WO2011035542A1 - 建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统 - Google Patents

建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统 Download PDF

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
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    • E04H1/00Buildings or groups of buildings for dwelling or office purposes; General layout, e.g. modular co-ordination or staggered storeys
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/60Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings
    • F24S20/66Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings in the form of facade constructions, e.g. wall constructions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24S20/60Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings
    • F24S20/67Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings in the form of roof constructions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20Solar thermal

Definitions

  • the present invention relates to a method of constructing a building group of a plurality of buildings as a unitary organic environment between the unit and the environment to achieve energy saving, and the corresponding construction method and related system.
  • the object of the present invention is to propose an energy-saving and construction of an organic building (selective, maneuverable, suitable for opening and closing, etc.) that is highly efficient and energy-saving, and which can significantly reduce the overall construction and operation costs.
  • the method thus revolutionizes the energy conservation and environmental protection capabilities of the entire social building system and lays a new foundation for the sustainable development of the society and environmental improvement.
  • the object of the present invention is achieved as follows:
  • the building group formed by a plurality of single buildings and the building group space are regarded as a complete unity, and an integrated and efficient organic whole is formed for the entire building group and its large space. (There is a choice to be maneuverable - you can choose to open or close, etc.) to isolate the structural system, and to make it a unified and efficient organic barrier to heat, air, rain, snow, etc., due to this unified large system, large space
  • the spacer system can have a small body shape factor compared with a single independent building. In this respect, the heat exchange between the large space enclosed by the whole enclosure and the environment can be compared with the buildings of a building with a certain density and volume.
  • the total heat exchange capacity of the heat exchange alone in the environment is greatly reduced, thereby greatly reducing the natural heat exchange energy consumption of the building group; on the other hand, since the total heat exchange area between the system and the environment can be greatly reduced, a large amount of high efficiency can be saved.
  • Insulation materials, high-efficiency insulated windows and large thicknesses reduce the thickness of the building's exterior walls, thus reducing the overall cost and general The consumption of building materials reduces the resources and cost of construction.
  • a large and efficient heat exchange type air change system can be used in the large insulation system to centrally ventilate the large space system that is isolated, which can also greatly reduce the energy consumption of the building group system as a whole, and at the same time ensure The quality of the air consumed by large buildings.
  • FIG. 1 is a perspective view of the example
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG. 1
  • FIGS. 3, 4, and 7 are horizontal cross-sectional views of specific examples
  • FIGS. 5 and 6 are perspective views of specific examples
  • FIG. 12a, 12b, and 12c are a front view, a side view, and a top view, respectively, of a solar house city example 1; and Fig. 13a and Fig. 13b are a solar house building sunlight analysis explanatory drawing; Figure 15a, 15b, 15c are a front view, a side view, a (cross-sectional) top view, and a cross-sectional side view, respectively, of a solar house example 2;
  • Figure 17 is the basic composition structure and working principle diagram of the heat collecting sunroof system with the outer skylight insulation structure.
  • 18a, 18b, and 18c are respectively a front view, a side view, and a (cross-sectional) plan view of a room system in which an m-group horizontal projection layout is an "E" shape and an "E" shape;
  • Figures 19, 20, 21, 22, 23, and 24 are the horizontal projection layout of the internal building group as (continuous) “non-" shape, (even) “ ⁇ ", “()" "bow”, (connected) (Sectional) top view of the "W” shape, (continuous) "positive” shape, and "long” shape of the housing system;
  • 25a, 25b, and 25c are respectively a front view, a cross-sectional side view, and a top view of a sail-type housing system; and Figures 26a and 26b are side and top views, respectively, of a strip-shaped Tang-shaped housing system; 27a, 27b are side and top views, respectively, of a (near) circular crown-shaped housing system;
  • Figures 28a, 28b are side views of different forms of multi-level housing systems
  • Figures 29 and 30 are top views of the housing system in the form of " ⁇ , ⁇ ";
  • 31a and 31b are respectively a front view and a (cross-sectional) plan view of a housing system in which the overall outline is horizontally projected as "return” and the horizontal projection of the internal building group is (connected) "E".
  • Figs. 33a, 33b are respectively a structure and working principle diagram of a multi-functional variable high efficiency light collecting plate-concentrating mirror plate system which can be arranged on a building type building system;
  • Figure 34 is a (cross-sectional) top view of a housing-type building containing a sash window system, a sash window system, and an ear chamber space;
  • Figures 35a, 35b are semi-transparent hollow radiant housing systems and a south-south type, respectively.
  • Figures 36a, 36b are respectively a view, (cross-sectional) top view of a housing system with a rotatable roof that can efficiently collect solar energy;
  • Figures 37 and 38 are internal buildings, respectively The horizontal projection of the group is a (cross-sectional) top view of the "E-array" and "Tianwang"-style Fangcheng building systems.
  • the integral large space spacer structure system to which the present invention belongs can mainly consist of a large enclosure 2 covering a plurality of buildings 1 and a space therein in a horizontal direction 2, a large zenith 3 which blocks the space of the building group in the vertical direction and
  • the ventilation system, the channel system 4, etc., the large maintenance can be composed of a human-inhabitable building with a wall-type layout, or a special wall-type structure; we can combine this with a large zenith and large maintenance. It can contain one, several, dozens, seven or more buildings, and at the same time, it can be distributed among many buildings, so that people can directly view the big zenith and its external natural space from the bottom of the building and even the ground.
  • the large building system of the street and other spaces is more vividly called the Fangcheng-style system - (large) Fangcheng system.
  • the independent buildings in the big city can be combined with the large maintenance buildings of the city to form the supporting skeleton of the large zenith of the Fangcheng.
  • the roof of all or part of the independent building can be directly used as part of the big zenith; between the buildings in the housing city
  • This kind of vertical sky space which can be directly connected to the ground or directly to the top surface of the low-rise building near the ground, is a vertical sky space, which together constitutes the vertical world of the big city.
  • Space Forest System One-day street network space system, widely distributed Tianjie network space system as the basic spatial structure of the interior of the big house, such as light, ventilation, humanistic vision and the possibility of setting up people flow, logistics channels, etc.
  • Tianjie network space system as the basic spatial structure of the interior of the big house, such as light, ventilation, humanistic vision and the possibility of setting up people flow, logistics channels, etc.
  • the large zenith can be set at a height of nearly 100 meters or higher, because it still has the traditional urban network distribution of the sky-street system that can be seen from the ground. Its characteristics, its advantages are more natural cities, urban areas, and more outdoor space and sky, which can realize the human needs of almost every person living space unit can enjoy the sky, enjoy the natural light, avoid each
  • the huge monolithic architectural form is generally closed and isolated from the sky, the horizon, the natural sunlight and the air. Due to the universal touch of the Tianjie network system, the Dafangcheng system and various large and very large monolithic There are major differences in the structure, function and layout of buildings and so on.
  • Any (large) housing system will face three major environmental and resource energy conditions: 1. The weather and meteorological resources of the year determined by the latitude, altitude, topography, land and sea location of the region; The geothermal resources determined by environmental and geological conditions, etc.; 3. Solar energy resources. Although each housing system will have many other impacts, these three aspects are the most basic and important decisions for any housing system.
  • Fangcheng Building and its urban system can be built on the basis of achieving high efficiency, energy saving and land saving to better meet the needs of human life, work and leisure. new Habitat environment and new urban system.
  • the adaptation and utilization of the environmental weather conditions by the Fangcheng system can be achieved by its low body shape coefficient and good organic (optional maneuverable) barrier structure.
  • the better utilization of geothermal resources by the Fangcheng system can pass through the second space of the Fangcheng system (the space between the buildings in the housing system, the one-day street-style street space, the one-day street network space system, a lighting and ventilation passage) And its demand for relatively low temperatures is better achieved.
  • the efficient use of solar lighting and its corresponding land space resources by the Fangcheng system enables it to achieve most or even all solar energy heating in urban areas with high building density and floor area ratio. Efficient power generation, cooling, etc.
  • the existing energy-saving methods of buildings are mainly based on the consideration of reducing the heat transfer coefficient, increasing the thermal resistance, and reducing the window-to-wall ratio.
  • the energy consumption of the insulation materials, high-performance doors and windows, etc. which are in large quantities, need to be used.
  • the material consumption is also huge, especially the raw material resources of some materials are non-renewable and unsustainable, which will greatly limit the overall efficiency and efficiency of building energy conservation.
  • the depth of general buildings should not be too large, especially for large-scale residential buildings, which have a deeper depth (within a dozen meters), which makes most buildings (including high-rise, super).
  • the shape factor of high-rise buildings cannot be too small, so if the eyes are limited to individual buildings, the relative heat exchange area of the building system cannot be greatly reduced, which greatly limits the energy-saving efforts of the building system.
  • the direct heat transfer temperature difference between the traditional human settlement system and the environment is determined by the difference between the natural environment temperature and the suitable temperature for human life and work. It has strong objectivity and is difficult to make large changes.
  • the invention regards the building group and the space occupied by it as a complete organic temperature system - like a large living room and a large room, so that this can contain many independent buildings and can have a large building.
  • the large living room of the building area - the large living space system ⁇ " - the body factor of the big housing system will be greatly reduced, as long as the building complex of the big housing system reaches a certain building density With building volume, Big Fangcheng
  • the total heat exchange area and total heat exchange between the system and the environment can be reduced by a large proportion.
  • the building group consisting of the above-mentioned single buildings is integrally partitioned with a square-shaped square-shaped large-scale housing.
  • the base side of the large-scale city is 400 meters long, its minimum body shape coefficient (that is, the height is infinite Time)
  • F >4*400/ (400*400) 0.01
  • the height of the cube-shaped big house is 100 meters,
  • the heat exchange area of the window and the wall, as well as the total heat exchange capacity, can still be only 1/2 of the original dispersed building. If the heat-insulating material equivalent to twice the heat exchange area used in each building is dispersed, and the high-efficiency doors and windows are concentrated on the heat exchange area of the big-room system, it can be close to
  • the heat transfer coefficient of the window wall of Dafangcheng is reduced to 1/2 of the original, so that when the heat exchange area of the window is reduced by 1/2 (the wall reduction is greater than 1/2), the window
  • the heat transfer coefficient of the wall and other heat reduction factors are reduced by 1/2, the total heat exchange between the large housing system and the environment can be reduced to 1/4 of the total natural heat exchange between the original buildings and the environment. the following.
  • the heat transfer temperature difference If the interior living and working space of each building contained in the big housing city is called: (Room City) The first space, outside the building, Fangcheng University The space inside the maintenance and the big zenith is called - (the housing city) the second space, and the environmental space outside the housing system can be further referred to as: the third space. Since the temperature of the second space will be between the temperature of the first space and the temperature of the third space, and the temperature in the building body is constant, the space between the space of the original dispersed partition and the environment (the third space) is changed. The thermal temperature difference must be higher than the heat transfer temperature difference between the second space and the environment (the third space).
  • the total heat transfer and basic heat transfer process of the Fangcheng system are:
  • the natural heat exchange between the first space and the second space is equal to the second space and
  • the amount of natural heat exchange between the third space the above heat exchange amount will be much smaller than the total heat exchange between the buildings directly in the Fangcheng system and the environment during the dispersion.
  • the large-room system with integrated insulation can achieve better airtightness
  • a more cost-effective large-scale heat exchange type ventilation (hot gas replacement) equipment system can be adopted to ensure that the ventilation heat consumption or cooling consumption of the large-scale system is lower.
  • the large-scale building system is used, and the thickness of each building's outer wall, which is not directly in contact with the environment and heat exchange, can be greatly reduced.
  • the nearly 50mm thick outer wall of the place can be changed into a 25mm thick outer wall in some parts of the south, which will greatly reduce the material consumption of the entire building system and the direct and indirect production energy consumption, while greatly reducing the building's Weight, improve the seismic performance of the building, and greatly optimize the selectivity of the building structure.
  • the buildings inside the Grand City system can be equipped with large windows and walls as needed, and more convex and concave wall and float can be used to optimize the lighting and architectural style.
  • Many architectural styles and forms such as windows and high-rise courtyards.
  • the temperature of the second space of the Fangcheng which has a large volume and area inside the Fangcheng system, will generally be close to and close to the temperature of the first space of the building.
  • Most of the heat in the first space of the Fangcheng system or the cooling capacity is first lost in the second space (or the first space is the second space for heating or cooling), and then the second space is lost in the third space -
  • the heat exchange area and the heat transfer coefficient between the first and second spaces are both greatly high.
  • the temperature difference is T23, and T12 + T23 - T13 (the temperature difference between the first and third spaces), so T12 can be only a fraction of T13 or even lower.
  • the housing maintenance system adopts a non-transparent wall structure or a semi-transparent wall-type residential structure.
  • the roof part of each building in the Fangcheng system constitutes the non-transparent part of the big zenith of Fangcheng.
  • the other parts of the big zenith can be made up of transparent materials such as sun panels and glass to form a large zenith part that can be transmitted through the light. Due to the need for lighting, etc., the area of the light-transmitting part of the large zenith is large, accounting for the housing city.
  • the system has a very large ratio of 1 ⁇ 2 area, especially its thermal resistance is often as small as a fraction of the thermal resistance of the non-transparent heat exchange part, or even lower, so the natural conversion between the large system and the environment
  • the total amount of heat depends on the size of the large zenith light transmission part.
  • the energy saving ratio between the Fangcheng large system and the non-room city building system is mainly determined by the large maintenance of the housing city, especially the large zenith window.
  • the ratio of the area to the original building group window area of course, the increase in the thermal resistance of the large room system form can further reduce the system's energy consumption rate.
  • FIG. 4 Set up a square-shaped Fangcheng large system, its vertical projection is 310 meters * 310 meters square, the height of the large housing and the internal building are 100 meters, the overall layout of each building Yes: A total of 8 identical U-shaped buildings (four identical buildings in the four corners of the city and the central part of the four sides) are arranged along the perimeter of the housing city. Five identical buildings are arranged in the housing city, for a total of 13 buildings. The dimensions of the same retro-shaped buildings are: 100 meters high (equivalent to about 20-23 floors), the outer side is 50 meters long, the inner side is 30 meters long, and the inner and outer buildings are 10 meters long. .
  • the other co-constructions that constitute the maintenance of the Fangcheng--the besieged city system are:
  • the width of the buildings that can be connected to the surrounding eight buildings in the surrounding area is 10. meters, each length is 80 meters, and the height is 80-story 8-story building.
  • the 13-shaped buildings with the main body as a whole form a square format layout with a solid phase, a uniform misalignment, a good view, and an appropriate distance (larger). Roads with a maximum width of 15 meters can be set between adjacent empty squares, and other spaces can be developed and utilized efficiently and with high value as described later.
  • the total thermal resistance of the non-form part of the wall is doubled.
  • the total area of the glass can be made up to 105,000 meters ⁇ 2 for the maintenance of the Fangcheng University.
  • the build-up heating resistance of the window can increase the original form from the original double layer by nearly seven layers. Of course, this is generally unnecessary.
  • the large zenith light transmission part of the housing can be cost-effective and safe. In order to construct a better sun plate, the cost of a large number of more expensive energy-saving forms can be used for the construction of the Great Zenith.
  • the body factor of the large housing system and the heat transfer coefficient of the large maintenance and large zenith can be minimized to reduce the total space of the large housing space system.
  • the natural heat exchange capacity reduces the energy consumption and material consumption of the total system unit floor area while saving construction land.
  • the total area, average height, density and volume of the buildings included in the large housing system can be maximized to make the relative relationship of the large housing system.
  • each single building in the housing city can take the form of a cross shape, a back shape, etc., and can adopt large window and wall ratio, multiple convex and concave changes, thin walls, and other architectural forms to maximize the space of each person. Lighting and ventilation, and can save building materials while enriching architectural shapes.
  • the isolated building can divide the large space inside the housing into a number of relatively small and relatively independent space areas to facilitate fire protection.
  • the isolated construction can be either a residential building or a dedicated wall.
  • the wall can be transparent and switchable to facilitate the usual light, gas, people and objects. Etc.
  • the large zenith can generally be composed of a daylighting part and a non-lighting part.
  • the non-lighting part can generally be composed of a building roof of a large housing system, etc., and the non-lighting part and the individual lighting part can be provided with dredge and temporary storage of rain and snow.
  • the road system, the lighting part and the grooming system can form a grid-type interactive fusion that can be fully considered.
  • the lighting part can be set to a slope with a certain slope to facilitate the evacuation of rain and snow.
  • the upper part of the building system of the big house can be placed outside the main body of the zenith. It is higher than the ultra-high building part of the main body of the large zenith.
  • the ultra-high building part can make the air pressure difference formed by the temperature difference inside and outside the whole building system more, which is more conducive to the natural flow and exchange of air inside and outside the housing system; It is also convenient for the overall management and security monitoring of the entire large zenith and large housing system.
  • a cemetery-free open space can be set in the center of the large-scale large housing system.
  • Open space the open-air open space of the center can be designed as a central open-air park, a square, a stadium, etc., which can optimize the humanistic quality of the urban system area.
  • the central open-air space can be used as the most important fire-fighting and even avoiding earthquakes.
  • the safe haven space, which allows the big housing system to form a "ring city”.
  • the large housing city can also adopt the layout of the C-shaped and concave-shaped forms of the central open space in the vicinity of the central area to meet the requirements of different terrains and environments.
  • the above-mentioned central open-air (safe haven) space should have a large enough area, and there is a convenient, fast, efficient and reliable integrated passage system between the inside and outside of the big house.
  • the central open-air area and the outer space around the big house can be built.
  • the outer perimeter of the building of Dafangcheng can also have a relatively large open space with a comprehensive surrounding layout to simultaneously serve as a safe and rescue space for firefighting, earthquakes, etc., and at the same time reduce the floor area ratio of the entire building land area, building density. Etc., to improve the humanized quality of lighting and greening of the entire large building system;
  • a number of different heights that can be connected to the surrounding area of the housing city can be connected to the easy-to-switch channels inside and outside the housing city, and the airway bridges connecting all or part of the independent buildings can be considered at certain heights in the housing city.
  • the transportation network can not only divert the bottom traffic at ordinary times, but also serve as a fast and safe channel at special moments;
  • a relatively closed through-the-city passage can be set at the bottom, underground or a certain space height of the Fangcheng system.
  • the through-city passage is located between the open spaces of the urban area, so that the open urban road system in the main urban transportation status is fully laid out and the network is smooth.
  • the thermal resistance of the large enclosure and the large zenith can be adjusted between a larger range and the ratio.
  • the adjustment method and the more specific structural form that can be realized can be:
  • All or part of the middle partition with high thermal resistance in the middle of large maintenance and large zenith is designed as a thermal resistance adjustment door with high thermal resistance which can be fully opened or closed by a large number of swings that can be rotated around 90 degrees.
  • the thermal resistance adjusting wall formed by the thermal resistance adjusting window and the like when the thermal resistance adjusting door and the adjusting window are all closed, the thermal resistance value of the large wall and the large zenith is the largest, and the thermal resistance adjusting door and the adjusting window are all 90 degrees.
  • the large wall and the big zenith have the lowest thermal resistance; in the vertical building
  • the lower end of the thermal resistance adjusting door in the wall of the city wall can be horizontally arranged to facilitate the adjustment of the sliding track of the door switch and the like.
  • the above-mentioned method of adjusting the thermal resistance of the switch and adjusting the window can greatly reduce and increase the heat exchange between the large system and the external environment of the housing, and can actively realize the enhancement and weakening of the heat exchange capability of the non-air inlet and outlet mode. It can reduce the flow of air inside and outside the housing only due to heat exchange, thereby reducing the consumption of mechanical energy and the like, and at the same time, when the ambient temperature is different from the temperature required in the housing, it can also be avoided.
  • the introduction of air temperature is too high or too low, causing large fluctuations in the local space temperature in the housing city, ensuring the livable quality of various parts of the living environment in the housing city.
  • the large zenith and large maintenance structure parts can be configured to be able to heat or block a part or all of the large zenith and large maintenance structure parts with high thermal resistance when there is no daylighting, etc., so that it can be used every day.
  • the heat transfer coefficient of the large zenith and maintenance parts of the Fangcheng large system is small, so that the daily total heat exchange capacity of the Fangcheng large system They can all be in a relatively small state, which further enhances the energy-saving efficiency of the large-scale system.
  • Both the large circumference maintenance and the large zenith can be constructed in such a way that it can be opened and closed according to seasonal changes and safety.
  • the way to open the gate can be set by pulling the window group or the outer perimeter with the function of rainproof and sunshade.
  • the window group can be realized by means of a starting window group, etc., and each of the forms can be conveniently moved or the form of the switch can be set such that the thermal resistance can be greatly and largely adjusted in the manner described above, thereby realizing Efficient control of ventilation and heat transfer throughout the large housing system.
  • the large maintenance and the fixed part of the big zenith can naturally be set as a form of thermal resistance, light transmission, etc., which can be greatly adjusted.
  • the heat transfer coefficient of the large zenith and large maintenance parts of the Fangcheng large system is small, so that the daily total heat exchange of the Fangcheng large system
  • the quantity can be in a relatively small state, so as to improve the energy-saving efficiency of the large-scale system;
  • a special artificial light transmission system that can realize small-area large multiple light transmission technology can be used to reduce the window area of the large zenith and the large enclosure, and achieve better heat insulation and the like.
  • the heat exchange area inside and outside the housing of the large zenith barrier layer should not be larger than the heat exchange area of each building exterior wall in the housing city.
  • the sum of the natural light-transmissive parts of the large zenith should not be greater than the sum of the window areas of the exterior walls of the building.
  • the heat exchange area of the entire zenith and its transparent parts is not subject to the above restrictions. . 4. Natural wind exchange inside and outside the big housing city, air flow in the housing system, heat transfer and productivity:
  • a high draft tower can be set up, and a vertical air duct is arranged in the wind tower.
  • the vertical air duct leads to the second space of the big housing city, and the upper environment is high.
  • the lower temperature air around the city enters the interior of the housing system through a number of open passages, and is heated by the Fangcheng system to the wind inlet tower to enter the vertical air intake duct, and then a high relative low pressure hot air is formed in the vertical air intake duct.
  • the column so that the lower end of the air intake duct can form a pressure difference between the cold air outside the housing city and the channel opened by the housing city. This air pressure difference will promote the cold air outside the housing city to continuously enter the interior of the housing system.
  • the temperature difference and pressure difference of the air on both sides of the building inside the Fangcheng system can be used to form a circulating wind that can surround the building body, thereby forming a strong air convection between different spaces inside the housing system, so as to facilitate the air convection between the different spaces inside the housing system.
  • the heat exchange and ventilation process inside the Fangcheng system correspondingly can set the lower air duct (lower air circulation passage) at the lower end of the building or even underground.
  • the middle (air) can also be located in the middle (height) area of the building.
  • a heat exchange device may be disposed in the appropriate air duct as needed, and the heat exchange device may transfer heat or cold in the heat source or the cold source to the flowing air, or may transfer the heat or cold amount of the flowing air to the heat source or the cold. source.
  • a heat storage system can be provided in the vicinity of the heat exchange device, and the heat storage system can be used as the above-mentioned cold source or heat source.
  • the heat or cold source in the heat storage system can be derived from the environmental temperature difference between day and night, and even the seasonal temperature difference can come from The amount of heat or cold stored in surface water, groundwater, soil, rocks, etc.; can come from solar energy; it can also come from other sources of cold and heat.
  • a fan device can be provided in a suitable air passage, and the fan device can generate mechanical energy by using the flowing air to generate electricity or the like, and can also accelerate the flow of air as a fan;
  • High-efficiency cold storage devices such as water and ice storage can be installed at the top of buildings and mountains inside and outside the Fangcheng system. This can make the use of high-altitude space more efficient, make the storage device smaller and smaller, and save time.
  • the value is that the cold energy stored in the heights of buildings and mountains can be used to lift and top the cold energy of the underground storage and surface (underground and surface) for the use of the housing system, and at the same time Consumption or little consumption of electrical energy, etc.
  • the principle, composition and circulation process are: using the high water and ice source of the building and the mountain to cool the circulating air and form a pressure difference between the cold and warm air. This pressure difference can balance and exceed the underground and surface cooling capacity.
  • the pressure difference required during the ascending process more specifically: when the higher temperature air in a certain space inside the housing passes through a cold source set at a certain height and exchanges heat to lower the temperature, thereby naturally descending and forming a corresponding temperature difference.
  • this pressure difference will push the air through the corresponding heat exchange pipe to absorb the underground or surface cooling and further reduce the air temperature, then the lower temperature air
  • the cooling source is set at a high point and then cooled down, so that it can form a power consumption that can fully utilize the cooling capacity of the underground or the surface to cool down. Power consumption of the natural cycle. Process.
  • It can adopt the traditional heating and cooling mode that directly supplies heat or cooling directly to the interior of each building, or it can directly supply heat or cooling to the large space in the housing to enhance or reduce the air and buildings in the housing.
  • the method of temperature, for heating or cooling large systems, for individual special living spaces and buildings, air conditioning systems can be used for local heating or cooling.
  • the air temperature in the space outside the building (which can be simply referred to as the second space) can always be higher than 0 C by various means, so that the internal space of each building in the housing city (may be referred to as the first space)
  • the temperature can be easily adjusted by means of heat pump air conditioning without defrosting design.
  • the heat or cold that is lost from the buildings in the housing and enters the second space can be mostly passed through heat pump air conditioners, etc.
  • the means is directly re-introduced back into the internal space of the building (the first space), because the temperature difference between the second space and the first space inside the housing city can be much lower than the temperature difference between the first space and the ambient air outside the housing city, so that Efficient heat pump heating and cooling cycle to achieve small temperature difference and low compression power consumption.
  • the heat pump air conditioner can transfer heat from the second space to the first space.
  • the large housing system in many areas that are not very cold can cancel the existing traditional central heating system and still basically meet the living and living conditions. need. '
  • the heat-reducing surface with large thermal resistance can be used.
  • the total mass of the building body and the total heat storage capacity and cold storage capacity are large, so the entire housing system is natural.
  • the ability and efficiency of heat storage and cold storage are strong; according to the change of environmental temperature difference between day and night, the natural heat energy of the environment can be directly utilized by the building body, water body, air and other special high heat capacity material systems in the Fangcheng system.
  • Cold energy can be stored and released at the right time to balance the impact of the large environment and the temperature difference on the building system of the housing city.
  • it can also use the low-grid electric energy for the storage of cold energy or heat energy, and use electricity.
  • the above principles and processes of the above methods can be used at the peak when using the above cold energy or heat energy:
  • the housing system can be opened at lower temperatures, such as at night, to cool down the large system of the city with colder air.
  • the large system of the city is stored in cold and the cold storage is naturally released during the day; instead, it can be compared during the day.
  • the large Fangcheng system is opened to heat the Fangcheng system with hot air and sunlight, while the large system in the Fangcheng heats up and naturally releases the stored heat at night.
  • the temperature of the air, water body, building body, etc. inside the big housing system can be reduced to about 20C in the high temperature summer night, etc., on the one hand, to create the best sleep rest temperature for people, on the other hand, with 26C
  • the cold energy reserve of a large temperature difference of about 6C between the right and left working and living temperatures, when using the air conditioning peak during the daytime, does not need or use less air conditioning systems, etc., can also maintain the long inside of the big housing system to rise from around 20C. Up to 26C heating process, which greatly reduces high temperature power consumption.
  • the air temperature can be appropriately delayed while ensuring adequate cooling and cooling of buildings, water bodies and even dedicated cooling systems in the large housing system. When arriving near 20C In order to appropriately reduce power consumption.
  • the temperature of the air, water body, building body, etc. inside the big housing system can be raised to about 23C by using low-grid electric energy and air conditioning, etc. (At this time, the second space of the big city system) The temperature will also increase accordingly.)
  • This aspect creates a more suitable sleep rest temperature for people.
  • it can cause a large temperature difference of about 5C between the working temperature of 18C and so on.
  • the use of air conditioning systems, or the use of heat from the fuel heating system can still slow down the temperature in the large housing system, especially in the buildings (first space).
  • the Fangcheng large system can have a small interface ratio (the ratio of the system to the ambient heat exchange interface area and its own heat capacity), plus the increase in the heat exchange interface with low relative thermal resistance, such as transparency, at night and the like.
  • Thermal barriers and other methods so the entire thermal storage capacity and storage efficiency of the large system can be very high, and at the same time, only the original components of the building, water, air and other systems can be used to store cold and heat. It basically meets the needs of the system to adapt to changes in daily temperature difference and the use of low-altitude electric energy. It can be regarded as the most convenient storage base or cold storage of nature. It can be regarded as a peaking power station in a natural city.
  • a high natural or artificial mountain system can be set inside and outside the Fangcheng system.
  • the mountain system can be used as a huge regenerator and a huge heat exchanger.
  • the mountain system can contain many vertical and horizontal settings.
  • the heat exchange pipeline of air and water can transmit the cold and hot energy of the mountain or transfer the external cold and heat energy to the interior of the mountain through the heat exchange pipeline.
  • the second part the efficient use of ground source heat energy by the Fangcheng system
  • the horizontal projection area of the organic compartment space of the entire housing system (the floor space of the housing system) is relatively large.
  • the temperature of the building land surface and the temperature of the building interior space (the first space of the housing city) are included in the housing city system. Similar to the same; the surface temperature of no building land in the Fangcheng system is similar to the temperature in the second space of the housing city; when the season is from summer to autumn to winter, the entire housing system occupies a large area of the upper layer of the land (relative to the constant temperature layer)
  • the higher temperature heat stored in the room will be continuously transmitted to the second space of the housing through conduction, convection and radiation. It will play a role in heating and heat preservation in the second space of the Fangcheng and the entire housing system.
  • the relatively low temperature of the upper part of the land (relative to the upper part of the constant temperature layer) occupied by the entire housing system will continue to the housing city.
  • the second space is transmitted, which plays a role in cooling the second space of the housing city and the entire housing system.
  • the huge amount of cold and heat stored in the upper layer of the larger area of the above-mentioned housing system will greatly contribute to the "warm and cool summer" of the entire housing system.
  • the Fangcheng-style building system can better and more efficiently use the cold and hot resources of the underground relatively constant heat source of the occupied land and nearby land to cool, warm and heat the Fangcheng system.
  • the air in the second space heats, cools, and heats the corresponding parts of the Fangcheng system.
  • the above water circulation system can be similar to the general geothermal heat pump water circulation system, only to consider and set the heat exchange system of circulating water and circulating air; the water-air heat exchange system as a heat source can be placed at the bottom of the housing system. In space, the water-air heat exchange system used as a cold source should be placed in the upper space of the housing system to facilitate the natural flow of circulating air.
  • the gas circulation system may include a circulation system of air formed by temperature differences and pressure differences of different areas of the second space of the housing system, and an air circulation system between the second space air and the first space air.
  • the heat exchange system and the heat exchange device of circulating water and circulating air can be arranged in the air circulation passage at the top and bottom of the higher building body in the housing system, and the heat energy at the ground source and the like passes through the aforementioned water circulation + air circulation, etc.
  • the method is first transmitted to the air in the second space of the Fangcheng system, and then through the air in the second space and the heat exchange between the buildings, walls, forms, etc. in the housing city and the air in the second space and the air in the first space. Indirect heat transfer, etc., can realize the cooling or warming of the internal space (the first space) of each building, wall, window and building in the housing city.
  • the second space of the Fangcheng system can be close to the temperature of the four seasons throughout the year through the above-mentioned direct use of the ground source thermal energy cycle (ie: near local The annual average temperature is added/decreased in the temperature state of the total heat exchange temperature difference).
  • the relative constant temperature of the underground is about 5C, and the temperature difference between the winter and summer is 8C.
  • the temperature of the second space of the Fangcheng system can be between -3 and 13C, which is the spring temperature range of Harbin.
  • the relative temperature of the underground is about 12C.
  • the temperature difference between the winter and summer is 6C.
  • the temperature of the second space of the Fangcheng system can be between 6C and 18C, which is also the spring temperature range in Beijing.
  • the relative constant temperature of the underground is about 18C, and the total heat exchange temperature difference between winter and summer is 6C.
  • the temperature of the second space of the city system can be between 12C and 24C, which is also the spring temperature range of Shanghai.
  • Part III Efficient use of resources such as solar energy by the Fangcheng-style building system
  • the Fangcheng-style building system can efficiently utilize resources such as solar energy and its corresponding land space. Even in urban areas with high building density and floor area ratio, most or even all building systems can be realized. Use only solar energy for heating and more efficient power generation, cooling and so on.
  • a house-style building system that can meet the needs of heating, such as heat, electrical appliances, and human body heat, is a solar house (building) system.
  • the Solar House system makes it possible to build a solar city that relies on renewable energy such as solar lighting for heating at latitudes and higher latitudes.
  • the solar house system may be composed of a building group 101, a light-transmissive heat-insulating structure 102, a sunny street 103, other partitioning structures 105, a heat collecting structure 106, a heat storage structure, etc., which are internal and in a large maintenance section. Shown in Figures 12, 13 and the like).
  • the streets inside the Fangcheng system can become a sunny street that can receive sunlight more efficiently.
  • the Fangcheng system can be placed above the building and the street of the Fangcheng system, and it has a small transparent structure. It can make the sunlight pass through and illuminate most of the space most of the heating season and the whole year. The lighting day room 104 and other systems, so that the natural lighting and ventilation of the interior space of the Sun City system with greater depth is fully guaranteed.
  • the daylighting system can be provided by a transparent, coherent, open space above the building and the street above the building, and a vertical or a light-transparent insulating wall 108 with a certain angle of inclination above the south side.
  • the angles are all in the minimum state of the year, and the sunlight can be completely irradiated to the deep space of the daylight system through the light-transmissive insulating wall 108 on the south side, so that the daylighting room is always high everywhere.
  • the system's maneuvering window 109 can be blocked by all or most of the thermal insulation structure with high thermal resistance, thus greatly reducing the heat loss of the housing system; in the non-heating season, the sun Large angle and azimuth angle, through the south side of the transparent thermal insulation wall 108, the direct sunlight entering is small, and it is not easy to reach the depth of the housing system.
