TW201839233A - 仿生綠色建築槪念之弦波導流爲設計架構建築體 - Google Patents

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Abstract

本發明提出一種以仿生綠色建築弦波導流為設計架構建築體，其中，邊框陽台外形主要模仿波浪生成到波浪衰落結構(模仿雌性直立哺乳類胸型)，符合仿生建築概念，每一層四邊採用調整偏度正弦波邊框陽台，附著於旋轉矩形主體建築物，每層皆以固定角度(4.5°)旋轉，建築體旋轉方向與衝浪方向相同時，建築體外觀若為正方形，下視圖邊框陽台最大旋轉可達145°，造型意象上傳達建築物不只會轉，而且也會向前衝浪，具備擴大建築物全視野景觀。
仿生綠色建築弦波導流為設計架構建築體，層層皆有陽台、露台、立面和屋頂綠化，透過水平和垂直方向連貫形成綠網系統，上下樓層邊框陽台陰影重疊，種植綠化植栽，其綠色系統與周邊連貫形成帶狀綠廊，有利於植物群落多樣化，減少建築耗能、用水和二氧化碳排放，特殊雨水收集和汙水排放，直接反應建築設計的生態效能等，賦予人類健康生活，消耗最少地球資源製造最少廢棄物，並且透過防治大樓風能夠提供改善生態環境的積極目標，和對人類生存環境的無限關懷。
仿生綠色建築弦波導流為設計架構建築體，上下樓層邊框陽台與各層樓依次以固定角度旋轉，橫切形成每層樓面都有不同角度風屏障，減 低建築物振動頻率與渦流溢散頻率相同所產生共振現象，降低建築體劇烈震盪而損壞，波浪外型邊框陽台附著成牆面凹凸狀，每層樓以不同方位轉角呈現鋸齒狀阻擾氣流，降低橫切建築物側面的風速，再則，模仿波浪生成到波浪衰落結構(模仿雌性直立哺乳類胸型)邊框陽台結合矩形主體建築物旋轉固定角度，每層依次旋轉(4.5°)，建築物平面愈接近圓形化時，則風速增加領域愈小，具備減少大樓風效果。
仿生綠色建築弦波導流為設計架構建築體具備非封閉式結構風載體型係數(也稱空氣動力係數)，風力作用在工程結構表面形成的壓力(或吸力)與按照流入(抵達來流Approach Flow風壓)風速算出的理論風壓的比值，內部風壓大於(小於)外部風壓時產生拉力(推力)，邊框陽台支撐源必須靠著自攻螺絲鎖緊力，本發明設計邊框陽台相對面積較小，附著於矩形主體建築物支撐點固定座相對面積極大，使用抗剪力極大可以避免穿孔剪力破壞，外部披覆物就能有效固定於支撐輕型鋼焊件錨固螺絲。

Description

仿生綠色建築概念之弦波導流為設計架構建築體
本發明屬於一種仿生綠色建築弦波導流建築體，具有節能減碳環保概念，透過水平和垂直方向連貫形成綠網系統，外形以幾何構造弦波導流邊框陽台為設計架構建築體，主要達到仿生設計、綠色建築，動感和減少大樓風效果。
邊框陽台外形主要模仿波浪生成到波浪衰落結構(模仿雌性直立哺乳類胸型)，結合矩形主體建築物各樓層樓面以固定角度，每層依次旋轉(4.5°)，建築體旋轉方向與衝浪方向相同時，建築體外觀若為正方形，下視圖邊框陽台最大旋轉可達145°，造型意象上傳達建築物不只會轉，而且也會向前衝浪，能夠擴大建築物全視野景觀。
仿生綠色建築層層皆有陽台、露台、立面和屋頂綠化，透過水平和垂直方向連貫形成綠網系統，上下樓層邊框陽台陰影重疊，種植綠化植栽，其綠色系統與周邊連貫形成帶狀綠廊，有利於植物群落多樣化。
