CN108487494B - 一种变反射率墙体单元、墙体组件和智能楼宇外墙系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种变反射率墙体单元，含有其的墙体组件，以及由墙体组件构成的智能楼宇外墙系统。其中，变反射率墙体单元包括：透反层，透反层作为墙体单元的外层，对照射其上的环境光进行部分反射，部分透射；反射层，反射层与所述透反层相对设置，所述反射层包括由外向内依次设置的电致变色反射层、液晶电极层和衬底基板；所述透反层和反射层由密闭装置连接，形成指定宽度的第一密闭间隙；所述第一密闭间隙设置有液晶层；所述电致变色反射层在外接控制电压作用下具有可变的反射率；液晶层在液晶电极层的控制下的具有可变的折射率。使用本发明，建筑外墙即可以保持美观，又能减少反光造成的光污染，防止炫目导致的视觉伤害和安全隐患。

Description

一种变反射率墙体单元、墙体组件和智能楼宇外墙系统
技术领域
本发明涉及建筑外墙和光学器件，特别是涉及到一种变反射率墙体单元、墙体组件和智能楼宇外墙系统。
背景技术
目前，很多高层楼宇的外立面使用玻璃材质来进行装饰，并且出于美观的考虑，很多玻璃外墙均采用高反射率的镜面材料建造。如此一来，在烈日照射下，闪闪发亮的玻璃墙体反射的强光将对楼外的行人和汽车驾驶员造成严重影响，炫目的反光不仅伤害视觉器官，给出行带来不便，也会影响行车安全。对于层高较高的摩天大楼，炫目的反光甚至可对飞机的飞行安全产生影响。白亮污染已经成为城市中一种新的非自然危害。
近年来，电致变色玻璃作为外墙开始应用在智能楼宇之中。电致变色智能玻璃在电场作用下具有光吸收透过的可调节性，可选择性地吸收或反射外界的热辐射和内部的热的扩散，减少办公大楼和民用住宅在夏季保持凉爽和冬季保持温暖而必须消耗的大量能源。但是，根据通常的使用习惯，在夏季阳光强烈，室内的人们更希望减少室外的炽热光线射入，因此，电致变色玻璃的调节方式是希望增加反射而减小入射，或者是通过吸收光和热而带来室内的凉爽感觉。然而，对于墙外的环境来说，楼宇增加的反射会使本来夏季就强烈的炫目反光更为恶化，带来严重的光污染。同时，电致变色玻璃增加的光吸收量，也会转化成热能，最终传导到楼体，这部分热量最终还是会成为空调系统的负担。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一，提供一种可以即可以保持美观，又可以减少楼宇外墙反光造成的光污染，防止炫目导致的视觉伤害和安全隐患的外墙材料和智能楼宇外墙系统。
为了达到上述目的，根据本发明第一方面的实施例提出了一种变反射率墙体单元，其包括：透反层，透反层作为墙体单元的外层，对照射其上的环境光进行部分反射，部分透射；反射层，反射层与所述透反层相对设置，包括由外向内依次设置的电致变色反射层、液晶电极层和衬底基板；所述透反层和反射层由密闭装置连接，形成指定宽度的第一密闭间隙；所述第一密闭间隙设置有液晶层；其中，所述电致变色反射层在外接控制电压作用下具有可变的反射率；所述液晶层在液晶电极层的控制下的具有可变的折射率。
在一些实施例中，所述电致变色反射层采用基于银离子凝胶电解质沉积的电致反射机制，所述电致变色反射层包括：光滑透明电极层，具有用于银离子沉积的光滑的电极表面；糙电极层，具有用于银离子沉积的粗糙的电极表面；光滑透明电极层和粗糙电极层用密闭装置连接并形成第二密闭间隙，所述第二密闭间隙内设置有含有银离子的凝胶电解质。
在一些实施例中，所述电致变色反射层采用基于镁镍合金的氢离子注入型电致反射材料。
在一些实施例中，所述液晶层的折射率n2的调节范围为1.4到1.6。
在一些实施例中，所述透反层材料的反射率在40％至70％之间，透过率在30％至60％之间，且折射率范围在1到1.7之间。
在一些实施例中，所述透反层包括玻璃基板和增亮膜，所述增亮膜的镜面朝外贴附在所述玻璃基板之上。