  • the maneuvering light on the roof, the east and west sides, etc. can be fully utilized.
  • the window 109 is used for lighting, ventilation, etc., so that the interior of the daylighting room can obtain high illumination and brightness for most of the year, and the interior of the Sunshine City is complemented by a system such as reflective dimming and the like. Habitat space is always under the illumination of better natural light.
  • Sun Fangcheng can adopt a variety of architectural forms and architectural forms: First, the overall shape of the entire solar housing system and its layout and orientation in the environmental space can be related to the existing east-west direction.
  • the plate-type high-efficiency sun room is similar, and it can form a solar house in the form of a plate-shaped long building that is generally east-west.
  • the shape factor of the solar house system in the form of the entire long-span form is much lower than that of the existing sun room building, so the efficiency of heat preservation, heat storage and energy saving is much higher than that of the existing solar house building system.
  • the solar house system will obtain higher indoor temperature than the existing solar house system, or if it is necessary to obtain a certain indoor temperature,
  • the solar house system can achieve less solar energy and its corresponding space and land resources than the existing solar house system.
  • the solar house system has great energy saving, land saving and high urban applicability.
  • the buildings in the Sun Fangcheng system can be arranged in the east-west direction, or in the north-south direction.
  • the north-south layout can be used to make the south side of the near-noon near the lower altitude of the housing system in the winter time directly illuminate the east and west main buildings of the buildings in the housing system.
  • the form of each building unit of the north-south slab building in most or even the entire housing system can be exposed to the necessary noon sunshine on the cold weather and the winter solstice day. It is also possible to direct sunlight into the space inside the building unit through inexpensive and simple techniques such as mirrors.
  • the building bodies 101 inside the solar house system adopting the plate type east-west direction can also adopt the form of panel construction, and can adopt a layout of north-south orientation and east-west alignment.
  • the width of the building body near the south side transparent heat insulating wall 102 is not larger than the width of the north side part of the building body, so that the south side of the solar house city can be lighted.
  • the higher-illuminated sunlight passing through the surface is better directly irradiated into the northern space in the housing system, so that the north and south spaces in the solar house can obtain better illumination.
  • the actual direction of the above-mentioned solar house city can be deviated from the direction of the east-west direction.
  • the plane of the large transparent insulation window on the south side of the housing system can also be partially or completely related to the right thing.
  • the direction of each slab building inside the solar house system can still choose the north-south direction, and it can also choose a certain deviation angle from the south-south direction.
  • the south side wall of the building near the south side transparent heat insulating structure 102 and the outer side of the wall may be provided with various forms of heat collecting structures 106, and the heat collecting structure 106 may be a solid material with a higher specific heat capacity or
  • the closed liquid container and the heat storage liquid may be composed of a non-closed water collecting tube, a water tank or other suitable non-closed liquid container. Closed liquid container collector wall can utilize the higher specific heat capacity of the liquid or the heat of the liquid-solid phase change Storage of heat; non-enclosed hot water collecting pipes, water tanks, etc.
  • the liquid after the heat exchange and cooling of the above system flows back to the hot water collecting pipe and the water tank.
  • Reheating which can form a heating cycle under sunlight during the day and realize partial solar thermal energy reserve.
  • the stored heat energy can be utilized at night or other lower temperature time, so that the interior of the solar housing system is always at a suitable temperature. status.
  • a solid or liquid heat collecting and heat accumulating system may be disposed on the surface portion of the solar housing system closer to the south side transparent heat insulating structure 102, so that the solar energy that can be projected to the surface space for a long time is further obtained. Good direct storage and utilization.
  • strip-type solar house with a large north-south depth (span) which is generally east-west and has a high height according to the needs and conditions. system. (as shown in Figures 14, 15 etc.).
  • the above-mentioned building type within the solar house system such as the plate type and the strip type can adopt the following various efficient setting and layout methods, and also form a corresponding specific form of the solar house city system.
  • the horizontal projection layout of the building group is E-shaped and even E-shaped (sun) housing system:
  • Buildings (groups) that project horizontally into E-shapes generally adopt an east-west layout, and the direction of the opening of the E-shape is facing south.
  • On the south side and top of the E-shaped building it can be organic (selective and maneuverable). Closed and open transparent lighting and heat insulation structures can form an E-shaped solar house building system.
  • the three-word part on the south side of the E-shaped building can be connected to the north side of the 1st part.
  • Independent north-south slab-like buildings, the main building surface on both sides of the three-character building and the south side of the 1-character building can get better direct sunlight in the vicinity of noon every day of the year, so that E Each building unit of the font house system can meet the requirements of relevant sunshine standards.
  • a number of E-shaped buildings are arranged along the east-west direction or a number of parallel buildings are added in the middle of the three-character part of the E-shaped building to form a "even E” building group and a "even E” character housing system. Even the opening direction of the E" building group faces the south side and correspondingly adds a transparent partition structure on the south side and the roof to form an energy-efficient "E" form plate with better illumination inside and outside. / Strip solar house system. As shown in Figures 12, 14, 15 and the like.
  • a 1 word building is added to the north side of the "E” building, and a transparent partition structure is added to the south side and the roof to form a solar house system in which the main building group is horizontally projected into the 1E form.
  • a transparent partition structure can be added to the south side and the roof to form a horizontal projection of the main building group. Even the 1E" strip/panel solar house system. As shown in FIG. 18 and the like.
  • the "Sun”-style urban architectural complex can be built in the form of "Lian 1E", as follows:
  • the central and southern parts of the east-west housing system can be "E-E"-style buildings.
  • Body (group) the north part can be composed of east-west (several) slab-like buildings or several towers arranged in east-west; the north part can also be combined by plate and tower: The lower tower upper plate type and the middle tower mountain lower plate type, the middle plate lower tower type, etc.; the lower part of the north side building part can be built all or part of the south into the vault system of the housing system, and the podium can even be extended to the room as needed
  • the lower part of the "connected E" structure of the south part of the city system The lower part of the "connected E" structure of the south part of the city system.
  • Each part of the Fangcheng system can form a north-high and low-low height layout.
  • the large zenith of the Fangcheng system can directly rely on the north-south and low-rise buildings to form a north-south-low-slope form.
  • the top system can be in the form of most or even all of the light.
  • the "1" building part of the east-west direction of the "E" structure in the above-mentioned housing system (in this case, E is considered to be composed of "1" and "three")
  • a heat exchange structure system may be provided in the above channel, and a heat storage system may be provided at an appropriate part inside and outside the Fangcheng system.
  • the building units of the "E-E" structure in the central and southern parts of the entire housing system can meet the needs of sunshine, ventilation and natural lighting.
  • a large part of the upper part of the north side of the building can also be obtained.
  • Sunlight conditions can also directly become residential buildings with high lighting requirements; direct sunlight on the south side of the middle part of the north side of the building may sometimes be blocked, but by a lighter zenith (roof)
  • the sky-scattered light entering the housing system will also form better natural lighting conditions, which can make it an office building, hotel, apartment, office worker's residence with suitable lighting conditions; the lower part of the north side of the building can do
  • Commercial buildings for a variety of functional purposes such as shopping malls, conventions, clubs, banks, indoor sports venues, etc.; the buildings on both sides of the house with the best sunshine conditions can be schools, hospitals, nursing homes, nursing homes, etc. Use in units with high lighting requirements.
  • the entire building part of the solar house system can be divided into different use areas according to the difference of location, natural daylighting, heat supply and heat preservation conditions.
  • the entire solar house city system can be simultaneously owned, occupied, and commercial.
  • Sail-type and sail-type housing system According to the needs, we can design and construct a sail-type housing system with a projection of the view and a near-sail shape projection. The overall three-dimensional contour shape can be designed and constructed as needed. Sail shell type housing system with sail shell. As shown in Figure 25.
  • Strip-shaped Tang Guagging Fangcheng system On the south side of the sail-type solar house system in the form of a sail in the higher east and west (mainly on the side of the light), a room with a relatively low level is added along the east-west direction.
  • the part of the city system which forms a strip-shaped Tang Guan-style housing system consisting of two parts, the total east-west view and the form of the Chinese Tang Dynasty official hat.
  • Figure 26 As shown in Figure 26.
  • (Near) Round Tangguan-style Fangcheng System The overall three-dimensional contour shape of the entire Fangcheng system is a three-dimensional shape and contoured form of the Fangcheng system. As shown in Figure 27.
  • Multi-level housing system Similar to the above-mentioned two-level housing system, etc., multiple forms of multi-level housing systems with more than two levels can be designed and constructed. As shown in Figure 28.
  • Two-level, multi-level and other high-rise housing construction systems can obtain more direct sunlight at lower elevation angles in winter at higher latitudes.
  • the two-level and multi-level housing system can be applied to the newly built housing system and can also be applied to the renovation of existing urban building systems. It can be used to build low buildings (using existing low-rise buildings and adding new highs). Buildings to form a two- or multi-level housing system) and other implementations
  • the "back to the mouth” form of the Fangcheng system The overall horizontal projection of the overall surrounding structure of the entire housing system is projected as a "back” structure in the form of a housing city system, when this type of returning ring-shaped housing system is surrounded by
  • the housing system in the form of the "back” structure can also be regarded as the "city” system in the form of "mouth”. It is called: a "back to one" form of the housing system. (As shown in Figures 1, 3, etc.)
  • the Fangcheng system in the form of " ⁇ , ⁇ , ⁇ , ⁇ " When the building parts of the entire housing system in all directions and in the middle are represented by simplified “1" and “one” The horizontal projection of each building part of the total housing system constitutes a housing system in the form of words such as " ⁇ , ⁇ convex, concave”. (The housing system in the form of " ⁇ , ⁇ " is shown in Figures 29 and 30 respectively.)
  • V. "V, W, n, U, H, T, K” and other forms of housing system Similar to the above situation, when the entire housing system in all directions and in the middle of the location of the housing construction is simplified When “1”, “1", “8”, “eight”, etc. are expressed, the horizontal projections of the various building parts of the total housing system are respectively composed of "V, W n, U, H, T, K" and other letters. The form of the housing system.
  • the horizontal projection of the inner building group of the urban building part can be constructed and arranged in the form of "E", “E”, “1E”, “1E”, and
  • the "sun”-style urban-rural building complex in the form of "1E” is similar. (as shown in Figure 31).
  • the horizontal projection of the interior building group of the east-west housing part of the housing system can also be configured and laid out. It is similar to the above-mentioned “non, king, bow, positive” and the combination of the words "1" and the like.
  • the main annular passage through the main direction areas of the housing system can be set, using "1 ⁇ , 1 ⁇ , 1", etc.
  • the main annular passage of the east-west housing system may be located between 1 and ⁇ , 1 and Wang, 1 and etc., and if necessary, a non-polluting vehicle in the form of electric or the like may be provided in the main annular passage. .
  • One or several completely open spaces without a large zenith structure in the middle part of the above-mentioned "one-stop” form, " ⁇ , ⁇ , convex, concave”, etc., can be used as lighting, greening, Space use for safe haven, leisure sports, etc.
  • Circular Form Housing City System The overall horizontal projection of the total perimeter maintenance structure of the Fangcheng system is circular, elliptical, circular, nearly circular, nearly elliptical, nearly circular, and even half. A circular, scalloped, nearly semi-circular, nearly fan-shaped, and contoured form of the housing system.
  • the building system can have a high floor area ratio, it can make a large space between adjacent building systems. At the same time, the whole city and city can still have a high and high floor area ratio. The large space between the building systems of the housing city provides superior conditions for urban traffic, ventilation and greening.
  • the wide street and wide street avenues between the urban and urban systems will greatly benefit the horizontal flow and cooling of the air inside and outside the city and the city: when the temperature of the urban system is higher than the temperature of the surrounding environment for various reasons At the same time, due to the temperature difference between the air inside and outside the city, a certain air pressure difference and the centripetal force of the near-air air (to the direction of the high-temperature and low-pressure areas such as the city center) will flow, and the wide-scale field and width of the vertical and horizontal distribution between the housing systems will be continuous.
  • thermoelectric cooling of the building system can basically rely on renewable energy such as solar energy (in the hot and cold, more use of relatively low-grade geography) Heat energy, ambient temperature, etc. to ensure; according to the need to balance the seasonal fluctuations of solar energy resources, etc., further use concentrating solar high-temperature heat collection and trans-seasonal high-temperature heat storage, etc. The most efficient use of sex.
  • a swingable light collecting plate 201 with a required number of optional lighting angles can be arranged in the roof (large zenith), south side, east and west sides of the housing system in order to ensure more efficient collection of solar energy.
  • the density principle of the setting of the light collecting plate 201 can meet the requirements of shading, natural lighting and even heat insulation. Specifically, by adjusting the lighting angle, etc., it can be made in a strong time in the seasons. The direct illumination of (at noon and morning and afternoon strong light hours) is totally or greatly reflected or absorbed, so that direct sunlight does not enter the housing system.
  • the natural daylighting inside the housing system can be mainly through the north side.
  • the light collecting plate can be in the form of withdrawal by adjusting the swing angle on cloudy or even sunny days to form a small projection cross section ( Yang area), so that more sunlight enters the housing system and directly enters the interior of the building to facilitate natural lighting; through necessary settings and angle adjustments, between the collectors, between the concentrating panels and other structures, etc. Combined to form a barrier structure system with certain thermal and acoustic insulation capabilities.
  • the light collecting plate may be disposed between the inner side and the outer side of the light shielding structure of the housing system and the structure of the light shielding layer.
  • the swingable light collecting plate with the optional lighting angle can be directly used as the solar energy template for photovoltaic power generation; or the concentrating mirror plate of the concentrating photovoltaic power generation system; or the concentrating high temperature heat collecting system Condenser plate 202.
  • the concentrating solar energy collecting system when the light collecting plate 201 is the concentrating mirror plate 202 of the concentrating heat collecting system, the concentrating solar energy collecting system can be further formed, and the metal and the focusing center of the concentrating solar energy collecting system can be set.
  • the concentrating heat collecting tube structure 203 composed of other suitable materials can be used as an important component of the skeleton structure around the large housing system and the roof, etc. according to the needs, so that the comprehensive structural function and advantages are exerted. .
  • the concentrating heat collecting tube structure 203 may be disposed horizontally from east to west, or may be vertically or obliquely arranged from north to south; it may be directly used as a supporting skeleton for the large maintenance light-transmitting insulation structure around the housing system and the light-transmitting and shielding structure of the roof portion. .
  • the high-efficiency heat-insulating light-transmitting material and structure in the form of a circular arc surface may be disposed outside the lighting surface of the concentrating heat collecting tube structure 203, such as glass, insulating glass or even vacuum glass; and the backlight surface of the concentrating heat collecting tube structure 203 It can be equipped with high-efficiency insulation materials and skeleton connection structures.
  • the concentrating mirror plate 202 may be in the form of a trough-shaped paraboloid or a semi-tank paraboloid.
  • the concentrating mirror plate 202 may be rotated and adjusted according to the center of the concentrating heat collecting tube 203. (As shown in Figures 33 and 34.)
  • the position and angle adjustment of the corresponding concentrating mirror plate 202 can be realized by automatically returning the gravity of the pulling rope structure 204 and the concentrating mirror plate. (As shown in Figure 34.)
  • the solar house system can continuously produce hot water with higher temperature and even lower temperature (low vapor pressure) heat storage circulating oil.
  • the heat of high temperature hot water and heat storage cycle oil can be stored by the corresponding circulation system and heat storage device for use at night or other times (cross-week, cross-month or even cross-season).
  • High-temperature heat can be used for power generation, thermoelectricity, cogeneration, and the like.
  • the power generation system can be constructed using the earth as a cold source based on the principle that the temperature is relatively constant at a depth of about 20 meters or more (close to the annual average temperature).
  • the circulation process can be: Collected by a solar concentrating collector system. High-temperature heat energy is used as a heat source, and the earth is used as a cold source to realize power generation through the Rankine cycle.
  • the cooling water of the condenser of the thermal power generation system can be directly used as the circulating water of the ground source water heat exchange circulation system and directly flows through the underground. To achieve cooling, heat can also be exchanged with the circulating water of an independent source water heat exchange cycle system to achieve cooling.
  • the underground cooling source for thermal power generation in areas with underground seepage can be placed as far as possible in the direction of seepage, so that the stored underground heat can be more effectively utilized by the Fangcheng system below the seepage direction.
  • the cooling water of the condenser of the thermal power system can also directly flow through the water-air heat exchanger device located inside the Fangcheng system and directly to the second space of the Fangcheng system and even the Fangcheng system.
  • the first space is heated.
  • winter cold energy in an environment such as near-earth space can be stored through ice production and ice storage systems as needed; winter cold energy in an environment such as near-ground space can also be stored underground in a groundwater system such as water circulation. In the summer, the housing system is used for cooling.
  • the process methods that can be used in the construction process of the large-scale city system - the large-family-style structure and method can be used for newly constructed buildings, urban areas, urban systems, and also for the transformation of old buildings and urban areas:
  • the large-maintenance of the siege-style buildings with human settlements or the wall-type large maintenance with independent vertical skeleton system can be combined with the foundations, roads, underground pipes and other systems of the building group.
  • the construction will be carried out.
  • the middle part of the second phase can be the construction of the large roof.
  • Temporary or permanent secondary vertical support skeleton (the function of some or all of the secondary vertical support skeletons can be carried by many newly built human settlements in the future), and the temporary secondary vertical support skeleton can be easily removed.
  • the structural part system of the metal and other materials is used to bear the weight.
  • the metal temporary support skeleton system with its height and height can be easily added and removed as a building infrastructure can be recycled repeatedly in different projects.
  • the second half of the second phase of the project is to build the large zenith skeleton system of the Fangcheng, the transparent thermal insulation compartment, etc., so as to be connected with the large enclosure that was built or built first, and basically complete the large system space of the housing city.
  • the construction of the barrier system will first enable the large-scale system to basically form a space where the internal temperature changes with the external environment (small), thus creating a larger number of building sub-projects and installment populations that may be completed in phases. Even if the heating of the entire space of the big housing system is not performed or only a small amount of heating and cooling is performed, it is possible to provide a suitable construction and working temperature.
  • peripheral maintenance and zenith system which can be easily installed and disassembled, to meet the needs of development, construction and residence.
  • the construction of the housing system can be realized through the transformation of the existing urban buildings, and the urbanization, urban capacity expansion, building energy-saving renovation, and the construction of the urban-style energy-saving building system can be integrated;
  • the purpose of the urban renewal of the old city can be through the appropriate encryption, capacity expansion (increasing and decreasing building density and floor area ratio), heightening, coordinating, setting up new backbones and supporting buildings, and forming large maintenance with new and old buildings. , and then set up a large zenith (roof) to achieve.
  • the north-south layout of the adjacent buildings if the distance between the two buildings is more than 40 meters, consider adding new slabs in parallel with the original building.
  • the combination of the slab and tower structure (such as the tower building on the board), although it will have some occlusion on the original building on the north side, but if the lower tower is used (the lower part or the lower part is the slab type, the upper part or the upper part)
  • the building units that are directly exposed to the sun for more than 1-2 hours on the north side of the original winter solstice can still get direct sunlight for no less than 1-2 hours, as for the middle and lower of the new building. Some of them cannot directly receive direct sunlight for a certain period of time in winter.
  • the problem of irradiation can be ensured that the standards of sanitation of the living environment are not reduced by using refraction, direct sunlight, and other necessary means.
  • the original north-south building and the new building in the middle can be used as the building skeleton of the housing system, the roof system of the housing city and the circumferential encircling of the housing system can be realized;
  • An air circulation passage, a heat exchange device, and the like may be disposed at a space such as a lower portion or a top portion of the body.
  • the distance between the north and south buildings adjacent to each other is small, and it is not suitable to re-construct the above-mentioned parallel intermediate buildings, it may be considered to construct a north-south building in the middle, especially at the east and west ends.
  • the circumferential encirclement of the Fangcheng system and the complete construction of the building system skeleton of the housing system can be realized, and then the roof system of the housing city can be built.
  • the two-level, multi-level housing construction method should be applied to the newly built housing system and applied to the transformation of the existing urban building system, which can be used to build low buildings (using existing low-rise buildings and adding new ones).
  • More flexible means and means can be used as needed to achieve the transformation and construction of existing urban areas in a variety of building conditions.
  • the positive impact of the above process on the original tenants is: It can save the cost of winter heating season and summer cooling (when adding ground source cooling and seasonal ice storage systems), enjoy the second space of the housing city, get cleaner air, etc.
  • the negative impacts are: natural lighting, vision, direct sunlight in winter, etc., the two effects can be roughly offset each other; the original lower-level residents can also move to the higher floors of the new building to meet their special needs for sunshine, etc. If, in some cases, the original residents are to be given appropriate additional care and compensation, their financial resources can also be guaranteed from the zero-cost land profits (unoccupied new land and no real land cost) in the new building part.
  • the above-mentioned housing-type energy-saving renovation and urban capacity-increasing process can cooperate with and promote each other with public transportation and green construction.
  • the urban-style housing-style transformation can increase the street area while supporting urban construction area and carrying population and industry. , convenient transportation, realization of efficient use of solar energy in urban areas (building urban solar house system, etc.) Purposeful.
  • a larger amount of medium-transparent type can be set in the large maintenance building of the Fangcheng.
  • the above-mentioned 3 ⁇ 4i or all hollow structure spaces that can be widely installed in the buildings and the large maintenance buildings in the Fangcheng large system can be designed into a green courtyard structure, which can make people in the housing system While enjoying the blue sky in general, it can enjoy the courtyard space and courtyard culture generally and generally; on the other hand, it can be widely distributed, and the green vegetation system and the building wall surface can be set up in a large area. Together, they can form the natural (carbon dioxide-consuming) oxygen-making field and oxygen-making system of the large-scale system, thus naturally purifying and purifying the environment inside the housing system, and reducing the inside and outside of the housing system by a large proportion.
  • the amount of ventilation can further reduce the consumption of cold heat and mechanical work during the ventilation process, and reduce the input of ventilation equipment and the like.
  • Warm, clean, courtyard, blue sky; air villas, heaven and earth; large-city building system can provide mankind with countless low-energy, low-cost new beautiful and livable space, for large proportion of energy saving, environmental dehumidification, The sustainable survival and development of urban society plays a huge and fundamental role.
  • Plane layout method A long-belt (long-long) large-family system with a certain safe width and a large energy-saving height can be arranged in a horizontal direction in a horizontal direction with a space of a certain distance.
  • the entire urban area can be composed of a long-belt (Dragon-type) large-apartment plaque, and the above-mentioned space separated by a certain distance - the non-renovative open space can also form a spiral extension layout.
  • the large interior of the belt can separate a number of relatively independent spaces for security.
  • This kind of interval spiral layout can simultaneously display the corresponding non-renovate open space spiral belt, which enables the interior of the housing to have a near open space for quick evacuation to ensure the entire large building system.
  • Security can also adopt a layout method of multiple spaced loop layouts, such as a relatively simple multi-layered word form, which can be composed of a relatively independent loop-shaped housing system 7 with internal and external circumferences. Forming a layout form of a large housing city; on the other hand, a plurality of annular open space systems 8 are formed at the same time as the housing system is spaced apart from each other. As shown in Figure 7.
  • a more flexible layout of the Fangcheng point layout can be adopted, and the relatively independent housing city system, the shape of each housing city, etc. can be built at various points according to the specific conditions of the terrain, waters and building functions of the building environment. It is determined on a case-by-case basis to form a situation in which a relatively independent housing system is distributed in a large open space system.
  • Each major district is composed of a number of large housing systems and corresponding open space systems.
  • the large-scale housing system and open space are interlaced and organically constructed to form an energy-efficient and safe environment.
  • Convenient city system is a large-scale housing system and open space.
  • a multi-districted and diverse style of Fangcheng-style building system can be built in one place. It can be used as a castle in the plains or in a high-slope palace. It can touch the blue sky or the cross-mountain. It can be independent of the wilderness, or it can be connected to the city and the beading.
  • a fan system may be provided between the top of the aforementioned various forms of the Fangcheng system or the adjacent housing system to utilize the strong wind pressure and wind that can be formed;
  • the overall appearance of the city system or the overall appearance of several housing systems can be formed into a form of extension and layout that facilitates the interception of wind energy such as "w” or "connected W_WWW”. Therefore, a strong wind pressure zone can be formed between the building-style buildings and the building groups, and the corresponding wind power and other systems can provide strong power for the housing-style buildings (groups) and their towns, especially in the wind.
  • Areas with suitable resources can carry out joint development and construction of "Flat City + Solar + Wind Energy, etc.” in the above-mentioned form, so as to better achieve the goal of building green energy cities such as Sun City.
  • a new barrier structure system may be added in addition to the existing housing city organic insulation system to further enhance the integrated insulation of certain special parts of the entire housing system or the housing system.
  • the new insulation structure system can be composed of materials such as light transmission and non-light transmission.
  • the space enclosed by the above new insulation structure system and the original insulation system of the Fangcheng as the outer space of the housing system, or the quasi-second space of the housing system.
  • the space between the different spaces of the second space, the quasi-second space and some spaces in the second space of the housing system and underground can form a convenient space.
  • the circulation channel space system of gas circulation flow, due to the action of solar energy and temperature difference pressure, the air in the quasi-second space can realize natural circulation flow and convection heat transfer by means of the above circulation channel system, which can be used to generate heat such as solar energy. It is naturally transported to the quasi-second space in the back Yang, thus improving the thermal insulation capacity of each part of the entire housing system. ⁇ . "*
  • a heat exchange device can be provided, and the heat exchange device can cool (or heat) the air in the second space by utilizing the cold heat of the ground source cold heat energy, the surface water and the water ice phase change. More proactively keeping the temperature of the quasi-second space in the proper state required, which is more conducive to the low-energy temperature regulation of the second space and the entire housing system, and also enables the efficient use of a large number of inexpensive renewable energy sources. .
  • ⁇ window system ⁇ ⁇ window type patio (channel) system can be used in housing and other forms of building systems as needed.
  • a horizontal projection of the building structure in the form of a recessed cornice can be arranged outside the building of the Fangcheng type and other forms of the building system.
  • the horizontal projection of the concave mouth portion can be in the form of a rectangle or a triangle.
  • a semi-circular shape, a semi-elliptical shape, and the like, an outer window structure 205 having a function of lighting and partitioning, and the like, and the corresponding outer window structure formed thereon are provided on the outer side of the cornice type structure.
  • the inner window system can be widely distributed over a large area in a large area on each structural face of the sloping building part of the sash window system, so as to improve the natural lighting ability inside the relevant building part, due to the change of the outer window structure of the sash window system
  • the thermal area can be much smaller than the heat exchange area of the window structure, so that the natural light-reduction effect can be greatly reduced while the natural light-reduction effect is achieved compared with the non-window window form form, and at the same time in the building system In other parts of the surrounding building, there may be no or only a small area of daylighting form, so that the energy loss of the entire building system due to natural lighting needs is greatly reduced.
  • a windowed patio system can be formed.
  • the temperature of the air in the windowed patio system can be higher or lower than the windowed well system.
  • the temperature of the air which can form the temperature difference and pressure difference between the air inside and outside the window system, and the natural circulation and flow of air inside and outside the window system. This kind of flow can not only achieve ventilation, but also heat transfer and other processes.
  • a plurality of sash-type patio systems in the periphery can be connected to other space parts inside the housing system through necessary upper and lower passages to form a corresponding joint space system. It can transfer the heat/cooling of other space systems and the air circulation caused by the temperature difference pressure to the sash window system, and pass the heat/cooling through the structure of the wide window inside the sash window system.
  • the space or the like may form a good thermal insulation barrier between the corresponding internal space of the building and the external environmental space in which the building system is located.
  • a space system can be formed between the south side space in the housing system and the window window system space in the backlight of the north side of the housing system, so that the temperature difference and the pressure difference can be utilized.
  • the solar energy obtained and stored in the south side space of the housing system and its buildings is circulated through the temperature difference of the air and transmitted to the sash window system in the backlight such as the north side, and the heat can be transferred through the inner window system of the patio.
  • the hotter air is passed to the interior of the corresponding building section.
  • the energy of other cold heat sources can also be transmitted to the interior space of the windowed patio system and its corresponding building portion through the circulating air.
  • daylighting patio access systems such as flat-panel patio systems, bay window patio systems, etc.
  • Fangcheng Other forms of daylighting patio access systems, such as flat-panel patio systems, bay window patio systems, etc., may be provided on the outside of building systems such as the Fangcheng.
  • Flat window type patio system - an outer window structure system which is substantially in the same plane (slightly accessible) as the outer wall surface of the inner window structure provided with respect to the outer wall surface of the building system, thereby A patio channel system with light, ventilation, heat preservation and heat and cold energy transfer can be enclosed between the inner and outer windows.
  • a bay window type patio system an exterior window system that protrudes significantly from the outer wall surface on the outer side of the inner window structure provided with respect to the outer wall surface of the building system, so that the surrounding structure has a lighting and replacement
  • a patio channel system that functions as a gas, insulation, and transfer of thermal energy.
  • the above-mentioned window system in the form of window, flat window, and bay window can realize heat exchange with other spaces and heat sources through an air passage system installed on the top, upper, ground, or even underground of a building system such as a Fangcheng type.
  • the system's connectivity enables the energy saving, thermal insulation, heat insulation, energy transmission and ventilation of the natural lighting window system with the largest energy consumption on the external maintenance (outer wall) part of the building system and other building systems to be greatly improved. More efficient use of low-grade but low-cost renewable energy such as solar energy and ground source heat, surface water, and water ice phase change.
  • the natural power generated by the natural air pressure difference can be fully utilized to realize the air exchange heat exchange process inside and outside the Fangcheng system:
  • the housing system especially the solar house system, it is easy to form the temperature difference and pressure difference between the sunny space and the back space, and other different spaces, so that when the need to set up the interior of the housing system and the environment Wind (heat exchange)
  • the air outlet of the Fangcheng system can be set in the inner space area of the Fangcheng system with high air pressure and wind pressure.
  • the air inlet of the Fangcheng system is set in the inner space area of the Fangcheng system with lower air pressure and wind pressure. In this way, the wind power consumption between the entire housing system and the environment can be reduced or not consumed.
  • the specific situation can be:
  • the upper part of the space on both sides of the north and south may be more adequate and less obstructive.
  • the air pressure difference and air circulation wind speed in the upper part of the space on both sides of the north and south are relatively small, and the air circulation passage of relatively small cross-sectional area can be set in the lower part of the space on both sides of the north and south, thereby making the north side temperature
  • the air pressure in the lower part of the lower space is obviously higher than the air pressure in the lower part of the space with higher temperature in the south side.
  • the air outlet of the ordinary air change system or the air change system that exchanges the air and heat exchange can be set at the north side temperature.
  • the lower part of the lower space so that the relatively high air pressure can be used to discharge the lower temperature air in the housing system into the environmental space; at the same time, the air inlet of the ordinary air change system or the air exchange system that exchanges the air and heat exchange is set.
  • the air in the environmental space can be introduced into the interior of the housing system with a relatively low air pressure, which can greatly reduce the entire housing city in the heating season. Ventilation power.
  • the air inlet of the ordinary 3 ⁇ 4 ⁇ wind system or the air exchange system that exchanges air and heat is set at The upper part of the lower temperature space on the north side, so that the air of the environmental space can be introduced into the interior of the housing system by using a relatively low air pressure: at the same time, the air outlet of the ordinary air change system or the air exchange system that exchanges the air and heat exchange is provided.
  • relatively high air pressure can be used to discharge relatively high temperature air in the south side space into the environmental space. This also greatly reduces the ventilation power consumption of the entire Fangcheng system in the state of cooling and heat removal.
  • Hollow-radiated Fangcheng system The horizontal projection of the internal building group of the Fangcheng system and the streets between the buildings are radially extended and distributed, and the radiation centers of the buildings and streets are empty spaces without high buildings. Housing-style building system. Hollow radiant housing system with centrally located hollow central space and radial distribution The street spaces are fully directly connected, which enables better mutual light borrowing and air flow between each other. The open central space provides important support for the entire housing system with public lighting and air circulation.
  • a system with a high air inlet duct and an air intake tower can be arranged at the upper part of the above-mentioned hollow central space, so that a large air flow pressure difference can be formed inside and outside the Fangcheng system, which greatly facilitates the entire housing city.
  • the flow of air inside and outside the system is exchanged, and even a fan can be installed to generate electricity.
  • an external permeable hollow radiant room system can be formed.
  • the outer façades of the radially distributed space of the hollow radiant Fangcheng system are set as non-transparent barrier structures and buildings with strong light blocking, the outer closed type can be formed. Hollow radiation housing system.
  • the building body can form a (transparent maintenance) semi-transparent hollow radiation housing system. As shown in Figure 35a.
  • the outer façade of the space such as the radial distribution of the hollow radiant Fangcheng system is set to a transparent and non-transparent movable maneuvering structure, it can be formed (external maintenance).
  • Mobile hollow radiation housing system If necessary, if the outer façade of the space such as the radial distribution of the hollow radiant Fangcheng system is set to a transparent and non-transparent movable maneuvering structure, it can be formed (external maintenance).
  • Mobile hollow radiation housing system is set to a transparent and non-transparent movable maneuvering structure, it can be formed (external maintenance).
  • the façade is set as a transparent barrier structure, which can form a hollow space system. As shown in Figure 35b.
  • the above-mentioned south-sky hollow-radiation housing system its spacious southern space system can be set up as a large indoor stadium, such as a football field, a football field, etc., as needed.
  • E-Array type housing construction system It contains the E-shaped and E-shaped architectural layout structure with the south side as the front of the lighting and the east and west, and the E-shaped and even E-shaped characters arranged in the north and south.
  • the layout of the building due to the trend of the slopes in the north and south, and the large north-south spacing between the main bodies of the north and south E-shaped buildings Other factors, the main building parts of the Fangcheng system can obtain better natural lighting conditions, and the building capacity ratio, energy saving efficiency and seismic performance of the entire Fangcheng system can reach better standards.
