数，适中房屋大小单元在房屋大小和形状方面具有更大的灵活性。

优选地，模型制作装置可进一步包括平面全房屋高度延伸器单元，该高度延伸器单元具有可变高度的矮墙，该矮墙代表约0.6米至约1.5米范围内的墙高，以增加墙高和天花板高、悬挂式底层支撑、错开面、屋顶连续性和房屋比例的调节，同时最大限度地减少个体单元类型的增加。

优选地，模型制作装置可进一步包括以下零件库单元，该零件库单元具有可替换的附加特征，包括：

(a)在平面屋顶类别中，有对角墙的半个房屋单元和有弧形四分之一圆的墙的房屋单元；

(b)在单坡面类的半复折式复合屋顶阁楼单元，以及屋脊和凹谷屋顶类别的相关复合屋顶阁楼单元；

(c)在单坡面屋顶种类的对角地截的立方体低坡度阁楼单元，以及在人字形屋顶类中的对角地截的立方体房屋单元；

(d)在四分之一角锥体屋脊屋顶类别中，具有多边形底座的角锥体、半角锥体和截的顶角锥体房屋单元；

(e)在交叉屋顶类别中，人字形屋顶与单坡面屋顶相交的单元。

优选地，模型制作装置可进一步包括屋顶分类为弧形的单元，组包括：桶形阁楼单元、弓形拱房屋单元、尖拱阁楼单元、单坡面阁楼单元和扇形单坡面阁楼单元，其中，与坡度式屋顶相比，阁楼单元的曲率可提供更大的净空高度。

模型制作装置可进一步包括一系列用于中等至陡峭坡度屋顶的老虎窗屋顶附件单元，屋顶形状选自平面形状、人字形形状、单坡面形状、屋脊形状和弧形形状的组。

优选地，模型制作系统是模块化的，平面图中的水平模块由较小建筑的适中房屋大小单元表示，结构开间用于较大建筑，剖面图和立面图中的垂直模块由一层的适中楼层高度表示。

或许，比例模型的单元尺寸可能约为全尺寸的五十分之一，基本水平模块代表约3.6米的平均宽度或长度，可按比例放大或缩小以代表全尺寸房屋宽度或长度的范围，从约2.4米开始，以300毫米为增量增加至约4.5米或更多，结构开间尺寸近似为该尺寸的两倍。垂直模块可以保持基本恒定，平均高度约为2.7米。一个适中大小的房屋近似有11到14平方米。

近似的屋顶坡度范围从非常低，大约5度；向低处，大约十五度；到中等，三十度左右；到高处，大约四十五度；到陡峭，大约五十五度。

优选地，单元为中空盒状形式，具有可在不同侧变化的窗、门和其它孔的墙开口，由此可水平旋转组装单元以显示可替换的外部开口，从而最大限度地减少单元类型的数量。

在使用中，在组装状态下，独立的独立式单元不连接的、连续的，并能够从地面或基面水平堆叠，一个在另一个之上，垂直堆叠至屋顶面，从而单元具有易于拆卸、拆卸和重复使用的能力。

在组合单元组件中，非核心附加单元可定义为其至少部分或全部屋顶以直角向下倾斜并远离其邻接的核心墙，而从核心组件以直角伸出的非核心延伸单元可定义为其屋顶平行于该核心墙向下倾斜。

多个非核心附加单元可部分或完全包围核心组件，而非核心扩展单元则不能，如果附加组件或扩展组件高于一层半，则成为核心附加组件或核心扩展组件，以及构成该核心组件的一部分。

组装模型建筑内的单元地板和墙代表过道和开间的模块化网格，承重柱位于或靠近单元的内角，但它们不一定确定墙、地板、柱和梁的实际位置，可用作预期结构和平面布置的指南。在需要无障碍开放空间的地方，可能需要大跨度桁架来代替梁和柱。

单元的屋顶显示为无突出部分，尽管它们是允许的，并取决于模型的用途和单元的制造方式，它们可作为附加特征并入。

可通过激光切割木材、胶合板、金属、纸板、纸和泡沫，或通过塑料注射成型或3D打印来制造单元。基于该模型的实际全尺寸建筑可以由被认为合适的任何材料和构造系统制成，可能的材料可以包括竹子、木材、泥土、石头、砖、金属、玻璃和混凝土。

可能以计算机程序中虚拟实体的形式提供总成及其零件，从而可在计算机上执行使用可改变的模型的相同设计过程。

一种使用模型制作系统设计建筑的方法，包括：

(a)提供零件库装置，包括多个个体比例模型三维盒状空间，该空间限定了代表适中房屋大小的单元或结构开间的形式，每个单元或结构开间都具有正方形或矩形地板，与地板成直角的墙，以及具有从包括平面的、单坡面的、人字形的、屋脊形的、凹谷形的和交叉形的组中选择的形状的屋顶，以及从包括非常低的、低的、中等的、高的和陡峭的组中选择的坡度屋顶，单元被进一步分类为房屋单元，具有可选的平面的或倾斜的天花板、非常低到中等坡度屋面和至少一层楼高的全高墙，或者具有倾斜天花板和中等至陡峭坡度的屋顶的阁楼单元，单元的最低部分或者连接到矮墙或者直接连接到至少一侧或角落的地板；

(b)从零件库中选择多个至少一种类型的单元，以定义为成套零件；

(c)决定是否通过物理模型、计算机或手动绘图来组装成套零件；

(d)提供三种类型的单元组件，其中：

(1)最大高度为一层半的非核心单元组件，其中，屋顶的最低部分在组件的至少一侧高出地面约一层或更少；

(2)是一种核心单元组件，其中外墙至少始终足够高，以通过墙与墙表面的接触容易地容纳非核心附加物和延伸物；

(3)是核心和非核心组件的组合，以及

(e)使用三种类型的单元组件中的至少一种来产生至少一个模型建筑和建筑设计。

目标和优点

(1)一个用户友好的系统，使普通建筑的设计过程更容易、更快、更容易被任何人使用。绘图能力或计算机绘图知识不是必要的。

(2)直观的科学和教育过程，可以提高用户的想象力、审美能力和解决问题的技能。

(3)根据用户选择的单元类型，设计的范围可以从简单到复杂，例如，从使用少量单元和几个房屋的棱柱形单层建筑到复杂的多层建筑，该单层建筑具有平面屋顶、单坡面屋顶或人字形屋顶，该复杂的多层建筑具有附加物和延伸物，并许多房屋由大量不同的单元和使用屋脊形状、凹谷形状、交叉型状或弧形形状的多个坡度屋顶制成。

