CN207279895U - 一种节能舒适智能建筑系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种节能舒适智能建筑系统，包括玻璃幕墙，通风或空气净化单元、温度调节单元和照明单元，还包括与玻璃幕墙结合的阻隔膜和调光层；还包括户外传感单元、室内传感单元以及根据所述户外传感单元和室内传感单元提供的信号控制通风或空气净化单元、温度调节单元、照明单元以及调光层中至少一个的中央控制单元，所述室内传感单元包括室内温度传感器、室内空气质量传感器和亮度传感器，所述户外传感单元包括户外温度传感器和户外空气质量传感器。本实用新型能大幅度减少建筑为保持舒适环境所需消耗的资源，具有极高的节能效果，可从根本上促进能源资源节约和合理利用。

Description

一种节能舒适智能建筑系统

技术领域

本实用新型涉及建筑领域，具体而言，涉及一种节能舒适智能建筑系统。

背景技术

研究表明，影响人体舒适程度的气象因素，首先是气温，其次是湿度，再其次就是风向风速等。适宜的室内温度有利于人体健康，目前我国北方有的地区已经把冬季室内温度作为保护消费者权益的内容室内温度也是影响人员生产效率的重要因素，直接影响人员的工作满意度和工作完成情况。科学研究发现，在空调房内，室温为19℃至24℃，湿度为40％RH至50％RH时，人感到最舒适。此外，室内照度也是影响环境舒适度的重要方面，研究表明，太强的光线使人疲劳和炫目，太弱的光线又会降低人的视力，有害健康，因此，适宜的照度在500Lx-1000Lx之间。室内的通风以及空气质量也是影响人们舒适度的一大因素，随着城市室外空气质量越来越差，选择合适的时间进行室内外的通风换气以获得新鲜健康的空气补充室内环境尤其的重要。

我国现有建筑面积为400亿m2，绝大部分为高能耗建筑，且每年新建建筑近20亿m2，其中95％以上仍是高能耗建筑。庞大的建筑能耗，已经成为国民经济的巨大负担。国民经济要实现可持续发展，推行建筑节能势在必行、迫在眉睫。中国建筑用能浪费极其严重，而且建筑能耗增长的速度远远超过中国能源生产可能增长的速度，如果听任这种高耗能建筑持续发展下去，国家的能源生产势必难以长期支撑此种浪费型需求，从而不得不被迫组织大规模的旧房节能改造，这将要耗费更多的人力物力。在建筑中积极提高能源使用效率，就能够大大缓解国家能源紧缺状况，促进中国国民经济建设的发展。因此，建筑节能是贯彻可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施，符合全球发展趋势。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种节能舒适智能建筑系统，本实用新型的重点是在提供最舒适的室内人体舒适度的同时解决建筑的节能问题，将建筑能耗降到最低。

本实用新型采用的技术方案是：提供一种节能舒适智能建筑系统，包括围合在建筑物四周的玻璃幕墙，为建筑物配套的通风或空气净化单元、温度调节单元和照明单元，还包括与玻璃幕墙结合的阻隔膜和调光层，所述阻隔膜附着在玻璃幕墙上用于自动阻隔户外紫外光的辐射，所述调光层受控阻隔来自户外或户内的辐射光；还包括户外传感单元、室内传感单元以及根据所述户外传感单元和室内传感单元提供的信号控制所述通风或空气净化单元、温度调节单元、照明单元以及调光层中至少一个的中央控制单元，所述室内传感单元包括室内温度传感器、室内空气质量传感器和亮度传感器，所述户外传感单元包括户外温度传感器和户外空气质量传感器。

