CN115126129A - 一种轻型木结构低碳集成幕墙系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轻型木结构低碳集成幕墙系统，属于建筑幕墙技术领域。包括木制横梁、木制立柱、上部可开启窗扇、下部可开启窗扇和上部墙体绿化系统构成的单元幕墙本体，若干所述木制横梁和若干所述木制立柱连接以形成幕墙框架，所述上部可开启窗扇、所述下部可开启窗扇和所述上部墙体绿化系统置于所述幕墙框架上，所述上部可开启窗扇外侧设有若干可旋转以对上部可开启窗扇的窗扇玻璃进行遮挡的可调节遮阳格栅，位于所述上部可开启窗扇和所述下部可开启窗扇之间的所述木制横梁上还设有可调节光伏遮阳板。本发明在单元幕墙本体上将多个可变动的通风、遮阳、产能、种植单元进行集成，使得幕墙系统具备满足不同气候条件及室内生活需求的应对能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种轻型木结构低碳集成幕墙系统，属于建筑幕墙技术领域。
背景技术
随着人类社会的不断发展，气候问题愈加严峻，二氧化碳等温室气体的排放是全球气候变暖的主要元凶。为了实现可持续发展，在“双碳目标”的推动下，碳中和成为未来建筑设计的重要准则。
木结构在木材的采伐、加工和运输全过程的净碳排放为-0.9吨/m³，整个建筑使用的木材在其使用阶段能够存储的二氧化碳比其他建筑材料制造和运输中消耗的二氧化碳还少，是一种环保材料。
幕墙作为现代建筑设计的产物，是建筑学、美学和结构设计的优良结合。玻璃幕墙的通透性为建筑提供了良好的视野，玻璃幕墙可以适应任何几何形状，在建筑体型上产生丰富的变化，能够充分体现设计师的想象力和创造力。然而，使用大面积的玻璃幕墙在建筑能耗和环境友好方面存在先天的劣势。
由于其先天的劣势，市面上也有诸多针对幕墙节能减排的产品和措施，如:减少开启扇、双层幕墙设计、室内外遮阳设计、墙体绿化设计、光伏幕墙设计等。上述产品和措施虽然在某些方面对幕墙做出了优化，但结构单一、顾此失彼，存在很大的局限性。 因此，本发明提供一种集约化、可快速装配的轻型木结构幕墙系统，以材料环保的木结构框架为主体，集合垂直遮阳与通风系统、水平遮阳系统、光伏发电系统、垂直绿化系统，在幕墙单元整体低碳环保的同时保证了室内的采光通风，以满足国内外有绿色建筑认证、LEED认证及相关高效节能需求的高端幕墙工程项目。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种多功能、可快速装配的轻型木结构低碳集成幕墙系统。
本发明是通过如下技术方案实现的：一种轻型木结构低碳集成幕墙系统，包括木制横梁、木制立柱、上部可开启窗扇、下部可开启窗扇和上部墙体绿化系统构成的单元幕墙本体，若干所述木制横梁和若干所述木制立柱连接以形成幕墙框架，所述上部可开启窗扇、所述下部可开启窗扇和所述上部墙体绿化系统置于所述幕墙框架上，所述上部可开启窗扇外侧设有若干可旋转以对上部可开启窗扇的窗扇玻璃进行遮挡的可调节遮阳格栅，位于所述上部可开启窗扇和所述下部可开启窗扇之间的所述木制横梁上还设有可旋转以根据太阳高度角调节太阳能电池板接受太阳光辐照角度的可调节光伏遮阳板。
进一步地，幕墙框架的所述木制横梁和所述木制立柱间通过刚节点连接，所述刚节点包括钢片、螺栓、螺母和垫片，所述木制横梁和所述木制立柱设有埋设所述钢片和所述螺栓的槽口，所述钢片设有用以穿所述螺栓的槽口。
进一步地，所述上部墙体绿化系统包括墙体、种植框架、种植箱体、浇灌系统和种植腔；所述种植框架包括种植上框、种植下框和种植面板，种植上框、种植下框分别连接在种植面板的上下两端；所述种植下框开有排水槽；所述种植框架通过螺栓分别与所述木制横梁、所述木制立柱和所述墙体固定；所述种植腔为所述种植框架和所述种植箱体之间形成的腔体，所述种植腔内部填充有种植基质，浇灌系统用于给种植腔内的种植基质提供水源。