(4)尽管模型建筑是模块化的，具有许多明显的接缝，但建议的全尺寸建筑不必是模块化的或具有暴露的接缝。

(5)单元的模块化特点允许容易地探索可替换设计的可能性。

(6)空间规划和服务可以在模型发展的同时，或在外壳最终确定之后使用房屋大小单元的网格作为指南来制定。

(7)很多现代建筑都很宽，依赖人工照明和空调。这个系统鼓励较窄的建筑侧翼、屋顶采光、庭院、自然采光和交叉通风。

(8)为进一步个性化设计结果，定制表格可专门设计为与零件库中的单元相结合，该零件库是非详尽的。

(9)个体单元和三种类型的单元组件被设计成允许建筑逐个房屋地递增地增长，使得分阶段建造建筑变得容易，同时在每个阶段看起来完整。

附图说明

从以下对本发明一些实施例的描述中，可更清楚地理解本发明，这些实施例仅通过参考附图的方式给出，其中：

第1/5页显示了零件库，该零件库包括在左手侧基于屋顶形状的个体单元类型的垂直柱，图1A至图6A，每个都具有全房屋大小的占地面积、最小全高墙和各种低至中等坡度屋顶，除了具有非常低坡度平面屋顶的图1A，还包括具有弧形屋顶的图7B。

具有相同图号但不同字母后缀的各种相关单元位于相邻的水平行中。房屋类型可以是房屋单元，也可以是阁楼单元。房屋单元具有低到中等坡度的屋顶，内部带有字母“L”的单元是具有弧形或中等至陡峭屋顶坡度的阁楼单元。阁楼使陡峭的屋顶变得有用，它消除了浪费的屋顶空间，矮阁楼墙可以容纳增加和扩展。

图1A至图1F是分类为“平面”的单元的透视图，除了图1D之外，具有至少一层高的全高墙。顶面可以是低坡度的平面屋顶，也可以是平地板/天花板。图1A是一个立方体房屋单元。图1B是立方体半个房屋单元。图1C是一个立方体的四分之一房屋单元。图1D是具有可调节高度的矮墙的立方体单元。图1E是具有三角形占地面积的半个房屋单元。图1F是具有四分之一的形占地面积的房屋单元。

图2A至图2G为被分类为单向单倾斜屋顶的“单坡面”单元的透视图。图2A是基本的房屋单元。图2B是半个房屋单元。图2C是四分之一房屋单元。图2D是一个半个阁楼单元，有一个陡峭坡度屋顶和一面矮墙。图2E是阁楼单元，其具有在一侧连接到地板的高坡度屋顶，具有使用图1D(虚线)增加高度的能力。图2F是具有复合屋顶的阁楼单元，该复合屋顶将陡峭和低到中等坡度结合成半复折式形状，具有使用下面的图1D(虚线)增加高度的能力。图2G是一个对角地截的立方体阁楼单元，有一个不寻常的低坡度屋顶。

图3A至图3E被分类为“人字形”的单元的透视图，其中屋顶从水平脊线向相反方向向下倾斜。图3A是一个房屋单元。图3B是半个房屋单元。图3C是在相对侧具有两个矮墙的陡峭坡度阁楼单元。图3D是类似于图3C的“A”框架阁楼单元，但是屋顶在相对侧延伸到地板。占地面积是适中房屋大小的1.5倍。图3E是对角地截的立方体房屋单元。

图4A至图4G被分类为“屋脊(hip)”的单元的透视图，根据发明人的定义，屋脊(hip)是指两个单坡面屋顶在外角以直角相交时形成的斜脊。屋顶的形状要么是四分之一，一半或全角锥体坐落在四面的底座上。图4A是在立方体底座顶部具有四分之一角锥体屋顶的房屋单元。图4B是在立方体底座上具有四分之一角锥体屋顶的四分之一房屋单元。图4C是四分之三的房屋单元，在具有“L”形占地面积的底座上具有截的四分之一角锥体“环绕”屋脊屋顶。图4D是在立方体底座上具有角锥体屋顶的房屋单元。图4E是在矩形立方体底座上具有半角锥体屋顶的半个房屋单元。图4F是具有高坡度四分之一角锥体屋顶的阁楼单元，在屋顶直接连接到地板的两个相邻侧面上没有墙，在下面具有使用图1D增加高度的能力(虚线)。图4G是具有四分之一角锥体复合“折线形”屋顶的阁楼单元，该屋顶具有低到中等坡度的上部屋顶，结合有连接到两个相邻侧的地板的陡峭坡度的下部屋顶，在下面使用图1D增加了高度容量。

图5A至图5D被分类为“凹谷”的单元的透视图，凹谷是指两个单坡面屋顶在内角以直角相交时形成的斜谷檐槽。图5A是一个带凹谷屋顶的房屋单元。图5B是凹谷屋顶的四分之一房屋单元。图5C是一个高坡度的凹谷屋顶阁楼单元，其中屋顶在一个角落与地板连接，增加了虚线所示的高度容量。图5D是阁楼单元，其具有根据图4G的复合凹谷“折线形”屋顶，在一个角处连接到地板，虚线示出了增加的高度容量。

图6A至图6H是被分类为“交叉或相交的”屋顶的单元的透视图，有时被视为“交叉人字形”，其中屋顶以直角相交。在某些情况下，单坡面屋顶与人字形相交，或者相交的屋顶可能具有不同的坡度。图6A是具有交叉人字形屋顶的房屋单元。图6B是与低坡度人字形屋顶相交的低坡度单坡面房屋单元。图6C是具有一个矮墙的中等坡度单坡面阁楼单元，该矮墙与中等坡度人字形房屋单元相交。图6D是单坡面高坡度的阁楼单元，该阁楼单元与具有增加的高度容量的陡峭坡度人字形相交。图6E是一个带有交叉人字形陡峭坡度屋顶的阁楼单元。图6F示出了与单坡面陡峭坡度的半个阁楼单元相交的中等坡度的人字形屋顶。图6H是与人字形陡峭坡度阁楼单元相交的放大的“A”框架阁楼单元。占地面积是适中房屋大小的2.25倍。

图7A至图7E为具有分类为“弧形”的屋顶的单元的透视图。图7A是在两个相对侧上具有矮墙的桶形屋顶阁楼单元。图7B是具有弓形拱屋顶的房屋单元。图7C是一个阁楼单元，具有尖拱形屋顶和在相对两侧的矮墙。图7D是一个阁楼单元，在一侧具有弧形单坡面屋顶和矮墙。图7E是阁楼单元，该阁楼单元具有在一侧与地板连接的四分之一圆的形屋顶，使用图1D(虚线)增加了高度容量。

图8A至图8E为老虎窗的透视图，该老虎窗可置于阁楼单元上，以改善自然采光和通风。图8A是单坡面老虎窗。图8B是人字形老虎窗。图8C是平面老虎窗。图8D是屋脊老虎窗，图8E是弧形老虎窗。

