CN107816153A - 可收缩发电调光双层皮玻璃幕墙 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可收缩发电调光双层皮玻璃幕墙，该玻璃幕墙包括内层玻璃，外层玻璃，支撑杆，限位装置、悬挂装置及收缩装置，所述限位装置固定在支撑杆下表面，所述的悬挂装置通过螺栓与限位装置相连接，收缩装置放置在外墙内侧墙壁上，所述的悬挂装置由6个相同的结构单元组成，所述外层玻璃和内层玻璃两层玻璃之间为0.2～2m的空腔，内层玻璃幕墙的形式为通常的窗户或落地窗，外层玻璃嵌入玻璃框架内，然后固定在外墙上的多根支撑杆与整个窗户或落地窗框架连接。有益效果是本发明充分利用了双层皮玻璃幕墙的空腔，在其中设置了发电和调光于一体的光伏板，不仅给室内提供了额外电源还可为室内调光，降低了建筑能耗。
Description
技术领域
本发明涉及本建筑幕墙节能技术领域，特别是一种可收缩发电调光双层皮玻璃幕墙。
背景技术
双层皮玻璃幕墙(Double skin)即在原有玻璃幕墙外面或里面再加一层玻璃幕墙，可将遮阳装置置于两层幕墙中间，在夏季时利用百叶遮挡和空气腔的通风将过多的太阳辐射热量排走，在冬季时，利用玻璃空腔的温室效应提高室内温度。现阶段的专利只考虑了双层皮玻璃幕墙的夏季隔热与冬季保温，并未充分利用空腔内充足的采光和空气对流，没有把光伏发电置入其中来为室内进行供电，进一步降低建筑能能耗。在夏季，空腔内的空气温度远远高于室外空气温度，热量很容易通过普通的内层玻璃进入室内，使室内温度升高，隔热效果比普通墙体要差。大部分建筑夏季在空腔内装备了百叶窗用来遮阳，但室内采光效果并不理想。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的弊端，提供一种可收缩发电调光双层皮玻璃幕墙，实现了双层皮玻璃幕墙的发电、调光、隔热与保温功能。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种可收缩发电调光双层皮玻璃幕墙，其中：该玻璃幕墙包括：内层玻璃，外层玻璃，支撑杆，限位装置、悬挂装置及收缩装置，所述限位装置固定在支撑杆下表面，所述的悬挂装置通过螺栓与限位装置相连接，收缩装置放置在外墙内侧墙壁上，所述的悬挂装置由6个相同的结构单元组成，所述外层玻璃和内层玻璃两层玻璃之间为0.2～2m的空腔，内层玻璃幕墙的形式为通常的窗户或落地窗，外层玻璃嵌入玻璃框架内，然后固定在外墙上的多根支撑杆与整个窗户或落地窗框架连接。
本发明的效果是：该玻璃幕墙充分利用了双层皮玻璃幕墙的空腔，在其中设置了发电和调光于一体的光伏板，不仅给室内提供了额外电源还可为室内调光，可降低了建筑能耗10％～30％。双层皮玻璃幕墙之间的空腔实现了空气自然对流加速了空气流通速度，有利于降低光伏板表面的温度，提高发电效率达20％以上。
由于可发电调光的光伏板安装在收缩杆上，不仅可通过收缩来调整光伏板之间的间距进而调整进入室内的进光量；而且可完全折叠收纳在该层内层玻璃上方，既开阔了视野有不影响美观。由于收纳装置设置了限位孔，不同的孔位对应不同的调光量。电动装置方便智能，光伏板可任意角度旋转改变倾角来调节进光量，奇、偶光伏板的不同组合有五种模式可供选择使用，给用户更多的选择。
附图说明
图1为本发明的结构图；
图2为本发明的限位装置与悬挂装置的结构图；
图3为图2的局部放大图；
图4a为方案一模式1装置结构图；
图4b为方案一模式2装置结构图；
图4c为方案一模式3装置结构图；
