CN115552081A - 用于建筑学模块化建筑构造的系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于模块化建筑组件的建筑模块。该建筑模块具有框架，该框架包括一个或多个平行六面体单元块和位于单元块的角处的连接节点，使得建筑模块可以使用连接节点以模块化方式连接在一起。还公开了一种用于建筑结构的系统，其包括这样的建筑模块，以及包括这些建筑模块的可居住的模块化建筑。

Description

用于建筑学模块化建筑构造的系统

技术领域

本发明涉及建筑模块，具体是可以组装成模块化建筑组件的建筑模块。本发明还涉及使用预制建筑模块的建筑构造。

背景技术

传统上，用于人类居住或使用的建筑结构是在预期结构的场地进行的，其中建筑材料以各种准备预期工作的状态被运输至场地，然后进一步准备并顺序地安装在结构中，直到建造时间段结束并且建筑投入使用以达到预期用途。在此类建筑的使用寿命期间，它需要维护并可能进行翻新，但在大多数情况下，建筑及其组成材料将保留在初始位置，直到被拆除。

最近，建筑以模块化方式构造，其中模块远离建筑场地预制，然后运输至建筑场地并建立在建筑场地上。构成现有技术的“模块化建筑”产业分为三大类。在第一类中，制造商交付并提供了一些精选的房屋设计，然后将这些房屋设计制造成适合运输的部件(模块)，然后在建筑场地建立和组装，之后建筑将在其使用寿命内保留。这些模块既可以是平面的，即可以是要在场地上连结的面板或预制元件，也可以是在已完成的建筑内形成封闭空间并在建筑场地上组装的体积单元。通常，此类建筑不适合在其它位置处拆卸和重新组装。模块化单元的组装方式与它们在房屋设计计划中的初始位置不同。这种预制建筑的方法可以描述为“房屋部件预制”。它的优势来自于在受控环境中生产某种标准化的房屋部件。第二类是以常规方式设计但在工厂环境中以适合在建筑场地运输和组装的单元制造的建筑。建筑单元将是非标准的和特定于项目的。与第一类一样，这种建筑方法的优势来自于在受控环境中，可能是在低工资地区生产建筑部件。产品标准化不是该类优势的重要方面。在第三类中，制造符合ISO集装箱外部尺寸的预制建筑模块，这些模块被运输至建筑场地并以预定的构造在那里组装。虽然这增加了建筑模块的运输可能性，但它阻碍了满足人类居住或使用的全部需求的建筑的建立。原因是ISO集装箱的高度限制。它们的标准外部高度为2438毫米(8英尺)或2591毫米(8英尺6英寸)，但也可提供外部高度为2896毫米(9英尺6英寸)的所谓高立方体集装箱。建筑的最低天花板高度因地点而异，但在美国被广泛用作基本规范的国际建筑规范规定，商业建筑和任何包含多于两个住宅单元的建筑物必须具有2286毫米(7英尺6英寸)的最低天花板高度。然而，根据美国全国住宅建筑商协会的数据，住宅和商业建筑物的常见天花板高度在过去几十年从2438毫米(8英尺)增加到2743毫米(9英尺)。在欧洲，预期和建筑规范规定的天花板高度通常为2500毫米。由于整个建筑模块的高度必须包括楼板和地板材料的厚度、底部和顶部覆层的厚度以及诸如管道和空气处理管道等维护系统的厚度，因此很明显，在ISO集装箱尺寸的限制下，很难容纳合理尺寸的建筑模块。

在遵守ISO集装箱尺寸标准时，模块化的概念也受到部分限制。ISO标准宽度为2438毫米或8英尺。以英尺为单位的ISO标准长度为5英尺、61/2英尺、10英尺、20英尺、30英尺、40英尺和45英尺。这些标准长度，除了40英尺长度，都不是标准宽度的整数倍。当遵守ISO尺寸范围的建筑模块连续设置成使得一个模块相对于其它模块旋转90°时，其它模块沿着该旋转的模块纵向并排设置使得它们的端部必然毗连该旋转的模块，并且该旋转的模块的长度与其它模块的组合宽度不匹配，但沿着40英尺模块纵向设置的五个模块除外。这限制了ISO集装箱尺寸标准方法的模块化。

现有技术对角节点位置及其间距的ISO标准的依赖排除了彼此成直角设置的建筑单元的连接。由于附连点的间距沿纵向方向和横向方向不相等，因此设置模块的唯一方法是平行设置，其中建筑单元的纵向轴线都指向同一方向。这严重约束了对于建筑构造的ISO集装箱尺寸方法的模块化。

因此，总而言之，现有技术没有结合建筑构造的真正模块化。要么建筑模块注定要在完工建筑中的某个位置，要么建筑模块的尺寸约束使得具有可接受的天花板高度的建筑构造是不切实际的。ISO集装箱尺寸方法对模块化建筑的灵活性也可能受到质疑。

发明内容

本发明涉及建筑构造领域，具体地涉及由符合模块化系统的可单独运输单元形成的建筑构造，这些单元本文中称为建筑模块。将建筑模块的物理尺寸标准化，使得它们的长度是其宽度的整数倍(即长度L＝n x A，其中L是建筑模块的长度，A是宽度，n是任何非零整数)。可以使用以规则间隔设置在模块内的连接装置来以多种方式设置和连接建筑模块，从而允许具有广泛建筑学设计的建筑构造。

在一方面，本发明涉及建筑模块。建筑模块包括框架，该框架包括一个或多个单元块，其中，每个单元块具有相等的长度和宽度的直角平行六面体(直方体)结构，框架具有四个直立的角柱和横梁，这些横梁设置在每个角柱的上端和下端处或附近，以连接框架中的相邻角柱并因此在建筑模块的每一侧处限定四个直角平行四边形。所得的第一对平行四边形是平行的，第二对平行四边形也平行且正交于所述第一对。建筑模块还包括多个连接节点，这些连接节点在对应于框架内的一个或多个单元块的角的位置处设置在框架上，连接节点适于选择性地、可逆地连接到建筑模块组件中相邻建筑模块上的连接节点。作为建筑模块设计的结果，通过允许建筑模块的至少一个单元块的连接节点接合至少一个另外的建筑模块上的至少一个单元块的连接节点，该模块可连接到至少一个另外的建筑模块。

至少一个另外的建筑模块优选地包括具有与该另外的建筑模块所要连接的建筑模块的单元块相同尺寸的单元块。连接节点优选地设置在单元块的所有八个角处，即在四个上角处和四个下角处。此外，建筑模块上的连接节点优选地以相同的方式设置，使得当两个或多个建筑模块组装时，一个建筑模块上的连接节点与相邻建筑模块上的连接节点相会(汇合/相碰)。因此，建筑模块代表了能够以多种几何方式组装以生成各种尺寸和形状的建筑构造的基本建筑块。

建筑模块的长度是其宽度的非零整数倍。每个建筑模块的模块化和每个建筑模块所包括的单元块的固定尺寸意味着相邻建筑模块上的连接节点将对齐，以使用能够沿任何定向(例如端对端、并排或端对侧)组装的多个建筑模块来进行建筑的轻松模块化构造。

角柱和连接角柱的梁(在角柱的上端处或附近连接的至少四根梁，以及在角柱的下端处或附近连接的至少四根附加梁)形成建筑模块的框架。通常，可以通过本领域已知的任何合适的结构解决方案来提供梁和角柱。梁可以例如设置为承载梁，诸如I形梁、L形梁(也称为L形角)、C形梁、U形梁(U形角)或管。梁也可以作为两种或多种类型的梁的组件提供，以生成具有期望承载能力的建筑模块。角柱可以适当地提供为L形角、管或棒。