幾何造型弦波導流建築體構造，建築體對於扭轉向風力的影響小於順風向及橫風向風力。本發明設計邊框陽台相對面積較小，附著於矩形主體建築物支撐點固定座相對面積極大，使用抗剪力極大可以避免穿孔剪力破壞，邊框陽台支撐源必須靠著自攻螺絲鎖緊力，可以避免穿孔剪力破壞，外部披覆物就能有效固定於支撐輕型鋼焊件錨固螺絲。
先前技術大多以固定形狀且每層都以固定角度旋轉，鮮少以幾何形狀變化，即使有利用幾何形狀變化，也僅以同時多樓層進行少數角度旋轉，也很少看到如同本發明的每層都以幾何形狀變化且固定角度旋轉(以建築體最高層二十層而言，相對於建築體基座，在樓層上升過程共旋轉90°，同時與基座保持垂直狀態)，更不用說，本發明以模仿波浪生成到波浪衰落，造成波浪由左向右推進的現象，調整偏度正弦波邊框陽台構造，建築體旋轉方向與衝浪方向相同時，建築體外觀若為正方形，下視圖邊框陽台最大旋轉可達145°，先前技術下視圖最大旋轉只有達到90°。
承上說明，本發明以前所未見方法，調整偏度正弦波邊框陽台構造，波浪由左向右推進的現象，加速邊框陽台旋轉角度的幅度，下視圖呈現正弦波形變化，下俯視圖則呈現正切波形(∫形狀)變化(方向相反則呈現餘切波形)，從低層樓到高層樓，波浪前進先快後慢再快的旋轉方式，中間樓層波浪面積較大，旋轉前進角度幅度較小，其所受到陽光直接照射面積並沒減少。
本發明首創仿生綠色建築其邊框陽台漸進式旋轉145°，造型意象上傳達建築物不只會轉，而且也會向前衝浪，擴大建築物全視野景觀，層層皆有陽台、露台、立面和屋頂綠化，透過水平和垂直方向連貫形成綠網系統，上下樓層邊框陽台陰影重疊，種植綠化植栽，其綠色系統與周邊連貫形成帶狀綠廊，有利於植物群落多樣化。
本發明以獨特方法將上下樓層邊框陽台與各層樓依次以固定角度旋轉，橫切形成每層樓面都有不同角度風屏障，減低建築物振動頻 率與渦流溢散頻率相同所產生共振現象，降低建築體劇烈震盪而損壞，另外，波浪外型邊框陽台附著成牆面凹凸狀，每層樓以不同方位轉角呈現鋸齒狀阻擾氣流，降低橫切建築物側面的風速，大樓風吹襲各樓層牆面角度，造成不同分割順風向風力，再則，建築物平面愈接近圓形化時，則風速增加領域愈小，具備減少大樓風效果。
本發明屬於一種仿生綠色建築概念，弦波導流為設計架構建築體，邊框陽台外形主要模仿波浪生成到波浪衰落結構(模仿雌性直立哺乳類胸型)，結合矩形主體建築物各樓層樓面以固定角度，每層依次旋轉(4.5°)，波浪外型邊框陽台附著成牆面凹凸狀，每層樓以不同方位轉角呈現鋸齒狀阻擾氣流，降低橫切建築物側面的風速，上下樓層邊框陽台構成遮陽板與陽台，主要目的達到減少大樓風效果。
模仿波浪生成到波浪衰落幾何造型結構，扭轉向風力的影響小於順風向及橫風向風力。橫風向風力主要來自流體通過建築物時，發生的流體分離(Separation)與渦散現象(Vortex Shedding)所造成的週期性作用力。上下樓層邊框陽台與各層樓依次以固定角度旋轉，橫切形成每層樓面都有不同角度風屏障，減低建築物振動頻率與渦流溢散頻率相同所產生共振現象，降低建築體劇烈震盪而損壞。
