一种智能化建筑遮阳系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种智能化建筑遮阳系统，包括电动遮阳百叶（4）、驱动控制器（3）、小型气象站（1）和主控制器（2），其通过对小型气象站采集数据的运算，实时计算判断出各个电动遮阳百叶所处的各种工作环境及控制要求，并根据预设的优先级控制电动遮阳百叶的工作状态。本发明能够综合考虑建筑各个受遮阳部位的室外气温的变化、室外风雨情况、室内能耗状况和室内采光的需要，在确保安全的前提下，有效调节室内光热环境，有效的降低建筑能耗，并提高建筑室内舒适性。本发明还公开了一种智能化建筑遮阳方法。
【专利说明】一种智能化建筑遮阳系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种智能化建筑遮阳系统及方法。
【背景技术】
[0002]建筑遮阳已经得到了大量应用，建筑遮阳在调节建筑太阳辐射的热量和室内自然采光效果方面发挥的重要作用已得到广泛认可。《民用建筑热工设计规范》要求建筑物的向阳面，特别是东、西向窗户，应采取有效的遮阳措施；《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》、《公共建筑节能设计标准》都对建筑遮阳提出了明确的要求；《绿色建筑评价标准》要求采取有效的遮阳措施，采用可调节外遮阳，调节室内光热环境。
[0003]目前，建筑遮阳的还是以固定外遮阳和手动窗帘为主，电动遮阳产品也在逐步普及，但智能化的建筑遮阳系统的应用还是比较少的，而且控制方式比较落后，智能化程度不高，成本昂贵。现在市场上最常用的建筑遮阳智能控制系统，一般是以一组或几组遮阳百叶为基本控制单元，每个控制单元都在配有太阳辐射、风、雨、太阳角度追踪的等传感器，传感器数量非常多，且控制信号往往以开关量或模拟量的方式进行远距离传输，系统布线复杂，故障点很多，不便于维护，而且容易受到干扰，稳定性较差。此外，常用建筑遮阳智能控制系统主要依靠跟踪太阳运行轨迹进行调整，侧重于节能，对室内光热环境的舒适性考虑过少，且人工操作干预相对不便。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是:提供一种智能化建筑遮阳系统，能够有效的降低建筑能耗，并提高建筑室内舒适性。
[0005]本发明所要解决的另一个技术问题是:提供一种智能化建筑遮阳方法。
[0006]解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下:
[0007]—种智能化建筑遮阳系统,包括:
[0008]多个电动遮阳百叶，分别安装在建筑的各个受遮阳部位；
[0009]驱动控制器(3)，用于驱动所述各个电动遮阳百叶(4)；
[0010]其特征在于所述的建筑遮阳系统还包括:
[0011]小型气象站，其一般安装在屋面，用于实时采集建筑所在位置的风速、大气温度和太阳辐射强度；
[0012]主控制器，用于通过所述驱动控制器分别控制各个电动遮阳百叶调整到相应的工作状态，该主控制器设有:
[0013]接收模块，实时接收小型气象站采集到的风速、大气温度和太阳辐射强度数据,并采集建筑的空调负荷数据；
[0014]存储模块，预设有建筑所在位置经纬度，风速安全值，大气温度设定值，各个电动遮阳百叶所在方向的太阳水平直射辐射强度与太阳天空散射辐射强度之和的上、下限值，空调负荷设定值，最低室内照度设定值，作为关闭状态的关闭叶片角度，以及作为最佳采光状态的最佳采光叶片角度；
[0015]基础数据计算模块，依据实时太阳辐射强度、实时时间和建筑所在位置经纬度，实时计算出太阳高度角、方位角，以及各个电动遮阳百叶所在方向的太阳入射角、太阳水平直射辐射强度、太阳天空散射辐射强度；
[0016]最佳遮阳状态计算模块，分别计算出各个电动遮阳百叶与相应的实时太阳入射角最接近于垂直的最佳遮阳叶片角度，并以计算出的最佳遮阳叶片角度作为相应电动遮阳百叶的最佳遮阳状态；
