炎热气候下的可变窗墙系统及其智能控制技术
2025-01-18 18:30
No.1330244258799820800
技术概要
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本技术介绍了一种专为炎热气候设计的可变窗墙系统及其智能控制技术。该系统由功能组件、框架结构、玻璃窗扇、机械传动装置和智能控制系统组成,功能组件包括第一和第二保温板。
背景技术
窗户作为建筑围护结构的重要组成部分,承担采光、透景、通风等重要功能,对室内健康物理与心理环境营造至关重要。窗户遮阳与保温性能是影响建筑本体能耗的关键。冬季供暖与夏季空调已经成为日常工作与生活的基础配备,因此需要提高建筑整体保温性能,减少室内外温差作用下建筑围护结构的冷热损失。提高建筑本体保温性能,可以提高建筑本体蓄冷、蓄热量,同时降低冷热损失,从而降低供暖空调系统开机负荷和运行时间,从而降低建筑运行能耗。众所周知,提高窗户保温性能是提高建筑本体保温性能的关键。 再者,建筑室内环境需求将随着季节、建筑朝向与功能、人员需求等变化,希望建筑围护结构性能能够根据上述情境变化进行适应性调节,充分利用建筑周边的自然条件,满足室内环境需求,则可以有效降低建筑能耗,为实现超低能耗与近零能耗奠定基础。例如从辐射得热角度:夏季,建筑窗洞太阳得热是建筑能耗的主要贡献,需要有效遮阳以减少建筑太阳得热;冬季正好相反,必须减少建筑遮挡,充分利用建筑太阳得热是关键措施。得益于此,外遮阳可调性是超低能耗建筑四季运行的首要选择。从围护结构传热角度,冬季的白天希望减少窗户热阻,加强通过窗户进入室内的太阳辐射热,晚上希望加强窗户的热阻,降低建筑热损失;夏季可以根据空调是否开启,以及建筑昼夜使用时间,调节窗户的热阻,达到降低建筑热损失的目的,因此热阻的可调性,尤其是窗户热阻的可调性,是实现超低能耗建筑的重要手段,但是,目前尚无此类产品。 与本发明最接近的实现方案一种是遮阳卷闸帘,通过内充保温材料的遮阳帘片的收起与放下,可以调节窗户-遮阳帘总体的遮阳系数,同时,遮阳帘完全放下时,具有增加窗户热阻的潜力,但是由于其结构问题,总体热阻无法达到当地超低能耗建筑要求,同时漏风危险大,使用遮阳的时候,对自然采光与透景负面影响非常大。 另外一种是传统建筑使用的支摘窗。支摘窗通过改变支撑角度,达到遮阳、透光和透景的目的,但是,目前该结构无法满足建筑热阻的要求。 现有技术多以遮阳与窗户技术领域为主,主要依靠遮阳设施对窗户进行遮挡,根据需要调节进入窗户的太阳辐射热,依靠玻璃组件满足不同的热阻要求,两者分属不同企业,施工现场进行安装,一方面增加了效果的不确定性,另一方面,依靠玻璃组件实现2.0W/m2K以下传热系数的保温效果经济代价很大,现阶段无法推广普及,更无法满足超低能耗建筑墙体热阻的要求。 现有个别产品,为了提高窗户整体的热阻,在窗户系统中再增加一层高热阻构件,虽然可以实现热阻、遮阳分别调节的目的,但是,导致窗户系统厚度增加,增加了系统施工难度,对墙体厚度和保温层构造要求高,适用性有限,尤其是无法达到当地现有超低能耗建筑围护结构热阻的要求。 也有个别产品,将含有相变材料的板材与窗户结合,通过独立轨道,实现板材的闭合与开启,主要用于冬季,白天板材打开,增加太阳辐射得热,晚上闭合板材,增加窗户与板材复合体的热阻,减少热损失。显然,该结构无法满足夏季遮阳要求,无法做到随季节变化而调节遮阳、热阻的目的。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
李峥嵘  朱晗  曹闻赞  唐慧妍
技术所属: 同济大学
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