本發明針對非封閉式結構風載體型係數(也稱空氣動力係數)，風力作用在工程結構表面形成的壓力(或吸力)與按照流入(抵達來流Approach Flow風壓)風速算出的理論風壓的比值，內部風壓大於(小於)外部風壓時產生拉力(推力)，邊框陽台支撐源必須靠著自攻螺絲鎖緊力，本發明設 計邊框陽台相對面積較小，附著於矩形主體建築物支撐點固定座相對面積極大，使用抗剪力極大可以避免穿孔剪力破壞，外部披覆物就能有效固定於支撐輕型鋼焊件錨固螺絲。
第(2a 2b 2c 2d 2e 2f)圖。
10‧‧‧弦波導流建築體
12‧‧‧矩形主體建築物
14‧‧‧各樓面樓板
16‧‧‧邊框陽台
25‧‧‧各樓面附著邊框陽台固定座
27‧‧‧各樓面不同方位轉角處
50‧‧‧各樓面不同角度風屏障
52‧‧‧強化玻璃落地窗或牆壁
56‧‧‧強化玻璃鋼骨或水泥高牆
70‧‧‧弦波生成
71‧‧‧最高振幅
72‧‧‧最低振幅
73‧‧‧偏度
74‧‧‧波數
75‧‧‧左右偏
76‧‧‧總點數
77‧‧‧起始點
78‧‧‧終止點
第1a圖係依據本發明之較佳模擬實施之仿生綠色建築模型下俯視圖，以下俯45°角度往下俯視，弦波導流建築體，造型意象上傳達建築物不只會轉，而且也會向前衝浪，擴大建築物全視野景觀，第1b圖係依據本發明之較佳模擬實施之仿生綠色建築模型側視圖。
第1c圖係依據本發明之較佳模擬實施之仿生綠色建築模仿波浪生成到波浪衰落結構(模仿雌性直立哺乳類胸型)。
第1d圖係依據本發明之較佳模擬實施之仿生綠色建築波浪外型邊框陽台附著於矩形主體建築物。
第1e圖係依據本發明之較佳模擬實施之仿生綠色建築弦波導流建築體基地旋轉，建築體最高層二十層而言，相對於建築體基座，在樓層上升過程共旋轉90°，同時與基座保持垂直狀態。
第1f圖係依據本發明之較佳模擬實施之仿生綠色建築波浪外型邊框陽台附著於旋轉矩形主體建築物上，波浪外型邊框陽台附著成牆面凹凸狀，每層樓以不同方位轉角呈現鋸齒狀阻擾氣流，降低橫切建築物側面的風速。
第1g圖係依據本發明之較佳模擬實施之仿生綠色建築弦波導流建築體樓板附著波浪外型邊框陽台。
第2a圖係依據本發明之較佳模擬實施之仿生綠色建築弦波導流建築體。
第2b圖係依據本發明之較佳模擬實施之仿生綠色建築矩形主體建築物，邊框陽台，各樓面樓板，各樓面附著邊框陽台固定座以及各樓面不同方位轉角處，方形(例如：20層)，最後旋轉角度(例如：145°)大於總層樓旋轉角度(例如：90°)。
第2c圖係依據本發明之較佳模擬實施之不同角度風屏障，仿生綠色建築模型之上下樓層邊框陽台與各層樓依次以固定角度旋轉，橫切形成每層樓面都有不同角度風屏障，減低建築物振動頻率與渦流溢散頻率相同所產生共振現象，降低建築體劇烈震盪而損壞。
第2d圖係依據本發明之較佳模擬實施之各樓面高矮牆示意圖，係以不同角度風屏障，強化玻璃落地窗或牆壁，強化玻璃鋼骨或水泥高牆表示。
第2e圖係依據本發明之較佳模擬實施之弦波生成示意圖，係以八個參數值代入弦波生成公式，第2f圖係依據本發明之較佳模擬實施之弦波生成參數涵義圖，係以八個參數值別包括，最高振幅，最低振幅，偏度，波數，左右偏，總點數，起始點，和終止點，以圖示表示八個參數值代表所涵意。