  • the building (group) in the Fangcheng system forms the layout structure of the net field, and the building room ratio, energy saving efficiency and seismic performance of the entire Fangcheng system are comparable.
  • the E-style building system is better; when it is built on the slopes of the North High South, most of the building units have better natural lighting conditions.
  • a rotatable roof system that can rotatably track the sun to efficiently collect solar energy can be set up on the housing-type building system as needed.
  • the rotatable roof system is provided with a rotatable top surface and other corresponding structures, and the rotatable roof surface can adopt a structure with a suitable fixed inclination angle corresponding to the local latitude, or can be inclined with time.
  • a concentrating and non-concentrating photovoltaic power generation system may be provided above the top surface of the rotatable neon as needed.
  • the slewing type and other suitable forms of concentrating heat collecting system can be provided on the top surface of the rotatory lighting.
  • the concentrating axis of the trough concentrating heat collecting system can be tilted, and the tilting direction and the tilting angle can be combined with the rotating lighting.
  • the tilting direction and the tilting angle of the top surface are the same.
  • Parallel mirroring system that tracks the swing as the sun's elevation angle changes, thus adding the tracking of the azimuth of the rotating dome to form the most efficient dual-axis tracking concentrating system.
  • the above-mentioned steerable mirror system can make the top surface of the rotating daylight fully sunshade in the summer and the most efficient concentrating energy, and the most efficient concentrating energy can be utilized in winter and the like.
  • Natural lighting illumination is carried out from the scattered light passing between the illuminating mirror plates; of course, in the cloudy day, the illuminating mirror plate can be selected at an optimum angle so that the scattered light passing through the space between the illuminating mirror plates is carried out. Natural lighting is the best.
  • the illuminating mirror plates can be integrated into one body, thereby forming a more effective thermal insulation and noise barrier such as heat insulation and sound insulation, so as to save energy of the housing system.
  • the efficiency is higher, so that the corresponding lighting mirror plates can have better thermal and acoustic insulation properties at the same time.
  • the day-to-day shading method between the housing system Since the east and west sides of the housing system have high sunshine intensity in summer and the total area is large, the total solar radiation available can be large, according to Need to consider one
  • the roofs of the two housing systems adjacent to each other are partially extended and integrated into one, so that a better combination of shading effect and structure can be achieved, and corresponding photovoltaic power generation and concentrating can be considered.
  • Collecting solar energy and other solar energy utilization systems so that the solar energy utilization rate per unit of land area is even more ambiguous, and the entire housing construction system has stronger production capacity, electricity generation and heat production capacity.
  • Arch bridge type internal structure The ventilation and lighting passages in the lower part of some interior buildings in the Fangcheng building system are set in the form of bridge arches, and at the same time some (or even overall) contours of this part of the inner building are in the form of arch bridges. This forms the arch bridge internal structure of the Fangcheng system. As shown in Figure 25a.
  • the housing system especially the east and west sides of the solar house system, enhances the ability of the entire building system to absorb solar energy and heat insulation. In summer, it reduces the amount of direct sunlight and solar energy entering the entire building system, while ensuring the housing city.
  • One side of the east and west ear room building is the east/west side of the entire Fangcheng system, the south side is a light-transmitting and heat-insulating building isolation structure, and the other side (west/east side, roof) can be efficiently used. Insulated building insulation structure. As shown in Figure 34.
  • the light-transmissive and heat-insulating windows of the Fangcheng building system can be centrally set or partitioned, and can be located in the south façade of the Fangcheng building system, the east and west sides, and the structure and space of the big zenith that can also be located in the housing system.
  • an efficient variable collector sunroof system can be designed and constructed as needed.
  • the variable heat collecting sunroof system can adopt a maneuverable structure with strong adaptability, light transmission and heat collecting and high heat preservation efficiency.
  • the specific composition is as follows: The top of the building construction system is parallel to each other. a plurality of sunroof taxiing tracks 110 in the north-south direction, and a variable sunroof collecting system on the sunroof sliding track 110, the skylight collecting system comprises a skylight 111, a skylight skeleton 112, a skylight insulation structure 113, a sky wall structure 114 having high heat resistance, The summer window structure 115, the pulley 116 and the reflective structure 117 are partially composed. (as shown in Figures 16, 17).
  • the upper and lower ends of the skylight skeleton 112 are respectively intersected with the upper end of the sky wall structure 114 on the north side and the lower end of the sky wall structure on the south side thereof;
  • the lower end hinge shaft 118 is provided with a pulley 116 slidable along the sunroof slide rail 110;
  • the lower end of the sunroof 111 can also be hinged on the lower end hinge shaft 118 or the like, and can be angled by swinging so that it can be fixed to the sunroof.
  • the purpose of achieving lighting and heat insulation can also be fixed on the sky wall structure 114 or hovering over an appropriate spatial angular position, thereby achieving the purpose of lighting and ventilation.
  • the upper end of the W skylight insulation structure 113 can be hinged to the upper hinge shaft 119 and the like between the skylight frame 112 and the sky wall structure 114; the sunroof insulation structure 113 can be located in the interior space between the skylight 111 and the sky wall structure 114.
  • the lower end of the sunroof insulation structure 113 can also be fastened through the sunroof 111 to the inside of the housing system, and the lower end of the sunroof insulation structure 113 can also be fastened to the lower end of the sunroof frame 112, thereby
  • the sunroof insulation structure 113 can be used to block the sunroof 111 with a high thermal resistance, and the heat lost by the sunroof at night and the like is greatly reduced; the south side of the sunroof insulation structure 113 can be set in the form of a plane or a curved surface having a certain curvature.
  • the reflective surface 117 can effectively reflect the sunlight passing through the skylight 111 to the depth of the interior space of the housing system, so that the balance of lighting and heat inside the housing system is better.
  • the sunroof insulation structure 113 can swing around the upper hinged center shaft 119 and select an appropriate hover angle to make the performance quality of the above-mentioned reflective function and the like higher; the lower part of the inner side of the sky wall structure 114 can also be reflective Face, to further enhance the ability and efficiency of sunlight entering the depths of the interior of the housing system. As shown in Figure 16.
  • the outer skylight insulation structure 120 outside the inner space of the housing system may be disposed as needed, and the lower end of the outer skylight insulation structure 120 may be hinged on the lower hinge shaft 118, and the sunroof may be covered by the position change such as swinging Above 111, the insulation performance of the skylight 111 is greatly increased, and it can also be covered and fixed on the sky wall structure 114, further increasing the insulation performance of the sky wall structure. As shown in Figure 17.
  • a summer window structure 115 capable of performing maneuvering, motorized switch and motorized sunshade insulation can be provided to enhance the lighting and ventilation capacity of the Fangcheng system, and at the same time, the natural lighting ability can be basically reduced in the summer.
  • the sunroof on the south side is partially closed to reduce the amount of direct sunlight and solar energy entering the housing system, which will help the cooling of the Fangcheng system and reduce the cooling power consumption.
  • the horizontal inclination, spacing and spatial position of the sunroof frame 112 and the sky wall structure 114 hinged to each other can be optimally selected by the slip displacement of the lower end pulley 116 above the sunroof rail 110.
  • the distance between adjacent pulleys can be made smaller, so that the horizontal inclination of the skylight frame and the skylight is increased, so that the sunlight can efficiently pass through the skylight 111 at a more vertical angle.
  • the above-mentioned spatial position, distance, angle and switch state can be adjusted.
  • the working process of the structural system can be either simple manual manual control or complicated manual mechanical control, or more intelligent adjustment.
  • the control method all the comprehensive optimization of economic, reliable, safe and long-term factors is the standard of design and selection. 15. Snow removal facilities and methods:
  • a concave snow storage road 11 is provided at a certain distance from the big zenith of the housing city, and the concave snow storage road 11 can be arranged on the roof 12 of the building or the skeleton of the main supporting skeleton. Above the network, the concave snow channel 11 can lead to the edge of the housing and the outside of the large enclosure.
  • a large zenith system such as a transparent heat insulating window 13 may be disposed between adjacent snow storage passages, and a quick snow removing rail 14 may be disposed at both ends of the heat insulating window 13 or the like, and a transparent heat insulating window may be spanned over the quick snow removing rail 14
  • the quick snow removal vehicle 15 is provided, and the snow removal system 16 of the rotary type and the like is arranged on the fast snow removal vehicle 15, and the wedge-shaped front and rear snow-removing heads 17 and 18 can be added to the front and rear ends of the snow removal vehicle as needed, and the entire housing city is large.
  • the zenith's fast snow removal track 14 can form a large network system for snow removal orbits that is connected to all, and can also be divided into several snow removal track systems that are partially connected in a unified manner. .
  • the fast snow removal vehicle 15 can reciprocate along the fast snow removal track system and directly sweep the snow into the snow storage channel by the snow sweeping system 16, etc., when the falling snow is large or more snow has formed. You can divide the large part of the snow above the transparent heat insulation window 13 and so on to the snow heads 17 and 18, and let the snow fall into the snow storage lanes on both sides of the heat insulation window.
  • the snow removal system 16 on the snow removal vehicle sweeps the residual snow remaining on the heat insulation window into the snow storage passage 11, thereby ensuring that the snow on the transparent heat insulation window 13 and the like is quickly cleared into the snow storage passage, according to
  • a defrost ice system can be installed on the fast snow removal vehicle to remove the frost ice that may form on the heat insulation window and the icing in the snow storage road.
  • a quick cleaning system can also be installed on the snow removal vehicle. Large zenith systems such as insulated windows and snow storage are cleaned and maintained.
  • a fixed snowplow similar to the form of a car windshield wiper can also be used to sweep the snow into the snowway in time.
  • the fixed snowplow can be used for reciprocating sweep along the working surface such as the fan shape.
  • a circular rotating mirror or the like can be used for reciprocating sweep along the working surface such as the fan shape.
  • the left and right snow grip arms 19, 20 can be added, and the left and right snow grip arms 19, 20 are respectively provided with left and right snow catching buckets 21, 22, and the left and right snow buckets 21, 21
  • the snow stored in the snow storage roads 11 on both sides can be shoveled and placed in the snow storage box 23 of the fast snow removal vehicle, or the shovel can be transported directly to the edge of the zenith of the housing with the fast snow removal vehicle. After that, the snow is poured into a special channel leading to the ground. The snow flowing out from the bottom of the special channel can fall directly into the ground snow truck or directly into the ground, thus achieving efficient large rooms. In addition to the snow transport process of the city system, it effectively ensures the light permeability of the large zenith heat insulation window and the safety and cleanliness of the entire zenith system. '
  • the left and right clear snow arms 24, 25 can be divided.
  • left and right clear snow plates 26, 27, left and right snowboards are arranged.
  • 26, 27 can go deep into the left and right snow roads, and grab the snow bucket to catch the remaining residual snow along the snow clearing road - and then push it to the edge of the big zenith, this is also the process of pushing This can be done jointly by the aforementioned left and right catching buckets 21, 22 (as shown in Figure 8).
  • a special snow transport track 28 can be added on both sides of the snow storage road and a snow truck 29 can be installed on the snow transport track 28 to ensure the safety of the zenith system.
  • the structure of the car can be:
  • the snow truck 29 is provided with a relatively long and long snow box 30 which is perpendicular to the snow transport track, and the snow box can be set to the left and right directions (forward and backward directions of the snow truck)
  • the snow truck 29 is provided with a snow loading track 31 perpendicular to the snow conveying track 28, and the snow loading track 31 is provided with a (small) snow loading vehicle 32, and the snow loading vehicle 32 is provided.
  • the snow-carrying arm 33 grasps the snow bucket 34, and the snow-loading vehicle 32 can reciprocate on the snow-loading track 31, so that the snow in different positions in the snow-storage path 11 can be loaded into different positions of the snow-loading box 30.
  • snowboards 35 and 36 may be provided.
  • the snow in the snowboard 11 may be directly used along the snow track 28 by using the snowboards 35 and 36.
  • the direction is pushed to the vicinity of the snowy passage opening 37 at the edge of the housing system; when there is more snow, the snow can be pushed into the pile by using the snowboards 35 and 36, and then the piles are accumulated by the catching bucket 34.
  • the snow is caught in the snow box 30.
  • the snow truck 29 can transport the snow along the snow track 28 to the snow passage opening 37 at the edge of the housing system, etc., and then Grab the snow in the snow box 30 with the catching bucket 34 and send it into the snow channel opening 37; or directly flip the snow box 30 to dump the snow near the mouth of the snow channel, and then use the snow The board, the catching bucket, etc., push the snow into the snowfall 37 step by step while avoiding the blockage of the snow passage.
  • the 37 channels of the snow channel can be set into a flat bell mouth shape, the flat direction of the flat bell mouth can be perpendicular to the snow transport track, and the horizontal portion 38 of the tribal snow channel under the snow channel is horizontal.
  • the cross section may be in the form of an oblate or the like.
  • a quick snow removal vehicle 39 different from the aforementioned quick snow removal vehicle 15 may be provided on the fast snow removal rail 14, and the fast snow removal vehicle 39 may be cycled by one or two or more.
  • the snow clearing belt system 40 is composed, and the snow clearing belt system 40 can be set as a circulating belt type circulating motion mode, and the conveying direction thereof can be set perpendicularly to the quick snow removing track 14, in the circulation chain 41 of the snow clearing belt system 40, etc.
  • a small clear snow plate 42 and a clear snow brush 43 are arranged at a certain distance along the upper conveying direction.
  • the fast snow removal vehicle 39 can perform a lower speed reciprocating motion along the fast snow removal track 14, and the snow clearing belt system 40 above the fast snow removal vehicle 39 performs the cycle snow clearing movement, clearing the snow.
  • the plurality of small snowboards 42 and the snow sweeping brush 43 on the belt system 40 constantly sweep the snow distributed on the large zenith heat insulating window 13 or the like into the snow storage passage 11.
  • the small clear snow plate 42 can be set to form a V-shaped or U-shaped opening in the forward direction to facilitate the accumulation of snow, and a snow sweep. 43 may be located after the Xiaoqing snowboard 42, a large part of the snow in a certain area in front of each small snowboard 42 will be pushed by the small snowboard 42 to the snow storage road 11, the remaining small part of the snow The snow brush 43 is swept into the snow storage path 11.
