CN105821995A - 一种大间隔冬夏双模式外循环呼吸式幕墙及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种大间隔冬夏双模式外循环呼吸式幕墙及其控制方法，包括若干循环单元，各循环单元包括内层幕墙和外层幕墙；内层幕墙顶部与上方楼层顶板内侧固定连接，内层幕墙底部与下方楼层底板内侧固定连接，内层幕墙中部与两个楼层层间部分固定连接；内层幕墙顶部向外延伸设有吊顶，内层幕墙底部向外延伸设有格栅地面；外层幕墙顶部与上方楼层顶板外端固定连接，外层幕墙底部与下方楼层底板外端固定连接，内层幕墙和外层幕墙之间形成气体流动空间；外层幕墙底部设有进风口，顶部设有出风口。控制系统检测室内消防系统传感器是否传来火警信号、室外气象系统传感器是否传来雨水信号、时间系统是否处于供暖周期，来控制进风口和出风口的开闭。

Description

一种大间隔冬夏双模式外循环呼吸式幕墙及其控制方法

技术领域

本发明属于建筑幕墙节能技术领域，特别是一种大间隔冬夏双模式外循环呼吸式幕墙及其控制方法。

背景技术

玻璃幕墙作为建筑外围护结构，具有美观、通透的建筑效果，广泛应用于高层建筑领域。当前，建设节约型社会逐渐上升为国家的重大战略，对建筑节能技术的认同和实践也逐渐成为我国建筑发展的重要趋势。因此，单层玻璃幕墙已无法满足建筑节能的需要，而双层通风幕墙一方面能稳定室内的温度、光照，增强通风换气功能，另一方面能提高幕墙的保温隔热降噪能力，节省能量损耗，不仅可满足建筑美观需求，而且在节能、通风、降噪、美观、舒适性等方面具有良好的性能，决定了其必然会产生良好的社会效益和经济效益。

现有呼吸式幕墙一般分为内循环呼吸式幕墙和外循环呼吸式幕墙。内循环呼吸式幕墙，一般单楼层为一个循环单元，通过在室内设置与幕墙联通的排风通道，实现幕墙的循环换气。现实中，由于系统本身具有较高的传热系数，被动节能效果并不理想，其循环特点，导致冬季暖风或夏季的冷气被带入空调机组的换风系统，主动节能的效果也不理想。现有的外循环呼吸式幕墙，既有单层高循环单元，也有多层通高作为一个循环单元的。单层高循环单元，循环效率低下，气流组织复杂，单元体结构非常复杂；多层通高循环单元，结构简单，但是烟囱效应明显。这两种循环模式的外循环玻璃幕墙，尤其是多层通高结构的外循环单元的工作效率仍然较低，且有较为严重的火灾隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种大间隔冬夏双模式外循环呼吸式幕墙，其可以达到建筑物节能75％的目标，为现代高端建筑物提供一种具有较高节能性能的，有较高装饰效果且符合建筑物安全要求的新型幕墙。

本发明的另一目的是提供一种大间隔冬夏双模式外循环呼吸式幕墙的控制方法，其可以根据消防信号、气象信号、时间信号精确控制幕墙进风口和出风口的开闭。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种大间隔冬夏双模式外循环呼吸式幕墙，它包括设于建筑主体外侧的若干竖向的循环单元，各循环单元高度为两个楼层高度；各循环单元包括内层幕墙和外层幕墙；

在各循环单元内，该内层幕墙顶部与上方楼层顶板内侧通过连接件固定连接，该内层幕墙底部与下方楼层底板内侧通过连接件固定连接，该内层幕墙中部与两个楼层层间部分通过连接件固定连接；该内层幕墙顶部向外延伸设有吊顶，该内层幕墙底部向外延伸设有格栅地面；

在各循环单元内，该外层幕墙顶部与上方楼层顶板外端固定连接，该外层幕墙底部与下方楼层底板外端固定连接，该内层幕墙和外层幕墙之间形成气体流动空间，该气体流动空间内设有吸热升温构件；该外层幕墙底部设有可开闭的进风口，顶部设有可开闭的出风口。

进一步的，所述内层幕墙位于两个楼层层间部分下方向外延伸设有水平的火焰导流板。

进一步的，所述进风口内侧设有进风导流板，该进风导流板与所述格栅地面固定连接；所述出风口内侧设有出风导流板，该出风导流板与所述吊顶固定连接。

进一步的，所述气体流动空间内设有多个横向首尾相接的斜柱，相邻的斜柱之间的角度为钝角，且各斜柱的头端和尾端不在同一竖直平面内；所述外层幕墙内侧与该斜柱固定连接。

进一步的，所述吸热升温构件为深色涂层，覆盖于所述格栅地面和吊顶外表面。

进一步的，所述火焰导流板为防火材料，向所述外层幕墙延伸的长度为300mm，并且根据幕墙产品的结构不同可以有适当调整。

进一步的，所述的大间隔冬夏双模式外循环呼吸式幕墙，还包括控制系统，该控制系统与所述进风口的开关、所述出风口的开关、室内消防系统传感器、室外气象系统传感器均电性连接。