[0017]室内照度计算模块，依据各个电动遮阳百叶的最佳遮阳叶片角度以及所在方向的实时太阳天空散射辐射强度，分别计算出各个电动遮阳百叶处于最佳遮阳状态时所对应受遮阳部位的室内照度；
[0018]最低采光要求状态计算模块，依据各个电动遮阳百叶所在方向的实时太阳天空散射辐射强度，分别计算出各个电动遮阳百叶满足最低室内照度设定值的最小采光叶片角度，并以该最小采光叶片角度作为相应电动遮阳百叶的最低采光要求状态；
[0019]风速控制模块，当实时风速在所述风速安全值以上时，产生将各个电动遮阳百叶调整到关闭状态的控制指令；
[0020]计时控制模块，当建筑所在位置处于夜间时间时，产生将各个电动遮阳百叶调整到关闭状态的控制指令；
[0021]温度控制模块，当实时大气温度在所述大气温度设定值以下时，产生将各个电动遮阳百叶调整到最佳采光状态的控制指令；
[0022]太阳辐射强度控制模块，当任意一个电动遮阳百叶所在方向的实时太阳水平直射辐射强度与太阳天空散射辐射强度之和在相应的下限值以下时，产生将相应电动遮阳百叶调整到最佳采光状态的控制指令，当任意一个电动遮阳百叶所在方向的实时太阳水平直射辐射强度与太阳天空散射辐射强度之和在相应的上限值以上时，产生将相应电动遮阳百叶调整到最佳遮阳状态的控制指令；
[0023]空调负荷控制模块，当实时空调负荷在所述空调负荷设定值以下时，产生将各个电动遮阳百叶调整到最佳采光状态的控制指令；
[0024]采光控制模块，当任意一个电动遮阳百叶处于最佳遮阳状态对应时所对应受遮阳部位的室内照度小于最低室内照度设定值时，产生将相应电动遮阳百叶调整到最低采光要求状态的控制指令，当任意一个电动遮阳百叶处于最佳遮阳状态对应时所对应受遮阳部位的室内照度在最低室内照度设定值以上时，产生将电动遮阳百叶调整到最佳遮阳状态的控制指令；
[0025]优先级控制模块，设定所述各个控制模块的优先级次序为:风速控制模块、计时控制模块、温度控制模块、太阳辐射强度控制模块、空调负荷控制模块和采光控制模块；
[0026]输出模块，接收所述各个控制模块产生的控制指令，按照优先级控制模块设置的优先级次序，将同时产生的优先级最高的控制指令输出给所述驱动控制器。
[0027]作为本发明的一种改进，所述的存储模块还预设有周边建筑物几何参数，所述的最佳遮阳状态计算模块还依据周边建筑物几何参数与各个电动遮阳百叶所在方向的实时太阳入射角、方位角，判断照射到相应电动遮阳百叶的直射太阳光是否受到周边建筑物的遮挡，如果判断结果为是，则将关闭叶片角度作为各个电动遮阳百叶的最佳遮阳状态，如果判断结果为否，则以计算出的所述遮阳叶片角度作为相应电动遮阳百叶的最佳遮阳状态。
[0028]作为本发明的优选实施方式，所述关闭叶片角度为0°，所述最佳采光叶片角度为90。。
[0029]作为本发明的一种改进，所述的风速控制模块实时、连续不间断地进行计算，在达到条件时产生相应的控制指令，所述的计时控制模块、温度控制模块、太阳辐射强度控制模块、空调负荷控制模块和采光控制模块同步的以相同的时间间隔进行计算，并分别在达到条件时产生相应的控制指令，其中，所述时间间隔为0.25?2h。
[0030]作为本发明的一种改进，所述的建筑遮阳系统还包括遥控器，所述驱动控制器与遥控器无线通信连接，遥控器通过驱动控制器分别对各个电动遮阳百叶进行本地手动工作状态控制，并且所述驱动控制器最优先执行遥控器发出的控制指令。
[0031]作为本发明的一种改进，所述的建筑遮阳系统还包括手机APP，所述主控制器与手机APP通过无线网络连接，手机APP通过主控制器对各个电动遮阳百叶进行远程手动工作状态控制，并且手机APP发出的控制指令在所述主控制器的优先级控制模块所设的优先级当中仅次于风速控制模块。
[0032]一种智能化建筑遮阳方法，步骤如下:
[0033]S1:在建筑的各个受遮阳部位分别安装电动遮阳百叶；
[0034]S2:预设建筑所在位置经纬度，风速安全值，大气温度设定值，各个电动遮阳百叶所在方向的太阳水平直射辐射强度与太阳天空散射辐射强度之和的上、下限值，空调负荷设定值，最低室内照度设定值，作为关闭状态的关闭叶片角度，以及作为最佳采光状态的最佳采光叶片角度；