  • the system of the snow clearing system 40 and the small snowboard 42 above it, the cleaning snow brush 43 and the like can be set to a structure that can rise and fall up and down according to the need, and can be used to push a certain area of snow before snowing. Sweeping into the snow storage road 11, and then lifting the entire snow removal belt system 40 to a certain height, traversing a certain distance on the snow, and then falling down to clean the snow underneath, so that the cycle can continue, the transparent heat insulation window can be The snow above the 13th zenith system is swept into the snowway 11 more quickly, and the above-mentioned rapid snow clearing system can also directly sweep the snow into the snowy road 11 and the snow track. Snow is directly fed into the snow box 30 by a system such as a conveyor belt in the snow box 30 on the snow truck 29 operating above 28.
  • the two can be placed on the quick snow clearing vehicle 39.
  • the left and right snow clearing belt systems 44, 45 of the side cleaning snow cover, the main structure of the left and right snow clearing belt systems 44, 45 can be substantially the same as the aforementioned snow clearing belt system 40, so that the product between the left and right snow clearing belts 44, 45
  • the snow is cleared, and the front and rear small snowboards 46, 47 and the front and rear small snow sweepers 48, 49 can be arranged on the front and rear sides of the middle part of the quick snowmobile 39.
  • the front and rear small snowboards and the small snow sweepers can be used.

Description

说 明 书
建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统。
技术领域
建筑与节能: 本发明涉及一种将若干建筑组成的建筑群作为一个统一体与环境间进 行整体有机隔护以实现节能等目的的方法, 以及相应的建设方法与相关系统等。
背景技术
现今为止的传统建筑方法, 由于历史继承性、 技术手段限制及思想认知不够等的原 因, 在人居内室环境与自然大气等环境间的温度、 气体光线等的隔护方面主要是依靠内 室环境所在单体建筑的屋面、 周围墙体及窗等来实现的, 同时各单体建筑直接暴露在具 有风、 霜、 雨、 雪及冻融、 污蚀等力的自然环境中, 这使各建筑的建设、 特别是使用时 的能耗高、 使用寿命缩短, 自然及社会资源耗费巨大。
发明内容
本发明的目的是要提出一种高效节能的、 且可使整个建设与运营成本可明显降低的 建筑群整体有机 (有选择、 可机动、 可适需开放与封闭等) 隔护的节能与建设方法, 从 而革命性地提高整个社会建筑体系的节能、 环保能力, 为社会的可持续发展与环境改善 奠定新的基础。
本发明的目的是这样实现的: 将诸多单体建筑所形成的建筑群与建筑群空间作为一 个完整的统一体, 建起一体化的含容整个建筑群及其所在大空间的统一的高效有机 (有 选择可机动——可适时选择开放或封闭等)隔护结构系统, 并使其担负对热量、 空气、 雨雪等的统一的高效的有机隔护, 由于这种统一的大系统、 大空间隔护体系与单一的独 立建筑相比可以具有很小的体形系数, 这一方面可使整个所围护的大空间与环境间的换 热量可比具有一定密度及容积的建筑群的各建筑与环境间单独进行换热的总换热量大大 降低, 从而大大降低建筑群的自然换热能耗; 另一方面, 由于可使系统与环境间总的换 热面积大大减少, 故可节省大量高效隔热材料、 高效隔热窗门以及可较大地减小面积巨 大的建筑外墙体的厚度, 从而在总体上减少贵重及普通建材的消耗, 降低建设过程中的 资源与成本消耗。
同时, 大隔护系统中可使用大型高效的换热式换风系统对所隔护的大空间系统进行 集中换气, 这亦可从总体上大大降低建筑群系统的使用能耗, 同时可确保建筑群大系统 所耗空气的质量。 附图等说明
附图 1为所述示例的立体图; 附图 2为附图 1的剖视图; 跗图 3、 4、 7为具体示例 的水平剖视图; 附图 5、 6为具体示例的立体图; 附图 8— 11 为本案可釆用的除雪系统结 构及方法的较具体的说明图。 , . . ... . ..
附图 12a、 12b、 12c分别是太阳房城示例 1 的主视图、 侧视图、 (剖 ¾) 俯视图; 附图 13a、 附图 13b是太阳房城建筑日照分析说明图; 附图 14是太阳房城示例 2的简化 立体图; 附图 15a、 15b、 15c分别是太阳房城示例 2的主视图、 侧视图、 (剖视)俯视图、 (剖视)侧视图; 附图 16是太阳房城集热天窗系统的基本组成结构与工作原理图; 附图 17是带外天窗保温结构的集热天窗系统的基本组成结构与工作原理图。
附图 18a、 附图 18b、 附图 18c分别是内部建 m群水平投影布局为 "E"字形、连 "E" 字形的房城系统的的主视图、 侧视图、 (剖视) 俯视图;
附图 19、 20、 21、 22、 23、 24分别是内部建筑群水平投影布局为 (连) "非"字形、 (连) "王"字形、' (连) "弓"字形、 (连) " W "字形、 (连) "正"字形、 "长"字形的 房城系统的 (剖视) 俯视图;
附图 25a、 25b、. 25c分别为帆壳式房城系统的主视图、 (剖视) 侧视图、 俯视图; 附图 26a、 26b分别为条形唐冠式房城系统的侧视图、 俯视图; 附图 27a、 27b分别 为 (近) 圆形唐冠式房城系统的侧视图、 俯视图;
附图 28a、 28b均为不同形式的多级房城系统的侧视图;
附图 29、 30分别为 "曰、 凹"字形式的房城系统的俯视图;
附图 31a、 31b分别为一种整体轮廓水平投影为 "回"字、 内部建筑群水平投影为 (连) "E"字等形式的房城系统的主视图、 (剖视) 俯视图;
附图 32a、 32b, 附图 33a、 33b分别为可设于房城式建筑系统上的多功能可变高效集 光板一聚光镜板系统的结构与工作原理图;
附图 34为含垛窗系统、垛窗式天井系统及耳室空间的房城式建筑的(剖视)俯视图; 附图 35a、 35b分别为半透式的中空辐射房城系统与南空式中空辐射房城系统(剖视) . 俯视图; 附图 36a、 36b分别为含可高效采集太阳能的可旋转屋顶的房城系统的 视图、 (剖视) 俯视图; 附图 37、 38分别为内部建筑群水平投影为 "E阵"式和 "田网"式的 房城建筑系统的 (剖视) 俯视图。
(特别说明: 本文件基于北半球的角度将阳光侧直接称为南侧, 将背光侧直接称为 北侧, 若在南半球则这里使用的南侧与北侧就分别变为北侧与南侧。) 一 具体实施方式方法
下面结合示例及附图 1一 38 对本发明的方法与相关系统等做较具体说明。
如附图 1、 2、 3等中所示:
本发明所属的整体式大空间隔护结构系统可主要由在水平方向上包护诸多建筑 1 及 其所处空间的大围护 2、 在竖直方向上方隔护建筑群空间的大天顶 3及换气系统、 通道 系统 4等组成, 大维护可由围城式布局的可人居的建筑体构成, 也可由专门的围墙式结 构构成; 我们可将这种由大天顶及大维护等合构而成的可内含一栋、 数栋、 数十栋、 7 至更多的建筑、 同时在诸多建筑之间分布诸多的可使人们由建筑底层乃至地面直视大天 顶及其外部自然空间的街道等空间的建筑大系统较形象地称为房城式大系统—— (大) 房城系统。
大房城内的独立建筑可与房城大维护建筑等一起构成房城大天顶的支撑骨架结 ^J ; 全部或部分独立建筑的屋顶可直接作为大天顶的一部分; 房城内众多建筑之间及房城内 建筑与大维护建筑之间广泛分布诸多可使处于房城内部底层相应区域的人们可直视大天 顶及通过透明的大天顶部分可直视房城外部自然空间的天街式街道。
这种诸多由大天顶可直达地面或直达近地面低层建筑部分的顶面的视野通透的竖直 天地空间——天街式街道空间,共同构成大房城的通底连天的竖直天地空间林系统一 一天街网空间系统 , 广泛分布的天街网空间系统做为大房城内部通光、 通气、 人文视 野及可设置人流、 物流通道等的基本空间结构, 使大房城式建筑体系及方法与传统的一 体式的超大体积建筑之间产生重大区别, 使大房城系统具有做为全新建筑形式与方法之 地位与意义。
由于可在近百米乃至更高的高度设置大天顶, 由于仍然拥有传统城市网状分布的可 由地面直望天空的天街系统, 大房城与现今的各类超大单体式建筑相比, 其特点、 其优 势是更是自然的城市、 城区、 更具有室外空间与天空, 其可实现几乎每一人居空间单元 的人们随时可望天空、 可享受自然之光的人性需求, 避免了各类巨大单体式建筑形式对 天空、 对视野、 对自然阳光及空气的普遍封闭与隔离, 由于普遍触及的天街网络系统的 存在也使大房城系统与各类大型、 超大型单体式建筑等在结构、 功能及布局等诸多方面 存在重大差异。
与其它较小单体及多个单体的非同室连体式建筑群等相比较, 大房城建筑方法与结 构在节能, 特别是供热节能等方面的优势是特别巨大的, 同时技术上亦是容易实施的, 其为人类进军与应对高寒或高热环境提供了新的基础性的具有根本优势的高效而低成本 的手段与支持。
任何(大)房城系统都会面对三大环境与资源能源条件: 一、 由所在地区的纬度、 海拔、 地势、 海陆位置等综合决定的一年四季的气候气象资源环境; 二、 由气候气象环 境及地质条件等决定的地热资源情况等; 三、 太阳能资源情况。 虽然各房城系统还会面 对其它诸多影响, 但上述三个方面对于任何房城系统而言都是最基本、 最重要的三大决 定方面。
通过对上述三大决定方面科学的应对、 适应及利用, 房城建筑及其城镇系统可以在 实现高效节能、 节地的基础上建成为能较好地满足人类生活、.工作、 休闲等需要的新的 人居环境及新的城镇系统。
其一、 房城系统对环境气象条件的适应与利用可通过其很低的体形系数及良好的有 机 (有选择可机动) 隔护结构等来实现。
其二、 房城系统对地热资源的更好利用可通过房城大系统的第二空间 (房城系统内 建筑群之间的空间 一天街式街道空间 一 天街网空间系统一采光及通风通道)及其 对相对较低温度的需求等获得更好的实现。
其三、 房城系统对太阳光照及其相应的土地空间资源的高效利用, 更使其可在具有 较高建筑密度及容积率的城市地区也可以实现大部分甚至全部利用太阳能进行采暖以及 进行较高效的发电、 供冷等。
下面将对房城系统的上述各方面等分别进行具体的分析与说明。
第一部分: 房城系统对环境气象条件的良好适应与利用
先从空间气象环境方面对房城系统的节能、省料、减少总建设及总运行成本的基本 原理等进行分析与说明: 任何建筑系统时时都处在与所处环境间进行自然换热的过程与 状态之中, 建筑与环境间的自然换热量主要决定于换热面积、 换热系数及换热温差等方' 面。
现有的建筑节能方式更多的主要是从减小换热系数、 增大热阻, 减小窗墙比等方面' 考虑, 但其需大量使用的保温材料、 高性能门窗等本身的能耗与物耗亦很巨大、 特别是 有些物料的原材料资源是不可再生、 不可持续的, 这将大大限制建筑节能总体效率与效 益的提高。
由于采光、 通风及人文心理等的要求, 一般建筑的进深不宜过大, 特别是庞大规模 的住宅式建筑, 其进深更小 (十几米之内), 这使绝大部分建筑 (包括高层、 超高层建筑) 的体型系数不可能太小, 从而若将目光限制于各单体建筑, 就无法将建筑体系的相对换 热面积大大减小, 这大大限制了建筑系统的节能努力。
传统人居系统与环境间的直接换热温差决定于自然环境温度与人类生活、 工作较适 宜温度间的差异的大小, 具有极强的客观性, 较难人为地做较大改变。
本发明将建筑群及其所占据的空间作为一个完整的有机的温度体系 ——似若一个 人居的超大房、超大房间来考虑,这样这一可内含诸多独立建筑、可具很大建筑纵深(大 进深)、建筑面积的超大人居房间 ——超大人居空间体系 ~" -大房城系统的体型系数 将可极大地降低, 只要大房城系统所含建筑群达到一定的建筑密度与建筑容积, 大房城 系统与环境间总的换热面积及总的换热量均可以大比例降低。
举例而言: 设各单体建筑均为正圆形竖直投影式建筑, 若其直径为 20米, 则其最小 体形系数 (即高度无限大时) F >3.14*20/ ( 10*10*3.14 ) = 0.2, 当建筑高度为 100米时 F= 0.2+1/100= 0.21。
再设对上述单体建筑构成的建筑群以水平投影为正方形的正方体式大房城实施整体 隔护, 当大房城的底边边长为 400米, 其最小的体形系数 (即高度无限大时) F >4*400/ (400*400) = 0.01 , 当正方体大房城的高度为 100米时 F= 0.01+1/100 = 0.02。 即不到前 述情况的 0.1倍, 若房城系统的建筑密度为 0.3, 则在实现相同的总建筑面积与建筑空间 体积(S = 400*400*0.3 = 4.8万米 Λ2 ; V = 400*400*100*0.3 = 480万米 Λ3 )的情况下: 若 换热系数、 换热温差等相同, 贝 U总换热面积与换热量均不到前述情况的 0.1/0.3 = 1/3, 若 考虑到窗墙比的差异, 设大房城系统的总窗墙比 (包括天顶及周边维护) 是各单体建筑 原可选择的平均窗墙比的 1.5 倍, 则分别相对应的窗体及墙体的换热面积, 以及总换热 量, 大房城系统仍可只为原分散隔护建筑的 1/2。而若将原分散于各建筑上使用的相当于 两倍换热面积的隔热材料, 高效门窗等集中使用于大房城系统的只相当于一倍的换热面 积上, 则可以近于认为大房城之窗墙的各换热系数均减小至原来的 1/2, 这样在窗体的换 热面积减小 1/2 (墙体减小会大于 1/2) 的情况下, 窗墙等各换热系数又均减小 1/2, 则大 房城系统与环境间总的换热量可减小至原各建筑直接与环境接触而发生的自然换热总量 的 1/4以下。
再考虑换热温差方面: 若将大房城 统所含各建筑体的内部人居生活、 工作等空间 称为: (房城) 第一空间, 则可将各建筑体之外, 房城大维护、 大天顶之内的空间称为- (房城) 第二空间, 并可进一步将房城系统之外的环境空间称为: 第三空间。 由于第二 空间的温度将处于第一空间的温度与第三空间的温度之间, 设建筑体内的温度不变, 则 原分散隔护的各建筑体内空间与环境 (第三空间) 间的换热温差一定会高于第二空间与 环境 (第三空间) 间的换热温差,
所以当处于某一相对平衡、 相对静止的温度状态时, 房城系统总的换热情况、 基本 的换热过程是: 第一空间、 第二空间之间的自然换热量等于第二空间与第三空间之间的 自然换热量, 上述换热量会大大小于分散隔护时房城系统内各建筑直接与环境间的换热 总量。
再考虑换气情况, 一方面整体隔护的大房城系统可实现更好的密闭性, 另一方面其 可采用更高性价比的大型髙效的换热式换气 (热气共换) 设备系统, 从而保证房城大系 统的换气热耗或冷耗等更低。
回到建筑材料、 建筑结构及建筑风格的优化上, 采用大房城式建筑系统, 其内部极 大面积的非与环境直接接触与换热的各建筑外墙的厚度可大大减小, 如东北等地方的近 于 50MM厚的外墙体可变为南方一些地方的 25MM厚的外墙体,这将大大降低整个建筑 体系的材料消耗及直接与间接的生产能耗, 同时大大减轻各建筑的重量、 提高建筑的抗 震等性能, 并可大大优化建筑结构形式的可选择性。
在建筑风格、建筑舒美度上, 大房城系统内部的各建筑更可根据需要采用大窗墙比, 采用可使通光及建筑风格等方面更优化的更多的凸凹变化墙面、 飘窗、 高层庭院式等诸 多的建筑方式与形式。
特别值得说明的是: 采用大房城式整体隔护方式不但可以实现上述大大节能、 省料、 降低建设成本、 丰富建筑形式等诸多巨大收益, 同时还将无成本地额外创生出巨大的近 人居建筑的可远比外在环境更适宜人类活动的空间。
在房城大系统内部占很大体积与面积的房城第二空间的温度一般将会与各建筑室内 空间 ——房城第一空间的温度比较接近、 很接近。 房城系统第一空间绝大部分的热量 : 或冷量先散失于第二空间(或者说第一空间为第二空间供热或供冷), 再由第二空间散失 于第三空间——环境空间之中, 由于第一与第二空间间的换热量基本等于第二与第三空 间间的换热量, 但第一与第二空间间的换热面积及换热系数均大大高于第二与第三空间 间的换热面积与换热系数, 故取得平衡的结果是: 第一与第二空间间的换热温差 T12可 远远大于第二与第三空间间的换热温差 T23, 同时 T12 + T23 - T13 (第一与第三空间的 温差), 故 T12可以只是 T13的几分之一、甚至更低。这将使面积及体积均很巨大的房城 系统第二空间成为可供人类进行多种建设与活动的极适宜的零成本的空间, 使房城大系 统的价值倍增。
下面进一步分析影响大房城建筑系统节能效率大小的诸多因素:
设一种房城系统大维护采用的是非透光的围墙式结构, 或半透光的围城式人居建筑 形式结构, 房城系统内各建筑屋顶部分构成房城大天顶的非透光部分, 大天顶其它部分 则可全部由阳光板、 玻璃等透明材料构成可透光的大天顶部分, 由于采光等的需要这一 大天顶的透光部分的面积很大, 占房城大系统全部换 ½面积的很髙比值 , 特别是其热阻 往往小至非透明换热部分热阻的几分之一, 甚至更低 , 故此房城大系统与环境的自然换 热的总量在极大部分上取决于大天顶透光部分面积的大小, 房城大系统与非房城式建筑 系统的节能比率主要决定于房城大维护、 特别是大天顶的窗面积与原建筑群窗面积的比 值大小, 当然大房城系统窗体热阻的增加可进一步减小系统的耗能率。
大天顶的透光部分的面积 S天透等于天顶总面积 S天总减去城内各建筑屋顶总面积 S屋顶: S天透 = S天总 - S屋顶
设房城大维护、 房城内各建筑均为竖直 /垂直等截面建筑, 则 S天总等于房城内占地 面积 S内地: S天总 =S内地; S屋顶 =S内地 *K1 (K1为建筑密度)
这样: S天透 =S天总 — S屋顶 =S内地一 S内地 *K1 =S内地 * (1-K1) =s天总 * (1-K1)
又设各建筑的房型系数为 K2 =建筑周边长度 I建筑单层面积, 建筑高度均为 H; 各建筑窗墙比为 N; 则房城内各建筑墙体的总窗面积 S窗总 - N*(H*S内地 *K1*K2) = N*(H*S天总 *Κ1*Κ2)
则各建筑窗体总面积与房城透明大天顶总面积之比: S 窗总 /S 天透 = S 天总 *N*H*K1*K2/S天总 * (1 -K1) =N*H*K1*K2/ (1 -K1)
由此可见: 当>1、 H、 Kl、 Κ2越大, 即各建筑窗墙比 ^、 房城及建筑高度!"!、 建筑 密度 Kl、 各建筑的房型系数 Κ2越高, 上述窗比 (S窗总 /S天透) 也越高, 大房城系统 可实现的节能效率的比例也会越大,而其中建筑密度 K1同时正向影响上述窗比比值的分 子与分母两个方面, 故其大小对上述窗比比值大小的影响较其它因素更大。
下面进一步以更具体的示例说明大房城建筑方法的节能、 省料及无成本创生巨大适 宜空间等的优势:
如附图 4所示: 设一正方体式的房城大系统, 其外观竖直投影为 310米 *310米的正 方形, 大房城及内部各建筑高度均为 100米, 各建筑总的布局情况是: 沿房城周边共布 设 8栋相同的回字形建筑(房城四角及四边中部各布设一相同的回字形建筑), 在房城之 中布设五栋相同的回字形建筑, 共计 13栋各方面均相同的回字形建筑的尺寸为: 高 100 米, (相当于约 20 -23层的建筑), 外围边长 50米, 内围边长 30米, 内外围间建筑寛度 均为 10米。构成房城大维护 ― 围城系统的其它联构部分为: 沿外侧连起上述周边 8栋 回字形建筑的可人居的建筑宽度均为 10.米、各段长度均为 80米、 高度均为 70米的 8段 建筑。 做为主体的 13栋回字形建筑之间总体上形成空实相间、 均匀错列、 视野良好、 距 离适当 (较大) 的方格式布局形式。 各相邻的空实方格间均可设最大宽度为 15米的道路,其它空间可如后面所述的为人 们所高效、 高价值地开发利用。
在不设大天顶等结构从而不形成整体的房城式建筑的情况下, 整个建筑群系统各建 筑之与环境间自然换热的总外墙面积: S原墙 = (30+50) *4*100*13 + 80*2* 100*8 = 54.4 万米 Λ2; 假设各建筑的窗墙比均为 0.5, 则原换热窗体面积: S原窗 = 0.5*S原墙 = 27.2 万米 Λ2,
设原各建筑房顶总面积等于各建筑单层总面积,则: S房顶 S单层 = (50*50-30*30) * 13 + 80*10*8 = 2.72万米 Λ2,
房城系统大维护之新外墙总换热面积: S新墙 = 310*4* 100= 12.4万米 Λ2, S原墙 /S 新墙 = 54.4/12.4= 4.387;
房城系统大天顶总面积: S天总 = 310*310 = 9.61万米 Λ2;
房城系统大天顶透光窗体总面积: S天窗 = 3天总- 8房顶 = 9.61 - 2.72 = 6.89万米
Λ2
(大房城外新换热墙体的面积 S外墙 = S新墙 = 310*4* 100 = 12.4万米)
大房城内换热墙体的面积 S内墙 = S原总 - S外墙 = 54.4 - 12.4 = 42万米 Λ2 若将 其 50%面积的玻璃窗(窗墙比 0.5 ) 由双层改为单层, 则其可节省的玻璃可制成的双层窗 体的面积为: 42*0.5*0.5 = 10.5万, 原大于天窗总面积 6.89 万米 Λ2。
总面积为: S内墙 *0.5 = 29.4*0.5 = 14.7万米 Λ2的房城系统内部各建筑非窗墻体上原 先需使用的专用隔热材料可全部省去, 或将其一小部分追加用于面积为: S 外墙 *0.5 = 8.68*0.5 = 4.34万米 Λ2的大维护与环境间的非窗换热墙体部分, (4.34 /14.7= 1/3.387 ) , 即可使外墙非窗体部分的总热阻增加一倍。
只需额外增加很小部分玻璃窗体投入, 即可使 4.34万米 的房城大维护外窗由双层 变为双双层,则使其热阻亦可增加一倍,(需增加的双层窗体的总面积为: 4.34 -( 10.5-6.89) = 0.73万米 Λ2 )
可以通过计算得出: 若将前述房城系统内部窗体由双层变单层而节省下的玻璃可制 成的总面积为 10.5万米 Λ2的双层窗体用于房城大维护外窗体的增层加热阻建设,则可使 原窗体由原来的双层再增加增近七层, 当然这一般没有必要, 另一方面房城大天顶透光 部分可以以性价比及安全等方面更优的阳光板等来建构, 可将省下的大量的较精贵的节 能窗体等的成本用于大天顶等方面的建设。 (如果根据较特殊的节能需要或在很寒冷地 , 原建筑群窗体己使用的是双双层(4 层)玻璃结构, 则采用大房城建筑方式后, 仍可将 4层改为单层, 其可节省的玻璃可制 成的双层窗体的面积将为: 42*0.5*3*0.5 = 31.5万,为天窗总面积 6.89万米 Λ2的 4.57倍, 若将 6.89万米 的天窗设为双双层的形式, 则还可剩余双层窗玻璃的面积为: 31.5 - 6.89*2 = 17.72万米 Λ2,它可以使外墙 4.34万米 Λ2的窗体上再加上 4各双层结构的窗体,) 这里设使用了隔热层的原建筑墙体的原传热系数为 Kl=0.5; 釆用房城方式全部内化 墙体省去或部分省去隔热层后的 Κ2=0.5*2 = 1; 房城外墙增加隔热层后 Κ = 0.5*0.5 = 0.25 ;
又仅设原建筑双层玻璃窗体传热系数为 Κ双 =3, 采用房城方式全部内化墙采用单 层玻璃窗体的 Κ单 = 6,房城外墙窗体变为双双层时 Κ双双 = 3*0.5 = 1.5 ;采用双层玻 璃式透明大天顶的 Κ双 = 3 ;
又设环境温度为: -20C, 各建筑室内温度为 20C, 则在不考虑换气等其它因素的情 况下, 大房城第一空间与第二空间之间的换热量 Q12、 换热功率 N12分别等于第二空间 与环境空间(第三空间)之间的的换热量 Q23、 N23: 即 Q12 = Q23 ; N12 = N23, 则大 房城内第二空间的温度 M可这样求出: N12 = N23
S内墙 *0.5* ( 1+6) * (20 - M) = (M + 20)*3*S天窗
42*0.5* ( 1+6) * (20 - M) = (M + 20)*3*6.89
大房城内第二空间的温度 M = 15.0689C = 15.07C
这等于是在 -20C的寒冷环境中,在直接占地面积为 9.61万米 Λ2的建筑体系中无偿地 增加了温度为 15.07C, 面积为: 6.89万米 Λ2, 及 6.89*100 = 689万米 Λ3体积的温暖适宜 的空间,在上述面积及体积的空间中可建起无需供暖的内外室温可不低于 15.07C的体育 场、 商场、 公园、 水景、 无污染车间、 进行无污染的特种养殖、 种植等等, 更可为寒冷 地区的冬季无偿提供广阔的绿地、 无限的生机, 从而使大房城系统的总的经济与社会价 值在大大降低能耗的同时进一步大大提高, 其可实现倍增式的、 超倍增式的生产力跃升 与进步。 '
整体隔护的大房城式系统将开启建筑生产力的新革命, 未来人们将探索和建起可容 及第三、 第二、 甚至涉及第一产业的, 同时更为上述产业等人口提供适宜之居住空间的 综合式的高效节能的房城式新城市大系统 。
(前述房城大系统第一空间与第二空间, 第二空间与环境空间 (第三空间)之间的 总换热功率为: N12 = N23 = (15.07+20)*3*6.89 (万瓦) = 7249千瓦; 房城大维护系统 建筑内的第一空间直接与环境空间之间的换热功率: N13 = S 外墙 *0.5* (0.25+1.5 ) *(20+20)= 12.4*0.5*1.75*40 (万瓦) = 4340千瓦; 则整个房城大系统与环境间的温差换 热总功率: N房总 = N12+N13 = 7249 +4340 = 11589千瓦。
当不采用整体隔护方式时, 上述各建筑体与环境间总的温差换热功率:. N 原总 = 54.4*0.5* (0.5+3 ) * (20+20) = 38.08*0.5*3.5*40 (万瓦) = 38080千瓦 ; N房总/ N原 总 = 11589/38080 =1/3.286= 30.43% 。
由此可见, 在不增加甚至节省总材料及总成本投入的情况下, 上述大房城系统与环 境间的 (长期使用的) 总温差能耗仅为非房城式建筑系统与环境间温差总能耗的 30%)。
下面再对房城系统的一些基本情况做以说明:
一、 房城大系统的一些基本要求与形式。
在环境、 技术、 安全及人文要求等准许的情况下, 可尽量减小大房城系统的体型系 数以及大维护、大天顶等的换热系数, 以更大地减少大房城空间系统的总的自然换热量, 更大地减低总系统单位建筑面积的能耗与物耗, 同时节省建筑用地。
在保证总建筑用地区域总的建筑密度、 容积等适宜的情况下, 可尽量提高大房城系 统之所含建筑的总的面积、 平均高度、 密度及容积等, 以使大房城系统的相对隔护优势 更明显, 可实现的节能、 节料及降低建设与运营成本的优势更高。
房城内各单体建筑的竖直投影可采用十字形、 回字形等形式, 可采用大窗墙比、 多 凸凹进出变化、 薄墙体、 等建筑形式, 以最大可能地提高每一人居空间的采光、 通风性 能, 并可在丰富建筑造型的同时节省建筑材料。
在较大的环形城等形式的大房城内部可加设若干隔离式建构(建筑结构), 隔离式建 可将房城内部大空间分隔成若干相对较小相对独立的空间区域, 以利于消防、 卫生、 安 全等的要求, 隔离式建构既可为人居建筑也可为专设的隔离墙, 隔离墙可为可透明及可 开关等的结构形式, 以利于平时的光、 气、 人、 物等的通流需要。
大天顶一般可由采光部分与非采光部分构成, 非采光部分一般可由大房城系统的建 筑屋顶等构成, 在非采光部分及个别采光部分上可设可疏通及可临时存蓄雨雪的疏道系 统, 采光部分与疏导系统间可形成网落式交互融合的可实现全面顾及的布局方式, 采光 部分可设成具有一定坡度的坡面形式, 以利于雨雪等的疏散。
根据需要可在大房城建筑系统的适宜的位置处设上部超出大天顶主体之外, 高度明 显高于大天顶主体的超高建筑部分, 超高建筑部分可使整个房城建筑系统内外因温差而 形成的气压差更大, 从而更利于房城系统内外空气的自然流动与交换; 其还可方便对整 个大天顶及大房城系统进行居高临下的全面管理与安全监控等。
为保证整个建筑系统的人居安全并同时适当减小整个建筑用地区域的总的建筑密 度、 容积率等, 在占地面积较大的大房城系统的中心等区域可设置无天顶的露天开放空 间, 中心露天开放空间可设计成中央露天公园、 广场、 体育场等, 这样既可优化房城系 统区域的人文品质, 更重要的是中中央露天空间可作为最重要的消防乃至躲避地震等的 避险空间, 这可使大房城系统形成为一种 "环形城"的形式。
除可采用上述 "环形城"的布局形式, 大房城整体上也可采用同是中心区域附近设 置中央露天空间的 C字形、 凹字形等的布局形式, 以适应不同地形及环境等的要求。
上述中央露天(避险)空间应具有足够大的面积, 并与大房城内及外之间拥有方便、 快捷、 高效可靠的综合通道系统, 中央露天区与大房城周边外空间之间可建若干地下通 道, 中央露天区亦可置设地铁站口;
大房城建筑外外围周边亦可设有全面环绕布局的具有相当面积的露天空间, 以同时 作为消防、 地震等避险与救险空间, 也同时可降低整个建筑用地区域的容积率, 建筑密 度等, 提高整个大建筑系统的采光、 绿化的人性化品质;
可在房城周边大维护的若干不同高度设若干可连接房城内外的可方便开关的通道, 并可考虑相应地在房城内的若干高度上建可连接全部或部分各独立建筑的空中道桥交通 网络, 其既可于平时分流底层交通, 更可在特殊时刻做为快速安全通道;
可在房城系统底部、 地下或一定空间高度设相对封闭的穿城通道, 该穿城通道处于 城区开放空间之间, 使处于大城区交通主干地位的开放城区道路系统布局充分, 网络通 畅。
二、 房城隔护系统的热阻调控、 封闭与通透等。 一'
根据需要, 可使大围护、大天顶的热阻在较大的范围与比值间进行调节, 调节的方 式与可实现的较具体的结构形式可以为:
将大维护及大天顶中间具有很高热阻能力的中间隔层全部或部分设计成由诸多可进 行 90度左右摆转的可选择全开或全关的本身热阻很高的热阻调节门、热阻调节窗等联构 而成的热阻调节墙, 当热阻调节门、 调节窗全部关闭时大围墙与大天顶的热阻值最大, 当热阻调节门、调节窗全部 90度敞开时大围墙与大天顶的热阻值最小; 在竖直建筑的房 城大围墙内的热阻调节门的下端可水平设置利于调节门开关的滑行轨道等。 上述通过开关热阻调节门、 调节窗方式可大幅度降低与增加房城大系统与外环境间 的换热量, 可以较大部分地主动实现非空气进出方式的换热能力的增强与减弱, 其可以 减少只因换热而进行的房城内外的空气的流动, 从而减少其所需要的机械能等的消耗, 同时, 在环境温度与房城内所需的温度相差较大时, 也可以避免由于引入空气温度过高 或过低而造成房城内局部空间温度的大幅度波动, 确保房城内各部分人居环境的宜居质 量。
可设能在夜晚等无采光情况时, 以较高热阻之非透明材料板对部分或全部可透光的 大天顶及大维护结构部分、 进行加热阻隔护的结构形式, 从而可在每一天的较大部分时 间中, 特别是冬季每一天的大部分时间中, 使房城大系统大天顶、 维护各部分的换热 系数均较小, 使房城大系统每日总的换热量均可处于相对很小的状态, 从而进一步提升 房城大系统的节能效率。
圆周大维护及大天顶均可采用可根据季节变化及安全等需要进行大开与大关的结构 形式, 大开大关的方式可通过设置拉窗群或同时具有防雨、 遮阳功能的外周起式窗群等 方式来实现, 每一或部分可方便移动或周起开关的窗体亦可设成使其热阻可若前面所述 的方式进行大幅度、 大比例调节等形式, 从而实现对整个房城大系统通风、 通热的高效 控制。大维护与大天顶的固定部分自然更可设成热阻、通光等可进行大幅度调节的形式 。
可设能在夜晚等无采光情况时, 以较高热阻之非透明材料板对部分或全部可透光的 大天顶及大维护结构部分、 进行加热阻隔护的结构形式, 从而可在每一天的较大部分时 间中, 特别是冬季每一天的大部分时间中, 使房城大系统大天顶、 大维护各部分的换热 系数均较小, 使房城大系统每日总的换热量均可处于相对很小的状态, 从而进 步提升 房城大系统的节能效率;
三、 房城系统的采光:
可采用特殊的可实现小面积大倍数通光技术的人造输光系统, 以减少大天顶及大围 护的窗体面积, 实现更好的隔热等效果。
在不采用特殊的可实现小面积大倍数通光技术的人造输光系统时, 一般情况下, 大 天顶隔护层的房城内外换热面积应不大于房城内各建筑外墙换热面积的总和, 同时大天 顶自然透光部分的面积应不大于房城内各建筑外墙窗体面积的总和, 当然在个别情况下 整个大天顶及其透明部分的换热面积也可不受上述限制。 . 四、 大房城内外的自然换风、 房城系统内空气的流动、 换热及产功等:
其 (一)
在房城系统之适当的区域可设高高的引风塔, 引风塔中设有竖直引风道, 竖直引风 道下通大房城第二空间、 上通环境高空, 当房城周边的较低温空气通过诸多开启的通道 进入房城系统内部, 并被房城系统加热后流向引风塔进入竖直引风道, 之后在竖直引风 道内形成高高的相对低压的热气柱, 从而使引风道下端可与房城外周边冷空气间、 与房 城开启的各通道间形成气压差, 这种气压差将推动房城外部周边冷空气不断地进入房城 系统内部, 被加热后又不断地从引风塔流向高空从而形成房城系统自然的换风与冷却降 温过程, 房城系统内部与周边环境的温差越大, 可对冷空气加热的温度越高、 可形成的 压差越大; 同时在一定的高度范围之内 (这一高度与房城系统内外温差的大小等有关) 引风塔的高度越高, 可形成的压差与换风风力也越大, 可考虑在引风塔、 引风道下端等 处设产功机, 以利用上述压差及风力等进行产功发电。
只要房城系统内部温度高于周边环境温度, 在最初的诱导动力使引风塔的竖直引风 道内形成一定高度的热气柱、 从而形成初始压差后, 即使房城系统外环境无风, 前述的 自然换气过程亦将自然进行。
其 (二)
可利用房城系统内部建筑体两侧 (如南北两侧等) 空气的温差及压差形成可环绕建 筑体的循环风, 从而形成房城系统内部不同空间之间较强的空气对流, 以利于房城系统 内部的换热及换气过程, 相应的可在建筑的下端甚至地下设下风道 (下空气循环通道)
121, 在建筑的顶端设上风道 122根据需要在建筑的中间 (高度) 区域也可设 (若干) 中 间风道。
根据需要在适宜的上述风道中可设换热装置, 换热装置可将热源或冷源中的热量或 冷量传给流动的空气, 也可将流动空气的热量或冷量传给热源或冷源。
在换热装置的附近可设蓄热系统, 蓄热系统可作为上述的冷源或热源, 蓄热系统中 的热量或冷量的渊源可来自于环境的日夜温差、 甚至是季节温差 可来自于地表水、 地 下水、 土壤、 岩石等储备的热量或冷量; 可来自于太阳能; 也可来自于其它冷热源。
通过上述风道、 换热装置、 蓄热系统及冷热源的联合作用可实现对环境能量、 地源 能量及太阳能等廉价清洁可再生能源的高效利用, 可使房城系统内部各处的空气处于较 适宜的温度与流动状态, 并且通过流动的空气直接、 间接地对建筑墙体等建筑结构, 建 筑物内部人居用品、 人居环境等进行加热与冷却。
根据需要可在适宜的上述风道中设风机装置, 风机装置即可利用流动的空气产生机 械能以发电等, 也可作为风扇而加快空气的流动;
可在房城系统内外的建筑及山体等的顶端设水、 冰蓄冷等高效蓄冷装置, 这既可以 使高处空间的利用效率更高, 使蓄冷装置的重量、 体积更小, 伺时更具价值的是可利用 建筑及山体等高处蓄备的冷量将地下蓄备及地表蓄备 (地下及地表处) 的冷能量顶出、 顶至高处, 以供房城系统使用, 且同时不消耗或很少地消耗电能等。
其原理、 构成及循环过程为: 利用建筑及山体等高出的水、 冰冷源等使循环空气降 温并形成冷暖空气间的压力差, 此压力差可平衡和超过地下、 地表^ ^源冷量上升过程中 所需要的压力差, 更具体而言: 当房城内部某一空间的较高温度的空气经过某一高处设 置的冷源并换热而降低温度从而自然下行及形成与相应温差、 相应高度及相应空气密度 相对应的压力与压力差, 此压力差将推动空气通过相应的换热管道而吸收地下或地表的 冷量而使空气的温度进一步降低, 之后较更低温度的空气在被较上端的较热空气等加热 而升温至一定温度、 从而继续向上运动并形成总的平均温度较高的热循环段的空气柱, 该空气柱上端的较高温空气再流经前述的某一高处设置的冷源而降温后再下行, 如此可 形成能充分利用地下或地表的冷量进行降温的无功耗、 低功耗的自然循环.过程。
在上述循环过程中只要热循环段的上下气压压差低于冷循环段的上下气压的压差, 则上述循环过程将完全自然进行, 在必要时可利用风扇帮助实现或加快上述空气的循环 降温过程。
五、 房城式建筑系统的供热、 供冷、 蓄热、 蓄冷等温度调控方式:
(一)
既可采用直接向各建筑物内部直接供热或供冷的传统供热供冷模式, 也可采用向房 城内大空间直接供热或供冷、 以提升或降低房城内空气及建筑物等的温度的方法, 对大 系统进行供热或降温, 个别特殊的人居空间及建筑, 可采用空调等系统进行局部供热或 降温。
可通过各种手段使房城内部处于各建筑之外的空间 (可简称为第二空间) 的空气温 度始终高于 0 C, 从而使房城内各建筑内部空间(可简称为第一空间)的温度可方便地通 过无需除霜设计的热泵空调等手段予以调解。
从房城内各建筑体中散失出并进入第二空间的热量或冷量可大部分通过热泵空调等 手段重新直接再输回到各建筑体内部空间(第一空间), 由于房城内部第二空间与第一空 间的温差可大大低于第一空间与房城外环境空气的温差, 这样就可实现小温差、 低压缩 功耗的高效热泵供热与制冷循环。
由于可将每栋建筑可节省下的大量墙体隔热材料、 隔热门窗、墙体减薄所省材料等, 集中用于大房城的统一大围护、 大天窗的建设上, 故可使大围护与大天窗的单位面积热 阻增高数倍、 甚至更多, 这将可使总换热面积己大大减小的大房城系统与外部环境间的 热冷散失进一步大大地降低, 在冬季非十分寒冷的大部分地区, 由于大房城内大量人体、 电器、 交通等的产热量即可在使房城内部第二空间的温度维持在摄氏几度甚至是十几度 的水平, 再加上可以热泵式空调从第二空间向第一空间输热, 固在非十分寒冷的许多地 区的大房城系统可取消现行的传统集中供热系统而仍能基本满足人居工作与生活的需 要。 '
(二)
由于房城大系统的体型系数很小, 又可采用大热阻的换热表面, 同时系统内的建筑 体等的总质量总蓄热、 蓄冷能力均很大, 故整个房城大系统天然的蓄热、 蓄冷的能力及 效率均较强; 可根据环境昼夜温差的变化, 直接利用房城大系统内的建筑体、 水体、 空 气及其它专设的较高热容物质系统等对环境自然热能、 冷能进行适时的存储与释放, 以 均衡大环境较大昼 ^温差的情况对房城建筑系统的影响; 另一方面也可大量利用低谷电 能进行冷能或热能的储备, 并在用电高峰时使用上述冷能或热能, 上述方法的具体原理 与过程可为:
可在夜晚等较低温度时开放房城大系统以利用较冷空气对房城大系统进行降温, 同 时使房城大系统蓄冷并在白天自然放出所蓄冷量; 相反, 也可在白天等较高温度时开放 房城大系统以利用较热空气及阳光对房城大系统进行升温, 同时使房城大系统蓄热并在 夜晚自然放出所蓄热量。
可在较高温的夏季夜晚等时间利用低谷电能将大房城系统内部的空气、 水体、 建筑 体等的温度降至 20C左右, 一方面为人们创造最佳睡眠休息温度, 另一方面可与 26C左 右的工作与生活适宜温度间造成 6C左右的较大温差的冷能储备,当白天用电高峰时不用 或少用空调等系统,也可使大房城系统内部维持较长的由 20C左右上升至 26C左右的升 温过程, 从而大大减少高温电耗, 在夜晚蓄冷时, 在保证大房城系统内建筑物、 水体乃 至专设的蓄冷系统等充分降温及凉透的同时, 可适当推迟空气温度到达 20C附近时的时 间, 以适宜地减少电能消耗。
在较低温的冬季夜晚等时间可利用低谷电能及空调等将大房城系统 (各建筑) 内部 的空气、水体、建筑体等的温度升至 23C左右, (此时房城大系统第二空间中的温度亦会 相应提高,)这一方面为人们创造较适宜的睡眠休息温度,另一方面与 18C左右等工作与 生活的适宜温度间可造成 5C左右的较大温差的热能储备,当白天用电高峰时不用或少用 空调等系统, 或少用燃料供热系统的热能, 仍可使大房城系统内的温度特别是各建筑物 内 (第一空间) 的温度缓慢地下降, 在夜晚蓄热时, 在保证大房城系统内建筑物、 水体 乃至专设的蓄冷系统等均匀升温及热透的同时, 可适当推迟房城大系统各部分温度到达 23C左右附近时的时间, 以适宜地减少电能消耗。
由于房城大系统可具有很小的界容比 (系统对环境换热界面面积与自身热容量之 比), 再加上在夜晚等时间可对透明等相对热阻低的换热界面采用增大热阻隔护等方式, 故整个房城大系统的冷热量蓄储能力及蓄储效率均可以很高, 同时由于可只用建筑体、 水体、 空气等系统原生构成物蓄放冷热即可基本直接满足系统适应日温差变化及利用低 谷电能的需要, 固其可视为是自然的最便捷的蓄用一体的冷库或热库, 可视为是天然的 城市中的调峰电站。
众多的房城式新人居建筑系统——众多的蓄用高度一体的冷热库——众多的城市调 峰电站, 其将对社会的能源、 建筑及城市等大体系的建设产生革命性的影响, 这种影响 无论是对较贫穷人口的暖居、 宜居; 还是对于富裕人口的优居、 善居等整个社会的进步 均可具重大意义。
六、 房城式建筑体系的其它蓄热换热系统
(一)、 山体蓄热换热系统
