CN108265870B - 基于分形理论的屋顶板及其附件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的基于分形理论的屋顶板及其附件，具有这样的特征，包括：多个屋顶板片，每个屋顶板片上设有采用分形模式排布的多个通孔；以及多个螺栓，分别设置在屋顶板片的边角处，用于固定连接相邻的屋顶板片，其中，螺栓为空心螺栓，该螺栓上设有的覆盖组件包括太阳能板盖、中心柱和四个延伸臂以及用于控制延伸臂的展开和收缩的控制模块，延伸臂包括：自稳定折叠圆柱，设置在延伸臂的内部，设有沿着自稳定折叠圆柱的轴方向延伸的空心夹层；夹板，设置在空心夹层内；两个延伸板，每个延伸板的一端固定在空心夹层远离中心柱的位置上，两个延伸板在展开后位于同一延伸线上；以及两个PVC透明幕，每个PVC透明幕的两个直角边分别固定在夹板内及延伸板内。
Description
技术领域
本发明涉及一种屋顶板，具体涉及一种基于分形理论的屋顶板及其附件。
背景技术
目前，建筑能耗已与工业耗能以及交通耗能并列，成为我国能源消耗的三大“能耗大户”，尤其是建筑耗能，其伴随着建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提升，呈急剧上扬趋势。建筑能耗约占总能耗的30％，其中最主要的是采暖和空调，占到20％。所以，要降低建筑的能耗，不光需要建立新建建筑的节能审查制度及运行消耗的定额管理机制，还要从源头入手，对建筑本身的结构进行节能改造。
对于建筑工程来说，在建设的整个过程中，建筑屋顶是很重要的一个环节，它能够抵御大自然的各种不利因素的侵袭，给室内环境营造很好的空间范围。合适的结构要求可以很好的降低建筑能耗。为了降低建筑能耗，目前主要有以下技术方案：
(1)一种屋顶内部放置一定厚度带有银光层的微小气囊，该种方法是利用屋顶内的充气气囊，在不同的季节里产生不同的效果。如，夏季太阳照射下气囊内空气膨胀，气囊体积增大，浮升到屋顶板的外表面，起到夏凉的作用；冬天，小气囊发生相反的反应，体积缩小，比重增大，从而沉降到底部，阳光投入透明层，使得屋顶形成高温层。但是，该发明的缺点在于空气气囊的寿命使用远不如屋顶，如果空气气囊损坏将会直接影响屋顶的节能效果，使之大打折扣。
(2)一种结构简单，安装方便的节能屋顶，该种方法是利用当地纬度角的变化，对遮光板相对水平面的倾斜角进行调整，使得冬季阳光入射最多，夏季阳光入射最少的节能屋顶。但是，其缺点在于阳光入射角难以达到实际的要求，计算要求较高，阳光入射达不到理想的要求。破坏房屋的美观造型，与整体造型具有较大的差异。
但是，上述建筑节能屋顶技术中，主要采用对屋顶的内部填充物质或者对屋顶的结构调整，使得屋顶能构产生随季节变温的效果。因此，上述设计方式都是通过添加外物或是随地点不断调整角度，难以避免间接的技术失误。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供基于分形理论的屋顶板及其附件。
本发明提供了一种基于分形理论的屋顶板及其附件，具有这样的特征，包括：多个屋顶板片，每个屋顶板片上设有采用分形模式排布的多个通孔；以及多个螺栓，分别设置在屋顶板片的边角处，用于固定连接相邻的屋顶板片，其中，螺栓为空心螺栓，该螺栓上设有覆盖组件，覆盖组件包括设置在螺栓的顶端上的太阳能板盖、设置在螺栓内的中心柱和垂直焊接在该中心柱上的四个延伸臂以及用于控制延伸臂的展开和收缩的控制模块，太阳能板盖用于储能和向控制模块供能，延伸臂包括：自稳定折叠圆柱，设置在延伸臂的内部，由多节可折叠圆柱组成，设有沿着自稳定折叠圆柱的轴方向延伸的空心夹层；夹板，可展开地折叠设置在空心夹层内；两个延伸板，可伸缩地设置在空心夹层内，每个延伸板的一端固定在空心夹层远离中心柱的位置上，两个延伸板在展开后位于同一延伸线上；以及两个PVC透明幕，呈直角三角形，每个PVC透明幕的两个直角边分别固定在夹板内及延伸板内。
在本发明提供的基于分形理论的屋顶板及其附件中，还可以具有这样的特征：其中，屋顶板片为菱形。
