一种降低建筑层高扩大使用空间的房间 技术领域 从广义上看，建筑设计包括固定建筑、活动建筑、移动建筑和交通工具设计，虽然学科研究领域相差甚远，但从满足人类活动功能来看，是同一的、是可以相互借鉴的。本发明的总体构思，适用于固定房屋建筑，交通运输工具和其他各类建筑的设计。
背景技术 房屋是为人类活动建造的，根据人体工程学研究的结果，这些活动需要的空间是不一致的，如站立与坐卧之间需要的长、宽、高悬殊值极大，能否利用这些悬殊值来调整房间的建筑空间形状而降低建筑层高呢？本发明从这一思路出发，观察和调查了大量现有人居活动的建筑成果，与本发明靠近的建筑有平面错位、层高降低、外挑楼和吊角楼及附楼，小高层楼盘、跃层和错层式公寓及轮船、火车、飞机等交通工具的卧铺与坐位布置等建筑。虽然有很多好的措施，但是，这些建筑物房间的立面空间形状、都是方方正正的矩形，限制了降低建筑层高思路的拓宽与发展。本发明是根据人类活动功能需求的不同情况，用立面空间形状为凹凸不平的“+”字房间(图4)和半“+”字房间(图5)来满足人居活动的相应功能需求，它既有现在矩形房间的功能，又能在不降低使用层高的条件下、降低建筑层高、扩大房间的使用空间、降低建筑成本。经网上检索与查新，
与本发明接近的发明有：名称公开号 主分类号 申请号申请人变层高跃层式居住体空间1062185 E04H1/02 91110858.0郑毅三维空间组合住宅楼的设计方法1180126 E04H1/04 96115985.5张国栋一种降低层高的住宅楼1054466 E04H1/00 91100351.7陶建成对错式跃层楼1338558 E04H1/02 01128852.3刘建涛左右错层双组合多功能住宅楼设计方法1066097 E04H1/00 91108812.1张振武交错层高组合楼房总体布局及应用1067943 E04H1/00 91104509.0叶林森全错层式楼梯平台设分户门的大进深单元式样住宅1206770 E04H1/02 97112877.4韩昆内楼梯双列式住宅1095786 E04H1/04 93111166.8白首晏双层楼板、双层梁设计 00114095.7吴学文多功能活动房屋 97239018.9杨国
下载阅读了上述所有资料，其特点都是根据不同功能需求，选定各房间地使用层高、再根据规范规定，确定房间建筑层高、形成各个房间的层高差，然后根据不同层高的房间错位组合，达到降低平均建筑层高的目的。虽然“变层高跃层式居住空间”(申请号为9110858.0)的发明，“将主卧室中的部份地面抬高0.4米，形成具有亲切、私密气氛的地台式睡眠区，其净高不低于2米”。“上层抬高的地台正好增加了起居屋部份的高度，使其净高不低于2.6米”有点相似、但他显然是作为楼板层考虑，而未涉及总体立面空间几何形状的变化来思考，地台式的睡眠区只是降低使用层高，而未将地台作为榻榻米床或农居土炕来利用，限制了降低平均层高的思路。本发明改变房间内部立面结构形状，是把不易利用的低矮卫生死角和吊柜，天柜空间交给下、上层房间，形成凸凹不平的墙面和楼板层，实质是通过建筑获得床位、电视柜、盥冼台等使用空间，不是错层、而是同一房间内的错高。第二个特点是：并未降低使用层高、而是采用同层高的房间、平面和高程同时错位组合成门、窗“品”字形结构。
发明内容 将建筑物房间的立面形状，由现有的方方正正“矩形”空间、变成凹凸不平的“+”字空间，(图4)和半“+”字空间(图5)形成具有厅堂接待区(图5①)，居室或办公学习区(图4、图5②)，床位和家具或投影电视置放区(图4、图5③)的多功能房间。再利用凸凹互补的原理组合楼层，采用错位重叠方法嵌锁组合上、下楼层，形成“品”字形结构的整幢楼盘(图1图3)。使每一层楼、每一套房屋、每一间房间的内部、都具有大层高的厅堂接待活动区，中层高的居室或办公学习活动区，小层高的床位和家具或投影电视置放区及特大层高的阳台活动区。从而降低平均建筑层高。