本发明的变反射率墙体单元能根据入射的光强来自适应调整反射率，通过调整液晶层的折射率来控制第一反射分量和第二反射分量的光程差，动态调节整体反射率，达到实时的控制效果，有效防止炫目的反光，减少光污染，使行人，机动车司机和飞机驾驶员的视觉器官免受伤害和保障交通安全。并且，由于利用了两次反射光的干涉相消，对于建筑物内的用户来说，也同时减少建筑物内的强光入射和建筑外立面的吸热，有利于夏季的建筑物节能。从而不但可以让环境和公众利益得到保护，让建筑物的用户也可以受益。作为建筑物的实际使用者的利益是建筑建造时优先考虑的因素，通过采用本发明，不但可以具有传统玻璃外墙的美观，建筑内部用户的利益和公益之间也不再矛盾，让建筑商更有动机去采用有利于环保和公众利益的外墙方案，利人利己。
根据本发明第二方面的实施例提供了一种变反射率墙体组件，其包括：变反射率墙体单元，所述变反射率墙体单元为根据上述本发明第一方面所述的变反射率墙体单元；光照感应单元，用于对所述变反射率墙体单元的入射光进行测量；以及组件控制单元，与所述光照感应单元通信连接，与所述变反射率墙体单元电连接，用于根据所述光照感应单元测得的光照数据控制所述变反射率墙体单元中的电致变色反射层的反射率和液晶层的折射率。
在一些实施例中，所述光照感应单元用于对所述变反射率墙体单元的入射光的光强进行测量；所述组件控制单元根据光照感应单元测量的入射光的光强控制所述电致变色反射层在光强大于指定阈值时进入镜面反射状态，并控制液晶层的折射率n2，使得入射光的第一反射分量和第二反射分量按照预定比例相互抵消；其中，第一反射分量是指入射光在透反层表面直接反射的部分，第二反射分量是指入射光通过透反层和液晶层折射之后，在反射层反射，并再次经过透反层和液晶层折射后出射透反层的部分。
在一些实施例中，所述第一反射分量和第二反射分量按照相互抵消的预定比例为：入射光的光强越强时，对应的相互抵消的预定比例越大。
在一些实施例中，所述液晶的折射率n2满足n2＝(λ/2+mλ)/(2d)时，对应波长为λ的所述第一反射分量与第二反射分量达到最大相消；其中，λ为光的波长，m为整数，d为透反层和反射层之间的第一密闭间隙的宽度，所述入射光的光强越强，对应的控制液晶层的折射率n2值越接近(λ/2+mλ)/(2d)。
在一些实施例中，所述光照感应单元用于对所述变反射率墙体单元的入射光的波长和强度进行测量；所述组件控制单元根据光照感应单元测量的入射光的强度控制所述电致变色反射层在光强大于指定阈值时进入镜面反射状态，并根据入射光的波长控制液晶层的折射率n2，使得入射光的第一反射分量和第二反射分量按照预定比例相互抵消。
在一些实施例中，所述变反射率墙体单元为多个，且相邻设置。
本发明的变反射率墙体组件能根据入射的光强来自适应调整反射率，通过调整液晶层的折射率来控制第一反射分量和第二反射分量的光程差，动态调节整体反射率，达到实时的控制效果，有效防止炫目的反光，减少光污染，使行人，机动车司机和飞机驾驶员的视觉器官免受伤害和保障交通安全。并且，由于利用了两次反射光的干涉相消，对于建筑物内的用户来说，也同时减少建筑物内的强光入射和建筑外立面的吸热，有利于夏季的建筑物节能。从而不但可以让环境和公众利益得到保护，让建筑物的用户也可以受益。作为建筑物的实际使用者的利益是建筑建造时优先考虑的因素，通过采用本发明，不但可以具有传统玻璃外墙的美观，建筑内部用户的利益和公益之间也不再矛盾，让建筑商更有动机去采用有利于环保和公众利益的外墙方案，利人利己。
根据本发明第三方面的实施例提供了一种智能楼宇外墙系统，其包括多个根据本发明第二方面实施例所述的变反射率墙体组件。
在一些实施例中，还包括中央控制装置，所述中央控制装置与各个组件控制单元通信连接，并控制各个组件控制单元工作。
在一些实施例中，每个变反射率墙体组件包括多个变反射率墙体单元，且所述多个变反射率墙体单元相邻设置。