在本发明提供的基于分形理论的屋顶板及其附件中，还可以具有这样的特征：其中，分形模式包括在几何形状上的自相似迭代。
在本发明提供的基于分形理论的屋顶板及其附件中，还可以具有这样的特征：其中，分形模式是谢尔宾斯基分形。
在本发明提供的基于分形理论的屋顶板及其附件中，还可以具有这样的特征：其中，分形模式基于谢尔宾斯基三角形分形图形，在每个形成的三角形内设置有一个三角形通孔。
在本发明提供的基于分形理论的屋顶板及其附件中，还可以具有这样的特征：其中，螺栓包括：螺头，呈圆筒状，设有对称分布的四个固定圆孔；螺杆，其外表面上设有螺纹；以及锁定件，设在螺头的底部，呈四叶风车状，用于固定屋顶板片。
在本发明提供的基于分形理论的屋顶板及其附件中，还可以具有这样的特征：其中，延伸臂贯穿固定圆孔后安装在螺头上。
在本发明提供的基于分形理论的屋顶板及其附件中，还可以具有这样的特征：其中，中心柱包括：中柱；壳体，呈圆筒状，套设在中柱的外侧；活动轨道，设于中柱和壳体之间；以及四个钢珠球，均匀设置在活动轨道中，控制模块控制中柱旋转来带动钢珠球转动，从而调整延伸臂的转动角度，转动角度为0度～10度。
在本发明提供的基于分形理论的屋顶板及其附件中，还可以具有这样的特征：其中，夹板和延伸板在展开后的长度均为屋顶板片的对角线的长度的1/2。
在本发明提供的基于分形理论的屋顶板及其附件中，还可以具有这样的特征：其中，太阳能板盖为圆形。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的基于分形理论的屋顶板及其附件，屋顶由多个屋顶板片拼装而成，便于组装。另外，这些屋顶板片上设有采用分形模式排布的多个通孔，使得这些屋顶板片不仅对传统形式的建筑美观有了极大的突破，而且在夏季时，能够保证热空气的通风以及屋顶表面低温度，同时屋顶板片内部自相似几何形就像树叶分散吸收了阳光辐射，使得阳光可以通过通孔射入到屋内，依旧保持室内舒适低温的环境，具有高效的节能能力。
进一步的，多个螺栓分别设置在屋顶板片的边角处，用于固定连接相邻的多个屋顶板片，而且，由于覆盖组件的延伸臂内具有PVC透明幕，使得在冬季时，该延伸臂在控制模块的控制下打开PVC透明幕从而对屋顶板片形成覆盖层，将阳光带来的辐射热包裹于房屋中，有效增强由于太阳光入射在室内产生的辐射热，维持室内温暖舒服，极大节省安装空调所需费用和能耗。同时，该PVC透明幕可在雨季打开后用于遮风挡雨。
其次，在螺栓的顶端上设有太阳能板盖，该太阳能板盖能用于储能和向控制模块提供电能。
所以，本发明的基于分形理论的屋顶板及其附件具有美观、拼装轻易、成本低、高效节能和绿色环保的优点。
附图说明
图1是本发明的实施例中屋顶板片与螺栓的拼装结构示意图(一)；
图2是本发明的实施例中屋顶板片与螺栓的拼装结构示意图(二)；
图3是本发明的实施例中屋顶板片的结构示意图；
图4是本发明的实施例中螺栓的示意图(一)；
图5是本发明的实施例中螺栓的示意图(二)；
图6是本发明的实施例中垫圈的示意图；
图7是本发明的实施例中螺母的示意图；
图8是本发明的实施例中螺栓的组装结构示意图；
图9是本发明的实施例中延伸臂的结构示意图；
图10是本发明的实施例中自稳定折叠圆柱的展开示意图；
图11是本发明的实施例中一个PVC透明幕的展开示意图；
图12是本发明的实施例中两个PVC透明幕的展开覆盖示意图；
图13是本发明的实施例中四个延伸臂展开后的效果图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。
<实施例>
图1是本发明的实施例中屋顶板片与螺栓的拼装结构示意图(一)，图2是本发明的实施例中屋顶板片与螺栓的拼装结构示意图(二)。
如图1和图2所示，基于分形理论的屋顶板及其附件100包括：多个屋顶板片10、多个螺栓20、与螺栓20匹配的垫圈30和螺母40。
图3是本发明的实施例中屋顶板片的结构示意图。
如图3所示，每个屋顶板片10上设有采用分形模式排布的多个通孔11。
在本实施例中，屋顶板片10为菱形，分形模式包括在几何形状上的自相似迭代，分形模式基于谢尔宾斯基三角形分形图形，在每个形成的三角形内设置有一个三角形通孔。
