用于建造灵活预制建筑的方法及系统与流程

本发明公开一种建造方法，尤其侧重于一种独特的灵活模块建造方法，提供了不受限于集装箱的传统尺寸的优点，这种灵活性实现了更多样化和更可调适的设计可能性，超越了传统的基于容器的方法的局限性，属于预制建造。

背景技术：

1、针对建筑的传统建造方法虽然经过了长久的考验和尝试，但往往仍然面临着影响效率和环境可持续性的重大缺陷。其中一个主要问题是拖沓的建造时间，这是由复杂的现场工艺（诸如混凝土墙的浇筑）引起的。这些结构一旦被认为是过时的则往往会被拆除而不是重新改造，突显出缺乏可再循环性并导致过度浪费。现场建造方法还需要使用重型机械，这不仅由于高能耗而增加了碳排放，还带来了物流上的挑战和噪声的污染。此外，这种建造的不灵活性还意味着一旦建筑建成，就难以对其进行调节或重新改造以用于另外的用途，从而导致可能不易于适应社区不断发展需求的一成不变的城市景观。此外，还有其他各种因素——延长的建筑时间、材料浪费、对重型机械的依赖以及能源强度——带来的结果凸显了对于高层建造方法方面进行创新的迫切需要。

2、预制建筑（又称为装配式建筑）由于其成本效益和效率而成为建造行业中的一种热门选择。这些建筑（通常以可以易于运输和组装的标准部分构成）是预先在场外制造的，然而，传统的装配式建筑往往面临局限性。例如，它们通常是使用容器单元来建造的，这可能会限制它们的设计、平面图灵活性以及对于重新改造的可调适性等，它们的建筑高度也受到限制。此外，当前的装配式建造系统有其自身的一系列挑战，诸如：难以整合如热力和供水系统等设施，由于墙的厚度而在优化居住区域方面存在局限性，以及在实现可持续性分类方面存在挑战。因此，尽管解决了传统建造方法所面临的某些问题，但预制建筑的建造方面也仍然需要改进。

技术实现思路

1、针对上述提到的现有技术中的预制建筑难以整合如热力和供水系统等设施的缺点，本发明提供一种用于建造灵活预制建筑的方法及系统，其通过结构性材料配合在建造位置处组装以形成建筑单元结构，可使本发明使生态影响最小化，节约电力并大幅减少电力浪费，在占用更少空间的同时提供与混凝土相同的墙绝缘益处。

2、本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种用于建造灵活预制建筑的方法，该方法包括下述步骤：

3、步骤100、系统处理地块上的建筑的布局，提供设计图纸和建筑信息建模对象，并进行财务评估；

4、步骤102、使用结构性材料用于承受建筑中的荷载并通过运输单元运输这些结构性材料；

5、步骤104、在建造位置处组装结构性材料以形成建筑单元，使用钢部件形成承载建筑中的荷载的支柱；

6、步骤106、在尺寸上进行调整的建筑框架中的建筑单元的组装，使用钢部件形成建筑单元的结构；

7、步骤108、将建筑框架配置为具有在支撑件的顶部上处于倒置位置的建筑楼层，实现升高地板的目的，使用钢部件来形成建筑单元的结构；

8、步骤110、在升高的地板下方安装建筑服务设施，建筑服务设施放置在建筑的升高的地板之下；

9、步骤112、建筑框架被升高，提升预建造模块；

10、步骤114、预建造部件中的非结构性屏障的提升；

11、步骤116、将绝缘材料用于声和热屏障，减小屏障的厚度；

12、步骤118、通过建造方法来达到建筑中的环境评级，使生态影响最小化，节约电力并减少电力浪费；

13、步骤120、通过使墙的厚度最小化来增加建筑的出租/居住面积。

14、一种用于建造灵活预制建筑的系统，该系统包括：智慧设计系统、结构形成系统、模块化提升系统以及空间优化和绝缘系统，其中，

15、智慧设计系统采用智能系统来处理给定地块上的建筑的布局，该系统还提供设计图纸和建筑信息建模对象并进行财务评估；

16、结构形成系统使用结构性材料来形成承载建筑中的荷载的支柱；

17、模块化提升系统负责在桌状结构被提高时提升预建造模块；

18、空间优化和绝缘系统使建筑的可用面积最大化以及使能量损失最小化。

19、本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：

20、所述的步骤100中的系统选用人工智能系统，能够基于参数来生成建筑布局。

21、所述的参数地块的大小、建筑的预期用途以及当地建筑法规。

22、所述的步骤100后还包括有步骤100-a，系统执行成本计算，成本计算包括评估建造项目所需的人工、材料、装备和服务的成本，成本计算评估结果用于建造项目中的预算、财务规划和成本控制。