梁侧向(横向)设置，即平行于地面设置，并且优选地设置成使得连接建筑模块的四个直立角柱的梁限定平行于地面的平面。可以存在连接于或靠近建筑模块的上角的第一组梁，以及连接于或靠近建筑模块的下角的第二组梁。两组梁由此限定了两个平行平面，这两个平面都平行于地面。

术语“直角平行六面体”，有时也称为“长方体”或“正交平行六面体”，是指长方形多面体，其中每个面都是矩形，所有角度都是90°。

在本文中，术语“连接节点”是指建筑物模块上的如下位置或位点，其包括用于接合两个或更多个相邻模块的装置。因此，连接节点是包含允许相邻建筑模块附连的装置的位置。这种附连可以包括在连接节点处接合相邻建筑模块的固定装置，诸如连接件(例如螺栓)。

在每个连接节点处可以提供一个或多个连接点，每个连接点提供用于将建筑模块固定至建筑模块组件中的另外的建筑模块的装置。

可以优选地在距角柱的上端和下端一定距离处连接至少一些梁。当如此设计时，连接装置(通过连接点)设置在角柱的上端和下端处或附近、在相应梁的上方和/或下方。这样的设计有利于建筑模块的组装以生成建筑组件，因为连接节点可以从建筑模块的上方和/或下方触及，而地板和天花板不阻碍这种触及。

当如此设置时，可以在距角柱的上端和/或下端小于约200毫米、小于约150毫米或小于约100毫米的距离处提供至少一个梁。

建筑模块可以包括连接至直立角柱的承重梁(用于接纳地板和/或天花板载荷)，从而限定均平行于地面的两组平面。承重梁可以具有延伸穿过梁的一个或多个洞或孔。通过提供这样的孔，可以提供用于在相邻的建筑模块之间延伸维护部件(电线、电缆、管道等)的装置。洞或孔可以优选为相同地设置在建筑模块上，使得当连接两个或多个建筑模块时，第一建筑模块上的梁中的洞或孔与连接于第一建筑模块的(一个或多个)第二建筑模块上的洞或孔对齐。因此，建筑模块能够以任何方式组装，即并排、端对侧或端对端，以使得相邻建筑模块上的承重梁中的洞对齐。

可以在建筑模块中提供附加的柱，以为模块提供进一步的结构完整性。优选地，在与连接节点的位置相对应的位置处提供这样的附加柱。这意味着可以提供附加的垂直柱(支承柱)来连接两个沿着建筑模块的侧部(例如，建筑模块的纵向侧部)的垂直对准的连接节点。这样的支承柱可以设置为单个柱(例如，单个L形或U形角)或设置为以平行方式设置的一对这样的柱，两个柱都连接于建筑模块上的相应连接节点。

建筑模块可以具有地板和/或天花板面板。这种地板和天花板面板可以连接于承重梁，或连接于附加梁，附加梁诸如是侧向连接于或侧向设置在承重梁上的承重角。地板和天花板面板可以作为模块化单元提供，这些单元具有与单元块相同的尺寸(宽度和长度)。因此，地板和天花板面板可以在框架上的连接节点处使用连接点(合适地由穿过梁的洞或连接于梁的角提供)连接于框架。

建筑模块也可以设有外壁单元，外壁单元由壁面板组成，壁面板可以修改以包括各种形式，包括门和窗。外壁单元可以适当地以模块化方式提供，例如使得每个外壁单元具有对应于单元块尺寸的宽度以及对应于单元块高度的高度。同样，这种设计的优点是外壁单元可以与具有与外壁单元相同单元块尺寸的任何建筑模块一起使用。因此，可以将多种外壁单元集成到建筑模块中以产生库或建筑模块，以提供多种功能和结构不同的建筑组件。

诸如垂直和侧向(横向)轨道和覆层之类的符合模块化系统的建筑单元可以附连于外壁单元的外侧，其中在外壁单元和覆层之间提供隔热单元。支撑内壁面板(51)的板条可以附连于外壁单元的内侧，板条是外壁的可见表面。由板条提供的空腔允许隐藏水管和电线。建筑模块原则上可以以任何合适的尺寸提供。然而，生产建筑模块以使它们对应于允许的尺寸以通过例如卡车或轮船进行运输可能是特别有利的。

在一些实施例中，建筑模块的每个单元块的长度和宽度在约2200-约3000毫米，诸如约2300-约2800毫米，诸如约2400-约2700毫米，诸如约2500-约2600毫米。可能优选的是，单元块具有大约2550毫米(宽度和长度)的尺寸。

单元块的高度可以在约2800-约4000毫米的范围内，诸如在约3000-约3800毫米的范围内，诸如在约3200-约3600毫米的范围内，在约3300-约3400毫米的范围内。在一些实施例中，高度约为3350毫米。

建筑模块通常可以包括任意数量的单元块。当建筑模块包含线性(直线)排列的单元块时，它们的尺寸可以表示为长度＝n x A，其中A是单元块的宽度(等于建筑模块的宽度)。可能优选的是，建筑模块包括一到五个单元块，以直线方式端接(端对端)设置。建筑模块的代表性示例包括以直线方式设置的一个、两个、三个、四个或五个单元块。

可以组装建筑模块以生产包括多个(两个或更多)建筑模块的建筑组件形式的建筑。这样的建筑组件可以包括如本文所述的任何建筑模块。

建筑模块可以使用以固定间隔位于框架上、即在连接节点处的连接点进行连接。每个连接节点可以包括一个或多个连接点。因此，间隔对应于单元块的尺寸，具体地是其宽度。

在建筑组件中，建筑模块使用在建筑模块的连接节点处提供的连接点借助连接件连接在一起。通过建筑模块的设计，两个相邻建筑模块的连接节点相会(接触)。因此，可以利用本领域已知的常规连接方式，利用每个建筑模块上的连接点来连接建筑模块。因此，建筑组件包括适于经由连接点接合建筑组件中的相邻连接节点的连接件。因此，单独相邻的建筑模块牢固地但可逆地连接在一起。

建筑模块也可以垂直组装，即模块可以堆叠在彼此顶上。同样，通过模块化设计，堆叠中相邻建筑模块的连接节点相会(例如，四个角柱，或角柱和支承柱)，并且可以使用各个建筑模块上的连接件和连接点而固定在一起。

建筑组件还可以包括屋顶单元。这些可以是任何特别合适的设计，例如是平坦或倾斜的。屋顶单元可以优选地是模块化的，例如符合建筑模块的单元块尺寸。

建筑组件还可以包括用于将建筑组件固定至地面的装置。这可以借助多个支承基部来提供，在组装期间建筑物模块使用例如设置在建筑物模块上的连接节点处的连接装置来固定于这些支承基部。

还提供了用于构造模块化建筑的系统，该系统使用如本文所述的多个建筑模块，即具有模块化设计的可互连的建筑模块和用于组装建筑模块的连接件。该系统还可以包括附加部件，诸如屋顶单元、地面固定单元、外壁面板、内壁，以及必要的维护组件，例如电线或电缆、水管/卫生管件、空气管道等。

本发明可以附加地描述以下非限制性实施例：

建筑模块实施例：

M1.一种建筑模块，包括：

框架，该框架包括一个或多个单元块，其中，每个单元块具有相等的长度和宽度的直角平行六面体结构，框架具有四个直立的角柱和(横)梁，这些梁设置在每个角柱的上端和下端处或附近，以连接框架中的相邻角柱并因此限定四个直角平行四边形，在建筑模块的每一侧都有一个，第一对平行四边形是平行的，并且第二对平行四边形平行且正交于所述第一对；