[0035]S3:实时采集建筑的空调负荷数据以及建筑所在位置的风速、大气温度和太阳辐射强度，并实时计算出用于判断各个电动遮阳百叶工作环境的数据，包括:
[0036]依据实时太阳辐射强度、实时时间和建筑所在位置经纬度，实时计算出太阳高度角、方位角，以及各个电动遮阳百叶所在方向的太阳入射角、太阳水平直射辐射强度、太阳天空散射辐射强度；
[0037]分别计算出各个电动遮阳百叶与相应的实时太阳入射角最接近于垂直的最佳遮阳叶片角度，以计算出的最佳遮阳叶片角度作为相应电动遮阳百叶的最佳遮阳状态；
[0038]依据各个电动遮阳百叶的最佳遮阳叶片角度以及所在方向的实时太阳天空散射辐射强度，分别计算出各个电动遮阳百叶处于最佳遮阳状态时所对应受遮阳部位的室内照度；
[0039]依据各个电动遮阳百叶所在方向的实时太阳天空散射辐射强度，分别计算出各个电动遮阳百叶满足最低室内照度设定值的最小采光叶片角度，并以该最小采光叶片角度作为相应电动遮阳百叶的最低采光要求状态；
[0040]S4:对各个电动遮阳百叶的工作环境进行判断，以实现对电动遮阳百叶工作状态的控制，依次包括:
[0041]S4-1:对实时风速进行判断，当实时风速在所述风速安全值以上时，将各个电动遮阳百叶调整到关闭状态，否则，对建筑所在位置的时间进行判断；
[0042]S4-2:当建筑所在位置处于夜间时间时，将各个电动遮阳百叶调整到关闭状态，否贝U，对实时大气温度进行判断；
[0043]S4-3:当实时大气温度在所述大气温度设定值以下时，将各个电动遮阳百叶调整到最佳采光状态，否则，对实时太阳水平直射辐射强度与太阳天空散射辐射强度进行判断；
[0044]S4-4:当任意一个电动遮阳百叶所在方向的实时太阳水平直射辐射强度与太阳天空散射辐射强度之和在相应的下限值以下时，将相应电动遮阳百叶调整到最佳采光状态，当任意一个电动遮阳百叶所在方向的实时太阳水平直射辐射强度与太阳天空散射辐射强度之和在相应的上限值以上时，将相应电动遮阳百叶调整到最佳遮阳状态，否则，对实时空调负荷进行判断；
[0045]S4-5:当实时空调负荷在所述空调负荷设定值以下时，将各个电动遮阳百叶调整到最佳采光状态，否则，对实时室内照度进行判断；
[0046]S4-6:当任意一个电动遮阳百叶处于最佳遮阳状态对应时所对应受遮阳部位的室内照度小于最低室内照度设定值时，产生将相应电动遮阳百叶调整到最低采光要求状态，当任意一个电动遮阳百叶处于最佳遮阳状态对应时所对应受遮阳部位的室内照度在最低室内照度设定值以上时，产生将电动遮阳百叶调整到最佳遮阳状态。
[0047]作为本发明的一种改进，所述步骤S2中还预设有周边建筑物几何参数，所述步骤
S3中还还依据周边建筑物几何参数与各个电动遮阳百叶所在方向的实时太阳入射角、方位角，判断照射到相应电动遮阳百叶的直射太阳光是否受到周边建筑物的遮挡，如果判断结果为是，则将关闭叶片角度作为各个电动遮阳百叶的最佳遮阳状态，如果判断结果为否，则以计算出的所述遮阳叶片角度作为相应电动遮阳百叶的最佳遮阳状态。
[0048]作为本发明的优选实施方式，所述关闭叶片角度为0°，所述最佳采光叶片角度为90。。
[0049]作为本发明的一种改进，所述步骤S4中，对实时风速进行连续不间断的判断，对建筑所在位置的时间、实时大气温度、实时太阳水平直射辐射强度与太阳天空散射辐射强度、实时空调负荷以及实时室内照度则同步的以相同的时间间隔进行判断，该时间间隔为
0.25?2h，根据判断结果相应的控制电动遮阳百叶的工作状态。
[0050]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
[0051]第一，本发明的主控制器通过对小型气象站采集数据的运算，实时判断出各个电动遮阳百叶所处的工作环境，并根据预设的优先级控制电动遮阳百叶的工作状态，因此，本发明能够综合考虑建筑各个受遮阳部位的室外气温的变化、室外风雨情况、室内能耗状况和室内采光的需要，在确保安全的前提下，有效调节室内光热环境，有效的降低建筑能耗，并提高建筑室内舒适性。