图9A至图9B为现有技术的示例，分别显示了较老的历史建筑和现代建筑的横截面。

以下附图示出了本发明的实施例，给出了组装模型建筑的示例，通过使用参考数字显示了零件库中的每个单元如何使用透视图、俯视图和横截面关系图进行组合以描述模型。横截面关系图同时显示了模型中的多个部分。图10A至图12给出了本发明的概述，示出了从零件库中选择的特定单元如何能够被组合以形成核心、非核心和组合核心/非核心模型，以及如何通过增加屋顶屋檐的高度以形成核心，建筑能够递增地增长。

图13A至图19为简单棱柱形建筑的二维横截面关系图，其显示了如何组合单元以生产具有非核心、单个房屋宽度核心或多个房屋宽度核心的建筑，其中大部分侧面为非核心附加单元。核心被赋予一个粗轮廓，以区别于非核心附加单元。可替换的、附加的单元可以仅在核心的一侧显示为分级结构。

图13A至图l3D为一层半非核心建筑。图14A至图14J是一到一层半的单核心建筑，图15A至图15E是二到三层的单房屋宽度的核心建筑，图16A至图16C是一层半到二层半的双房屋宽度的核心建筑，图17A至图17C是两层三房屋宽度的核心建筑，图18A至图18C是二到三层四房屋宽度的核心建筑，图19是三层五房屋宽度的核心建筑。

图20A至图27E是由更多单元选择制成的更复杂的三维模型。图20A至图20C是包括三个2D组件的三层谷仓型建筑的透视图、俯视图和横截面图，三个组件与两个房屋宽的核心部和中等至陡峭的多个坡度屋顶成直线堆叠。两侧是非核心附加物。

图21A至图21C为两层建筑的透视图、俯视图和剖面图，其具有几乎被非核心附加物包围的交叉型核心和低到陡峭的多个坡度屋顶。

图22A至图22C分别为具有正方形核心和中等单坡度屋顶的两层建筑的透视图、俯视图和横截面图，该两层建筑具有非核心附加物和延伸物。

图23A至图23C为两层建筑的透视图、俯视图和剖面图，其具有几乎完全被附加物包围的“T”形核心和各种屋顶类型，包括弧形桶形阁楼。

图24A至图24B分别为一层半建筑的透视图、俯视图和剖面图，该建筑具有带老虎窗的高的多个坡度屋顶、矩形核心占地面积和非核心附加物和延伸物。

图25A至图25C显示了两层建筑的透视图、俯视图和剖面图，该两层建筑具有复合多坡度、带交叉人字形和老虎窗的复折式屋顶，以及带核心延伸部分和非核心附加物的“L”形核心。

图26A至图26B分别显示了带老虎窗的一层半高屋脊屋顶核心建筑和带老虎窗的复式“折线形”屋顶核心建筑的透视图。两栋建筑都有高度延伸器单元。

图27A至图27E显示了两层中等坡度人字形屋顶建筑的透视图、俯视图和剖面图，该建筑具有由附加单元围绕的交叉型核心。交叉的端部由屋脊(hip)两层核心附加物终止，该两层核心附加物带有非核心较低的单坡屋顶。还示出了具有由非核心“环绕”附加单元包围的两层核心角锥体形屋顶核心的亭子的简单例子，其具有与图27A相似的截面图。

图28A至图28G为具有相交屋顶的建模组件的透视图，显示了如何将图6A至图6H的装置交叉单元整合到模型中。图28A是具有核心延伸部的核心组件。图28B是一层半的核心体与两层的核心体相交的核心体组件。图28C是与核心高坡度人字形阁楼相交的陡峭坡度人字形非核心阁楼。图28D是一个两层半的“L”形核心。图28E示出了两个一层半高的陡峭人字形核心组件与一个非核心的一层半高的“A”框架陡峭人字形阁楼相交。图28F是与两层人字形核心部分相交的一层半复折式屋顶核心部分。图28G是与一层半高的陡峭人字形核心相交的一层半高的复折式核心。

图29为低坡度两层人字形核心的透视图，在相对的端部有一层半高坡度无核心人字形延伸部分。

图30A和图30B为具有三种类型的平面房屋单元的组件的透视图和俯视图。

图31为大型核心/非核心结构的透视图，使用多个仅一种类型的单元，代表平面结构开间模块。

图32A至图32C分别为透视图、俯视图和剖面图，显示了用于核心/非核心组件的带人字形屋顶的对角地截的立方体房屋单元。

图33A至图33C分别为透视图、俯视图和截面图，显示了用于组合核心/非核心组件的对角地截的立方体阁楼单元，具有单坡面屋顶。

图34A至图34K为房屋和阁楼单元的透视图，其具有各种可能的墙开口，这些开口可因墙而异，因此通过旋转单元可呈现不同的布置。图34A和图34B是旋转后的同一个平面房屋单元。图34C和图34D是旋转的相同人字形单元，而图34G是旋转的相同单坡面单元。

图35A至图35H为由四个单坡面单元和四个屋脊单元组成的相同两种房屋单元的八种不同非核心配置的透视图。

图36A至图36H为使用三种类型的八个房屋单元的七种不同组合核心/非核心配置和一种非核心配置的透视图。

图37A至图37H为使用三种类型的十四个房屋单元的八种不同核心/非核心组合配置的透视图。

具体实施方式

图9A和图9B分别为过去和现在建筑实践的现有技术示例。图9A是一座历史性建筑，有悬挂的木地板、高墙、高平面天花板和中等坡度的屋脊屋顶，该屋脊屋顶两侧有单坡面的附加物，这可能会限制自然光和通风进入主建筑。这座建筑可能会被提升、移动和回收，但它有不必要的高墙和天花板，封闭的屋顶空间是浪费。图9B是具有屋脊屋顶的现代建筑的横截面，其具有最小的墙和天花板高度以及低悬垂屋檐，使得向外扩展困难且昂贵，同时在低坡度屋顶和平面天花板之间不必要的大跨度桁架阻止了容易向上扩展到浪费的屋顶空间。混凝土楼板可防止移动、提升或回收。

