WO2013171718A2 - Sistema periférico de modificação da fachada exterior de um edifício - Google Patents

Sistema periférico de modificação da fachada exterior de um edifício Download PDF

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WO2013171718A2
WO2013171718A2 PCT/IB2013/054043 IB2013054043W WO2013171718A2 WO 2013171718 A2 WO2013171718 A2 WO 2013171718A2 IB 2013054043 W IB2013054043 W IB 2013054043W WO 2013171718 A2 WO2013171718 A2 WO 2013171718A2
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Jorge Filipe GANHÃO DA CRUZ PINTO
António José MORAIS
Soheyl SAZEDJ
António Manuel FLORES ROMÃO DE AZEVEDO GONÇALVES COELHO
João Carlos DA PALMA GOES
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Faculdade De Arquitectura Da Universidade Técnica De Lisboa
Faculdade De Ciências E Tecnologia Da Universidade Nova De Lisboa
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Definitions

  • the present invention relates to a design of architectural facades supported by mechanical and electromechanical systems, combining passive (brise-soleils and ventilated facades) and active (photovoltaic panels / screens) bioclimatic solutions allowing simultaneously to change the partial or total geometric shape of the building. .
  • FR2919010 proposes a façade restraint system for the installation of suspended mobile platforms by means of suspension cables. Although this is a solution for high-rise building facades, both in the description of the system or the drawings is not related to the technology described herein.
  • US 6389778 relates to a metallic structural system for wall panels reinforced with diagonal elements and allows the folding movement of one panel over another through a vertical hinge. Despite the bending movement, there is no relation to the technology described herein, either mechanically, in terms of the construction system and the various components, or in terms of overall design and design.
  • DE19704794 describes the use of a second, fully fixed, slightly spaced second facade of the innermost main facade to allow ventilation and air conditioning of the building through the use of motors and fans.
  • this second outermost façade is made up of clear glass panels with an overlapping surface of solar cells providing the necessary electrical power to said motors, the entire structure is rigid, allowing no movement of either translation or rotation.
  • DE19911490 describes the use of an adjustable façade consisting of sets of two panels positioned above each other which can be controlled to open or close the second façade.
  • the major limitation of this system is that it only allows the panels to move along a single axis, thus preventing simultaneous movement of the panels in either translational or rotational movements and, consequently, making any reconfiguration of the exterior façade impossible.
  • DE102006059449 describes a vertical opening window of buildings in which a mechanical arm associated with three hinges allows rotation of a single axis. This system is very limited as it does not allow the simultaneous movement of the panels in translational and rotational movements and consequently precludes any reconfiguration of the exterior façade.
  • DE10300662 describes a rotation system of horizontally aligned climate protection panels. For each panel, there is a keel lift connection which is connected to a connecting rod via lock nut. One gearbox per motor or worm gear rotates the elevator link and allows rotation of the panels. This system does not allow any translation movements or translation and rotation movements to be carried out simultaneously and therefore allows an efficient "metamorphosis" of the exterior facade of a given building.
  • DE19651104 describes a building facade structure consisting of an inner and an outer facade.
  • This exterior façade is made up of glass structures held without any external supporting structure which can be rotated about a vertical axis. Again, this system does not allow simultaneous movements of panel translation and rotation.
  • EP0943071 relates to the application in a second façade system, composed of patterned panels that can be constructed of various materials, for example metal, glass or stone, secured by a metal frame that allows an opening / rotation movement, through an exclusively vertical axis merely for ventilation of the building. Despite the opening movement of the panels applied to a second façade, there is no other relation to the technology now presented.
  • the present embodiment concerns a mechanical modular system that allows the façade metamorphosis by the coordination of different movements of each module through of a peripheral mechanism formed by extendable arms that support photovoltaic panels or screens, in quadrangular rolls or frames, subject to horizontal movements of translation and horizontal and vertical rotation.