本发明目的是：在立面“+”字房间不降低使用层高、满足相应各种使用功能的前提下，降低建筑层高，扩大使用空间，节约建设投资。发明的极积效果有下列几点：
1、减少占地、降低建筑成本：建筑设计原则是“坚固、实用、技术先进、经济合理、美观大方和美化环境”，而购房使用者的心理价位是一个必须考虑的重点，开发商的利润空间又是设计能否采用的关键。本发明构思平衡各方面需求的关系，从改变房间立面形状入手，通过错位组合方法，将上、下各层房间组合成“品”字形的楼盘，达到在满足使用空间的基础上降低建筑层高，减少建筑用地，节约建设投资的目的。为发明构思的推广提供了有利的条件。采用“+”字开间设计的楼盘，建筑安装成本可降低15％左右。
2、拓宽房屋开间，满足视觉舒适宽敞的需求：以附图1为例，采用2.0米排架开间可获得4.0米宽度的学生宿舍；采用3.0米排架开间的普通住宅，可获得6.0米宽度；若系商业或办公用房，采用4.0米排架开间，可获得8.0米的使用和视觉宽度。根据用户需要，还可左、右移动隔墙形成不同宽度的床位区和家具置放区，适应个性化设计的要求。
3、保护人居环境，消灭室内卫生死角：在民用建筑中，床脚和家具脚的使用极不方便，也容易形成卫生死角，基脚也容易受潮、腐蚀。本发明构思把床脚、电视柜脚、灶台脚、梳妆台脚和家具脚的空间让给下一层楼(图6④)，增加了下一层楼的使用层高，还提高了家具的使用寿命，消灭了边脚处的卫生死角。达到保护人居环境的目的。
4、在不增加建筑层高的基础上，获得小高层楼盘的使用效果：社会活动较多的写字楼，行政机关办公楼、商业用楼及高档宾馆饭店、高档住宅，往往需要较高的活动空间，使用“+”房间设计，能在不增加建筑层高的基础上获得小高层楼盘的使用效果。例如：建筑层高4.0米，“+”字错高1.0米，错位重叠后获得使用层高为：大厅迎宾接待区8.0米，集体办公区5.0米，一般办公室3.0米和开间使用与视觉宽度为8.0米的效果。
5、立面“+”字房间采光通风良好，可任意平面组合，如外廊式集体宿舍，单元式两室或四室一厅双卫一厨住宅，跃层式电梯公寓相互组合及教室、办公室组合，阶梯教室错位组合等，根据用户要求任意组合设计。
6、使用立面“+”字房间、床铺和家具直接放在高位住楼板层上，只需铺床板和席梦丝就能入睡，免去了床体和家具脚的制作。(岛式床位应制作0.5米长的床体)实质是通过建筑形成榻榻米床铺或电视柜的位置，至于室内楼梯可布置在特大层高阳台或后侧(侵占下层楼特大层高的一个斜面空间)，最好采用多功能楼梯(另案申请专利)。
7、轮船、火车采用“+”字房间，可降低交通工具的总高度，有利于提速需要的几何外形设计，并能增加坐位和卧铺铺位，获得持久的效益。
8、能获得错落有序的城市天际线：很多城市专门投资进行“平改坡”以达到美化城市天际线的效果。采用立面“+”字房间设计楼盘，底层用错落有序的临街铺面或车库(图3①图1①所示)调整层高，屋顶自然形成阶梯，经简单的屋面处理，就形成美化城市天际线的坡形屋顶。
附图说明 附图1以学生公寓为设计背景，附图3以单元式住宅为背景设计，均为正立面图，图中只绘出本设计构思关键部位的示意：即立面“+”字房间的空间形状和层高错位组合的“品”字形组合特点。正立面的门、窗和侧立面的楼梯及总体楼盘布置，没有必要绘出。(此处对楼梯的布置作示意性的说明：