本发明的智能楼宇外墙系统，每块外墙组件都能根据入射的光强来自适应调整反射率，通过调整液晶层的折射率来控制第一反射分量和第二反射分量的光程差，动态调节整体反射率，达到实时的控制效果，有效防止炫目的反光，减少光污染，使行人，机动车司机和飞机驾驶员的视觉器官免受伤害和保障交通安全。并且，由于利用了两次反射光的干涉相消，对于建筑物内的用户来说，也同时减少建筑物内的强光入射和建筑外立面的吸热，有利于夏季的建筑物节能。从而不但可以让环境和公众利益得到保护，让建筑物的用户也可以受益。作为建筑物的实际使用者的利益是建筑建造时优先考虑的因素，通过采用本发明，不但可以具有传统玻璃外墙的美观，建筑内部用户的利益和公益之间也不再矛盾，让建筑商更有动机去采用有利于环保和公众利益的外墙方案，利人利己。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的变反射率墙体单元的剖面示意图；
图2是根据本发明实施例的变反射率墙体单元工作原理示意图；
图3是根据本发明实施例的透反层光路示意图；
图4是根据本发明实施例的电致变色反射层的剖面示意图；
图5是根据本发明实施例的变反射率墙体组件的控制架构框图；
图6是根据本发明实施例的变反射率墙体组件的工作流程示意图；
图7是根据本发明实施例的智能楼宇外墙系统的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
目前对电致变色玻璃外墙的使用过程中，室内用户的利益和室外环境与公众利益是有矛盾的，因为强烈的光线不进入室内就要反射到室外，被材料吸收时光能转化成热能传导到楼体，最终还是会成为建筑物空调系统的负担。这是一种非此即彼的零和解决方式，无法做到环境友好。鉴于此，发明人创造性的提出了一种根据光的波动性，利用光线相消原理来减少建筑物的外部的炫目反光，同时也能利于建筑物内部光热调节的双赢解决方案。
下面参考附图对本发明实施例进行详细的说明。
根据本发明第一方面的实施例首先提出了一种可以作为建筑外墙材料的基本建材单元，——变反射率墙体单元。每块墙体单元可以呈平板的形态，典型的为正方形、长方形、菱形、三角形或正六边形等规则几何形状。当然，墙体单元也可以根据建筑需求，制造和切割成其它形状。
墙体单元的结构参见图1，图1是根据本发明实施例的变反射率墙体单元的剖面示意图。变反射率墙体单元100包括透反层110，反射层120和液晶层130。墙体单元的工作原理参见图2，当光线照射在透反层外表面时，入射光在透反层表面直接反射的部分形成第一反射分量610，入射光通过透反层和液晶层折射之后，在反射层反射，并再次经过液晶层和透反层折射后出射透反层的部分形成第二反射分量620，通过控制液晶层不同的折射率，可以控制第一反射分量610和第二反射分量620的相位差，当二者相位相差π/2的整数倍时，可以实现最大程度的干涉相消，从而极大降低整体的反射率。根据相位差与π/2的整数倍的接近程度，即可控制不同的干涉相消程度，从而实现墙体单元可变的整体反射率。
透反层110可以用作墙体单元的外层。本公开中，为了描述方便，通常“外”指的是当墙体单元用于建筑物外墙防眩目时，朝向户外的方向；“内”指的是当墙体单元用于建筑物外墙防炫目时，朝向室内的方向。要说明的是，“外”和“内”仅仅是为了说明墙体单元的各个层次时，相互之间的相对方位的描述方便，并不能据此限定墙体单元的实施方式。当本实施例的墙体单元用于各种不同的用途时，内外的方向并不是固定不变的，而是可以根据不同的光线反射需求灵活选择放置的方向。
透反层透反层110由具有反射和折射性质的透明材料构成，从而使照射其上的环境光中，部分光线在透反层表面进行反射，一部分光线在透反层表面进行折射，并透过透反层射入墙体单元内里。为了达到较好的防炫目效果，在一些实施例中，透反层110材料的反射率a在40％至70％之间，透过率b在30％至60％之间，且折射率n1范围在1到1.7之间，显然n1大于空气的折射率n0(n0＝1)。满足上述条件的透明材料均可用于本发明，可以根据成本和期望的墙体反射率调节范围选择不同的材料。