本模擬實施例是一種模仿波浪生成到波浪衰落幾何造型結構(模仿雌性直立哺乳類胸型)建築物，簡單說就是一種以仿生綠色建築架構，弦波導流為設計架構建築體，邊框陽台外形主要模仿波浪生成到波浪衰落結構(模仿雌性直立哺乳類胸型)，結合矩形主體建築物各樓層樓面以固定角度，每層依次旋轉(4.5°)，波浪外型邊框陽台附著成牆面凹凸狀，每層樓以不同方位轉角呈現鋸齒狀阻擾氣流，降低橫切建築物側面的風速，上 下樓層邊框陽台構成遮陽板與陽台，主要目的達到減少大樓風效果，仿生綠色建築層層皆有陽台、露台、立面和屋頂綠化，透過水平和垂直方向連貫形成綠網系統，上下樓層邊框陽台陰影重疊，種植綠化植栽，其綠色系統與周邊連貫形成帶狀綠廊，有利於植物群落多樣化。
首先請參考第2a圖係依據本發明之較佳模擬實施之仿生綠色建築弦波導流建築體10(包含樓板、弦波導流與矩形主體建築物等)。
請再參考第2b圖係依據本發明之較佳模擬實施之仿生綠色建築矩形主體建築物12，各樓面樓板14，各樓面弦波導流邊框陽台示意圖16，各樓面附著邊框陽台固定座25以及各樓面不同方位轉角處27，方形(例如：20層)，最後旋轉角度32(例如：145°)大於總層樓旋轉角度(例如：90°)。
請再參考第2c圖，橫風向風力主要來自流體通過建築物時，發生的流體分離(Separation)與渦散現象(Vortex Shedding)所造成的週期性作用力，各樓面不同角度風屏障50，係上下樓層邊框陽台與各層樓依次以固定角度旋轉，橫切形成每層樓面都有不同角度風屏障，減低建築物振動頻率與渦流溢散頻率相同所產生共振現象，降低建築體劇烈震盪而損壞。
請再參考第2d圖，各樓面不同角度風屏障50，強化玻璃落地窗或牆壁52，強化玻璃鋼骨或水泥高牆56。
請參考第2e圖，該圖係本發明之較佳模擬實施之弦波生成示意圖，弦波生成70。
請再參考第2f圖，本發明之較佳模擬實施之弦波生成八個參數值示意圖。載波生成之弦波生成70，以八個參數值代入弦波生成公式，弦波八個參數值各有其代表意義，如圖所示分別包括：最高振幅71，最低 振幅72，偏度73，波數74，左右偏75，總點數76，起始點77，和終止點78。

Claims (10)

  1. 一種弦波導流建築體，以仿生綠色建築為設計架構，係採用每一層建築體依次旋轉固定角度(本案例4.5°)，逐層向波浪造型前進方向旋轉偏移，依據本發明所提出的調整偏度正弦波邊框陽台構造，建築體旋轉方向與衝浪方向相同時，邊框陽台不只會轉而且也會向前衝浪，適用於每層綠化景觀仿生綠色建築等，其至少包含：一座弦波導流建築體，其弦波導流矩形主體建築物係坐落於於該建築基地上，弦波導流建築體由矩形主體建築物、邊框陽台、強化玻璃落地窗或牆壁、綠化空中長廊、強化玻璃鋼骨或水泥高牆等組成建築結構體；其中，一種仿生綠色建築弦波導流建築體之每一層矩形主體建築物，相對於邊框陽台之內面，矩形主體建築物具有-第一長度、-第一寬度，係由RC或鋼骨結構所構成，且矩形主體建築物懸掛邊框陽台，其矩形主體建築物各樓面附著邊框陽台固定座，四邊各有一固定座之支撐點，每一固定座具有-第一支撐點；其中，一種仿生綠色建築弦波導流建築體之矩形主體建築物，各樓層樓面以固定角度，每層依次旋轉，具有-第一固定旋轉角度(例如：4.5°)，波浪造型邊框陽台逐層向每一層樓建築體旋轉相同方向時，先快後慢再快速度前進，衝浪最下層到最上層共偏移具有-第二固定總角度(例如：55°)，方形(例如：20層)，具有-第三固定最後旋轉角度(例如：145°)，其大於總層樓旋轉角度(例如：90°)；其中，一種仿生綠色建築弦波導流建築體之邊框陽台，相對位於該矩形主體建築物外面，以弦波生成八個參數值代入弦波生成公式，分別具- 