[0052]第二，本发明通过小型气象站采集建筑所在位置的风速、大气温度和太阳辐射强度数据，因此，本发明相对于现有技术所采用的传感器数量大幅减少，使得遮阳系统的成本得以有效降低，并且，小型气象站采集数据的抗干扰能力强、数据精度较高，主控制器对电动遮阳百叶控制的可靠性能得到有效保证；
【专利附图】
【附图说明】
[0053]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明:[0054]图1为本发明的智能化建筑遮阳系统的系统框图；
[0055]图2为本发明的智能化建筑遮阳方法的流程框图。
【具体实施方式】
[0056]如图1所示，本发明的智能化建筑遮阳系统，包括:
[0057]多个电动遮阳百叶4，分别安装在建筑的各个需要采用遮阳百叶的受遮阳部位；
[0058]驱动控制器3，用于驱动各个电动遮阳百叶4 ；
[0059]其特征在于建筑遮阳系统还包括:
[0060]小型气象站1，用于实时采集建筑所在位置的风速、大气温度和太阳辐射强度；
[0061]主控制器2，用于通过驱动控制器3分别控制各个电动遮阳百叶4调整到相应的工作状态，该主控制器2设有:
[0062]接收模块，实时接收小型气象站I采集到的风速、大气温度和太阳辐射强度数据，并采集建筑的空调负荷数据；
[0063]存储模块，预设有建筑所在位置经纬度，风速安全值，大气温度设定值，各个电动遮阳百叶4所在方向的太阳水平直射辐射强度与太阳天空散射辐射强度之和的上、下限值，空调负荷设定值，最低室内照度设定值，周边建筑物几何参数，作为关闭状态的关闭叶片角度，以及作为最佳采光状态的最佳采光叶片角度，其中，上述关闭状态为电动遮阳百叶4在防风、防雨等性能方面处于最安全的状态，最佳采光状态为电动遮阳百叶4让建筑受遮阳部位透光面积最大即让天空太阳散射光进入室内最多的状态，本发明采用常用的外遮阳百叶或者内遮阳百叶，优选上述关闭叶片角度为0°，以使得百叶与所在建筑立面保持平行，优选最佳采光叶片角度为90°，以使得百叶与所在建筑立面保持垂直，而上述其余预设数值则可以根据建筑的遮阳要求以及周边环境而灵活设置。
[0064]基础数据计算模块，依据实时太阳辐射强度、实时时间和建筑所在位置经纬度，实时计算出太阳高度角、方位角，以及各个电动遮阳百叶4所在方向的太阳入射角、太阳水平直射辐射强度、太阳天空散射辐射强度；
[0065]最佳遮阳状态计算模块，分别计算出各个电动遮阳百叶4与相应的实时太阳入射角最接近于垂直的最佳遮阳叶片角度，并依据周边建筑物几何参数与各个电动遮阳百叶4所在方向的实时太阳入射角、方位角，判断照射到相应电动遮阳百叶4的直射太阳光是否受到周边建筑物的遮挡，如果判断结果为是，则将关闭叶片角度作为各个电动遮阳百叶4的最佳遮阳状态，如果判断结果为否，则以计算出的最佳遮阳叶片角度作为相应电动遮阳百叶4的最佳遮阳状态；，其中，最佳遮阳状态为电动遮阳百叶4最大阻碍太阳法线直射进入建筑室内的状态。
[0066]室内照度计算模块，依据各个电动遮阳百叶4的最佳遮阳叶片角度以及所在方向的实时太阳天空散射辐射强度，分别计算出各个电动遮阳百叶4处于最佳遮阳状态时所对应受遮阳部位的室内照度，其中，实时室内照度是实时叶片角度与实时太阳天空散射辐射强度的函数，具体函数方程可通过现场测试并拟合取得；
[0067]最低采光要求状态计算模块，依据各个电动遮阳百叶4所在方向的实时太阳天空散射辐射强度，分别计算出各个电动遮阳百叶4满足最低室内照度设定值的最小采光叶片角度，并以该最小采光叶片角度作为相应电动遮阳百叶4的最低采光要求状态；，其中，最低采光要求状态为电动遮阳百叶4使室内满足一定照度标准的状态，该照度标准按建筑物室内用途而定，例如按《建筑照明节能设计标准》的规定，办公室的照度标准为300Lx。
[0068]风速控制模块，当实时风速在风速安全值以上时，产生将各个电动遮阳百叶4调整到关闭状态的控制指令；
[0069]计时控制模块，当建筑所在位置处于夜间时间时，产生将各个电动遮阳百叶4调整到关闭状态的控制指令；