图5为本发明的手动装置结构图；
图6为方案二装置侧面图；
图7为方案二装置结构图；
图8为方案二装置侧面细节图；
图9为方案二第一组光伏电池组件结构图；
图10a-1为方案二模式1装置结构图；
图10a-2为方案二模式1光线走向图；
图10b-1为方案二模式2装置结构图；
图10b-2为方案二模式2光线走向图；
图10c-1为方案二模式3装置结构图；
图10c-2为方案二模式3光线走向图；
图10d-1为方案二模式4装置结构图；
图10d-2为方案二模式4光线走向图；
图10e-1为方案二模式5装置结构图；
图10e-2为方案二模式5光线走向图；
图10f-1为方案二模式6装置结构图；
图10f-2为方案二模式6光线走向图。
图中：
1.内层玻璃 2.外层玻璃 3.支撑杆 4.悬挂装置 5.限位盒 6.拉索 7.收缩装置8.收缩杆 9.搁板 10.光伏板 11.旋转轴 12.限位槽 13.滑动螺栓 14.滑动螺母 15.固定螺栓 16.微控制器 17.限位装置 18.手动装置 19.电机 20.内摇手 21.外摇手 22.限位孔 23.位栓 24.摇把 25.系索轴 26.轴孔 27.装置外框 28.奇数组光伏电池组件 29.偶数组光伏电池组件 30.左齿条 31.奇数组电机 32.偶数组电机 33.辐射照度探头 34.光照度探头 35.反光涂层板 36.右齿条 37.光伏电池连接件 38.光伏电池
具体实施方式
下面结合附图对本发明的可收缩发电调光双层皮玻璃幕墙结构进一步说明。
如图1所示，本发明的可收缩发电调光双层皮玻璃幕墙结构是，它包括：内层玻璃1，外层玻璃2，支撑杆3，限位装置17、悬挂装置4及收缩装置7。限位装置17用螺栓固定在支撑杆3下表面，限位装置17下接悬挂装置4，收缩装置7安装在室内墙壁上。
所述外层玻璃2和内层玻璃1两层玻璃之间为0.2～2m的空腔，内层玻璃1幕墙的形式为通用的窗户或者落地窗，外层玻璃2嵌入玻璃框架内，然后整个框架再通过多根支撑杆3连接并固定在外墙壁面。所述的内层玻璃1为光致变色玻璃或者电致变色玻璃。其中：光致变色玻璃也称光色互变玻璃，称光色玻璃，特性是透光性随光辐射强度的改变而改变。在阳光照射下，于玻璃吸收紫外短波光而变暗，进入室内阳光照射停止后，璃褪色而复明。特别是含卤化银的光致变色玻璃具有下列优点：变暗的程度大，色和褪色速度大，暗和褪色反复进行时不出现疲劳现象等。电致变色玻璃可以通过感应输入室外温度、室内温度，外太阳辐射等的信号，调节玻璃的颜色，进而改变玻璃透射比、遮阳系数，到动态遮阳、调光的效果。电致变色玻璃窗与使用LOW-E窗加外百叶的项目相比，负荷降低3％左右，明能耗降低10％～25％；并且如果电致变色玻璃窗与内遮阳或外遮阳配合使用可以减小阳光直射，进一步改善室内的热环境和光环境。电致变色玻璃与普通LOW-E玻璃相比节能率5％～10％，并且有效降低室内自然采光眩光指数DGI值。为了进一步提高内层玻璃的夏季隔热和冬季保温能力，所使用的玻璃为还覆盖一层中空层，保温能力与隔热能力提高了20％～40％，照明能耗降低10％～30％。