一种所述的大间隔冬夏双模式外循环呼吸式幕墙的控制方法，包括下列步骤：

A.将所述进风口的开关、所述出风口的开关、室内消防系统传感器、室外气象系统传感器连接至控制系统，并在时间系统设定供暖周期；

B.控制系统检测室内消防系统传感器是否传来火警信号；如果是，则控制所述进风口、所述出风口的开关使进风口和出风口开启；如果不是，则进行步骤C；

C.控制系统检测室外气象系统传感器是否传来雨水信号；如果是，则控制所述进风口、所述出风口的开关使进风口和出风口关闭；如果不是，则进行步骤D；

D.控制系统检测时间系统是否处于供暖周期；如果是，则控制所述进风口、所述出风口的开关使进风口和出风口关闭；如果不是，则控制所述进风口、所述出风口的开关使进风口和出风口开启；

E.重复步骤B。

进一步的，所述步骤B中，所述进风口和出风口开启后，持续检测复位信号，如果有复位信号则重复步骤B。

进一步的，所述步骤C中，所述进风口和出风口关闭后，重复所述步骤B。

本发明的有益效果是：本发明大空间冬夏双模式外循环呼吸式玻璃幕墙，通透性极高，形式简洁且高端大气，且具有冬季保温、夏季隔热两种工作模式，具有良好的建筑节能效果。

附图说明

图1是本发明的外层幕墙的结构示意图。

图2是本发明的内层幕墙的结构示意图。

图3是本发明一个循环单元的纵向剖视图。

图4是本发明的循环单元之间连接部位的结构示意图。

图5是本发明夏季工作原理示意图。

图6是本发明冬季工作原理示意图。

图7是本发明B处发生火灾时火焰导流板的工作原理示意图。

图8是本发明控制方法的原理示意图。

具体实施方式

以下将以具体实施例结合附图来说明本发明的结构和所欲达到的技术效果，但所选用的实施例仅用于说明解释，并非用以限制本发明的范围。

如图1-3所示，本发明提供一种大间隔冬夏双模式外循环呼吸式幕墙，它包括设于建筑主体外侧的若干竖向的循环单元A，各循环单元A高度为两个楼层高度。

各循环单元A包括内层幕墙1和外层幕墙2，在各循环单元A内，该内层幕墙1顶部与上方楼层顶板内侧通过连接件固定连接，该内层幕墙1底部与下方楼层底板内侧通过连接件固定连接，该内层幕墙1中部与两个楼层层间部分通过连接件固定连接。该内层幕墙1顶部向外延伸设有吊顶11，该内层幕墙1底部向外延伸设有格栅地面12。该外层幕墙2顶部与上方楼层顶板外端固定连接，该外层幕墙2底部与下方楼层底板外端固定连接，该内层幕墙1和外层幕墙2之间形成气体流动空间3，该气体流动空间3内设有吸热升温构件。在本实施例中，该吸热升温构件为深色涂层，覆盖于该格栅地面12和吊顶11外表面。该外层幕墙2底部设有可开闭的进风口21，顶部设有可开闭的出风口22。

如图4所示，为了引导该气体流动空间3内的气流，该进风口21内侧设有进风导流板4，该进风导流板4与该格栅地面12固定连接，该出风口22内侧设有出风导流板5，该出风导流板5与该吊顶11固定连接。该进风导流板4和出风导流板5具有与气流方向对应的曲面，以改变气流方向。

如图5所示，在夏天，室外空气比室内空气热。此时，外层幕墙2的进风口21和出风口22开启，室外的空气沿着图中箭头方向，由进风口21进入，在气体流动空间3中向上流动，再由出风口22排出，在此过程中，吸热升温构件吸收空气中的热量，对空气降温，如果是有阳光的时段，还可以吸收阳光的热量。这样仅有少量的热量通过内层幕墙1进入室内，为室内提供了良好的隔热层。

如图6所示，在冬天进入供暖期，室外空气比室内空气冷。此时，外层幕墙2的进风口21和出风口22关闭，室内的空气沿着图中箭头方向，穿过内层幕墙1进入气体流动空间3中并在竖直方向循环流动，在此过程中，吸热升温构件吸收空气中的热量并在空气温度下降时放出热量，对空气升温，如果是有阳光的时段，还可以吸收阳光的热量，对空气升温。这样仅有少量的热量通过外层幕墙2排出室外，为室内提供了良好的保温层。

