CN105649242B - 一种双层玻璃幕墙智能控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种智能型双层玻璃幕墙结构,属于建筑领域,包括内外层玻璃幕墙结构、通风通道,通风通道上的通风格栅,玻璃幕墙上设通风口、上、下端设风口、遮阳帘、发电装置和智能控制系统,智能控制系统控制各内部装置,所述智能控制系统和设置玻璃幕墙的建筑物控制系统相互连接,双层玻璃幕墙的智能控制方法包括夏、冬季模式、自然通风模式、遮阳模式以及消防模式,本发明利用智能控制系统能够自动地进行室温调节,充分利用了自然风驱动旋转型发电装置发电、利用柔性太阳能电池发电,产生绿色能源,可降低碳排放,避免温室效应,实现建筑物的绿色生态。

Description

一种双层玻璃幕墙智能控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种玻璃幕墙控制方法,特别涉及一种双层玻璃幕墙智能控制方法, 属于建筑领域。
背景技术
[0002] 近年来,随着我国城镇化、工业化的发展,工业排放、车辆尾气排放、生活中的烟气 排放引起了雾霾等环境污染等,威胁着居民的身体健康,影响着人们的日常生活。一些现代 建筑技术的过分使用、依赖利用能源驱动的设备调节室内环境(比如空调等),带来碳排放、 影响气候环境,导致温室效应,使得地球表面温度升高,冰川融化,海平面上升,臭氧层空 洞、导致厄尔尼诺现象,可造成人类农业中心的北移,导致地震、海啸频发,严重地威胁着人 类的生存环境,因此,尽可能不使用空调等机械调节环境温度或气候,是维护人类生存环境 的世界性共识,建筑物中利用绿色能源降低对环境、生态平衡的破坏,已经是大势所趋,也 是环境问题对建筑设计人员提出新的设计理念。
[0003] 良好的建筑设计应该是建筑与自然和谐共存,能为室内提供新鲜的提供新鲜的空 气和适宜的室内空气温度、湿度,为人类提供一种舒适是生活或工作环境,自然通风是重要 的生态建筑观念,自然通风不仅能够解决通风换气问题,而且可以调整室内温度和湿度。自 然通风是更加健康、通过廉价和环保的手段,保护环境和创造接近自然的生理、心里环境。 积极地利用自然资源,引导空气流动,降低对自然环境、生态平衡的破坏,是建造建筑设计 的宗旨。在生态建筑的理念下,充分利用自然条件,利用风压、热压并辅助机械手段,尽量利 用太阳能、风能等自然能源实现建筑的通风。
[0004] 玻璃幕墙对减少了风及恶劣气候的影响,降低了噪声,营造了舒适温馨的生活和 工作环境。
[0005] 目前,在建筑物中常常使用玻璃幕墙装饰外表面,由原来的单层玻璃幕墙发展到 了双层玻璃幕墙,双层玻璃幕墙(又称为热通道幕墙、气循环幕墙、呼吸幕墙等),是由内、夕卜 两层玻璃幕墙组成,内外幕墙之间形成一个相对封闭的空气通道,在多层或高层建筑物的 双层玻璃幕墙通道中,通过在与建筑物层高相一致的高度上,设置格栅状的水平隔离通通 道,维修人员可以在玻璃通道中,进行玻璃幕墙的维修。在玻璃幕墙内室内通风中,一般采 用两种方式,一种是玻璃幕墙内层设置通风孔和通风缝隙,对室内进行温度调节,另外一种 是通过外层玻璃幕墙设置通风孔和通风缝隙,调节双层玻璃幕墙通道内的温度。利用两层 玻璃幕墙之间的流通的空气对室内进行调节,也有的双层玻璃幕墙之间的空气是从外界通 过地下,将空气降温后送入双层玻璃幕墙之间进行调节夏季的室内温度。但是,这种玻璃幕 墙不能将内层和外层之间的调节有机地结合在一起,而且调节非常不方便,而且不能及时 合理的地进行调节,特别是在夏天,当双层玻璃之间的温度过高时,不能进行相应的调整, 晚上一旦室内温度过冷或过热,调节起来也相当困难,尤其是高层建造,调节起来相当困 难,只能利用空调等设备进行室内温度、湿度的调节。
发明内容
[0006]针对目前提倡生态建筑观念向建筑物室内利用提供自然空气,特别是在双层玻璃 幕墙中单独调节内层玻璃幕墙或单独调节外层玻璃幕墙进行室温温度调节的情况,本发明 提供一种双层玻璃幕墙智能控制方法,其目的是为了合理地利用玻璃幕墙空间,在玻璃幕 墙中利用“烟囱效应”进行自然排气并驱动旋转发电装置发电,减少室内温度、湿度调节的 空调等设备,只有在不得已情况,利用排风装置强制排出热气,降低温室效应、降低能源消 耗。