在本实用新型所述的节能舒适智能建筑系统中，还包括与所述中央控制单元连接的舒适度设置单元，所述舒适度设置单元用于保存室内各个区域的舒适度数值范围。

在本实用新型所述的节能舒适智能建筑系统中，所述室内传感单元还包括用于检测人体移动的红外线热释电传感器，所述红外线热释电传感器输出的信号传输到所述中央控制单元。

在本实用新型所述的节能舒适智能建筑系统中，所述玻璃幕墙包括Low-E钢化中空玻璃，所述玻璃幕墙的传热系数为0.5-1.0W/m2·K。

在本实用新型所述的节能舒适智能建筑系统中，所述调光层被分割成多个彼此独立可控的小调光膜，每一个小调光膜均与所述中央控制单元相连，使各个小调光膜均可受控独立工作。

在本实用新型所述的节能舒适智能建筑系统中，所述中央控制单元包括用于在户外空气质量传感器检测到的空气质量高于室内空气质量传感器检测到的空气质量时允许启动所述通风或空气净化单元的第一测控装置，以及用于在户外温度传感器检测到温度比室内温度传感器检测到温度更接近舒适温度时允许启动所述通风或空气净化单元的第二测控装置。

在本实用新型所述的节能舒适智能建筑系统中，所述中央控制单元包括用于在亮度传感器检测到室内亮度低于舒适亮度时，允许启动照明单元的第三监控装置，以及用于在亮度传感器检测到室内亮度高于舒适亮度时，允许启动部分或全部调光层的第四监控装置。

在本实用新型所述的节能舒适智能建筑系统中，所述中央控制单元包括用于在温度调节单元启动时，允许启动部分或全部调光层的第五监控装置。

在本实用新型所述的节能舒适智能建筑系统中，还包括网络连接设备和移动处理设备，所述中央控制单元的输出端与所述网络连接设备连接，所述网络连接设备通过网络与所述移动处理设备连接。

在本实用新型所述的节能舒适智能建筑系统中，调光层上设有粘接层，且调光层通过粘接层粘接在玻璃幕墙上内侧。

本实用新型提供的节能舒适智能建筑系统能在为室内用户提供最舒适环境的同时最大限度的节省建筑整体的能源消耗；通过减少室内外的热传递，使室内温度可以持久的保持在一个恒定的温度，从而大幅度减少了建筑为保持舒适温度所需消耗的资源，具有极高的节能效果，只需通过空调系统、通风系统稍微调节环境温度即可使室内保持舒适的办公环境或居住环境，从根本上促进能源资源节约和合理利用；通过调光膜能精确的调节室内环境，将调节误差将至最低，在调节的同时还可根据不同的室内光线要求显示不同的图案和文字，在实现室内环境调节的同时还能使建筑整体外观显得独具特色；该系统无需人工操作，能真正实现了自动控制和智能控制，能避免资源浪费；远程调控室内温度、空气质量以及光照强度，从而实现智能建筑系统的远程调控和观察，为于用户在使用上提供了便利。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1为本实用新型实施例的方框结构示意图；

图2为本实用新型实施例中太阳光调节系统的部分结构示意图；

图3为本实用新型实施例中调光膜的整体结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种节能舒适智能建筑系统，包括玻璃幕墙、温度调节单元3、通风或空气净化单元4、照明单元5、室内传感单元6、户外传感单元10、阻隔膜2、调光层7、舒适度设置单元9以及与通风或空气净化单元4、温度调节单元3、照明单元5、舒适度设置单元9以及调光层7电性相连的中央控制单元1，其中，玻璃幕墙围合在建筑物四周，作为建筑的外墙；调光层7和阻隔膜10附着在玻璃幕墙上；温度调节单元3、通风或空气净化单元4、照明单元5均安装在室内，用以调节室内的环境参数；室内传感单元6包括室内温度传感器61、室内空气质量传感器62、室内亮度传感器63以及红外线热释电传感器65；户外传感单元10包括户外温度传感器67和户外空气质量传感器66；中央控制单元1根据户外传感单元10和室内传感单元6提供的信号控制通风或空气净化单元4、温度调节单元3、照明单元5以及调光层7的工作。舒适度设置单元9用于保存室内各个区域的舒适度数值范围。由于舒适度与室内某个位置的温度、湿度、亮度等因素关联，而且每个人所需要的舒适度值均有差异，例如有些人怕冷就喜欢室内温度稍高一些，有些人则喜欢室内温度稍低一些感觉会更清爽，每个人均在一定范围内是满足舒适的，超出范围则可能会感觉不舒适，因此，本实施例中的室内传感单元6依工作区域放置，舒适度设置单元9可通过键盘设置各个室内传感单元6个性化舒适度范围值；为加强本实施例的智能化程度，还可采用语音控制装置与舒适度设置单元9相连，使用户可通过语音控制舒适度设置单元9设置设置室内各个区域的舒适度范围。对应的，每一个工作区域均对应设有空调3出风口、风机4出风口以及灯具5，每一个空调3出风口、风机4出风口以及灯具5均由中央控制系统1独立控制其出风温度、出风量或亮度，中央控制系统1根据舒适度设置单元9中设置的各个区域的舒适度参数对室内各个办公区域的温湿度及亮度进行精准调控，保证各个区域的人员均能处于个性化设置的舒适度范围内，以满足用户舒适度的个性化设置。