  • each panel can be done with three or four degrees of freedom, requiring an actuator for each.
  • Each actuator may be embodied by linear motors.
  • the solution of rotary motors with speed reduction and transformation of circular to rectilinear motion by mechanical devices may be adopted.
  • Each motor is powered by a power inverter, which should be able to receive commands from a central controller.
  • the actuator of each degree of freedom will be controlled to control the position of the panel.
  • the controller must acquire a measure of the panel position for each degree of freedom. This will require four position sensors or, alternatively, an accelerometer and its electronics for signal feeding, acquisition and processing.
  • the power required for each actuator should be known from the study of the panel system mechanics, taking into account the force exerted by the wind. For each actuator a nominal power rating of 5.5 kW is estimated, corresponding to typical market values. For the gearbox, a ratio of 5x in the order of 1/100 is estimated.
  • Panels / rollers and peripheral structure can have a variety of dimensions and proportions depending on scale, building function and aesthetic options.
  • the modular structure of ventilated facades allows adaptation to the formal energy optimization actively through solar photovoltaic cells 3 assemblando generation, supercapacitors and light diffusers, such as diodes light diffusers, all organic technology.
  • the development of the specific characteristics of the photovoltaic panel could also be future ramifications of this research, namely the creation of a photovoltaic mixed tissue with light diffuser diodes or optical fiber, to enable epidermal transfiguration at the level of chromatisms, luminaires and projection. of images.
  • the passive bioclimatic system ensures facade shading and ventilation.
  • the materialization of the panels uses lightweight structures in mosaic-modulated aluminum profile, based on crystalline honeycomb acrylic to assemble the described technologies.
  • the active bioclimatic system ensures energy self-sufficiency through the capture of solar energy by photovoltaic panels. All energy produced by these panels will be continuously supplied to the electricity grid. For activation of the electromechanical systems that allow the mobility of the same panels and the consequent transformation of the facades throughout the day, the necessary energy will be supplied by the building's electrical network, but it is estimated that the energy balance is largely positive, ie not will be no energy cost to the reconfiguration of the facades, but a significant production of clean energy ⁇ '.
  • the changing geometry of the façades will be based on computer programming that will allow the reconfiguration of the building's mutation, the orientation of the panels with maximum sun exposure. Any integration of localized sensors for position, pressure, wind speed, relative humidity and temperature will also exclude some configurations that cannot be used for climate and safety reasons.
  • the planned control subsystem will follow a distributed centralized approach and then a central pivot (CP). Thus, some of the movement execution functions are delegated to local control units (PCU), one per panel. All of these PCUs will later be connected via a wireless network (WPCUNet) via the ZigBee communication protocol.
  • PCU local control units
  • WPCUNet wireless network
  • This multi-sensor networking protocol ensures two-way and asynchronous wireless communication, thus avoiding the use of any type of wiring.
  • Each PCU includes a microcontroller with a minimum of 32 kB of memory, ZigBee connectivity, a local power supply, an XYZ accelerometer, a temperature sensor, and some AC motor relays that will drive these panels. It is intended that, through the information provided by the accelerometer, it will be possible to measure the exact positioning angle of the panel and to detect vibrations, as well as the instantaneous resistance of the panel to the movement, which will allow to infer the wind intensity. Depending upon the application, if greater accuracy is required in the angle measurements, a gyroscope may still be added to the PCU. If necessary, other types of sensors can be easily added to the PCU in a modular way, such as force and atmospheric pressure sensors.
  • the sensor network coverage can then be used by the local PCU in decision making but will also be transferred to the central CP system. With all the data collected by all sensors it will be possible to make, in real time, a detailed map of different environmental variables outside the building.
  • a panel demonstration prototype will be constructed on a 1: 1 scale using a PCU made with integrated circuits and commercial sensors.
  • a PCU microcontroller for this purpose an MCU microcontroller, a three-dimensional accelerometer, a gyroscope, a DC power supply, a temperature sensor with digital output and a set of commercial relays will be used.
