CN116104200A - 功能及造型无限变化的生态建筑 - Google Patents

Abstract

本发明公开了由多种造型的几何体框架作为基本单元，通过将若干框架基本单元按照一定的模数关系装配组合成整栋框架主体结构后，在其上进一步装配楼面、墙面、屋面、门、窗、地面、屏风、遮阳板、隔断、太阳能电池板、格栅、太阳能集热板、植物种植附着板、保温层、防水层、檐沟、落水管等等建筑构件，组装成整栋功能及造型无限变化的生态建筑。平面布局及空间组合灵活，可室可院、可房可场、可开可合、可亭可仓、可曲可直、可虚可实，最大限度的满足各类型建筑的功能要求；还可广泛应用于城市规划、城市设计、抗震救灾、防疫抢险、紧急救援、应对突发公共安全事件等等工程技术领域。具有充分利用可再生能源的生态建筑的特点。

Description

功能及造型无限变化的生态建筑

技术领域

本发明主要涉及建筑工程领域，相应涉及旧区改造、城市规划、城市设计、环境景观、抗震救灾、防疫抢险、紧急救援、应对突发公共安全事件等等工程技术领域。具体涉及由多种造型的几何体框架作为基本单元；装配组合而成的功能及造型无限变化的生态建筑。其特点是建筑空间组合非常灵活；可室可院、可房可场、可开可合、可亭可仓、可曲可直、可虚可实，最大限度的满足各种类型建筑的功能要求。并能够根据用户要求及时调整各框架基本单元的组合关系和空间位置，使建筑具有很强的适应能力。同时，可使整栋建筑造型灵活多变，呈现出形态各异的建筑艺术效果。

背景技术

在公知的技术领域，现有建筑使用功能、平面布置及空间组合等一成不变，随着时代的发展，用户使用要求的变换，建筑功能的转变，既有建筑无法适应这些变化。同时，建筑造型固定不变，只能被动地随着时间的推移而陈旧老化。因此，有必要提出一种新的技术方案解决这些问题，并实现建筑平面布局、空间组合、整体造型的多变重构，与时俱进地满足新的要求，创造出丰富多变的建筑形态及艺术风格。

发明内容

本发明提出功能及造型无限变化的生态建筑，解决现有技术中，建筑固定不变，无法适应用户使用要求的变换，功能的转变，不能灵活改变平面布局、空间组合、整体造型的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：功能及造型无限变化的生态建筑，包括由柱、梁组成的框架基本单元，柱、梁可以采用钢结构、钢筋混凝土结构、木结构、铝合金等等材料。

优先的，所述功能及造型无限变化的生态建筑的框架基本单元，由柱、梁构成结构构件，柱、梁的形状可做成直线、曲线、弧线、折线等等形状，以便构成可曲可直、形态各异的框架基本单元，柱、梁的数量则构成三棱锥、立方体、多面体、多曲面体等等几何形状的框架基本单元。每个框架基本单元作为主体结构骨架，在三维空间的各个平面上根据空间位置，可以在其上组装楼面、墙面、屋面、门、窗、地面、屏风、格栅、植物种植附着板等等板类构件，从而形成一个完整的封闭基本空间单元；也可以从各层平面中选择局部位置，根据空间组合的变化要求，组装不同构件，从而形成半封闭或开敞的基本空间单元。比如：如果只在框架基本单元顶部位置装配屋面板；则组成一个类似“亭”的开敞基本空间单元。如果仅在框架基本单元底部装配地面，则组成一个类似“场”的室外开放基本空间单元。如果在局部位置仅装配墙面、地面、屏风、格栅、植物种植附着板等等构件；再配合放置树木、花卉等景观植物，则组成一个类似“庭院”的半封闭的基本空间单元。如果在框架基本单元均装配墙面、门、窗、地面、屏风、格栅、植物种植附着板、太阳能集热板等等板类构件，则组成一个类似“标准间”的封闭的基本空间单元。总之，可根据需要组装成各种用途、各种空间形式的基本空间单元。

优先的，所述的框架基本单元之间，通过螺栓连接、焊接、现浇等方式组装，形成装配式框架结构，最底部的框架基本单元固定在基础上，并将荷载传递到地基。为了提高装配式建筑的施工效率，组成框架基本单元的柱、梁构件的长度成模数关系，为基本模数M的整数倍，如：1M＝0.3米，则构件长度为1M、2M......n*M(n为正整数)。在构件上按模数关系预设(预埋)连接板、连接孔、连接法兰等等。这样可以更高效地将形状、大小不同的形态各异的框架基本单元，装配成整栋多变的框架结构主体。根据用户要求，还可以随时拆装调换各框架基本单元，充分体现其随时变换功能、造型的特点。