[0070]温度控制模块，当实时大气温度在大气温度设定值以下时，产生将各个电动遮阳百叶4调整到最佳采光状态的控制指令；
[0071]太阳辐射强度控制模块，当任意一个电动遮阳百叶4所在方向的实时太阳水平直射辐射强度与太阳天空散射辐射强度之和在相应的下限值以下时，产生将相应电动遮阳百叶4调整到最佳采光状态的控制指令，当任意一个电动遮阳百叶4所在方向的实时太阳水平直射辐射强度与太阳天空散射辐射强度之和在相应的上限值以上时，产生将相应电动遮阳百叶4调整到最佳遮阳状态的控制指令；
[0072]空调负荷控制模块，当实时空调负荷在空调负荷设定值以下时，产生将各个电动遮阳百叶4调整到最佳采光状态的控制指令；
[0073]采光控制模块，当任意一个电动遮阳百叶4处于最佳遮阳状态对应时所对应受遮阳部位的室内照度小于最低室内照度设定值时，产生将相应电动遮阳百叶4调整到最低采光要求状态的控制指令，当任意一个电动遮阳百叶4处于最佳遮阳状态对应时所对应受遮阳部位的室内照度在最低室内照度设定值以上时，产生将电动遮阳百叶4调整到最佳遮阳状态的控制指令；
[0074]优先级控制模块，设定各个控制模块的优先级次序为:风速控制模块、计时控制模块、温度控制模块、太阳辐射强度控制模块、空调负荷控制模块和采光控制模块；
[0075]输出模块，接收各个控制模块产生的控制指令，按照优先级控制模块设置的优先级次序，将同时产生的优先级最高的控制指令输出给驱动控制器3。
[0076]其中，风速控制模块实时、连续不间断地进行计算，在达到条件时产生相应的控制指令，计时控制模块、温度控制模块、太阳辐射强度控制模块、空调负荷控制模块和采光控制模块同步的以相同的时间间隔进行计算，并分别在达到条件时产生相应的控制指令，其中，所述时间间隔为0.25?2h。
[0077]另外，本发明还可以通过增设遥控器5，并选用具有无限信号接收功能的驱动控制器3，通过遥控器5分别对各个电动遮阳百叶4进行本地手动工作状态控制，并且驱动控制器3最优先执行遥控器5发出的控制指令。本发明也可通过手机APP等网络通信方式，经由主控制器2向驱动控制器3下达指令，实现对电动遮阳百叶4的远程控制。
[0078]因此，本发明能够综合考虑建筑各个受遮阳部位的室外气温的变化、室外风雨情况、室内能耗状况和室内采光的需要，在确保安全的前提下，有效调节室内光热环境，如夏天晴朗时实现最佳遮阳，天阴时实现最佳采光，冬天让室内获得最大辐射热等等，有效的降低建筑能耗，并提高建筑室内舒适性。
[0079]如图2所示，本发明的智能化建筑遮阳方法，步骤如下:
[0080]S1:在建筑的各个受遮阳部位分别安装电动遮阳百叶4 ；
[0081]S2:预设建筑所在位置经纬度，风速安全值，大气温度设定值，各个电动遮阳百叶4所在方向的太阳水平直射辐射强度与太阳天空散射辐射强度之和的上、下限值，空调负荷设定值，最低室内照度设定值，周边建筑物几何参数，作为关闭状态的关闭叶片角度，以及作为最佳采光状态的最佳采光叶片角度；其中，优选关闭叶片角度为0°、最佳采光叶片角度为90°。
[0082]S3:实时采集建筑的空调负荷数据以及建筑所在位置的风速、大气温度和太阳辐射强度，并实时计算出用于判断各个电动遮阳百叶4工作环境的数据，包括:
[0083]依据实时太阳辐射强度、实时时间和建筑所在位置经纬度，实时计算出太阳高度角、方位角，以及各个电动遮阳百叶4所在方向的太阳入射角、太阳水平直射辐射强度、太阳天空散射辐射强度；
[0084]分别计算出各个电动遮阳百叶4与相应的实时太阳入射角最接近于垂直的最佳遮阳叶片角度，并依据周边建筑物几何参数与各个电动遮阳百叶4所在方向的实时太阳入射角、方位角，判断照射到相应电动遮阳百叶4的直射太阳光是否受到周边建筑物的遮挡，如果判断结果为是，则将关闭叶片角度作为各个电动遮阳百叶4的最佳遮阳状态，如果判断结果为否，则以计算出的最佳遮阳叶片角度作为相应电动遮阳百叶4的最佳遮阳状态；
[0085]依据各个电动遮阳百叶4的最佳遮阳叶片角度以及所在方向的实时太阳天空散射辐射强度，分别计算出各个电动遮阳百叶4处于最佳遮阳状态时所对应受遮阳部位的室内照度；