多个连接节点，这些连接节点设置在框架上、在对应于框架内的一个或多个单元块的角的位置处，连接节点适于选择性地、可逆地连接到建筑模块组件中的相邻建筑模块上的连接节点；

由此，通过允许建筑模块的至少一个单元块的连接节点接合至少一个另外的建筑模块上的至少一个单元块的连接节点，建筑模块可连接到至少一个另外的建筑模块。

M2.如前述实施例所述的建筑模块，其中，建筑模块包括多个单元块，这些单元块端接(端对端)设置，使得建筑模块的长度为其宽度的整数倍。

M3.如前述实施例中任一项所述的建筑模块，其中，轨道包括以下中的一项或多项：I形梁、L形梁、L形角、管、棒。

M4.如前述实施例中任一项所述的建筑模块，其中，角柱通过承重梁连接，承重梁在建筑模块的上角和下角处或附近连接于角柱以限定上梁和下梁，使得这样的上梁限定与地面水平的第一平面，而下梁限定平行于第一平面的第二平面。

M5.如前述实施例所述的建筑模块，其中，承重梁在其上包括至少一个孔，所述至少一个孔对称地设置在每个单元块内，使得当相邻放置建筑模块时，第一建筑模块内的至少一个孔与相邻建筑模块上的至少一个孔对准，从而允许建筑模块的并排、端对端和端对侧的连接，使得当连接两个或多个建筑模块时，一个建筑模块上的孔与相邻建筑模块上的孔对准。

M6.如前述两个实施例中任一项所述的建筑模块，其中，承重梁适于分别接纳地板和天花板载荷。

M7.如前述实施例中任一项所述的建筑模块，其中，建筑模块还包括承重角，这些承重角连接于轨道和/或承重梁并因此为所述建筑模块提供附加的承重。

M8.如前述实施例所述的建筑模块，其中，承重角侧向设置在连接相对角柱的侧向梁上。

M9.如前述实施例中任一项所述的建筑模块，还包括连接于框架的内壁面板和/或外壁面板中的一者或多者。

M10.如前述实施例的所述建筑模块，包括内壁面板和外壁面板，其中，隔热部设置在内壁面板和外壁面板之间。

M11.如前述实施例中任一项所述的建筑模块，还包括地板面板和天花板面板中的一个或多个，优选地使得所述一个或多个地板面板和天花板面板的载荷被转移至承重梁。

M12.如前述实施例中任一项所述的建筑模块，还包括连接垂直对准的两个或多个连接节点的一个或多个垂直支承柱，其中，支承柱设置在建筑模块的角柱之间。

M13.如前述实施例中任一项所述的建筑模块，还包括至少一个横梁，该横梁从建筑模块的第一角柱上的上角或靠近上角延伸至相邻的第二角柱上的下角或靠近下角。

M14.如前述实施例中任一项所述的建筑模块，其中，建筑模块具有不限于ISO集装箱外部尺寸的尺寸。

M15.如前述实施例中任一项所述的建筑模块，其中，每个单元块具有相等的长度和宽度，其在2400毫米至2700毫米的范围内，优选地在2500毫米至2600毫米的范围内，更优选地约2550毫米。

M16.如前述实施例中任一项所述的建筑模块，其中，每个单元块具有在2800毫米至4000毫米范围内，优选在3000毫米至3800毫米范围内，更优选在3200毫米至3600毫米范围内，甚至更优选地在3300毫米至3400毫米的范围内，还更优选地约3350毫米的高度。

M17.如前述实施例中任一项所述的建筑模块，其中，建筑模块包括端接(端对端)设置的1至5个单元块，优选1至4个单元块，更优选地1至3个单元块。

M18.如前述实施例中任一项所述的建筑模块，还包括设置在框架上相邻连接节点之间的一个或多个连接件，用于在建筑模块的组件中补充连接相邻的建筑模块。

M19.如前述实施例所述的建筑模块，其中，一个或多个连接件设置成接合相邻建筑模块上的两个相邻连接节点。

系统实施例：

S1.一种用于构造建筑组件的系统，该系统包括可互连的多个建筑模块，其中，每个建筑模块包括框架，该框架包括一个或多个单元块，这些单元块具有相等的长度和宽度的直角平行六面体结构，使得框架的长度是其宽度的整数，其中，每个建筑模块还包括多个连接节点，这些连接节点设置成使得第一建筑模块的连接节点适于与建筑模块系统中的相邻建筑模块的连接节点相会(汇合/相碰)，系统还包括多个连接件，这些连接件适于接合相邻建筑模块的组件中的相邻连接节点，使得相邻的建筑模块可以牢固且可逆地连接。

S2.如前述实施例所述的系统，其中，建筑模块包括多个用于承载垂直载荷的结构构件，并且其中可选地，至少一个建筑模块包括用于承载侧向载荷的结构构件。

模块化建筑组件实施例：

A1.一种模块化建筑组件，包括两个或更多个预制互连的建筑模块，具体是根据建筑模块实施例M1-M19中任一个的建筑模块，其中，建筑组件中的相邻建筑模块串联地(并排地)、正交地或垂直地互连，使得第一建筑模块中的至少一个单元块与相邻的第二建筑模块中的建筑单元互连。

A2.如前述实施例A1所述的模块化建筑组件，还包括模块化屋顶单元，其中，模块化屋顶单元适于连接至建筑模块组件中的连接节点。

A3.如前述实施例中任一项所述的模块化建筑组件，该组件还包括支承基部，用于为建筑组件提供地面支承。

A4.如前述实施例的模块化建筑组件，其中，支承基部包括多个基部元件，其中，每个这样的基部元件包括至少一个连接件，用于将模块化建筑连接和固定至基部元件。

A5.一种可居住的模块化建筑，该建筑包括根据实施例A1-A4中任一项所述的模块化建筑组件，该可居住的模块化建筑还包括以下中的至少一个：电缆、信息信号线缆、水管、水和/或卫生排水管和空气处理管道。