[0007]本发明的技术方案是:一种双层玻璃幕墙智能控制方法,包括双层玻璃幕墙结构, 双层玻璃幕墙包括内层玻璃幕墙、外层玻璃幕墙及中间通风风道、风道上的通风格栅,玻璃 罨墙上设通风口,通风风道上、下端设风口,内设遮阳帘、发电装置和能控制系统,其特征在 于:智能控制系统控制各内部装置,所述智能控制系统和设置玻璃幕墙的建筑物控制系统 相互连接,双层玻璃幕墙的智能控制方法包括夏季模式、冬季模式、自然通风模式、遮阳模 式以及消防模式;
[0008] (1)夏季模式:
[0009]内层玻璃幕墙上部通风口以及内层玻璃幕墙下部通风口常闭,格栅廊道处于敞开 状态,外层玻璃幕墙通风口常开,幕墙通风通道底部的入风口和顶部的出风口常开,软型太 阳能电池的发电遮阳帘自动调节,通风通道内空气过热时,旋转型发电装置处于停机状态, 排风装置向外排出热气,对于楼层较高的高层建筑,当玻璃通风通道中的空气被加热上升, 出现空气温度过热的情况时,关闭一些楼层的通风通道格栅,使个别玻璃幕墙层间的通风 格栅不再贯通,将整个通风通道分割成几个楼层高度之间格栅相互贯通的多个相通的空 间,几个相互贯通的通风通道空间内下层的外层玻璃幕墙通风口打开进气,几个相互贯通 的通风通道内上层的外层玻璃幕墙通风口打开排出热空气,展开柔性太阳能电池遮阳帘, 转化一部分太阳能为电能;双层玻璃幕墙中通风通道中的上升气流带走一定的热量从顶部 出风口排除;设置在双层玻璃幕墙顶部的旋转型发电装置利用气流剩余动能发电;
[0010] (2)冬季模式:
[0011] 冬季模式下,外层玻璃幕墙上的通风口处于常闭状态,通风通道内的格栅廊道处 于封闭状态,通风通道顶端出风口、底部入风口关闭,旋转型发电装置处于常闭状态,当通 风通道内空气温度高于室内温度时,内层玻璃幕墙上部通风口以及内层玻璃幕墙下部通风 口打开,热空气流入室内;当通风通道内空气的温度低于室内温度时,内层玻璃幕墙上部通 风口以及内层玻璃幕墙下部通风口关闭;
[0012] (3)自然通风模式:
[0013] 自然通风模式下,外层玻璃幕墙通风口打开,内层玻璃幕墙上部通风口以及内层 玻璃幕墙下部通风口打开,通风格栅处于敞开状态,旋转型发电装置在空气流速足够快时 发电;
[0014] (4)消防模式
[0015] 当火灾探测器检测为火灾信息时,信息处理模块迅速地将控制模式转换到消防模 式,消防模式下,启动各层通风格栅封闭装置,封闭关闭通风格栅的格栅孔,关闭内层玻璃 幕墙上部通风口以及内层玻璃幕墙下部通风口,开放外层玻璃幕墙通风口排放烟气;
[0016] (5)遮阳模式
[0017]展开柔性太阳能电池遮阳帘,转化一部分太阳能为电能;
[0018]进一步,通过信息采集模块收集通风通道内、建筑物室内信息,当温度湿度传感器 检测到温度后,根据设定季节和设定时间,信息处理模块判断为夏季模式或冬季模式或自 然通风模式或遮阳模式时,控制系统会根据模式状况对双层玻璃幕墙通风口开度进行调 节,对可卷动的柔性遮阳帘卷开或卷起,对发电、排风装置的进行启动或关闭,按照所在模 式下的设定参数进行相应的开度调节、相应的发电或排风装置的开启或关闭,进行柔性遮 阳帘的展开或卷动,相关楼层通风格栅的关闭或开放;
[0019]进一步,所述智能控制系统通过信息采集模块收集通风通道内、建筑物室内信息, 当火灾探测器检测为火灾信息时,信息处理模块就会将控制模式转换到消防模式,在消防 模式下封闭各层通风格栅封闭装置,关闭内层玻璃幕墙通风口,开放外层玻璃幕墙通风口, 排放烟气。
[0020]所述发电装置包括通风通道出风口上设置有旋转型发电装置、构成外层玻璃幕墙 的半透明状太阳能电池和构成柔性遮阳帘的柔性薄膜太阳能电池组件,发电装置上配备有 蓄电池、控制器以及逆变器。
[0021]进一步,所述外层玻璃幕墙内侧设置有可卷动的柔性遮阳帘为柔性太阳能电池组 件,柔性太阳能电池组件分为多个子组件分别卷在卷轮上,柔性遮阳帘上方利用钢丝或链 条连接有驱动装置,柔性遮阳帘展开时,自下而上平行设置在外层玻璃幕墙前;