从美观和耐用性等方面考虑，透反层可采用半透射玻璃结构实现对入射光的一部分进行透射一部分进行反射。一般来说，对于楼体防炫目的实施例，普通采光玻璃的透过率平均来说略高于80％，不能直接用作透反层的材料。因此需要使用特殊制作的具有更高反射率的玻璃结构。在一些实施例中，采用普通玻璃衬底加增亮膜的形式来构成透反层，以及实现上述期望的反射率和透射率的组合范围。将增亮膜的镜面朝外贴附在衬底玻璃基板之上，增加玻璃的反射率并减小透射率。为了获得理想的防炫目效果，在一个实施例中，透反层110可以包括APF增亮膜。APF增亮膜是市场上的成熟商业产品，例如3M公司生产的APF增亮膜即可用于本发明的透反层。
透反层的光路示意图如图3所示。来自透反层一侧的入射光线711绝大部分可以透过透反层110在另一侧射出光线712。而来自透反层一侧的入射光线721则一部分透过透反层110在另一侧射出光线723，另外很大一部分在入射面发生反射，形成反射光线722。透射和反射的比例满足上述的反射率a和透过率b的范围。用作防炫目目的时，反射光线较多的镜面一侧朝外设置。
反射层120作为墙体单元的最内层，用于对照射其上的光线进行受控反射。同时，液晶层的控制电极也设置在反射层120。参见图1，反射层120包括由外向内依次设置的电致变色反射层121、液晶电极层122和衬底基板123。
所述电致变色反射层121在外接控制电压作用下具有可变的反射率。电致变色反射层可由多种不同方案实现，例如，可采用传统的基于Mg-Ni合金的氢离子注入型电致变色反射材料。再例如，电致变色反射层可利用电控方式驱使凝胶电解质中的银离子在光滑表面沉积来获得镜面反射。其中，基于过渡金属氧化物氢离子或锂离子注入型、金属电沉积型的电致变色材料一般只能实现透光态和着色态两种状态的变化。而基于Mg-Ni合金的氢离子注入型的电致变色材料，虽然可以实现镜面反射，但是其反射率较低，并且需要通过电解水产生氢气，或者贵金属Pd的催化实现，器件成本较高。而利用银离子的在光滑平面上均匀电沉积形成镜面，在非光滑表面上沉积的强烈非均匀光散射形成黑色，几乎不透光态的性质，制备出的电致反射结构可集镜面反射、透光、黑色不透光为一体，是本发明中电致变色层的一种优选方案。可以使用氧化铟锡(ITO)为透明电极，也可以采用氧化锌铝透明导电玻璃(AZO)等作为电极材料。
图4是根据本发明实施例的电致变色反射层的剖面示意图。所述电致变色反射层121包括：光滑透明电极层1211，粗糙电极层1212和设置在二者之间的银离子的凝胶电解质1213。为了对电极层起到保护作用，在透明电极层1211和粗糙电极层1212的外侧还可设有透明衬底基板1218和1219。在制造时，可以先制造镀有电极层的基板，再用密闭装置124(例如封框胶)封闭滑透明电极层1211和粗糙电极层1212之间的空间，形成第二密闭间隙，含有银离子的凝胶电解质1213就设置在所述第二密闭间隙内。
光滑透明电极层1211具有用于银离子沉积的光滑的电极表面，其中，所谓“光滑”的电极表面是指，其表面的平滑程度可满足当透明光滑电极通电时，银离子沉积其上，能形成镜面反射效果。在本发明的一些实施例中，镜面反射的反射率C大于60％。粗糙电极层1212具有用于银离子沉积的粗糙的电极表面，其中，所谓“粗糙”的电极表面是指，其表面的不平滑程度可满足当粗糙电极层1212通电时，银离子沉积其上，非均匀散射可形成极低反射，甚至几乎无反射的黑色效果。电致变色反射层在断电状态时无反射作用，银离子悬浮在凝胶电解质中，整体呈漫反射状态。
液晶层130设置在透反层110和反射层120之间，其结构与制造方式与液晶面板类似。透反层110和反射层120由密闭装置连接，形成指定宽度为d的第一密闭间隙，液晶层130充满在第一密闭间隙之中。所述液晶层130在液晶电极层122的控制下的具有可变的折射率。例如，可在电致变色反射层下121设置ITO电极作为液晶电极层，用于控制液晶偏转。在一些实施例中，通过电场控制，液晶层130的折射率n2可以在1.4到1.6之间调节。
在使用时，液晶层130和电致变色反射层121的工作状态均需要视光照条件，结合相应的控制策略进行控制，下面结合图5介绍根据本发明第二方面的包含光照感应单元和控制单元的墙体组件。图5是根据本发明实施例的变反射率墙体组件的控制架构框图。变反射率墙体组件10包括变反射率墙体单元100，光照感应单元200和组件控制单元300。