图10A至图12概述或总结了本发明的工作原理，以及如何组合和重新配置单元，以产生各种可替换方案。

图10A显示了四个四分之一角锥体低坡度的屋脊屋顶房屋单元68组合形成的非核心建筑，四周均为角锥体屋顶和低屋檐，难以添加。

图10B显示了四个单坡面低坡度的房屋单元56，它们组合在一起形成了两侧带有低屋檐的非核心人字形屋顶建筑，使其仅在两端部易于延伸。

图10C显示了四个平面房屋单元50组合形成的两层核心建筑，该建筑的屋顶屋檐较高，便于四周添加。

图10D将图10A、图10B和图10C中的所有12个房屋单元组合在一起，形成一个核心/非核心组件，其中主要的两层核心单元50两侧为非核心单坡面附加单元56，在中间形成一个三斜屋顶结构，在每个端部各有两个屋脊四分之一角锥体屋顶房屋单元68，偏离主网格。图10E是以粗轮廓示出四个核心单元50的俯视图，四个核心单元50被八个附加单元56和68包围，增加了三倍的地板面积。该附加物是通过简单的墙与墙的连接实现的，如果分阶段建造，会造成最小的破坏。作为可替换选择，如果核心被删除，中央空间可以成为一个庭院或两层楼高的封闭中庭。图10F是横截面关系图，示出了不同的单元如何与两层核心体以粗轮廓垂直关联。

图11A显示了六个单坡面低坡度屋顶房屋单元56，它们组合在一起形成一个无核心建筑，带有蝶形屋顶和内部檐槽。因为屋顶的最低部分是内部的，这个建筑可以在它的两个侧墙上有附加物，在它的两个端墙上有延伸物。

图11B所示为四个凹谷型低屋顶坡度房屋单元75，它们组合在一起形成一个正方形非核心建筑，该非核心建筑具有交叉型人字形屋顶，易于向四周延伸。

图11C显示了图11A和图11B中单元组合的俯视图，其为带有粗轮廓的核心矩形庭院建筑，可在四周添加。图11D是图11C的横截面关系图，示出了四周的高墙，这使得易于添加或扩展。

图11E显示了由四个位于拐角处的凹谷单元75和六个位于其间的单坡面单元56组成的庭院建筑。

图12为横截面关系图，显示了两层附加单元，位于两层半高的核心板侧面，带有弯曲的弧形单坡面阁楼90。第一层附加单元50和56有两层楼高，这使它们成为四个房屋宽的核心部分的一部分。第二层单元是非核心附加物56。使得过道总数为6个，房屋总数为12个。叠加在该部分上的是两层公寓单元50或单坡面单元56以及只有六个房屋的公寓单元50，这表明核心高度的微小增加可以产生更大的扩展可能性。

图13A显示了人字形陡峭坡度“A”框架阁楼单元66，该阁楼单元66比单元65宽50％，但具有相同的总高度和屋顶坡度，位于平面房屋单元50和平面半个房屋单元51的顶部，形成一层半的非核心建筑，一个半房屋宽。

图13B显示了两个高坡度单坡面阁楼单元60，该两个高坡度单坡面阁楼单元60组合在两个平面房屋单元50的顶部形成人字形屋顶，形成两个房屋宽的非核心建筑。

图13C显示了两个单坡面复合阁楼单元61，该两个单坡面复合阁楼单元61组合在两个平面天花板房屋单元50的顶部形成了一个复折式屋顶，形成了两个房屋宽的非核心建筑。

图13D显示了两个弧形四分之一圆的阁楼单元91组合在一起，在两个平面天花板房屋单元50的顶部形成半圆形屋顶，形成两个房屋宽的非核心建筑。

图14A至图l5E均为单宽核心/非核心组合三通道结构，核心为粗轮廓，两侧为非核心附加物。图14A示出了单个房屋宽度的核心部，该核心部在平面高度延伸器单元53的顶部具有平面房屋单元50，该高度延伸单元53的两侧是单坡面单元56。

图14B显示了平面屋顶房屋单元50，该平面屋顶房屋单元50位于平高度延伸器单元53的顶部，平高度延伸器单元53的两侧为非核心附加平面房屋单元50。

图14C所示为人字形陡峭坡度阁楼单元65，在平面房屋单元50顶部的两侧65为矮墙，平面房屋单元50的两侧为单坡面低坡度屋顶房屋单元56。

图14D显示了位于平面高度延伸器单元53顶部的倾斜至低坡度屋顶房屋单元56，该平面高度延伸器单元53的两侧为单坡面低坡度房屋单元56。

图14E显示了平面天花板房屋单元50顶部的倾斜至低坡度房屋单元56。形成单个房屋宽度的核心体，其两侧是非核心附加的倾斜至单坡面低坡度房屋单元56。

图14F显示了位于平面高度延伸器单元53顶部的人字形低坡度房屋单元63，该平面高度延伸器单元53的两侧为单坡面低坡度房屋单元56。

图l4G显示了平面天花板房屋单元50顶部的人字形中等坡度房屋单元63，该房屋单元50顶部的两侧为单坡面中等坡度房屋单元56。

图14H显示了平面天花板房屋单元50顶部的尖拱形阁楼单元89，该平面天花板房屋单元50两侧为单坡面低坡度房屋单元56。

图14I显示了平面天花板房屋单元50顶部的弧形弓形拱房屋单元88，该平面天花板房屋单元50两侧为单坡面低坡度房屋单元56。

图14J显示了平面天花板房屋单元50顶部的弧形单坡面单元90，该平面天花板房屋单元50的两侧为单坡面低坡度屋单元56。

图15A显示了平面房屋单元50，该平面房屋单元50在平面高度延伸器53的顶部，平面高度延伸器53在平面天花板房屋单元50顶部，天花板房屋单元50两侧是弧形四分之一圆的阁楼单元91，该阁楼单元91在平面天花板房屋单元50顶部。

图15B所示为三层核心，在两个平面天花板房屋单元50的顶部设有人字形63房屋单元，两侧为平面天花板房屋单元50顶部的非核心附加一层半的半复折式阁楼单元61。

图1l5C显示了一个三层核心的平面房屋单元50，该平面房屋单元50的侧面是一个半层的附加弧形四分之一圆的阁楼单元91，位于平面天花板单元50的顶部。

图15D所示为两层半高的核心层，在两个平天花板房屋单元50的顶部有一个弧形桶形阁楼单元，两侧是平天花板房屋单元50上的一层半高坡度单坡面单元60。

图15E显示了两层半高的核心层，在两个平天花板房屋单元50的顶部设有人字形陡峭坡度阁楼单元65，在平天花板房屋单元50的顶部设有一层半高的半复折式阁楼单元61。

图16A显示了两个房屋宽的一层半高的核心层，包括位于平面房屋单元50顶部的两个陡峭人字形阁楼单元65，两侧为单坡面中等坡度的半个房屋单元57。

参见图16B，该图显示了两个房屋宽的两层半高的核心层，其包括两个单坡面高坡度的阁楼单元60，在四个平面房屋单元50顶部的两个平面高度延伸器单元53的顶部形成人字形屋顶，在平面房屋单元50顶部的一个半高的附加单坡面高坡度单元60位于两侧。