[0022]进一步,所述通风通道延伸至屋顶并弯曲成水平状,出风口呈水平状,出风口上设 置有旋转型发电装置和排风装置,所述通风口上设置有小型空气净化装置;
[0023]进一步,所述通风格栅封上设置有通风格栅封闭装置,通风格栅封闭装置设置在 通风格栅下面,通风格栅包括下层格栅和格栅驱动装置,封闭通风格栅时,下层格栅堵塞通 风格栅孔;
[0024]进一步,所述智能控制系统内包括有蓄电池电量检测装置和交直流电自动转换装 置;
[0025]进一步,所述智能控制系统包括软性太阳能电池发电控制系统、旋转型发电装置 以及排风装置控制系统、环境信息采集系统、内、外层玻璃幕墙通风口通风控制系统以及消 防控制系统。
[0026]本发明具有的积极效果是:通过在外层玻璃上采用半透明的太阳能电池玻璃幕 墙,可充分利用太阳光进行发电,减少化石能源的消耗,减少碳排放;通过在玻璃幕墙上设 置通风通道通风口,可利用智能控制系统,根据温度、湿度传感器,对通风通道以及建筑物 室内的烟气、温度以及湿度进行监控、数据采集,根据采集的数据同时对室内外的温度进行 自动调节;通过通风通道内设置通风格栅封闭装置,在正常状况下进行通风,在火灾情况 下,能够对通风格栅封闭,可防止火灾的蔓延或扩大;通过将通风通道延伸至建筑物顶部水 平方向,并设置出风口,可防止降雨等从出风口进入通风通道内,影响正常的通风效果;通 过在通风通道出风口处设置旋转发电、排风装置,在夏季或需强化排风时,可通过排放风机 对通道内的热风进行强制排放,以此降低通风通道内的温度,在非排风状态下,可利用“烟 道效应”驱动设置在出风口位置的旋转发电装置进行发电,并利用蓄电池将电能储存起来, 用于排风和遮阳帘的卷动;通过在通风通道内、建筑物室内分别设置有温度、湿度传感器和 火灾探测器,能够向采集相关数据,根据实际烟气、温度以及湿度对通风通道以及建筑物室 上设置的通风口进行相应的开关以及开度调整;对旋转发电装置、排风装置进行相应的启 动或关闭,对柔性遮阳帘进行相应的卷动和展开;通过在外层玻璃幕墙前设置可卷动的柔 性遮阳帘,可在天气过热的情况时,在外层玻璃幕墙内侧遮阳,另外,可防止通风通道内的 温度过高,引起建筑物室内的温度过高,特别是上层通风通道内的温度太高,会引起上层建 筑室内的温度过高,使用柔性薄膜太阳能电池可以吸收太阳光进行发电,驱动玻璃幕墙上 设置的驱动装置以及排风装置使用;通过在控制系统中设置交直流电的自动转换装置,能 够在蓄电池电量不足时,切换使用市电,通过在玻璃幕墙通风口上设置净化装置,可以将室 外的污染空气净化,以免将污染空气送入室内。通过利用控制系统,在不同模式下对控制室 内以及通风通道的开度,控制排风装置以及发电装置的开启与关闭,控制可卷动的柔性遮 阳帘的展开与否,通风格栅封闭装置的开启与关闭,能够达到对室内温度的控制,防止火 灾的蔓延与扩大,避免引起不必要的灾难,双层玻璃幕墙通过利用智能控制系统能够自动 地进行室温调节,充分利用生态建筑物的“烟道效应”产生自然风驱动旋转型发电装置发 电、利用太阳光照射柔性太阳能电池发电,产生绿色能源,供自身驱动装置使用,可降低碳 排放,避免温室效应,实现建筑物的绿色生态。
附图说明
[0027]图1单面玻璃幕墙的剖面结构示意图。
[0028]图2局部玻璃幕墙的正面结构示意图。
[G029]图3格栅封闭状况下的结构示意图。
[G030]图4格栅通风状况下的结构示意图。
[0031]图5外层玻璃幕墙内侧通风通道层间前柔性太阳能电池组件正面结构示意图。 [0032]图6外层玻璃幕墙内侧通风通道层间柔性太阳能电池组件侧面结构示意图。
[0033]图7任意一层通风通道内局部内层玻璃幕墙通风口的结构示意图。
[0034]图8双层玻璃幕墙智能控制系统的结构示意图。
[0035]标号说明:1〇:内层玻璃幕墙、11:外层玻璃幕墙、11a:电池板、12:女儿墙、13:出风 口、13a:排风装置、13b:旋转型发电装置、14:外层玻璃幕墙通痛风口、15:导轨支架、16:导 轨、17:卷轮、18:通风通道、19a:通风格栅、19b:下层格栅、19c:格栅驱动装置、20:建筑物、 21:入风口、22:地面、23:地下通道、24:净化装置、30a:内层玻璃幕墙上部通风口、30b:内层 玻璃幕墙下部通风口、31:链轮、32:展卷电机、33:展卷电机支架、34:绕轮、35:卷轴、36:钢 丝或链条。