优先的，所述的框架基本单元装配成整栋多变的框架结构主体后，在其上进一步装配楼面、墙面、屋面、门、窗、地面、屏风、遮阳板、太阳能电池板、格栅、太阳能集热板、雨棚、阳台板、栏杆、植物种植附着板等等板类构件，组成整栋造型多变生态建筑，不仅满足多种使用功能，还充分利用可再生能源，达到节能环保的目的。同时，通过采用不同颜色、材料、质感的装饰手法，使该功能及造型无限变化的生态建筑呈现独特的建筑艺术效果。

由于目前建筑使用功能、平面布局、空间组合、外观造型等固定不变，在日新月异的城市发展建设中，建筑与周边环境的快速变化不相适应，而城市规划、城市设计、景观艺术创造等各项工作又受到既有建筑体量、面积、造型等等方面的制约。相比之下本发明具有下述优点：整栋建筑由各种造型的几何体框架基本单元组装建造，可随时根据用户要求，调整转换各个框架基本单元，呈现功能、造型多变的特色。平面布局及空间组合非常灵活；可室可院、可房可场、可开可合、可亭可仓、可曲可直、可虚可实，最大限度地满足各种类型建筑的功能要求；具有很强的适应能力，同时整栋建筑呈现出无限变化的建筑艺术效果。

附图说明

图1为本发明提出的功能及造型无限变化的生态建筑外观透视图；

图2为本发明提出的功能及造型无限变化的生态建筑框架基本单元常用几何形体轴测图；

图3为本发明提出的功能及造型无限变化的生态建筑剖面示意图；

图4为图1和图2中矩形框架基本单元的透视示意图；

图5为本发明提出的功能及造型无限变化的生态建筑冬季使用工况下，安装可再生能源利用装置的透视示意图；

图6为本发明提出的功能及造型无限变化的生态建筑夏季使用工况下，安装可再生能源利用装置的透视示意图。

图7为本发明提出的功能及造型无限变化的生态建筑的太阳能集热板剖面示意图。

图8为本发明提出的功能及造型无限变化的生态建筑的植物种植附着板剖面示意图。

图中标号：

1、立方体框架基本单元；2、弧形凸块框架基本单元；3、圆弧形框架基本单元；4、梯形框架基本单元；5、1/3体量框架基本单元；6、四棱锥框架基本单元；7、弧形凹块框架基本单元；8、基础；9、矩形框架基本单元；10、S形弧线框架基本单元；11、镂空框架基本单元；12、框架柱；13、框架梁；14、围护墙；15、连接板或预留锚固钢筋；16、楼面或地面；17、屋面；18、门；19、窗；20、折叠式遮阳板；21、太阳能电池板；22、太阳能集热板；23、植物种植附着板；24、深色吸热板；25、密封条；26、薄壁型材散热片；27、外框；28、种植槽；29、浅色反光板；30、岩棉保温板；31、室内饰面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1和图2所示，本发明提出的功能及造型无限变化的生态建筑，由各种几何形体的框架基本单元装配组装成整体；进一步安装可再生能源利用装置后，构成整栋功能及造型无限变化的生态建筑。

如图3所示，本发明提出的功能及造型无限变化的生态建筑，包括基础8、框架柱12、框架梁13、连接板或预留锚固钢筋15、楼面或地面16、屋面17、围护墙14、门18、窗19、折叠式遮阳板20、太阳能电池板21、太阳能集热板22。框架柱12与框架梁13是最基本的也是最主要的结构构件，其形状、长度灵活多变；但构件长度均需符合基本模数M的整数倍要求。基本模数M的长度根据建筑体量及功能要求确定，如：1M＝0.3米等等，则框架柱12与框架梁13的构件长度为1M、2M......n*M(n为正整数)。由各种不同的框架柱12与框架梁13组装，形成各种不同的框架基本单元。如图2中的立方体框架基本单元1、弧形凸块框架基本单元2、圆弧形框架基本单元3、梯形框架基本单元4、1/3体量框架基本单元5、四棱锥框架基本单元6、弧形凹块框架基本单元7、矩形框架基本单元9、S形弧线框架基本单元10。各种形体的框架基本单元形状千变万化，图3所示仅是一种实施例而已。