  • Fig. 1 illustrates a schematic and simplified perspective representation of an embodiment of a facade according to the invention, wherein reference numerals represent:
  • Fig. 2 illustrates a schematic section of the façade in which the movement of movable photovoltaic panels is made with an extendable support and a two-dimensional kneecap, exemplifying the horizontal linear movement, where the reference numbers represent:
  • Fig. 3 illustrates a schematic section of the façade in which the movement of movable photovoltaic panels is made with an extendable support and a two-dimensional kneecap, exemplifying the vertical rotation movement, where the reference numbers represent:
  • Fig. 4 illustrates a schematic section of the façade in which the movement of movable photovoltaic panels is made with an extendable support and a two-dimensional kneecap, exemplifying the horizontal rotation movement, where the reference numbers represent:
  • Fig. 5 illustrates a schematic section of the façade in which the movement of movable photovoltaic panels is made with four extendable supports, exemplifying the horizontal linear movement, where the reference numbers represent:
  • Fig. 6 illustrates a perspective and detailed representation of rigid panels consisting of two partially overlapping sliding sheets, exemplifying horizontal movement, where reference numerals represent:
  • Fig. 7 illustrates a schematic section of the façade in which the movement of photovoltaic rollers with four extendable supports exemplifying the horizontal linear movement of two or four arms simultaneously, where the reference numerals represent:
  • a peripheral mechanism formed by hinges (101, 102), extendable arms (103), square frames (104), and supporting panels, which may be photovoltaic (105), fixed and / or sliding photovoltaic screens (106) or a hydraulic drive box (107), subjected to horizontal translational movements, with different spacings, or oblique and horizontal and vertical rotation, simultaneously, enabling various façade compositions.
  • the panels / rollers and the peripheral structure have a variety of dimensions and proportions, depending on the scale, the function of the building and the aesthetic options.
  • the shapes of the facades vary throughout the day, week, month, or any time period.
  • Facade structures support panels positioned through a control system, which modify their visual appearance, ie, allowing the reconfiguration of the shape of the building facade. These panels may be coated with photoelectric cells, preferably photodiodes, and / or with electronic lighting devices, preferably light diffusing diodes, for static or dynamic display of signs or any other type of images as illustrated in FIGS. 2, 3, 4 and 5.
  • the single sheet panels (106) are rigid. Positioning is achieved by telescopic structures (104) provided with electromechanical or electrohydraulic rotary actuators (101, 102, 103) which allow their angular positioning. For flexible surfaces as shown in figs. 6 and 7, each panel (106) is positioned through four telescopic structural members (104) provided with electromechanical or electro-hydraulic ball joints and actuators (101, 102).
  • the panels, together with the entire peripheral structure, allow a diversity of dimensions and proportions, depending on the scale, the function of the building and the different aesthetic options.

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Abstract

O presente pedido divulga um sistema que conjuga soluções bioclimáticas passivas e ativas permitindo transformar a forma geométrica do edifício através dos movimentos de um mecanismo periférico compreendido por rótulas (101, 102, 03), braços extensíveis (104) e caixilhos quadrangulares (105), que sustentam painéis que podem ser painéis fotovoltaicos fixos e deslizantes (106) ou telas fotovoltaicas em rolos (107) ou uma caixa de impulsão hidráulica, sujeitos a movimentos horizontais de translação com diferentes afastamentos ou oblíquos e rotação horizontal e vertical possibilitando diversas composições de fachada, desde formas simples a fractais complexas, desconstructivas e transarquitectónicas de alusões antropomórficas. O controlo dos movimentos deverá ser efetuado por computador a partir de uma base de dados de configurações previamente definidas, sensores localizados de pressão, velocidade do vento, humidade relativa e temperatura permitindo ainda excluir configurações que, por motivos climáticos e de segurança, não poderão ser utilizadas. O sistema divulgado é aplicável na indústria da arquitetura e construção.