如图1和图2所示，螺栓20分别设置在屋顶板片10的边角处，用于固定连接相邻的屋顶板片10。
图4是本发明的实施例中螺栓的示意图(一)，图5是本发明的实施例中螺栓的示意图(二)。
如图4和图5所示，螺栓20为空心螺栓，包括螺头21、螺杆22、锁定件23和覆盖组件24。
如图5所示，螺头21呈圆筒状，设有对称分布的四个固定圆孔211。
螺杆22的外表面上设有螺纹。
锁定件23设在螺头21的底部，呈四叶风车状，用于固定屋顶板片10。
图6是本发明的实施例中垫圈的示意图，图7是本发明的实施例中螺母的示意图。
如图2、图6和图7所示，通过四叶风车形状的锁定件23固定屋顶板片10，将四个屋顶板片10的任意一个边角插入其中，再由垫圈30和螺母40锁定。在本实施例中，垫圈30为圆形垫圈，螺母40为六角螺母。
图8是本发明的实施例中螺栓的组装结构示意图。
如图8所示，覆盖组件24包括太阳能板盖241、中心柱242、延伸臂243和控制模块(图中未示出)。
太阳能板盖241设置在螺栓20的顶端上，用于储能和控制模块供能。在本实施例中，太阳能板盖241为圆形。
如图8所示，中心柱242设置在螺栓20内，包括壳体242a、中柱242b、活动轨道242c和四个钢珠球242d。
壳体242a呈圆筒状，套设在中柱242b的外侧。
活动轨道242c设于中柱242b和壳体242a之间。
四个钢珠球242d均匀设置在活动轨道242c中。
如图8所示，四个延伸臂243垂直焊接在中心柱242上，并贯穿固定圆孔211后安装在螺头21上。
图9是本发明的实施例中延伸臂的结构示意图，图10是本发明的实施例中自稳定折叠圆柱的展开示意图，图11是本发明的实施例中一个PVC透明幕的展开示意图。
如图9至图11所示，一个延伸臂243包括：自稳定折叠圆柱243a、夹板243b、两个延伸板243c和两个PVC透明幕243d。
如图9和图10所示，自稳定折叠圆柱243a设置在延伸臂243的内部，由多节可折叠圆柱组成，设有沿着自稳定折叠圆柱243a的轴方向延伸的空心夹层243aa。
如图11所示，夹板243b，可展开地折叠设置在空心夹层243aa内。在本实施例中，夹板243b在展开后的长度均为屋顶板片10的对角线的长度的1/2。
如图11所示，延伸板243c可伸缩地设置在空心夹层243aa内，每个延伸板243c的一端固定在空心夹层243aa远离中心柱242的位置上，两个延伸板243c在展开后位于同一延伸线上。在本实施例中，延伸板243c在展开后的长度均为屋顶板片10的对角线的长度的1/2。
如图11所示，每个PVC透明幕243d呈直角三角形，其两个直角边分别通过螺钉固定在夹板243b内及延伸板243c内。
图12是本发明的实施例中两个PVC透明幕的展开覆盖示意图。
如图12所示，当两个延伸板243c向外伸出时，分别拉动两个PVC透明幕243d向外展开(即一个延伸臂243展开)。PVC透明幕243d像窗帘一样徐徐展开，展开可覆盖度面积为单个棱形屋顶板片10的1/2。
图13是本发明的实施例中四个延伸臂展开后的效果图。
如图13所示，一个螺栓20中的四个延伸臂243展开后的能够覆盖相邻四个屋顶板片10的1/2，形成一个矩形。同理，多个螺栓20中的全部延伸臂243展开后可覆盖整个屋顶。
控制模块能够控制中柱242b旋转来带动钢珠球242d转动，从而调整延伸臂243的转动角度(转动角度为0度～10度)，同时根据需要控制四个延伸臂243中的其中一个或几个展开或收缩，从而为室内进行遮阳、避风或挡雨。
基于分形理论的屋顶板及其附件的工作过程如下：
通过螺栓20中的四叶风车形状的锁定件23固定屋顶板片10，将相邻四个屋顶板片10的任意一个边角插入其中，再由垫圈30和螺母40进行锁定，从而形成基于分形理论的屋顶。
控制模块通过控制中柱242b旋转来带动钢珠球242d转动来调整延伸臂243的转动角度，并根据需要控制四个延伸臂243中的其中一个或几个展开或收缩，从而为室内进行遮阳、避风或挡雨。
实施例的作用与效果
