一种用于遮阳隔热的可调节模数化建筑及其设计方法

1.本发明涉及建筑工程技术领域，具体地，涉及一种用于遮阳隔热的可调节模数化建筑及其设计方法。


背景技术：

2.随着国家经济的持续发展，住宅建设在不断地推进，人们对生活的环境要求不断提高，尤其是对保暖、通风和遮阳等方面的要求也日益增多。目前，为了达到住户的保暖需求，除了采用保暖墙体之外，通常还将住宅主体设计为南北向房体，以保证室内的采光和保温。但是，我国夏热冬冷地区和夏热冬暖地区受太阳辐射多，且主要的建筑立面暴露在外侧，从日出到日落受到直接日照时间长，会使建筑室内温度过高，造成室内过热的问题，影响人体热舒适度，尤其在南方湿热地区，缺少遮阳和通风会导致形成恶劣的室内热环境，引起人体心理和生理上的不适。另外，为了提高建筑的防热性能，市面上已出现了建筑水平遮阳、垂直遮阳和挡板式遮阳等不同的遮阳措施。虽然这些遮阳措施造型各有不同，能够达到遮阳的目的，但是却无法根据不同的建筑尺度形成相同的尺度变化规律。
3.因此，本领域技术人员亟待设计一种能够解决上述问题的新型住宅。


技术实现要素：

4.为克服相关技术中存在的问题，本发明公开提供一种用于遮阳隔热的可调节模数化建筑及其设计方法。
5.根据本发明公开实施例的第一方面，提供一种用于遮阳隔热的可调节模数化建筑，所述可调节模数化建筑包括：若干楼层，每个楼层中包括室内用房区域和室外活动平台区域；
6.所述室外活动平台区域位于所述可调节模数化建筑的南侧或者东侧和西侧；
7.所述室外活动平台区域设置为带有遮阳板的阳台，且所述阳台的侧边设置为玻璃幕墙；
8.所述阳台的外侧设置有栅栏，所述栅栏被插接为榫卯结构；
9.所述可调节模数化建筑的其他侧面设置为混凝土墙体。
10.可选的，所述栅栏包括实木复合板的木骨架、木格栅、角铁和膨胀螺丝；
11.所述实木复合板的木骨架包括2个，所述木格栅包括若干个，所述若干个木格栅排布在所述2个木骨架的中间；
12.所述木骨架通过角铁和膨胀螺丝固定在混凝土结构的外墙体上。
13.可选的，所述实木复合板的木骨架宽度为300-500mm之间。
14.可选的，所述阳台的遮阳板上用于放置绿植。
15.可选的，所述若干楼层包括：顶层、中间层和底层；
16.顶层内包含的矩形模数的数量最多，底层内包含的矩形模数的数量最少。
17.可选的，所述中间层相较于底层多出的矩形模数位于南侧、东侧或者西侧；
18.所述底层相较于中间层多出的矩形模数位于南侧、东侧或者西侧。
19.根据本发明公开实施例的第二方面，提供一种用于遮阳隔热的可调节模数化建筑设计方法，所述方法包括：
20.根据建筑基地的尺寸和建筑面积功能要求，将基地按照矩形模数进行布局，确定建筑的室内用房与室外活动平台，其中，所述建筑面积功能要求包括建筑物的层数、层高和建筑内部不同区域的功能需求；
21.根据建筑平面图中立柱和墙体的位置对所述建筑的主体进行施工；
22.将所述建筑的南侧带有遮阳的阳台侧边设置为玻璃幕墙，或者，将所述建筑的东侧和西侧带有遮阳的阳台侧边设置为玻璃幕墙。
23.可选的，所述方法还包括：
24.在带有遮阳板的阳台上，将栅栏插接为榫卯结构并固定在阳台外侧的木制构架上；
25.将宽度为300-500mm的实木复合板的木骨架通过角铁和膨胀螺丝固定在混凝土结构外墙墙体上；
26.在带有遮阳板的阳台上放置绿植。
27.综上所述，通过本发明中的技术方案，能够带来如下有益效果：
28.(1)提出了一种采用模数化设计施工、建筑适应用地、有效利用地块的途径和方法；
29.(2)解决了屋面活动平台的绿化种植设计没有规律可循，隔热与遮阳分开设计，没有较好有机衔接的问题；