本实施例中的玻璃幕墙的幕墙面材优选采用Low-E钢化中空玻璃8，其具有优异的隔热效果和良好的透光性，可初步降低室内外的热量交换。玻璃幕墙的整体传热系数为0.5-1.0W/m2·K。在其他实施例中，幕墙面材还可采用透光率可自调节的夹胶中空玻璃，夹胶中空玻璃的透光率可随太阳光强弱变化以保证室内采光良好的同时室外的光照热量过多的传递到室内，从而使得玻璃幕墙具有更好的节能效果。一般按辐射波长及人眼的生理视觉效应将光辐射分成三部分:紫外辐射、可见光和红外辐射，由于紫外线可毫无阻隔地透过玻璃幕墙对人体造成伤害，若要保持室内舒适的环境，需要对紫外线进行阻隔。如图2所示，在本实施例中，在中空玻璃8面向建筑外侧的一面上贴设有阻隔膜2，其包括PET保护层、胶黏剂层、聚酰亚胺层和抗紫外线层，能对太阳光中的紫外线进行有效的阻挡，具有较好的抗紫外线的能力，同时不影响可见光的传递，可减少了太阳光对室内的紫外线辐射。在中空玻璃8的中间还设有可控的调光层7，调光层7为智能电控调光膜；如图3所示，调光层7由多个独立的小调光膜71组成，且每一个小调光膜71均与中央控制单元1电性相连，使各个小调光膜71均能独立工作。小调光膜71包括上电极层、聚合物分散液晶层、电致变色层以及下电极层，通过电致变色层，能够在外加电场的作用下发生稳定、可逆地颜色变化，在外观上表现为颜色和透明的可逆变化。当小调光膜71处于透明状态时，其能最大程度的允许太阳光的辐射光透过，当其慢慢变色时，辐射光的穿透量也将减少，颜色越深，穿透量越少，从而达到阻隔来自户外或户内的辐射光的作用。

本实施例在户外很亮、室内要求亮度尽量低的情况下，小调光膜71可全部变色至最深，这样可最大限度不让外部光线及辐射进入室内；在户外很亮，室内需要一定亮度的情况下，可使部分小调光膜71变色，部分小调光膜71不变色，以使部分阳光能投进室内，让室内亮度舒适；在无其他要求的情况下，中央控制系统1根据位于窗户边上位置处的室内亮度传感器63感测到的亮度数值与舒适度设置单元9中该区域预存的舒适度范围值自动调节调光层7的明暗程度，若光线充足，可实现全天无需开启灯具5的情况，从而在提供了用户最舒适环境的同时减少了不必要的能源消耗，大大节省了资源。本实施例在小调光膜71上电极层或下电极层外侧还设有带有粘性的透明粘接层，调光层7整体通过透明粘接层固定粘接在中空玻璃8中间。在本实施例中，玻璃幕墙采用隐框式玻璃幕墙设计，幕墙整体连为平整的一片，从而使安装在幕墙中调光层7也连为一片，通过中央控制单元1独立控制每一个小调光膜71的变色程度，可使调光层7整体呈现不同的文字和图案，使本实施例中的调光层7可充当广告屏。在白天时，按广告图案控制各个小调光膜71呈现黑色，以同时达到遮阳和显示广告的效果；在晚上时，可按广告图案控制各个小调光膜71呈透明，并使此时的室内亮度远远亮于户外，使整个调光层7显现出广告文字或图案，实现别具一格的广告显示效果。通过此设置可节省额外安装液晶显示屏的高额费用，同时，将调光层7分隔成多个小调光膜71可使中央控制单元1根据太阳辐射强度数据更加精确的调节室内环境，将调节误差将至最低，达到智能调节室内温度的作用；在调节的同时还可根据不同的室内光线要求显示不同的图案和文字，在实现室内环境调节的同时还能使建筑整体外观显得生动，与众不同且独具特色。