[0086]依据各个电动遮阳百叶4所在方向的实时太阳天空散射辐射强度，分别计算出各个电动遮阳百叶4满足最低室内照度设定值的最小采光叶片角度，并以该最小采光叶片角度作为相应电动遮阳百叶4的最低采光要求状态；
[0087]S4:对各个电动遮阳百叶4的工作环境进行判断，以实现对电动遮阳百叶4工作状态的控制，依次包括:
[0088]S4-1:对实时风速进行判断，当实时风速在风速安全值以上时，将各个电动遮阳百叶4调整到关闭状态，否则，对建筑所在位置的时间进行判断；
[0089]S4-2:当建筑所在位置处于夜间时间时，将各个电动遮阳百叶4调整到关闭状态，否则，对实时大气温度进行判断；
[0090]S4-3:当实时大气温度在大气温度设定值以下时，将各个电动遮阳百叶4调整到最佳采光状态，否则，对实时太阳水平直射辐射强度与太阳天空散射辐射强度进行判断；
[0091]S4-4:当任意一个电动遮阳百叶4所在方向的实时太阳水平直射辐射强度与太阳天空散射辐射强度之和在相应的下限值以下时，将相应电动遮阳百叶4调整到最佳采光状态，当任意一个电动遮阳百叶4所在方向的实时太阳水平直射辐射强度与太阳天空散射辐射强度之和在相应的上限值以上时，将相应电动遮阳百叶4调整到最佳遮阳状态，否则，对实时空调负荷进行判断；
[0092]S4-5:当实时空调负荷在空调负荷设定值以下时，将各个电动遮阳百叶4调整到最佳采光状态，否则，对实时室内照度进行判断；
[0093]S4-6:当任意一个电动遮阳百叶4处于最佳遮阳状态对应时所对应受遮阳部位的室内照度小于最低室内照度设定值时，产生将相应电动遮阳百叶4调整到最低采光要求状态，当任意一个电动遮阳百叶4处于最佳遮阳状态对应时所对应受遮阳部位的室内照度在最低室内照度设定值以上时，产生将电动遮阳百叶4调整到最佳遮阳状态。[0094]其中，上述步骤S4中，对实时风速进行连续不间断的判断，对建筑所在位置的时间、实时大气温度、实时太阳水平直射辐射强度与太阳天空散射辐射强度、实时空调负荷以及实时室内照度则同步的以相同的时间间隔进行判断，该时间间隔为0.25?2h，根据判断结果相应的控制电动遮阳百叶4的工作状态。
[0095]另外，住户还可以通过遥控器5对各个电动遮阳百叶4的工作状态进行手动控制。
[0096]本发明不局限与上述【具体实施方式】，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种智能化建筑遮阳系统，包括: 多个电动遮阳百叶(4)，分别安装在建筑的各个受遮阳部位； 驱动控制器(3)，用于驱动所述各个电动遮阳百叶(4 ); 其特征在于所述的建筑遮阳系统还包括: 小型气象站(I )，用于实时采集建筑所在位置的风速、大气温度和太阳辐射强度； 主控制器(2 )，用于通过所述驱动控制器(3 )分别控制各个电动遮阳百叶(4 )调整到相应的工作状态，该主控制器(2)设有: 接收模块，实时接收小型气象站(I)采集到的风速、大气温度和太阳辐射强度数据，并采集建筑的空调负荷数据； 存储模块，预设有建筑所在位置经纬度，风速安全值，大气温度设定值，各个电动遮阳百叶(4)所在方向的太阳水平直射辐射强度与太阳天空散射辐射强度之和的上、下限值,空调负荷设定值，最低室内照度设定值，作为关闭状态的关闭叶片角度，以及作为最佳采光状态的最佳采光叶片角度； 基础数据计算模块，依据实时太阳辐射强度、实时时间和建筑所在位置经纬度，实时计算出太阳高度角、方位角，以及各个电动遮阳百叶(4)所在方向的太阳入射角、太阳水平直射辐射强度、太阳天空散射辐射强度； 最佳遮阳状态计算模块，分别计算出各个电动遮阳百叶(4)与相应的实时太阳入射角最接近于垂直的最佳遮阳叶片角度，并以计算出的最佳遮阳叶片角度作为相应电动遮阳百叶(4)的最佳遮阳状态； 室内照度计算模块，依据各个电动遮阳百叶(4)的最佳遮阳叶片角度以及所在方向的实时太阳天空散射辐射强度，分别计算出各个电动遮阳百叶(4)处于最佳遮阳状态时所对应受遮阳部位的室内照度； 