30.(3)遮阳构件的出挑深度和木条间距可调节的构造做法，大大增加了遮阳调节的灵活度，并能增加空气流通，使遮阳构件内侧的建筑空间达到较好的热舒适性能，达到生态节能的目的；
31.(4)建筑墙体、屋面板和外遮阳板等建筑设计构件可进行工厂预制，现场安装，减少了现场工作的强度，适合工业化生产施工，更加经济；
32.(5)由于遮阳板进行了模板格栅拼接，建筑的功能与形式相结合，有利于形成了层次丰富的立面形态；
33.(6)通透的立体几何建筑形体创造了遮阳空间，同时保留了可贵的从建筑物内望向外部城市景观的视野，建筑体块的退让可以让室外绿植作为天然表皮，遮蔽暴露在日光下的立面，每个使用空间被建筑周围的植物环绕，从室内能够看见绿色开阔的表面。每一层都有连续的绿色空间系统，在不同楼层都可以看见，提升了愉悦的空间体验；
34.(7)遮阳木格栅系统排列形成立方体，有效遮挡了照进建筑物的阳光，同时，退后的玻璃接收并反射阳光，在建筑维护上减少制冷和照明的花费。
35.本发明公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
36.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
37.图1是根据一示例性实施例示出的一种用于遮阳隔热的可调节模数化建筑的结构
示意图；
38.图2是根据图1示出的一种底层平面示意图；
39.图3是根据图1示出的一种中间层平面示意图；
40.图4是根据图1示出的一种顶层平面示意图；
41.图5是根据图1示出的另一种用于遮阳隔热的可调节模数化建筑的结构示意图；
42.图6是根据图1示出的又一种用于遮阳隔热的可调节模数化建筑的结构示意图；
43.图7是根据图1示出的一种10m*10m模数的示意图；
44.图8是根据图7示出的一种10m*10m模数中建筑轴线布局示意图；
45.图9是根据图1示出的一种10m*15m模数的示意图；
46.图10是根据图9示出的一种10m*15m模数中建筑轴线布局示意图；
47.图11是根据图1示出的一种12m*10m模数的示意图；
48.图12是根据图11示出的一种12m*10m模数中建筑轴线布局示意图；
49.图13是根据图1示出的一种栅栏的结构示意图；
50.图14是根据一示例性实施例示出的一种用于遮阳隔热的可调节模数化建筑设计方法的流程示意图；
51.图15是根据图14示出的另一种用于遮阳隔热的可调节模数化建筑设计方法的流程示意图。
具体实施方式
52.以下结合附图对本发明公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
53.如图1、图5和图6所示，该用于遮阳隔热的可调节模数化建筑包括：若干楼层，每个楼层中包括室内用房区域和室外活动平台区域；该室外活动平台区域位于该可调节模数化建筑的南侧或者东侧和西侧；该室外活动平台区域设置为带有遮阳板的阳台，且该阳台的侧边设置为玻璃幕墙；该阳台的外侧设置有栅栏，该栅栏被插接为榫卯结构；该可调节模数化建筑的其他侧面设置为混凝土墙体。其中，阳台的遮阳板上用于放置绿植。
54.进一步的，本发明公开实施例中还提供了如图5和图6所示的两种可调节模数化建筑，图5和图6中的可调节模数化建筑中均包括若干由室外活动平台区域和室内用房区域组成的楼层，以及室外活动平台区域被设置为带有遮阳板的阳台。但是图5和图6中室外平台活动区域相对于室内用房区域的位置与图1不同，用于适应不同的建筑面积功能要求和遮阳需求。
