光聚集型自然生態(tài)建筑的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于一種自然生態(tài)建筑，主要由光聚集區(qū)和自然生態(tài)區(qū)構成。自然生態(tài)區(qū)以生態(tài)化方式利用聚集自然光。光聚集區(qū)采用本人此前發(fā)明的面聚焦型匯聚器及裝置，規(guī)?；统杀镜鼐奂匀还?。聚集自然光傳輸?shù)阶匀簧鷳B(tài)區(qū)，以照射或照明等方式形成生態(tài)化效果與功能。自然生態(tài)區(qū)為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)型或現(xiàn)代綠化型或集成功能型建筑區(qū)域，為地面或地上或地下建筑層的自然生態(tài)區(qū)。光聚集型自然生態(tài)建筑可保護、恢復、提質(zhì)、擴展被各處建筑遮蔽、覆蓋的大量耕地，化解耕地危機；顯著提升人居生活、工作、休閑等環(huán)境品質(zhì)，并可就近獲得生鮮、甘香、味美的食物或食材。城鄉(xiāng)一體與鄉(xiāng)城一體，各種建筑領域應用廣泛，建筑經(jīng)濟價值與耕地安全等經(jīng)濟社會意義重大。
【專利說明】
光聚集型自然生態(tài)建筑
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及一種自然光聚集和形成自然生態(tài)型建筑區(qū)域的新型建筑，屬于生態(tài)建筑技術領域。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有各種建筑，包括城鄉(xiāng)的居民住宅、別墅、寫字樓、商業(yè)場所、賓館、飯店以及各地的工業(yè)建筑或設施、公共建筑、基礎設施等等，占用大面積的高價值的可耕地或自然環(huán)境形態(tài)土地或其他類型國土;而且現(xiàn)有各種建筑，尤其是城鎮(zhèn)和村寨區(qū)域的建筑，往往占用的是土壤條件好、水源條件好、氣候條件好、自然資源富集條件好、地面較平坦、交通條件好、區(qū)位條件好等多方面的自然地理優(yōu)勢地域的國土，使可用于種植、養(yǎng)殖、繁殖或其他自然生態(tài)的土地面積被大量消耗，甚至出現(xiàn)可耕地不足或危機的狀況。同時，現(xiàn)有各種建筑的建筑地表層，包括建筑遮蔽、封閉、覆蓋的地表層，或還包括被建筑遮擋的部分周邊地表層，轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯さ孛?，使城?zhèn)、較大型村寨與工業(yè)區(qū)的居住、生活、工作、休閑等，都遠離了自然生態(tài)的良好環(huán)境，也遠離了生鮮、甘香、味美的食物或食材，使城鎮(zhèn)居民的多方面生活品質(zhì)大大降低。本人此前發(fā)明了面聚焦型結構與方法原理即面聚焦型導波體的全方位匯聚技術(專利201220001925.4或201210001418.5)和等效面聚焦型結構與方法原理即面聚焦導波體的等效導波體的等效全方位匯聚型技術(專利201320100631.1或201310070122.3)，以匯聚器或匯聚裝置進行大面積的自然光匯聚與收集，獲得高密度匯聚自然光資源;并設置了有匯聚型轉(zhuǎn)向器或等效匯聚型轉(zhuǎn)向器的導光管式匯聚自然光的傳輸通道及其傳輸通道段。幾何光學在面聚焦與等效面聚焦的這些方面的基本原理與基礎技術的突破與發(fā)展，為規(guī)?；?、低成本地獲得聚集自然光具備了條件，也為匯聚與聚集的大量高密度、高強度的自然光的多方面應用創(chuàng)造了較好的條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是針對上述的現(xiàn)有建筑占用大量優(yōu)勢耕地和城鎮(zhèn)區(qū)域遠離自然生態(tài)環(huán)境等問題，利用面聚焦(面聚焦型導波體的全方位匯聚)的新技術及其裝置或等效面聚焦(面聚焦型導波體的等效導波體的等效面聚焦)的新技術及其裝置，規(guī)模化匯聚和聚集大量的自然光(太陽的直接照射光或散射光)，并利用聚集的自然光，形成自然生態(tài)建筑，保護、恢復、提升城鎮(zhèn)和工業(yè)等區(qū)域的建筑的自然生態(tài)環(huán)境，保護與恢復、復原已被各地現(xiàn)有建筑大規(guī)模占用的自然地理優(yōu)勢地域的土地或可耕地，并盡量擴展和增大可耕地國土面積。
[0004]本實用新型提出如下的技術方案，以解決上述各種建筑的占用大量優(yōu)勢土地的問題和實現(xiàn)上述自然生態(tài)建筑的目的。光聚集型自然生態(tài)建筑主要由光聚集區(qū)和生態(tài)區(qū)組成(構成)。所述生態(tài)區(qū)為應用、利用聚集自然光和形成人居環(huán)境或農(nóng)業(yè)或綠化或其他方面的生態(tài)化功能與效果的自然生態(tài)區(qū)，為建筑中以生態(tài)化方式利用和應用聚集自然光、并形成各種生態(tài)化功能與效果的對應的各種自然生態(tài)型建筑區(qū)域。光聚集區(qū)為建筑的規(guī)?；匀还鈪R聚與收集區(qū)域。自然生態(tài)區(qū)為地表層自然生態(tài)區(qū)、或地上設施自然生態(tài)區(qū)、或地下設施自然生態(tài)區(qū)，或為上述3種自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合自然生態(tài)區(qū)。
[0005]聚集自然光通過傳輸通道輸送(傳輸)至建筑的同層與各層的各個自然生態(tài)區(qū)進行分級分層方式的生態(tài)化的應用和利用。
[0006]光聚集區(qū)設置在建筑外圍的部分區(qū)域或全部的區(qū)域(建筑區(qū)域或建筑構件或建筑空間)，建筑的外圍區(qū)域一般主要為建筑頂部和建筑周圍(四周)的建筑區(qū)域、位置、空間或構件。
[0007]光聚集區(qū)由設置在建筑的頂部的部分或全部區(qū)域的至少I個子聚集區(qū)或建筑周圍的部分或全部區(qū)域的至少I個子聚集區(qū)構成，或由設置建筑的頂部和建筑周圍的部分或全部區(qū)域的至少2個子聚集區(qū)構成。
[0008]建筑頂部一般光照較好，無遮擋的較低層的建筑較有利于自然光聚集；由于高層建筑的聚集光的傳輸距離較大，會有一定的傳輸損失。建筑周圍向陽的部分區(qū)域，如高層建筑的向陽部分區(qū)域，也較有利于自然光的規(guī)?；奂?。
[0009]子聚集區(qū)設置至少I個匯聚器型自然光聚集裝置(光匯聚裝置)，一般由若干個子聚集區(qū)的若干個聚集裝置構成光聚集區(qū)，以實現(xiàn)較大面積即較大規(guī)模的自然光聚集。匯聚器型光聚集裝置為面聚焦型(面聚焦導波體的全方位匯聚型)或等效面聚焦型(面聚焦導波體的等效導波體的等效全方位匯聚型)自然光匯聚器裝置。光聚集裝置(光匯聚器裝置)由至少I個匯聚器(面聚焦型匯聚器或等效面聚焦型匯聚器)構成，一般由若干個匯聚器(面聚焦型或等效面聚焦型匯聚器)組合構成。以一個匯聚器構成光聚集裝置情形，匯聚獲得的自然光通過光傳輸通道輸送到自然生態(tài)區(qū)進行應用。以若干個匯聚器進行并聯(lián)與串聯(lián)組合構成光聚集裝置的情形，匯聚器之間或為直接連通、或用由若干個光傳輸通道段組成的傳輸通道連通，逐級并聯(lián)與串聯(lián)組合，逐步提高自然光的匯聚強度，最終將較大面積的自然光匯聚進入較小直徑的光傳輸通道內(nèi)，獲得較高密度的匯聚自然光;然后將匯聚的自然光傳輸?shù)礁鱾€自然生態(tài)區(qū)進行生態(tài)化應用。根據(jù)建筑及其遮蔽、覆蓋或遮擋的地表層面積大小，設置適宜的光聚集區(qū)規(guī)模和光聚集裝置的數(shù)量與規(guī)模，以聚集和獲得足夠的聚集自然光(太陽光或漫散射光)。
[0010]光聚集區(qū)及其子聚集區(qū)為開放式或部分封閉式或封閉式設置，開放式設置為光聚集裝置直接設置在建筑的頂部或周圍的適宜區(qū)域，封閉式或部分封閉式設置包括建筑頂部的透光式陽光房、建筑周圍區(qū)域的整體連通式透光陽臺等類型光聚集區(qū)。
[0011 ]對于較高層建筑，在其向陽側(cè)，如北半球的建筑的南側(cè)、東側(cè)和西側(cè)，將光聚集區(qū)及其子聚集區(qū)與建筑的各層陽臺進行組合設置更為有利;在保持原陽臺功能的同時，增加光聚集的功能。