具体实施方式
[0036]以下结合图1-图8,就本发明的技术方案进行详细的说明。
[0037]本发明的技术方案是一种双层玻璃幕墙结构,包括内层玻璃幕墙1〇和外层玻璃幕 墙11,内层玻璃幕墙10和外层玻璃幕墙11设置在金属框架上,其外层玻璃幕墙为半透明状 太阳能太阳能电池与非断热型材组成的结构,内层采用中空玻璃与断热型材组成的结构, 断热型材与中空玻璃组成的玻璃幕墙结构节能效果较传统单层幕墙相比达50%以上。
[GG38] —般在建筑物20的四周设置玻璃幕墙,为了说明问题,图1显示的是单面玻璃幕墙 的剖面结构示意图,图2是局部玻璃幕墙的正面结构示意图,图7是任意一层通风通道内局 部内层玻璃幕墙通风口的结构示意图。
[0039] 内层玻璃幕墙1〇和外层玻璃幕墙11周边为是封闭状态,中间为通风通道18、通风 通道18中设置有与楼层间距相对应的水平通风格栅19a廊道,水平通风格栅19a廊道主要是 便于上下通风,方便维修、操作人员的通行廊道。
[0040] 通风通道18内设置有通风通道18出风口 13和入风口 21,通风通道18内层玻璃幕墙 10和外层玻璃幕墙11上分别设置有开度调节通风口,内层玻璃幕墙通风口包括与建筑物窗 口相对应的内层玻璃幕墙上部通风口 30a以及内层玻璃幕墙下部通风口 30b,外层玻璃幕墙 通风口 14与内层玻璃幕墙通风口的开口方向相反,通风口开口方向朝着通风通道18方向, 外层玻璃幕墙11由多块电池板11a拼接而成,多块电池板11a构成太阳能电池组件,在拼接 的电池板1 la之间缝隙处设置有外层玻璃幕墙通风口 14,内层玻璃幕墙上部通风口 30a以及 内层玻璃幕墙下部通风口30b与楼内层窗口相互匹配,每层中内层玻璃幕墙10上分别设置 有内层玻璃幕墙上部通风口 30以及内层玻璃幕墙下部通风口 30b,所述内层玻璃幕墙上部 通风口 30a以及内层玻璃幕墙下部通风口 30b和外层玻璃幕墙通风口 14的通风通道内侧设 置有控制空气开度的装置。
[0041] 参考图1,在本实施例中,通风通道18的入风口21设置在楼前的地面22上,通过地 下通道22进入通风通道18内,地下通道22入风口 21或地下通道22内设置有空气净化装置, 通风通道18的出风口 13设置在楼顶,图2是局部玻璃幕墙的正面结构示意图,通风通道18的 出风口 13附近设置有排风装置13a和旋转型发电装置13b。夏季,开启内层玻璃幕墙上部通 风口 30a以及内层玻璃幕墙下部通风口 30b或外层玻璃幕墙通风口 14后,会自然通风,带走 内部热气,冬季关闭通风口后形成温差,起保温作用。
[0042]构成外层玻璃幕墙的太阳能电池板11a,可以是半透明状的薄膜太阳能电池,也可 以是半透明状的晶硅太阳能电池,如果是晶硅太阳能电池,为了保证建筑物外观的美观漂 壳,晶娃太阳能电池外的盖板玻璃米用镀膜玻璃。
[0043]图3是格栅封闭状况下的结构示意图,图4是格栅通风状况下的结构示意图。 [0044]所述通风格栅封闭装置设置在通风格栅19a下面,通风格栅封闭装置包括下层格 栅19b和格栅驱动装置19c,封闭通风格栅时,下层格栅堵塞通风格栅19a的格栅孔。在本发 明的实施例中,通风格栅封闭装置设置在通风格栅19a的下层,格栅封闭装置包括下层格栅 19b与格栅驱动装置19c,下层格栅19b也为格栅状,通过水平移动下层格栅19b,可将上层通 风格栅19a的通风格栅孔打开或封闭,下层格栅19b与通风格栅19a结构一样,下层格栅19b 在格栅驱动装置19c的带动下,水平位移一定距离后正好能够将通风格栅19a上的通风格栅 孔封闭;下层格栅1%返回原来位置时,下层格栅1%的非通风格栅与通风格栅19a通风格栅 孔一致,下层格栅1%的通风格栅孔与通风格栅19a非通风格栅一致,可保证通风与封闭。 [0045]所述栅封闭装置也可采用百叶窗状的结构以及可以封闭格栅孔的结构,如果是百 叶窗状结构,可通过旋转百叶窗即可封闭或打开通风格栅19a的通风格栅孔。
[0046]通风通道18内、建筑物20室内分别设置有温度湿度传感器和火灾探测器,可对通 风通道18内和建筑物20室内的温度进行监控以及数据采集,采集的数据会传递到智能控制 系统。