最低采光要求状态计算模块，依据各个电动遮阳百叶(4)所在方向的实时太阳天空散射辐射强度，分别计算出各个电动遮阳百叶(4)满足最低室内照度设定值的最小采光叶片角度，并以该最小采光叶片角度作为相应电动遮阳百叶(4)的最低采光要求状态； 风速控制模块，当实时风速在所述风速安全值以上时，产生将各个电动遮阳百叶(4)调整到关闭状态的控制指令； 计时控制模块，当建筑所在位置处于夜间时间时，产生将各个电动遮阳百叶(4)调整到关闭状态的控制指令； 温度控制模块，当实时大气温度在所述大气温度设定值以下时，产生将各个电动遮阳百叶(4)调整到最佳采光状态的控制指令； 太阳辐射强度控制模块，当任意一个电动遮阳百叶(4)所在方向的实时太阳水平直射辐射强度与太阳天空散射辐射强度之和在相应的下限值以下时，产生将相应电动遮阳百叶(4)调整到最佳采光状态的控制指令，当任意一个电动遮阳百叶(4)所在方向的实时太阳水平直射辐射强度与太阳天空散射辐射强度之和在相应的上限值以上时，产生将相应电动遮阳百叶(4)调整到最佳遮阳状态的控制指令； 空调负荷控制模块，当实时空调负荷在所述空调负荷设定值以下时，产生将各个电动遮阳百叶(4)调整到最佳采光状态的控制指令； 采光控制模块，当任意一个电动遮阳百叶(4)处于最佳遮阳状态对应时所对应受遮阳部位的室内照度小于最低室内照度设定值时，产生将相应电动遮阳百叶(4)调整到最低采光要求状态的控制指令，当任意一个电动遮阳百叶(4)处于最佳遮阳状态对应时所对应受遮阳部位的室内照度在最低室内照度设定值以上时，产生将电动遮阳百叶(4)调整到最佳遮阳状态的控制指令； 优先级控制模块，设定所述各个控制模块的优先级次序为:风速控制模块、计时控制模块、温度控制模块、太阳辐射强度控制模块、空调负荷控制模块和采光控制模块； 输出模块，接收所述各个控制模块产生的控制指令，按照优先级控制模块设置的优先级次序，将同时产生的优先级最高的控制指令输出给所述驱动控制器(3)。
2.根据权利要求1所述的智能化建筑遮阳系统，其特征在于:所述的存储模块还预设有周边建筑物几何参数，所述的最佳遮阳状态计算模块还依据周边建筑物几何参数与各个电动遮阳百叶(4)所在方向的实时太阳入射角、方位角，判断照射到相应电动遮阳百叶(4)的直射太阳光是否受到周边建筑物的遮挡，如果判断结果为是，则将关闭叶片角度作为各个电动遮阳百叶(4)的最佳遮阳状态，如果判断结果为否，则以计算出的所述遮阳叶片角度作为相应电动遮阳百叶(4)的最佳遮阳状态。
3.根据权利要求1所述的智能化建筑遮阳系统，其特征在于:所述关闭叶片角度为0°，所述最佳采光叶片角度为90°。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的智能化建筑遮阳系统，其特征在于:所述的风速控制模块实时、连续不间断地进行计算，在达到条件时产生相应的控制指令，所述的计时控制模块、温度控制模块、太阳辐射强度控制模块、空调负荷控制模块和采光控制模块同步的以相同的时间间隔进行计算，并分别在达到条件时产生相应的控制指令，其中，所述时间间隔为0.25~2h。
5.根据权利要求4所述的智能化建筑遮阳系统，其特征在于:所述的建筑遮阳系统还包括遥控器(5)，所述驱动控制器(3)与遥控器(5)无线通信连接，遥控器(5)通过驱动控制器(3 )分别对各个电动遮阳百叶(4 )进行本地手动工作状态控制，并且所述驱动控制器(3 )最优先执行遥控器(5)发出的控制指令。
6.根据权利要求5所述的智能化建筑遮阳系统，其特征在于:所述的建筑遮阳系统还包括手机APP (6)，所述主控制器(2)与手机APP (6)通过无线网络连接，手机APP (6)通过主控制器(2)对各个电动遮阳百叶(4)进行远程手动工作状态控制，并且手机APP (6)发出的控制指令在所述主控制器(2)的优先级控制模块所设的优先级当中仅次于风速控制模块。