1、若使用功能为学生宿舍，战士营房和旅社及轮船主甲板上的舱位等集体住宿性建筑物，楼梯布置在两幢建筑之间最节约；若采用单元式布置可用直跑式楼梯或组合楼梯(分案申请专利)。梯步两侧房间立面变成形和形空间，本发明称之为半“+”字房间，单侧住人予以应用。(如值班室、宿舍管理员室等)
2、若使用功能为住宅，采用双跑式楼梯布置，增加后侧楼梯间的应用，两层为一个单元，进户大门设在“阳台”侧面。排架开间由2.0米(学生宿舍)，变为3.0米，楼下形成6.0米宽的“+”字大厅(图1)或6.0米宽的半“+”字房间(图3)。楼上两个半“+”字住房(图1)或反向的半“+”字6.0米房间(图3)(隔墙可按需要床位宽度重新布置)的两室一厅(图1)或两大室(图3)，双卫，一厨的大阳台，小高层豪华而经济的楼盘。
3、若使用功能是电梯公寓设计，可采用福建永定土楼形状布置，中间园形直径12米，可实现一梯八户，且采光通风及私密性良好的设计)。
图1为“+”字房间的正立面图，①为临街铺面或车库的调整高度情况。
图2为“十”字房间和“品”字形结构框架结构的主排架几何空间正立面图。①低位楼板梁、②高位楼板梁、③错位连系梁；
图3为半“十”字房间和“品”字形组合情况正立面图，①为临街铺面或车库的调整高度情况。
图4为“十”字房间的正立面图，②为房屋或办公、学习区，③为床位和家具或投影电视置放区。
图5为半“+”字房间正立面图，①为厅堂接待区，②为居室或学习、办公区，③为床位和家具或投影电视置放区。
图6为厨房和卫生间半“+”字房间错位组合情况正立面图、④为灶台或盥冼台位置。
图7为改造后的软卧正立面图，①茶几、②上铺、③下铺、④“U”形楼板。
图8为改造后的硬卧正立面图，①原中铺改为地铺、②上铺、③下铺。
图9为情侣间、家庭间正立面图，①叁人家庭间、②双人情侣间、③行李间、④小孩床。
图10为软坐正立面图，①下层坐位、②上层坐位、③行李间。
实施方式 立面“+”字房间的设计与施工容易实施，以框架结构为例：主排架宽度按“+”字房间的进深确定，一般为3.0米至8.0米，主排架应为双层梁结构(图2)双层梁中，高位的称高位楼板梁(图2②)低位的称低位楼板梁(图2①)，双层梁的高度差，根据房间功能设定，功能为床脚利用时，为0.3至0.5米，功能为茶几脚、电视柜脚、灶台脚、梳妆台脚、盥洗台脚利用时，为0.6至0.8米，功能为扩大使用空间时，为1.0至2.0米。下层梁为低位楼板梁(图2①)其长度为房间进深长度加阳台宽度，并按1、3、5、7……或2、4、6、8……楼层、一前一后错位设置阳台(图2)，上层梁为高位楼板梁(图2②)其长度与房间进深一致。主排架间的连系梁为错位梁(图2③)，其长度由房间功能需求确认的开间宽度确定，一般为2.0米至4.0米，设置高度与每一层的低位楼板一致，1、3、5、7……层设在正立面的前面，2、4、6、8……层、设在正立面的后面，形成错位连系梁。框架结构形成后，在1、2号主排架之间安装高位楼板，2、3号主排架之间安装低位楼板(楼板吊装或现浇在两个低位梁上)，3、4号主排架之间又安装高位楼板，4、5号主排架之间则安装低位楼板，如此循环，交替变换安装高度，形成高程相对错位的阶梯楼板层，其楼板长为相邻主排架中心间距加主排架立柱的厚度(便于立面端墙封闭)，然后、在高位楼板层上，砌筑隔墙，而后、封闭高位梁与低位梁之间立面处的端墙，就建成“+”字立面空间的房间。隔墙一般砌在高位楼板层的几何中心，也可按用户要求确定，便于安置投影电视机或单(双)人床。