其中，变反射率墙体单元100可为任意根据上述本发明第一方面实施例所述的变反射率墙体单元，在此不再赘述。
光照感应单元200用于对所述变反射率墙体单元的入射光进行测量。一般来说，对于防反射炫目的目的，光照感应单元200只需可以测量入射光的强度即可，亦即，可以由光强传感器实现。对于另一些应用场景，光照感应单元200还可以包括用于测量光的波长和频率的传感器。
组件控制单元300与所述光照感应单元200通信连接，与所述变反射率墙体单元100电连接，用于根据所述光照感应单元200测得的光照数据控制所述变反射率墙体单元100中的电致变色反射层121的反射率和液晶层130的折射率。其中，对于防炫目反光的应用，电致变色反射层121的折射率控制主要包括给光滑电极通电，使电致变色反射层121呈镜面反射状态。而对液晶层130的折射率的控制主要通过液晶电极层122实现。
参见图6，图6是变反射率墙体组件用于外墙防反光炫目的工作过程流程示意图。
在步骤S110，组件控制单元获取光照感应单元的实时测量值。
在步骤S120，组件控制单元判断当前的光强是否大于指定阈值。如果不大于则返回步骤S110，继续对实时光照强度进行监测；如果大于指定阈值则执行步骤S130。
在步骤S130，组件控制单元控制电致变色反射层进入镜面反射状态。
在步骤S140，组件控制单元控制液晶层的折射率n2，使得入射光的第一反射分量和第二反射分量按照预定比例相互抵消。其中，第一反射分量是指入射光在透反层表面直接反射的部分，第二反射分量是指入射光通过透反层和液晶层折射之后，在反射层反射，并再次经过透反层和液晶层折射后出射透反层的部分。
通常，所述第一反射分量和第二反射分量按照相互抵消的预定比例可以设为：入射光的光强越强时，对应的相互抵消的预定比例越大。
对本发明的变反射率墙体组件结构来说，当液晶层的折射率n2为满足n2＝(λ/2+mλ)/(2d)的理想值时，对应波长为λ的所述第一反射分量与第二反射分量的波峰和波谷重叠，可以达到最大干涉相消。其中，λ为光的波长，m为整数，d为透反层和反射层之间的第一密闭间隙的宽度。
当入射光的光强越强时，对应的可以控制液晶层的折射率n2值越接近(λ/2+mλ)/(2d)。要说明的是，当光线不是那么强的时候，建筑物一定程度的反光就不再是污染而是有积极作用，因此，并不是总要控制n2取理想值，而是需要根据光照强度合理设置反射率和调节n2值。理论上说，变反射率墙体组件的整体反射率在a和a-b*c之间可调，其中，a是透反层的反射率，b是透反层的透过率，c是电致变色反色层的反射率。
由于太阳光实际是由多种不同频率的光波混合而成的，并非单色光，在实际应用时，可以根据人眼对波长为550nm的光线感应最强的情况，选择λ＝550nm来计算相应的n2的理想值。
在一些实施例中，每个墙体单元对应有各自的光强传感器和组件控制单元。另一些实施例中，当设计的每个墙体单元的面积较小时，每个变反射率墙体组件可以包括多个变反射率墙体单元，且这些墙体单元相邻设置。由于面积小，辐射到多个相邻墙体单元的光强区别不明显，故不必对每个单元单独设置光强传感器，可以多个单元共用一个光强传感器和组件控制单元。
本发明的组件控制单元300可以是一种计算设备，该计算设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的可执行指令，处理器执行所述可执行指令时，实现如上面实施例的控制方法。该计算设备的实现可包括但不限于，单片机，可编程逻辑控制器(PLC)，复杂可编程逻辑器件(CPLD)，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等等。
在另一方面的实施例中，本发明的变反射率墙体组件不但可以用来在光线强时防止炫目，还可以在光线弱时用来增加道路采光，或者利用反射给位于楼宇特殊角度的其它建筑提供采光。此时，液晶层的理想折射率n3则可选择比较接近(mλ)/(2d)，以使第一反射分量与第二反射分量叠加增强。对于城市密集的高层建筑而言，建筑物之间的互相遮挡是非常严重的，通过合适位置的楼体外墙在合适的时间进行合适的反射，可以为被遮挡建筑引入自然光，实现建筑真正的智能化。