根据需要可在房城系统的内部、 外部设较高的自然或人工的山体系统, 山体系统可 作为巨大的蓄热体及巨大的换热器, 山体系统内部可含诸多竖直及水平设置的空气、 水 的换热管道,通过换热管道可将山体的冷热能量传出或将外部的冷热能量传至山体内部。
通过换热管道不但可实现山体与房城系统间的直接换热, 同时更具价值的是可利用 山体高处蓄^"的冷量将地下蓄备、 地表蓄备的冷能量顶出、 顶至高处, 以供房城系统使 用, 且同时不消耗或很少地消耗电能等。
(二)、 水-冰等相变蓄热换热系统
根据需要可直接利用水 -冰等的相变热量或冷量, 为房城系统的第二空间或房城系统 的外维护空间 (准第二空间) 进行加热或降温,
(三)、 根据需要可设鹅卵石、 金属等的可高温蓄热换热系统
第二部分、 房城系统对地源热能的高效利用
首先, 整个房城系统有机隔护空间的水平投影面积 (房城系统的占地面积) 均较巨 大, 房城系统内有建筑用地地表的温度与建筑内空间 (房城第一空间) 的温度相近同; 房城系统内无建筑用地地表温度与房城第二空间的温度相近同; 当季节由夏至秋至冬时, 整个房城系统所占较大面积的土地上层 (相对恒温层之上的部分) 所蓄藏的较高温度的 热量将可以不断地通过传导、 对流及辐射的形式向房城第二空间等传递, 对房城第二空 间及整个房城系统发挥加热及保温等作用; 当季节由冬至春至夏时, 整个房城系统所占 较大面积的土地上层 (相对恒温层之上的部分) 所蓄藏的相对较低温度的冷量也将可以 不断地向房城第二空间等传递, 对房城第二空间及整个房城系统发挥降温等作用。 上述 房城系统内较大面积的土地的上层季节性地储备的巨大的冷量与热量将对整个房城系统 的 "冬暖夏凉"起到极大的促成作用。
其二、 房城式建筑系统可更好更高效地利用其所占土地及附近土地的地下相对恒温 热源的冷热资源对房城系统进行降温、 增温及保温等。
可将地下相对恒温热源——地下超过十几米深度的与当地年平均气温相近的热量 或冷量以水循环 +空气循环等方式先直接加热或冷却房城系统的第二空间的空气,再以第 二空间的空气对房城系统的相应部分进行加热、 冷却、 保温等。
上述水循环系统可与一般的地缘热泵水循环系统相近同, 只是要同时考虑和设置循 环水与循环空气的换热系统; 根据需要做为热源的水-空气换热系统可置于房城系统的底 部空间中, 做为冷源的水 -空气换热系统宜置于房城系统的上部空间中, 以利于循环空气 的自然流动。
气循环系统可包括通过房城系统第二空间不同区域的温差及压差等形成的空气的循 环系统以及第二空间空气与第一空间空气间的空气循环系统等。
循环水与循环空气的换热系统、 换热装置可设于房城系统内较高建筑体的顶部及底 部等处的空气循环通道中,地源等处的热能通过前述的水循环 +空气循环等方式先传给房 城系统第二空间的空气, 再通过第二空间的空气与房城内各建筑体、 墙体、 窗体等的换 热及第二空间的空气与第一空间的空气的直接、 间接换热等可实现对房城内各建筑体、 墙体、 窗体及建筑体内部空间 (第一空间的) 的降温或增温等。 在全球大部分地区即使不采用任何热泵系统, 通过上述直接利用地源热能的循环过 程, 也可使房城系统的第二空间全年近处于四季如春的温度状态 (即: 近为当地的年平 均气温再加 /减总换热温差的温度状态)。
如哈尔滨地区, 地下相对恒温为 5C左右, 设冬夏总换热温差均为 8C, 则房城系统 第二空间冬夏季的温度分别为 5C-8C = -3C和 5C+8C = 13C,贝 ij :房城系统第二空间全年 的温度可处在 -3与 13C之间, 这近为哈尔滨地区的春季温度范围。
又如北京地区, 地下相对恒温为 12C左右, 设冬夏总换热温差均为 6C, 则房城系统 第二空间冬夏季的温度分别为 12C-6C - 6C和 12C+6C = 18C, 贝 lj: 房城系统第二空间全 年的温度可处在 6C与 18C之间, 这也近为北京地区春天的温度范围。
再如上海地区, 地下相对恒温为 18C左右, 设冬夏总换热温差均为 6C, 则房城系统 第二空间冬夏季的温度分别为 18C-6C = 12C和 18C+6C = 26C, 则: 房城系统第二空间 全年的温度可处在 12C与 24C之间, 这也近为上海地区的春季的温度范围。
通过上述循环过程, 在很多情况下无需再利用地源热泵系统, 仅直接利用地源热量 对房城第二空间进行直接加热或冷却等即可实现对整个房城系统的温度调控, 从而大量 节省电能等重要的高品位能源。
第三部分: 房城式建筑系统对太阳能等资源的高效利用
房城式建筑系统可对太阳能及其相应的土地空间等资源实现高效的利用, 即使在具 有较高建筑密度及容积率的城市地区也可以实现使大部分甚至全部房城系统的建筑主要 甚至是仅仅利用太阳能进行采暖以及进行较高效的发电、 供冷等。
下面予以具体的分析说明:
1、 为更好地利用太阳能, 可在房城式建筑系统的正南面及屋面(大天顶)乃及东西 面等处设面积较巨大的较高效的透光隔热材料结构及较高效的集热^一蓄热系统等, 使 太阳光能最大可能地进入和储存于房城系统内部, 由于整个房城系统具有高效的保温、 蓄热等优良性能, 故可以形成只依靠太阳能、 地源热能、 电器及人体产热等即可满足采 暖等的需要的房城式建筑系统——太阳房城 (建筑) 系统。
2、为使太阳房城获得较好的太阳光照, 相邻的太阳房城系统之间、太阳房城式与其 它形式的建筑物之间应离幵必要的相应距离; 为获得较好的较均匀的采光效果, 太阳房 城系统内部的建筑可大量地采用南北走向布局等形式。
3 由于房城系统的高效节能特征, 在太阳房城系统内部不必须每一建筑均要单独获 得大面积的南侧阳光的直接照射, 整个房城系统仍可获得较好的采暖、蓄热及保温效果, 故在同一块土地及其空间资源上可建起的太阳能采暖建筑的总的建筑密度、 总的建筑容 积率等均可以大大地提高, 特别是在纬度高、 太阳高度角小、 阳光遮挡阴影长同时采暖 需求也更强的地方其可提高的比率可以更大。
这将使太阳房城系统不但可应用于较低纬度的城市地区亦可应用于较高纬度、 高纬 度的城市之中。 太阳房城系统使仅依靠太阳光照等可再生能源进行采暖的太阳城市的建 设在髙纬度、 较高纬度的地区成为可能。
4、 太阳房城系统具体可由内部及处于周边大维护部分的建筑群 101、 透光隔热结构 102、 阳光街 103、 其它隔护结构 105、 集热结构 106、 蓄热结构等组成, (如附图 12、 13 等中所示)。
通过对太阳房城整体及房城系统建筑群的走向、 布局及形体等的科学设计与选择, 可使房城系统内部的街道成为可较高效地接受阳光照射的阳光街。
根据需要可在房城系统内部建筑及街道等的上方设置各向通透、 很小有遮光结构、 可使采暖季及全年的大部分时间里阳光可直接穿过和照射其大部分空间区域的采光天室 104 等系统, 从而使进深较大的太阳房城系统内部空间的自然采光及通风等性能得到较 充分保证。
采光天室系统可由处于房城内部建筑群及街道上方的通透、 连贯、 较开阔的空间及 设于正南侧等上方的竖直的或具有一定倾斜角的透光隔热墙 108、 设于倾斜屋顶之上、 东西侧及北侧等方向上的机动采光窗 109、反光调光系统、换风结构及其它隔护结构 105 等组成, 在采暖季节等时间, 由于太阳的高度角及方位角均处于一年最小的状态, 阳光 可完全通过南侧等的透光隔热墙 108 以低角度照射到采光天室系统的深处空间中, 从而 使采光天室各处始终具有较高的照度与亮度, 通过反光调光等系统还可使直射及散射阳 光进入各街道以及各建筑内部空间之中, 从而使房城系统内部各处均可获得较好的阳光 照射, 此时采光天室系统的机动采光窗 109可全部或大部被具有较高热阻的保温隔热结 构所遮挡, 从而大大减少房城系统的热量损失; 在非采暖季节, 阳的高度角及方位角 大, 通过南侧的透光隔热墙 108、 进入的直射阳光少, 且不易达及房城系统深处, 此时 可充分利用设于屋顶、 东西侧面等处的机动采光窗 109进行采光及通风等, 这样采光天 室内部在一年四季的绝大部分时间中均可获得较高的照度及亮度, 并通过反光调光等系 统的配合使太阳房城内部的街道及人居空间始终处于较好的自然光的照射之下。 根据各地及各种实际情况的需要,太阳房城可采用多种建筑形式与建筑形态: 首先, 整个太阳房城系统的总体形态及在环境空间中的布局与走向可与现有的东西走向的板式 高效阳光房相近同, 即可形成总体上为东西走向的板式长楼形式的太阳房城。 而整个板 式长楼形式的太阳房城系统的体型系数要大大低于现有的太阳房建筑的体型系数, 故其 保温、 蓄热、 节能的效率要大大高于现有的太阳房建筑系统, 在采暖等季节、 在利用和 接受相同的太阳能等热量的情况下, 太阳房城系统将比现有的太阳房系统获得更高的室 内温度, 或者说若需要获得某一所需的室内温度, 太阳房城系统可比现有的太阳房系统 占用更少的太阳能及其相应的空间与土地资源等亦可实现, 太阳房城系统具有巨大的节 能、 节地性与高的城市适用性。
太阳房城系统内的建筑可采用东西走向的布局形式,也可采用南北走向等布局形式。 在较高纬度地区采用南北走向的布局形式可以使冬季等时间进入房城系统的较低高度角 的中午附近时段的南侧阳光直接照射到房城系统内各建筑的东向及西向的主体楼面之 上, 从而可使绝大部分甚至是全部房城系统内的南北走向的板式建筑的每一建筑单元的 窗体都可以在大寒日及冬至日获得必要长时间的中午阳光的照射, 进而还可以通过反光 镜等廉价而简单技术使阳光直射到建筑单元内部的空间之中。
如附图 12、 13、 14、 15等中所示: 采用板式形态东西走向的太阳房城系统内部的各 建筑体 101亦可采用板式建筑形式, 且可采用南北走向、 东西前后间隔排列的布局形态, 同时可考虑使靠近南侧透光隔热墙 102部分的建筑体的宽度 (东西两侧外墙间的间距) 不大于北侧部分建筑体的宽度, 这样可使太阳房城南侧采光面通过的较高照度的阳光更 好地直接照射到房城系统内的北部空间中, 从而使太阳房城内南北等空间均可获得较好 的光照。
根据地形空间等条件的要求, 上述太阳房城的实际走向可与正东西向有一定的偏离 角度, 此时房城系统南侧大透光隔热窗体所在平面亦可部分或全部与正东西向有一定的 偏离角度, 此时太阳房城系统内部各板式建筑的走向仍可选择正南北向, 也可选择与正 南北向之间具有一定的偏离角度。
在太阳房城内部靠近南侧透光隔热结构 102附近的建筑的南侧面墙体上及墙体外侧 可设多种形式的集热结构 106、 集热结构 106可由较高比热容的固体材料或封闭式的液 体容器及蓄热液体等组成, 也可由非封闭式的集热水管、 水箱或其它适宜的非封闭的液 体容器等组成。 封闭式的液体容器集热墙可利用液体的较高比热容或及液-固相变耗热来 储存热量; 非封闭式的集热水管、 水箱等可利用高温液体上浮、 低温液体下沉的自然流 动原理或专设的液体泵等使集热容器内被加热的液体流到设于房城系统内其它空间处的 更大的蓄热系统之中或直接流至供热系统、 散热系统等之中, 经过上述系统换热及降温 后的液体再流回到集热水管、 水箱中被重新加热, 由此可形成在白天阳光照射下的供热 循环及实现部分太阳热能的储备, 在夜晚或其它较低温时间可利用储备的热能, 从而使 太阳房城系统内部始终处于较适宜的温度状态。
根据需要还可在太阳房城系统内部较靠近南侧透光隔热结构 102的地表部分上设置 固体或液体集热、 蓄热系统, 从而使可长时间投射到该地表空间处的太阳能得到更好的 直接的储存与利用。
与上述高效的板式太阳房城系统相近同, 根据需要及条件情况也可设计和建造总体 为东西走向且具有相当高度但房城系统总的南北进深 (跨度) 也较大的条式太阳房城系 统。 (如附图 14、 15 等中所示)。
上述板式及条式等造型的太阳房城系统内部的建筑群可采用下列多种高效的设置与 布局方式, 同时也形成相应的具体形式的太阳房城系统。
( 1 )、 建筑群水平投影布局为 E字形与连 E字形的 (太阳) 房城系统:
使水平投影为 E字形的建筑 (群) 总体上采用东西走向的布局形式, 并使 E字的开 口方向朝向正南, 在 E字形建筑的南侧及顶部设可有机 (有选择和机动).封闭及幵放的 透明采光及隔热等结构, 从而可形成 E字形的太阳房城建筑系统, E字形建筑南侧的三 字部分可为与北侧的 1字部分连体的亦可均为独立的南北走向的板式等建筑, 三字建筑 体东西两侧的主建筑面及 1字建筑的南侧在一年四季每一天的中午附近时间段均可获得 较好的直射日照,从而使 E字形房城系统的每一建筑单元均可满足相关日照标准的要求。
将若干 E字形建筑沿东西等方向布局排列或者在 E字形建筑的三字部分中间加设若 干平行建筑则可形成 "连 E"字的建筑群与 "连 E"字的房城系统, 将 "连 E"字建筑群 的开口方向朝向南侧并相应的在南侧及屋顶加设透明隔护结构等即可形成内外均具有较 好光照的可高效节能的的 "连 E"字形式的板式 /条式太阳房城系统。 如附图 12、 14、 15 等中所示。
(2)、 建筑群水平投影布局为 1E形式与连 1E形式的 (太阳) 房城系统:
在" E"字建筑的北侧加设 1字建筑等, 同时在南侧及屋顶加设透明隔护结构等, 即 可形成主体建筑群水平投影为 1E形式的太阳房城系统。 在 "连 E"字建筑的北侧加设 1字建筑或成 1字分布排列的若干建筑等, 同时在南 侧及屋顶加设透明隔护结构等, 即可形成主体建筑群水平投影为 "连 1E"形式的条式 / 板式太阳房城系统。 如附图 18等中所示。
根据需要可建起"连 1E"等形式的. (太阳)房城式城市建筑复合体, 具体说明如下: 在整体为东西走向的房城系统的中南部分可为 "连 E"式结构的建筑体 (群), 北侧 部分可为东西走向的 (若干) 板式楼或东西排列分布的若干塔式楼等组成; 北侧部分也 可由板式与塔式相结合的建筑形式: 如下板上塔式、 下塔上板式及中塔山下板式、 中板 上下塔式等组成; 北侧建筑部分的下部可建全部或部分向南延入房城系统的裙楼, 根据 需要该裙楼甚至可以延至房城系统中南部分的 "连 E"式结构的下部。
房城系统各部分建筑可形成北高南低的高度布局, 房城系统的大天顶可直接依托和 借助上述北高南低的建筑体构式形成北高南低的坡面形式, 大天顶系统可为大部乃至全 部可透光的形式。
上述房城系统中 "连 E"式结构建筑体的东西走向的 " 1字"建筑部分 (此时将 E 视为由 " 1 "与 "三"两部分组成) 的下部及上部可设空气循环通道, 在上述通道中可设 换热结构系统, 房城系统内外的适当部分处可设蓄热系统等。
整个房城系统中处于中南部分的 "连 E"式结构建筑体的各建筑单元均可满足相应 的日照、通风及自然采光的需要, 北侧建筑体上部的很大部分亦可获得较高的日照条件, 从而亦可直接成为具有较高采光条件要求的住宅等建筑; 北侧建筑体中间部分南侧的直 射阳光有时可能会被遮挡, 但由较近处的透光大天顶 (屋顶) 进入房城系统的天空散射 光亦会形成较好的自然采光条件, 从而可使其做为具有适宜采光条件的写字楼、 酒店、 公寓、 上班族的住宅等; 北侧建筑下部的裙楼可做为多种功能用途的商用建筑体: 如商 场、 会展、 会所、 银行、 室内体育场馆等; 整个房城系统日照条件最好的东西两侧的建 筑体则可为学校、 医院、 养老院、 疗养院等需光照要求高的单位使用。
通过上述介绍, 整个太阳房城系统各建筑部分可根据位置、 自然采光、 供热及保温 等条件的差异而被区分为不同的使用区域, 整个太阳房城系统可以成为同时拥有居住、 办公、 商用、 学校、 医疗及休闲等多种功能的城市建筑复合体。
根据需要诸多的 (太阳) 房城系统均可成为具有上述综合功能的城市建筑复合体, - 均可成为一完整的建筑城 (堡) 与建筑航母; 每一或若干上述房城系统与城市建筑复合 体一建筑航母,均可与一些其它形式的建筑体一同构成城市建筑的航母舰队, 从而形 成房城式航母舰队式的城镇建筑体系与建筑模式。
与上述 "E"字形式、 "连 E"字形式、 " 1E"形式、 "连 1E"形式的太阳房城系统及 "连 1E"形式的 (太阳) 房城式城市建筑复合体相近似:
根据需要还可以设计和建造 "非"字形式、 "连非"字形式、 1 非形式、 "连 1非 " 形式的太阳房城系统及 "连 1非"形式的 (太阳)房城式城市建筑复合体。 如附图 19所 示。
根据需要还可以设计和建造 "王"字形式、 "连王"字形式、 " 1王"形式、 "连 1王" 形式的太阳房城系统及 "连 1王"形式的 (太阳)房城式城市建筑复合体。 如附图 20所 示。
我们还可以设计建造 "弓"字形式、 "连弓"字形式、 " 1 弓 "形式、 "连 1 弓 "形 式的太阳房城系统及 "连 1弓"形式的(太阳)房城式城市建筑复合体。如附图 21所示。
我们还可以设计和建造 "w"字形式、 "连 w"字形式、 " "形式、 "连 1^ "形式 的太阳房城系统及 "连 1^形式的 (太阳) 房城式城市建筑复合体。 如附图 22所示。 我们还可以设计和建造 "正"字形式、 "连正"字形式、 近 "正"字形式、 近 "连正" 字形式的 (太阳) 房城系统及其城市建筑复合体。 如附图 23所示。
我们还可以设计和建造 "长"字形式 " 1长 "形式、 近 "长"字形式、 近 " 1长 "形 式的 (太阳) 房城系统及其城市建筑复合体。 如附图 24所示。
上面是从房城系统.(内部) 的建筑群的水平投影的布局形式等来说明和区分各种房 城系统的; 而若从整个房城系统的总的立体轮廓形态及总的周边维护结构的水平投影的 布局形式等方面出发我们还可以对房城系统做下列分区分、 分析及介绍:
一、 帆式、 帆壳式房城系统: 根据需要可设计和建造某一视面投影为、 近为风帆造 型投影的帆式房城系统; 根据需要还可设计和建造总的立体轮廓形态为帆式壳体的帆壳 式房城系统。 如附图 25中所示。
二、 由不同的高低部分构成的双级、 多级房城系统
(一) 唐冠式等形式的双级房城系统
1、条形唐冠式房城系统: 在较高的东西侧视投影为风帆形式的帆式太阳房城系统的 南侧 (主釆光侧) 沿东西方向加设高度相对低一级的房城系统部分, 从而形成由高低两 部分组成的、 总的东西侧视投如影形式近为中国唐朝官帽造型形式的条形唐冠式房城系 统。 如附图 26中所示。 2、 (近) 圆形唐冠式房城系统: 整个房城系统的总的立体轮廓造型形态为、 近为唐 朝官帽的立体造型与轮廓形式的房城系统。 如附图 27中所示。
(二)、 其它造型形式的双级房城系统: 如中间部分明显高于两侧等部分的山式双级 房城系统; 中央部分明显高于四周周边部分的火山式双级房城系统等。
(三)、 多级房城系统: 与上述双级房城系统等相近同, 可设计和建造多种形式的含 两个以上高度级别的多级房城系统。 如附图 28中所示。
双级、 多级及其它具有较大高度的房城建筑系统的优点: '
1、双级、多级等房城系统的较高建筑部分在形成大的异温气压差及较强的空气循环 动力方面作用巨大。
2、双级、多级等具有较大高度的房城建筑系统在较高纬度地区的冬季可获得更多的 较低高度角的阳光直接照射的能量。
3、 可增加整个房城系统中可获得更好的自然采光及通风等条件的建筑单元的比重。 双级、多级房城系统可应用于新建的房城系统也可应用于现有城镇建筑系统的改造, 可采用就低建高(利用已有的低矮建筑群、 加设新的较高建筑以形成双级或多级房城系 统)等多种实现方式
三、 "回一口"形式的房城系统: 整个房城系统总的周边大维护结构的整体水平投 影为 "回"字结构形式的房城系统, 当将这种回字环形房城系统周边各侧方向上的房城 建筑部分均以简化的 " 与 "一"表示时, 这种 "回"字结构形式的房城系统也可看做 为 "口"字形式的房城系统, 故也可将其称为: "回一口"形式的房城系统。 (如附图 1、 3等中所示。)
四、 "曰、 目、 凸、 凹 "等字形式的房城系统: 当将整个房城系统各方向及中间等 位置处的房城建筑部分均以简化的 " 1 "与 "一"表示时, 总房城系统各建筑部分的水平 投影分别构成、 近构成 "曰、 目 凸、 凹 "等字形式的房城系统。 ( "曰、 凹"字形式的 房城系统分别如附图 29、 30所示。)
五、 "V、 W、 n、 U、 H、 T、 K"等形式的房城系统: 与上述情况近似, 当将整个房 城系统各方向及中间等位置处的房城建筑部分均以简化的 " 1 " 、 "一 " "八 " 、 "八 " 等表示时,总房城系统各建筑部分的水平投影分别构成、近构成 " V、 W n、 U、 H、 T、 K "等字母造型形式的房城系统。
上述 " 回一口"形式、 "曰、 目、 Η、 Τ、"等形式的房城系统中的东西走向的房 城建筑部分的内部建筑群的水平投影的构成及布局形式可与前面所述的" E"字形式、"连 E"字形式、 " 1E"形式、 "连 1E"形式的太阳房城系统及 "连 1E"形式的 (太阳)房城 式城市建筑复合体等相近似。 (如附图 31中所示)。
当然根据需要上述 " 回― 口"形式、 "曰、 目、 H、 T、"等形式的房城系统中的 东西走向的房城建筑部分的内部建筑群的水平投影的构成及布局形式也可与前述的 "非、 王、 弓、 正"等字及它们与 " 1 "字等的组合所构成的造型相近同。
在上述 " 回一口"形式、 "曰、 目、 凸、 凹"等形式的房城系统中可设贯通房城 系统各主要方向区域的主环形通道, 采用 " 1Ε、 1 王、 1 "等形式的东西走向的房城建 筑系统部分的主环形通道可设于 1与 Ε、 1与王、 1与 等之间, 根据需要可在上述主环 形通道中可设电动等形式的无污染的交通工具。
上述 " 回一 口"形式、 "曰、 目、 凸、 凹"等形式的房城系统的中间等部分区域 的一个或若干个无大天顶结构部分的完全开放的空间, 可作为采光、 绿化、 安全避险、 休闲运动等空间使用。
六、(有)圆形形式房城系统:房城系统总的周边大维护结构的整体水平投影为圆形、 椭圆形、 圆环形、 近圆形、 近椭圆形、 近圆环形乃至半圆形、 扇形、 近半圆形、 近扇形 等造型与轮廓形式的房城系统。
七、 (有圆)环形形式的房城系统: 在前述的(有)圆形形式房城系统的中心等区域 开设与周边大维护相近似造型的、 以及其它形式的无大天顶结构的完全空间, 从而形成 的环形形式的房城系统。
根据实际条件及需要, 可选择采用各种适宜形式的房城建筑系统, 由于房城建筑系 统可具有高的容积率, 故在可使相邻的房城建筑系统之间拥有较大的空间间隔的同时, 仍可使整个城区及城市具有高的、 较高的容积率, 房城建筑系统之间拥有的较大的空间 间隔为城区交通、 通风及绿化等提供了优越条件。
房城式城区及城市系统间中的宽街大场、 宽街大道等将大大有利于城区及城市内外 空气的水平流动及降温: 当由于各种原因使城市系统的温度高于周边环境的温度时, 由于城区内外空气的温差将形成一定的气压差及近地空气的向心 (向城市中心等高温 低压区域方向) 流动, 房城系统间连续的规整的纵横分布的宽街大场、 宽街大道将十 分利于城市外空气进入城市内部深处并与原来的内部空气对流换热, 温度升高后再向 上运动、 从城市上空排出, 这种循环将不断地冷却市区的空气及各建筑系统等。 第四部分、 "天、 地、 空、 屋、 盔"联合大循环的节能产能方法及其系统
这里所述的 "天、 地、 空、 犀、 器"的具体所指分别为:
• 天一天空、 阳光、 太阳能等; 地―地表、 地下冷热源等; 空一近地空间、 环 境气象资源等; 屋一房城等建筑系统; 器―人工、 人造的产热、:集热、蓄热、 换热、 遮阳、 风 ¾等 具。 ':
可通过上述 "天、 地、 空、 屋、 器"联合大循环的方式使房城式建筑系统的节能产 能效率更大、 效能更高。 ,
相对于地缘热能、 环境温度等, 太阳光的直接照射是更高品位的能量资源, 为使太 阳能等可再生能源得到最适宜充分的高效利用, 可考虑使房城建筑系统首先利用太阳能 实现较最大可能的发电功能, 同时可利用热电冷联产等方式, 使房城建筑系统的热电冷 等需求可基本只依靠太阳能等可再生能源 (在冷热方面可更多地利用相对较低品味的地 缘热能、 环境温度等)来保证; 根据需要为平衡太阳能资源大的季节性波动等, 可进一 步采用聚光式太阳能高温集热及跨季节性高温蓄热等方式,, 通本阳能资源全年性的最 高效利用。
如附图 32 、 33 等中所示, 对于上述情况的具体实现方式等表述如下:
首先, 可在房城系统的屋顶(大天顶)、 南侧面、 东西侧面等处依次布设需要数量的 可选择采光角度的可摆转的集光板 201, 在确保可较高效地采集太阳光能的同时集光板 201 的设置的密度原则可兼顾遮阳、 自然采光乃至隔护隔热等需求, 具体而言: 通过对 采光角度的调节等, 在复季光照较强地区、 可使其在主要时间 (中午及上午、 下午的较 强光照时间) 的直射光照全部或极大部分被反射或吸收, 使直射阳光基本不进入房城系 统, 房城系统内部夏季的自然采光可主要通过利用北侧、 以及屋顶、 南侧及东西侧射入 的天空等环境的散射光来实现; 冬季的自然采光可利用南侧射入的直射光及从南侧与屋 顶等射入的散射光来实现; (当然)根据需要, 集光板可在阴天乃至晴天通过摆转角度的 调整而处于撤开的形式, 以形成小的投影截面(遮阳面积), 从而使更多的阳光进入房城 系统及直接进入建筑内部, 以利于自然采光; 根据需要通过必要的设置和角度调节, 可 使集光板之间、 集光板与其它结构之间等联合构成具有一定隔热隔音等能力的隔护结构 系统。
根据需要上述集光板可设于房城系统透光隔护结构的内侧、 外侧以及透光隔护层结 构之间。 根据需要上述依次布设的可选择采光角度的可摆转的集光板可直接为光伏发电的太 阳能模板; 也可为聚光式光伏发电系统的聚光镜板; 还可为聚光式高温集热系统的聚光 镜板 202。
依据上述情况: 当集光板 201为聚光式髙温集热系统的聚光镜板 202时, 即可进一 步形成聚光式太阳能采集系统, 在聚光式太阳能采集系统的聚焦中心处可设由金属及其 它适宜材料构成的聚光集热管结构 203, 根据需要上述聚光集热管结构 203可做为大房 城系统周边、 屋顶等处骨架结构的重要组成部分, 从而使其发挥综合的结构作用与优势。 上述聚光集热管结构 203可东西向水平设置, 也可南北向竖直或倾斜设置; 其可直接做 为房城系统周边大维护透光隔护结构及屋顶部分透光隔护结构的依附骨架。
在上述聚光集热管结构 203的采光面之外可设圆弧曲面形式的高效保温透光材料及 结构, 如、 玻璃、 中空玻璃甚至是真空玻璃等; 在聚光集热管结构 203 的背光面可设高 效保温材料及骨架连接结构等。
根据结构需要, 聚光镜板 202可谓槽式抛物面形式、 也可谓半槽式抛物面等形式, 根据需要聚光镜板 202可以聚光集热管 203的中心为轴心进行旋转调位及调整角度。(如 附图 33、 34 中所示。)
对于东西向水平设置的聚光集热管 203, 其对应的聚光镜板 202 的位置与角度的调 节可通过拉绳结构 204及聚光镜板的重力自动回位来实现。 (如附图 34中所示。)
利用上述聚光集热系统, 太阳房城系统一年四季均可不断地生产具有较高温度的热 水乃至更高温的低压 (低蒸汽压) 蓄热循环油等。
通过相应的循环系统及蓄热装置可将高温热水及蓄热循环油的热能蓄存起来, 以供 夜晚或其它时间 (跨周、 跨月甚至跨季节) 的使用。 ,
可利用高温热能进行发电及热电、 热电冷联产等。
- 根据需要可利用地下二十米左右以上的深度处温度相对恒定(与年平均气温接近)的 原理以大地为冷源建设发电系统, 其循环过程可以为: 以太阳能聚光集热系统收集的高 温热能等为热源、 以大地为冷源通过朗肯循环等实现产功发电, 热发电系统冷凝器的冷 却水可直接做为地源水换热循环系统的循环水而直接流经地下'以实现降温, 也可与独立 的地源水换热循环系统的循环水进行换热来实现降温。
这样既可以节省发电过程的冷源水耗, 又可以大大提高寒冷、 较寒冷地区的地源热 能的温度, 从而在冬季不需通过热泵系统的耗功循环即可直接利用蓄备的较高温的地源 热量为房城系统供热, 特别是可通过对较低温度需求的房城第二空间等的较高效的直接 供热可大大有利于整个房城系统的零功耗、 零碳耗釆暖过程的实现。
在有地下渗流的地方热发电的地下冷源可尽量设在渗流方向的上方位置, 以使蓄备 的地下热量可被渗流方向下方的房城系统更有效地利用。
在采暖季节及其它必要情况下, 热发电系统冷凝器的冷却水还可直接流经设于房城 系统内部的水一 空气换热器装置而直接对房城系统的第二空间乃至房城系统的第一空 间进行加热。
为提高系统的总效率, 可建设能同时利用诸多太阳房城系统生产的髙温热能进行集 中储备, 集中发电, 集中热电 (冷) 联产的中心电站系统。
在利用环境冷能方面, 根据需要既可将近地空间等环境的冬季冷能通过产冰、 蓄冰 系统存储起来; 还可将近地空间等环境的冬季冷能通过水循环等地源系统存储于地下 而在夏季供房城系统等降温使用。
通过对上述来自天空的太阳能、 近地环境空间及地下地源冷热能的综合开发、 储备 及利用, 可建成跨季节性的可满足房城式城区乃至城市系统全年对热、 电、 冷总需求的 极大部分的以太阳能利用为主的可再生能源的利用体系。
第五部分、 本发明的其它相关方法及结构系统
一、 大房城系统建设过程可采用的工艺方法等- 大房城式结构与方法即可用于新建设的建筑群、 城区、 城市系统, 也可以应用于旧 有建筑群与城区等的改造:
(一)
在全新的房城大系统的建造中、 可先将具有人居功能的围城式建筑的大维护或具有 独立的竖直骨架系统的围墙式大维护与建筑群地基、 道路、 地下管道等系统一起作为第 一期建设的基础工程进行安排建设。
之后, 再将可构成房城大天顶的重要竖直支撑骨架的建筑的主体干架系统作为第二 期的前部分工程予以完成, 第二期的较中间部分工程可以是是建设大房顶的临时性的或 永久性的次级竖直支撑骨架 (部分或全部次级竖直支撑骨架的功能未来可由诸多新建的 人居建筑的来担负),临时性的次级竖直支撑骨架可由方便拆装的金属等材料的结构件系 统来担负, 这种其高度可方便加减装拆的金属临时支撑骨架系统作为建筑基础设施可大 量反复地在不同的项目中予以循环使用。 第二期的后半部分工程一是将房城的大天顶骨架系统, 透明保温隔层等建成, 从而 与同时建成或先己建成的大围护一起连体, 基本完成房城大系统空间的隔护体系建设, 先使大房城系统可基本形成其内部温度随外环境变化较 (很) 小的空间, 从而为后面更 大量的可能要分期建成的建筑分区工程及分期入住的人口, 在即使不对大房城系统的整 个空间进行供热补冷或只进行较少量的供热补冷的情况下, 亦能提供较适宜的施工建设 与工作生活温度。
当已完成整体隔护的房城大系统有部分建筑完工并且有部分人口进入居住生活的情 况下, 这部分建筑及人口耗热量的自然散失即可将封闭的房城系统内部的整个第二空间 的温度始终维持在可进行建筑施工的水平, 这将大大减少冬季寒冷地区因低温无法施工 而大大拖长的建设周期, 从而降低建设成本, 提升市场反应效能, 当然已先完成整体隔 护的房城大系统内部的人居生活与建设施工等过程亦可不受雨季等不利天气的影响。
在前述的大房城隔护体系先期建成的情况下, 后面大量的建筑即可以分期分批地予 以建设完成并交付使用, 当然如果整个房城的面积与体积相对较小并且各种建设条件完 备充足, 亦可进行整个工程建设过程、 建设次序的重大调整, 并争取实现整个房城建筑 大系统的一次性完整交付。
在整个建设过程中可部分采用可临时设置的可方便拆装移动的周边维护及天顶等结 · 构系统, 以适应分期开发建设及居住等的需要。
(二)
可在现有的城镇建筑群的基础上通过改造实现房城系统的建设, 可将城镇化、 城市 增容、 建筑节能改造、 房城式节能建筑系统的建设融为一体; 对旧建筑群、 旧城区进行 房城式改造的目的, 可通过适当加密、 增容(增减建筑密度及容积率)、 加高、 联构、 设 建新的骨干与支撑性建筑, 以及以新旧建筑共同形成大维护, 进而置设大天顶 (屋顶) 等方式来实现。
对于现有城镇中大量存在的东西走向、 南北排列分布的板式建筑群, 如果相邻两建 筑的南北间距超过 40米左右,则可以考虑在其中间与原建筑相平行地加建新的板式建筑 或板塔结合形式的建筑 (如下板上塔式建筑等) ,这虽然对北侧的原建筑会产生一定的遮 挡, 但若采用下板上塔 (下部或中下部分为板式、 中上部或上部为塔式) 的建筑形式, 则可以使北侧原冬至日太阳直射大于 1-2 小时时间的建筑单元仍可获得近于不低于 1-2 小时的太阳直射时间, 至于新建筑的中下部分在冬季一定时间无法直接获得直射阳光的 照射的问题, 可通过采用折射、 反射直射阳光及其它一些必要的手段, 确保人居环境的 卫生等标准不降低。
(在高纬度的北欧、 俄罗斯等地区许多城市建筑在冬季的相当时间中无法获得直接 日照, 并未影响他们扮演富国、 强国、 发达国家及宜居城市等的历史与现实, 过分以冬 季失去一定的太阳直接照射时间这一非更严重的问题来影响建筑及城市的能耗与地耗这 样更重大更严峻的问题, 是本末倒置的行为与认识, 较高容积率乃至较高密度也不等于 低品位, 许多城市的一部分高容积率、 甚至也高密度的城区恰是这些城市综合品位与价 值均极高的地方。)
在构筑房城式建筑系统时, 可以以原南北建筑及中间的新建筑为房城系统的建筑骨 架, 搭建房城屋顶系统及实现房城系统的周向围合等; 根据需要在中间新建筑体的下部、 顶部等空间位置处可设空气循环通道、 换热装置等。
如果相邻相平行的南北两建筑的间距较小, 以不适于再加构前述的相平行的中间建 筑, 则可考虑在中间、 特别是东西两端加构南北走向的建筑, 这样可在实现加密的同时 实现房城系统的周向围合及房城系统建筑骨架的完整形成, 进而可再搭建房城屋顶系统 等。
可将双级、 多级房城建筑方法应甩于新建的房城系统及应用于现有城镇建筑系统的 改造, 可采用可就低建高 (利用已有的低矮建筑群、 加设新的较高建筑以形成双级或多 级房城系统) 等多种实现方式。
根据需要还可以采用更多种灵活的手段与方式以实现对多种建筑情况的现有城镇地 区的房城式改造与建设。
上述过程对原居住户的正面影响是: 可节省冬季采暖季及夏季降温的费用 (当加设 地源冷却及季节蓄冰等系统时), 享用房城第二空间、 获得更洁净空气等; 负面影响是: 自然采光、 视野、 冬季直接日照等会受影响, 两种影响可大致相互抵消; 原较底层的居 住户还可搬至新建筑的较高层以满足其对日照等的特别需要, 如果在一些情况下还要对 原居民给予适当的额外照顾与补偿, 其财源等亦可以从新建筑部分具有的的零成本土地 利润 (未占用新土地一无真实土地成本) 中得到保证。
上述房城式节能改造及城镇增容过程可与公共交通、 绿色 ¾等建设相互配合与相 互促进, 城镇系统的房城式改造在增加城镇建筑面积与承载人口及产业的同时可以实现 加宽街道、 便捷交通、 实现城市地区太阳能高效利用 (建设城区太阳房城系统等) 的综 合目的。 - 二、 房城大窗系统、 中空结构空间及空中别墅等:
如附图 5、 6中所示: 为增强房城大系统内部的采光性、 蓬性, 同时适当降低房城 系统的内容积, 可在房城大维护建筑之中设较大量的中透式结构空间与大窗系统 5 ; 在 房城内建筑之中设较大量的中空式结构 6, 即在房城大维护系统上, 在不影响大维护强 度、 安全等前提下开设诸多沟通房城内外空间的中空式结构空间 ——无建筑空间, 但 在大维护各中空式结构空间的外侧均设置固定的或可开关的窗结构, 从而形成大维护的 大窗系统 5及中透式结构空间, 在实现采光、 通透、 视野好的同时, 实现保温及按需要 可自然通风等目的; 在房城内各建筑之上可广泛设布前述的中空式结构空间 6, 但其一 般不设窗结构, 从而可使其视野、 采光、 通风等性能更好。
上述在房城大系统内部各建筑及房城大维护建筑之中可广泛布设的 ¾i分或全部中空 式结构空间均可设计成绿色庭院式结构, 这一方面可使房城系统内的人们在可普遍享受 蓝天的同时, 可普遍、 较普遍地享受庭院空间与庭院文化; 另一方面可广泛分布的、 可 极大面积设置的绿色植被化的庭院体系与建筑墙面等之上的绿化体系等一起可构成大房 城系统的天然的 (耗二氧化碳而) 制氧场、 制氧系统, 从而既自然地美化净化了房城系 统内环境, 也可较大比例地减小房城系统内外的换气量, 从而也可进一步减少换气过程 中的冷热及机械功等的消耗, 并减少换气设备等的投入。 温润、 爽洁、 庭院、 蓝天; 空 中别墅、 天上人间; 大房城式建筑系统可为人类提供无数低能耗、 低成本的新的优美宜 居空间, 为大比例节能、 为环境减温、 为城市社会的可持续生存与发展发挥巨大的基础 性作用。
三、 房城系统联购、 房城系统与开放空间系统间的布局 - 当考虑在较大的城区采用房城式建筑方式时, 可采用可实现最大节能效率并符合安 全要求的螺旋式延展的平面布局方法: 即可将具有一定安全宽度及较大节能高度的长带 式 (长龙式) 的大房城系统在水平方向上以隔开一定空间距离的间隔螺旋式沿布的方式 进行大布局, 整个城区可由一条长带式 (巨龙式) 的大房城盘桓构成, 而上述所隔开的 一定距离的空间——非房城式的开放空间亦可形成螺旋式的延伸布局,在长带式大房城 内部可区隔出诸多相对独立的空间, 以利安全。 这种间隔螺旋式布局可同时出现相对应 的非房城式的开放空间的螺旋带, 可使房城内部各区位均具有可供较快速撤离的近在的 开放空间, 以确保整个大建筑系统的安全。 也可采用效率及安全性高, 同时相对简捷的多层回字形式等多重间隔式环式布局的 布局方式, 即可由若干内外周长不等的相对独立的环带形式的房城系统 7构成, 形成大 房城套小房城的布局形式; 另一方面同时形成与房城系统彼此对应间隔布局的若干环带 状开放空间系统 8。 如附图 7中所示。
可采用更加灵活的房城点式布局方式, 即可根据建筑环境的地形、 水域及建筑群功 能等的具体情况, 在诸多点上建相对独立的诸房城系统, 各房城的造型等形式依具体情 况确定, 从而形成在较大的开放空间体系中分布若干相对独立的房城系统的局面。
未来一些城市可形成几大区, 各大区又由若干大房城系统及相应的开放空间系统构 成, 各大房城系统与开放空间之间交错布局、 有机连构, 共同组成高效节能、 安全便捷 的城市系统。
在有山等坡度较大、 地势明显起伏的地方, 可借助自然地况、 地貌因地设围、 因势 围城, 在可有效地体现房城大系统可高效节能等本质要求的同时, 可不拘一格地建起形 式多样、 风格各异的多姿多彩的房城式建筑体系群, 其既可平原起城堡、 亦可高坡现宫 室; 既可高触蓝天、 亦可含跨山水; 既可独立寒野、 亦可珠璧连城、 珠璧串连天下。
四、 在条件方便时前述各种形式的房城系统的顶部或相邻的房城系统之间可设风机 系统, 以利用可形成的较强的风压与风力; 根据需要还可使单一房城系统整体外观或使 若干房城系统整体外观连构形成利于拦截风能的 "w"或 "连 W_WWW "等的延展与布 局形式。 从而可在房城式建筑、 建筑群之间形成较强的风压区, 再通过设置相应的风电 等系统可为房城式建筑 (群) 及其城镇提供较强的动力, 特别是在风力资源适宜的地区 可进行上述形式的"房城 +太阳能 +风能等"的联合开发与建设,从而更好地实现太阳城 等 绿色能源城市的建设目标。
五、 房城系统的准第二空间及其保温与节能作用
根据需要在寒冷等地区, 还可在现有房城有机隔护体系之外再加设新的隔护结构 系统, 以进一步增强整个房城系统或房城系统的某些特殊部分的综合隔护能力, 从而 进一步提高房城系统的节能效率, 新的隔护结构系统可由透光及非透光等材料共同构 成。
我们可以将上述新的隔护结构系统与房城原隔护体系之间围成的空间称为房城系 统的外隔护空间、 也可称为房城系统的准第二空间, 根据需要准第二空间的不同空间 之间、 准第二空间与处于房城系统第二空间及地下的某些空间之间可一起构成方便空 气循环流动的循环通道空间系统, 由于太阳能及温差压力等的作用, 准第二空间的空 气可借助上述循环通道系统实现自然的循环流动及对流换热, 这可'以使太阳能等的产 热被自然地输送到背阳处的准第二空间中, 从而提高整个房城系统各部分的保温增温 能力。 · . "*
根据需要在上述循环通道系统中可设换热装置、 换热装置可利用地源冷热能、 地 表水及水冰相变释放的冷热能降温 (或加热) 准第二空间的空气, 从而更加主动地使 准第二空间的温度保持在所需的适当状态, 以更有利于第二空间及整个房城系统的低 能耗温度调节, 同时也使大量存在的廉价的可再生能源得到有效利用。
六、 垛窗系统及垛窗式天井(通道) 系统等: 根据需要在房城式及其它形式的建筑 系统中还可采用垛窗系统^:垛窗式天井 (通道) 系统等。
垛窗系统: 根据需要可在房城式以及其它形式的建筑系统周边建筑的外侧设水平投 影为凹入式的垛口形式的建筑结构, 凹入垛口部分的水平投影的形状形式可以为矩形、 三角形、 半圆形、 半椭圆形等多种形式, 在垛口式建筑结构的外侧设具有采光及隔护等 作用的外窗结构 205, 由此形成的垛凹建筑部分及其对应的上述外窗结构可合称为垛窗 系统。 如附图 34 中所示。
在垛窗系统的垛凹建筑部分的各朝向的结构面上均可大比例大面积地广设内窗系 统, 以提高相关建筑部分内部的自然采光能力, 由于垛窗系统的外窗结构的换热面积可 大大小于^窗结构的换热面积, 故与非垛窗式的窗体形式相比在实现相近的自然采光效- 果的同时可大大减少自然温差换热能耗, 同时在建筑系统周边建筑的其它部分处则可不 设或只设较小面积的采光窗体, 从而使整个建筑系统因自然采光等需要而损失的能耗大 大降低。
如果各上、 下垛窗系统相互贯通即可形成垛窗式天井 (通道) 系统, 在许多情况之 下, 垛窗式天井系统内的空气的温度可高于或低于垛窗式 井系统外空气的温度, 由此 可形成垛窗式天井系统内外空气间的的温差、 压差, 并处成空气在垛窗式天井系统内外 的自然循环与流动。 这种流动不但可实现换气、 还可实现换热等过程。
对于房城式建筑系统而言, 可使其处于周边的若干垛窗式天井系统与房城系统内部 其它空间部分间通过必要的上下通道等连通在一起, 以形成相应的联合空间系统, 由此 可将其它空间系统可获得及具有的热量 /冷量通过温差压力造成的空气循环传输到垛窗 式天井系统, 并通过垛窗式天井系统中广布的内窗等结构将热量 /冷量传给相应的建筑内 部空间等或使相应的各建筑内部空间与建筑系统所处的外部环境空间之间形成良好的保 温隔护等。 如可使房城系统中太阳能获取能力强的南侧空间与处于房城系统北侧等背光 处的垛窗式天井系统空间之间形成上下均贯通的循环空间系统, 从而可利用温差及压差 使房城系统南侧空间及其建筑等所获得和储备的太阳能通过空气的温差循环流动而传输 到北侧等背光处的垛窗式天井系统中, 并可以通过天井的内窗系统将热量、 较热的空气 等传至相应建筑部分的内部空间之中。
当在上述联合空间的循环通道中设置其它冷热源的换热系统时, 其它 冷热源的能量亦可通过循环空气传给垛窗式天井系统及其相应建筑部分的内部空间之 中。
在不同的垛窗式天井系统之间也可建成彼此上下贯通的循环通道系统, 并可根据需 要在循环通道的上下等适当位置处设加热或降温系统, 由此可直接有效地利用地源冷热 能、 地表水冷热能及水冰相变冷热能等低品位但可循环再生的廉价能源。 .