若“+”字立面房间是砖混结构组成楼盘，承重墙的高度按阶梯错高要求砌筑，错高要求的高度差根据房间功能要求设定，确定原则与框架结构同。在砌筑成凹凸不平的墙体上，浇筑相应凹凸不平的圈梁，在凸凹不平的圈梁上安装楼板，形成阶梯状楼板层，在高位楼板层几何中心线上砌筑隔墙，然后砌筑楼板层高度差立面处的端墙，做成“+”字立面房间，重复上述工序、砌筑2、3、4……各层，形成“品”字形结构的楼盘。砖混结构的门窗设置在承重墙内，应在设计位置埋置高强度的过梁。布置厨房、卫生间时，可将灶台、梳妆台、盥洗台(图6④)的下部空间让给下一层楼使用，形成半边的“+”字立面空间(图6)以适应主体建筑的层高需求。
若楼盘为钢结构，如轮船体主甲板上的船舱房间，其实施方法和步骤与框架结构相同：即先用足够强度的角钢、按照设计图纸(几何要求与框架结构相同)制作角钢框架，将钢板焊接或卯固在大梁上形成阶梯状楼板层，在高位楼板层中心线处设置隔墙、封闭立面端墙，形成“+”字房间，并组合成“品”字形轮船外观。船弦外侧过道、按阳台处理，形成1、3、5、7层和2、4、6、8、层的大层高船弦甲板(如图2所示的效果)；亦可采用内廊、外廊错位组合设计。
“+”字房间和“品”字形组合结构的实施十分广泛、凡有人群活动的地方均可应用，现举几个实例说明：
1、改造火车上的软卧包房：以现有ZY25型空调软卧旅客车厢为对象(图7)将上铺(图7②)提升至于1.95米、并向茶几几何中心中心线相对移动，用两个上升后的上铺隔成楼上和楼下两个空间，取消原上铺以上的隔墙将其移至原茶几几何中心线上，形成新的空间隔墙，在新单元中心安装二楼的新茶几(图7①)在原有上铺的高度上装一个“U”形的楼板。(图7④)分成楼上新单元、楼下原两个下铺的(图7③)旧单元的两个“十”字房间。将“U”形楼板以上的爬梯锯掉，就能上下。优点：四铺改为两铺。
2、改造火车上的硬卧单元：以现有ZY25型空调硬卧旅客车厢为对象(图8)将上铺(图8②降低至1.95米并向茶几几何中心线相对移动，用两个下降后的上铺隔成楼上、楼下两个空间，取消中铺以上的隔墙、并向各自位置移动：中铺部分移至中铺边缘与楼下分隔，上铺部分移至原茶几的中心线上形成新的单元隔墙，在新单元中心安装二楼茶几做成两个“十”字房间，楼上四铺中原有中铺为二楼地铺(图8①)，楼下两铺(图8③形成新单元。锯掉中铺以上的爬梯就能上下。优点：上下更为方便、每铺都有座位、划小了单元。
3、装修双人情侣间和叁人家庭包间：利用ZY25型空调车厢，按图9方式装修，做成上层二人情侣间，(图9②)下层为叁人家庭间(图9①)小孩用床设在家庭间的顶部(图9④)“品”字形上层楼板脚下增设苯重行李间，(图9③)，增设双边爬梯至上层楼脚。优点：上、下自如，单元人数少，减少搬运行李的因难。
4、装修双层软坐：利用空调软坐车厢厢体，轮船舱位、营业性房屋按“十”字房间(图10)方式装修，上层坐位(图10②)就是下层(图10①)的头顶，并在上层楼板下，增设一个封闭性的行李间(图10③)，设爬梯上、下时可增加定员66％。若装修快餐店、茶吧、咖啡层、各类休闲屋、候车厅、候诊室、仓库或轮船、飞机、汽车的坐位厢等公共场所，考虑设置后排楼上过道，也可增加坐位33％。
总之，采用立面“+”字房间设计楼盘，在同一块建筑用地内和同一个规定的总高度条件下(如24米的要求)可多修几层楼房，增加了建筑用地的利用率，在黄金地块上搞开发、仅从降低平均建筑层高，减少每平方房屋的建设用地面积这两项计算，就会带来可观的经济效益。至于带来的环保及社会效益，土地移作它用的经济效益和子孙后代永续利用的延伸效益，就不一一叙述。相信本发明推广应用，能给国家、开发商和消费者带来无穷无尽的利益，会引导出古老建筑结构学和家具制造学的一场技术革命及相应的装修、装饰、家具，建材业的变革，也会给交通运输的提速带来更大的发展前景。