[0047]所述发电装置包括多个,包括通风通道18出风口 13上设置的旋转型发电装置13b 构成外层玻璃幕墙的半透明状太阳能电池板11a以及设置在外层玻璃幕墙内侧的柔性薄膜 太阳能电池组件,发电装置上配备有蓄电池、控制器以及逆变器。
[0048]发电装置发出的电可存储到蓄电池中,也可根据需要利用逆变器传输到排风装置 13a上进行排气,或用于下述柔性遮阳帘的展开驱动上,具体利用哪方面的电进行驱动,可 利用智能系统中配备的检测系统检测和自动切换控制。
[0049]图5是外层玻璃幕墙内侧通风通道层间前柔性太阳能电池组件正面结构示意图, 图6是外层玻璃幕墙内侧通风通道层间柔性太阳能电池组件侧面结构示意图。所述双层玻 璃幕墙上配备有多个发电装置,柔性遮阳帘采用柔性太阳能电池,柔性遮阳帘采用柔性太 阳能电池为发电装置的其中之一,外层玻璃幕墙11内侧设置有可卷动的柔性遮阳帘,所述 外层玻璃幕墙11内侧设置的可卷动的柔性遮阳帘与外层玻璃幕墙一样,均为太阳能电池组 件,柔性太阳能电池组件同样也分为多个子组件,为了防止设置柔性遮阳帘导致房屋深处 亮度过低的问题,可采用下起式柔性遮阳帘结构。
[0050] 在本实施例中,采用的是下起式遮阳结构,即柔性遮阳帘自下而上升起。柔性太阳 能电池组件分为多个子组件分别卷在外层玻璃幕墙的内侧,不同的卷轮17上分别设置各自 的柔性遮阳帘,柔性遮阳帘上方设置有展卷驱动装置,展卷驱动装置卷轴35与可卷动的柔 性遮阳帘边部之间利用钢丝或链条36连接,柔性遮阳帘边部两端设置有滚轮,滚轮设置在 两端的导轨16中,柔性遮阳帘上沿着导轨16上升或下降,卷轴35上设置有缠绕钢丝或链条 36的绕轮34,可卷动的柔性遮阳帘卷轮17内设置有弹簧,33为展卷电机支架,导轨利用导轨 支架15支撑,展开时,展卷驱动装置上连接的展卷电机32通过链条与链轮31带动卷轴35将 柔性遮阳帘自下而上平行设置在外层玻璃幕墙11后面,柔性遮阳帘卷起时,弹簧带动卷轮 17将柔性遮阳帘卷起来,此处的链轮31为飞轮结构,为单向驱动结构。
[0051 ] 利用自下而上的软性遮阳帘能够调整室内光线。柔性太阳能电池,可采用全遮阳 型的,也可采用具有一定透光型的柔性电池,采用具有一定透光型的柔性电池更容易做到 室内照度均匀,减少调节频次。
[0052] 上述为下起式遮阳结构,也可采用下降式柔性遮阳帘,下降式柔性遮阳帘同样为 柔性太阳能电池,柔性太阳能电池下端端部边上设置有配重,上端连接有卷轮驱动装置,利 用卷轮驱动装置驱动柔性太阳能电池上升。但存在着室内光线调整不便的可能。
[0053] 另外一个发电装置为旋转型发电装置13b,参照图1,所述通风通道18延伸至屋顶 女儿墙12并弯曲成水平状,出风口 13呈水平状,出风口 13上设置有旋转型发电装置13b,同 时还设置有排风装置13a,在正常情况下,利用“烟肉效应”产生向上的上升气流驱动发电装 置发电,利用空气的剩余动能发电,回收能量,发电装置同样连接至蓄电池、控制器以及逆 变器上。
[0054] 在夏季,当通风通道18内温度过高,特别是上层通道内聚结大量热气或通道空气 流速不足时,可利用排风装置13a抽气,加强空气流动。排风装置13a抽气时,程序将会停止 旋转型发电装置13b的发电,主要是为了防止过多地能量消耗。
[0055] 所述内层玻璃幕墙上部通风口 30a以及内层玻璃幕墙下部通风口 30b和外层玻璃 幕墙通风口 14上设置有小型空气净化装置24以及电动开度调节装置,电动开度调节装置通 过智能控制器控制开度。
[0056] 所述通风通道18入风口 21上设置有空气净化装置24,所述通风通道18两侧的通风 口上设置有小型空气净化装置24,通过空气净化装置24可将过滤净化的空气引进室内,利 用电动开度调节装置调节玻璃幕墙通风通道18两侧通风口的开度。
[0057]所述智能控制系统内包括有蓄电池电量检测系统,所述智能控制系统内包括有蓄 电池电量检测装置和交直流电自动转换装置,检测装置检测到蓄电池不足时,可切换至交 流电,当蓄电池电量到达设定值,能够自动切换到蓄电池一侧。