如图3和图4所示，本实施例中，最底部的框架柱12固定在基础8上，出地面后与框架梁13装配组装成矩形框架基本单元9及S形弧线框架基本单元10，各个矩形框架基本单元9之间通过连接板或预留锚固钢筋15连接(如果采用钢筋混凝土结构，则通过预留的锚固钢筋现浇成一体)，各个框架基本单元之间以及整栋主体框架外表面，根据要求装配围护墙14、楼面或地面16、屋面17、门18、窗19等等建筑构件，组成整栋建筑。个别框架基本单元如果不装配围护墙14则构成镂空框架基本单元11，这样可以形成一个完全开敞的空间，供周围相邻房间通风、采光等，立面上也形成虚实对比的艺术效果。个别框架基本单元如果不装配屋面17，则形成一个无顶盖的半开敞庭院空间，此处，进一步在相邻房间的外墙安装植物种植附着板23、地面放置植物花卉种植槽，则可营造郁郁青青、花繁叶茂的生态空间。

如图5所示，本实施例中，冬季使用工况时，在屋面日照充裕位置及朝阳立面的外窗19上部安装太阳能电池板21，提供并储存电能。在朝阳立面的外墙上局部安装太阳能集热板22，向室内提供热能，进而提高室内温度。

如图6所示，本实施例中，夏季使用工况时，在屋面日照充裕位置安装太阳能电池板21，提供并储存电能。在朝阳立面的外窗19上部安装折叠式遮阳板20，可遮阳、防热辐射；在朝阳立面的外墙上局部安装植物种植附着板23，可利用植物的蒸腾作用降低阳光热辐射；并利用植物的光合作用增加空气中的含氧量，改善空气质量。

如图7所示，本实施例中，太阳能集热板22由深色吸热板24、密封条25、薄壁型材散热片26、外框27组成。

如图8所示，本实施例中，植物种植附着板23由密封条25、外框27、种植槽28、浅色反光板29、岩棉保温板30、室内饰面31组成。

通过这些装置，可以充分利用可再生能源，达到节能降耗、绿色环保的目的。春季、秋季、过度季节可根据具体的气象条件，安装不同的配件，满足相应使用工况的使用要求。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.功能及造型无限变化的生态建筑，其特征在于:包括基础(8)、框架柱(12)、框架梁(13)、连接板或预留锚固钢筋(15)、楼面或地面(16)、屋面(17)、围护墙(14)、门(18)、窗(19)、折叠式遮阳板(20)、太阳能电池板(21)、太阳能集热板(22)、植物种植附着板(23)。

2.根据权利要求1所述的功能及造型无限变化的生态建筑，其特征在于:所述框架柱(12)、框架梁(13)的形状可曲可直、可折线、可弧线等等多种变化形式，构件尺寸根据建筑体量及功能要求，按基本模数1M＝0.3米的整数倍确定。

3.根据权利要求1所述的功能及造型无限变化的生态建筑，其特征在于:所述框架柱(12)与框架梁(13)通过不同的模数关系，以及自身多种形状变化，彼此组装成无限变化的框架基本单元，如:立方体框架基本单元(1)、弧形凸块框架基本单元(2)、圆弧框架基本单元(3)、梯形框架基本单元(4)、1/3体量框架基本单元(5)、四棱锥框架基本单元(6)、弧形凹块框架基本单元(7)、矩形框架基本单元(9)、S形弧线框架基本单元(10)等等形状造型的框架基本单元。

4.根据权利要求1所述的功能及造型无限变化的生态建筑，其特征在于:所述若干个框架基本单元之间，通过连接板或预留锚固钢筋(15),组装成框架主体结构。

5.根据权利要求1所述的功能及造型无限变化的生态建筑，其特征在于:所述楼面或地面(16)、屋面(17)、围护墙(14)、门(18)、窗(19)等建筑构件装配在框架主体结构上，构成整栋建筑。

6.根据权利要求1所述的功能及造型无限变化的生态建筑，其特征在于:根据建筑艺术效果等要求，在局部位置空缺一些建筑构件；形成镂空框架基本单元(11)或无顶盖的庭院。

7.根据权利要求1所述的功能及造型无限变化的生态建筑，其特征在于:所述若干个框架基本单元，根据功能及造型的变化要求，调整和转换至任意位置上，形成各框架基本单元之间的多种组合形式，实现平面布局和空间组合的无限变化。

8.根据权利要求1所述的功能及造型无限变化的生态建筑，其特征在于:在朝阳的立面外墙上，冬季局部安装太阳能集热板(22)，为室内提供热能；夏季局部安装植物种植附着板(23)，利用植物的蒸腾作用降低阳光热辐射，利用植物的光合作用增加空气中的含氧量，改善空气质量。

9.根据权利要求1所述的功能及造型无限变化的生态建筑，其特征在于:在屋面安装太阳能电池板(21)，为建筑提供并储存电能。

10.根据权利要求1所述的功能及造型无限变化的生态建筑，其特征在于:在朝阳的立面外窗上部，安装折叠式遮阳板(20)，供夏季遮阳、防热辐射。

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