[0012]因此，光聚集區(qū)由設置在建筑頂部或建筑周圍的部分或全部區(qū)域的至少I個子聚集區(qū)構成，或由設置在建筑頂部的部分或全部區(qū)域的至少I個子聚集區(qū)和設置在建筑周圍的部分或全部區(qū)域的至少I個子聚集區(qū)構成。子聚集區(qū)設置至少I個光聚集裝置(光匯聚裝置)。光聚集裝置由至少I個匯聚器(面聚焦型匯聚器或等效面聚焦型匯聚器)構成。
[0013]光聚集區(qū)也可以設置為建筑鄰近的獨立光聚集建筑，在該光聚集建筑中設置若干個子聚集區(qū)，專門用于實施較大規(guī)模的自然光的匯聚、聚集、收集、傳輸?shù)裙δ?。一般在光聚集建筑的外?頂部和周圍)實施自然光的規(guī)?；奂?。光聚集建筑一般設置有至少I層的光聚集區(qū)域或光聚集建筑層，如頂層為光聚集建筑層。對于大型建筑，可設置若干層的光聚集建筑層。雖然這樣整體上使建筑布局更復雜，但不同的建筑以不同的功能區(qū)分，各個建筑設置差異化的功能，有利于不同功能建筑的分別設計與施工建設。
[0014]光聚集區(qū)由設置在建筑外圍的部分或全部區(qū)域的至少I個子聚集區(qū)構成，或設置為獨立光聚集建筑，或設置為建筑外圍的至少I個子聚集區(qū)與獨立光聚集建筑組合的組合光聚集區(qū);子聚集區(qū)或光聚集建筑設置至少I個光聚集裝置(光匯聚裝置)，光聚集裝置由至少I個匯聚器(面聚焦型匯聚器或等效面聚焦型匯聚器)構成。一般情形下，光聚集區(qū)與建筑組合和一體化設置，應更為緊湊和有利。光聚集區(qū)使建筑增加了自然光的規(guī)模化聚集與獲取的重要功能，將建筑轉(zhuǎn)變?yōu)楣饩奂徒ㄖ??？梢?guī)模化、低成本地收集和獲得聚集自然光，為聚集自然光(匯聚自然光)傳輸?shù)浇ㄖ诒?、覆蓋或遮擋的地表層(建筑地表層)區(qū)域或建筑的其他區(qū)域進行應用創(chuàng)造了條件。
[0015]設置聚集自然光的傳輸通道連通建筑的光聚集區(qū)與自然生態(tài)區(qū)，即光聚集區(qū)以傳輸通道連通自然生態(tài)區(qū)。自然生態(tài)建筑用聚集光傳輸通道將聚集的自然光傳輸?shù)浇ㄖ南嚓P層間或區(qū)域或位置，或傳輸?shù)浇ㄖ苓叺牟糠值乇韺訁^(qū)域，特別是傳輸?shù)奖唤ㄖ诒?、覆蓋或遮擋的建筑地表層區(qū)域，實施照射或照明等作用。
[0016]傳輸通道由至少I段反射內(nèi)壁表面的導光管通道段或至少I段全內(nèi)反射式光纖型傳輸通道段組成；一般由若干個不同或相同的傳輸通道段組成。為實現(xiàn)將自然光聚集裝置的匯聚光傳輸?shù)讲煌恢没騾^(qū)域，一般需要在傳輸通道上設置分支傳輸通道，分支通道也可以認為是一種通道段即分支通道段。
[0017]為了實現(xiàn)導光管傳輸通道及其分支通道的匯聚光的傳輸方向的改變或轉(zhuǎn)向，需要在導光管通道及其分支通道的轉(zhuǎn)向位置或轉(zhuǎn)折位置設置匯聚型轉(zhuǎn)向器；即或還在導光管通道段設置匯聚型轉(zhuǎn)向器。
[0018]光纖型傳輸通道及其分支通道的設置，可以采用光纖專用的器件，如光纖分路器、耦合器、連接器、光路開關等，連接或連通各個光纖型傳輸通道段，將聚集自然光傳輸?shù)酵瑢踊虿煌ㄖ拥母鱾€自然生態(tài)區(qū)。
[0019]因此，傳輸通道段為反射內(nèi)壁表面的導光管通道段、或全內(nèi)反射式光纖型傳輸通道段;反射內(nèi)壁表面的導光管通道段中或還設置有匯聚型轉(zhuǎn)向器。在豎向傳輸通道中，聚集自然光基本上為向下傳輸和輸送。在斜向或橫向傳輸通道中，為避免聚集自然光出現(xiàn)較大的反轉(zhuǎn)傳播損失，應在光傳輸導光管通道的轉(zhuǎn)向位置設置面聚焦型(全方位匯聚型)轉(zhuǎn)向器或等效面聚焦型轉(zhuǎn)向器(參見上述的專利提出的匯聚型轉(zhuǎn)向器)。
[0020]因此，傳輸通道由至少I段反射內(nèi)壁表面的導光管通道段或至少I段全內(nèi)反射式光纖型傳輸通道段組成，反射內(nèi)壁表面的導光管通道段中或還設置有轉(zhuǎn)向器。一般，傳輸通道由若干段反射內(nèi)壁表面導光管通道段與若干個有轉(zhuǎn)向器的導光管通道段組合構成。如果采用若干段全內(nèi)反射式光纖型傳輸通道段組成傳輸通道，由于兩種傳輸通道段的結構與尺寸往往不同，一般不與反射內(nèi)壁表面的導光管通道段進行組合設置;反之亦然。
[0021]匯聚器或匯聚裝置完成自然光匯聚(聚集)后，一般需要幾段或若干段的相同或不同的傳輸通道段，包括垂直傳輸通道段、橫向傳輸通道段或斜向傳輸通道段，也包括有轉(zhuǎn)向器的傳輸通道段或不需要設置轉(zhuǎn)向器的傳輸通道段，將匯聚自然光傳輸?shù)礁鱾€相同或不同自然生態(tài)區(qū)。由若干段的傳輸通道段將聚集的較高密度的自然光傳輸?shù)浇ㄖ鲗拥娜舾蓚€自然生態(tài)區(qū)或同層的若干個自然生態(tài)區(qū)進行分層分級的生態(tài)化應用。
[0022]聚集自然光的傳輸通道可以為在建筑內(nèi)進行獨立設置，更為有利的是一般可與建筑的柱形構件、或墻型構件、或板塊型構件進行組合設置，以便有利于分別設置垂直通道段、斜向通道段或橫向通道段，從而形成有利的傳輸、照射、照明等方面較好的結構與布局。傳輸通道各個通道段與建筑構件的組合設置包括傳輸通道在上述建筑構件中的嵌入式組合、或依托各種建筑構件等方式進行組合設置。傳輸通道段與各種建筑構件進行鄰近并連式設置、或進行隔離式并列設置，則相當于傳輸通道為獨立設置。
[0023]利用若干段的傳輸通道段及其分支傳輸通道段，如設置分支轉(zhuǎn)向器的斜向分支傳輸通道段或橫向分支傳輸通道段，可將聚集的高密度自然光傳輸?shù)浇ㄖ魏螀^(qū)域或空間位置，實施一次性照射或照明等應用；或?qū)⒕奂匀还鈧鬏數(shù)讲煌ㄖ拥娜舾蓚€自然生態(tài)區(qū)域或建筑空間進行分層分級的照射或照明等應用，或?qū)⒕奂匀还鈧鬏數(shù)酵粋€建筑層的若干個區(qū)域或位置進行分層分級的照射或照明等生態(tài)化應用。
[0024]在相關建筑區(qū)域或建筑層間，如建筑地表層區(qū)域或其他建筑區(qū)域，特別是在為建筑設置的自然生態(tài)區(qū)域的上部或上方，在這些建筑區(qū)域中的傳輸通道的末端或傳輸通道段的末端、或分支傳輸通道段的末端，設置聚集自然光的照射或照明裝置或設備，包括漫射器、照射器、散射器等，一次性或分級分層地實施聚集自然光的照射或照明等生態(tài)化應用。
[0025]高密度的聚集自然光通過傳輸通道傳輸?shù)阶匀簧鷳B(tài)區(qū)或建筑的其他區(qū)域，特別是分級分層地傳輸?shù)浇ㄖ牡乇韺踊蚱渌ㄖ拥淖匀簧鷳B(tài)區(qū)的上部或上方，實施聚集自然光的照射或照明等生態(tài)化應用，分級分層地產(chǎn)生植物的光合作用、自然光照明、土壤保護、動植物養(yǎng)護等多方面的生態(tài)化效果，這為解決建筑地表層區(qū)域由于缺乏自然光而導致的多方面3^自然生態(tài)化問題創(chuàng)造了條件。
[0026]自然生態(tài)建筑設置的自然生態(tài)區(qū)位于建筑地表層區(qū)域即建筑遮蔽、覆蓋、封閉或遮擋的地表層區(qū)域，稱之為地表層自然生態(tài)區(qū)；或位于建筑的至少I個其他建筑層(即非地表建筑層)區(qū)域，稱之為非地表層自然生態(tài)區(qū)(地表層上方各層的建筑區(qū)域即地上建筑層區(qū)域、或地表層下方各層的建筑區(qū)域即地下建筑層區(qū)域)；或設置為建筑地表層區(qū)域與非地表建筑層區(qū)域的組合區(qū)域，即組合自然生態(tài)區(qū)。
[0027]因此，自然生態(tài)區(qū)設置為地表層自然生態(tài)區(qū)、或地上自然生態(tài)區(qū)(一般為地上設施自然生態(tài)區(qū))、或地下自然生態(tài)區(qū)(一般為地下設施自然生態(tài)區(qū))，或為此3種自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合自然生態(tài)區(qū)。
[0028]在聚集自然光的照射或照明等作用下，地表層自然生態(tài)區(qū)設置為開放式或部分開放式原自然生態(tài)區(qū)、或封閉式或部分開放式(即部分封閉式)設施自然生態(tài)區(qū)；或在建筑的地表層同時設置原自然生態(tài)區(qū)與設施自然生態(tài)區(qū)，由此兩種地表層自然生態(tài)區(qū)組合構成組合地表層自然生態(tài)區(qū)。即建筑的地表層自然生態(tài)區(qū)為地表層原自然生態(tài)區(qū)或地表層設施自然生態(tài)區(qū)，或為此兩種地表層自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合地表層自然生態(tài)區(qū)。
