一种由架空建筑单元组成的地空生态系统的制作方法

1.本发明涉及综合建筑技术领域，具体涉及一种以若干类型的架空建筑为组成单元的地空生态系统。


背景技术：

2.科学技术进步和社会生产力的高速发展，加速了人类文明的进程，但与此同时,人类社会也面临着一系列重大环境与发展问题的严重挑战。随着人口剧增，人们对住房资源以及生产生活资源的超额需求，传统建筑对资源的过度消耗、环境污染和生态破坏等方面的影响也在日益加剧。
3.例如：
①
传统建筑本身占用大量土地，甚至零星出现不规范占用耕地的情况，造成可耕种土地面积越来越少，而土地是人类赖以生存和社会发展的物质基础，耕地更是农业生产最基本的、不可替代的生产资料。随着人口的增长和城市的扩张，“吃饭”和“城建”给耕地带来的压力有增无减。
4.②
传统建筑会对原始地表形态造成较大破坏，导致原有河流、湿地或者地下水的走向和分布发生改变，进而引起地表植被减少，过多的非渗水地面的铺设导致地下水无法通过自然渗水补充，地下水位下降，同时还会降低正常降水容纳能力，极易引起城市内涝。
5.③
现有的大部分城市或者城镇，甚至村落建设，基本上遵循当地地势特征进行设计分布，由于一些天然障碍物的存在，会造成城市、城镇或村落建设形成分区分块的状况，极易造成小区域内的发展不均衡。
6.④
同样由于自然环境以及地势等因素，在建设过程中，受影响最大的就是相互连接的道路建设。地势的起伏、弯折，往往导致道路存在过多的上坡下坡以及弯道等，不仅造成行驶过程的不便利、增加能源消耗，还会导致拥堵情况市场发生。
7.因此，在城市发展和建设过程中,当务之急是让自然生态与绿色建筑可持续发展，改变以牺牲环境为代价，走上良性循环的生态型发展模式；我们必须重新审视和评判现有的生存环境发展观和价值系统，提高环保意识和发展观念，加强将生产、环境、生态与建筑以及基础设施相融合、相协调的可持续发展的建筑生态观，让新型的城市建设以及生产、生活设施更加绿色环保，这些都是现代化发展的必然趋势。