A6.如前述实施例所述的可居住模块化建筑，还包括至少一个窗户单元和至少一个门单元，这些窗户单元和门单元设置在所述模块化建筑组件中的至少一个壁面板中。

上述特征连同本发明的附加细节在以下实施例中进一步描述，这些实施例旨在进一步说明本发明，但不旨在以任何方式限制其范围。

附图说明

技术人员将理解，以下所描述的附图仅出于说明目的。附图不旨在以任何方式限制本教导的范围。

图1：建筑模块M1－是建筑模块M1的轴测图，该建筑模块具有一个单元块的体积尺寸。

图2：建筑模块M2－是建筑模块M2的轴测图，该建筑模块具有两个单元块的体积尺寸。

图3：建筑模块M3－是建筑模块M3的轴测图，该建筑模块具有三个单元块的体积尺寸。

图4：相同标高的建筑模块的组合可能性－以轴测图示出了相邻放置的建筑模块的可能构造。附加的构造可通过对非对称构造的镜像操作来生成。

图5：三个维度的模块组合－以轴测图示出了如何将建筑模块水平放置于其它此类模块的顶部并放置在顶部上，以构造多层建筑。

图6：无障碍空间创建(作品)，示例1－以轴测图示出了如何使用许多M2模块构造相当大的无障碍空间，而不在空间内并排放置中间支承柱。

图7：无障碍空间创建，示例2－以轴测图示出了如何使用许多M3模块构造更大的无障碍空间，而不并排放置中间支承柱。

图8：模块M1的连接位置－以轴测图示出了M1模块上的连接节点。

图9：模块M2的连接位置－以轴测图示出了M2模块上的连接节点。

图10：模块M3的连接位置－以轴测图示出了M3模块上的连接节点。

图11：上角连接位置－以轴测图示出了上角连接的连接能力。

图12：下角连接位置－以轴测图示出了下角连接的连接能力。

图13：上中连接－以轴测图示出了上中连接节点的连接能力。

图14：下中连接－以轴测图示出了下中连接节点的连接能力。

图15：示出了由两个单元块组成的建筑模块的结构系统－轴测图。

图16：示出了建筑模块的剖视图。

图17：示出了建筑模块的侧向角连接－轴测图。

图18：示出了建筑模块的侧向角连接－剖视图。

图19：示出了建筑模块的侧向侧连接－轴测图。

图20：示出了建筑模块的侧向侧连接－剖视图。

图21：示出了建筑模块的垂直角连接－轴测图。

图22：示出了建筑模块的垂直角连接－剖视图。

图23：示出了建筑模块的垂直侧连接－轴测图。

图24：示出了建筑模块的垂直侧连接－剖视图。

图25：示出了建筑模块与基部元件的垂直连接。

图26：示出了建筑模块之间的维护安装路径。

图27：顶部楼梯模块－示出了旨在放置在楼梯的顶部标高处的专门的楼梯建筑模块。

图28：中间楼梯模块－示出了旨在放置在楼梯超过两层高的中间标高的专门的楼梯建筑模块。

图29：底部楼梯模块－示出了旨在放置在楼梯的底部(最低)标高处的专门的楼梯建筑模块。

图30：外壁单元－示出了一系列外壁单元，这些单元附连于建筑模块以提供期望的壁、门和窗户构造。

图31：隔热面板单元－等轴视图－示出了放置在外壁单元外表面的隔热面板，以及适用的雨水排水管。

图32：隔热面板单元－平面图－示出了隔热面板，并示出了需要雨水排水管或不需要填充单元的其它空间。

图33：外部覆层单元－示出了建筑单元上的外部覆层单元以及后面用于其附连的水平和垂直轨道。

图34：屋顶隔热单元－示出了要放置在建筑的最上面建筑模块的顶上的隔热单元。

图35：示出了建筑示例1，鸟瞰图。

图36：示出了建筑示例1，内部布局。

图37：示出了建筑示例2，鸟瞰图。

图38：示出了建筑示例2，内部布局。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本发明的示例性实施例。提供这些示例是用于让人们进一步理解本发明，而不限制其范围。

本发明涉及模块化建筑系统，也称为“建筑学模块化建筑系统”，该系统包括能够以各种方式互连以产生期望的建筑构造的建筑模块。建筑模块可以预制，从而允许在建筑场地上快速轻松地组装。建筑模块也可以通过部分或全部拆卸模块化建筑并因此移除一个或多个建筑模块来重复使用。

该建筑系统基于将单个建筑模块设计为多个单元块的概念。每个单元块具有平行六面体结构，其中宽度和长度相等。最小的建筑模块包含单个单元块，但任何期望数量的单元块可用于限定各种尺寸的建筑模块，即建筑模块可以由任意数量的单元块组成。因此，单个建筑模块的长度可以是其宽度的整数，即L＝n x A，其中L是建筑模块的长度，A是其宽度，n表示每个建筑模块中的单元块数。根据定义，每个单元块的尺寸L＝A。单元块的高度设定为固定值B，这通常对建筑组件中的所有建筑模块都是通用的。

常规的集装箱(容器)已经适用于用作模块化建筑组件中的基本构造单元。这种结构受到集装箱的几何形状和空间限制。首先，常规的集装箱的长度不是其宽度的倍数。例如，典型的集装箱宽度为2.4米(8英尺)，长度为6.1米(20英尺)。这意味着由于缺乏对称性，如何连接多个集装箱有很大的限制。例如，两个集装箱可以与第三个集装箱的侧部(侧面)端对端连接。但是，这样的结构留出了1.3米的间隙(6.1米和2x2.4米之间的差异)。添加第三集装箱留出1.1米的突出量(3x2.4米和6.1米之间的差异)。在任何一种情况下，如果整体结构旨在具有矩形形状，则需要填充由不等尺寸产生的空间。这对可以使用集装箱来构造的房屋提出了严重的实际限制，并且建筑模块的模块化受到严重限制。这也导致建筑成本增加，因为每个建筑构造都需要基于预期的几何形状和由填充或移除的建筑模块的组装产生的间隙/突出量进行调整(适应)。

相比之下，本发明的建筑模块具有使得每个建筑模块的长度是其宽度的整数倍的尺寸。每个建筑模块由长度和宽度相等的一个或多个单元块构成。最小的建筑模块由一个单元块组成，因此具有相同的长度和宽度。第二小的由两个单元块组成，长度是其宽度的两倍，依此类推。

这样，建筑模块的任何组合都是可能的，即端对端或端对侧，而不留出空隙或突出量。这是对现有技术解决方案的巨大改进，因为这种结构的结果是建筑模块能够以独立的结构形式大规模生产，并根据需要在场地上组装和重新组装。使用本领域中描述的集装箱解决方案，这种类型的构造是不可能的。

此外，包括承重梁上的孔的对称性的对称结构意味着当并排放置(即并排、端对侧或部分重叠并排，是单元块尺寸的倍数)两个或多个建筑模块(与其构造无关)时，一个建筑模块的承重梁上的开口将与其它建筑模块的承重梁对齐。由于维护部件将优选地通过这些孔提供，因此结果是预制单元可以按原样以任何期望的几何构造在建筑工地上组装。不需要结构上的调整。

建筑模块、具体地是模块的承载部件，可以优选地由钢制成。然而，本领域技术人员将理解可以使用其它类型的材料，如本领域已知的。进一步地，用于建筑模块的梁通常可以是任何合适的结构。建筑中常用的梁结构有I形或H形梁、L形梁(也称为L角)或C形梁(也称为C形通道/C型槽)。

建筑模块的物理尺寸可以标准化，以促进建造过程中的模块化概念，并允许诸如通过卡车、轮船或飞机等运输单个模块，同时遵守运输路线的高度和宽度限制。建筑模块的设计允许建筑模块的可互换性和重复使用。与可运输性相结合的该特征促进了二手建筑模块的售后市场。

可以方便地标准化建筑模块的物理尺寸，以促进建造过程中的模块化概念。例如，可以生产预定范围的建筑模块以供随后在建筑组装中使用。在图1至3中，示出了一组三个建筑模块，这些建筑模块包括一个、两个和三个单元块。建筑模块被指定为M1(1)(图1)、M2(2)(图2)和M3(3)(图3)。建筑模块都具有相同的宽度，在图1-3中示出为A，但长度不同。长度是宽度的整数倍，其中对于模块M1长度为1x A，对于模块M2长度为2x A，对于模块M3长度为3x A。通常，建筑模块的长度为nxA，其中A是单元块的宽度，n是任意(非零)整数。建筑模块还可以具有共同的固定高度B。因此，每个建筑模块可以具有如下的体积尺寸，其是基本尺寸单元的整数倍，基本尺寸单元以下称为单元块，体积的倍数与长度的倍数相同。根据本发明的建筑系统在下文中将被称为整数模块化系统。

这些模块能够以多种方式组合以产生不同的建筑布局。模块的结构系统及它们经由其连接节点的连接能力允许模块彼此相邻、端对端、端对侧或并排放置，或放置在其它模块的顶部上，因此产生多层建筑。模块可以经由它们的连接节点连接，这些连接节点对应于单元块的各角以规则的间隔定位。因此，可以使用在连接节点处提供的连接装置以模块化方式制造复杂的结构体。