[0029]地表層原自然生態(tài)區(qū)保持或恢復原地表層的自然生態(tài)環(huán)境形態(tài)，包括土壤、水、月巴、光、風、動植物、微生物等自然環(huán)境條件要素或因素;或利用地表層的原自然生態(tài)環(huán)境條件形成原生態(tài)的種植、養(yǎng)殖、繁殖或休閑、旅游觀光等類型的原自然生態(tài)區(qū)。
[0030]在聚集自然光的應用和作用下，地表層原自然生態(tài)區(qū)可保持或恢復建筑地表層的原自然生態(tài)環(huán)境，設置和形成原自然生態(tài)的原農(nóng)業(yè)型或原綠化型或集成功能型等類型的原自然生態(tài)區(qū)，或形成此3種原自然生態(tài)區(qū)的2種或3種組合的組合原自然生態(tài)區(qū)。原農(nóng)業(yè)型自然生態(tài)區(qū)實施常規(guī)農(nóng)業(yè)功能，起到保護常規(guī)農(nóng)業(yè)可耕地的作用。原綠化型自然生態(tài)區(qū)實施城鎮(zhèn)或村寨的常規(guī)綠化功能，起到保護城鎮(zhèn)與村寨的自然生態(tài)環(huán)境作用。集成功能型原自然生態(tài)區(qū)，在原農(nóng)業(yè)型或原綠化型區(qū)域功能基礎上，增加了與人居、生活、工作、休閑、旅游觀光等方面相應的設施，形成了同時具有上述多個方面功能的原自然生態(tài)區(qū)，發(fā)揮保護可耕地與自然生態(tài)環(huán)境等多方面的作用?？梢姡诰奂匀还獾膽煤妥饔孟?，原自然生態(tài)區(qū)具有保護或恢復建筑地表層的可耕地或地表的原自然生態(tài)環(huán)境的重要作用。
[0031]因此，地表層原自然生態(tài)區(qū)設置為原農(nóng)業(yè)型區(qū)域或原綠化型區(qū)域或集成功能型原自然生態(tài)區(qū)域、或為此3種原自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合地表層原自然生態(tài)區(qū)。
[0032]如上述，除原自然生態(tài)區(qū)外，建筑地表層區(qū)域還可以設置為設施自然生態(tài)區(qū)。設施自然生態(tài)區(qū)為封閉型建筑區(qū)域或封閉與開放的可調(diào)控型建筑區(qū)域，以對設施自然生態(tài)區(qū)的多方面生態(tài)環(huán)境條件進行控制或智能調(diào)控，包括溫度、土壤、水、肥、光、氣氛、動植物、微生物等多方面的環(huán)境條件的合理調(diào)控。
[0033]利用聚集自然光的分層分級式照射與照明等作用，不僅可以將聚集自然光傳輸?shù)浇ㄖ乇韺訁^(qū)域，也可以傳輸?shù)浇ㄖ娜魏螌娱g區(qū)域或建筑層區(qū)域，包括建筑的地下建筑層與地上建筑層區(qū)域。因此，設施自然生態(tài)區(qū)不僅可以設置在建筑地表層區(qū)域，也可以設置在建筑的任何其他建筑層區(qū)域，包括地下與地上建筑層區(qū)域。在聚集自然光的規(guī)模與密度足夠時，可以在建筑地表層和其他若干個建筑層設置若干個設施自然生態(tài)區(qū)，包括在地下或地上或頂部的建筑層設置設施自然生態(tài)區(qū)。
[0034]因此，設施自然生態(tài)區(qū)為建筑地表層的設施自然生態(tài)區(qū)或非地表層的設施自然生態(tài)區(qū)，或為此兩種設施自然生態(tài)區(qū)組合的組合設施自然生態(tài)區(qū)。非地表層的設施自然生態(tài)區(qū)位于地表層的上方即地上建筑層或地下建筑層的區(qū)域。
[0035]設施自然生態(tài)區(qū)設置為設施農(nóng)業(yè)型區(qū)域或設施綠化型區(qū)域或集成功能型等類型的設施自然生態(tài)區(qū)域，或為由此3種設施自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合設施自然生態(tài)區(qū)。
[0036]設施農(nóng)業(yè)型自然生態(tài)區(qū)為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)型區(qū)域，包括都市農(nóng)業(yè)(城市農(nóng)業(yè))型、旅游休閑農(nóng)業(yè)型、精準農(nóng)業(yè)型、智能農(nóng)業(yè)(工廠化農(nóng)業(yè))型、生態(tài)農(nóng)業(yè)型、立體農(nóng)業(yè)型等類型的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)型設施農(nóng)業(yè)區(qū)域。通過高效或智能化的調(diào)控，并顯著提升耕地的品質(zhì)。
[0037]設施綠化型自然生態(tài)區(qū)為類似于設施農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化的綠化區(qū)域，包括溫室型、景觀型、園藝型等類型的設施綠化型自然生態(tài)區(qū)，提供先進、高品質(zhì)的生態(tài)化的綠化區(qū)域或人文景觀建筑環(huán)境。
[0038]集成功能型設施自然生態(tài)區(qū)，在設施農(nóng)業(yè)型或設施綠化型區(qū)域功能基礎上，增加了與人居、生活、工作、休閑、旅游觀光等方面相應的設施，形成了同時具有上述多個方面功能的設施自然生態(tài)區(qū)。
[0039]地表層設施自然生態(tài)區(qū)，在原地表層區(qū)域的自然環(huán)境條件基礎上，對原地表層區(qū)域的土壤、溫度、水、肥、光、氣氛、動植物、微生物等方面環(huán)境因素的進行精準調(diào)控或智能調(diào)控，形成設施農(nóng)業(yè)型或設施綠化型自然生態(tài)區(qū)；或在設施農(nóng)業(yè)型或設施綠化型自然生態(tài)區(qū)基礎上，同時對溫度、光、氣氛、綠化、動植物與微生物構成、音樂、色彩、造型、視覺等環(huán)境條件進行精準或智能調(diào)控，并增加與人居、生活、工作、休閑、旅游觀光等方面相應的設施，形成良好環(huán)境的具有居住、生活、工作、休閑、農(nóng)業(yè)、綠化、健康、療養(yǎng)、旅游觀光等多方面功能的集成功能型設施自然生態(tài)區(qū)，提高人居生活和工作等環(huán)境品質(zhì)。因此，地表層設施自然生態(tài)區(qū)可以保護或恢復地表層的自然生態(tài)環(huán)境，提升人居生活質(zhì)量和工作的環(huán)境品質(zhì)。
[0040]因此，建筑的地表層設施自然生態(tài)區(qū)，設置為設施農(nóng)業(yè)型區(qū)域或設施綠化型區(qū)域或集成功能型設施自然生態(tài)區(qū)域，或為此3種設施自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合設施自然生態(tài)區(qū)。如前述，建筑的地表層自然生態(tài)區(qū)為地表層原自然生態(tài)區(qū)或地表層設施自然生態(tài)區(qū)，或為此兩種地表層自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合地表層自然生態(tài)區(qū)。
[0041 ]地表層自然生態(tài)區(qū)具有原地表層的土壤、水、風、氣氛、動植物、微生物等方面的天然條件優(yōu)勢，尤其是具有可耕地所擁有的天然土壤與自然環(huán)境等方面的優(yōu)勢，有利于實施各種種植、養(yǎng)殖、繁殖等方面的功能，也有利于形成高品質(zhì)的人文環(huán)境。上述表明，地表層自然生態(tài)區(qū)具有保護、恢復、提升地表層的可耕地功能，還具有保護、恢復、提升地表層的自然與人文環(huán)境等方面的功能。