进一步地，所述种植箱体包括箱体框架、防水层和湿度感应器；所述箱体框架固定于所述种植框架内侧，所述箱体框架上设有能够放置花盆的格子，所述防水层设置在所述箱体框架的底部；所述湿度感应器通过电磁阀控制器与电磁阀连接，所述电磁阀设置在所述浇灌系统的管路上。
进一步地，所述可调节遮阳格栅的格栅面板通过所述转轴转动地连接在所述上部可开启窗扇外侧；所述转轴上设置有转动齿轮以实现转动的目的；所述格栅面板(64)为不透光材质。
进一步地，所述格栅面板与上部可开启窗扇的窗扇玻璃的夹角α的调节范围为0°≤α＜90°。
进一步地，所述可调节光伏遮阳板包括安装架、驱动装置、曲柄摆杆装置、光伏板、上支撑杆和下支撑杆，所述安装架上侧面用于固定光伏板，安装架的上端与上支撑杆铰接，安装架的中部与曲柄摆杆装置铰接，曲柄摆杆装置远离所述安装架的一端与驱动装置的输出轴传动连接；所述光伏板可跟随所述曲柄摆杆装置的调节而改变角度，太阳光始终直射所述光伏板表面。
本发明的有益效果是：此轻型木结构低碳集成幕墙系统在单元幕墙本体上将多个可变动的通风、遮阳、产能、种植单元进行集成，使得幕墙系统具备满足不同气候条件及室内生活需求的应对能力，达到低碳环保的目的，助力碳中和。另外，模块化的设计使得幕墙构件能够实现工厂预制、现场安装，减少现场施工所产生的碳排放，提高现场作业效率。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明整体结构轴测示意图；
图2是本发明整体结构立体爆炸轴测示意图；
图3是本发明幕墙框架节点爆炸轴测示意图；
图4是本发明实施例中上部墙体绿化系统剖面图；
图5是本发明实施例中可调节遮阳格栅立面示意图；
图6是本发明实施例中可调节光伏遮阳板剖面示意图；
图中，1、木制横梁，2、木制立柱，3、上部可开启窗扇，4、下部可开启窗扇，5、上部墙体绿化系统，51、墙体，52、种植框架，521、种植上框，522、种植下框，5221、排水槽，523、种植面板，53、种植箱体，531、箱体框架，532、防水层，54、浇灌系统，55、种植腔，6、可调节遮阳格栅，61、端盖，62、吊钩，63、转轴，64、格栅面板，7、可调节光伏遮阳板，71、安装架，72、驱动装置，721、输出轴，73、曲柄摆杆装置，74、光伏板，75、上支撑杆，76、下支撑杆，81、钢片，82、螺栓，83、螺母，84、垫片。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
对于本领域技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
如图1至图6所示，一种轻型木结构低碳集成幕墙系统，包括木制横梁1、木制立柱2、上部可开启窗扇3、下部可开启窗扇4和上部墙体绿化系统5构成的单元幕墙本体，若干所述木制横梁1和若干所述木制立柱2连接以形成幕墙框架，所述上部可开启窗扇3、所述下部可开启窗扇4和所述上部墙体绿化系统5置于所述幕墙框架上，所述上部可开启窗扇3外侧设有若干可旋转以对上部可开启窗扇3的窗扇玻璃进行遮挡的可调节遮阳格栅6，位于所述上部可开启窗扇3和所述下部可开启窗扇4之间的所述木制横梁1上还设有可旋转以根据太阳高度角调节太阳能电池板接受太阳光辐照角度的可调节光伏遮阳板7。如图1和图2所示，下部可开启窗扇4包括两扇，且错位放置，其开启的原理同现有的平推窗的原理。所述上部可开启窗扇3仅设置一扇，其采用现有的一侧铰接的平开窗的原理。
此轻型木结构低碳集成幕墙系统在单元幕墙本体上将多个可变动的通风、遮阳、产能、种植单元进行集成，使得幕墙系统具备满足不同气候条件及室内生活需求的应对能力，达到低碳环保的目的，助力碳中和。另外，模块化的设计使得幕墙构件能够实现工厂预制、现场安装，减少现场施工所产生的碳排放，提高现场作业效率。