如图2、图3所示，所述的悬挂装置4的结构为：悬挂装置4一侧的收缩杆8的一端通过固定螺栓15插入限位盒5的固定螺孔，另一端通过滑动螺栓13置于限位槽12内，滑动螺栓13可在限位槽12内左右滑动；限位盒5内部为空心结构，有拉索6穿过其中，拉索6一端系在滑动螺栓13上，转到图1，另一端穿过墙体，系在固定在内墙面的收缩装置7上。其中，收缩装置7可为手动装置18控制方式，也可设为电机19控制方式。所述的悬挂装置4由6个相同的结构单元连接而成，其中，一个结构单元由光伏板10、搁板9、四根收缩杆8组成。搁板9上放置光伏板10，搁板9两端有突出的旋转轴11，每根收缩杆8上均有上、中、下三个孔，搁板9两侧的旋转轴11分别穿过两根呈X型排列的收缩杆的中间孔，并用螺母固定。以此为结构单元，上面的结构单元两侧的收缩杆8的下端孔与下面的结构单元两侧的收缩杆8的上端孔通过螺栓活动连接，共同组合成可收缩的悬挂装置4。
如图5所示，所述的手动装置，所述的手动装置18主要由内摇手20和外摇手21组成，内摇手20固定在内墙上，内摇20上有呈圆周排布的13个限位孔22，中间有轴孔26；同样，在外摇手21的一侧上有与之一一对应呈圆周排布的13个位栓23，中间有系索的系索轴25，另一侧安置了摇把24，摇把24上设有防滑纹。
由于在悬挂装置4收放的过程中，光伏板10之间的空隙等距离变化，因而控制入射光线均匀变化实现了调光功能。光伏板10可吸收室外的太阳辐射并转换为电能，然后通过与之相连的导线接室内用电设备或者蓄电池，从而实现了发电功能。当需要用电时，要放下悬挂装置4，把外摇手21向外拉并摇动，根据当时的采光量把外摇手21向内推，使位栓23插入合适的限位孔22；同理，不需要发电或者最大限度地采光时，要收起悬挂装置4，反方向摇动外摇手21，使位栓23插入合适的限位孔22。当然，收缩装置7除了可设为手动装置也可设置为为电机19，电机19的转轴连接拉索，然后通过电脑或者微控制器控制电机的工作状态，从而控制悬挂装置4的收缩。
图4a～4c为该装置方案一的三种模式实施方式：
模式1：如图4a所示，完全收起状态，此时视野无遮挡，进光量最大，无发电功能；
模式2：如图4b所示，不完全放下状态，根据入射光线与光伏板的夹角，若上下光伏板10无光线遮挡，此时发电面积在0～100％之间；若上下光伏板无光线遮挡，则发电面积为100％。此时发电面积可通过室内的收缩装置7来控制；
模式3：如图4c所示，完全放下状态，此时采光量为悬挂装置放下状态下最大。
本发明所描述的一种可收缩发电调光双层皮玻璃幕墙有两种方案可选，以下是方案二：
方案二与方案一结构类似，它包括：装置外框27、奇数组光伏电池组件28、偶数组光伏电池组件29、齿条30、奇数组电机31、偶数组电机32、光照度探头34、辐射照度探头35及控制器36。
图6为方案二装置侧面图，所述的装置为图6中虚线框部分。如图7及图8所示，所述的装置外框27上侧左右两端分别安装奇数组电机28和偶数组电机29，两电机均由室内电源供电；装置外框27两侧外部面有竖直凹槽，凹槽内放置可上下滑动的齿条30；装置外框27两侧设有竖向等距圆孔，所述的奇数组光伏电池组件28和偶数组光伏电池组件29交错排列，两端通过旋转轴插入圆孔内；所述旋转轴一端插接了齿轮，其中，奇数组光伏电池组件28左侧旋转轴接齿轮，与凹槽内的左齿条30啮合，左齿条30上端啮合奇数组电机31齿轮；偶数组光伏电池组件29右侧旋转轴接齿轮，与凹槽内的右齿条36啮合，右齿条36上端啮合偶数组电机32齿轮。
如图9所示，所述的奇数组光伏电池组件28和偶数组光伏电池组件29均由光伏电池连接件37、光伏电池38及反光涂层板35组成。光伏电池连接件37设有两个插槽，分别插接并胶粘有反光涂层板35和光伏电池38的两侧。所述光伏电池19用于发电，反光涂层板9用于向室内反射太阳光，反光涂层板9可见光反射率为70％～80％。
所述的多组光伏板的第一组光伏电池组件的光伏电池连接件37的反光涂层板35侧镶嵌有光照度探头34，光伏电池38侧镶嵌有辐射照度探头33。