[0042]另外，利用地表層區(qū)域的天然土壤與自然環(huán)境等方面的優(yōu)勢條件，將地表層設施自然生態(tài)區(qū)與人工光源進行組合設置，在該自然生態(tài)區(qū)中增設人工光源，將人工光源作為補充光源。即在地表層設施自然生態(tài)區(qū)中，增設常規(guī)人工植物工廠中使用的人工光源，包括人工植物工廠使用的LED燈類型人工光源或熒光燈等類型的人工光源，在日常的早晚時間段或陰天等天氣的太陽光較弱的期間，一般自然光不足，此時增加對人工光源的應用，作為補充光源。組合應用聚集自然光與人工光源，更加提高設施農(nóng)業(yè)型地表層設施自然生態(tài)區(qū)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率與收益，或可以更加提高設施綠化型或集成功能型地表層設施自然生態(tài)區(qū)的人居、生活、工作、教育、休閑、娛樂等方面的人文與環(huán)境品質(zhì)。這樣，在地表層設施自然生態(tài)區(qū)中組合應用聚集自然光與人工光源，構成混合型地表層設施自然生態(tài)區(qū)。
[0043]因此，混合式地表層設施自然生態(tài)區(qū)由地表層設施自然生態(tài)區(qū)與增設的人工光源構成。如前述，利用地表層設施自然生態(tài)區(qū)與人工光源組合，可以構成混合式設施農(nóng)業(yè)型、混合式設施綠化型或集成功能型的混合式地表層設施自然生態(tài)區(qū)，或為此3種混合式地表層設施自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種混合式地表層設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合混合式地表層設施自然生態(tài)區(qū)。在地表層設施自然生態(tài)區(qū)的基礎上，增加人工光源的利用，將人工光源作為補充光源，進一步擴展地表層自然生態(tài)區(qū)的功能與作用。
[0044]地表層上方(地上)建筑層或地下建筑層的設施自然生態(tài)區(qū)，S卩非地表層的建筑區(qū)域，由于不具備地表層的天然土壤條件或天然水土條件等方面的自然條件，需要采用人造土壤或人工基質(zhì)或水培或氣霧栽培等方式，提供人工種植或人工綠化等方面的條件。因此，通常情形下，需要設置為非地表層的設施自然生態(tài)區(qū)，一般難以形成類似于地表層的原自然生態(tài)區(qū)。如前述，也可以設置形成設施農(nóng)業(yè)型或設施綠化型或集成功能型的非地表層設施自然生態(tài)區(qū)，或設置為此3種設施自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的非地層組合設施自然生態(tài)區(qū)。在聚集自然光的照射或照明等生態(tài)化作用下，或聚集自然光的分級分層式的照射或照明等生態(tài)化作用下，形成建筑的非地表層的自然生態(tài)區(qū)域。
[0045]因此，設施自然生態(tài)區(qū)為地表層設施自然生態(tài)區(qū)或地上設施自然生態(tài)區(qū)或地下設施自然生態(tài)區(qū)，或為上述3種設施自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合設施自然生態(tài)區(qū)。地上設施自然生態(tài)區(qū)或地下設施自然生態(tài)區(qū)為非地表層設施自然生態(tài)區(qū)。
[0046]地上設施自然生態(tài)區(qū)或地下設施自然生態(tài)區(qū)，以前述相似的設置方式，設置為設施農(nóng)業(yè)型或設施綠化型或集成功能型設施自然生態(tài)區(qū)，或為上述3種設施自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合設施自然生態(tài)區(qū)。
[0047]因此，地上設施自然生態(tài)區(qū)設置為地上設施農(nóng)業(yè)型或地上設施綠化型或地上集成功能型的設施自然生態(tài)區(qū)，或為上述3種地上設施自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種地上設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合地上設施自然生態(tài)區(qū)。
[0048]地上設施自然生態(tài)區(qū)具有與地表層設施自然生態(tài)區(qū)類似的通風與氣氛的有利條件，但沒有天然土壤和水土等方面條件。但比地表層自然生態(tài)區(qū)具有的自身的重要性為，地表層自然生態(tài)區(qū)可以保護或恢復被建筑覆蓋或遮蔽的地表層可耕地，但不能擴展或增大可耕地面積，而地上設施自然生態(tài)區(qū)可以增大或擴展可耕地或其他類型的國土面積。因此，地上設施自然生態(tài)區(qū)同樣具有重要意義與作用。
[0049]同樣，地下設施自然生態(tài)區(qū)設置為地下設施農(nóng)業(yè)型或地下設施綠化型或地下集成功能型的設施自然生態(tài)區(qū)，或為上述3種地下設施自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種地下設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合地下設施自然生態(tài)區(qū)。
[0050]地下設施自然生態(tài)區(qū)的有利因素包括不受自然氣象災害影響，并且利用地下土層或巖土層可以形成類似于地表層土壤的土壤條件;尤其是在地下水位合理、地下的土層或巖土層的滲透性較合理的地區(qū)，在地下設施自然生態(tài)區(qū)可以獲得較好的土壤層，用于發(fā)揮農(nóng)業(yè)的種植或繁殖等方面功能。同樣，與地上設施自然生態(tài)區(qū)相似，地下設施自然生態(tài)區(qū)也具有增加或擴展可耕地或其他類型的國土面積的功能與作用，也具有重要意義與作用。[0051 ]另外，地上設施自然生態(tài)區(qū)采取與混合式地表層設施自然生態(tài)區(qū)的類似設置方式，地上設施自然生態(tài)區(qū)與人工光源組合，在該建筑區(qū)域增設人工光源，將人工光源作為聚集自然光的補充，組合利用兩種光源，構成混合式地上設施自然生態(tài)區(qū)?；旌鲜降厣显O施自然生態(tài)區(qū)也設置為混合式設施農(nóng)業(yè)型或混合式設施綠化型或集成功能型的混合式地上設施自然生態(tài)區(qū)，或為此3種混合式地上設施自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種混合式地上設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合混合式地上設施自然生態(tài)區(qū)。
[0052]同樣，地下設施自然生態(tài)區(qū)與人工光源組合，在該建筑區(qū)域增設人工光源，將人工光源作為聚集自然光的補充，組合利用兩種光源，構成混合式地下設施自然生態(tài)區(qū)。混合式地下設施自然生態(tài)區(qū)也設置為混合式設施農(nóng)業(yè)型或混合式設施綠化型或集成功能型的混合式地下設施自然生態(tài)區(qū)，或為此3種混合式地下設施自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種混合式地下設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合混合式地下設施自然生態(tài)區(qū)。
[0053]另外，在自然生態(tài)建筑中，除了設置各種自然生態(tài)區(qū)和常規(guī)建筑區(qū)域外，或還增加設置人工光源生態(tài)區(qū)類型的常規(guī)人工植物工廠區(qū)域。即在自然生態(tài)建筑中或還增設人工設施生態(tài)區(qū)，如地上人工設施生態(tài)區(qū)或地下人工設施生態(tài)區(qū)。人工設施生態(tài)區(qū)(常規(guī)人工植物工廠區(qū)域)中采用人工光源照射或照明，提供植物光合作用所需要的光。增設人工設施生態(tài)區(qū)的情形，可以在自然生態(tài)區(qū)的功能基礎上，使自然生態(tài)建筑的功能更加全面與完善，發(fā)揮聚集自然光利用、人工光源利用、天然土壤與水土條件、水培或氣霧栽培等無土栽培、人工土壤或基質(zhì)種植等多方面的綜合功能與優(yōu)勢。
[0054]另外，在自然生態(tài)建筑中，或還增加設置常規(guī)建筑區(qū)，包括人居、工作、工業(yè)、服務業(yè)、休閑、娛樂等類型的常規(guī)建筑區(qū)。常規(guī)建筑區(qū)為建筑的I層或若干層區(qū)域，或為建筑中某層的部分區(qū)域。