在一些实施例中，所述光照感应单元在可对所述变反射率墙体单元的入射光的强度进行测量之外，还以对波长或频率进行测量。特别是对于入射光的频率集中在较窄的频段，甚至是单色光时，所述组件控制单元根据光照感应单元测量的入射光的强度控制所述电致变色反射层在光强大于指定阈值时进入镜面反射状态，并根据入射光的波长控制液晶层的折射率n2取理想值，使得入射光的第一反射分量和第二反射分量按照预定比例相互抵消。在极限情况下，甚至可以实现完全相消，整体呈现“0反射”的状态。这种情况可以对应本发明作为外墙之外的应用场景，例如，作为腔壁，对某些光学器件中对某单色光进行干涉相消。甚至，使用本发明变反射率墙体组件作为建筑或物体外壳的时候，利用完全干涉相消，可以对单色入射光做到自适应的0反射，使建筑或者物体在激光雷达之下“隐形”。
当多个变反射率墙体组件10构成建筑物外墙时，彼此相邻排列形成整体。使每一块墙体都能根据自身的光强来各自独立自适应调整反射率，通过调整液晶层的折射率来控制第一反射分量和第二反射分量的光程差，动态调节整体反射率，达到实时的控制效果，有效防止炫目的反光，减少光污染，使行人，机动车司机和飞机驾驶员的视觉器官免受伤害和保障交通安全。并且，由于利用了两次反射光的干涉相消，对于建筑物内的用户来说，也同时减少建筑物内的强光入射和建筑外立面的吸热，有利于夏季的建筑物节能。从而不但可以让环境和公众利益得到保护，让建筑物的用户也可以受益。作为建筑物的实际使用者的利益是建筑建造时优先考虑的因素，通过采用本发明，不但可以具有传统玻璃外墙的美观，建筑内部用户的利益和公益之间也不再矛盾，让建筑商更有动机去采用有利于环保和公众利益的外墙方案，利人利己。
在一些实施例中，智能楼宇外墙系统还可以设计有中央控制装置，参见图7，图7是根据本发明实施例的智能楼宇外墙系统的结构框图。所述中央控制装置20与各个组件控制单元300通信连接，并控制各个组件控制单元工作。中央控制装置可以是单独的计算机主机，也可以与智能楼宇的中央控制系统集成，作为程序功能模块实现。通过中央控制装置+组件控制单元的分布式控制架构，可以提供更具整体性的完整控制方式。能对各个墙体组件统一调度，并对各个墙体组件的状态进行监控，及时发现故障，以及可与智能楼宇其它部分的控制协调。其中，每个变反射率墙体组件可以采用上述实施例中的各种实施方式，在此不再赘述。
本公开中，“外”“内”，“外层”“内层”，为了描述空间相对位置关系的方便，并不用来限定本发明产品的结构和使用方式。大部分情况下，本发明的产品是平面，或近似于平面的形态，外层和内层仅仅表示位于产品不同的两侧。例如，当用作建筑外墙或窗户时，可以将作为外层的透反层朝向室外，作为内层的反射层朝向室内。当用作其它特定用途时，作为外层的透反层朝向室内，作为内层的反射层朝向室外也是可能的。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一个实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例的方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (15)

1.一种变反射率墙体单元，其特征在于，包括：
透反层，透反层作为墙体单元的外层，对照射其上的环境光进行部分反射，部分透射；
反射层，反射层与所述透反层相对设置，所述反射层包括由外向内依次设置的电致变色反射层、液晶电极层和衬底基板；
所述透反层和反射层由密闭装置连接，形成指定宽度的第一密闭间隙；所述第一密闭间隙设置有液晶层；