23、所述的步骤102还包括子步骤102a，所述的结构性材料包括建筑过程中用来作为支柱使用的不锈钢或热轧钢材料。

24、所述的结构性材料在物流运送过程中被装入作为物流中的运输单元的容器内进行运送。

25、所述的容器被设计成易于装载、卸载、堆放和长途运输，并且容器在运输期间保护结构性材料。

26、在建造现场，将结构性材料用螺栓连接以形成灵活模块，灵活模块能够在高度和宽度上进行调整。

27、所述的灵活模块包括结构性材料制成的梁和支柱，结构性材料组装成桌状结构。

28、所述的桌状结构采用升降结构，桌状结构能够形成升高的地板结构，在升高的地板之下放置供暖、供水和其它服务设施。

29、所述的步骤104还包括子步骤104a，将支柱组装成模块，模块能够在高度上进行调整，根据需要进行调整或重新配置的螺栓连接来实现的。

30、所述的建筑单元形成升高的地板的建筑框架，升高的地板为建筑服务设施的安装提供了空间。

31、所述的步骤106还包括子步骤106a，建筑单元结构采用升降结构，建筑单元结构形成升高的地板，升高的地板为建筑服务设施的安装提供了空间。

32、所述的建筑单元结构能够在高度和宽度上进行调整以适应建筑设计的具体要求，根据需要进行调整或重新配置的螺栓连接来实现。

33、所述的建筑单元结构是倒置的，地板在支柱的顶部上，这种设计允许将设施放置在升高的地板之下。

34、所述的升高的地板是建筑单元的建筑框架的一部分，由钢梁和支柱组装而成。

35、所述的建筑服务设施包括热能系统和液体资源系统。

36、所述的预建造模块包括浴室舱、厨房舱和空气-水热泵。

37、所述的浴室舱室和厨房舱具有必要的固定装置和配件的完整单元，设计成易于连接到建筑的管道和电气系统。

38、所述的空气-水热泵为建筑提供加热和制冷的设备，将热量从建筑外的空气传递到建筑内的空气，或者将热量从建筑内的空气传递到建筑外的空气。

39、所述的预建造模块设计成易于在建筑中安装的预构建单元，在场外建造而成并且被运输到建造现场进行安装。

40、所述的步骤112还包括子步骤112a，预建造模块被提升过程时，浴室舱、厨房舱和空气-水热泵也被提高。

41、所述的非结构性屏障为分隔建筑内的空间的墙，包括形成建筑外部的外墙以及将内部空间分隔成房间或部分的内墙。

42、所述的非结构性屏障按部分预建造而成的，在场外构建，然后运输到建造现场进行安装，允许在受控环境中建造并且然后在现场快速安装。

43、所述的步骤114还包括子步骤114a，在建筑单元的桌状结构被提高时，装配式部分中非承重墙也被提高。

44、所述的绝缘材料是乙烯基触变或玻璃纤维-气凝胶层。

45、所述的建筑的墙是用绝缘材料建造而成的。

46、所述的绝缘材料的安装是将材料切割成一定尺寸，将它们安装到墙中，以及密封任何缝隙中。

47、所述的预建造模块包括浴室和厨房舱以及空气-水热泵。

48、所述的模块化提升系统在装配式部分中提高非承重墙。

49、所述的模块化提升系统负责在桌状结构被提高时提升预建造模块

50、所述的结构形成系统使用结构性材料形成承载建筑中的荷载的支柱。

51、所述的结构性材料以容器运输到建造现场，到达建造现场后，对这些材料进行组装以形成灵活模块。

52、所述的灵活模块为由梁和支柱组成的用螺栓连接成桌状结构。

53、所述的模块化提升系统的操作在桌状结构被提高时开始，这触发预建造模块的提升。

54、所述的空间优化和绝缘系统将绝缘材料用于声和热屏障，从而减小墙的厚度，以增加建筑的可出租/居住面积并提高了其能源效率。

55、所述的绝缘的材料包括乙烯基触变和玻璃纤维-气凝胶层。

56、本发明的有益效果是：本发明根据具体实施方案提供了一种用于建造灵活预制建筑方法，其可以智能系统处理地块上的建筑布局，提供设计图纸和建筑信息建模对象，并进行财务评估。结构性材料用于形成承受建筑中的荷载的结构性支撑件（也称为模块）并以容器运输；容器本身不以任何形式用作建筑材料或规定结构的设计参数。这些材料在建造位置处组装以形成建筑单元，该建筑单元包括组装在尺寸可调适的建筑框架中的结构性材料的结构性元件和支撑件。建筑框架（也称为提升的结构）被配置为具有在支撑件的顶部上处于倒置位置的建筑楼层，从而实现升高的地板。建筑服务设施安装在升高的地板（也称为升高的建筑楼层）下方。当建筑建成时预建造模块被提升。在预建造部件中提升外部和内部的非结构性屏障。绝缘材料用于声和热屏障，从而减小屏障的厚度。该建造方法达到了建筑中的环境评级，使生态影响最小化，节约电力并大幅减少电力浪费，在占用更少空间的同时提供与混凝土相同的墙绝缘益处。

57、本发明同时保护一种用于建造灵活预制建筑系统。该系统包括智能系统、结构性材料、建造位置、建筑单元、建筑服务设施、预建造模块、非结构性屏障、绝缘材料和建造方法。智能系统被配置为处理地块上的建筑布局，提供设计图纸和建筑信息建模对象，以及进行财务评估。结构性材料被配置为形成承受建筑中的荷载并以运输单元运输。建筑单元包括组装在尺寸可调适的建筑框架中的结构性材料的结构性元件和支撑件。建筑框架被配置为具有在支撑件的顶部上处于倒置位置的建筑楼层，从而实现升高的地板。建筑服务设施被配置为安装在升高的地板下方。预建造模块被配置为当建筑框架被升高时被提升。外部和内部的非结构性屏障被配置为在预建造部件中被提升。绝缘材料被配置为用于声和热屏障，从而减小屏障的厚度。建造方法被配置为达到建筑中的环境评级，使生态影响最小化，节约电力并大幅减少电力浪费。

58、下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。