[0055]上述表明，各種類型的設施自然生態(tài)區(qū)或混合型設施自然生態(tài)區(qū)，不僅可以保持或恢復或改善建筑地表層的可耕地與自然生態(tài)環(huán)境，而且通過設置地上或地下建筑層(非地表建筑層)的各種設施自然生態(tài)區(qū)，可以提供更多的聚集自然光型自然生態(tài)的種植、養(yǎng)殖、繁殖、人居、工作、休閑或集成功能的利用聚集自然光的自然生態(tài)型國土面積與區(qū)域，相當于可以明顯拓展與增大可耕地或其他類型的自然生態(tài)型國土面積。
[0056]光聚集型自然生態(tài)建筑的地表層原自然生態(tài)區(qū)、或地表層設施自然生態(tài)區(qū)、或混合型地表層設施自然生態(tài)區(qū)、或地下設施自然生態(tài)區(qū)、或混合型地下設施自然生態(tài)區(qū)、或地上設施自然生態(tài)區(qū)、或混合型地上設施自然生態(tài)區(qū)的農(nóng)業(yè)、綠化、環(huán)境調(diào)控等方面的作業(yè)與管理，可以由業(yè)主或居民自主實施，也可以委托由專業(yè)人員或?qū)I(yè)機構代為實施。
[0057]因此，自然生態(tài)區(qū)設置為地表層自然生態(tài)區(qū)、或地上自然生態(tài)區(qū)、或地下自然生態(tài)區(qū)，或為上述3種自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合自然生態(tài)區(qū)；或還設置有人工設施生態(tài)區(qū)。
[0058]地表層自然生態(tài)區(qū)設置為地表層原自然生態(tài)區(qū)、或地表層設施自然生態(tài)區(qū)、或混合式地表層設施自然生態(tài)區(qū)，或為此3種自然生態(tài)區(qū)中2種或3種地表層自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合地表層自然生態(tài)區(qū)。
[0059]地上自然生態(tài)區(qū)設置為地上設施自然生態(tài)區(qū)、或混合式地上設施自然生態(tài)區(qū)，或為此2種地上自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合地上自然生態(tài)區(qū)；或還設置有地上人工設施生態(tài)區(qū)。
[0060]地下自然生態(tài)區(qū)設置為地下設施自然生態(tài)區(qū)、或混合式地下設施自然生態(tài)區(qū)，或為此2種地下自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合地下自然生態(tài)區(qū)；或還設置有地下人工設施生態(tài)區(qū)。
[0061 ]如前述，上述各種自然生態(tài)區(qū)，一般設置為設施農(nóng)業(yè)型、或設施綠化型、或集成功能型等類型的自然生態(tài)區(qū)，或為上述3種自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合自然生態(tài)區(qū)；或還設置有人工設施生態(tài)區(qū)。
[0062]在自然生態(tài)建筑中，設置I個或若干個某種自然生態(tài)區(qū)。在地表層或其他建筑層的同一層中，設置I個或若干個某種自然生態(tài)區(qū)。在地表層與其他建筑層的不同層，進行不同類型的自然生態(tài)區(qū)的組合設置，或在同一建筑層進行不同種類的自然生態(tài)區(qū)的組合設置，有利于形成較有利的功能布局。
[0063]上述的光聚集型自然生態(tài)建筑，設置光聚集區(qū)和各種自然生態(tài)區(qū)。采用本人此前發(fā)明的面聚焦型或等效面聚焦型自然光匯聚技術及其匯聚裝置，實施規(guī)模化、低成本的自然光聚焦。聚集自然光傳輸?shù)礁鱾€自然生態(tài)區(qū)進行生態(tài)化應用與利用，發(fā)揮聚集自然光的照射或照明等自然生態(tài)化作用，形成光聚集型自然生態(tài)建筑。為建筑的地表層、地上建筑層、地下建筑層設置了設施農(nóng)業(yè)(現(xiàn)代農(nóng)業(yè))型、或設施綠化型、或集成功能型自然生態(tài)型建筑區(qū)域。通過聚集自然光的生態(tài)化應用與利用，光聚集型自然生態(tài)建筑保護、恢復、改善、擴展增大耕地國土面積，化解耕地危機，并顯著提升耕地的品質(zhì)，對耕地保護與保障、農(nóng)業(yè)安全具有重要意義。光聚集型自然生態(tài)建筑，可以保護、恢復、提升城鎮(zhèn)區(qū)域、尤其是入口密集的城鎮(zhèn)中心區(qū)域的自然生態(tài)環(huán)境，顯著提升人居、工作、休閑等方面環(huán)境品質(zhì)；可就近獲得生鮮、甘香、味美的食物或食材，顯著提升飲食與生活品質(zhì);城鄉(xiāng)一體與鄉(xiāng)城一體，在建筑領域應用廣泛，適用于許多種建筑，建筑經(jīng)濟價值與耕地安全保障等經(jīng)濟社會意義重大。
【附圖說明】
[0064]圖1為設置地表層自然生態(tài)區(qū)、2層地上設施自然生態(tài)區(qū)、地下設施自然生態(tài)區(qū)、頂部光聚集區(qū)的光聚集型自然生態(tài)建筑的示意圖
[0065]圖2為設置混合型地表層設施自然生態(tài)區(qū)、混合型地下設施自然生態(tài)區(qū)、地上自然生態(tài)區(qū)、地上人工設施生態(tài)區(qū)、頂部光聚集區(qū)的光聚集型自然生態(tài)建筑的示意圖
[0066]圖3為設置混合型地表層設施自然生態(tài)區(qū)、3層混合型地下設施自然生態(tài)區(qū)、頂部光聚集區(qū)的光聚集型自然生態(tài)建筑的示意圖
[0067]圖4為設置混合型地表層設施自然生態(tài)區(qū)、混合型地下設施自然生態(tài)區(qū)、地上設施自然生態(tài)區(qū)、混合型地上設施自然生態(tài)區(qū)、2層地上常規(guī)建筑區(qū)域、頂部子聚集區(qū)、側(cè)邊子聚集區(qū)的光聚集型自然生態(tài)建筑的示意圖
[0068]圖5為設置混合型地表層設施自然生態(tài)區(qū)、3層混合型地下設施自然生態(tài)區(qū)、2層地上常規(guī)建筑區(qū)域、頂部子聚集區(qū)、側(cè)邊子聚集區(qū)的光聚集型自然生態(tài)建筑的示意圖
[0069]上述各圖中:I為自然光聚集裝置或匯聚器，2為地上設施自然生態(tài)區(qū)或其建筑層，3為地表層設施自然生態(tài)區(qū)或地表層原自然生態(tài)區(qū)，4為地下設施自然生態(tài)區(qū)或其建筑層，5為匯聚器或匯聚裝置的透光保護罩，6為反射內(nèi)壁型導光管傳輸通道段或全內(nèi)反射的光纖型傳輸通道段，7為漫射器或照射器，8為地面或建筑地表層，9為人工設施生態(tài)區(qū)(人工光源植物工廠區(qū)域)或其建筑層，10為混合型地表層設施自然生態(tài)區(qū)或其建筑層，11為混合型地下設施自然生態(tài)區(qū)或其建筑層，12為人工光源，13為混合型地上設施自然生態(tài)區(qū)或其建筑層，14為常規(guī)照明燈，15為匯聚型轉(zhuǎn)向器，16為常規(guī)建筑區(qū)或常規(guī)建筑區(qū)的建筑層。
【具體實施方式】
[0070]如前述和附圖1-5所示，一種光聚集型自然生態(tài)建筑，主要由光聚集區(qū)和生態(tài)區(qū)組成。所述光聚集區(qū)由設置在建筑頂部或建筑周圍的部分或全部區(qū)域的至少I個子聚集區(qū)構成，或由設置在建筑頂部的部分或全部區(qū)域的至少I個子聚集區(qū)和設置在建筑周圍的部分或全部區(qū)域的至少I個子聚集區(qū)構成。
[0071]所述生態(tài)區(qū)設置為應用、利用聚集自然光和形成人居環(huán)境或農(nóng)業(yè)或綠化或其他方面的生態(tài)化功能與效果的自然生態(tài)區(qū)，即以生態(tài)化方式利用和應用聚集自然光，使生態(tài)區(qū)成為具有各種自然生態(tài)化功能與作用的對應的各種自然生態(tài)型建筑區(qū)域。
[0072]所述自然生態(tài)區(qū)設置為地表層自然生態(tài)區(qū)、或地下設施自然生態(tài)區(qū)、或地上設施自然生態(tài)區(qū)，或為上述3種自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合自然生態(tài)區(qū)。