根据需要在房城式等建筑系统的外侧还可设其它形式的采光天井通道系统, 如平窗 式天井系统、 凸窗式天井系统等。
平窗式天井系统——在相对于建筑系统外墙面有所凹进处设置的内窗结构的外侧 设与外墙面基本处于同一平面 (可略有进出) 的外窗结构系统, 从而在内外窗之间可以 围构而成的具有采光、 换气、 保温及传递冷热能量等功能的天井通道系统。
凸窗式天井系统——在相对于建筑系统外墙面很少凹进处设置的内窗结构的外侧 设置明显凸出于外墙面的外窗系统, 从而围构而成的具有采光、 换气、 保温及传递冷热 能量等功能的天井通道系统。
上述垛窗式、平窗式、 凸窗式等形式的天井系统可通过设于房城式等建筑系统顶部、 上部、地面、甚至地下等处的空气通道系统实现与其它空间及热源一换热系统的联通, 从而使房城式等建筑系统外维护(外墙)部分上原来能耗最大的自然采光窗系统的节能、 保温、 隔热、 传输能量及通风等能力大大提高, 同时可实现对太阳能及地源热能、 地表 水、 水冰相变等低品位但廉价可再生能源的较高效利用。
七、 根据需要可充分利用自然气压差形成的自然动力实现房城系统内外的换风换热 过程:
在房城系统、 特别是太阳房城系统中, 很容易形成向阳空间与背阳空间之间、 其它 不同空间之间的温差及压差, 这样当需要设置房城系统内部与环境之间的换风(换热) 系统时, 可将房城系统的出风口设于气压及风压较大的房城系统内部空间区域, 同时将 房城系统的进风口设于气压及风压较小的房城系统内部空间区域, 以此可减少甚至不消 耗整个房城系统与环境之间的换风功耗。
具体的情况可为:
(一)、当房城系统内某一建筑或建筑区域的南北两侧空间由于太阳能的照射及储备 等造成较大的温差存在时, 可使南北两侧空间的上部较充分、 较少障碍地连通在一起从 而使南北两侧空间的上部的气压差及空气循环风速较很小, 而在南北两侧空间的下部可 设相对较小横截面积的空气循环通道, 由此将使北侧温度较低的空间下部的气压较明显 高于南侧温度较高的空间下部的气压, 此时可将普通换风系统或既换风又换热的换风系 统的排风口设于北侧温度较低的空间的下部, 从而可利用相对高的气压使房城系统内较 低温的空气排出到环境空间中; 同时将普通换风系统或既换风又换热的换风系统的进风 口设于南侧温度较高的空间的下部, 从而可利用相对低的气压将环境空间的空气引入房 城系统内部, 如此可大大降低处于采暖季节的整个房城系统的换气功耗。
(二)、 当房城系统内某一建筑或建筑区域的南北两侧空间由于太阳能的照射、 储备 及遮阳、 空调降温等造成较大的温差存在时, 可使南北两侧空间的下部较充分、 较少障 碍地连通在一起从而使南北两侧空间的下部的气压差及空气循环风速很小, 而在南北两 侧空间的上部可设相对较小横截面积的空气循环通道, 由此将使北侧温度较低的空间上 部的气压明显低于南侧温度较高的空间下部的气压, 此时可将普通 ¾ ^风系统或既换风又 换热的换风系统的进风口设于北侧温度较低的空间的上部, 从而可利用相对低的气压将 环境空间的空气引入房城系统内部: 同时将普通换风系统或既换风又换热的换风系统的 排风口设于南侧温度较髙的空间的上部, 从而可利用相对高的气压将南侧空间中相对较 高温的空气排到环境空间中去。 如此也可大大降低处于降温和排热状态的整个房城系统 的换气功耗。
(三)、 可利用前述的垛窗式、 平窗式、 凸窗式等形式的天井通道系统与房城式建 筑系统内部其它空间部分之间形成的联合空间系统之不同部分间的温差及压差情况, 按与前述近似的方法设置换气系统的进气口与排气口, 从而降低房城系统的换气功耗。
八、 中空辐射式房城系统: 房城系统内部建筑群水平投影及建筑群之间的街道呈 辐射状延展、 分布排列, 且建筑群及街道的辐射中心为无较高建筑的空阔空间的房城 式建筑系统。 中空辐射式房城系统中具有中枢作用的空阔的中心空间与辐射状分布的 各街道空间之间充分直接相通, 这使彼此之间的光照互借与空气流动得到更好的实现, 空阔的中心空间为整个房城系统提供重要的公共采光及空气流通大通道的支持。
根据需要, 可在上述空阔的中心空间处的上部设较高的引风通道、 引风塔等系统, 从而可使房城系统内外形成较大的空气流动压差, 以大大利于整个房城系统内外空气 的流动交换, 甚至可设置风机实现发电等。
根据需要, 如果将中空辐射式房城系统的呈辐射状分布的各街道等空间的外侧立 面的主要部分均设成透明的隔护结构, 则可形成外透式的中空辐射房城系统。
根据需要, 如果将中空辐射式房城系统的呈辐射状分布的各街道等空间的外侧立 面均设成非透明的隔护结构、 挡光较强的建筑体, 则可形成外闭式的中空辐射房城系 统。
根据需要, 如果将中空辐射式房城系统的呈辐射状分布的各街道等空间的外侧立 面的一部分设成透明的隔护结构, 另一部分设成非透明的隔护结构、 挡光较强的建筑 体, 则可形成(外维护) 半透式的中空辐射房城系统。 如附图 35a所示。
根据需要, 如果将中空辐射式房城系统的呈辐射状分布的各街道等空间的外侧立 面设成可适时选择透明与非透明的可机动的隔护结构形式, 则可形成 (外维护) 机动 式的中空辐射房城系统。
根据需要, 如果将中空辐射式房城系统中居于南侧的呈辐射状分布的各街道等空 间的外侧立面的大部分设成透明的隔护结构, 则可形成南透式的中空辐射房城系统。
根据需要, 如果将中空辐射式房城系统中居于南侧的呈辐射状分布的建筑等全部 或部分撤除, 从而形成较大的空阔的南部空间系统, 并使空阔的南部空间系统的外侧 立面设成透明的隔护结构, 则可形成南空式的中空辐射房城系统。 如附图 35b所示。
上述南空式的中空辐射房城系统, 其空阔的南部空间系统根据需要可设成为大型 室内体育场, 如足球场、 橄榄球场等。
九、 在一些地方特别是山体的南坡等朝阳的坡地上、 可建起内部建筑群水平投影 为 "E阵"式、 甚至是 "田网"形式的房城建筑系统。
分别如附图 37、 38所示:
"E阵"式房城建筑系统: 其即包含以南侧为采光正面的东西延伸与东西排列的 E 字、 连 E字建筑布局结构, 同时也包含南北前后排列分布的 E字、 连 E字建筑布局结 构, 由于北高南低的坡地走势及南北 E字建筑的主体间可形成适宜的较大的南北间距 等因素, 房城系统的各主要建筑部分均可获得较好的自然采光条件, 且整个房城系统 的建筑容积率、 节能效率及抗震等安全性能均可达到较好标准。
"田网"形式的房城建筑系统: 房城系统内的建筑 (群)连构成网田的布局结构形 式, 其整个房城系统的建筑容积率、 节能效率及抗震等安全性能等可比相应的 E字形 式的房城建筑系统更好; 当在北高南低的坡地上建设时, 其绝大部分建筑单元的自然 采光条件亦可较好。
十、 根据需要房城式建筑系统之上可设置可旋转跟踪太阳从而可高效采集太阳能 的可旋转屋顶系统。
可旋转屋顶系统上设可旋转釆光顶面及其它相应结构, 可旋转采光顶面可采用具 有某一与当地纬度相对应的适宜的固定倾斜角度的结构形式, 也可以采用倾斜角度可 随时间季节等进行调整的结构形式。
根据需要上述可旋转釆光顶面之上可设聚光式和非聚光式光伏发电系统。
根据需要可旋转采光顶面之上也可设槽式及其它适宜形式的聚光集热系统, 槽式 聚光集热系统的聚光轴可倾斜设置, 其倾斜方向及倾斜角度可与旋转采光顶面的倾斜 方向及倾斜角度相同。
根据需要可旋转采光顶面之上也可设置 (前面曾叙述过的) 一系列
相平行的可随太阳高度角变化而跟踪摆转的采光镜板系统, 这样加上旋转采光顶面对 太阳方位角变化的跟踪即可形成最高效的双轴跟踪聚光系统。 另一方面上述可跟踪摆 转的采光镜板系统可使旋转采光顶面实现夏季等时间完全遮阳及最高效的聚光采能, 冬季等时间在实现最高效的聚光采能的同时可利用从采光镜板之间的 $间通过的散射 光进行自然采光照明; 当然在阴天等时间里可使采光镜板选择最适宜的角度从而使从 采光镜板之间的空间通过的散射光进行自然采光照明的效果最好。
在冬季夜晚等时间可通过选择采光镜板的倾斜角度等方式使各采光镜板连构成一 体, 从而可构成一道较髙效的隔热隔音等的保温静音屏障, 以使房城系统的节能等效 率更高, 为此可使相应的各采光镜板同时具有较好隔热隔音等性能。
上述可旋转采光镜板等系统及其多功能的高效使用方式可应用于各种所需的房城 系统的屋顶、 南面、 东西侧面等光照界面之上。
十一、 房城系统间的连天遮阳法: 由于房城系统东西两侧在夏季可获得的日照强 度较高、 且其总面积又较大, 故可获得的总的太阳照射能很大, 根据需要可考虑将一 些东西相邻的的两个房城系统的屋顶 (天顶)部分延出并连构为一体, 从而实现更好 的遮阳效果与结构搭配组合, 同时还可考虑设置相应的光伏发电、 聚光集热等太阳能 利用系统, 从而也使单位土地面积上的太阳能利用率更髙, 整个房城建筑系统的产功、 产电及产冷热能力更强。
十二、 拱桥式内构结构形式: 房城建筑系统中一些内部建筑下部的通风及采光通 道设为桥拱形式、 同时相应的这部分内部建筑的一些 (乃至总体)轮廓又近成拱桥形 式, 由此形成房城系统的拱桥式内构结构形式。 如附图 25a中所示。
十三、 房城系统的东西耳室:
在房城系统、 特别是太阳房城系统的东西两侧设置的在冬季可增强整个建筑系统 吸收太阳能及保温的能力, 在夏季可减少进入整个建筑系统的直射阳光及太阳能数量, 同时保证房城系统的自然采光能力的辅助房室式建筑部分。 .
东西耳室建筑部分的一侧为整个房城系统内部东 /西侧的建筑, 南侧为透光及保温 性强的建筑隔护结构, 其它侧面(西 /东侧面、 屋顶)可采用高效保温的建筑隔护结构。 如附图 34 中所示。
十四、 可变集热天窗系统。
房城建筑系统的透光隔热窗即可集中设置也可分区设置, 即可设于房城建筑系统的 南立面、 东西侧面、 也可设于房城系统的大天顶等结构与空间处, 根据需要可设计和建 造一种高效的可变集热天窗系统。
可变集热天窗系统可采用一种适应性强、 透光及集热、 保温效率高的可机动变化的 结构形式, 其较具体的构成情况为: 在房城建筑系统的顶部设相互平行的南北走向的若 干天窗滑行轨道 110,在天窗滑行轨道 110之上设可变天窗集热系统,天窗集热系统由天 窗 111、 天窗骨架 112、 天窗保温结构 113、 具有高热阻的天墙结构 114、 夏窗结构 115、 滑轮 116及反光结构 117等部分组成。 (如附图 16、 17中所示)。
上述各组成部分间的结构关系及工作过程为: 天窗骨架 112 的上、 下端分别与其北 侧的天墙结构 114的上端及其南侧的天墙结构的下端之间相互交接; 在上述结构的下端 铰接轴 118之上设可沿天窗滑行轨道 110滑行的滑轮 116;天窗 111的下端也可铰接在下 端铰接轴 118等之上, 并且可通过摆转而改变角度, 使其既可固定于天窗骨架结构 112 之上、 实现采光隔热的目的, 也可固定于天墙结构 114之上或悬停在适当的空间角度位 置之上, 从而实现采光通风的目的。 W 天窗保温结构 113的上端可铰接于天窗骨架 112与天墙结构 114之间的上端铰接轴 119等结构之上;天窗保温结构 113可处于天窗 111及天墙结构 114之间的房城内部空间 之中, 其下端既可扣接固定于天墙结构 114之上从而确保阳光高效地透过天窗 111进入 房城系统内部, 天窗保温结构 113的下端也可扣接在天窗骨架 112的下端、 从而使天窗 保温结构 113可以以较高的热阻封堵天窗 111、 使天窗在夜晚等时间散失的热量大大减 少; 天窗保温结构 113的南侧面可设为平面形式的或具有一定曲率的曲面形式的反光面 117, 从而可以将通过天窗 111的阳光有效的反射到房城系统内部空间深处, 使房城系统 内部的采光及得热等的均衡性更好。
天窗保温结构 113可绕上端铰接中轴 119摆转并选择适当的悬停角度, 以使其实现 上述反光等功能的效能质量更高; 天墙结构 114内侧面的下部部分之上亦可设反光面, 以进一步增强阳光进入房城系统内部深处的能力与效率。 如附图 16中所示。
根据需要还可设置处于房城系统内部空间之外的外天窗保温结构 120, 外天窗保温 结构 120的下端可铰接于下铰接轴 118之上, 通过摆转等位置变化, 其即可覆盖于天窗 111之上, 大大增加天窗 111的保温性能, 也可覆盖和固定于天墙结构 114之上, 进一步 增加天墙结构的保温性能。 如附图 17中所示。
根据需要天墙结构 114之上可设能进行机动采光、 机动开关及机动遮阳保温的夏窗 结构 115, 以增强房城系统的采光、通风能力, 同时在夏季可在基本不降低自然采光能力 的情况下实现部分封闭南侧的天窗, 以减少直射阳光及太阳能进入房城系统的数量, 从 而利于房城系统的降温, 减少制冷功耗。
相互铰接在一起的天窗骨架 112及天墙结构 114的水平倾角、 间距及空间位置等可 通过下端滑轮 116在天窗轨道 110之上的滑移变位来实现最佳选择。 当冬季太阳的高度 角变小时, 可使相邻的滑轮之间的距离变小, 从而使天窗骨架及天窗的水平倾角增大, 使阳光可以以更接近垂直的角度高效地穿过天窗 111进入房城系统内部; 同时根据需要 也可以跟踪早晚及正午等时刻阳光高度角的变化而调整滑轮之间的距离, 以使一天之中 阳光可以最佳的效果进入房城系统内部。
上述空间位置、 距离、 角度及开关状态等可进行调节的结构系统的工作过程既可采 用简单的人工手动的操控方式, 也可采用复杂一些的人工加机械操控, 还可采用更加自 动化的智能调节与操控方式, 一切以经济、 可靠、 安全及长效诸多因素的综合优化作为 设计与选择的标准。 十五、 积雪清除设施及方法:
如附图 8 — 11等中所示: 在房城大天顶每隔一定距离均设置凹形存雪道 11 , 凹形 存雪道 11可设于建筑屋顶 12之上或主要支撑骨架的骨架网络之上, 凹形存雪道 11可通 向房城边缘及大围护外侧。
在相邻的存雪道之间可设透明隔热窗 13等大天顶系统, 在隔热窗 13等的两端可设 快速除雪轨道 14, 在快速除雪轨道 14之上跨透明隔热窗设快速除雪车 15, 在快速除雪 车 15上设旋转式等结构形式的扫雪系统 16, 根据需要也可在除雪车的前后两端加设楔 形前后分雪头 17、 18, 整个房城大天顶的快速除雪轨道 14可并构成全部相连通的除雪 轨道大网络系统, 也可分区域设成局部统一连通的若干除雪轨道系统。 .
当遇到下雪时,快速除雪车 15可沿着快速除雪轨道系统往复运动并直接以扫雪系统 16等将落雪扫入存雪道中,当降落雪较大或己形成较多的积雪时,可先以前后分雪头 17、 18将透明隔热窗 13等之上的落雪的极大部分分向两侧并使雪落入隔热窗两侧的存雪道 之中, 再以快速除雪车上的扫雪系统 16将隔热窗上剩余的残雪扫入存雪道 11之中, 以 此确保透明隔热窗 13等上的落雪被迅速地就近清入存雪道之中,根据需要快速除雪车之 上还可设置除霜冰系统, 以清除隔热窗上可能形成的霜冰及存雪道之中的结冰等等, 同 时快速除雪车上亦可设置清洁系统, 以对隔热窗、 存雪道等大天顶系统进行清洁维护。
大天顶之上也可采用类似于汽车风挡雨刷形式的固定扫雪器将落雪及时地扫入存雪 道中, 固定扫雪器可为沿扇形等工作面往复扫刷之形式, 也可采用沿圆面旋转扫刷等的 结构形式。
在快速除雪车 15的两侧可加分设左、 右抓雪臂 19、 20, 在左、 右抓雪臂 19、 20两 端分设左右抓雪斗 21、 22, 左右抓雪斗 21、 21可铲抓两侧存雪道 11中的存雪并将其放 入快速除雪车的存雪箱 23中,或直接随快速除雪车一起将所铲抓存雪运到房城天顶的边 缘, 之后将存雪倾入通向地面的专门通道之中, 该专门通道最下端的出雪口中流出的雪 可直接落入地面运雪车中或直接落入地面等空间, 从而实现高效的大房城系统的除运雪 过程, 以有效地确保大天顶隔热窗的光线通透性能及整个房城大天顶系统的安全与净洁 等。 '
在快速除雪车 15的两侧还可分设左、 右清雪臂 24、 25 , 在左、 右清雪臂 24、 25两 端分设左、 右清雪板 26、 27, 左、 右铲雪板 26、 27可分别深入左、 右存雪道中将抓雪 斗铲抓剩余的残雪沿着存雪道清干净——进而推运至大天顶的边缘, 此一推运过程亦 可由前述的左右抓雪斗 21、 22来共同完成, (如附图 8中所示)。
为强化清雪能力, 还可在存雪道两侧加设专用的运雪轨道 28并在运雪轨道 28上设 装运雪车 29等, 为确保达天顶系统的安全, 特设的装运雪车的结构形式可为:
如附图 9中所示: 在装运雪车 29上设与运雪轨道相垂直的较狭长的装雪箱 30, 装 雪箱可设为能向左右两侧方向 (装运雪车的前后方向)进行翻转倾倒积雪的结构形式; 在装运雪车 29上设与运雪轨道 28相垂直的装雪轨道 31, 在装雪轨道 31上设 (小型) 装雪车 32,装雪车 32上设抓雪臂 33抓雪斗 34,装雪车 32可在装雪轨道 31上往复运动, 从而可将存雪道 11中不同位置的积雪装入装雪箱 30的不同位置处。
在装运雪车 29的前后两端, 可设推雪板 35、 36, 当积雪较少时, 可直接利用推雪 板 35、 36将存雪道 11中的积雪沿运雪轨道 28的方向推至房城系统边缘等处的落雪通道 口 37附近; 当积雪较多时, 可先利用推雪板 35、 36将积雪推成堆, 然后再利用抓雪斗 34将成堆的积雪抓入装雪箱 30之中, 当装雪箱盛满积雪后, 装运雪车 29可沿运雪轨道 28将积雪运至房城系统边缘等处的落雪通道口 37附近,之后再以抓雪斗 34将装雪箱 30 中的积雪抓出并将其送入落雪通道口 37中; 或者可直接翻转装雪箱 30将积雪倾倒在落 雪通道口附近, 之后再利用推雪板、 抓雪斗等在避免落雪通道被堵塞的情况下, 一步步 地将积雪推送入落雪口 37之中。 '
为方便较快速落雪等的需要, 落雪通道 37口可设成扁喇叭口等形状, 扁喇叭口的扁 长方向可与运雪轨道相垂直,落雪通道口下部落雪通道的主体部分 38的横截面可设成扁 圆等的形状形式。
如附图 10中所示:在快速除雪轨道 14之上还可设与前述的快速除雪车 15结构形式 不同的快速清雪车 39, 快速清雪车 39可由一条或两条或更多的循环式清雪带系统 40组 成,清雪带系统 40可设成流水线输送带式的循环运动方式, 且其输送方向可与快速除雪 轨道 14垂直设置,在清雪带系统 40的循环链 41等之上沿输送方向每隔一定距离设一小 清雪板 42及清雪扫刷 43。
当下雪等需清除积雪时,快速清雪车 39可沿快速除雪轨道 14做较低速的往复运动, 同时快速清雪车 39之上的清雪带系统 40做循环清雪运动,清雪带系统 40之上的众多小 清雪板 42及清雪扫刷 43不断地将分散于大天顶隔热窗 13等之上的积雪推扫向存雪道 11 之中。
小清雪板 42可设成开口向前的 V字形或 U字形等形式以利于聚推积雪, 清雪扫刷 43可设于小清雪板 42之后, 每一小清雪板 42前面的一定面积的积雪的大部分将被小清 雪板 42推送至存雪道 11之中, 剩余的小部分积雪将被清雪扫刷 43清扫入存雪道 11之 中。
清雪带系统 40及其之上的小清雪板 42、 清扫雪刷 43等系统可设为能根据需要而上 下起落一定高度的结构形式, 清雪时可采用先将一定面积的积雪推扫入存雪道 11之中, 再使整个清雪带系统 40抬升一定高度, 在积雪之上横移一定距离, 之后再落下清理下面 的积雪,如此循环不断, 可将透明隔热窗 13等大天顶系统之上的积雪较快速地推扫入存 雪道 11之中, 同时上述快速清雪系统也可直接将积雪推扫落入设在存雪道 11及运雪轨 道 28之上工作的装运雪车 29上的装雪箱 30之中或通过输送带等系统直接将积雪送入装 雪箱 30之中。
如附图 11中所示, 当快速除雪轨道 14之间的跨度较大、 需横向扫雪的距离较远等 情况时,可在快速清雪车 39之上设两条可由中间分别向左右两侧清扫积雪的左右清雪带 系统 44、 45, 左右清雪带系统 44、 45的主要结构可与前述的清雪带系统 40基本相同, 为使左右清雪带 44、 45 之间的积雪被清除干净, 可在快速清雪车 39的中间部分的前后 两侧分设前后小分雪板 46、 47及前后小扫雪器 48、 49, 前后小分雪板及前后小扫雪器 可分别将处于左右清雪带 44、 45之间的无法为左右清雪带 44、 45直接清除的积雪分向 和扫入左右清雪带 44、 45可清扫的空间与路径之中, 从而保证房城大天顶系统各部分空 间位置上的积雪均可被清扫干净。

Claims

权 利 要 求 书
1、本发明涉及一种建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其将若干建筑 组成的建筑群作为一个统一体与环境间进行整体隔护以实现节能, 它由若干独立建筑及 整体式维护结构构成 , 其特征是: 将诸多建筑所形成的建筑群与建筑群空间作为一个完 整的统一体, 建起一体化的含容整个建筑群的高效的大空间总体隔护结构系统, 并使其 担负对热量、 空气、 雨雪等的统一的高效的有机(有选择、 可机动、 可适需开放与封闭) 隔护; 该大空间隔护结构系统可主要由在水平方向上包护诸多建筑 1及其所处空间的大 围护 2、 在竖直方向上方隔护建筑群空间的大天顶 3及换气系统、 通道系统 4组成 ; 大维护可由围城式布局的可人居建筑构成 , 也可由专门的围墙式结构构成 ; 大围护与 大天顶可共同合围组成一个大的、 巨大的内含 (至少一栋建筑) 数栋、 数十栋乃至更多 建筑 、 众多街道的建筑系统及城区的可开放的封闭式人居空间的大房城式建筑系统。
2、根据权利要求 1所述的建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其特征 是: 大房城内的独立建筑可与房城大维护建筑等一起构成房城大天顶的支撑骨架结构; 全部或部分独立建筑的屋顶可直接作为大天顶的一部分; 房城内众多建筑之间及房城内 建筑与大维护建筑之间广泛分布诸多可使处于房城内部底层相应区域的人们可直视大天 顶及通过透明的大天顶部分可直视房城外部自然空间的天街式街道;
这种诸多由大天顶可直达地面或直达近地面低层建筑部分的顶面的视野通透的竖直 天地空间——天街式街道空间,共同构成大房城的通底连天的竖直天地空间林系统一 一天街网空间系统 , 广泛分布的天街网空间系统做为大房城内部通光、 通气、 人文视 野及可设置人流、 物流通道等的基本空间结构, 使大房城式建筑体系及方法与传统的一 体式的超大体积建筑之间产生重大的本质区别, 使房城系统具有作为全新建筑形式与方 法的地位与意义。
3、根据权利要求 1、 2所述的建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其 特征是: 可尽量增加大房城系统的体形系数 , 同时减小大维护及大天顶的换热系数 , 以更大地减少大房城空间系统的总的自然换热量 , 更大地减低系统的能耗;
在保证总建筑用地区域总的建筑密度、 容积适宜的情况下, 可提高大房城系统之所 含建筑的总的面积、 平均高度、 密度及容积;
在占地面积较大的大房城系统的中心及其它适宜区域可设置无天顶的露天开放空 间, 中心露天开放空间可设计成中央露天公园、 广场、 体育场, 这样既可优化房城系统 区域的人文品质, 更重要的是中中央露天空间可作为最重要的消防乃至躲避地震等的避 险空间, 这可使大房城系统形成为一种 "环形城"的形式;
上述中央露天(避险)空间应具有足够大的面积, 并与大房城内及外之间拥有方便、 快捷、 高效可靠的综合通道系统, 中央露天区与大房城周边外空间之间可建若干地下通 道, 中央露天区亦可置设地铁站口;
大房城建筑外外围周边亦可设有全面环绕布局的具有相当面积的露天空间,以作为消 防、 地震等避险与救险空间, 也同时可降低整个建筑用地区域的容积率, 建筑密度; 除可采用回字形布局形式, 大房城整体上也可采用同是中心区域附近设置中央露天 空间的 C字形、 凹字形等的布局形式;
房城内各单体建筑的竖直投影可采用十字形、 回字形的形式, 可采用大窗墙比、 多 凸凹进出变化、 薄墙体的建筑形式;
在较大的环形城等形式的大房城内部可加设若干隔离式建构(建筑结构), 隔离式建 可将房城内部大空间分^成若干相对较小相对独立的空间区域, 隔离式建构既可为人居 建筑也可为专设的隔离墙, 隔离墙可为可透明及可开关的结构形式;
大天顶一般可由采光部分与非釆光部分构成, 非采光部分一般可由大房城系统的建 筑屋顶等构成, 在非采光部分及个别采光部分上可设可疏通及可临时存蓄雨雪的疏道系 统, 采光部分与疏道系统间可形成网落式交互融合的可全面顾及的布局方式, 采光部分 可设成具有一定坡度的坡面形式。
可在房城周边大维护的若干不同高度设若干可连接房城内外的可方便开关的通道, 并可考虑相应地在房城内的若干高度上建可连接全部或部分各独立建筑的空中道桥交通 网络, 其既可于平时分流底层交通, 更可在特殊时刻做为快速安全通道;
可在房城系统底部、 地下或一定空间高度设相对封闭的穿城通道, 该穿城通道处于 城区开放空间之间, 使处于大城区交通主干地位的开放城区道路系统布局充分, 网络通 畅;
可在大房城较中心的位置处设上部超出大天顶主体之外, 高度明显高于大天顶主体 的中央建筑。
4、根据权利要求 1或 2所述的建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其 特征是: 可使大围护、 大天顶的热阻在较大的范围与比值间进行调节, 调节的方式与可 实现的较具体的结构形式可以为: 将大维护及大天顶中间具有很高热阻能力的中间隔层全部或部分设计成由诸多可进 行 90度左右摆转的可选择全开或全关的本身热阻很高的热阻调节门、热阻调节窗联构而 成的热阻调节墙, 当热阻调节门、 调节窗全部关闭时大围墙与大天顶的热阻值最大, 当 热阻调节门、调节窗全部 90度敞开时大围墙与大天顶的热阻值最小; 在竖直建筑的房城 大围墙内的热阻调节门的下端可水平设置利于调节门开关的滑行轨道;
圆周大维护及大天顶均可采用可根据季节变化及安全需要进行大开与大关的结构形 式, 大开大关的方式可通过设置拉窗群或同时具有防雨、 遮阳功能的外周起式窗群等方 式来实现, 每一或部分可方便移动或周起开关的窗体亦可设成使其热阻可若前面所述的 方式进行大幅度、 大比例调节的形式; 大维护与大天顶的固定部分自然更可设成热阻、 通光等可进行大幅度调节的形式 ;
可设能在夜晚及其它无采光情况时, 以较高热阻之非透明材料板对部分或全部可透光 的大天顶及大维护结构部分、 进行增加热阻隔护的结构形式。
5、根据权利要求 1、 2或 3所述的建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其特征是: 在房城系统之中央及其它适当区域可设高高的引风塔, 引风塔中设有竖直引 风道, 竖直引风道下通大房城第二空间、 上通环境上空, 当房城周边的较低温空气通过 诸多开启的通道进入房城系统内部, 并被房城系统加热后流向引风塔进入竖直引风道, 之后在竖直引风道内形成高高的相对低压的热气柱, 从而使引风道下端可与房城外周边 冷空气间、 与房城开启的各通道间形成气压差, 这种气压差将推动房城外部周边冷空气 ^断地进入房城系统内部, 被加热后又不断地从引风塔流向高空从而形成房城系统自然 的换风与冷却降温过程;
可考虑在引风塔、 引风道下端等处设产功机, 以利用上述压差及风力等进行产功发 电。
6、 根据权利要求 1、 2或 3所述的带整体隔护的建筑群系统, 其特征是: 可利用房 城系统内部建筑体两侧(如南北两侧等)空气的温差及压差形成可环绕建筑体的循环风, 从而形成房城系统内部不同空间之间较强的空气对流, 以利于房城系统内部的换热及换 气过程, 相应的可在建筑的下端甚至地下设下风道(下空气循环通道) 121, 在建筑的顶 端设上风道 122根据需要在建筑的中间 (高度) 区域也可设 (若干) 中间风道;
根据需要在适宜的上述风道中可设换热装置, 换热装置可将热源或冷源中的热量或 ^量传给流动的空气, 也可将流动空气的热量或冷量传给热源或冷源; 与换热装置相对应可设蓄热系统, 蓄热系统可作为上述的冷源或热源, 蓄热系统中 的热量或冷量的渊源可来自于环境的日夜温差、 甚至是季节温差; 可来自于地表水; 可 来自于地下土壤、 水、 岩石等储备的热量或冷量; 可来自于太阳能; 也可来自于其它冷 热源;
通过上述风道、 换热装置、 蓄热系统及冷热源的联合作用可实现对环境能量、 地源 能量及太阳能等廉价清洁可再生能源的高效利用, 可使房城系统内部各处的空气处于较 适宜的温度与流动状态, 并且通过流动的空气直接、 间接地对建筑墙体等建 m结构, 建 筑物内部人居用品、 人居环境等进行加热与冷却;
根据需要可在适宜的上述风道中设风机装置, 风机装置即可利用流动的空气产生机 械能以发电, 也可作为风扇而加快空气的流动;
根据需要可在房城系统的内部、 外部设较高的自然或人工的山体系统, 山体系统可 作为巨大的蓄热体及巨大的换热器, 山体系统内部可含诸多竖直及水平设置的空气、 水 的换热管道, 通过换热管道可将山体的冷热能量传出也可将外部的冷热能量传至山体内 部;
可在房城系统内外的建筑及山体等的顶端设水、 冰蓄冷等高效蓄冷装置, 这既可以 使高处空间的利用效率更高, 使蓄冷装置的重量、 体积更小, 同时更具价值的是可利用 建筑及山体等高处蓄备的冷量将地下蓄备及地表蓄备 (地下及地表处) 的冷能量顶出、 顶至高处, 以供房城系统使用, 且同时不消耗或很少地消耗电能;
其原理、 构成及循环过程为: 利用建筑及山体等高出的水、 冰冷源等使循环空气降 温并形成冷暖空气间的压力差, 此压力差可平衡和超过地下、 地表冷源冷量上升过程中 所需要的压力差, 更具体而言: 当房城内部某一空间的较高温度的空气经过某一高处设 置的冷源并换热而降低温度从而自然下行及形成与相应温差、 相应高度及相应空气密度 相对应的压力与压力差, 此压力差将推动空气通过相应的换热管道 吸收地下或地表的 冷量而使空气的温度进一步降低, 之后较更低温度的空气在被较上端的较热空气等加热 而升温至一定温度、 从而继续向上运动并形成总的平均温度较高的热循环段的空气柱, 该空气柱上端的较高温空气再流经前述的某一高处设置的冷源而降温后再下行, 如此可 形成能充分利用地下或地表的冷量进行降温的无功耗、 低功耗的自然循环过程; . 在上述循环过程中只要热循环段的上下气压压差低于冷循环段的上下气压的压差, 则上述循环过程将完全自然进行, 在必要时可利用风扇帮助实现或加快上述空气的循环 降温过程。
7、根据权利要求 1或 2所述的建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其 特征是: 大房城系统可采用下述多种供热、 供冷方式: 既可采用直接向各建筑物内部直接供热或供冷的传统供热供冷模式, 也可采用向房 城内大空间 (房城系统第二空间、 准第二空间) 直接供热 /供冷、 以提升或降低房城系统 空气及建筑物的温度的方法, 对大系统进行供热 /降温;