[0058]所述双层玻璃幕墙上设置有多种控制模式的智能控制系统,智能控制系统包括信 息采集模块、比较模块、验算模块以及信息处理模块,能够将采集到的数据进行验算、比较、 然后按照预先设定的参数对通风通道18两侧层通风口开度、格栅封闭装置、旋转型发电装 置13b、排风装置13a、遮阳帘卷轮17等进行开关控制。
[0059] 一种双层玻璃幕墙智能控制方法,包括上述的一种智能型双层玻璃幕墙结构,所 述智能控制系统和设置玻璃幕墙的建筑物20内的主控制系统相互连接,双层玻璃幕墙的智 能控制方法包括夏季模式、冬季模式、自然通风模式、遮阳模式以及消防模式,通过信息采 集模块收集通风通道18内、建筑物20室内信息,当温度湿度传感器检测到温度后,根据系统 中的季节或日期以及时间,信息处理模块判断使用夏季模式或冬季模式或自然通风模式或 遮阳模式时,控制系统会根据模式状况对双层玻璃幕墙通风口开度进行调节,对可卷动的 柔性遮阳帘卷开或卷起,对发电、排风装置的进行启动或关闭,按照所在模式下的设定参数 进行相应的开度调节、相应的发电或排风装置的开启或关闭,进行柔性遮阳帘的展开或卷 动,对相关楼层外的通风格栅18进行单独控制开闭。
[0060]图8是双层玻璃幕墙智能控制系统的结构示意图,所述智能控制系统包括太阳能 电池发电装置控制系统、旋转型发电装置以及排风控制系统、环境信息采集系统、内、外层 玻璃幕墙通风口通风控制系统以及消防控制系统等多个子控制系统,各个控制都是基于采 集数据与设定参数之间的比较演算后,将处理结果传输至各个子系统,各个子系统根据指 令实行各个驱动装置的动作。图8是智能控制系统的控制流程图。
[0061] 以下是不同季节中使用不同模式的具体说明。
[0062] 夏季模式:
[0063] 在夏季模式中,内层玻璃幕墙上部通风口30a以及内层玻璃幕墙下部通风口30b常 闭。格栅廊道处于敞开状态。外层玻璃幕墙通风口 14常开,幕墙通风通道18底部的入风口 21 和顶部的出风口 13常开。软型太阳能电池的发电遮阳帘自动调节。通风通道18内空气过热 时,旋转型发电装置13b处于停机状态,排风装置13a向外排出热气。
[0064] 对于楼层较高的高层建筑,玻璃通风通道18中的空气被加热上升,可能存在设定 温度以上的温度,出现空气温度过热的情况,这时可以关闭一些楼层的通风通道18格栅,使 个别玻璃幕墙层间的通风格栅19a不再贯通,分割成几个楼层高度之间格栅相互贯通的多 个相通的空间。几个相互贯通的通风通道18空间内下层的外层玻璃幕墙通风口 14被打开进 气,几个相互贯通的通风通道18内上层的外层玻璃幕墙通风口 14被打开排出热空气。
[0065] 夏季,通过展开柔性太阳能电池遮阳帘,可转化一部分太阳能,利用双层玻璃幕墙 中通风通道18中的气流可带走一定的热量,在双层玻璃幕墙顶部设置的旋转型发电装置 13b,用以调节幕墙内空气流速或者利用气流剩余动能发电。
[0066] 冬季模式:
[0067]冬季模式下,外层玻璃幕墙上的通风口 14处于常闭状态。通风通道18内的格栅廊 道处于封闭状态。通风通道18顶端出风口 13、底部入风口 21关闭。旋转型发电装置13b处于 常闭状态。当通风通道18内空气温度高于室内温度时,内层玻璃幕墙上部通风口 30a以及内 层玻璃幕墙下部通风口30b打开,热空气流入室内;当通风通道18内空气的温度低于室内温 度时,内层玻璃幕墙上部通风口 30a以及内层玻璃幕墙下部通风口 30b关闭。冬季,利用双层 墙的加强保温、利用太阳能采暖,提高建筑内室温。
[0068]自然通风模式:
[0069]自然通风模式下,外层玻璃幕墙通风口 14打开,内层玻璃幕墙上部通风口 30a以及 内层玻璃幕墙下部通风口 30b打开。通风格栅19a处于敞开状态,旋转型发电装置13b在空气 流速足够快时发电。春秋过渡季节,开启内外玻璃幕墙上的通风口,充分利用自然通风,获 得舒适室内环境。
[0070] 所述智能控制系统通过信息采集模块收集通风通道18内、建筑物20室内信息,当 火灾探测器检测为火灾信息时,信息处理模块就会迅速地将控制模式转换到消防模式,在 消防模式下启动各层通风格栅19a封闭装置,封闭关闭通风格栅19a的格栅孔,关闭内层玻 璃幕墙上部通风口 30a以及内层玻璃幕墙下部通风口 30b,开放外层玻璃幕墙通风口 14,排 放烟气。