其中，所述电致变色反射层在外接控制电压作用下具有可变的反射率；所述液晶层在液晶电极层的控制下的具有可变的折射率；所述电致变色反射层的反射率和所述液晶层的折射率根据入射光的光照数据进行控制，使得环境光的第一反射分量和第二反射分量按照预定比例相互抵消；其中，第一反射分量是指入射光在透反层表面直接反射的部分，第二反射分量是指入射光通过透反层和液晶层折射之后，在反射层反射，并再次经过透反层和液晶层折射后出射透反层的部分。
2.根据权利要求1所述的变反射率墙体单元，其特征在于，所述电致变色反射层采用基于银离子凝胶电解质沉积的电致反射机制，所述电致变色反射层包括：
光滑透明电极层，具有用于银离子沉积其上，形成镜面反射的光滑的电极表面；
粗糙电极层，具有用于银离子沉积其上，形成极低反射的粗糙的电极表面；
光滑透明电极层和粗糙电极层用密闭装置连接并形成第二密闭间隙，所述第二密闭间隙内设置有含有银离子的凝胶电解质。
3.根据权利要求1所述的变反射率墙体单元，其特征在于，所述电致变色反射层采用基于镁镍合金的氢离子注入型电致反射材料。
4.根据权利要求1所述的变反射率墙体单元，其特征在于，所述液晶层的折射率n2的调节范围为1.4到1.6。
5.根据权利要求1所述的变反射率墙体单元，其特征在于，所述透反层材料的反射率在40％至70％之间，透过率在30％至60％之间，且折射率范围在1到1.7之间。
6.根据权利要求1所述的变反射率墙体单元，其特征在于，所述透反层包括玻璃基板和增亮膜，所述增亮膜的镜面朝外贴附在所述玻璃基板之上。
7.一种变反射率墙体组件，其特征在于，包括：
变反射率墙体单元，所述变反射率墙体单元为根据权利要求1-6中任意一项所述的变反射率墙体单元；
光照感应单元，用于对所述变反射率墙体单元的入射光进行测量；以及
组件控制单元，与所述光照感应单元通信连接，与所述变反射率墙体单元电连接，用于根据所述光照感应单元测得的光照数据控制所述变反射率墙体单元中的电致变色反射层的反射率和液晶层的折射率。
8.根据权利要求7所述的变反射率墙体组件，其特征在于，
所述光照感应单元用于对所述变反射率墙体单元的入射光的光强进行测量；
所述组件控制单元根据光照感应单元测量的入射光的光强控制所述电致变色反射层在光强大于指定阈值时进入镜面反射状态，并控制液晶层的折射率n2，使得入射光的第一反射分量和第二反射分量按照预定比例相互抵消；
其中，第一反射分量是指入射光在透反层表面直接反射的部分，第二反射分量是指入射光通过透反层和液晶层折射之后，在反射层反射，并再次经过透反层和液晶层折射后出射透反层的部分。
9.根据权利要求8所述的变反射率墙体组件，其特征在于，所述第一反射分量和第二反射分量按照相互抵消的预定比例为：入射光的光强越强时，对应的相互抵消的预定比例越大。
10.根据权利要求8所述的变反射率墙体组件，其特征在于，所述液晶的折射率n2满足n2＝(λ/2+mλ)/(2d)时，对应波长为λ的所述第一反射分量与第二反射分量达到最大相消；其中，λ为光的波长，m为整数，d为透反层和反射层之间的第一密闭间隙的宽度，所述入射光的光强越强，对应的控制液晶层的折射率n2值越接近(λ/2+mλ)/(2d)。
11.根据权利要求7所述的变反射率墙体组件，其特征在于，所述光照感应单元用于对所述变反射率墙体单元的入射光的波长和强度进行测量；所述组件控制单元根据光照感应单元测量的入射光的强度控制所述电致变色反射层在光强大于指定阈值时进入镜面反射状态，并根据入射光的波长控制液晶层的折射率n2，使得入射光的第一反射分量和第二反射分量按照预定比例相互抵消。
12.根据权利要求7所述的变反射率墙体组件，其特征在于，
所述变反射率墙体单元为多个，且相邻设置。
13.一种智能楼宇外墙系统，其特征在于，包括多个如权利要求7所述的变反射率墙体组件。
14.根据权利要求13所述的智能楼宇外墙系统，其特征在于，还包括中央控制装置，所述中央控制装置与各个组件控制单元通信连接，并控制各个组件控制单元工作。
15.根据权利要求14所述的智能楼宇外墙系统，其特征在于，每个变反射率墙体组件包括多个变反射率墙体单元，且所述多个变反射率墙体单元相邻设置。
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