Description

DESCRIÇÃO
"SISTEMA PERIFÉRICO DE MODIFICAÇÃO DA FACHADA EXTERIOR DE
UM EDIFÍCIO"
Domínio técnico
A presente invenção refere-se a uma conceção de fachadas arquitetónicas apoiadas por sistemas mecânicos e eletromecânicos , conjugando soluções bioclimáticas passivas (brise-soleils e fachadas ventiladas) e ativas (painéis/telas fotovoltaicas ) permitindo simultaneamente mudar a forma geométrica parcial ou total do edifício.
Estado da Técnica
Toda a arquitetura convencional é fundamentalmente estática, ligada à sua condição tectónico-estrutural . Os princípios mecânicos da dobradiça e da calha, usados desde a antiguidade clássica, permitiram a introdução da mobilidade, movimentos de rotação e de translação, e da mutação de alguns elementos arquitetónicos , como por exemplo portas e janelas, regulando as articulações entre espaços diferenciados e os aspetos térmicos - ambientais dos interiores dos edifícios. O princípio Dinamismo foi a ideia central das vanguardas do Movimento Moderno e das utopias urbano-arquitetónicas futuristas, tais referências foram sobretudo metafóricas, ligadas a certas ilusões cinéticas associadas às formas.
Na patente FR2919010 é proposto um sistema de retenção de fachadas para a instalação de plataformas móveis suspensas através de cabos de suspensão. Apesar de se tratar de uma solução para fachadas de edifícios em altura, quer na descrição do sistema, quer nas peças desenhadas não se encontra qualquer relação com a tecnologia aqui descrita.
A patente US6389778 refere-se a um sistema estrutural metálico para painéis de paredes reforçados com elementos diagonais e permitem o movimento de rebatimento de um painel sobre um outro, através de uma charneira vertical. Apesar do movimento de rebatimento, não existe qualquer relação com a tecnologia aqui descrita, quer em termos mecânicos, quer em termos do sistema construtivo e dos vários componentes, quer em termos da conceção geral e do desenho .
0 pedido de patente DE19704794 descreve a utilização de uma segunda fachada, totalmente fixa e ligeiramente espaçada da fachada principal, mais interior, de modo a permitir a ventilação e climatização do edifício através da utilização de motores e ventoinhas. Apesar desta segunda fachada mais exterior ser constituída por painéis de vidro transparente, com uma superfície sobreposta de células solares que fornecem a energia elétrica necessária aos referidos motores, toda a estrutura é rígida, não permitindo qualquer tipo de movimento quer de translação quer de rotação.
0 pedido de patente DE19911490 descreve a utilização de uma fachada ajustável, constituída por conjuntos de dois painéis, posicionados uns por cima dos outros, os quais podem ser controlados de modo a abrir ou fechar a segunda fachada. A grande limitação deste sistema é que apenas permite a movimentação dos painéis segundo um único eixo, impossibilitando assim movimentação simultânea dos painéis em movimentos quer de translação quer de rotação e, consequentemente, impossibilitando qualquer reconfiguração da fachada exterior.
A patente DE102006059449 descreve um sistema de abertura vertical de janelas de edifícios no qual um braço mecânico associado a três rótulas permite efetuar movimentos de rotação sobre um único eixo. Este sistema é muito limitado pois não permite a movimentação simultânea dos painéis em movimentos de translação e de rotação e, consequentemente, impossibilitando qualquer reconfiguração da fachada exterior .
A patente DE10300662 descreve um sistema de rotação de painéis de proteção climática alinhados horizontalmente. Por cada painel, existe uma ligação de elevação em quilha, o qual está ligado a uma haste de ligação através de porca de bloqueio. Uma caixa de engrenagem por motor ou engrenagem sem fim gira a ligação elevador e permite a rotação dos painéis. Este sistema não permite efetuar quaisquer movimentos de translação ou movimentos de translação e de rotação em simultâneo e, consequentemente permitir uma "metamorfose" eficiente da fachada exterior de um dado edifício.