参考图16C，该图显示了两个房屋宽的两层半高的核心，由低到中等坡度人字形房间单元63组成，该形房间单元63位于平面高度延伸器单元53的顶部，平面高度延伸器单元53的两侧是单坡面陡峭的半个房屋阁楼单元59，该半个房屋阁楼单元59全部位于四个平面房屋单元50的顶部，平面房屋单元50的两侧是非核心的一层半高的附加半复折式单元61，附加半复折式单元61位于平房单元50的顶部。

图17A显示了由两个平面房屋单元50构成的三个房屋宽的两层核心，两个平面房屋单元50的两侧是平面房屋单元50顶部的单坡面低坡度房屋单元56。

图17B显示了由三个低坡度单坡面房屋单元56组成的三个房屋宽的两层核心，在平面房屋单元50的顶部具有锯齿形屋顶轮廓，侧面为非核心单坡面半个房屋单元57。

图17C显示了三个房屋宽的两层核心体，由位于平面高度延伸器单元53顶部的人字形低坡度房屋单元63和位于平面房屋单元50顶部的单坡面低坡度房屋单元56组成，平面房屋单元50两侧为非核心单坡面低坡度半个房屋单元57。

图18A显示了四个房屋宽的两层核心，形成了由两个单坡面低坡度房屋单元56组成的人字形屋顶，两个倾斜至低坡度房屋单元56均位于四个平面房屋单元50的顶部，四个平面房屋单元50位于两个平面延伸单元53的顶部，两侧是单坡面低坡度房屋单元56，均位于四个平面房屋单元50的顶部。

图18B显示了由两个弧形四分之一圆的阁楼单元91组成的三个房屋宽的两层半层核心，在四个平面房屋单元50的顶部的平面房屋高度延伸器单元53的顶部形成半球形屋顶，四个平面房屋单元50的侧面为两层第一层核心附加物，由平面半个房屋单元51顶部的单坡面中等坡度半个房屋单元57组成，平面半个房屋单元51的两侧为非核心单坡面房屋单元56。

图18C显示了由两个单坡面低坡度房屋单元56组成的四个房屋宽的三层核心，两个单坡面低坡度房屋单元56组合形成四个平面房屋单元50顶部的人字形屋顶，两侧是平面房屋50顶部的第一层两层核心附加倾斜至低坡度房屋单元56，两侧是非核心第二层单坡面低坡度房屋单元56。

图19显示了五个房屋宽的三层人字形屋顶核心体，该核心体由在两个平面房屋单元50顶部的人字形低坡度房屋单元63构成，两个平面房屋单元50两侧为平面房屋高度延伸器单元53顶部的单坡面低坡度房屋单元56，单坡面低坡度房屋单元56全部位于平面房屋单元50顶部，平面房屋单元50两侧为非核心单坡面低坡度房屋单元56。

图20A显示了类似谷仓的更复杂的三维结构，该三维结构利用六种不同的单元类型，具有两个房屋宽的核心体，该核心体两侧为非核心单坡面中等坡度的半个房屋单元57，三个开间深，其中每个开间具有不同横截面的核心体。第一开间是两层半，在两个平面房屋单元50的顶部有一个人字形陡峭坡度阁楼单元65，在平面半个房屋单元51的顶部有一个半层的单坡面陡峭坡度的半个房屋阁楼单元59。第二开间是三层，在两个平面房屋单元50的顶部有一个人字形中等坡度房屋单元63，在平面的半个房屋单元51的顶部有第一层核心附加单坡面中等坡度半个房屋单元57。第三开间有两层半高，在两个平面房屋单元50的顶部有陡峭的人字形阁楼65，两侧是在平面半个房屋单元51顶部的第一层核心附加单坡面中等坡度的半个房屋单元57。

图20B显示了带有过道和开间网格的正方形底座和显示矩形核心的粗轮廓的谷仓。图20C是将三个部分组合成一个部分的横截面关系图，示出了具有粗轮廓的核心。这可以被称为水平堆叠。

图21A利用了七种不同类型的单元，显示了一层半至两层的建筑，其核心由陡峭人字形阁楼单元65和低坡度单坡面房屋单元56组成，位于平面房屋单元50的顶部，几乎被附加单坡面低坡度房屋单元56、四分之一房屋单元58和半个房屋单元57以及屋脊四分之一房屋低坡度单元69和环绕屋脊四分之三房屋单元70包围。图21B以粗轮廓示出了交叉型核心的平面图，以及人字形、屋脊和单坡面元件的组合。图21C是横截面关系图，以粗轮廓示出了具有下降屋顶和延伸屋顶附加物和核心部的多坡度屋顶结构的多个横截面。

图22A利用了四种不同类型的单元，显示了单坡度屋顶组件和两层带人字形屋顶的核心，由四个平面房屋单元50顶部的四个单坡面中等坡度的房屋单元56组成，两侧为一侧的附加单坡面房屋单元56和另一侧的附加凹谷房屋单元75，凹谷单元75一侧为人字形延伸部分，另一侧为屋脊附加部分，延伸交叉人字形之间为直角终止屋脊屋顶68。屋脊屋顶房屋单元68和凹谷屋顶房屋单元都被称为附加物，因为屋顶的一部分或全部以直角向下倾斜到核心部，而平行于核心部向下倾斜的单坡面房屋单元被称为延伸部分。延伸部分末端的屋脊屋顶房屋单元68被称为终端。图22B示出了具有粗轮廓的正方形核心的俯视图。图22C示出了横截面关系图，其中两层核心部分为粗轮廓，中等坡度屋顶使得屋顶线连续。

图23A利用了九种不同的单元类型，具有“T”形两层核心，三个桶形阁楼单元87从平面房屋单元50延伸至平面高度延伸器房屋单元53的顶部，所有房屋单元均位于平面房屋单元50的顶部。该核心被附加的屋脊单元70、单坡面半部单元57和四分之一房屋单元58以及终止于屋脊半角锥体半个房屋单元72的两个延伸部分57和64包围。图23B以粗轮廓示出了“T”形核心。图23C是以粗轮廓显示核心的横截面图。分隔桶形阁楼的平面房屋单元50使得建造起来更容易，而不需要它们相交时所需要的精心制作的拱顶。