根据本实施例提到的基于分形理论的屋顶板及其附件，屋顶由多个屋顶板片拼装而成，便于组装。另外，这些屋顶板片上设有采用分形模式排布的多个通孔，使得这些屋顶板片不仅对传统形式的建筑美观有了极大的突破，而且在夏季时，能够保证热空气的通风以及屋顶表面低温度，同时屋顶板片内部自相似几何形就像树叶分散吸收了阳光辐射，使得阳光可以通过通孔射入到屋内，依旧保持室内舒适低温的环境，具有高效的节能能力。
进一步的，多个螺栓分别设置在屋顶板片的边角处，用于固定连接相邻的多个屋顶板片，而且，由于覆盖组件的延伸臂内具有PVC透明幕，使得在冬季时，该延伸臂在控制模块的控制下打开PVC透明幕从而对屋顶板片形成覆盖层，将阳光带来的辐射热包裹于房屋中，有效增强由于太阳光入射在室内产生的辐射热，维持室内温暖舒服，极大节省安装空调所需费用和能耗。同时，该PVC透明幕可在雨季打开后用于遮风挡雨。
其次，在螺栓的顶端上设有太阳能板盖，该太阳能板盖能用于储能和向控制模块提供电能。
所以，本发明的基于分形理论的屋顶板及其附件具有美观、拼装轻易、成本低、高效节能和绿色环保的优点。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于分形理论的屋顶板及其附件，其特征在于，包括：
多个屋顶板片，每个所述屋顶板片上设有采用分形模式排布的多个通孔；以及
多个螺栓，分别设置在所述屋顶板片的边角处，用于固定连接相邻的所述屋顶板片，
其中，所述螺栓为空心螺栓，该螺栓上设有覆盖组件，该覆盖组件包括设置在所述螺栓的顶端上的太阳能板盖、设置在所述螺栓内的中心柱和垂直焊接在该中心柱上的四个延伸臂以及用于控制所述延伸臂的展开和收缩的控制模块，所述太阳能板盖用于储能和向所述控制模块供能，
所述延伸臂包括：
自稳定折叠圆柱，设置在所述延伸臂的内部，由多节可折叠圆柱组成，设有沿着所述自稳定折叠圆柱的轴方向延伸的空心夹层；
夹板，可展开地折叠设置在所述空心夹层内；
两个延伸板，可伸缩地设置在所述空心夹层内，每个所述延伸板的一端固定在所述空心夹层远离所述中心柱的位置上，两个所述延伸板在展开后位于同一延伸线上；以及
两个PVC透明幕，呈直角三角形，每个所述PVC透明幕的两个直角边分别固定在所述夹板内及所述延伸板内。
2.根据权利要求1所述的基于分形理论的屋顶板及其附件，其特征在于：
其中，所述屋顶板片为菱形。
3.根据权利要求1所述的基于分形理论的屋顶板及其附件，其特征在于：
其中，所述分形模式包括在几何形状上的自相似迭代。
4.根据权利要求3所述的基于分形理论的屋顶板及其附件，其特征在于：
其中，所述分形模式是谢尔宾斯基分形。
5.根据权利要求4所述的基于分形理论的屋顶板及其附件，其特征在于：
其中，所述分形模式基于谢尔宾斯基三角形分形图形，在每个形成的三角形内设置有一个三角形通孔。
6.根据权利要求1所述的基于分形理论的屋顶板及其附件，其特征在于：
其中，所述螺栓包括：
螺头，呈圆筒状，设有对称分布的四个固定圆孔；
螺杆，其外表面上设有螺纹；以及
锁定件，设在所述螺头的底部，呈四叶风车状，用于固定所述屋顶板片。
7.根据权利要求6所述的基于分形理论的屋顶板及其附件，其特征在于：
其中，所述延伸臂贯穿所述固定圆孔后安装在所述螺头上。
8.根据权利要求1所述的基于分形理论的屋顶板及其附件，其特征在于：
其中，所述中心柱包括：
中柱；
壳体，呈圆筒状，套设在所述中柱的外侧；
活动轨道，设于所述中柱和所述壳体之间；以及
四个钢珠球，均匀设置在所述活动轨道中，
所述控制模块控制所述中柱旋转来带动所述钢珠球转动，从而调整所述延伸臂的转动角度，所述转动角度为0度～10度。
9.根据权利要求1所述的基于分形理论的屋顶板及其附件，其特征在于：
其中，所述夹板和所述延伸板在展开后的长度均为所述屋顶板片的对角线的长度的1/2。
10.根据权利要求1所述的基于分形理论的屋顶板及其附件，其特征在于：
其中，所述太阳能板盖为圆形。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20191231 |