0 pedido de patente DE19651104 descreve uma estrutura para fachadas de edifícios constituída por uma fachada interior e outra exterior. Esta fachada exterior é composta por estruturas de vidro, mantidas sem qualquer estrutura exterior de suporte, as quais podem ser giradas em torno de um eixo vertical. Mais uma vez, este sistema não permite efetuar movimentos simultâneos de translação e de rotação de painéis. Por fim, a patente EP0943071 é referente à aplicação num sistema de segunda fachada, composta por painéis modelados que podem ser construídos em vários materiais, por exemplo metal, vidro ou pedra, seguros por uma armação metálica que permite um movimento de abertura/rotação, através de um eixo exclusivamente vertical meramente para ventilação do edifício. Apesar do movimento de abertura dos painéis aplicado a uma segunda fachada, não existe qualquer outra relação com a tecnologia agora apresentada. No que se refere ao movimento de rotação, este é muito limitativo, não é aplicável em 'reconfigurar' ou transformar quer a geometria quer a volumetria do edifício e, em termos práticos, é um sistema corrente de abertura de vãos para a montagem, por exemplo de portas e janelas. Contudo quer em termos mecânicos, em termos do sistema construtivo dos vários componentes ou em termos da conceção geral e do desenho não há qualquer semelhança com a tecnologia agora descrita a qual implica sempre um movimento composto de translação e rotação em simultâneo mas com uma infinita possibilidade de combinações de coordenadas quer no eixo vertical quer no eixo horizontal dos referidos painéis.
Diversas patentes relacionadas com painéis, fachadas e módulos, quer móveis, quer reconfiguráveis, foram exaustivamente pesquisadas e analisadas, contudo em nenhuma delas é introduzida uma metamorfose formal do edifício e não apenas uma simples variação epidérmica.
Descrição geral
A presente realização diz respeito a um sistema modular mecânico que permite a metamorfose de fachadas pela coordenação de diferentes movimentos de cada módulo através de um mecanismo periférico formado por braços extensíveis que sustentam painéis ou telas fotovoltaicas , em rolos ou caixilhos quadrangulares, sujeitos a movimentos horizontais de translação e rotação horizontal e vertical.
0 movimento de cada painel poderá ser feito com três ou quatro graus de liberdade, necessitando de um actuador para cada um. Cada actuador pode ser concretizado por motores lineares. Poderá ser adotada de forma alternativa a solução de motores rotativos, com desmultiplicação de velocidade, e transformação do movimento circular em retilíneo por dispositivos mecânicos.
A alimentação de cada motor é feita através de um inversor de eletrónica de potência, que deverá poder receber comandos de um controlador central . 0 actuador de cada grau de liberdade será comandado de forma a controlar a posição do painel. Para o efeito, é necessário que o controlador adquira uma medida da posição do painel, referente a cada grau de liberdade. Assim, serão necessários quatro sensores de posição ou, em alternativa, um acelerómetro e respetiva eletrónica de alimentação, aquisição e processamento do sinal. A potência necessária em cada actuador deverá ser conhecida a partir do estudo da mecânica do sistema dos painéis, tendo em conta a força exercida pelo vento. Estima-se para cada actuador uma potência nominal de 5,5 kW, correspondente a valores típicos de mercado. Para a caixa redutora, estima-se uma relação de 5x na ordem de 1/100.
Os painéis/rolos e a estrutura periférica podem ter uma diversidade de dimensões e proporções, consoante a escala, a função do edifício e as opções estéticas. A estrutura modular das fachadas ventiladas, possibilita a adaptação formal para otimização energética de forma ativa através de painéis solares assemblando células fotovoltaicas de 3a geração, supercondensadores e difusores de luz, como por exemplo diodos difusores de luz, todos de tecnologia orgânica. O desenvolvimento das características específicas do painel fotovoltaico poderá vir a constituir também futuras ramificações desta investigação, nomeadamente a criação de um tecido misto de fotovoltaicos com díodos difusores de luz ou fibra ótica, de modo a possibilitar transfigurações epidérmicas ao nível de cromatismos, luminárias e projeção de imagens.