[0073]以傳輸通道連通光聚集區(qū)與自然生態(tài)區(qū)，所述傳輸通道由至少I段反射內(nèi)壁表面的導光管通道段或至少I段全內(nèi)反射式光纖型傳輸通道段組成。
[0074]所述傳輸通道段為反射內(nèi)壁表面的導光管通道段、或全內(nèi)反射式光纖型傳輸通道段;反射內(nèi)壁表面的導光管通道段中或還設置有轉(zhuǎn)向器。
[0075]在自然生態(tài)區(qū)的上部或上方的傳輸通道的末端或傳輸通道段的末端、或分支傳輸通道段的末端，設置聚集自然光的照射或照明設備，所述聚集自然光照射或照明設備包括漫射器、照射器、散射器。
[0076]所述光聚集區(qū)的子聚集區(qū)設置至少I個光聚集裝置，所述光聚集裝置由至少I個匯聚器構成，所述匯聚器為面聚焦型匯聚器或等效面聚焦型匯聚器。
[0077]所述地表層自然生態(tài)區(qū)為地表層原自然生態(tài)區(qū)、或地表層設施自然生態(tài)區(qū)、或混合式地表層設施自然生態(tài)區(qū)，或為上述3種地表層自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種地表層自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合地表層自然生態(tài)區(qū)。
[0078]所述地表層原自然生態(tài)區(qū)為原農(nóng)業(yè)型區(qū)域、或原綠化型區(qū)域、或集成功能型原自然生態(tài)區(qū)域、或為上述3種地表層原自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種地表層原自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合地表層原自然生態(tài)區(qū)。
[0079]所述地表層設施自然生態(tài)區(qū)為設施農(nóng)業(yè)型區(qū)域、或設施綠化型區(qū)域、或集成功能型設施自然生態(tài)區(qū)域，或為上述3種地表層設施自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種地表層設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合地表層設施自然生態(tài)區(qū)。
[0080]所述混合式地表層設施自然生態(tài)區(qū)由地表層設施自然生態(tài)區(qū)與增設的人工光源構成。
[0081]所述混合式地表層設施自然生態(tài)區(qū)為混合式設施農(nóng)業(yè)型區(qū)域、或混合式設施綠化型區(qū)域、或集成功能型混合式設施自然生態(tài)區(qū)域，或為上述3種混合式地表層設施自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種混合式地表層設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合混合式地表層設施自然生態(tài)區(qū)。
[0082]所述地上自然生態(tài)區(qū)為地上設施自然生態(tài)區(qū)、或混合式地上設施自然生態(tài)區(qū)，或為上述2種地上設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合地上設施自然生態(tài)區(qū)。
[0083]所述地上設施自然生態(tài)區(qū)為地上設施農(nóng)業(yè)型區(qū)域、或地上設施綠化型區(qū)域、或集成功能型地上設施自然生態(tài)區(qū)域，或為上述3種地上設施自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種地上設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合地上設施自然生態(tài)區(qū)。
[0084]所述混合式地上設施自然生態(tài)區(qū)由地上設施自然生態(tài)區(qū)與增設的人工光源構成。
[0085]所述混合式地上設施自然生態(tài)區(qū)為混合式地上設施農(nóng)業(yè)型區(qū)域、或混合式地上設施綠化型區(qū)域、或集成功能型混合式地上設施自然生態(tài)區(qū)域，或為上述3種混合式地上設施自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種混合式地上設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合混合式地上設施自然生態(tài)區(qū)。
[0086]所述地下自然生態(tài)區(qū)為地下設施自然生態(tài)區(qū)、或混合式地下設施自然生態(tài)區(qū)，或為上述2種地下設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合地下設施自然生態(tài)區(qū)。
[0087]所述地下設施自然生態(tài)區(qū)為地下設施農(nóng)業(yè)型區(qū)域、或地下設施綠化型區(qū)域、或集成功能型地下設施自然生態(tài)區(qū)域，或為上述3種地下設施自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種地下設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合地下設施自然生態(tài)區(qū)。
[0088]所述混合式地下設施自然生態(tài)區(qū)由地下設施自然生態(tài)區(qū)與增設的人工光源構成。
[0089]所述混合式地下設施自然生態(tài)區(qū)為混合式地下設施農(nóng)業(yè)型區(qū)域、或混合式地下設施綠化型區(qū)域、或集成功能型混合式地下設施自然生態(tài)區(qū)域，或為上述3種混合式地下設施自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種混合式地下設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合混合式地下設施自然生態(tài)區(qū)。
[0090]所述光聚集型自然生態(tài)建筑或還設置人工設施生態(tài)區(qū)，所述人工設施生態(tài)區(qū)利用、應用人工光源照明或照射，發(fā)揮人工植物工廠的功能與作用。
[0091]所述光聚集型自然生態(tài)建筑或還設置常規(guī)建筑區(qū)，包括人居生活、工作、工業(yè)、月艮務業(yè)、休閑、娛樂等類型的常規(guī)建筑區(qū)。常規(guī)建筑區(qū)為建筑中的I層或若干層的全部區(qū)域，或為建筑中的某層的部分區(qū)域。
[0092]所述光聚集型自然生態(tài)建筑或還設置常規(guī)建筑區(qū)域和人工設施生態(tài)區(qū)。
[0093]因此，自然生態(tài)建筑一般主要由光聚集區(qū)和自然生態(tài)區(qū)組成，必要時也可增設常規(guī)建筑區(qū)或人工設施生態(tài)區(qū)(常規(guī)植物工廠)，使自然生態(tài)建筑具有更多、更全面和完善的功能。
[0094]圖1所示的光聚集型自然生態(tài)建筑，設置了地表層自然生態(tài)區(qū)、2層地上設施自然生態(tài)區(qū)、地下設施自然生態(tài)區(qū)、頂部光聚集區(qū)。該建筑的所有各層的自然生態(tài)區(qū)進行組合，也構成整個建筑的組合自然生態(tài)區(qū)。該自然生態(tài)建筑實施聚集自然光的分級分層的數(shù)個自然生態(tài)區(qū)的生態(tài)化利用，形成各層的自然生態(tài)型區(qū)域。相比地表層的原自然生態(tài)區(qū)域，明顯增大了自然生態(tài)型區(qū)域的面積，相當于擴大了自然生態(tài)型國土面積。并且，與完全開放式天然的地表層區(qū)域不同，可以對建筑的各個自然生態(tài)區(qū)進行精準或智能化的環(huán)境調(diào)控，包括溫度、濕度、氣氛、光、色彩等方面的合理化調(diào)控，獲得更高的建筑環(huán)境品質(zhì)。