[0071] 消防模式
[0072]自动报警系统发出火灾警报,通风格栅19a关闭,内层玻璃幕墙上部通风口 30a以 及内层玻璃幕墙下部通风口 30b关闭。外幕墙通风口打开。
[0073]通过在外层玻璃上采用半透明的太阳能电池玻璃幕墙,可充分利用太阳光进行发 电,减少化石能源的消耗,减少碳排放;通过在玻璃幕墙上设置通风通道18通风口,可利用 智能控制系统,根据温度、湿度传感器,对通风通道18以及建筑物20室内的烟气以及火灾、 温度以及湿度进行监控数据采集,根据采集的数据状况同时对室内外的温度进行自动调 节;通过通风通道18内设置通风格栅19a封闭装置,在正常状况下进行通风,在火灾情况下, 能够将通风通道上下层之间设置的通风格栅19a封闭,可防止火灾的蔓延或扩大;通过将通 风通道18延伸至建筑物20顶部女儿墙12的水平方向,并设置出风口 13,可防止降雨等从出 风口 13进入通风通道18内,影响正常的通风效果;通过在通风通道18出风口 13处设置旋转 发电装置、排风装置,在夏季或需强化排风时,可通过排放风机对通道内的热风进行强制排 放,以此降低通风通道1S内的温度,在非排风状态下,可利用“烟道效应”产生的自下而上的 流通空气驱动设置在出风口 13位置的旋转发电装置14进行发电,并利用蓄电池将电能储存 起来,用于排风和遮阳帘的卷动;通过在通风通道18内、建筑物20室内分别设置有温度、湿 度传感器和火灾探测器,能够向采集相关数据,根据实际烟气、温度以及湿度对内层玻璃幕 墙上部通风口 3〇a以及内层玻璃幕墙下部通风口 30b和外层玻璃幕墙通风口 14开度进行相 应的调整,智能控制其决定是否开启排风装置以及展开柔性太阳能电池,通过上述调整,以 此调节通风通道18以及建筑物2〇室内的温度;通过在外层玻璃幕墙11内侧前设置有可卷动 的柔性遮阳帘,在天气过热的情况时,可防止通风通道18内的温度升高,引起通风通道18内 特别是上面几层通风通道18内以及建筑物20室内的温度过高,还可以利用外层电视版11a 和柔性薄膜太阳能电池吸收太阳光进行发电,供给玻璃幕墙上设置的各种驱动装置使用; 通过在控制系统中设置交直流电的自动转换装置,能够在蓄电池电量不足时,切换使用市 电,通过在玻璃幕墙通风口上设置净化装置24,可以将室外的污染空气净化,以免将污染空 us八土r」。旭从們州江巾|」尔坑,住/i、n怏a卜对控制室内、通风通道18的通风口开度调 节,控制排风装置13a以及发电装置的开启与关闭,控制柔性遮阳帘的展开与否,願格栅 19a封闭装置的开启与关闭,能够达到对室内温度的控制,也可防止火灾的蔓延与扩大,避 免引起不必要的损失,该双层玻璃幕墙通过利用智能控制系统能够自动地进行室温调节, 充分利用太阳能电池板11a、利用“烟道效应”产生的流动空气驱动旋转发电装置13b,利用 柔性太阳能电池进行发电。这种结构的玻璃幕墙结构智能控制方法,可利用自然通风生态 和太阳能产生绿色能源,供自身驱动装置使用,可降低碳排放,避免温室效应,实现建筑物 20的绿色生态以及循环经济,这种智能双层玻璃幕墙对改善室内环境及空气质量,提高人 体舒适度有显著的效果。

Claims (9)

1. 一种双层玻璃幕墙智能控制方法,包括双层玻璃幕墙结构,双层玻璃幕墙包括内层 玻璃幕墙、外层玻璃幕墙及中间通风通道、通风通道上的通风格栅,玻璃幕墙上设通风口, 通风通道上、下端设风口,内设遮阳帘、发电装置和智能控制系统,其特征在于:智能控制系 统控制各内部装置,所述智能控制系统和设置玻璃幕墙的建筑物控制系统相互连接,双层 玻璃幕墙的智能控制方法包括夏季模式、冬季模式、自然通风模式、遮阳模式以及消防模 式; (1) 夏季模式: 内层玻璃幕墙上部通风口以及内层玻璃幕墙下部通风口常闭,格栅廊道处于敞开状 态,外层玻璃幕墙通风口常开,幕墙通风通道底部的入风口和顶部的出风口常开,软型太阳 能电池的发电遮阳帘自动调节,通风通道内空气过热时,旋转型发电装置处于停机状态,排 风装置向外排出热气,对于楼层较高的高层建筑,当玻璃通风通道中的空气被加热上升,出 现空气温度过热的情况时,关闭一些楼层的通风通道格栅,使个别玻璃幕墙层间的通风格 