作为本发明优选的实施方式，幕墙框架是由多根木制横梁1和木制立柱2构成的矩形框架结构。如图3所示，幕墙框架的所述木制横梁1和所述木制立柱2间通过刚节点连接，所述刚节点包括钢片81、螺栓82、螺母83和垫片84，所述木制横梁1和所述木制立柱2设有埋设所述钢片81和所述螺栓82的槽口，所述钢片81设有用以穿所述螺栓82的槽口。木制横梁1和木制立柱2端部预设有放置钢片81和螺栓82的槽口，钢片81置入槽口后通过螺栓82连接紧固，形成隐藏式连接节点，该种节点区别于传统钢片外露的连接节点，更加美观。
作为本发明优选的实施方式，所述上部墙体绿化系统5包括墙体51、种植框架52、种植箱体53、浇灌系统54和种植腔55；所述种植框架52包括种植上框521、种植下框522和种植面板523，种植上框521、种植下框522分别连接在种植面板523的上下两端；所述种植下框522开有排水槽5221，排水槽5221可以由钢制品、铁制品、塑料制品、铝合金制品、塑木制品根据产品实际需要进行制作。所述种植框架52通过螺栓分别与所述木制横梁1、所述木制立柱2和所述墙体51固定；所述种植腔55为所述种植框架52和所述种植箱体53之间形成的腔体，所述种植腔55内部填充有种植基质，种植基质根据所选绿植的不同、立面美观性要求和墙面高度不同专门配制，以满足植物生长所需营养为基本条件，可以由种植田园土、化纤物质、营养石、植物纤维、棕丝、压缩木屑、纤维状吸水物质等搭配进行制作，并保证长效使用。浇灌系统54用于给种植腔55内的种植基质提供水源。
作为本发明优选的实施方式，所述种植箱体53包括箱体框架531、防水层532和湿度感应器；所述箱体框架531固定于所述种植框架52内侧，所述箱体框架531上设有能够放置花盆的格子，培养绿植的花盆放置在箱体框531内，花盆大小形状材质可以根据所选植物特性选用。同时为了便于灌溉，在所述花盆的底部和侧壁设有通孔，浇灌系统54 内的水灌溉进种植基质内，再透过种植基质、花盆上的通孔渗进花盆内，为花盆内的绿植提供生长所需水分。所述防水层532设置在所述箱体框架531的底部；所述湿度感应器通过电磁阀控制器与电磁阀连接，所述电磁阀设置在所述浇灌系统54的管路上。
作为本发明优选的实施方式，所述可调节遮阳格栅6包括端盖61、吊钩62、转轴63、格栅面板64；所述端盖61固定连接在两根所述木制横梁1之间，所述转轴63上端与所述端盖61连接，所述格栅面板64通过所述吊钩62连接在所述转轴63下侧，所述格栅面板64通过所述转轴63转动地连接在所述上部可开启窗扇3外侧；所述转轴63上设置有转动齿轮以实现转动的目的；所述格栅面板64为不透光材质。端盖61、吊钩62、转轴63在格栅面板64上下两端同时设置，以实现格栅面板上下两端的固定，满足格栅面板的稳固性。格栅面板64可根据立面效果需求采用木制、铝合金、塑料等材质，也可更换为光伏板。
作为本发明优选的实施方式，所述格栅面板64与上部可开启窗扇3的窗扇玻璃的夹角α的调节范围为0°≤α＜90°。在需要完全遮阳及保温的情况下，可调节遮阳格栅6转动至α=0°覆盖上部可开启窗扇3。在上部可开启窗扇3开启状态下，也可调整可调节遮阳格栅6转动至一定角度控制进入室内的光线，通风的同时进行遮阳。
作为本发明优选的实施方式，所述可调节光伏遮阳板7包括安装架71、驱动装置72、曲柄摆杆装置73、光伏板74、上支撑杆75和下支撑杆76，所述安装架71上侧面用于固定光伏板74，安装架71的上端与上支撑杆75铰接，安装架71的中部与曲柄摆杆装置73铰接，曲柄摆杆装置73远离所述安装架71的一端与驱动装置72的输出轴721传动连接；所述光伏板74可跟随所述曲柄摆杆装置73的调节而改变角度，太阳光始终直射所述光伏板74表面，可以提高光能利用效率进而提高发电效率，减少建筑使用中的碳排放。同时，光伏板74作为遮阳板可以控制进入室内的光通量，改善室内光环境。