图4示出了两个模块的基本组合可能性，以同一标高使用建筑模块M1、M2和M3。总共有21种基本方式可以在同一标高组合两个这样的模块。附加的组合可能性是通过对所示的不对称可能性的镜像操作生成的。当使用附加的或不同的模块时(即，具有四个单元块的M4，具有五个单元块的M5等)，组合模块的可能性增加。

除了在同一标高(高度)以多种方式设置和连接建筑模块外，建筑模块还可以放置在其它建筑模块的顶上。建筑模块在第二标高(高度)处的设置可以使得建筑模块横跨地平面(地面标高)的模块之间的边界安置。通常，在第一标高建筑模块为第二标高建筑模块提供支承的条件下，在第一标高顶上的第二标高处的建筑模块的放置和旋转具有与在第一标高处相同的自由度。

整数模块化系统沿水平和垂直方向的模块化由图5所示的示例说明。在此示例中，示出了包括三种类型的建筑模块M1、M2和M3(1、2、3)的建筑组件，这些建筑模块已在三个维度上组装。因此，示出了由三个单元块组成的建筑模块M3，该建筑模块已连接于单个单元块的建筑模块M1(1)和两个单元块的建筑模块M2(2)。另一个建筑模块M2已组装在所得建筑构造的第一层的顶部上，以形成两层建筑构造。图中不可见的第四建筑模块定位在该另一个M2建筑模块的下方。可以代表对建筑组件的进一步添加的附加建筑模块在图5中由虚线示出。

对本领域技术人员显而易见的是，只要不损害所得组件的结构完整性，就可以组装建筑模块来产生包含任何期望组合和放置(水平地和垂直地)的建筑组件。因此，一般而言，建筑组件可以包括一个或多个垂直层(楼层)，例如一层、两层、三层、四层等。建筑模块的独特特性是能够以任何期望的方式组合模块，基本结构单元由单元块表示。

优选地，单元块具有在2200毫米至3000毫米，诸如2300毫米至2800毫米，诸如2400毫米至2700毫米，诸如2500毫米至2600毫米，诸如约2550毫米的范围内的宽度和长度(外部宽度和外部长度)。考虑到对期望天花板高度的要求、对隔热、电线、管道等的要求，单元块的高度通常可以适合于所得建筑模块所需的功能。例如，单元块的高度(外部高度)可以在2800毫米至4000毫米的范围内，诸如3000毫米至3800毫米，诸如3200毫米至3600毫米，诸如3300毫米至3400毫米，诸如约3350毫米。

本发明的建筑模块的优点是建筑模块的外部高度不受ISO集装箱外部尺寸的限定或限制。这允许要构造的建筑模块具有允许从地板到天花板的天花板高度至少为2500毫米的建造高度，正如在用于人类居住的建筑物中所预期的那样。现有技术的设计仅限于标准集装箱尺寸，这限制了建筑模块的内部高度，因为在高立方体集装箱的情况下，集装箱的外部高度为2438毫米、2591毫米或2896毫米。这使得从地板到天花板的高度至少为2500毫米的建筑模块的构造变得复杂，从而允许结构合理的地板构造和具有用于管道工程和管道的空间的吊顶。本发明的模块化建筑构造克服了这些缺点，其不受这些高度约束的限制。

在实施例中，单元块的尺寸和不同模块M1、M2和M3的外部尺寸如下所列：

单元块：宽度＝2550毫米，长度＝2550毫米，高度＝3350毫米。

模块M1：宽度＝2550毫米，长度＝2550毫米，高度＝3350毫米。

模块M2：宽度＝2550毫米，长度＝5100毫米，高度＝3350毫米。

模块M3：宽度＝2550毫米，长度＝7650毫米，高度＝3350毫米。

整数模块化系统(建筑模块和由此产生的建筑组件)是本发明与现有技术的重要区别，因为它允许建筑模块以现有技术不可能遵守诸如ISO标准集装箱尺寸之类的标准尺寸的方式设置。当遵守ISO尺寸范围的建筑模块连续设置成使得一个模块相对于其它模块旋转90°时，其它模块沿着该旋转的模块纵向并排设置使得它们的端部必然毗连该旋转的模块，并且高旋转的模块的长度与其它模块的组合长度不匹配。这说明了现有技术遵守ISO标准尺寸的约束。

相比之下，借助整数模块化系统，本发明允许构造具有多种设计的建筑模块，这在遵守ISO标准尺寸的情况下是不可能的。建筑模块可以按多种比例设置。单独的建筑模块可以相对于任何其它模块具有0°、90°、180°或270°的旋转。模块能够以多种方式和方向放置在其它模块的顶部上。

模块之间的连接可以利用连结模块的结构构件的钢螺栓进行。每个建筑模块的每个单元块的每个外表面都可以赋予四个连接节点(4-7)，这些连接节点设置在模块化系统中，以允许以建筑学模块化建筑系统所要求的任何方式连接建筑模块。在本发明的实施例中，沿着边缘的连接节点之间的侧向(横向)距离约为2460毫米，沿着边缘的连接节点之间的垂直距离约为3248毫米。然而，将理解的是，单元块以及由此得到的建筑模块可以具有任何其它期望的尺寸，因此也可以具有连接点之间的侧向(横向)和垂直距离。

图8中所示的模块M1具有八个连接节点，四个在上角(4)处，四个在下角(7)处。对于模块M1，在每个连接节点中存在3个连接点，总共24个连接点。图9所示的模块M2具有十二个连接节点，四个在上角(4)处，四个在下角(7)处，两个在上中边缘(5)(即，沿着连接两个相邻上角的模块的纵向方向的上边缘)处，两个在下中边缘(6)处。对于M2模块，八个角连接节点(4)各自具有三个连接点，四个边缘连接节点(5、6)各自具有四个连接点，使得总共具有40个连接点。

图10所示的模块M3具有十六个连接节点，四个在上角(4)处，四个在下角(7)处，沿着模块的纵向方向，四个在上边缘(5)处，四个在下边缘(6)处。沿着上边缘和下边缘的连接节点之间的距离相等。对于M3模块，八个角连接节点(4、7)各自具有三个连接点，8个边缘连接节点(5、6)各自具有四个连接点，使得总共具有56个连接点。

螺栓连接通常可以通过本领域已知的任何方式来提供。图11和12中示出了示例性实施例，分别示出了角柱(25)的上端和下端处的连接节点。I形梁(24)连接于每个垂直角柱(25)。此类梁可以在角柱之间延伸。或者，梁可以在建筑模块的纵向侧上的支承柱和角柱之间延伸。梁还可以在建筑模块的纵向侧上的相邻支承柱之间延伸，即，建筑模块具有沿着至少一个纵向侧的两个或更多个支承柱。螺栓孔(9)在垂直钢角柱(25)中提供并且由焊接至框架构件的板(8、10、11)上的螺栓孔(参见图14和图15)提供。可以沿着建筑模块的角柱和/或支承柱之间的边缘提供的L形角(角钢)(29)(参见例如图11)提供附加的承重支承。板和角可以优选地由钢制成。

图11还示出了钢角(30)，这些钢角(角钢)可以在角柱和/或支承柱之间侧向延伸。钢角(角钢)提供附加的支承，并且还可以用于附连外壁单元(也参见图30)。

在图13和14中，示出了板(10、11)能够如何通过在板中提供的螺栓孔来用于连接建筑模块的元件。将理解的是，板的替代几何形状和放置和/或板中螺栓孔的数量可以根据期望改变，以实现建筑组件的所需和/或期望的连接。

从图13和14可以看出，该实施例中的支承柱在它们各自的上端和下端处连接于由板(10，11)形成的L形板组件，这些板用作与相邻建筑模块连接的连接件。因此，有效的垂直支承柱由垂直角柱和支承柱(25，26)和垂直板(11)表示。