图24A采用了11种不同的单元类型，显示了一层半的线性矩形结构，其核心由四个凹谷高坡度阁楼单元77组成，形成交叉人字形屋顶，其一端由两个单坡面高坡度阁楼单元60延伸形成人字形，其中一个单元具有平面屋顶老虎窗94，所有单元均位于六个平面房屋单元50顶部的六个平面高度延伸器房屋单元53的顶部，在该核心体的一侧是中等坡度的非核心附加物，包括屋脊环绕的三个四分之一房屋单元70，其邻接倾斜到一半的房屋单元57，邻接四分之一房屋单元58，邻接两个凹谷四分之一房屋单元76，邻接延伸人字形房屋单元63，并在核心体末端是由两个单坡面高坡度的阁楼单元60组成的非核心延伸部分，其中一个具有平面老虎窗94，在两个平面房屋单元50的顶部形成人字形屋顶阁楼。图24B以粗轮廓示出了矩形核心的底座，而图24C是包括多个截面的截面关系图。

利用九种不同的单元类型。图25A为一层半的核心/非核心组合，两个凹谷复合阁楼单元78连接至两侧的单坡面半复折式阁楼单元61，形成带单坡面老虎窗92的“L”形复折式屋顶。在一端延伸到人字形陡峭坡度阁楼单元65中，在另一端延伸到由两个单坡面单元56组成的人字形中，进一步延伸到人字形中等坡度屋顶单元63。半复折式单元61位于平面高度延伸器单元的顶部，并所有单元位于平面房屋单元50上，在“L”的内表面上具有小的非核心附加单坡面房屋单元57。图25B显示了围绕“L”形和延伸部分的核心的粗轮廓。图25C示出了人字形中等坡度屋顶单元63和陡峭人字形阁楼单元65如何整齐地“装配”在高度延伸器53单元上的两个半复折式单元61和两个单坡面中等坡度房屋单元56内。

采用五种不同单元类型的图26A为一层半高的核心结构，该核心结构带由单坡面高坡度阁楼单元60和屋脊四分之一角锥体高坡度阁楼单元73组成的屋脊屋顶，弧形老虎窗96位于平面房屋单元50顶部的平面房屋高度延伸器单元53顶部的接缝处。

采用五种不同单元类型的图26B为一层半高的核心结构，该核心结构的折线形屋顶由单坡面半复折式阁楼单元61和屋脊折线形复式阁楼单元74组成，屋脊天窗位于平面房屋单元50顶部的平面高度延伸器房屋单元53顶部的接缝处。

使用九种不同单元类型的单坡度两层核心/非核心组合交叉型建筑，该建筑的核心由四个人字形中等坡度单元63组成，从交叉型人字形中等坡度单元79延伸出，所有单元位于五个平面屋顶单元50的顶部，五个平面屋顶附加单元包括倾斜至四分之一房屋单元58和凹谷四分之一房屋单元76，在横截面上形成三层结构。每一个延伸部分的终端都是一个核心层/非核心层的组合，即一个屋脊屋顶的顶层位于一个带单坡屋顶的低层之上。这四种变型是矩形97、八边形98、六边形99和圆锥形100。这些单元可以添加到零件库。图27B示出了带有粗轮廓的核心部的俯视图，而图27C是示出了核心部的截面图，该核心部包括位于平面单元50顶部的人字形单元63，该平面单元50的两侧是单坡面一半的房屋单元58。图27D示出了两层凉亭，其具有与图27C类似的截面，除了它是位于平面单元50顶部的屋脊锥体单元71，由四个四分之三房屋的“环绕”单元70围绕。图27E是以粗轮廓示出核心的俯视图。

图28A显示了由三个单坡面低坡度房屋单元56和一个交叉屋顶单元80组成的核心两层建筑，该交叉屋顶单元80在四个平面房屋单元50的顶部形成人字形屋顶，在末端的平面单元50核心延伸部分上有一个人字形单元63，另一个相同的侧翼连接到侧面的交叉单元。

图28B为单坡度交叉型人字形的另一个实例，其中，由单坡面中等坡度单元形成56人字形屋顶(阁楼)的核心两层建筑在屋檐处具有变矮的墙，两个交叉屋顶房屋单元81背靠背位于侧墙的中央，两侧各有一个人字形老虎窗，均位于六个平面房屋单元50的顶部。

图28C所示为一层半高的核心建筑，其高坡度人字形屋顶由五个单坡面单元60和一个高坡度交叉屋顶单元82形成，位于高度延伸器单元53和平面单元50的顶部，与一层半高的一个半个房屋宽的非核心建筑呈“T”形连接，平面单元50和平面半个房屋单元51的顶部为陡峭坡度“A”框架阁楼66。

图28D所示为两层半“L”形核心/非核心组合建筑，由交叉人字形陡峭坡度阁楼单元83构成，两个人字形陡峭坡度单元65以直角延伸，均位于六个平面房屋单元50的顶部，非核心单坡面附加半个房屋单元57位于地面。

图28E显示了由两个交叉屋顶陡峭坡度单元86组成的单坡度一层半核心/非核心组合建筑，单元86具有一个半房屋宽度侧面，每个单元位于一个平面房屋单元50、两个平面半个房屋单元51和一个平四分之一房屋单元52的顶部。

图28F显示了一层半高的核心建筑，其具有由四个半复折式单元61组成的复折式屋顶，四个半复折式单元61具有人字形老虎窗93，中间为人字形房屋单元63，均位于平面房屋单元50顶部的平面高度延伸器单元上。中间人字形的侧面是多坡度人字形/单坡面屋顶单元84。

图28G显示了一层半高的核心建筑，其具有由位于平面高度延伸器单元53顶部的三个人字形房屋单元63构成的复折式屋顶，其两侧为位于一侧的三个单坡面陡峭坡度阁楼单元59和位于另一侧的两个单坡面陡峭坡度半个房屋阁楼单元，六个平面房屋单元50之间的交叉屋顶陡峭坡度半个房屋单元85全部位于其顶部。

图29显示了由两个单坡面低坡度房屋单元56组成的两层中央核心，在两个平面房屋单元50的顶部形成人字形屋顶，在其端部有两个非核心延伸部分，每个延伸部分由两个平面房屋单元50顶部的两个单坡面高坡度阁楼单元60组成。

图30A显示了核心/非核心组合两层建筑。核心部分由六个平面房屋单元50和四个平面四分之一圆的房屋单元55组成，非核心部分由三个平面对角的房屋单元54组成。图30B以粗轮廓示出了核心部分和以45度角延伸的对角的非核心部分。

图31显示了仅使用一种单元53的三层核心/非核心组合建筑，该单元53可以是具有结构开间作为设计模块而非房屋大小单元的较大规模建筑。该组件展示了一个三层的风车式结构，中央有一个庭院，四周有两层类似平台的单元，可以分阶段建造，并根据需要延伸。

图32A所示为两层核心/非核心组合结构，由四个对角的人字形低坡度单元67的中央核心组成，位于四个平面房屋单元50的顶部，被附加的非核心单坡面低坡度房屋单元56包围，对角的人字形单元67位于角落。图32B示出了具有粗轮廓的核心的俯视图，而图32C示出了在同一图上具有多个正视图和截面的横截面图。