以上所述仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种轻型木结构低碳集成幕墙系统，其特征在于：包括木制横梁（1）、木制立柱（2）、上部可开启窗扇（3）、下部可开启窗扇（4）和上部墙体绿化系统（5）构成的单元幕墙本体，若干所述木制横梁（1）和若干所述木制立柱（2）连接以形成幕墙框架，所述上部可开启窗扇（3）、所述下部可开启窗扇（4）和所述上部墙体绿化系统（5）置于所述幕墙框架上，所述上部可开启窗扇（3）外侧设有若干可旋转以对上部可开启窗扇（3）的窗扇玻璃进行遮挡的可调节遮阳格栅（6），位于所述上部可开启窗扇（3）和所述下部可开启窗扇（4）之间的所述木制横梁（1）上还设有可旋转以根据太阳高度角调节太阳能电池板接受太阳光辐照角度的可调节光伏遮阳板（7）。
2.根据权利要求1所述的轻型木结构低碳集成幕墙系统，其特征在于：幕墙框架的所述木制横梁（1）和所述木制立柱（2）间通过刚节点连接，所述刚节点包括钢片（81）、螺栓（82）、螺母（83）和垫片（84），所述木制横梁（1）和所述木制立柱（2）设有埋设所述钢片（81）和所述螺栓（82）的槽口，所述钢片（81）设有用以穿所述螺栓（82）的槽口。
3.根据权利要求1所述的轻型木结构低碳集成幕墙系统，其特征在于：所述上部墙体绿化系统（5）包括墙体（51）、种植框架（52）、种植箱体（53）、浇灌系统（54）和种植腔（55）；所述种植框架（52）包括种植上框（521）、种植下框（522）和种植面板（523），种植上框（521）、种植下框（522）分别连接在种植面板（523）的上下两端；所述种植下框（522）开有排水槽（5221）；所述种植框架（52）通过螺栓分别与所述木制横梁（1）、所述木制立柱（2）和所述墙体（51）固定；所述种植腔（55）为所述种植框架（52）和所述种植箱体（53）之间形成的腔体，所述种植腔（55）内部填充有种植基质，浇灌系统（54）用于给种植腔（55）内的种植基质提供水源。
4.根据权利要求3所述的轻型木结构低碳集成幕墙系统，其特征在于：所述种植箱体（53）包括箱体框架（531）、防水层（532）和湿度感应器；所述箱体框架（531）固定于所述种植框架（52）内侧，所述箱体框架（531）上设有能够放置花盆的格子，所述防水层（532）设置在所述箱体框架（531）的底部；所述湿度感应器通过电磁阀控制器与电磁阀连接，所述电磁阀设置在所述浇灌系统（54）的管路上。
5.根据权利要求1所述的轻型木结构低碳集成幕墙系统，其特征在于：所述可调节遮阳格栅（6）的格栅面板（64）通过所述转轴（63）转动地连接在所述上部可开启窗扇（3）外侧；所述转轴（63）上设置有转动齿轮以实现转动的目的；所述格栅面板(64)为不透光材质。
6.根据权利要求5所述的轻型木结构低碳集成幕墙系统，其特征在于：所述格栅面板（64）与上部可开启窗扇（3）的窗扇玻璃的夹角α的调节范围为0°≤α＜90°。
7.根据权利要求1所述的轻型木结构低碳集成幕墙系统，其特征在于：所述可调节光伏遮阳板（7）包括安装架（71）、驱动装置（72）、曲柄摆杆装置（73）、光伏板（74）、上支撑杆（75）和下支撑杆（76），所述安装架（71）上侧面用于固定光伏板（74），安装架（71）的上端与上支撑杆（75）铰接，安装架（71）的中部与曲柄摆杆装置（73）铰接，曲柄摆杆装置（73）远离所述安装架（71）的一端与驱动装置（72）的输出轴（721）传动连接；所述光伏板（74）可跟随所述曲柄摆杆装置（73）的调节而改变角度，太阳光始终直射所述光伏板（74）表面。
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