根据本发明的结构系统的细节如图15-图16所示。附图描绘了主承重建筑模块M2，该建筑模块包括两个单元块并且由多个结构构件组成。结构构件通常可以由任何合适的材料制成，例如钢。垂直L形角柱(25)在建筑模块的各角中提供。还提供了沿着建筑模块的纵向面的附加支承柱(26)。这些支承柱在所得的建筑模块的纵向侧的任一端处与相对的角柱(25)以相等距离提供。该系统还包含沿着建筑模块的水平边缘的水平I形梁(24)。梁连接于相应的角柱(25)和支承柱(26)。示例性连接由焊接至构造(例如角柱和/或支承柱)的钢板(8、10、11)提供。图16的剖视图中还示出了钢板面板(31)，正确放置在建筑中的这些钢板面板可以为建筑组件提供侧向载荷约束和稳定性。在不需要用于结构目的的情况下，钢板面板可以包含窗户开口或门开口。这种钢板面板可以例如设置有浅梯形形状，但也可以考虑其它合适的形状。

垂直地板、天花板和屋顶载荷被转移至模块的纵向边缘的承重I形梁(24)。钢梁(24)跨越模块的整个长度并将载荷转移至柱(25、26)，柱将载荷转移至基部(基础/地基)或多层建筑下方的模块。

还示出了梁(24)中规则间隔开的孔(16)，以提供维护系统的建筑模块之间的通道，例如管道、电缆等

还可以提供用于抵抗诸如风和地震载荷之类的侧向(横向)载荷的装置。存在于建筑模块的一些建筑框架中的钢板面板(31)充当剪力面板，并且通过充当钢板剪力壁而用于加固建筑物以抵抗壁平面中的侧向运动和载荷。由于模块互连成单一的结构，因此一些建筑模块中的钢板(31)可以为整个建筑提供侧向(横向)约束和稳定性。剪力壁的位置和必要数量取决于具体的建筑构造。提供足够强度的剪力壁取决于建筑设计和位置，并将在每种情况下根据结构工程原理确定。结构框架元件的连结以及钢板面板(31)与结构框架的连结通过焊接完成，从而确保了所需的刚度和承重能力。

还可以在建筑模块的顶面中提供辅助承重结构系统。这种承重系统可以包括诸如如图16所示的U形通道(22)之类的结构钢构件，其支承顶面钢覆层(23)。图16所示的建筑模块还支持吊顶(27)、管道系统、电缆和数据线缆系统以及空气处理系统。

图16还示出了上侧向附连钢角(30)、侧向附连钢管(32)；以及下侧向附连角钢板(35)。这些可以用于将壁板附连至建筑模块，包括隔热面板(也参见图31)。

可以沿着建筑模块的边缘提供辅助承重和附连结构构件。这些例如可以提供为L形钢角(角钢)(29)，如图17所示。在该图中，示出了两个相邻建筑模块的角的区段，其中螺栓(12)设置在角柱的顶部和底部附近，以连接两个模块。可以经由角柱顶部和底部处的板(8)上的孔提供附加的连接。

图17中还示出了下侧向边缘钢角(角钢)(28)和上侧向边缘钢角(角钢)(29)形式的支承构件。这些角钢连接于(例如，通过焊接)钢制I形梁(24)，从而为隔热面板单元(43)提供支撑。.

建筑物构造可以设有复合地板系统，包括波纹(瓦楞状)钢甲板(17)和混凝土甲板(18)，从而为地板结构提供承重能力、隔音和耐火性，如图20(下面板)所示。如果期望，混凝土甲板(18)可以用可选的地板修整材料(21)覆盖。来自复合地板系统的结构载荷转移至建筑模块的底面中的主承重梁。地板系统在波纹钢甲板底下结合了隔热层(19)和底面钢覆层(20)以密封建筑模块的底面(下侧)。

连接可以是侧向的，用于连接相同高度的建筑模块(图17－图20)；或者可以是垂直的，用于不同高度的建筑模块之间的连接(图21－图24)；和/或可以存在建筑模块与基部(基础)元件的连接(图25)；和/或屋顶元件与最上面的建筑模块的连接。连接使用设置在框架结构中的连接节点处的连接点。钢螺栓(12、13、14、15)穿过相邻建筑模块的各自连接点处的对准的孔，并将螺母拧紧至规定扭矩。当存在时，螺栓(12、13、14、15)穿过设置在这些连接点处的板上的孔。优选地，结构框架制造成具有严格的公差以提供建筑模块之间的必要兼容性。

在图17中还示出了地板修整材料(21)、天花板面板(27)和屋顶面板(50)如何能够容纳在建筑模块中。

图18中示出了经由穿过两个相邻建筑模块的柱(25)的螺栓(12)连接相邻建筑模块的剖视图。螺栓的放置和角柱中的对应孔可以根据期望进行变化，螺栓的数量也可以改变，因此可以在角柱中提供额外的孔，用于经由附加的螺栓进行连接。

在图19中，示出了相邻的建筑模块如何能够沿着它们的侧部连接。该图示出了两个相邻建筑模块的区段的最上区段(上图)和最下区段(下图)。螺栓(13)延伸穿过钢板(11)以将两个相邻的建筑模块固定和紧固在一起。两个下螺栓和两个上螺栓位于每个模块内的单元块上的相应连接节点处。钢板直接定位在支承柱(26)的上方和下方。附加的结构支承由下侧向边缘钢角(角钢/钢制角)(28)提供，该钢角直接定位在侧向I形梁(24)下方并连接于侧向I形梁。该图还示出了可以用于连接外壁面板的上侧向边缘附连钢角(30)(也参见图31)。

图20中示出了两个相邻建筑模块的剖视图，其中为了清楚起见仅示出了两个模块的最上区段和最下区段。可以看到螺栓(13)连接两个相邻的建筑模块。如果需要，可以提供附加的螺栓，或者可以为螺栓提供与本示例中所示不同的放置。

图21示出了相邻建筑模块在角连接节点处的垂直连接。螺栓(14)用于经由板(8)将垂直堆叠的建筑模块固定在它们各自的角部处，从而将建筑模块的角柱与相邻的垂直堆叠的建筑模块的角柱对准。还示出了可以用于将壁面板附连至建筑模块的角钢(30)。

在图22中示出了连接的剖视图，示出了螺栓(14)如何延伸穿过板(8)以连接堆叠的建筑模块。

图23示出了在建筑模块的侧部连接节点处的又一种连接方式。此处，垂直堆叠的建筑模块经由螺栓(15)沿着它们的侧部连接，螺栓延伸穿过相邻建筑模块上的板(10)(也参见图15)。这种连接的剖视图如图24所示。

将理解的是，附加的和/或替代的装置可以用于连接根据本发明的建筑组件中的相邻建筑模块。因此，通常可以使用本领域已知的用于连接建筑模块的任何方式，只要相邻的建筑模块通过它们的连接节点的空间对准来连接，使得相邻的建筑模块在它们各自的连接节点处几何对齐即可。连接装置优选地在连接节点处提供。然而，设想可以设有被认为适合于每个具体建筑结构的附加的或补充的连接。

建筑学模块化建筑系统可以借助设计成与建筑系统接合的基部(基础)元件来实施。例如，可以存在为建筑系统设计的预制混凝土基部元件(36)。如果已经进行了必要的基部工程调查和设计，那么这些基部元件可以用作利用建筑模块构造的建筑的基部(基础/地基)。为每种情况选择合适的基部元件将基于考虑下层土壤的允许承载压力、具体建筑的构造、置于基部上的具体建筑部分以及由于雪、风和建筑用法引起的载荷。基部元件是完全可互换的。