本实施例中的中央控制单元1包括与户外空气质量传感器66、室内空气质量传感器62和通风或空气净化单元4电性相连的第一测控装置、与户外温度传感器67、室内温度传感器61和通风或空气净化单元4电性相连的第二测控装置、与亮度传感器63和照明单元5电性相连的第三测控装置、与亮度传感器63和调光层7电性相连的第四测控装置，以及与调光层7和温度调节单元3电性相连的第五测控装置。第一测控装置用于在户外空气质量传感器66检测到的空气质量高于室内空气质量传感器62检测到的空气质量时允许启动通风或空气净化单元4，而在户外空气质量传感器66检测到的空气质量低于室内空气质量传感器62检测到的空气质量时禁止启动通风或空气净化单元4，从而避免了通风或空气净化单元4在户外空气质量差于室内空气质量时也进行室内外的空气交换造成的能源浪费和室内空气质量恶化；而在户外空气质量高于室内空气质量时，第一测控装置可自动控制通风或空气净化单元4启动对室内的空气质量进行改善，以此达到智能调节的目的。第二测控装置用于在户外温度传感器67检测到温度比室内温度传感器61检测到温度更接近舒适温度时允许启动通风或空气净化单元4，而在室内温度传感器61检测到温度比户外温度传感器67检测到温度更接近舒适温度时禁止启动通风或空气净化单元4，以最大限度减少为保持室内处于最适环境时所需的能源消耗。第三监控装置用于在亮度传感器63检测到室内亮度低于舒适亮度时，允许启动照明单元5，而在亮度传感器63检测到室内亮度高于舒适亮度时，禁止启动照明单元5，从而防止了在室内光照强度足够时仍开启灯光造成的额外能源消耗。第四监控装置用于在亮度传感器63检测到室内亮度高于舒适亮度时允许启动部分或全部调光层7的第四监控装置，从而达到了智能调节室内光照强度的作用。第五监控装置用于在温度调节单元3启动时，允许启动部分或全部调光层7的第五监控装置。在本实施例中，室内温度的调节优先采用能耗较低的通风或空气净化单元4通过室内外空气交换的方式进行温度调节，若户外空气温度不能达到调节室内环境的要求时，中央控制单元1将控制位于室内的温度调节单元3启动对室内的环境的温度进行调节，此时，启动调光层7使其变色，使本实施例中的建筑外墙部分能最大限度的减少户外的辐射光进入和室内的辐射光透出，大大减少室内外的热传递，使室内温度可以持久的保持在一个恒定的温度，从而大幅度减少了温度调节单元3为保持室内舒适温度所需消耗的资源，具有极高的节能效果；达到舒适温度后只需通过温度调节单元3稍微调节环境温度即可使室内保持舒适的办公环境或居住环境，能从根本上促进能源资源节约和合理利用。

为进一步实现本系统的智能节能化程度，本实施例在在离地面2.0～2.2m的室内四周环设有红外线热释电传感器65，当红外线热释电传感器65在一定时间内(如一个小时)未检测到室内有人时，中央控制单元1进入休眠状态，此时，中央控制单元1将控制通风或空气净化单元4、温度调节单元3、照明单元5以及调光层7均停止工作，以达到自动关闭耗电设施、减少能源耗费的情况；当红外线热释电传感器65重新检测到有人进入室内时，中央控制单元1将进入正常工作状态，并允许通风或空气净化单元4、温度调节单元3、照明单元5以及调光层7均可启动，从而使该系统无需人工操作，真正实现了自动控制和智能控制，避免了人工操作时的资源浪费情况，进一步提高了系统的节能性能。本实施例还包括网络连接设备12和移动处理设备13，中央控制单元1的输出端与网络连接设备12(如路由器)电性连接，网络连接设备12通过网络与移动处理设备13(如手机)连接，从而使用户可便捷的通过移动处理设备13读取室内传感单元6和户外传感单元10获取的各个数据，并可通过移动处理设备13发送命令至中央控制单元1控制通风或空气净化单元4、温度调节单元3、照明单元5以及调光层7来远程调控室内温度、空气质量以及光照强度，从而实现对室内环境的远程查看、预设以及调控，使用户一进入室内即可处于最舒适的环境中。