根据需要个别特殊的人居空间及建筑, 可采用空调系统进行局部供热或降温; 根据 需要可通过各种手段使房城内部处于各建筑之间的房城系统第二空间的空气温度始终高 于 0 C, 从而使房城内各建筑内部空间 (可简称为第一空间)的温度可方便地通过无需除 霜设计的热泵空调及其它适宜手段予以调解; 可根据环境昼夜温差的变化, 直接利用房城大系统内的建筑体、 水体、 空气及其它 专设的较高热容物质系统对环境自然热能、 冷能进行适时的存储与释放, 以均衡大环境 较大昼夜温差的情况对房城建筑系统的影响; 另一方面也可大量利用低谷电能进行冷能 或热能的储备, 并在用电高峰时使用上述冷能或热能, 上述方法的具体原理与过程可为: 可在夜晚及其它较低温度时开放房城大系统以利用较冷空气对房城大系统进行降 温, 同时使房城大系统蓄冷并在白天自然放出所蓄冷量; 相反, 也 ¾1在白天等较高温度 时开放房城大系统以利用较热空气及阳光对房城大系统进行升温, 同时使房城大系统蓄 热并在夜晚自然放出所蓄热量;
可在较高温的夏季夜晚及其它适宜时间利用低谷电能将大房城系统内部的空气、 水 体、 建筑体等的温度降至 20C左右, 一方面为人们创造最佳睡眠休息温度, 另一方面可 与 26C左右的工作与生活适宜温度间造成 6C左右的较大温差的冷能储备, 当白天用电 高峰时不用或少用空调等系统, 也可使大房城系统内部维持较长的由 20C 左右上升至 26C左右的升温过程, 从而大大减少高温电耗, 在夜晚蓄冷时, 在保证大房城系统内建 筑物、水体乃至专设的蓄冷系统等充分降温及凉透的同时,可适当推迟空气温度到达 20C 附近时的时间, 以适宜地减少电能消耗;
在较低温的冬季夜晚等时间可利用低谷电能及空调等将大房城系统 (各建筑) 内部 的空气、水体、建筑体等的温度升至 23C左右, (此时房城大系统第二空间中的温度亦会 相应提高,)这一方面为人们创造较适宜的睡眠休息温度, 另一方面与 18C左右等工作与 生活的适宜温度间可造成 5C左右的较大温差的热能储备,当白天用电高峰时不用或少用 空调等系统, 或少用燃料供热系统的热能, 仍可使大房城系统内的温度特别是各建筑物 内 (第一空间) 的温度缓慢地下降, 在夜晚蓄热时, 在保证大房城系统内建筑物、 水体 乃至专设的蓄冷系统等均匀升温及热透的同时, 可适当推迟房城大系统各部分温度到达 23C左右附近时的时间, 以适宜地减少电能消耗;
由于房城大系统可具有很小的界容比 (系统对环境换热界面面积与自身热容量之 比), 再加上在夜晚等时间可对透明等相对热阻低的换热界面采用增大热阻隔护等方式, 故整个房城大系统的冷热量蓄储能力及蓄储效率均可以很高, 同时由于可只用建筑体、 水体、 空气等系统原生构成物蓄放冷热即可基本直接满足系统适应日温差变化及利用低 谷电能的需要, 固其可视为是自然的最便捷的蓄用一体的冷库或热库, 视为是天然的 城市中的调峰电站。
8根据权利要求 1或 2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其特 征是:
其一、 当季节由夏至秋至冬时, 整个房城系统所占较大面积的土地上层.(地下相对 恒温层之上的部分) 所蓄藏的较高温度的热量将可以不断地通过传导、 对流及辐射的形 式向房城第二空间等传递, 对房城第二空间及整个房城系统发挥加热及保温作用; 当季 节由冬至春至夏时, 整个房城系统所占较大面积的土地上层 (相对恒温层之上的部分) 所蓄藏的相对较低温度的冷量也将可以不断地向房城第二空间等传递, 对房城第二空间 及整个房城系统发挥降温作用; 上述房城系统内较大面积的土地的上层季节性地储备的 巨大的冷量与热量将对整个房城系统的 "冬暖夏凉"起到极大的促成作用;
其二、 房城式建筑系统可更好更高效地利用其所占土地及附近土地的地下相对恒温 热源的冷热资源对房城系统进行直接降温、 增温及保温:
可将地下相对恒温热源——地下超过十几米深度的与当地年平均气温相近的热量 或冷量以 "水循环 +空气循环"方式先直接加热或冷却房城系统的第二空间的空气, 再以 第二空间的空气对房城系统的相应部分进行加热、 冷却、 保温;
上述水循环系统可与一般的地缘热泵水循环系统相近同, 只是要同时考虑和设置循 环水与循环空气的换热系统; 根据需要做为热源的水-空气换热系统可置于房城系统的底 部空间中, 做为冷源的水 -空气换热系统宜置于房城系统的上部空间中, ,利于循环空气 的自然流动;
气循环系统可包括通过房城系统第二空间不同区域的温差及压差形成的空气的循环 系统以及第二空间空气与第一空间空气间的空气循环系统;
循环水与循环空气的换热系统、 换热装置可设于房城系统内较高建筑体的顶部及底 部及其它适宜处的空气循环通道中,地源等处的热能通过前述的水循环 +空气循环等方式 先传给房城系统第二空间的空气, 再通过第二空间的空气与房城内各建筑体、 墙体、 窗 体等的换热及第二空间的空气与第一空间的空气的直接、 间接换热等可实现对房城内各 建筑体、 墙体、 窗体及建筑体内部空间 (第一空间的) 的降温或增温。
9、根据权利要求 1或 2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统,其特 征是: 房城式建筑系统可对太阳能及其相应的土地空间等资源实现高效的利用, 即使在 具有较高建筑密度及容积率的城市地区也可以实现使大部分及全部房城系统的建筑主要 及完全利用太阳能进行采暖以及进行较高效的发电、 供冷, 下面予以具体的分析说明-
1、 为更好地利用太阳能, 可在房城式建筑系统的正南面及屋面(大天顶)乃及东西 面等处设面积较巨大的较高效的透光隔热材料结构及较高效的集热——蓄热系统, 使太 阳光能最大可能地进入和储存于房城系统内部, 由于整个房城系统具有高效的保温、 蓄 热等优良性能, 故可以形成只依靠太阳能、 地源热能、 电器及人体产热等即可满足采暧 等的需要的房城式建筑系统——太阳房城 (建筑) 系统;
2、 为使太阳房城获得较好的太阳光照, 相邻的太阳房城系统之间、 太阳房城式与其 它形式的建筑物之间应离开必要的相应距离;
3、 由于房城系统的高效节能特征, 在太阳房城系统内部不必须每一建筑均要单独获 得大面积的南侧阳光的直接照射, 整个房城系统仍可获得较好的采暖、蓄热及保温效果, 故在同一块土地及其空间资源上可建起的太阳能釆暖建筑的总的建筑密度、 总的建筑容 积率等均可以大大地提高, 特别是在纬度高、 太阳高度角小、 阳光遮挡阴影长同时釆暖 需求也更强的地方其可提高的比率可以更大; '
10、 根据权利要求 1或 2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其 特征是: 太阳房城系统具体可由内部及处于周边大维护部分的建筑群 101、透光隔热结 构 102、 阳光街 103、 采光天室 104其它隔护结构 105、 集热结构 106、 蓄热结构组成; 通过对太阳房城整体及房城系统建筑群的走向、 布局及形体等的科学设计与选择, 可使房城系统内部的街道成为可高效地接受阳光照射的阳光街; 根据需要可在房城系统内部建筑及街道等的上方设置各向通透、 很小有遮光结构、 可使采暖季及全年的大部分时间里阳光可直接穿过和照射其大部分空间区域的采光天室
104, 从而使进深较大的太阳房城系统内部空间的自然采光及通风等性能得到较充分保 证;
采光天室系统可由处于房城内部建筑群及街道上方的通透、 连贯、 较开阔的空间及 设于正南侧等上方的竖直的或具有一定倾斜角的透光隔热墙 108、 设于倾斜屋顶之上、 东西侧及北侧等方向上的机动釆光窗 109、 反光调光系统、 换风结构及其它隔护结构组 成, 在采暖季节等时间, 由于太阳的高度角及方位角均处于一年最小的状态, 阳光可完 全通过南侧等的透光隔热墙 以低角度照射到采光天室系统的深处空间中,从而使采光 天室 104各处始终具有较高的照度与亮度, 通过反光调光等系统还可使直射及散射阳光 进入各街道以及各建筑内部空间之中, 从而使房城系统内部各处均可获得较好的阳光照 射, 此时采光天室系统的机动采光窗 109可全部或大部被具有较高热阻的保温隔热结构 所遮挡, 从而大大减少房城系统的热量损失; 在非采暖季节, 太阳的高度角及方位角大, 通过南侧的透光隔热墙 108、 进入的直射阳光少, 且不易达及房城系统深处, 此时可充 分利用设于屋顶、 东西侧面等处的机动采光窗 109进行采光及通风。
11根据权利要求 1或 2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其特 征是: 根据各地及各种实际情况的需要, 太阳房城可采用多种建筑形式与建筑形态: 首先, 整个太阳房城系统的总体形态及在环境空间中的布局与走向可与现有的东西 走向的板式高效阳光房相近同,即可形成总体上为东西走向的板式长楼形式的太阳房城, 而整个板式长楼形式的太阳房城系统的体型系数要大大低于现有的太阳房建筑的体型系 数, 故其保温、 蓄热、 节能的效率要大大高于现有的太阳房建筑系统;
太阳房城系统内的建筑可采用东西走向的布局形式,也可釆用南北走向等布局形式。 在较高纬度地区采用南北走向的布局形式可以使冬季等时间进入房城系统的较低高度角 的中午附近时段的南侧阳光直接照射到房城系统内各建筑的东向及西向的主体楼面之 上, 从而可使绝大部分甚至是全部房城系统内的南北走向的板式建筑的每一建筑单元的 窗体都可以在大寒日及冬至日获得必要长时间的中午阳光的照射, 进而还可以通过反光 镜等廉价而简单技术使阳光直射到建筑单元内部的空间之中;
采用板式形态东西走向的太阳房城系统内部的各建筑体 101 亦可采用板式建筑形 式, 且可采用南北走向、 东西前后间隔排列的布局形态, 同时可考虑使靠近南侧透光隔 热墙 102部分的建筑体的宽度(东西两侧外墙间的间距)不大于北侧部分建筑体的宽度, 这样可使太阳房城南侧采光面通过的较高照度的阳光更好地直接照射到房城系统内的北 部空间中, 从而使太阳房城内南北等空间均可获得较好的光照;
根据地形空间等条件的要求, 上述太阳房城的实际走向可与正东西向有一定的偏离 角度, 此时房城系统南侧大透光隔热窗体所在平面亦可部分或全部与正东西向有一定的 偏离角度, 此时太阳房城系统内部各板式建筑的走向仍可选择正南北向, '也可选择与正 南北向之间具有一定的偏离角度;
在太阳房城内部靠近南侧透光隔热墙 102附近的建筑的南侧面墙体上及墙体外侧可 设多种形式的集热结构 106、 集热结构 106可由较高比热容的固体材料或封闭式的液体 容器及蓄热液体组成, 也可由非封闭式的集热水管、 水箱或其它适宜的非封闭的液体容 器组成; 封闭式的液体容器集热墙可利用液体的较高比热容或及液-固相变耗热来储存热 量; 非封闭式的集热水管、 水箱等可利用高温液体上浮、 低温液体下沉的自然流动原理 或专设的液体泵等使集热容器内被加热的液体流到设于房城系统内其它空间处的更大的 蓄热系统之中或直接流至供热系统、 散热系统之中, 经过上述系统换热及降温后的液体 再流回到集热水管、 水箱中被重新加热, 由此可形成在白天阳光照射下的供热循环及实 现部分太阳热能的储备, 在夜晚或其它较低温时间可利用储备的热能, 从而使太阳房城 系统内部始终处于较适宜的温度状态;
根据需要还可在太阳房城系统内部较靠近南侧透光隔热墙 102的地表部分上设置固 体或液体集热、 蓄热系统, 从而使可长时间投射到该地表空间处的太阳能得到更好的直 接的储存与利用;
与上述高效的板式太阳房城系统相近同, 根据需要及条件情况也可设计和建造总体 为东西走向且具有相当高度但房城系统总的南北进深 (跨度) 也较大的条式太阳房城系 统;
12、 根据权利要求 1或 2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其 特征是: 板式及条式等造型的太阳房城系统内部的建筑群可采用下列多种髙效的设置与 布局方式, 同时也形成相应的具体形式的太阳房城系统:
( 1 )、 建筑群水平投影布局为 E字形与连 E字形的 (太阳) 房城系统:
使水平投影为 E字形的建筑 (群) 总体上采用东西走向的布局形式, 并使 E字的开 口方向朝向正南, 在 E字形建筑的南侧及顶部设可有机 (有选择和机动) 封闭及开放的 透明采光及隔热等结构, 从而可形成 E字形的太阳房城建筑系统, E字形建筑南侧的三 字部分可为与北侧的 1字部分连体的亦可均为独立的南北走向的板式等建筑, 三字建筑 体东西两侧的主建筑面及 1字建筑的南侧在一年四季每一天的中午附近时间段均可获得 较好的直射日照,从而使 E字形房城系统的每一建筑单元均可满足相关日照标准的要求; 将若干 E字形建筑沿东西等方向布局排列或者在 E字形建筑的三字部分中间加设若 干平行建筑则可形成 "连 E"字的建筑群与 "连 E"字的房城系统, 将 "连 E"字建筑群 的开口方向朝向南侧并相应的在南侧及屋顶加设透明隔护结构等即可形成内外均具有较 好光照的可高效节能的的 "连 E"字形式的板式 /条式太阳房城系统;
(2)、 建筑群水平投影布局为 1E形式与连 1E形式的 (太阳) 房城系统:
在 "E"字建筑的北侧加设 1字建筑等, 同时在南侧及屋顶加设透明隔护结构等, 即 可形 主体建筑群水平投影为 1E形式的太阳房城系统;
在 "连 E"字建筑的北侧加设 1字建筑或成 1字分布排列的若干建筑等, 同时在南 侧及屋顶加设透明隔护结构等, 即可形成主体建筑群水平投影为 "连 1E"形式的条式 / 板式太阳房城系统。
13、 根据权利要求 1或 2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其特征是: 根据需要可建起 "连 1E"形式的 (太阳) 房城式城市建筑复合体, 具体说 明如下:
整体为东西走向的房城系统的中南部分可为 "连 E"式结构的建筑体 (群), 北侧部 分可为东西走向的 (若干) 板式楼或东西排列分布的若干塔式楼等组成; .北侧部分也可 由板式与塔式相结合的建筑形式: 如下板上塔式、 下塔上板式及中塔山下板式、 中板上 下塔式等组成; 北侧建筑部分的下部可建全部或部分向南延入房城系统的裙楼, 根据需 要该裙楼甚至可以延至房城系统中南部分的 "连 E"式结构的下部;
房城系统各部分建筑可形成北高南低的高度布局, 房城系统的大天顶可直接依托和 借助上述北高南低的建筑体构式形成北高南低的坡面形式, 大天顶系统可为大部乃至全 部可透光的形式;
上述房城系统中 "连 E"式结构建筑体的东西走向的 " 1字"建筑部分 (此时将 E 视为由 " 1 "与 "三"两部分组成) 的下部及上部可设空气循环通道, 在上述通道中可设 换热结构系统, 房城系统内外的适当部分处可设蓄热系统;
整个房城系统中处于中南部分的 "连 E"式结构建筑体的各建筑单元均可满足相应 的曰照、通风及自然采光的需要, 北侧建筑体上部的很大部分亦可获得较高的日照条件, 从而亦可直接成为具有较高采光条件要求的住宅等建筑; 北侧建筑体中间部分南侧的直 射阳光有时可能会被遮挡, 但由较近处的透光大天顶 (屋顶) 进入房城系统的天空散射 光亦会形成较好的自然采光条件, 从而可使其做为具有适宜采光条件的写字楼、 酒店、 公寓、 上班族的住宅等; 北侧建筑下部的裙楼可做为多种功能用途的商用建筑体: 如商 场、 会展、 会所、 银行、 室内体育场馆等; 整个房城系统日照条件最好的东西两侧的建 筑体则可为学校、 医院、 养老院、 疗养院等需光照要求高的单位使用;
通过上述介绍, 整个太阳房城系统各建筑部分可根据位置、 自然采光、 供热及保温 等条件的差异而被区分为不同的使用区域, 整个太阳房城系统可以成为同时拥有居住、 办公、 商用、 学校、 医疗及休闲等多种功能的城市建筑复合体;
根据需要诸多的 (太阳) 房城系统均可成为具有上述综合功能的城市建筑复合体, 均可成为一完整的建筑城 (堡) 与建筑航母; 每一或若干上述房城系统与城市建筑复合 体一建筑航母 , 均可与一些其它形式的建筑体一同构成城市建筑的航母舰队, 从而形 成房城式航母舰队式的城镇建筑体系与建筑模式。
14、 根据权利要求 1或 2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其 特征是: 与前述的 "E"字形式、 "连 E"字形式、 " 1E"形式、 "连 1E"形式的太阳房城 系统及 "连 1E"形式的 (太阳) 房城式城市建筑复合体等相近似;
根据需要还可以设计和建造 "王"字形式、 "连王"字形式、 " 1王"形式、 "连 1王" 形式的太阳房城系统及 "连 1王"形式的 (太阳) 房城式城市建筑复合体;
根据需要还可以设计和建造 "非"字形式、 "连非"字形式、 1 非形式、 "连 1非 " 形式的太阳房城系统及 "连 1非"形式的 (太阳) 房城式城市建筑复合体;
我们还可以设计和建造 "w"字形式、 "连 w"字形式、 形式、 "连 1 "形式的 太阳房城系统及 "连 1$ "形式的 (太阳) 房城式城市建筑复合体;
我们还可以设计建造 "弓"字形式、 "连弓"字形式、 " 1 弓 "形式、 "连 1 弓 "形 式的太阳房城系统及 "连 1弓"形式的 (太阳) 房城式城市建筑复合体;
我们还可以设计和建造 "正"字形式、 "连正"字形式、 近 "正"字形式、 近 "连正" 字形式的 (太阳) 房城系统及其城市建筑复合体;
我们还可以设计和建造 "长"字形式、 " 1长 "形式、 近 "长"字形式、 近 " 1长 "形 式的 (太阳) 房城系统及其城市建筑复合体; 15、 根据权利要求 1或 2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其 特征是: 从整个房城系统的总的立体轮廓形态及总的周边维护结构的水平投影的布局形 式方面出发我们可以建设下列形式的房城建筑系统:
一、 帆式、 帆壳式房城系统: 根据需要可设计和建造某一视面投影为、 近为风帆造 型投影的帆式房城系统; 根据需要还可设计和建造总的立体轮廓形态为帆式壳体的帆壳 式房城系统;
二、 由不同的高低部分构成的双级、 多级房城系统:
(一) 唐冠式等形式的双级房城系统:
1、条形唐冠式房城系统: 在较高的东西侧视投影为风帆形式的帆式太阳房城系统的 南侧 (主采光侧) 沿东西方向加设高度相对低一级的房城系统部分, 从而形成由高低两 部分组成的、 总的东西侧视投如影形式近为中国唐朝官帽造型形式的条形唐冠式房城系 统;
2、 (近) 圆形唐冠式房城系统: 整个房城系统的总的立体轮廓造型形态为、 近为唐 朝官帽的立体造型与轮廓形式的房城系统;
(二)、 其它造型形式的双级房城系统: 如中间部分明显高于两侧等部分的山式双级 房城系统; 中央部分明显高于四周周边部分的火山式双级房城系统;
(三:)、 多级房城系统: 与上述双级房城系统等相近同, 可设计和建造多种形式的含 两个以上高度级别的多级房城系统;
双级、 多级及其它具有较大高度的房城建筑系统的特点:
可利用双级、 多级房城系统的高大建筑部分在房城系统的不同空间形成大的异温气 压差及强的空气循环动力; 可利用整个房城系统大的建筑高度在较高纬度地区的冬季获 得更多的较低高度角的阳光直接照射的能量; 可增加整个房城系统中可获得更好的自然 采光及通风条件的建筑单元的比重;
双级、多级房城系统可应用于新建的房城系统也可应用于现有城镇建筑系统的改造, 可采用就低建高 (利用已有的低矮建筑群、 加设新的较高建筑以形成双级、 多级房城系 统)及其它多种实现方式;
三、 "回一口"形式的房城系统: 整个房城系统总的周边大维护结构的整体水平投 影为 "回"字结构形式的房城 统, 当将这种回字环形房城系统周边各侧方向上的房城 建筑部分均以简化的 " 1 "与 "一"表示时, 这种 "回"字结构形式的房城系统也可看做 为 "口"字形式的房城系统, 故也可将其称为: "回一 口"形式的房城系统; 四、 "曰、 目、 凸、 凹 "字形式的房城系统: 当将整个房城系统各方向及中间等位 置处的房城建筑部分均以简化的 " 1 "与 "一"表示时, 总房城系统各建 m部分的水平投 影分别构成、 近构成 "曰、 目 凸、 凹 "等字形式的房城系统;
五、 "V、 W、 n、 U、 H、 T、 K"形式的房城系统: 与上述情况近似, 当将整个房城 系统各方向及中间等位置处的房城建筑部分均以简化的 " 1 " 、 "一 " "八 " 、 "八 "等 表示时, 总房城系统各建筑部分的水平投影分别构成、 近构成 "V、 W、 n、 U、 H、 T、 K"等字母造型形式的房城系统;
上述 " 回一 口"形式、 "曰、 目、 H、 T、"形式的房城系统中的东西走向的房城 建筑部分的内部建筑群的水平投影的构成及布局形式可与前面所述的 "Ε"字形式、 "连 Ε"字形式、 " 1E"形式、 "连 1E"形式的太阳房城系统及 "连 1E"形式的 (太阳)房城 式城市建筑复合体等相近似;
当然根据需要上述 " 回― 口"形式、 "曰、 目、 Η、 Τ、"形式的房城系统中的东 西走向的房城建筑部分的内部建筑群的水平投影的构成及布局形式也可与前述的 "非、 王、 弓、 正"等字及它们与 " 1 "字等的组合所构成的造型相近同
在上述 " 回一 口"形式、 "曰、 目、 凸、 凹"形式的房城系统中可设贯通房城系 统各主要方向区域的主环形通道, 采用 " 1Ε、 1 王、 1 "等形式的东西走向的房城建筑 系统部分的主环形通道可设于 1与 Ε、 1与王、 1与 等之间, 根据需要可在上述主环形 通道中可设电动等形式的无污染的交通工具;
上述 " 回一 口"形式、 "曰、 目、 凸、 凹"等形式的房城系统的中间等部分区域 的一个或若干个无大天顶结构部分的完全开放的空间, 可作为采光、 绿化、 安全避险、 休闲运动空间使用;
六、(有)圆形形式房城系统:房城系统总的周边大维护结构的整体水平投影为圆形、 椭圆形、 圆环形、 近圆形、 近椭圆形、 近圆环形乃至半圆形、 扇形、 近半圆形、 近扇形 等造型与轮廓形式的房城系统;
七、 (有圆)环形形式的房城系统: 在前述的(有)圆形形式房城系统的中心等区域 开设与周边大维护相近似造型的、 以及其它形式的无大天顶结构的完全空间, 从而形成 的环形形式的房城系统;
16、 根据权利要求 1或 2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其 -其特 ¾E 辨 际,及需要, 可选择采用各种适宜形式的房城寧筑系统:, 由于房城 建筑系 ^: # 的 ¾ ^率, 故在可使相邻的房城建筑系统 1¾] 有¾¾:的 $间间隔的 同吋, : ^¾^ 城市具有高的、 较高的容积率, ^^建 之 ι、¾拥有的较大 的空 绿化等提供了优越条件; 上述较大 .空间 fejrt中可形成的宽街 大¾ 牛城区及城市内外空气的流劫及 ¾个城市^统的降温。
: ί ί¾§ ¾ 暴 2或 3所述建筑群整体隔护的节能 ¾ S及其相关系统, 其特征是: 可采用 "天、 地、 空、 屋、 器"联合大循环的节能产能方法及其系统;
这里所述的 "天、 地、 空、 屋、 器"的具体所指分别为:
天—―天空、 阳光、 太 1¾能等; 地―地表、 地下冷热源等; 空一 ¾地空间、 环 境气象资源等; 屋一房城等建筑系统; 器―人工、人造的产热、集热、蓄热、换热、 遮阳、 风动等器具;
可通过上述 "天、 坶、 空、 屋、 器"联合大循环的方式使房城式建筑系统的节能产 能效率更大、 效能更高;
相对于地缘热能、 环境温度等, 太阳光的直接照射是更高品位的能量资源, 为使太 阳能等可再生能源得到最适宜充分的高效利用, 可考虑使房城建筑 统首先利用太阳能 实现较最大可能的发电功能, 同时可利用热电冷联产等方式, 使房城建筑系统的热电冷 等需求可基本只依靠太阳能等可再生能源 (在冷热方面可更多地利用相对较低品味的地 缘热能、 环境温度等)来保证; 根据需要为平衡太阳能资源大的季节性波动等, 可进一 步采用聚光式太阳能高温集热及跨季节性高温蓄热等方式, 实现太阳能资源全年性的最 高效利用;
对于上述情况的具体实现方式等表述如下:
首先, 可在房城系统的屋顶 (大天顶)、 南侧面、 东西俊]面等处依次布设需要数量的 可选择采光角度的可摆转的集光板 201, 在确保可较高效地采集太阳光能的同时集光板 201 的设置的 度原则可兼顾遮阳、 自然采光乃至隔护隔热等需求, 具体而言: 通过对 采光角度的调节等, 在夏季光照较强地区、 可使其在主要时间 (中午及上午、 下午的较 强光照时间) 的直射光照全部或极大部分被反射或吸收, 使直射阳^基本不进入房城系 统, 房城系统内部夏季的自然采光可主要通过利用北侧、 以及屋顶、 南侧及东西侧射入 的天空等环境的散射光来实现; 冬季的自然采光可利用南侧射入的直射光及从南侧与屋 顶等射入的散射光来实现; (当然)根据需要, 集光板可在阴天乃至晴天通过摆转角度的
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阳能模板; 也可为聚光式光伏发电系统的聚光镜板; 还可为聚光式高温集热系统的聚光 镜板 202;
依据上述情况: 当集光板为聚光式高温集热系统的聚光镜板 , 即可进一步形成聚 光式太阳能采集系统, 在聚光式太阳能采集系统的聚焦中心处可设由金属及其它适宜材 料构成的聚光集热管结构 203, 根据需要上述聚光集热管结构 203可做为大房城系统周. 边、 屋顶等处骨架结构的重要组成部分, 从而使其发挥综合的结构作用与优势, 上述聚 光集热管结构 203可东 向水平设置, 也可南北向竖直或倾斜设置; 其可直接做为房城 ■系统周边大维护透光隔护结构及屋顶部分透光隔护结构的依附骨架;
在上述聚光集热管结构 203的釆光面之外可设圆弧曲面形式的高效保温透光材料及 结构, 如、 玻璃、 中空玻璃甚至是真空玻璃等; 在聚光集热管结构 203的背光面可设高 效保温材料及骨架连接结构;
根据结构需要, 聚光镜板 202可谓槽式抛物面形式、 也可谓半槽式抛物面等形式, 根据需要聚光镜板 202可以聚光集热管结构 203的中心为轴心进行旋转调位及调整角度; • 对于东 向水平设置的聚光集热管结构 203 , 其对应的聚光镜板 202 的位置与角度 的调节可通过拉绳结构 204及聚光镜板的重力自动回位来实现; :
利用上述聚光集热系统, 太阳房城系统一年四季均可不断地生产具有较高温度的热 水乃至更高温的低压(低蒸汽压)蓄热循环油;
通过相应的循环系统及蓄热装置可将高温热水及蓄热循环油的热能蓄存起来, 以供 夜晚或其它时间 (跨周、 跨月甚至跨季节) 的使用;
可利用高温热能进行发电及热电、 热电冷联产:
. 根据需要可利用地下::十米左右以上的深度处温度相对恒定(与年平均气温接近)的 原理以大地为冷源建设发电系统, 其循环过程可以为: 以太阳能聚光集热系统收集的高 温热能等为热源、 以大地为冷源通过郎肯循环实现产功发电, 热发电系统冷凝器的冷却 水可直接做为地源水换热循环系统的循环水而直接流经地下以实现降温, 也可与独立的 地源水换热循环系统的循环水进行换热来实现降温;
这样既可以节省发电过程的冷源水耗, 又可以大大提高寒冷、 较寒冷地区的地源热 能的温度, 从而在冬季不需通过热泵系统的耗功循环即可直接利用蓄备的较高温的地源 热量为房城系统供热, 特别是可通过对较低温度需求的房城第二空间等的较高效的直接 供热可大大有利于整个房城系统的零功耗、 零碳耗采暖过程的实现;
在有地下渗流的地方热发电的地下冷源可尽量设在渗流方向的上方位置, 以使蓄备 的地下热量可被渗流方向下方的房城系统更有效地利用;
在采暖季节及其它必要情况下, 热发电系统冷凝器的冷却水还可直接流经设于房城 系统内部的水一空气换热器装置而直接对房城系统的第二空间乃至房城系统的第一空 间进行加热;
为提高系统的总效率, 可建设能同时利用诸多太阳房城系统生产的高温热能进行集 中储备, 集中发电, 集中热电 (冷) 联产的中心电站系统;
在利用环境冷能方面, 根据需要既可将近地空间等环境的冬季冷能通过产冰、 蓄冰 系统存储起来; 还可将近地空间等环境的冬季冷能通过水循环等地源系统存储于地下而 在夏季供房城系统等降温使用;
通过对上述来自天空的太阳能、 近地环境空间及地下地源冷热能的综合开发、 储备 及利用, 可建成跨季节性的可满足房城式城区乃至城市系统全年对热、 电、 冷总需求的 极大部分的以太阳能利用为主的可再生能源的利用体系。
18、 根据权利要求 1或 2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其 特征是:
大房城式建筑结构与方法即可用于全新建设的建筑群及城镇系统, 也可以应用于旧 有建筑群与城镇等的改造, 其建造方式与工艺过程表述如下:
(一)
在全新的房城大系统的建造中、 可先将具有人居功能的围城式建筑的大维护或具有 独立的竖直骨架系统的围墙式大维护与建筑群地基、 道路、 地下管道等系统一起作为第 一期建设的基础工程进行安排建设;
之后, 再将可构成房城大天顶的重要竖直支撑骨架的建筑的主体干架系统作为第二 期的前部分工程予以完成, 第二期的较中间部分工程可以是是建设大房顶的临时性的或 永久性的次级竖直支撑骨架 (部分或全部次级竖直支撑骨架的功能未来可由诸多新建的 人居建筑的来担负),临时性的次级竖直支撑骨架可由方便拆装的金属等材料的结构件系 统来担负, 这种其高度可方便加减装拆的金属临时支撑骨架系统作为建筑基础设施可大 量反复地在不同的项目中予以循环使用; ' 第二期的后半部分工程一是将房城的大天顶骨架系统, 透明 ^温隔层等建成, 从而 与同时建成或先已建成的大围护一起连体, 基本完成房城大系统空间的隔护体系建设, 先使大房城系统可基本形成其内部温度随外环境变化较 (很) 小的空间, .从而为后面更 大量的可能要分期建成的建筑分区工程及分期入住的人口, 在即使不对大房城系统的整 个空间进行^热补冷或只进行较少量的供热补冷的情况下, 亦能提供较适宜的施工建设 与工作生活温度;
当已完成整体嗝护的房城大系统有部分建筑完工并且有部分人口进入居住生活的情 况下, 这部分建筑及人口耗热量的自然散失即可将封闭的房城系统内部的整个第二空间 的温度始终维持在可进行建筑施工的水平, 这将大大减少冬季寒冷地区因低温无法施工一 而大大拖长的建设周期, 从而降低建设成本, 提升市场反应效能, 当然已先完成整体隔 护的房城大系统内部的人居生活与建设施工等过程亦可不受雨季等不利天气的影响;
在前述的大房城隔护体系先期建成的情况下, 后面大量的建筑即可 「分期分批地予 以建设完成并交付使用, 当然如果整个房城的面积与体积相对较小并且各种建设条件完 备充足, 亦可进行整个工程建设过程、 建设次序的重大调整, 并争取实现整个房城建筑 大系统的一次性完整交付;