技术实现要素：

8.本发明提供了一种由架空建筑单元组成的地空生态系统，通过采用与使用功能相适应的单体架空建筑单元，配合连接相互之间的道路、管线等辅助构件，从而形成大小规模不一的建筑群落，不同的建筑群落进一步相连，形成具有一定规模的城镇或城市，以及生产生活设施，即地空生态系统。该地空生态系统不仅能够实现人员的居住生活，同时还充分利用单一建筑单元架空结构的下方空间，在保留其原始地貌的基础上，进行一定程度的生态改造，形成由地面原有河流、湿地、沟渠等水循环系统、兼具光线采集控制和局部温湿度调
节功能的生态种养殖系统组成的下部地面供给系统，以及架空结构上部的人居环境、商业、生产等上部消耗系统，还有分布在建筑单元、建筑群落之间的互联交通系统，和连接上下层的连通系统，等等组成的地空生态系统。
9.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种由架空建筑单元组成的地空生态系统，其特征在于，在横向平面，该系统包括功能类型不同、架空框架结构各异的单体架空建筑单元，并配合连接相互之间的道路、桥梁类的构筑物，以及管道线路类的辅助构件，形成大小规模不一的建筑群落，不同的建筑群落进一步相连，形成具有一定规模的城镇、城市或者工厂，以及特殊功能社区；其中，设置在建筑单元与建筑单元之间的架空道路、索道，还有不同建筑单元构成的不同建筑群落之间的高架桥、架空高速路、架空轨道组成的互联交通系统。
10.在垂直方向上，该系统包括下部地面供给系统、上部消耗系统和互联交通系统，以及连接上下的连通系统，具体到单独的构成单元为框架结构、具体由板、梁、柱构成的网状部分组成，板、梁、柱的几何尺寸、材质、强度根据上层建筑决定，柱基以桩的形式伸入地下，整体呈分层立体结构的架空建筑单元，具体包括工厂、机场、城市、城镇、乡村，以及单个单体建筑物。
11.首先，以设置在架空建筑单元底部现有的天然地表作为下部地面供给系统的基础，将天然地表上原有的土壤、养份循环利用，同时依地势条件设置水资源的接收、贮存、输送和使用装置，并利用天然地表的植被进行人工培育，形成局部的集食物、水分以及氧气提供为一体的下部地面供给系统。
12.其次，以设置在架空建筑单元上部功能不同的建筑物构成包括人居活动场所、住宅、休息、文体活动场所、动植物的培育、加工、贮运、商业消费设施在内的上部消耗系统。
13.还有，设置在建筑单元与其对应的下部地面供给系统之间的连通系统，包括运送人员、物资的电梯、吊车或楼梯组成的实物输送系统，以及利用自然光线的光线输送系统。
14.另外，在所述下部地面供给系统和上部消耗系统之间的空间内，设置特殊功能层，特殊功能层固定在上部消耗系统的底面上或者支柱的侧方，其底部离天然地表的高度大于等于2.2m，作为地下停车场以及对自然光线需求较小的无人工厂的场所，还能够作为不同立柱之间的结构增强构件。
15.优选的，所述上部消耗系统的支柱采用免拆模具浇注结构，整体为圆柱形或者四棱柱形；具体为双层结构，其中外层采用多节混凝土管组装固定而成的空心管状模具，单节空心管状模具的长度为1-3m，其内部设有网状的加强筋；内层为钢筋混凝土混合的实心柱；内层横截面的直径或对角线长度与外层模具的厚度呈正比，通常为10:1；将规定尺寸的空心管状模具连接固定，之后再管内植入钢筋，浇注完成后，内部的混凝土与外部的模具固定连接，融合为支柱的外部保护层，无需进行拆模。
16.优选的，所述下部地面供给系统还包括灌溉系统，具体包括管道供水灌溉机构和收集供水灌溉机构，并配有灌溉水箱和灌溉管网。
17.优选的，所述下部地面供给系统还包括温湿度调节系统，用于对建筑单元下方的规划种植的作物进行温度、湿度的感知和调节。
18.优选的，所述光线输送系统包括设置在建筑单元空旷场地处，或者不同建筑单元之间交接处的采光口以及配套的折光装置和导光装置；还包括设置在建筑单元非承重部
位、采用透光材料或者透明混凝土成型的透光口。
19.优选的，所述光线输送系统还包括人造光源，位于所述下部地面供给系统用于供给作物生长所需的光强度；具体包括波长为400-500nm的蓝色led和波长为610-720nm的红色led组合。
20.优选的，所述收集供水灌溉机构包括设置在建筑单元上方的雨水收集池和管道，还包括设置在建筑单元下方起辅助作用的自然水汽凝结收集装置。
21.优选的，所述互联交通系统还包括有线和无线通信、以及电力传输和水气输送设施；其中，上述设施均设置在所述上部消耗系统底部的托举架上，即架空建筑底板与支撑柱交接的空间范围内，通常为底板下0-1.0m距离的垂直空间内；沿底板、道路、轨道横向延伸，并设置有专门的出口，以方便各个类型的管线进入建筑单元。