图33A所示为两层核心/非核心组合结构，该组合结构由四个对角单坡面低坡度单元62的中心核心构成，位于四个平面房屋单元50的顶部，四个平面高度延伸器单元53被附加的非核心单坡面低坡度房屋单元56包围，对角单坡面阁楼单元62位于拐角处。图33B是以粗轮廓示出具有核心的简单网格的平面图，而图33C是示出增加平面房屋高度延伸器单元53以增加核心的高度的横截面图。

图34A和图34B显示了同一平面房屋单元50水平旋转时的可能开口。当一个房屋可以传达两个方面时，这样可以节省制作两个房屋单元的时间。图34C和图34D示出了当水平旋转时具有两个不同方面的同一人字形房屋单元63。图34E和图34F分别示出了屋脊四分之一角锥体屋顶单元68和屋脊角锥体有顶单元71中的可能开口。图34G示出了从两个方向观察的单坡面房屋单元56中的可能开口，可能包括高的水平天窗。图34H至图34K分别示出了凹谷房屋单元75、桶形阁楼单元87、陡峭人字形阁楼单元65和弧形单坡面阁楼单元90中的可能开口。

图35A显示了非核心典型的所谓“屋脊”屋顶建筑，两个房屋宽，矩形占地面积，由四个低坡度倾斜房屋单元56和四个屋脊四分之一角锥体房屋单元68组成。在本说明书中，单词屋脊(hip)仅指角锥体形的角单元。图35B至图35H是相同的八个房屋单元的非核心重新配置。图35B中央有一个庭院。图35C具有“T”形布局。图35D是一个风车式排列。图35E有部分蝶形屋顶和内部檐槽。图35F具有带两个偏移延伸部分的正方形中心部分。图35G具有两个正方形偏移部分。图35J具有“H”形布局。

图36A为八个房屋单元的核心/非核心组合组件，包括四个单坡面单元56、两个人字形单元63和两个类似美国谷仓的平面房屋单元50，图36B至图36H为多种可能的重新配置中的七种。图36B具有两层核心体，在核心体的三个侧面上具有随机的非核心延伸部和附加物。图36C类似于图36A，除了附加物已经被改变为扩展。图36D在平面两层核心上有边对边的人字形，带有非核心附加物和延伸物。图36E是带庭院的非核心建筑。图36F具有两层核心，非核心附加物和延伸物形成“L”形。图36G有一个两层的核心，在平面单元上有蝶形屋顶，一个非核心的相邻组件围绕着一个庭院。图36H在平面单元上有一个两层单坡面核心，带有一个“L”形非核心延伸部分。

图37A显示了十四个单元的核心/非核心组件，包括六个单坡面单元56、六个平面房屋单元50和两个人字形单元63，其中建筑具有八个单元的矩形底座，而顶层具有两个六个单元的“L”形房屋布局。图37B至图37H是图37A的许多可能的重新配置中的七种。图37B是具有两个分开的两层单室核心的“U”形配置。图37C具有一个矩形底座，带有两个独立的双室两层核心。图37D有一个带有两个独立的两层单个房屋占地面积核心的庭院。图37E有一个矩形底座和四个带两个人字形延伸核心的房屋核心。图37F在八个房屋的矩形底座的顶部具有六个房屋的“U”形核心。图37H有一个四室蝶形核心，在一个八单元矩形底座的顶部有一个双人字形延伸部分。

因此，提供了一种模型制作系统，该系统允许用户从综合零件库装置中选择多个适当的非附属预先设计三维空间限定形式，然后通过组装这些形式以制作精确模型的过程来设计建筑。随着设计的发展，模型可以很容易地被修改，并以后可以被拆卸以重复使用。好的设计是预防问题，而不是事后试图解决问题，在这种情况下设计建筑意味着能够轻松探索可替换设计路径，并提供详细的信息和指导，以建造实用、价格实惠、可改变的、维护节约、有效利用空间和能源的建筑。

附图标记

单元描述＝屋顶形状/坡度/墙高和形状/房屋大小/房屋类型

50平面/非常低/全高/全/房屋

51平面/非常低/全高/半/房屋

52平面/非常低/全高/四分之一/房屋

53平面/非常低/矮/全/高度延伸器

54平面/非常低/全高对角线/半/房屋

55平面/非常低/全高弧形/几乎全高/房屋

56单坡面/低到中等/全高/全高/房屋

57单坡面/低到中等/全高/半高/房屋

58单坡面/低到中等/全高/四分之一/房屋

59单坡面/陡峭/矮/半/阁楼

60单坡面/高/矮/高/阁楼

61单坡面/复合/矮/全/阁楼

62单坡面对角线/低/矮/高/阁楼

63人字形/低到中等/全高/全/房屋

64人字形/低到中等/全高/半/房屋

65人字形/陡峭/矮/全坡/阁楼

66人字形框架/陡峭/矮/较大/阁楼

67人字形对角线/低到中等/全高/全/房屋

68屋脊四分之一角锥体/低到中等/全高/全高/房屋

69屋脊四分之一角锥体/低到中等/全高/四分之一/房屋

70屋脊四分之一角锥体/低到中等/全高/四分之三/房屋71屋脊角锥体/低到中等/全高/全/房屋

72屋脊半角锥体/低到中等/全高/半/房屋

73屋脊四分之一角锥体/高/矮/全/阁楼

74屋脊四分之一角锥体/复合/矮/全/阁楼

75凹谷/低到中等/全高/全/房屋

参考数字…接上页

单元描述＝屋顶形状/坡度/墙高和形状/房屋大小/房屋类型

76凹谷/低到中等/全高/四分之一/房屋

77凹谷/高/矮/全/阁楼

78凹谷/复合/矮全/阁楼

79交叉人字形/低到中等/全高/全/房屋

80交叉人字形单坡面/低/全高/全/房屋

81交叉人字形单坡面/中等/全高/全高/房屋

82交叉人字形单坡面/高/矮/全/阁楼

83交叉人字形/陡峭/矮/全/阁楼

84交叉人字形单坡面/中等至陡峭/全高/半/房屋

85交叉人字形单坡面/陡峭/矮/半/阁楼

86交叉人字形框架/陡峭/矮/较大/阁楼

87弧形桶型/不适用/矮/全/阁楼

88弧形弓形拱/不适用/全高/全/房屋

89弧形尖拱/不适用/矮/全/阁楼

90弧形单坡面/不适用/矮/全/阁楼

91弧形单坡面/四分之一圆/不适用/矮/全/阁楼

92单坡面屋顶老虎窗

93人字形屋顶老虎窗

94平面屋顶老虎窗

95屋脊屋顶老虎窗

96弧形屋顶老虎窗

97终端具有单坡屋顶的两层矩形屋脊

98终端具有单坡屋顶的两层八边形屋脊

99终端具有单坡屋顶的两层六边形屋脊

100终端具有单坡屋顶的两层矩形屋脊

Claims (16)