以上结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (10)

1.一种节能舒适智能建筑系统，包括围合在建筑物四周的玻璃幕墙，为建筑物配套的通风或空气净化单元(4)、温度调节单元(3)和照明单元(5)，其特征在于，还包括与玻璃幕墙结合的阻隔膜(2)和调光层(7)，所述阻隔膜(2)附着在玻璃幕墙上用于自动阻隔户外紫外光的辐射，所述调光层(7)受控阻隔来自户外或户内的辐射光；还包括户外传感单元(10)、室内传感单元(6)以及根据所述户外传感单元(10)和室内传感单元(6)提供的信号控制所述通风或空气净化单元(4)、温度调节单元(3)、照明单元(5)以及调光层(7)中至少一个的中央控制单元(1)，所述室内传感单元(6)包括室内温度传感器(61)、室内空气质量传感器(62)和亮度传感器(63)，所述户外传感单元(10)包括户外温度传感器(67)和户外空气质量传感器(66)。

2.如权利要求1所述的节能舒适智能建筑系统，其特征在于，还包括与所述中央控制单元(1)连接的舒适度设置单元(9)，所述舒适度设置单元(9)用于保存室内各个区域的舒适度数值范围。

3.如权利要求2所述的节能舒适智能建筑系统，其特征在于，所述室内传感单元(6)还包括用于检测人体移动的红外线热释电传感器(65)，所述红外线热释电传感器(65)输出的信号传输到所述中央控制单元(1)。

4.如权利要求1所述的节能舒适智能建筑系统，其特征在于，所述玻璃幕墙包括Low-E钢化中空玻璃(8)，所述玻璃幕墙的传热系数为0.5-1.0W/m2·K。

5.如权利要求1所述的节能舒适智能建筑系统，其特征在于，所述调光层(7)被分割成多个彼此独立可控的小调光膜(71)，每一个小调光膜(71)均与所述中央控制单元(1)相连，使各个小调光膜(71)均可受控独立工作。

6.如权利要求5所述的节能舒适智能建筑系统，其特征在于，所述中央控制单元(1)包括用于在户外空气质量传感器(66)检测到的空气质量高于室内空气质量传感器(62)检测到的空气质量时允许启动所述通风或空气净化单元(4)的第一测控装置，以及用于在户外温度传感器(67)检测到温度比室内温度传感器(61)检测到温度更接近舒适温度时允许启动所述通风或空气净化单元(4)的第二测控装置。

7.如权利要求6所述的节能舒适智能建筑系统，其特征在于，所述中央控制单元(1)包括用于在亮度传感器(63)检测到室内亮度低于舒适亮度时，允许启动照明单元(5)的第三监控装置，以及用于在亮度传感器(63)检测到室内亮度高于舒适亮度时，允许启动部分或全部调光层(7)的第四监控装置。

8.如权利要求7所述的节能舒适智能建筑系统，其特征在于，所述中央控制单元(1)包括用于在温度调节单元(3)启动时，允许启动部分或全部调光层(7)的第五监控装置。

9.如权利要求8所述的节能舒适智能建筑系统，其特征在于，还包括网络连接设备(12)和移动处理设备(13)，所述中央控制单元(1)的输出端与所述网络连接设备(12)连接，所述网络连接设备(12)通过网络与所述移动处理设备(13)连接。

10.如权利要求1-9中任何一项所述的节能舒适智能建筑系统，其特征在于，调光层(7)上设有粘接层，且调光层(7)通过粘接层粘接在玻璃幕墙上内侧。