在图25中示出了在预制混凝土基部元件上的建筑的示例。此处，基部元件(36)设计成经由从基部元件向上延伸的锚定螺栓与建筑模块接合。锚定螺栓设计成与建筑模块的角柱和/或支承柱接合，从而扩展系统的模块化功能以包括将建筑模块固定至地面的装置。

可以为建筑模块提供允许维护系统的装置，诸如卫生和管道系统、电缆和数据线缆系统以及空气处理系统。这可以借助设置在载荷梁(24)中的洞或孔(16)方便地完成，如图26所示(也参见图15)。位于建筑模块的上边缘和下边缘处的主承重I形梁(24)在梁腹板中以规则的间隔具有大孔(16)，以在地板下和吊顶上方的空间中都为维护系统提供建筑模块之间的通道。设置建筑模块的梁腹板中孔的间距和位置以及整数模块化系统确保了每个相邻和连接的建筑模块之间的通道不受阻碍。图26示出了建筑物模块的I形结构梁中的孔的对准以及由此产生的维护系统路径。显然，孔的形状、尺寸和间隔可以根据需要进行修改以容纳期望的维护系统。然而，建筑系统的模块化设计确保在组装两个或多个建筑模块时相邻建筑模块上的孔对齐，而无论建筑模块是否端对端对准(即两个建筑模块的端部相会)，侧对侧对准(即两个建筑模块并排组装)或端对侧对准(即一个建筑模块垂直于相邻的建筑模块)。

建筑模块的模块化设计的结果是，与在所得建筑中的其它模块相会并因此位于建筑内部的一些建筑模块的一些或全部垂直面可以没有钢板面板或中间钢柱(支承柱)，从而使得在不仅限于单个模块的结构内形成更大的无障碍空间(无阻空间)。换言之，可以组合多个建筑模块以产生与各个建筑模块的组合体积相对应的扩展的开放空间。

因此，沿着模块(包括M2和M3模块)纵向面的侧向天花板梁不需要用于结构目的的中间柱，从而增加了空间尺寸，并具有无障碍的地板空间。图6和图7示出了比单个建筑模块更大的模块间无障碍空间的创建。

在图6中，四个双单元建筑模块(2)经由在其顶角和底角处的连接节点(即，在每个建筑模块的每个角上的垂直支承柱的上端和下端处)以平行方式连接。建筑模块不包含附加的垂直柱，因此组装的构造提供了大的不间断空间，该空间对应于组合的四个建筑模块。如虚线所示，可以将附加的建筑模块添加至这样的建筑构造，以生成甚至更大的无障碍空间。

图7中示出了比较构造，其中每个建筑模块由三个单元块组成的四个建筑模块(3)已经经由在它们的顶角和底角处的连接节点以平行方式连接。所得的建筑模块的平行组件的内部体积对应于四个M3建筑单元的内部体积之和，没有提供附加的垂直柱，即每个建筑模块的对应各角柱之间不存在垂直柱。可以提供附加的建筑模块来扩展该组件，如虚线所示。

建筑模块的模块化设计的优点是模块可以在功能上专用化以提供为特定目的而设计的特定专用的建筑模块。这些包括但不限于：厕所建筑模块、浴室建筑模块、厨房建筑模块和楼梯建筑模块。专用建筑模块的工厂生产允许高效安装每种类型的建筑模块所需的相关技术装置和设备。整数模块化系统允许根据每个建筑物的要求灵活放置专用模块。带有防火法规要求的防火等级的内壁单元的楼梯模块允许从多层建筑的上部创建受保护的逃生路线。

图27－图29描绘了三种类型的楼梯模块。示出了底层地板模块(37)、中间地板模块(38)和顶部地板模块(39)。图29的底层地板模块(37)除了具有通向垂直对准的楼梯模块的楼梯功能外，还具有规则的(常规的)地板面板。这种模块(38)可以如图28所示，该图示出了楼梯模块，该楼梯模块可以接纳来自较低层的楼梯，并且还包含通向垂直对准的建筑模块的楼梯。在图27中示出了示例性顶部楼梯模块(39)。这个建筑模块具有可以接纳楼梯的开口，但不包含另外的楼梯。

图27-29中所示的楼梯实施例显然可以根据期望进行修改，图示仅示出了模块化概念可以扩展到包括楼梯的一种方式。

单独的建筑模块可以构造成满足任何具体需求。因此，建筑模块可以适用于特定的功能用途。诸如厕所模块或楼梯模块之类的专用的建筑模块可以根据期望的建筑布局放置在合适的位置。

在本发明的各种实施例中，可以提供不同的外壁单元，从而允许将不同的外壁构造安装在将位于建筑物外周上的建筑物模块的那些垂直面上。示例性外壁单元如图30所示。所示的是不同尺寸的整个面板壁单元(42)，即在没有门或窗的情况下封闭内部空间的壁单元。还示出了不同尺寸的各种门单元和窗户单元(40、41)。还可以提供具有车门的外壁单元。窗户单元可以包括一组不同尺寸的窗户，以及安装在所选窗户上方和下方的壁面板单元。门单元类似地包括一组不同尺寸的门以及安装在所选门上方的壁面板单元。壁面板优选地配备有加强角钢(钢制角)(34)，如图16所示。如前所述，整个面板壁单元也用于剪力面板的目的。外壁单元可以通过焊接附连于结构建筑框架。

转向图31和图32(俯视剖视图)，在图16中示出了附加细节，示出了如何在系统中提供一组隔热面板单元。隔热面板单元(43)安装在外壁单元的外侧，并用螺栓附连至建筑模块，例如附连至上侧向附连角钢(30)；侧向附连钢管(32)；以及下侧向附连钢板(35)。在与附连点重合的隔热单元的垂直边缘处留出用于排水管(44)的空间，排水管用于来自屋顶区域的雨水。排水管将隐藏在外部覆层后面。在不需要排水管的地方，提供尺寸正确的隔热填充材料来填充空间。

还可以提供用于防止风、降水和阳光的外部覆层。外部覆层(图33)优选地由金属面板制成，但不限于金属面板，金属面板可以相对于水平附连轨道(46)垂直设置(47)，或相对于垂直连接轨道(45)水平地设置(48)。

模块化建筑组件可以设有合适的屋顶单元。屋顶单元被设计成放置在最上面的建筑模块的顶上，包括但不限于倾斜屋顶隔热单元(49)，即具有内部隔热的屋顶单元。隔热层将覆盖有防水屋顶膜，雨水流将直接流向屋顶排水管。图34示出了建筑模块顶部的屋顶隔热单元(49)的示例。

屋顶单元优选地为模块化设计，即它们的尺寸对应于单元块的尺寸(长度和宽度)或其倍数。一般而言，屋顶单元的宽度可以对应于单元块的宽度，而屋顶单元的长度可以是单元块长度的整数值。

屋顶单元可以经由建筑模块上的连接点，优选地在建筑模块的连接节点处的连接点连接于建筑构造。

如果期望，其它类型的不一定模块化的屋顶单元也可以与模块化建筑设计一起使用。然而，对于这种结构，可期望利用模块化建筑物的连接节点，即利用在连接节点处提供的连接点。

建筑模块可以与内壁一起安装。这种内墙(内壁)可以是预制的，也可以在工地上构造。在一些实施例中，提供了一组预制内壁单元，并且可以根据区域规划将其安装在建筑结构内。门单元可以放置在内壁单元之间。内壁单元的范围可以包括不同耐火等级的单元，这有助于对由建筑学模块化建筑系统单元构造的建筑进行防火分区。除了使用预制的内壁单元，还可以根据当地的建筑习惯使用当地采购的材料和劳动力在工地上建造内壁。

