CN111335493A - 建筑一体化光伏保温板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种建筑一体化光伏保温板，它包括结构组件、保温材料层、空气层和发电玻璃，结构组件用于从四周将所述保温材料层和发电玻璃装配到一起，空气层是位于发电玻璃和保温材料层之间的封闭空间，位于上下两端的结构组件上设有用于连通所述空气层和外部大气的上方通道和下方通道，所述上方通道和下方通道中均安装有温控开关，借助夏季和冬季或白天和黑夜间温度的变化对温控开关的影响，在夏季或白天打开，与外部大气连通，实现发电玻璃的通风散热，冬季或晚上关闭，形成密闭的空气隔热层，起到保温作用，同时，利用这种结构，在同等保温性能下，可以减少保温层的厚度，降低占用的空间。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑墙体或幕墙结构，具体的说，涉及了一种建筑一体化光伏保温板。
背景技术
在超低能耗建筑的技术体系中，围护结构的保温隔热性能对建筑物的整体热工性能起着至关重要的作用。
目前在寒冷地区和严寒地区要达成超低能耗建筑的节能目标，通常采用很厚的保温层，占用了较多建筑面积，在容积率受限的情况下，保温层占用过多面积常成为制约超低能耗建筑发展的一个重要因素；另外，过厚的保温层不利于其它低能耗功能配件如太阳能发电组件的加入，造成建筑整体的臃肿。
如专利号为CN201620509822.7所公开的一种装配式光伏玻璃保温幕墙单元板块，仅仅是将保温墙体和光伏玻璃进行了装配，为达到保温性能，保温墙需要足够的厚度，光伏玻璃安装后，由于散热需要，光伏玻璃不能够紧邻保温墙，墙体厚度进一步增加，两者简单叠加，导致功能虽然完备，但是墙体过厚，难以推广应用。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种具有发电和保温功能、并根据季节切换散热和保温性能、使发电玻璃和保温墙体互为补充、相辅相成、在同等保温性能下厚度更薄的建筑一体化光伏保温板。
一种建筑一体化光伏保温板，包括结构组件、保温材料层、空气层和发电玻璃，结构组件用于从四周将所述保温材料层和发电玻璃装配到一起，空气层是位于发电玻璃和保温材料层之间的封闭空间，位于上下两端的结构组件上设有用于连通所述空气层和外部大气的上方通道和下方通道，所述上方通道和下方通道中均安装有温控开关。
基上所述，所述保温材料层的外侧设置背板，所述结构组件固定在所述背板上。
基上所述，所述上方通道和/或下方通道连通外部大气的一端设置雨檐结构。
基上所述，所述温控开关为温控形状记忆合金开关或温控型记忆合金合页构件的门扇。
基上所述，所述上方通道和/或下放通道中设置过滤结构。
基上所述，所述上方通道和下方通道中的所述温控形状记忆合金开关均多于一个。
基上所述，所述结构组件为包含多个腔室的框架结构，材质为玄武岩纤维复合材料或玻璃纤维复合材料，部分腔室中填充保温材料。
基上所述，位于上部和下部的结构组件中分别将其中一个腔室作为所述上方通道和下方通道，其中的所述温控形状记忆合金开关均设置于墙体内部，以避免温控形状记忆合金开关疲劳断裂后掉落到保温板外，引起安全问题。
基上所述，所述结构组件中设置连接发电玻璃电缆的通道。
基上所述，所述发电玻璃为碲化镉发电玻璃。
基上所述，所述背板为不锈钢板或铝扣板或玄武岩纤维织物结构。