在整个建设过程中可部分采用可临时设置的可方便拆装移动的周边维护及天顶等结 构系统, 以适应分期开发建设及居住的需要;
(二)
可在现有的城镇建筑群的基础上通过改造实现房城系统的建设, 可将城镇化、 城市 增容、 建筑节能改造、 房城式节能建筑系统的建设融为一体; 对旧建筑群、 旧城区进行 房城式改造的目的, 可通过适当加密、 增容 (增减建筑密度及容积率)、 加髙、 联构、 设 建新的骨干与支撑性建筑, 以及以新旧建筑共同形成大维护, 进而置设大天顶 (屋顶) 等方式来实现;
对于现有城镇中大量存在的东西走向、 南北排列分布的板式建筑群, 如果相邻两建 筑的南北间距超过 40米左右,则可以考虑在其中间与原建筑相平行地加建新的板式建筑 或板塔结合形式的建筑 (如下板上塔式建筑等) ,这虽然对北侧的原建筑会产生一定的遮 挡, 但若采用下板上塔(下部或中下部分为板式、 中上部或上部为塔式) 的建筑形式, 则可以使北侧原冬至日太阳直射大于 1-2 小时时间的建筑单元仍可获得近于不低于 1-2 小时的太阳 射时间, 至于新建筑的中下部分在冬季一定时间无法直接获得直射阳光的 照射的问题, 可通过采用折射、 反射直射阳光及其它一些必要的手段, 确保人居环境的 卫生标准不降低;
在构筑房城式建筑系统时, 可以以原南北建筑及中间的新建筑为房城系统的建筑骨 架, 搭建房城屋顶系统及实现房城系统的周向围合等; 根据需要在中间新建筑体的下部、 顶部等空间位置处可设空气循环通道、 换热装置;
如果相邻相平行的南北两建筑的间距较小, 以不适于再加构前述的相平行的中间建 筑, 则可考虑在中间、 特别是东西两端加构南北走向的建筑, 这样可在实现加密的同时 实现房城系统的周向围合及房城系统建筑骨架的完整 成,进而可再搭建房城屋顶系统; 根据需要还可以采用更多种灵活的手段与方式以实现对多种建^;情况的现有城镇地 区的房城式改造与建设;
上述房城式节能改造及城镇增容过程可与公共交通、 绿色交通建设相互配合与相互 促进, 城镇系统的房城式改造在增加城镇建筑面积与承载人口及产业的同时可以实现加 宽街道、 便捷交通、 实现城市地区太阳能高效利用 (建设城区太阳房城系统等) 的综合 目的。
19、 根据权利要求 1或 2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其 特征是:
在房城式建筑中可釆用房城大窗系统、 中空结构空间及空中别墅等建筑形式, 具体 说明如下:
为增强房城大系统内部的采光性、 通透性, 同时适当降低房城系统的内容积, 可在 房城大维护建筑之中设较大量的中透式结构空间与大窗系统 5 ; 在房城内建筑之中设较 大量的中空式结构 6, 即在房城大维护系统上, 在不影响大维护强度、 安全等前提下开 设诸多沟通房城内外空间的中空式结构空间——无建筑空间, 但在大维护各中空式结 构空间的外侧均设置固定的或可开关的窗结构, 从而形成大维护的大窗系统 5及中透式 结构空间, 在实现采光、 通透、 视野好的同时, 实现保温及按需要可自然通风等目的; 在房城内各建筑之上可广泛设布前述的中空式结构空间 6, 但其一般不设窗结构, 从而 可使其视野、 采光、 通风性能更好;
上述在房城大系统内部各建筑及房城大维护建筑之中可广泛布设的部分或全部中空 式结构空间均可设计成绿色庭院式结构, 这一方面可使房城系统内的人们在可普遍享受 蓝天的同时, 可普遍、 较普遍地享受庭院空间与庭院文化; 另一方面可广泛分布的、 可 极大面积设置的绿色植被化的庭院体系与建筑墙面等之上的绿化体系等一起可构成大房 城系统的天然的 (耗二氧化碳而) 制氧场、 制氧系统, 从而既自然地美化净化了房城系 统内环境, 也可较大比例地减小房城系统内外的换气量, 从而也可进一步减少换气过程 中的冷热及机械功等的消耗, 并减少换气设备等的投入。
20、 根据权利要求 1或 2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其 特征是: 当考虑在很大的城区采用房城式建筑方式时, 可采用可实现最大节能效率并符 合安全要求的螺旋式延展的平面布局方法: 即可将具有一定安全宽度及较大节能高度的 长带式 (长龙式) 的大房城系统在水平方向上以隔开一定空间距离的间隔螺旋式沿布的 方式进行大布局, 整个城区可由一条长带式 (巨龙式) 的大房城盘桓构成, 而上述所隔 开的一定距离的空间——非房城式的开放空间亦可形成螺旋式的延伸布局,在长带式大 房城内部可区隔出诸多相对独立的空间, 以利安全;
上述间隔螺旋式布局可同时出现相对应的非房城式的开放空间的螺旋带, 可使房城 内部各区位均具有可供较快速撤离的近在的开放空间;
也可采用效率及安全性高, 同时相对简捷的多层回字形式等多重间隔式环式布局的 布局方式, 即可由若干内外周长不等的相对独立的环带形式的房城系统 7构成, 形成大 房城套小房城的布局形式; 另一方面同时形成与房城系统 7彼此对应间隔布局的若干环 带状开放空间系统 8;
可采用更加灵活的房城点式布局方式, 即可根据建筑环境的地形、 水域及建筑群功 能等的具体情况, 在诸多点上建相对独立的诸房城系统, 各房城的造型等形式依具体情 况确定, 从而形成在较大的开放空间体系中分布若干相对独立的房城系统的局面; 未来一些城市可形成几大区, 各大区又由若干大房城系统及相应的开放空间系统构 成, 各大房城系统与开放空间之间交错布局、 有机连构, 共同组成高效节能、 安全便捷 的城市系统;
在有山等坡度较大、 地势明显起伏的地方, 可借助自然地况、 地貌因地设围、 因势 围城, 在可有效地体现房城大系统可高效节能等本质要求的同时, 可不拘一格地建起形 式多样、 风格各异的多姿多彩的房城式建筑体系群, 其既可平原起城堡、 '亦可高坡现宫 室; 既可高触蓝天、 亦可含跨山水; 既可独立寒野、 亦可珠璧连城、 珠璧串连天下。
21、 根据权利要求 1或 2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其 特征是: 在条件方便时前述各种形式的房城系统的顶部或相邻的房城系统之间可设风机 系统, 以利用可形成的较强的风压与风力; 根据需要还可使单一房城系统整体外观或使 若干房城系统整体外观连构形成利于拦截风能的 "w"或 "连 W— WWW "等的延展与布 局形式, 从而可在房城式建筑、 建筑群之间形成较强的风压区, 再通过设置相应的风电 等系统可为房城式建筑 (群) 及其城镇提供较强的动力, 特别是在风力资源适宜的地区 可进行上述形式的"房城 +太阳能 +风能等"的联合开发与建设,从而更好地实现太阳城 等 绿色能源城市的建设目标。
22、 根据权利要求 1或 2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其特征是: 根据需要在寒冷等地区, 还可在现有房城有机隔护体系之上再加社新的隔 护结构系统, 以增强隔护整个房城系统或房城系统的某些特殊部分, 从而提高房城系 统的节能等效能, 新的隔护结构系统可由透光及非透光等材料构成;
我们可以将上述新的隔护结构系统与房城原隔护体系之间围成的空间称为房城系 统的外隔护空间、也可称为房城系统的准第二空间, 根据需要准第二空间之间(内部)、 准第二空间与设于房城系统第二空间及地下的某些空间一起可构成方便空气循环流动 的循环通道系统, 由于太阳能及温差压力等的作用, 准第二空间的空气将借助上述循 环通道系统实现自然的循环流动及对流换热, 这可以使太阳能等的产热被自然地输送 到背阳处的准第二空间中, 从而提高整个房城系统各部分的保温增温能力;
根据需要在上述循环通道系统中可设换热装置、 换热装置可利用低温水体及水冰 相变等释放的低温热能加热准第二空间的空气, 从而更加主动地使准第二空间的温度 保持在不太低的状态, 以更有利于第二空间及整个房城系统的保温节能, 同时也使大 量存在的廉价的低品位热能得到利用。
23、 根据权利要求 1或 2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其 特征是:
根据需要在寒冷等地区, 还可在 ¾¾有房城有机隔护体系之外再加设新的隔护结构 系统, 以进一步增强整个房城系统或房城系统的某些特殊部分的综合隔护能力, 从而 进一步提高房城系统的节能效率, 新的隔护结构系统可由透光及非透光等材料共同构 成;
可以将上述新的隔护结构系统与房城原隔护体系之间围成的空间称为房城系统的 外隔护空间、 也可称为房城系统的准第二空间, 根据需要准第二空间的不同空间之间、 准第二空间与处于房城系统第二空间及地下的某些空间之间可一起构成方便空气循环 流动的循环通道空间系统;
由于不同空间之间的温差及气压差的作用, 准第二空间的空气可借助上述循环通 道系统实现自然的循环流动及对流换热, 这可以使太阳能等的产热被自然地输送到背 阳处的准第二空间中, 从而提高整个房城系统各部分的保温增温能力;
根据需要在上述循环通道系统中可设换热装置、 换热装置可利用地源冷热能、 地 表水及水冰相变释放的冷热能降温(或加热)准第二空间的空气, 从而更加主动地使 准第二空间的温度保持在所需的适当状态。
24、根据权利要求 1或 2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其 特征是: 可设置垛窗系统、 垛窗式天并系统以及其它形式的天井系统- 垛窗系统: 根据需要可在房城式以及其它形式的建筑系统周边建筑的外侧设水平投 影为凹入式的垛口形式的建筑结构, 凹入垛口部分的水平投影的形状形式可以为矩形、 三角形、 半圆形、 半椭圆形等多种形式, 在垛口式建筑结构的外侧设具有采光及隔护等 作用的外窗结构,由此形成的垛凹建筑部分及其对应的上述外窗结构可合称为垛窗系统; 在垛窗系统的垛凹建筑部分的各朝向的结构面上均可大比例大面积地广设内窗系 统, 以提高相关建筑部分内部的自然采光能力, 同时在建筑系统周边建筑的其它部分处 则可不设或只设较小面积的采光窗体;
如果各上、 下垛窗系统相互贯通即可形成垛窗式天井(通道) 系统, 在许多情况之 下, 垛窗式天井系统内的空气的温度可高于或低于垛窗式天井系统外空气的温度, 由此 可形成垛窗式天井系统内外空气间的的温差、 压差, 并处成空气在垛窗式天井系统内外 的自然循环与流动, 这种流动不但可实现换气、 还可实现换热过程; '
对于房城式建筑系统,可使其处于周边的若干垛窗式天井系统与房城系统内部其它空 间部分间通过必要的上下通道连通在一起, 以形成相应的联合空间系统, 由此可将其它 空间系统可获得及具有的热量 /冷量通过温差压力造成的空气循环传输到垛窗式天井系 统, 并通过垛窗式天井系统中广布的内窗结构将热量 /冷量传给相应的建筑内部空间或使 相应的各建筑内部空间与建筑系统所处的外部环境空间之间形成良好的保温隔护; 可使房城系统中太阳能获取能力强的南侧空间与处于房城系统北侧等背光处的垛窗 式天井系统空间之间形成上下均贯通的循环空间系统, 从而可利用温差及压差使房城系 统南侧空间及其建筑等所获得和储备的太阳能通过空气的温差循环流动而传输到北侧等 背光处的垛窗式天井系统中, 并可以通过天井的内窗系统将热量、 较热的空气等传至相 应建筑部分的内部空间之中;
当在上述联合空间的循环通道中设置其它冷热源的换热系统时, 其它 冷热源的能量亦可通过循环空气传给垛窗式天井系统及其相应建筑部分的内部空间之 中;
在不同的垛窗式天井系统之间也可建成彼此上下贯通的循环通道系统, 并可根据需 要在循环通道的上下等适当位置处设加热或降温系统, 由此可直接有效地利用地源冷热 能、 地表水冷热能及水冰相变冷热能等低品位但可循环再生的廉价能源;
根据需要在房城式等建筑系统的外侧还可设其它形式的采光天井通道系统, 如平窗 式天井系统、 凸窗式天井系统:
平窗式天井系统——在相对于建筑系统外墙面有所凹进处设置的内窗结构的外侧 设与外墙面基本处于同一平面 (可略有进出) 的外窗结构系统, 从而在内外窗之间可以 围构而成的具有采光、 换气、 保温及传递冷热能量等功能的天井通道系统;
凸窗式天井系统——在相对于建筑系统外墙面很少凹进处设置的内窗结构的外侧 设置明显凸出于外墙面的外窗系统, 从而围构而成的具有采光、 换气、 温及传递冷热 能量等功能的天井通道系统; ' 上述垛窗式、平窗式、 凸窗式等形式的天井系统可通过设于房城式等建筑系统顶部、 上部、地面、甚至地下等处的空气通道系统实现与其它空间及热源一换热系统的联通, 从而使房城式等建筑系统外维护(外墙)部分上原来能耗最大的自然采光窗系统的节能、 保温、 隔热、 传输能量及通风等能力大大提高。 '
25、 根据权利要求 1或 2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其 特征是: 可充分利用自然气压差形成的自然动力实现房城系统内外的换风换热过程- 可将房城系统换风 (换热) 系统的出风口设于气压及风压较大的房城系统内部空间 区域, 同时将相应的进风口设于气压及风压较小的房城系统内部空间区域;
具体的情况可为: (一)、当房城系统内某一建筑或建筑区域的南北两侧空间由于太阳能的照射及储备 等造成较大的温差存在时, 可使南北两侧空间的上部较充分、 较少障碍地连通在一起从 而使南北两侧空间的上部的气压差及空气循环风速较很小, 而在南北两侧空间的下部可 设相对较小横截面积的空气循环通道, 由此将使北侧温度较低的空间下部的气压较明显 高于南侧温度较高的空间下部的气压, 此时可将普通换风系统或既换风文换热的换风系 统的排风口设于北侧温度较低的空间的下部, 从而可利用相对高的气压使房城系统内较 低温的空气排出到环境空间中; 同时将普通换风系统或既换风又换热的换风系统的进风 口设于南侧温度较髙的空间的下部, 从而可利用相对低的气压将环境空间的空气引入房 城系统内部, 如此可大大降低处于采暖季节的整个房城系统的换气功耗;
(二)、 当房城系统内某一建筑或建筑区域的南北两侧空间由于太阳能的照射、 储备 及遮阳、 空调降温等造成较大的温差存在时, 可使南北两侧空间的下部较充分、 较少障 碍地连通在一起从而使南北两侧空间的下部的气压差及空气循环风速很小, 而在南北两 侧空间的上部可设相对较小横截面积的空气循环通道, 由此将使北侧温度较低的空间上 部的气压明显低于南侧温度较高的空间下部的气压, 此时可将普通换风系统或既换风又 换热的换风系统的进风口设于北侧温度较低的空间的上部, 从而可利用相对低的气压将 环境空间的.空气引入房城系统内部; 同时将普通换风系统或既换风又换热的换风系统的 排风口设于南侧温度较高的空间的上部, 从而可利用相对高的气压将南侧空间中相对较 高温的空气排到环境空间中去。 如此也可大大降低处于降温和排热状态的整个房城系统 的换气功耗;
(三)、 可利用前述的垛窗式、 平窗式、 凸窗式等形式的天井通道系统与房城式建 筑系统内部其它空间部分之间形成的联合空间系统之不同部分间的温差及压差情 ^!, 按与前述近似的方法设置换气系统的进气口与排气口, 从而降低房城系统的换气功耗。
25、 根据权利要求 1或 2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法 其相关系统, 其特征是: 可设中空辐射式房城系统: 房城系统内部建筑群水平投影及建筑群之间的 街道呈辐射状延展、 分布排列, 且建筑群及街道的辐射中心为无较高建筑的空阔空间 的房城式建筑系统。 中空辐射式房城系统中具有中枢作用的空阔的中心空间与辐射状 分布的各街道空间之间充分直接相通, 这使彼此之间的光照互借与空气流动得到更好 的实现;
根据需要, 可在上述空阔的中心空间处的上部设较高的引风通道、 引风塔等系统, 从而可使房城系统内外形成较大的空气流动压差, 以大大利于整个房城系统内外空气 的流动交换, 甚至可设置风机实现产功发电;
根据需要, 如果将中空辐射式房城系统的呈辐射状分布的各街道等空间的外侧立 面的主要部分均设成透明的隔护结构, 则可形成外透式的中空辐射房城系统;
根据需要, 如果将中空辐射式房城系统的呈辐射状分布的各街道等空间的外侧立 面均设成非透明的隔护结构、 挡光较强的建筑体, 则可形成外闭式的中空辐射房城系 统;
根据需要, 如果将中空辐射式房城系统的呈辐射状分布的各街道等空间的外侧立 面的一部分设成透明的隔护结构, 另一部分设成非透明的隔护结构、 挡光较强的建筑 体, 则可形成(外维护)半透式的中空辐射房城系统;
根据需要, 如果将中空辐射式房城系统的呈辐射状分布的各街道等空间的外侧立 面设成可适时选择透明与非透明的可机动的隔护结构形式, 则可形成 (外维护)机动 式的中空辐射房城系统;
根据需要, 如果将中空辐射式房城系统中居于南侧的呈辐射状分布的各街道等空 间的外侧立面的大部分设成透明的隔护结构, 则可形成南透式的中空辐射房城系统; 根据需要, 如果将中空辐射式房城系统中居于南侧的呈辐射状分布的建筑等全部 或部分撤除, 从而形成较大的空阔的南部空间系统, 并使空阔的南部空间系统的外侧 立面设成透明的隔护结构, 则可形成南空式的中空辐射房城系统;
上述南空式的中空辐射房城系统, 其空阔的南部空间系统根据需要可设成为大型 室内体育场, 如足球场、 橄榄球场。
26、 根据权利要求 1或 2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其特征是: 在一些地方特别是山体的南坡等朝阳的坡地上、 可建起内部建筑群水平投 影为 "E阵"式、 甚至是 "田网"形式的房城建筑系统:
"E阵"式房城建筑系统: 其即包含以南侧为采光正面的东西延伸与东西排列的 E 字、 连 E字建筑布局结构, 同时也包含南北前后排列分布的 E字、 连 E字建筑布局结 构, 由于北高南低的坡地走势及南北 E字建筑的主体间可形成适宜的较大的南北间距 等因素, 房城系统的各主要建筑部分均可获得较好的自然采光条件, 且整个房城系统 的建筑容积率、 节能效率及抗震等安全性能均可达到较好标准; .
"田网 "形式的房城建筑系统: 房城系统内的建筑(群)连构成网田的布局结构形 式, 其整个房城系统的建筑容积率、 节能效率及抗震等安全性能等可比相应的 E字形 式的房城建筑系统更好; 当在北高南低的坡地上建设时, 其绝大部分建筑单元的自然 采光条件亦可较好。
27、 根据权利要求 1或 2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其特征是: 在房城式建筑系统之上可设置可旋转跟踪太阳从而可高效采集太阳能的可 旋转屋顶系统:
可旋转屋顶系统上设可旋转采光顶面及其它相应结构, 可旋转采光顶面可采用具 有某一与当地纬度相对应的适宜的固定倾斜角度的结构形式, 也可以采用倾斜角度可 随时间季节等进行调整的结构形式;
根据需要上述可旋转采光顶面之上可设聚光式和非聚光式光伏发电系统; 根据需要可旋转采光顶面之上也可设槽式及其它适宜形式的聚光集热系统, 槽式 聚光集热系统的聚光轴可倾斜设置, 其倾斜方向及倾斜角度可与旋转采光顶面的倾斜 方向及倾斜角度相同;
根据需要可旋转采光顶面之上也可设置 (前面曾叙述过的) 一系列
相平行的可随太阳高度角变化而跟踪摆转的采光镜板系统, 这样加上旋转采光顶面对 太阳方位角变化的跟踪即可形成最高效的双轴跟踪聚光系统。 另一方面上述可跟踪摆 转的采光镜板系统可使旋转采光顶面实现夏季等时间完全遮阳及最高效的聚光采能, 冬季等时间在实现最高效的聚光采能的同时可利用从采光镜板之间的空间通过的散射 光进 自然采光照明; 当然在阴天等时间里可使采光镜板选择最适宜的角度从而使从 采光镜板之间的空间通过的散射光进行自然采光照明的效果最好;
在冬季夜晚等时间可通过选择釆光镜板的倾斜角度等方式使各采光镜板连构成一 体, 从而可构成一道较高效的隔热隔音等的保温静音屏障, 以使房城系统的节能等效 率更髙, 为此可使相应的各采光镜板同时具有较好隔热隔音等性能;
上述可旋转采光镜板等系统及其多功能的高效使用方式可应用于各种所需的房城 系统的屋顶、 南面、 东西侧面等光照界面之上。
28、 根据权利要求 1或 2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其特征是: 房城系统间可采用连天遮阳法, 由于房城系统东西两侧在夏季可获得的日 照强度较高、 且其总面积又较大, 故可获得的总的太阳照射能很大, 根据需要可考虑 将一些东西相邻的的两个房城系统的屋顶 (天顶) 部分延出并连构为一体, 从而实现 更好的遮阳效果与结构搭配组合, 同时还可考虑设置相应的光伏发电、 聚光集热等太 阳能利用系统, 从而也使单位土地面积上的太阳能利用率更高, 整个房城建筑系统的 产功、 产电及产冷热能力更强。
29、 根据权利要求 1或 2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其特征是: 根据需要可采用拱桥式内构结构形式: 将房城建筑系统中一些内部建筑下 部的通风及采光通道设为桥拱形式、 同时相应的这部分内部建筑的一些 (乃至总体) 轮廓又近成拱桥形式, 由此形成房城系统的拱桥式内构结构形式。
30、 根据权利要求 1或 2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其特征是: 根据需要房城系统可设东西耳室: 在房城系统、 特别是太阳房城系统的东 西两侧设置的在冬季可增强整个建筑系统吸收太阳能及保温的能力, 在夏季可减少进 入整个建筑系统的直射阳光及太阳能数量, 同时保证房城系统的自然采光能力的辅助 房室式建筑部分;
东西耳室建筑部分的一侧为整个房城系统内部东 /西侧的建筑, 南侧为透光及保温 性强的建筑隔护结构, 其它侧面(西 /东侧面、 屋顶)可釆用高效保温的建筑隔护结构。
31、 根据权利要求 1或 2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其 特征是: 可采用可变集热天窗系统:
房城建筑系统的透光隔热窗即可集中设置也可分区设置, 即可设于房城建筑系统的 南立面、 东西侧面、 也可设于房城系统的大天顶等结构与空间处, 根据需要可设计和建 造一种高效的可变集热天窗系统;
可变集热天窗系统可采用一种适应性强、 透光及集热、 保温效率高的可机动变化的 结构形式, 其较具体的构成情况为: 在房城建筑系统的顶部设相互平行的南北走向的若 干天窗滑行轨道 110,在天窗滑行轨道 110之上设可变天窗集热系统,天窗集热系统由天 窗 111、 天窗骨架 112、 天窗保温结构 113、 具有高热阻的天墙结构 114、 夏窗结构 115、 滑轮 116及反光结构 117组成;
上述各组成部分间的结构关系及工作过程为: 天窗骨架 112 的上、 下端分别与其北 侧的天墙结构 114的上端及其南侧的天墙结构的下端之间相互交接; 在上述结构的下端 铰接轴 118之上设可沿天窗滑行轨道 110滑行的滑轮 116;天窗 111的下端也可铰接在下 端铰接轴 118等之上, 并且可通过摆转而改变角度, 使其既可.固定于天窗骨架结构 112 之上、 实现采光隔热的目的, 也可固定于天墙结构 114之上或悬停在适当的空间角度位 置之上, 从而实现采光通风的目的;
天窗保温结构 113的上端可铰接于天窗骨架 112与天墙结构 114之间的上端铰接轴 119等结构之上;天窗保温结构 113可处于天窗 111及天墙结构 114之间的房城内部空间 之中, 其下端既可扣接固定于天墙结构 114之上从而确保阳光高效地透过天窗 111进入 房城系统内部, 天窗保温结构 113的下端也可扣接在天窗骨架 112的下端、 从而使天窗 保温结构 113可以以较高的热阻封堵天窗 111、 使天窗在夜晚等时间散失的热量大大减 少; 天窗保温结构 113的南侧面可设为平面形式的或具有一定曲率的曲面形式的反光面 117, 从而可以将通过天窗 111的阳光有效的反射到房城系统内部空间深处, 使房城系统 内部的采光及得热等的均衡性更好;
天窗保温结构 113可绕上端铰接中轴 119摆转并选择适当的悬停角度, 以使其实现 上述反光等功能的效能质量更高; 天墙结构 114内侧面的下部部分之上亦可设反光面, 以进一步增强阳光进入房城系统内部深处的能力;
根据需要还可设置处于房城系统内部空间之外的外天窗保温结构 120, 外天窗保温 结构 120的下端可铰接于下铰接轴 118之上, 通过摆转等位置变化, 其即可覆盖于天窗 111之上, 大大增加天窗 111的保温性能, 也可覆盖和固定于天墙结构 114之上, 进一步 增加天墙结构的保温性能;
根据需要天墙结构 114之上可设能进行机动采光、 机动开关及机动遮阳保温的夏窗 结构 115, 以增强房城系统的采光、通风能力, 同时在夏季可在基本不降低自然采光能力 的情况下实现部分封闭南侧的天窗, 以减少直射阳光及太阳能进入房城系统的数量, 从 而利于房城系统的降温, 减少制冷功耗;
相互铰接在一起的天窗骨架 112及天墙结构 114的水平倾角、 间距及空间位置等可 通过下端滑轮 116在天窗轨道 110之上的滑移变位来实现最佳选择。 当冬季太阳的高度 角变小时, 可使相邻的滑轮之间的距离变小, 从而使天窗骨架及天窗的水平倾角增大, 使阳光可以以更接近垂直的角度高效地穿过天窗 111进入房城系统内部; 同时根据需要 也可以跟踪早晚及正午等时刻阳光高度角的变化而调整滑轮之间的距离, 以使一天之中 阳光可以最佳的效果进入房城系统内部;
上述空间位置、 距离、 角度及开关状态等可进行调节的结构系统的工作过程既可采 用简单的人工手动的操控方式, 也可采用复杂一些的人工加机械操控, 还可采用更加自 动化的智能调节与操控方式, 一切以经济、 可靠、 安全及长效诸多因素的综合优化作为 设计与选择的标准。
32、 根据权利要求 1或 2所述建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统, 其特征是:
在房城大天顶每隔一定距离均设置 H形存雪道 11, 凹形存雪道 11 可设于建筑屋顶 12之上或主要支撑骨架的骨架网络之上, 凹形存雪道 11可通向房城边缘及大围护外侧; 在相邻的存雪道之间可设透明隔热窗 13等, 在隔热窗 13的两端可设快速除雪轨道 14, 在快速除雪轨道 14之上跨透明隔热窗设快速除雪车 15, 在快速除雪车 15上设旋转 式等结构形式的扫雪系统 16, 根据需要也可在除雪车的前后两端加设楔形前后分雪头 17、 18,整个房城大天顶的快速除雪轨道 14可并构成全部相连通的除雪轨道大网络系统, 也可分区域设成局部统一连通的若干除雪轨道系统;
根据需要快速除雪车之上还可设置除霜冰系统, 以清除隔热窗上可能形成的霜冰及 存雪道之中的结冰等等, 同时快速除雪车上亦可设置清洁系统, 以对隔热窗、 存雪道等 大天顶系统进行清洁维护;
大天顶之上也可采用类似于汽车风挡雨刷形式的固定扫雪器将落雪及时地扫入存雪 道中, 固定扫雪器可为沿扇形等工作面往复扫刷之形式, 也可采用沿圆面旋转扫刷等的 结构形式;
在快速除雪车 15的两侧可加分设左、 右抓雪臂 19、 20, 在左、 右抓雪臂 19、 20两 端分设左右抓雪斗 21、 22, 左右抓雪斗 21、 21可铲抓两侧存雪道 11中的存雪并将其放 入快速除雪车的存雪箱 23中,或直接随快速除雪车一起将所铲抓存雪运到房城天顶的边 缘, 之后将存雪倾入通向地面的专门通道之中, 该专门通道最下端的出雪口中流出的雪 可直接落入地面运雪车中或直接落入地面等空间;
在快速除雪车 15的两侧还可分设左、 右清雪臂 24、 25, 在左、 右清雪臂 24、 25两 端分设左、 右清雪板 26、 27, 左、 右铲雪板 26、 27可分别深入左、 右存雪道中将抓雪 斗铲抓剩余的残雪沿着存雪道清干净——进而推运至大天顶的边缘, 此一推运过程亦 可由前述的左右抓雪斗 21、 22来共同完成;
为强化清雪能力, 还可在存雪道两侧加设专用的运雪轨道 28并在运雪轨道 28上设 装运雪车 29等, 为确保达天顶系统的安全, 特设的装运雪车的结构形式可为- 在装运雪车 29上设与运雪轨道相垂直的较狭长的装雪箱 30, 装雪箱可设为能向左 右两侧方向(装运雪车的前后方向)进行翻转倾倒积雪的结构形式; 在装运雪车 29上设 与运雪轨道 28相垂直的装雪轨道 31, 在装雪轨道 31上设 (小型)装雪车 32, 装雪车 32上设抓雪臂 33抓雪斗 34, 装雪车 32可在装雪轨道 31上往复运动, 从而可将存雪道 11中不同位置的积雪装入装雪箱 30的不同位置处;
在装运雪车 29的前后两端, 可分设推雪板 35、 36, 当积雪较少时, 可直接利用推 雪板 35、 36将存雪道 11中的积雪沿运雪轨道 28的方向推至房城系统边缘等处的落雪通 道口 37附近; 当积雪较多时, 可先利用推雪板 35、 36将积雪推成堆, 然后再利用抓雪 斗 34将成堆的积雪抓入装雪箱 30之中, 当装雪箱盛满积雪后, 装运雪车 29可沿运雪轨 道 28将积雪运至房城系统边缘等处的落雪通道口 37附近,之后再以抓雪斗 34将装雪箱 30中的积雪抓出并将其送至落雪通道口 37之中或附近; 或者可直接翻转装雪箱 30将积 雪倾倒在落雪通道口附近, 之后再利用推雪板、 抓雪斗等在避免落雪通道被堵塞的情况 下, 一步步地将积雪推送入落雪口 37之中;
为方便较快速落雪等的需要, 落雪通道 37口可设成扁喇叭口等形状, 扁喇叭口的扁 长方向可与运雪轨道相垂直,落雪通道口下部落雪通道的主体部分 38的横截面可设成扁 圆等的形状形式;
在快速除雪轨道 14上还可设快速清雪车 39, 快速清雪车 39可由一条或两条或更多 的循环式清雪带 (链具) 系统 40组成, 清雪带 (链具) 系统 40可设成流水线输送带式 的运动形式, 且其输送方向可与快速除雪轨道 14垂直设置, 在清雪带系统 40的循环链 41等之上沿输送方向每隔一定距离设一小清雪板 42及清雪扫刷 43 ;
小清雪板 42可设成开口向前的 V字形或 U字形等形式以利于聚推积雪, 清雪扫刷 43可设于小清雪板 42之后;
清雪带系统 40及其之上的小清雪板 42、 清扫雪刷 43等系统可设为能根据需要而上 下起落一定高度的结构形式;
当快速除雪轨道 14之间的跨度较大、需横向扫雪的距离较远等情况时, 可在快速清 雪车 39之上设两条可由中间分别向左右两侧清扫积雪的左右清雪带系统 44、 45, 左右 清雪带系统 44、 45的主要结构可与前述的清雪带系统 40基本相同,为使左右清雪带 44、 45之间的积雪被清除干净, 可在快速清雪车 39的中间部分的前后两侧分设前后小分雪 板 46、 47及前后小扫雪器 48、 49。
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