0 sistema bioclimático passivo garante o sombreamento das fachadas e a ventilação. A materialização dos painéis recorre a estruturas ligeiras em perfilado de alumínio modulado em mosaicos, com base em acrílico alveolar cristalino para assemblagem das tecnologias descritas.
0 sistema bioclimático ativo garante uma autossuficiência energética através da captação de energia solar pelos painéis fotovoltaicos . Toda a energia produzida pelos referidos painéis será continuamente fornecida à rede elétrica. Para ativação dos sistemas eletromecânicos que permitem a mobilidade dos mesmos painéis e a consequente transformação das fachadas ao longo do dia, a energia necessária será fornecida pela rede elétrica do edifício mas, estima-se que o balanço energético seja amplamente positivo, ou seja, não haverá qualquer custo energético para a reconfiguração das fachadas, mas sim uma significativa produção de energia Λ limpa' . A geometria mutante das fachadas terá por base uma programação informática que permitirá a reconfiguração da mutação do edifício, a orientação dos painéis com a exposição solar máxima. Uma eventual integração de sensores localizados de posição, pressão, velocidade do vento, humidade relativa e de temperatura permitirão ainda excluir algumas configurações que, por motivos climáticos e de segurança, não poderão ser utilizadas.
0 sub-sistema de controlo planeado seguirá uma abordagem distribuída e centralizada depois num pivot central (CP) . Assim, algumas das funções de execução dos movimentos são delegadas para unidades de controlo locais (PCU) , uma por painel. Todas estas PCUs serão posteriormente ligadas através de uma rede sem fios (WPCUNet) através do protocolo de comunicação ZigBee.
Este protocolo de ligação em rede de diversos sensores garante uma comunicação sem fios bidirecional e assíncrona, evitando assim o recurso a qualquer tipo de cablagem.
Cada PCU inclui um microcontrolador com um mínimo de 32 kB de memória, conectividade ZigBee, uma fonte de alimentação local, um acelerómetro XYZ, um sensor de temperatura e alguns relés para atuação dos motores AC que movimentarão os referidos painéis. Pretende-se que, através da informação fornecida pelo acelerómetro, seja possível medir o ângulo exato de posicionamento do painel e ainda detetar vibrações, bem como a resistência instantânea do painel ao movimento, o qual permitirá inferir sobre a intensidade do vento. Dependendo depois da aplicação, se precisões maiores forem necessárias nas medições dos ângulos, poderá ser ainda adicionado ao PCU um giroscópio. Se necessário, outros tipos de sensores poderão ser facilmente adicionados ao PCU de forma modular, nomeadamente sensores de força e de pressão atmosférica.
A cobertura da rede de sensores poderá ser então utilizada pela PCU local, na tomada de decisão mas será também transferida para o sistema central CP. Com todos os dados recolhidos por todos os sensores será possível efetuar, em tempo real, um mapa detalhado de diferentes variáveis ambientais no exterior do edifício.
De modo a demonstrar a exequibilidade prática da ideia aqui proposta, um protótipo demonstrador de um painel será construído à escala de 1:1 utilizando uma PCU realizada com circuitos integrados e sensores comerciais. Para o efeito utilizar-se-á um microcontrolador MCU, um acelerómetro tridimensional, um giroscópio, uma fonte de alimentação DC, um sensor de temperatura com saída digital e um conjunto de relés comerciais.
Breve Descrição das figuras
Para uma mais fácil compreensão da realização juntam-se em anexo as figuras, as quais, representam realizações preferenciais que, contudo, não pretendem limitar o objecto da presente realização.