55.示例地，本发明公开实施例中可调节模数化建筑，根据基地的尺寸和建筑面积功能要求，将基地按照矩形模数进行布局，形成由若干个矩形模数组成的室内平面和室外平面。其中，该室内平面(即室内用房区域)和室外平面(室外活动平台区域)的面积可以通过矩形模数进行表示。通常情况下，建筑体及其构建采用100mm作为一个基本模数，基本模数的整数倍为扩大模数。其中，本发明公开实施例中，将模数化尺寸控制在2100mm-3600mm左右(如图7-图12所示)，且将模数的形状设置为矩形模数。确定矩形模数的尺寸后，将该可调节模数化建筑中每个楼层的空间切分为室内用房区域和室外活动平台区域，室内用房区域和室外活动平台区域中分别包含整数倍个矩形模数。如此，该可调节模数化建筑可以根据
不同的场地条件进行模数化尺寸调节(即可以调整每个矩形模数的尺寸)，还可以将每个模数设计为与一个遮阳构造设施对应，例如，该可调节模数化建筑顶层的室外活动区域为一个遮阳构造设施，即一个模数，中间层和底层的室外活动平台区域分别包括若干个遮阳构造设施。遮阳构造设施的尺寸可进行模数化调节，通过工厂预制施工，现场拼接，同时可作为阳台露台使用，具有良好的通风遮阳效果。
56.其中，若干楼层包括：顶层、中间层和底层；顶层内包含的矩形模数的数量最多，底层内包含的矩形模数的数量最少。该中间层相较于底层多出的矩形模数位于南侧、东侧或者西侧；该底层相较于中间层多出的矩形模数位于南侧、东侧或者西侧。
57.示例地，在本发明公开的一个实施例中，该可调节模数化建筑包括顶层、中间层和底层，其中，若矩形模数的尺寸为2700mmx2700mm，则本实施例的优选方案为：底层包含9个矩形模数(如图2所示)，中间层包含7个矩形模数(如图3所示)，顶层包含6个矩形模数(如图4所示)，且底层相较于中间层多出的矩形模数位于南侧、东侧或者西侧，中间层相较于顶层多出的矩形模数位于南侧、东侧或者西侧，如此能够保证该可调节模数化建筑室内的光线充足，不会被上层建筑遮挡。多出的矩形模数通常被设计为室外活动平台区域，用于绿化种植，达到室内隔热的目的，同时也不影响室内的照明。可以理解的是，本发明公开实施例中将多出的矩形模数设置为室外活动平台的方法，也可称作建筑局部体量消减法。
58.可以理解的是，通过上述方法将室外活动平台区域分层设置，并且从顶层至底层的室外活动平台区域包含的矩形模数逐渐增多，形成遮阳绿植由上至下逐层增多的规律，解决了现有技术中屋面活动平台的绿化种植没有规律可循，隔热与这样分开设计且没有进行较好的有机衔接的问题。且本发明公开实施例中通过通透的立体几何建筑形体创造了遮阳空间，同时保留了可贵的从建筑物内望向外部城市景观的视野，建筑体块的退让可以让室外绿植作为天然表皮，遮蔽暴露在日光下的立面，每个使用空间被建筑周围的植物环绕，从室内能够看见绿色开阔的表面。每一层都有连续的绿色空间系统，住户在不同楼层都可以看见绿植，极大地提升了住户愉悦的空间体验。
59.其中，如图13所示，该栅栏包括实木复合板的木骨架1301、木格栅1302、角铁和膨胀螺丝(角铁和膨胀螺丝在图中共同通过1303表示)；该实木复合板的木骨架1301包括2个，该木格栅1302包括若干个，该若干个木格栅1302排布在该2个木骨架1301的中间；该木骨架1301通过角铁和膨胀螺丝固定在混凝土结构的外墙体1304上。其中，实木复合板的木骨架1301宽度为300-500mm之间。
60.其中，该室外活动平台区域位于可调节模数化建筑的南侧或者东侧和西侧，并且通过在室外活动平台区域放置绿植等为住户创造遮阳空间，避免建筑从日出到日落受到直接日照时间长，从而出现室内温度过高，影响人体热舒适度等问题。通常情况下，室外活动平台区域被设置为带有遮阳板的阳台，阳台的侧边为玻璃幕墙，可解决屋内光线不足的问题。