[0095]圖2所示的光聚集型自然生態(tài)建筑，設置了混合型地表層設施自然生態(tài)區(qū)、混合型地下設施自然生態(tài)區(qū)、地上自然生態(tài)區(qū)、地上人工設施生態(tài)區(qū)、頂部光聚集區(qū)。除了具有上述的圖1所示的自然生態(tài)建筑的主要功能與生態(tài)化作用、效果外，由于在自然生態(tài)區(qū)增設了人工光源，并且增設了完全使用人工光源的人工設施生態(tài)區(qū)，使該建筑在每天自然光較弱的時間段或因氣候原因?qū)е伦匀还廨^弱，通過人工光源照射或照明的補充，使建筑的生態(tài)化效果與功能更加完善，不受氣候或天氣影響，使混合型自然生態(tài)區(qū)成為全天候的自然生態(tài)區(qū)。
[0096]圖3所示的光聚集型自然生態(tài)建筑，設置了混合型地表層設施自然生態(tài)區(qū)、3層混合型地下設施自然生態(tài)區(qū)、頂部光聚集區(qū)。除了具有上述的圖1和圖2所示的自然生態(tài)建筑的主要功能與生態(tài)化作用、效果外，該建筑更多地利用了地下土層或巖土層的有利條件，有利于在地下形成若干層的類似于地表層良好土壤條件的地下土壤層，獲得更多更好的耕地或綠化地。
[0097]圖4所示的光聚集型自然生態(tài)建筑，設置了混合型地表層設施自然生態(tài)區(qū)、混合型地下設施自然生態(tài)區(qū)、地上設施自然生態(tài)區(qū)、混合型地上設施自然生態(tài)區(qū)、2層地上常規(guī)建筑區(qū)域、頂部子聚集區(qū)、側(cè)邊子聚集區(qū)。除了具有上述的圖1和圖2所示的自然生態(tài)建筑的主要功能與生態(tài)化作用、效果外，增設了常規(guī)建筑區(qū)，完善或補充了建筑的部分功能，使建筑的功能更多。除了頂部設置了子聚集區(qū)，側(cè)邊也設置子聚集區(qū)，有利于獲得更多的聚集自然光，也有利于較高層建筑獲得聚集自然光。并且，混合型自然生態(tài)區(qū)為全天候的自然生態(tài)區(qū)。
[0098]圖5所示的光聚集型自然生態(tài)建筑，設置了混合型地表層設施自然生態(tài)區(qū)、3層混合型地下設施自然生態(tài)區(qū)、2層地上常規(guī)建筑區(qū)域、頂部子聚集區(qū)、側(cè)邊子聚集區(qū)。除了具有上述的圖4所示的自然生態(tài)建筑的主要功能與生態(tài)化作用、效果外，包括具有全天候的自然生態(tài)區(qū)等優(yōu)勢，并且與圖3所示的自然生態(tài)建筑類似，更多地利用了地下土層或巖土層的有利條件，有利于獲得更多更好的耕地或綠化地。
[0099]光聚集型自然生態(tài)建筑，適用于許多種建筑領域中實施，包括居民住宅、別墅、寫字樓、商業(yè)場所、賓館、飯店、工業(yè)建筑或設施、公共建筑、基礎設施等等。
[0100]光聚集型自然生態(tài)建筑，設置光聚集區(qū)和自然生態(tài)區(qū)。光聚集區(qū)設置為建筑外圍的部分或全部區(qū)域，或設置獨立的光聚集建筑。光聚集區(qū)采用本人此前發(fā)明的面聚焦型或等效面聚焦型技術及其光匯聚器裝置，進行自然光聚集與獲取。光聚集區(qū)至少設置一個光匯聚器裝置即光聚集裝置，一般設置若干個光聚集裝置，實施規(guī)?；⒌统杀镜淖匀还饩劢?。聚集自然光傳輸?shù)阶匀簧鷳B(tài)區(qū)，為形成自然生態(tài)建筑區(qū)域創(chuàng)造條件。聚集自然光以一次性或分級分層式地在自然生態(tài)區(qū)實施照射或照明等生態(tài)化作用，形成光聚集型自然生態(tài)建
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[0101]地表層原自然生態(tài)區(qū)，在聚集自然光的作用下，保持或恢復原地表自然生態(tài)環(huán)境形態(tài)，包括土壤、水、肥、光、風、動植物、微生物等自然環(huán)境條件。地表層原自然生態(tài)區(qū)設置為原農(nóng)業(yè)型區(qū)域、或原綠化型區(qū)域、或集成功能型原自然生態(tài)區(qū)域，或為上述3種地表層原自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種地表層原自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合地表層原自然生態(tài)區(qū)。
[0102]設施自然生態(tài)區(qū)，包括地表層和地上、地下建筑層的設施自然生態(tài)區(qū)，設置為設施農(nóng)業(yè)型區(qū)域、或設施綠化型區(qū)域、或集成功能型設施自然生態(tài)區(qū)域，或為上述3種設施自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合設施自然生態(tài)區(qū)。
[0103]設施農(nóng)業(yè)型自然生態(tài)區(qū)為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)區(qū)域，包括都市農(nóng)業(yè)(城市農(nóng)業(yè))型、生態(tài)農(nóng)業(yè)型、精準農(nóng)業(yè)型、智能農(nóng)業(yè)(工廠化農(nóng)業(yè))型、立體農(nóng)業(yè)型、旅游休閑農(nóng)業(yè)型等類型的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)型設施農(nóng)業(yè)區(qū)域。通過智能化調(diào)控，并顯著提升耕地的品質(zhì)。
[0104]設施綠化型自然生態(tài)區(qū)為類似于設施農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化的綠化區(qū)域，包括溫室型、景觀型、園藝型等類型的設施綠化區(qū)域，提供先進、高品質(zhì)的綠化區(qū)域或建筑環(huán)境。
[0105]集成功能型設施自然生態(tài)區(qū)，在設施農(nóng)業(yè)型或設施綠化型區(qū)域功能基礎上，對溫度、光、氣氛、綠化、動植物與微生物構成、音樂、色彩、造型、視覺等環(huán)境條件進行精準或智能調(diào)控，并增加與人居、生活、工作、休閑、旅游觀光等方面相應的設施，形成了具有上述多個方面功能的設施自然生態(tài)區(qū)。
[0106]設施自然生態(tài)區(qū)，不僅可以保持或恢復或改善建筑地表層的可耕地與自然生態(tài)環(huán)境，而且通過實施非地表建筑層的設施自然生態(tài)區(qū)，可以提供更多的人工型自然生態(tài)的種植、養(yǎng)殖、繁殖、人居、工作、休閑或集成功能的人工國土面積與區(qū)域，相當于明顯拓展與增大了可耕地或其他類型的自然生態(tài)國土面積。通過智能化調(diào)控，并顯著提升耕地的品質(zhì)。
[0107]上述為自然光的光聚集型自然生態(tài)建筑，應用于自然光(太陽光、漫散射光等)場合;本發(fā)明提出的光聚集型自然生態(tài)建筑同樣可以應用于人造太陽等人造光的場合，采用面聚焦型或等效面聚焦型技術及其裝置，規(guī)模化地聚集人造光等，形成聚集光，傳輸?shù)阶匀簧鷳B(tài)區(qū)，形成光聚集型自然生態(tài)建筑。
[0108]另外，上述為采用面聚焦型(面聚焦導波體的全方位匯聚型)或等效面聚焦型(面聚焦導波體的等效導波體的全方位匯聚型)技術及其匯聚裝置，進行自然光的規(guī)模化聚集與收集;但也可以采用自動跟蹤式面聚焦型或自動跟蹤式等效面聚焦型技術及其裝置，進行自然光的規(guī)模化聚集與獲取。還可以考慮采用自動跟蹤式螺紋透鏡(菲涅爾透鏡)，進行自然光的規(guī)模化聚集與收集。但很可能的情形為，自動跟蹤式光聚集裝置的結構復雜，造價高，并且運行成本高，導致聚集光的成本高。
[0109]上述光聚集型自然生態(tài)建筑，設置光聚集區(qū)和自然生態(tài)區(qū)。光聚集區(qū)采用本人此前發(fā)明的面聚焦型或等效面聚焦型技術及其匯聚裝置，實施規(guī)模化、低成本的自然光聚焦。聚集自然光傳輸?shù)阶匀簧鷳B(tài)區(qū)，以照射或照明等方式，進行生態(tài)化的利用與應用，產(chǎn)生自然生態(tài)化的作用與效果，形成光聚集型自然生態(tài)建筑。設置的自然生態(tài)區(qū)，為設施農(nóng)業(yè)(現(xiàn)代農(nóng)業(yè))型、或設施綠化型(現(xiàn)代綠化型)、或集成功能型自然生態(tài)建筑區(qū)，為地表層自然生態(tài)區(qū)或地上建筑層、地下建筑層的設施自然生態(tài)區(qū)。光聚集型自然生態(tài)建筑，保護、恢復、改善、擴展增大耕地國土面積，化解耕地危機，并顯著提升耕地的品質(zhì)，對耕地保護與保障、農(nóng)業(yè)安全具有重要意義。光聚集型自然生態(tài)建筑，可以保護、恢復、提升城鎮(zhèn)區(qū)域、尤其是入口密集的城鎮(zhèn)中心區(qū)域的自然生態(tài)環(huán)境，顯著提升人居、工作、休閑等方面環(huán)境品質(zhì)；可就近獲得生鮮、甘香、味美的食物或食材，顯著提升城鎮(zhèn)與村寨的飲食與生活品質(zhì)。城鄉(xiāng)一體與鄉(xiāng)城一體，在建筑領域應用廣泛，適用于許多種建筑，建筑經(jīng)濟價值與耕地安全保障等經(jīng)濟社會意義重大。