A fig. 1 ilustra uma representação em perspetiva esquemática e simplificada de uma concretização de uma fachada de acordo com a invenção, onde os números de referência representam:
101 - rótula de articulação entre a estrutura da fachada fixa do edifício;
102 - rótula para os braços extensíveis; 103 - braços extensíveis;
104 - caixilhos;
105 - painéis fotovoltaicos ;
106 - rolos e/ou telas fotovoltaicas ;
107 - caixa de impulsão hidráulica;
108 - braço do tipo telescópico.
; uma
A fig. 2 ilustra um corte esquemático de fachada em que a movimentação de painéis fotovoltaicos móveis é feita com um apoio extensível e uma rótula bi-dimensional, exemplificando o movimento linear horizontal, onde os números de referência representam:
101 - rótula de articulação entre a estrutura da fachada fixa do edifício;
102 - rótula para os braços extensíveis;
103 - braços extensíveis;
104 - caixilhos;
105 - painéis fotovoltaicos ;
107 - caixa de impulsão hidráulica;
108 - braço do tipo telescópico.
A fig. 3 ilustra um corte esquemático de fachada em que a movimentação de painéis fotovoltaicos móveis é feita com um apoio extensível e uma rótula bi-dimensional, exemplificando o movimento de rotação vertical, onde os números de referência representam:
101 - rótula de articulação entre a estrutura da fachada fixa do edifício;
102 - rótula para os braços extensíveis;
103 - braços extensíveis;
104 - caixilhos; 105 - painéis fotovoltaicos ;
106 - rolos e/ou telas fotovoltaicas ;
107 - caixa de impulsão hidráulica;
108 - braço do tipo telescópico.
A fig. 4 ilustra um corte esquemático de fachada em que a movimentação de painéis fotovoltaicos móveis é feita com um apoio extensível e uma rótula bi-dimensional, exemplificando o movimento de rotação horizontal, onde os números de referência representam:
101 - rótula de articulação entre a estrutura da fachada fixa do edifício;
102 - rótula para os braços extensíveis;
103 - braços extensíveis;
104 - caixilhos;
105 - painéis fotovoltaicos ;
106 - rolos e/ou telas fotovoltaicas ;
107 - caixa de impulsão hidráulica;
108 - braço do tipo telescópico.
A fig. 5 ilustra um corte esquemático de fachada em que a movimentação de painéis fotovoltaicos móveis é feita com quatro apoios extensível, exemplificando o movimento linear horizontal, onde os números de referência representam:
101 - rótula de articulação entre a estrutura da fachada fixa do edifício;
102 - rótula para os braços extensíveis;
103 - braços extensíveis;
104 - caixilhos;
105 - painéis fotovoltaicos ;
106 - rolos e/ou telas fotovoltaicas ; 107 - caixa de impulsão hidráulica;
108 - braço do tipo telescópico.
A fig. 6 ilustra uma representação em perspetiva e de pormenor de painéis rígidos constituídos por duas folhas deslizantes, parcialmente sobrepostas, exemplificando o movimento horizontal, onde os números de referência representam:
104 - caixilhos;
105 - painéis fotovoltaicos .
A fig. 7 ilustra um corte esquemático de fachada em que a movimentação de rolos fotovoltaicos com quatro apoios extensíveis, exemplificando o movimento linear horizontal, de dois ou dos quatro braços em simultâneo, onde os números de referência representam:
101 - rótula de articulação entre a estrutura da fachada fixa do edifício;
102 - rótula para os braços extensíveis;
103 - braços extensíveis;
104 - caixilhos;
105 - painéis fotovoltaicos ;
107 - caixa de impulsão hidráulica;
108 - braço do tipo telescópico.