基上所述，所述温控开关还包括温度传感器和电控开关门，所述温度传感器安装于大气环境中，电控开关门安装于上方通道和下方通道中。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明在保温墙体和发电玻璃结合的同时，在他们之间构件一层封闭的空气层结构，并在上端和下端设置连通大气的开关，开关采用温控开关，在夏季或者白天，温度升高，开关打开，由于热压作用，热空气上升，从下部开口吸入室外空气，从上部开口排出热空气，气流将发电玻璃所产生的热量带走，冬季或夜间，由于温度降低，发电玻璃低效或不工作时，开关关闭，使空气层与外界大气隔绝，形成密闭气室结构，作为空气保温层起到保温的作用；同时在冬季白天，太阳能发电板产生的热量可以将空气层适当加热，进一步减少内部热量的散失，并在墙体中蓄积一部分热量；由于空气保温层的存在，内部的保温材料层就可以适度的减薄，在达到同等保温性能的前提下，做到厚度薄，性能更好。
附图说明
图1是本发明实施例1中建筑一体化光伏保温板的整体结构示意图。
图2是本发明实施例1中建筑一体化光伏保温板上方通道处的局部结构示意图。
图3是本发明实施例1中建筑一体化光伏保温板下方通道处的局部结构示意图。
图4是本发明实施例1中温控形状记忆合金开关的启闭状态示意图。
图5为本发明实施例2中温控形状记忆合金开关的启闭状态示意图。
图中：1.结构组件；2.保温材料层；3.空气层；4.发电玻璃；5.背板；6.上方通道；7.下方通道；8. 温控形状记忆合金开关；9.雨檐；10. 温控型记忆合金合页；11.门扇。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
如图1-图3所示，一种建筑一体化光伏保温板，包括结构组件1、保温材料层2、空气层3、碲化镉材质的发电玻璃4和不锈钢或铝扣板材质或玄武岩纤维织物结构的背板5，其中，背板5作为选购件，根据需要进行配置，在控制成本或者结构强度要求较低的场合，背板5可以不用，背板的厚度控制在0.02-1mm间。
其它实施例中，发电玻璃还可以是砷化镓发电玻璃或铜铟硒发电玻璃等。
结构组件1为包含多个腔室1-1的框架结构，材质为玄武岩纤维复合材料或玻璃纤维复合材料，部分腔室中填充保温材料。
其作用是从四周将所述保温材料层2和发电玻璃4装配到一起，在有背板5的实施例中，结构组件1安装固定在背板5上，有条件的也可以与背板5一体设置。
空气层3是位于发电玻璃4和保温材料层2之间的封闭空间，位于上下两端的结构组件1上分别将其中一个腔室作为上方通道6和下方通道7，上方通,6和下方通道7均连通外部大气，所述上方通道6和下方通道7中均安装有至少一道温控形状记忆合金开关8，安装有两道温控形状记忆合金开关8。
如图4所示，在本实施例中，温控形状记忆合金开关的材质为CuZnAl合金或其它适用的记忆合金材质，相变温度设置在18-26°的某个值，制作成开关片，并在活动的一侧设置一定的密封结构，如密封条，其目的是增加空气层结构的气密性，图中实线所示状态为关闭状态，虚线所示状态为开启状态。
为了避免在下雨环境下，雨水进入空气层，在所述上方通道和或下方通道连通外部大气的一端设置雨檐9结构。
为了避免外部环境中的杂质、飞虫进入空气层，所述上方通道和下放通道中设置过滤结构，过滤结构不易过于精细，以免对空气的流动造成阻碍。
为了方便走线，所述结构组件中设置连接发电玻璃电缆的通道。
工作原理：
该建筑一体化光伏保温板可以作为被动单元式幕墙的组件，安装在被动式幕墙上，也可以作为窗墙系统的外保温材料结合到围护结构实体材料层的外侧，由于增加了发电玻璃4和空气层3，使得保温材料层2不直接与外部大气接触，而是由温控调节的空气层3和发电玻璃4组成一个缓冲结构，在需要保温的寒冷环境下，空气层3变为密闭环境，降低温度的传递，在温度升高、发电玻璃4需要散热的情况下，空气层3打开，使空气流通，进行散热。
具体的，以每天的温度变化举例，在白天，由于温度升高且有阳光，发电玻璃工作，室外温度和空气层3中的温度均增高，迫使温控形状记忆合金开关8打开，由于热压作用，热空气上升，从下部开口吸入室外空气，从上部开口排出热空气，从而带走发电玻璃产生的热量；进入夜晚以后，温度降低，发电玻璃停止工作，迫使温控形状记忆合金开关8关闭，空气层3作为一个密闭空间存在，空气本身是热的不良导体，就能够起到一定的保温隔热作用，形成空气保温层，提升墙体的整体保温性能，防止内部温度向外散发。