如图7所示，该内层幕墙1位于两个楼层层间部分下方向外延伸设有水平的火焰导流板6，以在B处发生火灾时，改变火焰走向，将火焰沿着图中箭头方向引导到外层幕墙2上，将其烧穿，将火焰引导到室外，在一定时间段内阻止火焰向处于同一循环单元内的相邻楼层蔓延。该火焰导流板6为防火材料，向该外层幕墙2延伸的长度为300mm。

如图1、图3所示，本发明的气体流动空间3内还可以设置多个横向首尾相接的斜柱7，与该外层幕墙2内侧固定连接，相邻的斜柱7之间的角度为钝角。外层幕墙2以斜柱7为龙骨，并且显露在室外，这样提高了外层幕墙2的结构强度，同时为外层幕墙2提供了多样的造型设计。例如，斜柱7的头端和尾端可以在同一竖直面内，而形成多个平面的菱形造型；斜柱7的头端和尾端还可以不在同一竖直面内，而形成多个凹凸的菱形造型。

本发明还包括控制系统，该控制系统与该进风口21的开关(例如电动开窗器)、该出风口22的开关(例如电动开窗器)、室内消防系统传感器(例如烟雾传感器，光电传感器，温度传感器，手动报警器)、室外气象系统传感器(例如雨量传感器，水浸传感器)均电性连接，其可以接受室内消防系统传感器传来的火警信号，室外气象系统传感器传来的雨水信号，还可以控制该进风口21的开关、该出风口22的开关使该进风口21、出风口22开启和关闭。

具体来说，控制系统包括主控芯片、室内消防系统传感器、室外气象系统传感器、计时单元等，主控芯片的控制信号输出端与电动开窗器的控制端相连接，各传感器、计时单元的信号输出端与主控芯片的信号输入端相连接。

如图8所示，主控芯片根据室内消防系统传感器采集的信号，判断是否有火警信号，例如当烟雾传感器采集的烟雾浓度信号超过一预定值时，判定有火警信号，主控芯片判断进风口和出风口是否开启，若进风口和出风口关闭则控制电动开窗器开启。持续检测复位信号，如果有复位信号则重新开始。主控芯片判断无火警信号，根据室外气象系统传感器采集的信号，判断是否有下雨信号，当判定有下雨信号时，主控芯片判断进风口和出风口是否开启，若进风口和出风口开启则控制电动开窗器关闭，并重新开始。主控芯片判断无下雨信号，根据计时单元的时间数据，判断是否处于供暖周期，若处于供暖周期，主控芯片判断进风口和出风口是否开启，若进风口和出风口开启则控制电动开窗器关闭，并重新开始。主控芯片判断处于非供暖周期，判断进风口和出风口是否开启，若进风口和出风口关闭则控制电动开窗器开启，并重新开始。

本发明还提供上述大间隔冬夏双模式外循环呼吸式幕墙的控制方法，包括下列步骤：

A.将所述进风口21的开关、所述出风口22的开关、室内消防系统传感器、室外气象系统传感器连接至控制系统，并在时间系统设定供暖周期；

B.控制系统检测室内消防系统传感器是否传来火警信号；如果是，则控制所述进风口21、所述出风口22的开关使进风口21和出风口22开启；如果不是，则进行步骤C；其中所述进风口和出风口开启后，持续检测复位信号，如果有复位信号则重复步骤B；

C.控制系统检测室外气象系统传感器是否传来雨水信号；如果是，则控制所述进风口21、所述出风口22的开关使进风口21和出风口22关闭；如果不是，则进行步骤D；其中所述进风口和出风口关闭后，重复所述步骤B；

D.控制系统检测时间系统是否处于供暖周期；如果是，则控制所述进风口21、所述出风口22的开关使进风口21和出风口22关闭；如果不是，则控制所述进风口21、所述出风口22的开关使进风口21和出风口22开启；

E.重复步骤B。

本发明的控制方法包括以下几点，逻辑运算包含消防、气象、时间三要素，消防信号处于最优先级，检测到火警信号，立刻发出开启信号，启动本发明的排烟功能(开启进风口和出风口)；气象信号处于次优先级位置，检测到雨水信号，立刻发出关闭信号，关闭进风口和出风口；时间要素则是人工根据工程所在地的情况设定供暖周期，系统检测到供暖周期则给出关闭信号，关闭进风口和出风口；系统检测到非供暖周期，则给出开启信号，开启进风口和出风口。在完成一个逻辑周期后，控制系统会以一定的频率进行循环，以实现控制系统对本发明大间隔冬夏双模式外循环呼吸式幕墙的准实时控制。