Descrição detalhada de
Figure imgf000013_0001
forma de realização
Fazendo referência às figuras, vai ser agora descrita uma forma de realização possível da tecnologia, a qual não pretende limitar o seu âmbito de protecção. Os movimentos de um mecanismo periférico formado por rótulas (101, 102), braços extensíveis (103), caixilhos quadrangulares (104), e que sustentam painéis, que podem ser fotovoltaicos (105), fixos e/ou deslizantes ou telas fotovoltaicas em rolos (106) ou uma caixa de impulsão hidráulica (107), sujeitos a movimentos horizontais de translação, com diferentes afastamentos, ou oblíquos e rotação horizontal e vertical, em simultâneo, possibilitando diversas composições de fachada.
Os painéis/rolos e a estrutura periférica têm uma diversidade de dimensões e proporções, consoante a escala, a função do edifício e as opções estéticas.
Através do movimento dos painéis, as formas das fachadas variam ao longo do dia, da semana, do mês, ou de qualquer período temporal.
As estruturas das fachadas sustentam painéis posicionados através de um sistema de controlo, os quais modificam o seu aspeto visual, i.e., permitindo a reconfiguração da forma da fachada do edifício. Estes painéis poderão ser revestidos com células fotoelétricas , preferencialmente fotodíodos, e/ou com dispositivos luminosos eletrónicos, preferencialmente díodos difusores de luz, para afixação estática ou dinâmica de reclamos ou de qualquer outro tipo de imagens, conforme ilustrado nas figs . 2, 3, 4 e 5. Os painéis de uma só folha (106) são rígidos. O posicionamento é conseguido através de estruturas telescópicas (104) munidas de actuadores rotativos eletromecânicos ou eletro- hidráulicos (101, 102, 103), os quais permitem o seu posicionamento angular. No caso das superfícies flexíveis, conforme ilustrado nas figs . 6 e 7, cada painel (106) é posicionado através de quatro elementos estruturais (104), telescópicos, munidos de rótulas e actuadores eletromecânicos ou eletro- hidráulicos (101, 102).
Os painéis, em conjunto com toda a estrutura periférica, possibilitam uma diversidade de dimensões e proporções, consoante a escala, a função do edifício e as diferentes opções estéticas.

Claims

REIVINDICAÇÕES
1 Sistema periférico de modificação da fachada exterior de um edifício compreendido pelos seguintes elementos:
- rótulas;
- braços extensíveis;
- caixilhos quadrangulares que sustentam painéis através de quatro estruturas telescópicas, munidas de atuadores rotativos os quais são sujeitos a movimentos horizontais de translação e de rotação, em simultâneo, quer num eixo horizontal quer num eixo vertical;
- pelo menos uma unidade de controlo local.
2 Sistema de acordo com a reivindicação 1 em que os painéis são fotovoltaicos .
3 Sistema de acordo com a reivindicação anterior, em que os painéis fotovoltaicos são deslizantes.
4 Sistema de acordo com a reivindicação 1, em que os painéis são telas fotovoltaicas em formato de rolos.
5 Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que os atuadores são efetuados com base em motores lineares.
6 Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, em que os atuadores são efetuados com base em motores rotativos.
7 Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que o atuador compreende quatro sensores de posição . 8 Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6 em que o atuador compreende um acelerómetro e respetiva eletrónica de alimentação, aquisição e processamento do sinal.
9 Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o atuador apresenta uma potência nominal de 5,5 kW .
10 Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a unidade de controlo local compreende um microcontrolador com um minimo de 32 kB de memória, conectividade ZigBee, uma fonte de alimentação local, um acelerómetro XYZ, um sensor de temperatura e relés de atuação dos motores AC que movimentarão os referidos painéis .
11 Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que os painéis são revestidos com dispositivos luminosos eletrónicos, particularmente diodos difusores de luz, assemblando células fotovoltaicas de terceira geração, supercondensadores e diodos difusores de luz .
12 Utilização do sistema descrito em qualquer uma das reivindicações anteriores para a afixação estática ou dinâmica de reclamos ou de qualquer outro tipo de imagens.
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