1.一种设计建筑模型制作系统，包括：

(a)零件库装置，包括多个个体比例模型三维盒状空间，限定了代表适中房屋大小单元的形式，每个单元都具有正方形或矩形地板，与地板成直角的墙，以及形状选自包括平面形状、单坡面形状、人字形形状、屋脊形状、凹谷形状和交叉屋顶形状的组的屋顶，连同选自非常低坡度、低坡度、中等坡度、高坡度和陡峭坡度的组的屋顶坡度，所述单元进一步分类为具有可选的平面的或倾斜的天花板的、非常低到中等坡屋顶的和至少一层楼高的全高墙的房屋单元，或者具有倾斜的天花板和中等至陡峭坡度屋顶的阁楼单元，所述单元的最低部分连接到矮墙或直接连接到至少一侧或角落的地板；

(b)三种类型的单元组件，其中

(1)非核心单元组件，其最大高度为一层半，其中所述屋顶的最低部分在所述组件的至少一侧高出地面约一层或更少；

(2)核心单元组件，其中外墙至少始终足够高，以通过墙与墙表面的接触容易地容纳非核心附加物和非核心延伸物；

(3)核心组件和非核心组件的组合；以及

(c)成套零件，包括由用户从所述零件库中选择的多个至少一种类型的所述单元，并根据所述三种类型的单元组件中的至少一种进行组装，以产生至少一个模型建筑和建筑设计。

2.根据权利要求1所述的模型制作系统装置，还包括部分房屋和多个房屋大小的单元，所述组包括四分之一的房屋、半个房屋和四分之三的房屋大小的单元，以及一个半的房屋和二又四分之一的房屋大小的单元，分别是基本水平模块、适中房屋大小的单元的垂直细分和倍数。

3.根据权利要求1所述的模型制作系统装置，还包括具有可变高度矮墙的平面房屋高度延伸器单元。

4.根据权利要求1所述的模型制作系统装置，还包括具有附加的或可替换特征的以下单元；

(a)在平面屋顶类别中，具有对角墙的半个房屋单元以及带有象限墙的单元；

(b)在单坡面屋顶类中的半复折式复合屋顶阁楼单元，以及屋脊屋顶和凹谷屋顶类中的相关的复合屋顶阁楼单元；

(c)在单坡面屋顶种类的对角地截的立方体低坡度阁楼单元，以及在人字形屋顶类中的对角地截的立方体房屋单元；

(d)在四分之一角锥体屋脊屋顶类别中，具有多边形底座的角锥体、半角锥体和截的顶角锥体屋顶单元；以及

(e)在交叉屋顶类别中，人字形屋顶以及单坡面屋顶相交的单元。

5.根据权利要求1所述的模型制作系统装置，还包括具有被分类为弧形屋顶的单元，所述组包括桶形阁楼单元、弓形拱房屋单元、尖拱阁楼单元、单坡面阁楼单元以及四分之一圆的单坡面阁楼单元。

6.根据权利要求1所述的模型制作系统装置，还包括一系列用于中等至陡峭坡度屋顶的老虎窗屋顶附件单元，所述组屋顶形状包括平面形状、单坡面形状、人字形形状、屋脊形状以及弧形形状。

7.根据权利要求1所述的模型制作系统装置，其中，所述系统是模块化的，水平模块基于用于较小建筑的适中大小的房屋或用于较大建筑的结构开间，以及竖直模块是一层的适中楼层到楼层高度。

8.根据权利要求1所述的模型制作系统装置，其中，所述近似屋顶坡度的范围从非常低，大约5度；向低处，大约十五度；到中等，三十度左右；到高处，大约四十五度；到陡峭，大约五十五度。

9.根据权利要求1所述的模型制作系统装置，其中，所述单元是中空的盒状形式，具有用于窗户、门以及其它孔的开口，所述开口可以在所述单元的不同侧变化。

10.根据权利要求1所述的模型制作系统装置，其中，在使用中，在组装状态下，独立的非附属单元是不连接的、连续的，以及能够水平地、墙对墙地堆叠，以及从地面或基面垂直地堆叠，一个堆叠在另一个的顶部直至屋顶面。

11.根据权利要求1所述的模型制作系统装置，其中，在组合单元组件中，多个非核心附加单元的至少部分或全部屋顶以直角向下倾斜并远离核心墙，可以部分或完全包围核心组件，而非核心延伸单元从所述核心墙以直角伸出，具有平行于所述核心墙向下倾斜的屋顶的不能包围所述核心组件。

12.根据权利要求1所述的模型制作系统装置，其中，组装的模型建筑内的所述单元地板和墙表示过道和开间的模块化网格，承重柱位于或靠近单元的内角，但是它们不一定确定墙、地板、柱和梁的实际位置，以及可以用作预期结构和平面图布置的指南。

13.根据权利要求1所述的模型制作系统装置，其中，单元的屋顶显示为没有突出部分，尽管它们是允许的，以及取决于所述模型的目的和所述单元是如何制造的，它们可以作为附加的改进被结合。

14.根据权利要求1所述的模型制作系统装置，其中，所述单元可以通过激光切割从包含木材、胶合板、金属、纸板、纸以及泡沫的所述组中选择的材料或者通过塑料注射成型或3D打印来制造。

15.根据权利要求1所述的设计建筑模型制作系统，其中，所述零件库装置和组装过程可以通过计算机程序中的虚拟实体的形式提供。

16.一种制作模型建筑和建筑设计的方法，所述方法包括：

(a)提供零件库装置，包括多个个体三维盒状形式，代表适中房屋大小的单元，每个完整单元均具有正方形或矩形地板，与地板成直角的墙，以及从包括平面形状、单坡面形状、人字形形状、屋脊形状、凹谷形状和交叉屋顶形状的组中选择的屋顶，同时屋顶坡度从包括非常低坡度、低坡度、中等坡度、高坡度和陡峭坡度的组中选择，所述单元可以进一步分类为具有可选的平面的或倾斜的天花板、非常低到中等坡度的屋顶和至少一层楼高的全高墙的房屋单元，或者具有倾斜的天花板和中等至陡峭坡度的屋顶阁楼单元，所述单元最低部分或者连接到矮墙或者直接连接到至少一侧或角落的地板；

(b)从包括多个至少一种类型的单元的所述零件库装置中选择成套零件；以及

(c)组装所述单元以产生至少一个模型建筑和建筑设计，包括被称为外壳的结构和建筑围护结构。

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