22.优选的，所述有线和无线通信、以及电力传输设施采用直接安装在底板下方的开放式结构或者在底板下方设置半包围式的开口槽，相应管线安装在该开口槽内的结构。
23.优选的，在所述上部消耗系统中人流量、车流量大的公共场所，例如道路和高架桥的底板与下层的支撑柱的交接处设置压力式发电机组，利用压力式发电机上方施加的间断压力作用，驱动其内部机件往复动作，发电机输出持续电流，实现节能减排。
24.有益效果：
①
生态系统的下层保持原始地貌和原有的自然循环系统，同时辅助光线、温度、湿度、土地肥力等方面的人为改造设施，在对环境影响较小的前提下使其成为粮食的来源之一，以及天然的休息地，节约能源、节约土地，扩展人们的生活空间。
25.②
通过架空结构，保持地表减少破坏，同时配合上层结构的覆盖遮挡，有效降低地表温度的上升，一定程度上缓解温室效应。
26.③
将连接架空建筑群落的道路升高，可以避免原有地面应力以及泥、水浸漫引起的道路破损，延长道路使用寿命。
27.④
将电力、通信线缆以及给排水管道等分类分区域安装在架空建筑底板与支撑柱交接的空间范围，一是方便安装，二是杜绝了现有建筑形式需要多次进行开挖安装的情况，减少人力物力消耗。
28.⑤
该生态系统的建设可以有效带动建筑技术、材料科学、能源科技等领域技术的发展和应用，促进传统行业的二次发展。
附图说明
29.图1 是本技术所述生态系统的侧视图。
30.图2是本技术所述生态系统的俯视图。
31.图3是设置有特殊功能层的生态系统的侧视图。
32.图4是本技术所述支柱的剖面结构图。
33.图中，单体架空建筑单元1、建筑群落2、下部地面供给系统3、上部消耗系统4、实物输送系统5、支柱6、空心管状模具701、实心柱702、管道供水灌溉机构8、收集供水灌溉机构9、采光口10、折导光装置11、人造光源12、雨水收集池13、托举架14、开口槽15、弹性垫层16、压力式发电机组17、特殊功能层18。
具体实施方式
34.下面结合附图对本发明所述技术方案进行进一步说明。
35.实施例1如图1-4所示,所述地空生态系统是由若干个不同功能的架空建筑单元，包括住宅建筑单元、公园建筑单元以及学校单元组成的人居建筑群落；所述住宅建筑单元、公园建筑单元以及学校单元均包括上下两部分；其中架空层为上部消耗系统，主要包括结构不同但功能相近的建筑物，住宅、学校以及公园；在相邻上层建筑的连接部位设置独立的雨水收集池和污水收集管道，贯穿底板，并通过管道连通至地面以下；原地面为下部地面供给系统，采用混凝土或钢架支撑柱埋设于原有地面以下，相邻建筑单元支撑柱之间具有起拱结构，即相邻建筑单元支撑柱的顶端处于具有一定弧度的同一连续面上，在支撑柱上端设置压力式发电机组并设置底板，底板上设置若干不同形状和大小的开口，分别用于安装连通系统相应的电梯、吊车或楼梯等设施，以及安装透光材料、反射镜、透镜等将自然光线引导至地下部分的设施；在原始地面上方的立体空间内分别设置不同的植物生态系统，包括地面植物群落，以及设置在自然光线能够直接或间接照射到的区域的传统种植区域，还有设置人造光源的通过无土栽培设施搭建的立体种植区域，两个种植区域进行蔬菜、水果以及公园苗木等作物的种植，均安装相应的灌溉水箱和灌溉管网；在所述底板背面往下0.5-1m的立体空间内，设置吊架，采用将管、线等部件直接安装在吊架上的开放式结构，也可以在架空层的底板下方设置与底板相连、开口向下且同样设置吊架的半包围式安装槽，相应管、线安装在槽内。
36.实施例2所述地空生态系统是由若干个不同功能的架空建筑单元，包括写字楼建筑单元、商超建筑单元组成的商业建筑群落；其基本支撑结构与人居建筑群落相似，区别在于地下功能区域的设置不同，具体如下：商业建筑群落的下部地面供给系统的布局、结构设置以及侧重点不同；同样包括连通系统以及自然光的引导系统，但在商业建筑群落的下部地面供给系统中，取消了传统种植区域和立体种植区域和配套的人造光源以及灌溉系统，而设置占总面积2/3的地面植物群落，以及少量人造景观。
37.实施例3所述地空生态系统是由若干个不同功能的架空建筑单元，包括工厂建筑单元组成的生产建筑群落；其基本支撑结构与人居建筑群落和商业建筑群落相似，区别在于地下功能区域的设置不同，具体如下：生产建筑群落的下部地面供给系统除了设置占总面积1/3—1/2的地面植物群落，同时还设置有封闭式的生产污水处理系统。
38.上述三个功能建筑群落相互之间通过高架桥、架空高速路、架空轨道组成的互联交通系统相连接，并且有线和无线通信、以及电力传输和水气输送设施均设置在高架桥、架空高速路、架空轨道的下方，并横向延伸，并设置有专门的交换出口。