7.一种智能化建筑遮阳方法，步骤如下: 51:在建筑的各个受遮阳部位分别安装电动遮阳百叶(4)； 52:预设建筑所在位置经纬度，风速安全值，大气温度设定值，各个电动遮阳百叶(4)所在方向的太阳水平直射辐射强度与太阳天空散射辐射强度之和的上、下限值，空调负荷设定值，最低室内照度设定值，作为关闭状态的关闭叶片角度，以及作为最佳采光状态的最佳采光叶片角度； 53:实时采集建筑的空调负荷数据以及建筑所在位置的风速、大气温度和太阳辐射强度，并实时计算出用于判断各个电动遮阳百叶(4)工作环境的数据，包括: 依据实时太阳辐射强度、实时时间和建筑所在位置经纬度，实时计算出太阳高度角、方位角，以及各个电动遮阳百叶(4)所在方向的太阳入射角、太阳水平直射辐射强度、太阳天空散射辐射强度； 分别计算出各个电动遮阳百叶(4)与相应的实时太阳入射角最接近于垂直的最佳遮阳叶片角度，以计算出的最佳遮阳叶片角度作为相应电动遮阳百叶(4)的最佳遮阳状态； 依据各个电动遮阳百叶(4)的最佳遮阳叶片角度以及所在方向的实时太阳天空散射辐射强度，分别计算出各个电动遮阳百叶(4)处于最佳遮阳状态时所对应受遮阳部位的室内照度； 依据各个电动遮阳百叶(4)所在方向的实时太阳天空散射辐射强度，分别计算出各个电动遮阳百叶(4)满足最低室内照度设定值的最小采光叶片角度，并以该最小采光叶片角度作为相应电动遮阳百叶(4)的最低采光要求状态； S4:对各个电动遮阳百叶(4)的工作环境进行判断，以实现对电动遮阳百叶(4)工作状态的控制，依次包括: S4-1:对实时风速进行判断，当实时风速在所述风速安全值以上时，将各个电动遮阳百叶(4)调整到关闭状态，否则，对建筑所在位置的时间进行判断； S4-2:当建筑所在位置处于夜间时间时，将各个电动遮阳百叶(4)调整到关闭状态，否贝U，对实时大气温度进行判断； S4-3:当实时大气温度在所述大气温度设定值以下时，将各个电动遮阳百叶(4)调整到最佳采光状态，否则，对实时太阳水平直射辐射强度与太阳天空散射辐射强度进行判断； S4-4:当任意一个电动遮阳百叶(4)所在方向的实时太阳水平直射辐射强度与太阳天空散射辐射强度之和在相应的下限值以下时，将相应电动遮阳百叶(4)调整到最佳采光状态，当任意一个电动遮阳百叶(4)所在方向的实时太阳水平直射辐射强度与太阳天空散射辐射强度之和在相应的上限值以上时，将相应电动遮阳百叶(4)调整到最佳遮阳状态，否贝U，对实时空调负荷进行判断； S4-5:当实时空调负荷在所述空调负荷设定值以下时，将各个电动遮阳百叶(4)调整到最佳采光状态，否则，对实时室内照度进行判断； S4-6:当任意一个电动遮阳百叶(4)处于最佳遮阳状态对应时所对应受遮阳部位的室内照度小于最低室内照度设定值时，产生将相应电动遮阳百叶(4)调整到最低采光要求状态，当任意一个电动遮阳百叶(4)处于最佳遮阳状态对应时所对应受遮阳部位的室内照度在最低室内照度设定值以上时，产生将电动遮阳百叶(4)调整到最佳遮阳状态。
8.根据权利要求7所述的智能化建筑遮阳方法，其特征在于:所述步骤S2中还预设有周边建筑物几何参数，所述步骤S3中还还依据周边建筑物几何参数与各个电动遮阳百叶(4)所在方向的实时太阳入射角、方位角，判断照射到相应电动遮阳百叶(4)的直射太阳光是否受到周边建筑物的遮挡，如果判断结果为是，则将关闭叶片角度作为各个电动遮阳百叶(4)的最佳遮阳状态，如果判断结果为否，则以计算出的所述遮阳叶片角度作为相应电动遮阳百叶(4)的最佳遮阳状态。
9.根据权利要求7所述的智能化建筑遮阳系统，其特征在于:所述关闭叶片角度为0°，所述最佳采光叶片角度为90°。
10.根据权利要求7至9任意一项所述的智能化建筑遮阳系统，其特征在于:所述步骤S4中，对实时风速进行连续不间断的判断，对建筑所在位置的时间、实时大气温度、实时太阳水平直射辐射强度与太 阳天空散射辐射强度、实时空调负荷以及实时室内照度则同步的以相同的时间间隔进行判断，该时间间隔为0.25~2h，根据判断结果相应的控制电动遮阳百叶(4)的工作状态。
【文档编号】E04F10/08GK103628637SQ201310652341
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年12月5日 优先权日:2013年12月5日
【发明者】杨仕超, 吴培浩, 麦粤帮, 陶晓朝, 邹罡 申请人:广东省建筑科学研究院