以夏季和冬季的温度变化举例，夏季温度高，冬季温度低，也会促使上述的变化过程发生。
总体来说，保温墙体的主要作用还是在寒冷环境下，防止内部热量的流失，在冬季白天发电板工作时，若因外部低温，空气层温度下降至设定值之下时，温控形状记忆合金关闭开关片。使上下通道均处于和外部大气不连通状态，增强保温效果，且此时空气间层温度不会影响发电效果。
另外，冬季白天，太阳能发电板产生的热量可以将空气层适当加热，进一步减少内部热量的散失，并在墙体中蓄积一部分热量。
因此，空气层3能够在温度下降时构成空气保温层，即即保证了墙体的保温性能，又提升了墙体的功能性，还降低了墙体的整体厚度，相对于现有技术而言，技术优势巨大，有利于推广应用。
实施例2
如图5所示，本实施例中，与实施例1的主要区别在于：温控开关设计为具有温控型记忆合金合页10和门扇11构成的温控开关，门扇的外周与通道内壁应设置弹性的密封材料，如密封条，利用温控型记忆合金合页随温度变化产生变形的特性，带动门扇转动，进而实现通道随着温度变化而启闭的功能。
实施例3
本实施例与实施例1和2的区别在于：温控开关包括温度传感器和电控开关门，温度传感器安装在大气中用于感应大气温度，而电控开关门则随着温度传感器的感应数据进行启闭控制，相对于实施例1和2而言，控制精度更高，但是制造和维护的成本都相对更高，电能可直接利用发电玻璃所产生的电能。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (10)
1.一种建筑一体化光伏保温板，其特征在于：它包括结构组件、保温材料层、空气层和发电玻璃，结构组件用于从四周将所述保温材料层和发电玻璃装配到一起，空气层是位于发电玻璃和保温材料层之间的封闭空间，位于上下两端的结构组件上设有用于连通所述空气层和外部大气的上方通道和下方通道，所述上方通道和下方通道中均安装有温控开关。
2.根据权利要求1所述的一种建筑一体化光伏保温板，其特征在于：所述保温材料层的外侧设置背板，所述结构组件固定在所述背板上。
3.根据权利要求1或2所述的一种建筑一体化光伏保温板，其特征在于：所述上方通道和/或下方通道连通外部大气的一端设置雨檐结构。
4.根据权利要求3所述的一种建筑一体化光伏保温板，其特征在于：所述温控开关为温控形状记忆合金开关或温控型记忆合金合页构件的门扇。
5.根据权利要求4所述的一种建筑一体化光伏保温板，其特征在于：所述上方通道和下方通道中的所述温控开关均多于一个。
6.根据权利要求3所述的一种建筑一体化光伏保温板，其特征在于：所述结构组件为包含多个腔室的框架结构，材质为玄武岩纤维复合材料或玻璃纤维复合材料，部分腔室中填充保温材料。
7.根据权利要求6所述的一种建筑一体化光伏保温板，其特征在于：位于上部和下部的结构组件中分别将其中一个腔室作为所述上方通道和下方通道。
8.根据权利要求1或2或4或5或6或7所述的一种建筑一体化光伏保温板，其特征在于：所述结构组件中设置连接发电玻璃电缆的通道。
9.根据权利要求1或2或4或5或6或7所述的一种建筑一体化光伏保温板，其特征在于：所述发电玻璃为碲化镉发电玻璃或砷化镓发电玻璃或铜铟硒发电玻璃，所述背板为超薄不锈钢板或铝扣板或玄武岩纤维织物结构。
10.根据权利要求2所述的一种建筑一体化光伏保温板，其特征在于：所述温控开关还包括温度传感器和电控开关门，所述温度传感器安装于大气环境中，电控开关门安装于上方通道和下方通道中。
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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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