电能通过导线传输到通过微控制器16实现自动控制，将电能传输至室内蓄电池中，电能供本装置微控制器16、电机、探头以及其他家用电器使用。根据光照度探头34与辐射照度探头33探明的光照度与辐射量通过微控制器16控制奇数组电机31、偶数组电机32，从而控制奇数组光伏电池组件28和偶数组光伏电池组件29角度组合，来完成发电、调光模式的切换。
图10a-1～图10f-2为方案二的具体五种模式实施方式：
模式1：如图10a-1和图10a-2所示，奇数组光伏电池组件28的反光涂层板35朝下，偶数组光伏电池组件29的反光涂层板35朝上，其中偶数组光伏电池组件29的反光涂层板35反射光线到上层奇数组光伏电池组件28的反光涂层板35，然后光线再反射到室内。此模式功能为奇数组光伏电池组件28用于发电，偶数组光伏电池组件29反射室外光线到室内。适用于太阳辐射适中、光照度适中的天气条件，如多云天气。
模式2：如图10b-1和图10b-2所示，所有奇数组光伏电池组件28和偶数组光伏电池组件29的光伏电池38朝上。此模式为发电的模式，从室内可以看到室外。适用于太阳辐射较强的天气条件，如全晴天气。
模式3：如图10c-1和图10c-2所示，所有奇数组光伏电池组件28和偶数组光伏电池组件29直于水平面，光伏电池38朝外，此模式为全遮光兼有发电的功能，但是室内没有采光。适用于大风天、雨天或者太阳辐射较强天气条件。
模式4：如图10d-1和图10d-2所示，所有奇数组光伏电池组件28和偶数组光伏电池组件29平行于水平面，奇数组光伏电池组件28的反光涂层板35朝下，偶数组光伏电池组件29的反光涂层板35朝上。此模式为部分采光兼发电模式，但视野最开阔。适用于太阳辐射以及光照度适中的条件下。
模式5：如图10e-1和图10e-2所示，所有奇数组光伏电池组件28和偶数组光伏电池组件29平行于太阳光线，光伏电池38朝上，反光涂层板35朝下。此模式为全采光模式。适用于太阳辐射不强，光照度不强的天气条件。
模式6：如图10f-1和图10f-2所示，所有奇数组光伏电池组件28和偶数组光伏电池组件29的光伏电池38朝上且与太阳入射光线呈90°角。此模式为最高效率发电模式，兼具遮阳功能。
以上为其中几种典型实施方式，根据奇数组光伏电池组件28和偶数组光伏电池组件29不同的旋转角度，能实现更多的模式，此处不再逐个列举。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (8)
1.一种可收缩发电调光双层皮玻璃幕墙，其特征是：该玻璃幕墙包括：内层玻璃(1)，外层玻璃(2)，支撑杆(3)，限位装置(17)、悬挂装置(4)及收缩装置(7)，所述限位装置(17)固定在支撑杆(3)下表面，所述的悬挂装置(4)通过螺栓与限位装置(17)相连接，收缩装置(7)放置在外墙内侧墙壁上，所述的悬挂装置(4)由6个相同的结构单元组成，所述外层玻璃(2)和内层玻璃(1)两层玻璃之间为0.2～2m的空腔，内层玻璃(1)幕墙的形式为通常的窗户或落地窗，外层玻璃(2)嵌入玻璃框架内，然后固定在外墙上的多根支撑杆(3)与整个窗户或落地窗框架连接。
2.根据权利要求1所述可收缩发电调光双层皮玻璃幕墙，其特征是：所述的悬挂装置(4)的结构为：悬挂装置(4)一侧的收缩杆(8)的一端通过固定螺栓(15)插入限位盒(5)的固定螺孔，另一端通过滑动螺栓(13)置于限位槽(12)内，滑动螺栓(13)能够在限位槽(12)内左右滑动；限位盒(5)内部为空心结构，有拉索(6)穿过其中，拉索(6)一端系在滑动螺栓(13)上，另一端穿过墙体，系在固定在内墙面的收缩装置(7)上。