【主權項】
1.一種光聚集型自然生態(tài)建筑，主要由光聚集區(qū)和生態(tài)區(qū)組成，其特征在于，所述光聚集區(qū)由設置在建筑頂部或建筑周圍的至少I個子聚集區(qū)構成，或由設置在建筑頂部的至少I個子聚集區(qū)和設置在建筑周圍的至少I個子聚集區(qū)構成； 所述生態(tài)區(qū)設置為應用聚集自然光的自然生態(tài)區(qū)，所述自然生態(tài)區(qū)設置為地表層自然生態(tài)區(qū)、或地下設施自然生態(tài)區(qū)、或地上設施自然生態(tài)區(qū)，或為上述3種自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合自然生態(tài)區(qū)。2.根據(jù)權利要求1所述的光聚集型自然生態(tài)建筑，其特征在于，以傳輸通道連通光聚集區(qū)與自然生態(tài)區(qū)，所述傳輸通道由至少I段反射內(nèi)壁表面的導光管通道段或至少I段全內(nèi)反射式光纖型傳輸通道段組成； 所述傳輸通道段為反射內(nèi)壁表面的導光管通道段、或全內(nèi)反射式光纖型傳輸通道段；反射內(nèi)壁表面的導光管通道段中或還設置有轉(zhuǎn)向器； 在自然生態(tài)區(qū)的上部或上方的傳輸通道的末端或傳輸通道段的末端、或分支傳輸通道段的末端設置聚集光照射或照明設備，所述聚集光照射或照明設備包括漫射器、照射器、散射器。3.根據(jù)權利要求1所述的光聚集型自然生態(tài)建筑，其特征在于，所述光聚集區(qū)的子聚集區(qū)設置至少I個光聚集裝置，所述光聚集裝置由至少I個匯聚器構成，所述匯聚器為面聚焦型匯聚器或等效面聚焦型匯聚器。4.根據(jù)權利要求1所述的光聚集型自然生態(tài)建筑，其特征在于，所述地表層自然生態(tài)區(qū)為地表層原自然生態(tài)區(qū)、或地表層設施自然生態(tài)區(qū)、或混合式地表層設施自然生態(tài)區(qū)，或為上述3種地表層自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種地表層自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合地表層自然生態(tài)區(qū)； 所述地表層原自然生態(tài)區(qū)為原農(nóng)業(yè)型區(qū)域、或原綠化型區(qū)域、或集成功能型原自然生態(tài)區(qū)域、或為上述3種地表層原自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種地表層原自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合地表層原自然生態(tài)區(qū)； 所述地表層設施自然生態(tài)區(qū)為設施農(nóng)業(yè)型區(qū)域、或設施綠化型區(qū)域、或集成功能型設施自然生態(tài)區(qū)域，或為上述3種地表層設施自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種地表層設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合地表層設施自然生態(tài)區(qū)； 所述混合式地表層設施自然生態(tài)區(qū)由地表層設施自然生態(tài)區(qū)與增設的人工光源構成； 所述混合式地表層設施自然生態(tài)區(qū)為混合式設施農(nóng)業(yè)型區(qū)域、或混合式設施綠化型區(qū)域、或集成功能型混合式設施自然生態(tài)區(qū)域，或為上述3種混合式地表層設施自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種混合式地表層設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合混合式地表層設施自然生態(tài)區(qū)。5.根據(jù)權利要求1所述的光聚集型自然生態(tài)建筑，其特征在于，所述地上自然生態(tài)區(qū)為地上設施自然生態(tài)區(qū)、或混合式地上設施自然生態(tài)區(qū)，或為上述2種地上設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合地上設施自然生態(tài)區(qū)； 所述地上設施自然生態(tài)區(qū)為地上設施農(nóng)業(yè)型區(qū)域、或地上設施綠化型區(qū)域、或集成功能型地上設施自然生態(tài)區(qū)域，或為上述3種地上設施自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種地上設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合地上設施自然生態(tài)區(qū)； 所述混合式地上設施自然生態(tài)區(qū)由地上設施自然生態(tài)區(qū)與增設的人工光源構成； 所述混合式地上設施自然生態(tài)區(qū)為混合式地上設施農(nóng)業(yè)型區(qū)域、或混合式地上設施綠化型區(qū)域、或集成功能型混合式地上設施自然生態(tài)區(qū)域，或為上述3種混合式地上設施自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種混合式地上設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合混合式地上設施自然生態(tài)區(qū)。6.根據(jù)權利要求1所述的光聚集型自然生態(tài)建筑，其特征在于，所述地下自然生態(tài)區(qū)為地下設施自然生態(tài)區(qū)、或混合式地下設施自然生態(tài)區(qū)，或為上述2種地下設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合地下設施自然生態(tài)區(qū)； 所述地下設施自然生態(tài)區(qū)為地下設施農(nóng)業(yè)型區(qū)域、或地下設施綠化型區(qū)域、或集成功能型地下設施自然生態(tài)區(qū)域，或為上述3種地下設施自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種地下設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合地下設施自然生態(tài)區(qū)； 所述混合式地下設施自然生態(tài)區(qū)由地下設施自然生態(tài)區(qū)與增設的人工光源構成； 所述混合式地下設施自然生態(tài)區(qū)為混合式地下設施農(nóng)業(yè)型區(qū)域、或混合式地下設施綠化型區(qū)域、或集成功能型混合式地下設施自然生態(tài)區(qū)域，或為上述3種混合式地下設施自然生態(tài)區(qū)中的2種或3種混合式地下設施自然生態(tài)區(qū)組合構成的組合混合式地下設施自然生態(tài)區(qū)。7.根據(jù)權利要求1所述的光聚集型自然生態(tài)建筑，其特征在于，所述光聚集型自然生態(tài)建筑或還設置人工設施生態(tài)區(qū)，所述人工設施生態(tài)區(qū)采用人工光源照明或照射； 所述光聚集型自然生態(tài)建筑或還設置常規(guī)建筑區(qū)； 所述光聚集型自然生態(tài)建筑或還設置常規(guī)建筑區(qū)和人工設施生態(tài)區(qū)。
【文檔編號】E04H5/08GK205531619SQ201620271537
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月6日
【發(fā)明人】黃太清
【申請人】黃太清