61.其中，阳台外侧安装栅栏，并将栅栏插接为榫卯结构，在2个实木复合板木骨架中间插接若干个木格栅，通过角铁和膨胀螺丝将木骨架固定在混凝土结构的外墙体上。栅栏的高度、宽度和出挑深度可以根据矩形模数的尺寸进行调整，以适应不同的遮阳需求，同时有利用通风。建筑形体尺度根据地形尺度的调节变化，体现了设计的灵活性，解决了设计过程中效率低、时间长等问题；遮阳构件根据建筑尺度的变化进行模数化预制，体现了工业化
施工的快速性，解决了成本高、耗费实践的问题；绿化平台根据建筑形体加减法形成不同的形态，体现了设计的全面性，解决了遮阳与隔热设计相分离的问题。遮阳构件中上下左右四个方向木板条的出挑深度，形成具有不同遮阳系数的挑檐板，并且根据建筑物的尺度可以对木板进行加工，方便工厂预制化生产，并且上下搭接采用榫卯结构，能够展现木制构件的结构性能，体现中国传统民居中木构件搭接的传统做法。四面透空通风的遮阳构件，又与绿植相结合，造型美观，施工和安装不受到外界天气的影响，美化建筑的立面效果，做法简单，便于施工。进一步的，遮阳木格栅系统排列形成立方体，有效遮挡了照进建筑物的阳光，同时，退后的玻璃接收并反射阳光，在建筑维护上减少制冷和照明的花费。
62.另外，该可调节模数化建筑的其他侧面设置为混凝土墙体，例如，室内用房区域的侧面就可以设置为混凝土墙体，同时还可以在混凝土墙体上设置窗户，进一步加强室内的光线和通风情况，该窗户可以为现有技术中较为常用的开关式窗户，本发明公开实施例中不做具体限定。
63.图14是根据一示例性实施例示出的一种用于遮阳隔热的可调节模数化建筑设计方法的流程示意图，如图14所示，该方法包括：
64.在步骤1401中，根据建筑基地的尺寸和建筑面积功能要求，将基地按照矩形模数进行布局，确定建筑的室内用房与室外活动平台，其中，该建筑面积功能要求包括建筑物的层数、层高和建筑内部不同区域的功能需求。
65.在步骤1402中，根据建筑平面图中立柱和墙体的位置对该建筑的主体进行施工。
66.在步骤1403中，将该建筑的南侧带有遮阳的阳台侧边设置为玻璃幕墙，或者，将该建筑的东侧和西侧带有遮阳的阳台侧边设置为玻璃幕墙。
67.图15是根据图14示出的另一种用于遮阳隔热的可调节模数化建筑设计方法的流程示意图，如图14所示，该方法还包括：
68.在步骤1501中，在带有遮阳板的阳台上，将栅栏插接为榫卯结构并固定在阳台外侧的木制构架上。
69.在步骤1502中，将宽度为300-500mm的实木复合板的木骨架通过角铁和膨胀螺丝固定在混凝土结构外墙墙体上。
70.在步骤1503中，在带有遮阳板的阳台上放置绿植。
71.综上所述，本发明公开涉及一种用于遮阳隔热的可调节模数化建筑及其设计方法，该可调节模数化建筑包括：若干楼层，每个楼层中包括室内用房区域和室外活动平台区域；该室外活动平台区域位于该可调节模数化建筑的南侧或者东侧和西侧；该室外活动平台区域设置为带有遮阳板的阳台，且该阳台的侧边设置为玻璃幕墙；该阳台的外侧设置有栅栏，该栅栏被插接为榫卯结构；该可调节模数化建筑的其他侧面设置为混凝土墙体。能够通过模数化设计使建筑形体尺寸可以根据地形尺寸变化而变化，以及通过可以改变宽度、高度和出挑深度的栅栏适应不同的遮阳需求，并有利用通风。
72.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
73.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可
能的组合方式不再另行说明。
74.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。