栅不再贯通,将整个通风通道分割成几个楼层高度之间格栅相互贯通的多个相通的空间, 几个相互贯通的通风通道空间内下层的外层玻璃幕墙通风口打开进气,几个相互贯通的通 风通道内上层的外层玻璃幕墙通风口打开排出热空气,展开柔性太阳能电池遮阳帘,转化 一部分太阳能为电能;双层玻璃幕墙中通风通道中的上升气流带走一定的热量从顶部出风 口排除;设置在双层玻璃幕墙顶部的旋转型发电装置利用气流剩余动能发电; (2) 冬季模式: 冬季模式下,外层玻璃幕墙上的通风口处于常闭状态,通风通道内的格栅廊道处于封 闭状态,通风通道顶端出风口、底部入风口关闭,旋转型发电装置处于常闭状态,当通风通 道内空气温度高于室内温度时,内层玻璃幕墙上部通风口以及内层玻璃幕墙下部通风口打 开,热空气流入室内;当通风通道内空气的温度低于室内温度时,内层玻璃幕墙上部通风口 以及内层玻璃幕墙下部通风口关闭; (3) 自然通风模式: 自然通风模式下,外层玻璃幕墙通风口打开,内层玻璃幕墙上部通风口以及内层玻璃 幕墙下部通风口打开,通风格栅处于敞开状态,旋转型发电装置在空气流速足够快时发电; (4) 消防模式 当火灾探测器检测为火灾信息时,信息处理模块迅速地将控制模式转换到消防模式, 消防模式下,启动各层通风格栅封闭装置,封闭关闭通风格栅的格栅孔,关闭内层玻璃幕墙 上部通风口以及内层玻璃幕墙下部通风口,开放外层玻璃幕墙通风口排放烟气; (5) 遮阳模式 展开柔性太阳能电池遮阳帘,转化一部分太阳能为电能。
2. 根据权利要求1所述的一种双层玻璃幕墙智能控制方法,其特征在于:通过信息采集 模块收集通风通道内、建筑物室内信息,当温度湿度传感器检测到温度后,根据设定季节和 设定时间,信息处理模块判断为夏季模式或冬季模式或自然通风模式或遮阳模式时,控制 系统会根据模式状况对双层玻璃幕墙通风口开度进行调节,对可卷动的柔性遮阳帘卷开或 卷起,对发电、排风装置的进行启动或关闭,按照所在模式下的设定参数进行相应的开度调 节、相应的发电或排风装置的开启或关闭,进行柔性遮阳帘的展开或卷动,相关楼层通风格 栅的关闭或开放。
3. 根据权利要求1所述的一种双层玻璃幕墙智能控制方法,其特征在于:所述智能控制 系统通过信息采集模块收集通风通道内、建筑物室内信息,当火灾探测器检测为火灾信息 时,信息处理模块就会将控制模式转换到消防模式,在消防模式下封闭各层通风格栅封闭 装置,关闭内层玻璃幕墙通风口,开放外层玻璃幕墙通风口,排放烟气。
4. 根据权利要求1所述的一种双层玻璃幕墙智能控制方法,其特征在于:所述发电装置 包括通风通道出风口上设置有旋转型发电装置、构成外层玻璃幕墙的半透明状太阳能电池 和构成柔性遮阳帘的柔性薄膜太阳能电池组件,发电装置上配备有蓄电池、控制器以及逆 变器。
5. 根据权利要求1所述的一种双层玻璃幕墙智能控制方法,其特征在于:所述外层玻璃 幕墙内侧设置有可卷动的柔性遮阳帘为柔性太阳能电池组件,柔性太阳能电池组件分为多 个子组件分别卷在卷轮上,柔性遮阳帘上方利用钢丝或链条连接有驱动装置,柔性遮阳帘 展开时,自下而上平行设置在外层玻璃幕墙前。
6. 根据权利要求1所述的一种双层玻璃幕墙智能控制方法,其特征在于:所述通风通道 延伸至屋顶并弯曲成水平状,出风口呈水平状,出风口上设置有旋转型发电装置和排风装 置,所述通风口上设置有小型空气净化装置。
7. 根据权利要求1所述的一种双层玻璃幕墙智能控制方法,其特征在于:所述通风格栅 封上设置有通风格栅封闭装置,通风格栅封闭装置设置在通风格栅下面,通风格栅包括下 层格栅和格栅驱动装置,封闭通风格栅时,下层格栅堵塞通风格栅孔。
8. 根据权利要求1所述的一种双层玻璃幕墙智能控制方法,其特征在于:所述智能控制 系统内包括有蓄电池电量检测装置和交直流电自动转换装置。
9. 根据权利要求1所述的一种双层玻璃幕墙智能控制方法,其特征在于:所述智能控制 系统包括软性太阳能电池发电控制系统、旋转型发电装置以及排风装置控制系统、环境信 息采集系统、内、外层玻璃幕墙通风口通风控制系统以及消防控制系统。
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