第一參數值最高振幅，具-第二參數值最低振幅，具-第三參數值偏度，具-第四參數值波數，具-第五參數值左右偏，具-第六參數值總點數，具-第七參數值起始點，和具-第八參數值終止點；其中，一種仿生綠色建築弦波導流建築體之強化玻璃落地窗或牆壁，係邊框陽台進入矩形主體建築物之樓層外牆屏障物，屬於矩形主體建築物結構體外牆一部分，牆面高度與樓層高度相同，具-第一高度，牆壁厚度，具-第一厚度；矩形主體建築物之各樓面樓板面積；具-第一面積；矩形主體建築物之各樓面不同方位轉角處，相對於建築體基座旋轉角度，具-第四角度；各樓面不同角度風屏障，相對於風向作用於建築體角度，具-第五角度；其中，一種仿生綠色建築弦波導流建築體之強化玻璃鋼骨或水泥高牆，係邊框陽台邊緣安全欄杆，安全屏障防止人員或物品掉落樓下，欄杆高度，具-第二高度，欄杆厚度，具-第二厚度；其中，一種仿生綠色建築弦波導流建築體之綠化空中長廊係邊框陽台範圍，係由矩形主體建築物和邊框陽台邊緣強化玻璃鋼骨或水泥高牆間所圍成空間，其一部分屬於涼亭，茶几，桌椅可供休憩空間，具-第二面積；其另一部分屬於綠網系統係邊框陽台，由矩形主體建築物和邊框陽台邊緣強化玻璃鋼骨或水泥高牆間所圍成空間，係建築體和邊框陽台旋轉偏移，層層邊框陽台有陽光雨水滋潤，種植綠色植物陽台，綠化透過水平和垂直方向連貫形成，其有利於植物群落多樣化，綠色系統與周邊連貫形成帶狀綠廊空間，具-第三面積。
  2. 如申請專利範圍第1項所述仿生綠色建築為設計架構之弦波導流建築 體，其中，該一仿生綠色建築為設計架構之弦波導流建築體，係包括：弦波導流矩形主體建築物和弦波導流邊框陽台，該弦波導流矩形主體建築物坐落於於該建築基地上，係包括：矩形主體建築物、各樓面樓板、強化玻璃落地窗或牆壁、各樓面附著邊框陽台固定座、各樓面不同方位轉角處、各樓面不同角度風屏障；該一弦波導流邊框陽台附著於矩形主體建築物，係包括：邊框陽台、強化玻璃鋼骨或水泥高牆等組成建築結構體、弦波生成；該一弦波生成，係包括：最高振幅，最低振幅，偏度，波數，左右偏，總點數，起始點，和終止點；
  3. 如申請專利範圍第1項所述仿生綠色建築為設計架構之弦波導流建築體，其中，該一仿生建築模仿雌性直立哺乳類胸型，係以幾何構造弦波導流設計架構之邊框陽台，主要模仿波浪生成到波浪衰落結構(專利申請範圍包括：模仿雌性直立哺乳類胸型)，建築體外觀若為正方形，從低層樓到高層樓，波浪前進先快後慢再快的旋轉方式，中間樓層波浪面積較大，旋轉前進角度幅度較小，下視圖呈現正弦波形變化，下俯視圖則呈現正切波形( ∫形狀)變化(專利申請範圍包括：方向相反則呈現餘切波形)，從低層樓到高層樓，波浪前進先快後慢再快的旋轉方式，中間樓層波浪面積較大，旋轉前進角度幅度較小，其所受到陽光直接照射面積並沒減少。