建筑模块的物理尺寸允许通过例如卡车运输单个模块。在大多数国家，载货卡车的宽度、高度和长度以及轴载都是有限的。模块M1、M2和M3可以装载在低床半挂车上，然后用卡车运送到可通过足够质量的道路到达的任何目的地。这有助于从制造商到买方以及从一个工地到另一个工地的运输，而无需采取附加措施。建筑模块的可运输性增加了它们的可用性。它们可以由所有者运输和建立在新的位置，或者可以出售给新所有者。在使用过的模块中创建售后市场是保持其货币价值的重要因素。

图35-图38示出了使用如本文公开的建筑模块的示例性建筑设计。从这些示例中可以看出，可以使用模块化建筑模块来构造功能强大且可变的建筑物，这些模块化建筑模块能够以任何期望的构造(例如，端对端、平行、正交和垂直)组装。示出了建筑组件的两个示例，在图35和图36(内部视图)中示出了第一示例，在图37和图38(内部视图)中示出了第二示例。在这些示例中，示出了简单的模块化建筑模块系统可用于由两种类型的建筑模块M2和M3来组装复杂的建筑结构，每个模块分别包含两个单元块和三个单元块。

提供了各种外壁单元，以容纳门和窗，在一些单独的建筑模块内提供内墙(内壁)，以及由两个或多个相邻的开放式建筑模块示出的大的开放空间。

如本文所使用的，包括在权利要求书中，术语的单数形式应被理解为也包括复数形式，反之亦然，除非上下文另有指示。因此，应该注意的是，在这里使用的单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数形式，除非上下文另有明确指出。

在整个描说明书和权利要求书中，术语“包括”、“包含”、“具有”和“含有”以及其变型应理解为包括但不限制于摂的意思，而不意于排除其它部件。

如果术语、特征、数值和范围等与诸如“约”、“大约”、“大体上”、“基本”、“基本上”、“至少”等术语一起使用，本发明也覆盖了该确切的术语、特征、数值和范围等(即，“约3”也应覆盖确切的3，或者“基本上不变”也应覆盖确切的不变)。

术语“至少一个“应理解为”一个或多个“的意思，因此包括了包括一个组件的实施例或多个组件的实施例二者。此外，本发明的方案中提到的以“至少一个“描述特征的方案具有相同的意思，当该特征被称为“该”和“该至少一个”时都是如此。

可以理解的是，可以对本发明的上述实施例进行变型而同时仍落入本发明的范围内。除非另有说明，本说明书中公开的特征可以由作为相同、等同或类似目的的替代性特征代替。因此，除非另有说明，否则所公开的每个特征仅代表通用系列的等同或相似特征的一个示例。

使用示例性语言，诸如“比如“、”诸如“、”例如“等，只是意于更好地说明本发明，并不指对本发明的范围的限制，除非如此要求了。说明书中描述的任何步骤可以以任何顺序或同时执行，除非上下文明确指出。

说明书中公开的所有特征和/或步骤可以以任何方式组合，但至少有一些相互排斥特征和/或步骤的组合除外。特别是，本发明的优选特征适用于本发明的所有方面，可以以任何方式组合使用。

在下表中，提供了附图上的数字项目列表。

Claims (14)

1.一种建筑模块，包括：

框架，所述框架包括一个或多个单元块，其中，每个单元块具有相等的长度和宽度的直角平行六面体结构，所述框架具有四个直立的角柱和梁，所述梁设置在每个所述角柱的上端和下端处或附近，以连接所述框架中的相邻角柱并因此在所述建筑模块的每一侧限定四个直角平行四边形，所述平行四边形的第一对是平行的，并且平行四边形的第二对平行于且正交于所述第一对；

多个连接节点，所述连接节点设置在所述框架上、在对应于所述框架内的一个或多个单元块的角的位置处，所述连接节点适于选择性地、可逆地连接到建筑模块组件中的相邻建筑模块上的连接节点；

由此，通过允许所述建筑模块的至少一个单元块的连接节点接合至少一个另外的建筑模块上的至少一个单元块的连接节点，所述建筑模块的长度是其宽度的非零整数倍，并且能够连接至所述至少一个另外的建筑模块。

2.如权利要求1所述的建筑模块，其特征在于，所述角柱通过承重梁连接，所述承重梁在所述建筑模块的上角和下角处或附近连接于所述角柱，以限定上梁和下梁，使得这样的上梁限定与地面水平的第一平面，而这样的下梁限定平行于所述第一平面的第二平面。

3.如前述权利要求所述的建筑模块，其特征在于，所述承重梁在其上包括至少一个孔，所述至少一个孔对称地设置在每个单元块内的所述承载梁上，使得第一承载梁上的孔直接定位成与所述建筑模块内的相对定位的第二承重梁上的孔相对并对准。

4.如前述权利要求所述的建筑模块，其特征在于，所述至少一个孔设置为使得当相邻地放置建筑模块时，第一建筑模块内的所述至少一个孔与相邻建筑模块上的至少一个孔对准，从而允许建筑模块的并排、端对端和端对侧连接，使得当连接两个或多个建筑模块时，一个建筑模块上的孔与相邻建筑模块上的孔对准。

5.如前述三个权利要求中任一项所述的建筑模块，其特征在于，所述承重梁适于分别接纳地板载荷和天花板载荷。

6.如前述权利要求中任一项所述的建筑模块，其特征在于，还包括连接于所述框架的一个或多个内壁面板和/或外壁面板。

7.如前述权利要求中任一项所述的建筑模块，其特征在于，还包括连接两个或多个垂直对准的连接节点的一个或多个垂直支承柱，其中，所述支承柱设置在所述建筑模块的角柱之间。

8.如前述权利要求中任一项所述的建筑模块，其特征在于，每个单元块具有相等的长度和宽度，其在2400毫米至2700毫米的范围内，优选地在2500毫米至2600毫米的范围内，更优选地约2550毫米。

9.如前述权利要求中任一项所述的建筑模块，其特征在于，每个单元块具有在2800毫米至4000毫米范围内、优选地在3000毫米至3800毫米范围内、更优选地在3200毫米至3600毫米范围内、甚至更优选地在3300毫米至3400毫米的范围内、还更优选地约3350毫米的高度。

10.如前述权利要求中任一项所述的建筑模块，其特征在于，所述建筑模块包括端对端设置的1至5个单元块，优选地1至4个单元块，更优选地1至3个单元块。

11.一种用于建筑组件的构造的系统，所述系统包括能够互连的多个建筑模块，其中，每个建筑模块包括框架，所述框架包括一个或多个单元块，所述单元块具有相等的长度和宽度的直角平行六面体结构，其中，所述框架的长度是其宽度的整数，其中，每个建筑模块还包括多个连接节点，所述连接节点设置成使得第一建筑模块的连接节点适于与建筑模块的所述系统中的相邻建筑模块的连接节点相会，所述系统还包括多个连接件，所述连接件适于接合相邻建筑模块的组件中的相邻连接节点，使得相邻建筑模块能够牢固且可逆地连接。

12.一种模块化建筑组件，包括两个或更多个预制互连的建筑模块，特别是如权利要求1-10中任一项所述的建筑模块，其中，所述建筑组件中的相邻建筑模块串联地、正交地或垂直地互连，使得第一建筑模块中的至少一个单元块与相邻的第二建筑模块中的建筑单元互连。

13.如前述权利要求所述的模块化建筑组件，其特征在于，还包括模块化屋顶单元，其中，所述模块化屋顶单元适于连接至建筑模块的组件中的连接节点。

14.如前述权利要求11-12中任一项所述的模块化建筑组件，其特征在于，所述组件还包括支承基部，用于为所述建筑组件提供地面支承。

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