从上述不难看出本发明的效果：

1、本发明以两个楼层为一个循环单元，兼顾了气流循环效率和安全性能要求；

2、本发明通过火焰导流板的作用，实现了发生火灾时对处于同一循环单元内相邻楼层的保护；

3、本发明通过中央控制系统统一控制进风口和出风口的开闭，夏季常开，通过气流循环带走阳光辐射热能，降低空调负荷；冬季常闭，在室内高温气体和室外低温气体之间建立缓冲层，内层幕墙、气体流动空间、外层幕墙组成一个具有较高热工性能的多层幕墙，在有阳光的冬日，双层幕墙之间的深色吸热升温构件，可以将光照辐射能量转化为热能，进一步降低建筑物暖气热能损失。

4、本发明幕墙，不设置建筑物自然换风构造，以免自然换风导致的节能性能的严重降低。建筑物的换风由具有较高热交换性能的空调机组实现。

5、本发明为双层高循环单元，外层幕墙可以双层划分，通过不同形式的斜柱，可以实现更好的装饰效果。

需要指出的是，上述发明的实施方式仅仅是可能的实施例，是为了清楚地理解本发明的原理而提出的。可以在不背离本发明原理和范围的情况下对上述本发明的实施方式进行许多变化和修改。所有这些修改和变化都包括在本发明揭示的范围中，并且受到所附权利要求的保护。

Claims (10)

1.一种大间隔冬夏双模式外循环呼吸式幕墙，其特征在于，它包括设于建筑主体外侧的若干竖向的循环单元，各循环单元高度为两个楼层高度；各循环单元包括内层幕墙和外层幕墙；

在各循环单元内，该内层幕墙顶部与上方楼层顶板内侧通过连接件固定连接，该内层幕墙底部与下方楼层底板内侧通过连接件固定连接，该内层幕墙中部与两个楼层层间部分通过连接件固定连接；该内层幕墙顶部向外延伸设有吊顶，该内层幕墙底部向外延伸设有格栅地面；

在各循环单元内，该外层幕墙顶部与上方楼层顶板外端固定连接，该外层幕墙底部与下方楼层底板外端固定连接，该内层幕墙和外层幕墙之间形成气体流动空间，该气体流动空间内设有吸热升温构件；该外层幕墙底部设有可开闭的进风口，顶部设有可开闭的出风口。

2.根据权利要求1所述的大间隔冬夏双模式外循环呼吸式幕墙，其特征在于：所述内层幕墙位于两个楼层层间部分下方向外延伸设有水平的火焰导流板。

3.根据权利要求1或2所述的大间隔冬夏双模式外循环呼吸式幕墙，其特征在于：所述进风口内侧设有进风导流板，该进风导流板与所述格栅地面固定连接；所述出风口内侧设有出风导流板，该出风导流板与所述吊顶固定连接。

4.根据权利要求3所述的大间隔冬夏双模式外循环呼吸式幕墙，其特征在于：所述气体流动空间内设有多个横向首尾相接的斜柱，相邻的斜柱之间的角度为钝角，且各斜柱的头端和尾端不在同一竖直平面内；所述外层幕墙内侧与该斜柱固定连接。

5.根据权利要求1所述的大间隔冬夏双模式外循环呼吸式幕墙，其特征在于：所述吸热升温构件为深色涂层，覆盖于所述格栅地面和吊顶外表面。

6.根据权利要求2所述的大间隔冬夏双模式外循环呼吸式幕墙，其特征在于：所述火焰导流板为防火材料，向所述外层幕墙延伸的长度为300mm。

7.根据权利要求1所述的大间隔冬夏双模式外循环呼吸式幕墙，其特征在于：还包括控制系统，该控制系统与所述进风口的开关、所述出风口的开关、室内消防系统传感器、室外气象系统传感器均电性连接。

8.一种权利要求1至7中任一项所述的大间隔冬夏双模式外循环呼吸式幕墙的控制方法，其特征在于：包括下列步骤：

A.将所述进风口的开关、所述出风口的开关、室内消防系统传感器、室外气象系统传感器连接至控制系统，并在时间系统设定供暖周期；

B.控制系统检测室内消防系统传感器是否传来火警信号；如果是，则控制所述进风口、所述出风口的开关使进风口和出风口开启；如果不是，则进行步骤C；

C.控制系统检测室外气象系统传感器是否传来雨水信号；如果是，则控制所述进风口、所述出风口的开关使进风口和出风口关闭；如果不是，则进行步骤D；

D.控制系统检测时间系统是否处于供暖周期；如果是，则控制所述进风口、所述出风口的开关使进风口和出风口关闭；如果不是，则控制所述进风口、所述出风口的开关使进风口和出风口开启；

E.重复步骤B。

9.根据权利要求8所述的大间隔冬夏双模式外循环呼吸式幕墙的控制方法，其特征在于：所述步骤B中，所述进风口和出风口开启后，持续检测复位信号，如果有复位信号则重复步骤B。

10.根据权利要求8或9所述的大间隔冬夏双模式外循环呼吸式幕墙的控制方法，其特征在于：所述步骤C中，所述进风口和出风口关闭后，重复所述步骤B。