  4. 如申請專利範圍第1項所述仿生綠色建築為設計架構之弦波導流建築體，其中，該一擴大全視野最大旋轉角度，係矩形建築體外觀(專利申請範圍包括：三角形、正方形、長方形或多邊形)主體建築物，每一層樓以旋轉固定角度(例如：4.5°)，逐層向波浪造型前進方向旋轉偏移， 建築體最高層二十層而言，相對於建築體基座，在樓層上升過程共旋轉90°，同時與基座保持垂直狀態，加以，波浪造型邊框陽台前進方向先慢後快再慢旋轉，最後旋轉角度大於總層樓旋轉角度可達145°，具備擴大建築物全視野景觀。
  5. 如申請專利範圍第1項所述仿生綠色建築為設計架構之弦波導流建築體，其中，該一造型意象上不只傳達動感建築物會轉而且也會向前衝浪，係仿生綠色建築弦波導流為設計架構建築體，主要模仿波浪生成到波浪衰落結構，每一層樓以旋轉固定角度(例如：4.5°)，逐層向波浪造型前進方向旋轉偏移，依據本發明所提出的調整偏度正弦波邊框陽台構造，建築體旋轉方向與衝浪方向相同時，邊框陽台不只會轉而且也會向前衝浪，造型意象上傳達動感建築物；
  6. 如申請專利範圍第1項所述仿生綠色建築為設計架構之弦波導流建築體，其中，該一防治大樓風效果，係上下樓層邊框陽台與各層樓依次以固定角度旋轉，波浪外型邊框陽台附著成牆面凹凸狀，每層樓以不同方位轉角呈現鋸齒狀阻擾氣流，降低橫切建築物側面的風速；大樓風吹襲各樓層牆面角度，造成不同分割順風向風力，據此，建築物平面愈接近圓形化時，則風速增加領域愈小，具備減少大樓風效果。
  7. 如申請專利範圍第1項所述仿生綠色建築為設計架構之弦波導流建築體，其中，該一減低建築物振動頻率與渦流溢散頻率相同所產生共振現象，係模仿波浪生成到波浪衰落幾何造型結構，扭轉向風力的影響小於順風向及橫風向風力；上下樓層邊框陽台與各層樓依次以固定角度旋轉，橫切形成每層樓面都有不同角度風屏障，減低建築物振動頻 率與渦流溢散頻率相同所產生共振現象，降低建築體劇烈震盪而損壞。
  8. 如申請專利範圍第1項所述仿生綠色建築為設計架構之弦波導流建築體，其中，該一可調參數之邊框陽台弦波造型，係以八個弦波參數值(弦波生成參數值，包括：最高振幅，最低振幅，偏度，波數，左右偏，總點數，起始點，和終止點)代入弦波生成公式得到可調參數之弦波造型邊框陽台，設計時可依需求設定參數尺寸大小。
  9. 如申請專利範圍第1項所述仿生綠色建築為設計架構之弦波導流建築體，其中，該一綠網系統形成連貫性帶狀綠廊，係邊框陽台透過建築體旋轉方向與衝浪方向相同時，邊框陽台向衝浪方向連貫性偏移，層層邊框陽台相連，灌溉用水逐層重複使用，戶戶皆有陽光雨水滋潤，形成一綠網系統，綠化景觀種植綠色植物，減少建築耗能、用水和二氧化碳排放，特殊雨水收集和汙水排放，符合綠色環保概念，透過水平和垂直立體方向交織貫穿，其綠色系統與周邊連貫形成帶狀綠廊，有利於植物群落多樣化。
  10. 如申請專利範圍第1項所述仿生綠色建築為設計架構之弦波導流建築體，其中，該一有效固定之支撐點固定座，係風力作用在工程結構表面形成的壓力(或吸力)與按照流入(抵達來流Approach Flow風壓)風速算出的理論風壓的比值，內部風壓大於(小於)外部風壓時產生拉力(推力)，邊框陽台支撐源必須靠著自攻螺絲鎖緊力，邊框陽台設計相對面積較小，附著於矩形主體建築物支撐點固定座相對面積極大，使用抗剪力極大可以避免穿孔剪力破壞，外部披覆物就能有效固定於支撐輕型鋼焊件錨固螺絲。
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