3.根据权利要求1所述可收缩发电调光双层皮玻璃幕墙，其特征是：所述的悬挂装置(4)由6个相同的结构单元相互连接，每个结构单元包括有伏板(10)、搁板(9)、四根收缩杆(8)，所述的收缩杆(8)有上端孔、中间孔和下端孔，两根收缩杆(8)中间的孔对齐，呈X型排列，所述的光伏板(10)固定在搁板(9)上，搁板(9)两端有突出的旋转轴(11)，所述搁板(9)一端的旋转轴(11)依次穿过所述的呈X型排列的两根收缩杆(8)中间的孔并用螺丝固定，所述搁板(9)另一端的旋转轴(11)依次穿过所述的呈X型排列的两根收缩杆(8)中间的孔并用螺丝固定，以此为结构单元，所述结构单元的两侧的呈X型排列的两根收缩杆(8)的上端孔与上面的结构单元的两侧的呈X型排列的两根收缩杆(8)的下端孔分别用螺栓连接。
4.根据权利要求1所述可收缩发电调光双层皮玻璃幕墙，其特征是：所述收缩装置(7)为手动装置(18)或为电机(19)二种控制方式，第一种控制方式的所述的手动装置(18)主要由内摇手(20)和外摇手(21)组成，所述内摇手(20)固定在内墙上，内摇手(20)上有呈圆周排布的13个限位孔(22)，中间有轴孔(26)；同样，在外摇手(21)的一侧上有与之一一对应呈圆周排布的13个位栓(23)，中间有系索的系索轴(25)，另一侧安置了摇把(24)，摇把(24)上设有防滑纹。收缩装置(7)除了可设为手动装置也可设置为为电机(19)，电机(19)的转轴连接拉索(6)，然后通过电脑或者手机端来控制电机的工作状态，从而控制悬挂装置(4)的收缩。
5.根据权利要求1所述可收缩发电调光双层皮玻璃幕墙，其特征是：第二种控制方式包括装置外框(27)、奇数组光伏电池组件(28)、偶数组光伏电池组件(29)、齿条(30)、奇数组电机(31)、偶数组电机(32)、光照度探头(34)、辐射照度探头(35)及控制器(36)，所述的装置外框(27)上侧左右两端分别安装奇数组电机(28)和偶数组电机(29)，两电机均由室内电源供电；装置外框(27)两侧外部面有竖直凹槽，凹槽内放置可上下滑动的齿条(30)；装置外框(27)两侧设有竖向等距圆孔，所述的奇数组光伏电池组件(28)和偶数组光伏电池组件(29)交错排列，两端通过旋转轴插入圆孔内；所述旋转轴一端插接了齿轮，其中，奇数组光伏电池组件(28)左侧旋转轴接齿轮，与凹槽内的左齿条(30)啮合，左齿条(30)上端啮合奇数组电机(31)齿轮；偶数组光伏电池组件(29)右侧旋转轴接齿轮，与凹槽内的右齿条(36)啮合，右齿条(36)上端啮合偶数组电机(32)齿轮。
6.根据权利要求5所述的可收缩发电调光双层皮玻璃幕墙，其特征是：所述的奇数组光伏电池组件(28)和偶数组光伏电池组件(29)均包括光伏电池连接件(37)、光伏电池(38)及反光涂层板(35)，所述光伏电池连接件(37)设有两个插槽，分别插接并胶粘有反光涂层板(35)和光伏电池(38)的两侧。
7.根据权利要求5所述的可收缩发电调光双层皮玻璃幕墙，其特征是：所述的多组光伏板的第一组光伏电池组件的光伏电池连接件(37)的反光涂层板(35)侧镶嵌有光照度探头(34)，光伏电池(38)侧镶嵌有辐射照度探头(33)。
8.根据权利要求1所述的可收缩发电调光双层皮玻璃幕墙，其特征是：所述的内层玻璃(1)为光致变色玻璃或者电致变色玻璃。
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