一种绿色建筑外表皮系统的制作方法

技术领域：

本实用新型涉及一种建筑领域，具体涉及一种绿色建筑外表皮系统。

背景技术：
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建筑表皮是指包括除屋顶外建筑所有外围护部分，它是建筑物及外部环境直接接触的界面，以及其展现出来的形象和构成的方式，或称建筑内外空间界面处的构件及其组合方式的统称。近年来，由于对建筑材料的非传统性选择和创新技术的使用，建筑外表皮已变得越发重要。越来越多的外表皮得到认可并被设计为建筑的一个整体部分。表皮作为保护覆层，不仅定义了内部空间，也定义了相邻的外部空间，它是建筑的名片。

传统建筑的外表皮通常用于装饰建筑外立面，使其外观上更具层次感，作用基本局限于装饰。而在当前大力发展绿色建筑的趋势下，建筑表皮作为建筑物与外部环境直接接触的重要界面，应该与先进的建筑技术相结合，使其被赋予新的功能。为了响应国家对节能环保的号召，本发明从建筑节能的角度出发，通过建筑外表皮实现清洁能源的高效利用，并根据室内外环境的变化自动调节外表皮的使用状态，通过其旋转角度的变化，调节室内光照强度、室内外通风、室内环境温度、湿度等。

技术实现要素：
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本实用新型的目的是针对当前建筑外表皮功能单一，主要起到装饰作用的不足，响应绿色建筑发展趋势的问题，将安装在建筑外立面上的外表皮进行改进设计，使之不仅起到装饰作用，还可以充分利用清洁能源，达到智能调节建筑室内外环境、提高建筑在不同环境下的使用韧性的目的。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种绿色建筑外表皮系统，包括安装在建筑物外立面上的外表皮构件、安装在建筑物外部的室外环境感应器、安装在建筑物内部的室内环境感应器、以及控制中心；所述外表皮构件由若干构造相同的基本单元连接而成，基本单元包括空心取力转轴、多边形轻质板材、伺服电机、无线信号收发装置、以及输电线，空心取力转轴夹持在两个多边形轻质板材中间，伺服电机驱动空心取力转轴旋转，空心取力转轴带动两个多边形轻质板材同步转动，两个多边形轻质板材的外表面上均覆盖有太阳能薄膜光伏板，太阳能薄膜光伏板产生的电能给伺服电机和无线信息收发装置供电；所述控制中心包括处理器、蓄电池和无线信号收发装置，处理器接收室外环境感应器和室内环境感应器的反馈信号，处理器根据反馈信号向伺服电机发送工作指令来调节多边形轻质板材的旋转角度，太阳能薄膜光伏板产生的剩余电能通过输电线存储于蓄电池中。

所述室外环境感应器包括辐射强度传感器、温度传感器、湿度传感器和雨水感应器。

所述室外环境感应器安装在建筑物的屋顶处。

所述室内环境感应器包括温度传感器和湿度传感器。

所述室内环境感应器在建筑物的每一层单独布设。

所述处理器为单片机。

本实用新型在建筑外表皮上覆盖太阳能薄膜光伏板，将清洁能源的利用与建筑外围护结构结合起来，外表皮系统无需外接电源，太阳能薄膜光伏板产生的电能不仅可以供外表皮系统自用，还可以存储起来供建筑物室内照明使用，达到绿色节能环保的目的；并且，还可以通过转动外表皮构件来调节其面向太阳的倾斜角度，进一步提升太阳能发电量，也可以达到调节室内光照强度的目的；外表皮构件与建筑物角度的改变，还可以达到调节室内通风量和调节温湿度的目的；大面积外表皮构件连成一体的角度改变，在视觉上还能起到变换建筑物外立面装饰效果的作用。

以下通过附图和具体实施方式对本实用新型做进一步阐述。

附图说明：

图1为实施例中外表皮构件基本单元的结构示意图；

图2为实施例中外表皮构件自动控制的工作原理图；

图3为实施例中外表皮构件旋转一定角度后的整体效果图；

图4为实施例中外表皮构件构成完整平面时的整体效果图。

具体实施方式：

本实施例公开一种绿色建筑外表皮系统，主要包括安装在建筑物外立面上的外表皮构件、安装在建筑物外部的室外环境感应器、安装在建筑物内部的室内环境感应器、以及控制中心。其中，外表皮构件是由若干构造相同的基本单元连接而成，基本单元的结构如图1所示，主要包括空心取力转轴1、多边形轻质板材2、覆盖在多边形轻质板材2外表面的太阳能薄膜光伏板3、伺服电机4、无线信号收发装置5、以及输电线，无线信号收发装置5与伺服电机4电性连接。空心取力转轴1用于转动和支撑扭转多边形轻质板材2，因此，空心取力转轴1夹持在上下两个多边形轻质板材2的中间，并固定在两个轻质板材的间隙中，多边形叶面能绕空心取力转轴1进行360°旋转，在实际使用中，其旋转角度将由控制中心的处理器根据室内外环境参数进行自动调整。伺服电机4用于驱动空心取力转轴1旋转，空心取力转轴1带动两个多边形轻质板材2同步转动调节角度，两个多边形轻质板材2的外表面上均覆盖有太阳能薄膜光伏板3，太阳能薄膜光伏板3产生的电能给伺服电机4和无线信息收发装置5供电，剩余电能通过输电线传输给控制中心的蓄电池存储。

控制中心包括处理器(可以采用单片机)、蓄电池和无线信号收发装置，如图2所示，室外环境感应器和室内环境感应器均通过无线信号收发装置向处理器反馈信号，处理器根据接收到的反馈信号向伺服电机4发送工作指令来调节多边形轻质板材2的旋转角度，太阳能薄膜光伏板3的角度也随之调节。其中，室外环境感应器包括辐射强度传感器、温度传感器、湿度传感器和雨水感应器，室外环境感应器安装在建筑物的屋顶处。室内环境感应器包括温度传感器和湿度传感器，室内环境感应器在建筑物的每一层单独布设。

基本单元的形状可以自由设计，不同的形状具有不同视觉上的美感，将多个基本单元连成一体可以构成一个完整的平面，如图4所示，此时可以防止雨水进入建筑物内部(下雨时)，阻挡室内外空气的交换(夏天高温时)。当需要室内外通风换气，或者增加室内的光照射入，可以启动伺服电机4来调节多边形轻质板材2的转动角度，令其与建筑物外立面呈一定的夹角，如图3所示，此时还可以改变建筑物外立面的视觉装饰效果。本发明的重点在于节能环保，整个外表皮系统无需外接电源，完全依赖于太阳能薄膜光伏板3自发电。对于高层建筑物而言，外立面的面积很大，将整个外立面上加装本发明的外表皮系统，就可以充分利用大面积太阳能薄膜光伏板3提高发电量，该电能还可以用于供给建筑物的室内照明使用，达到节能环保的目的。根据外表皮系统与太阳之间的太阳倾角大小，随时调节太阳能薄膜光伏板3面向太阳的倾斜角度，还可以进一步增大发电量，是现代化绿色建筑的一种设计新思路。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

技术特征：

1.一种绿色建筑外表皮系统，其特征在于：包括安装在建筑物外立面上的外表皮构件、安装在建筑物外部的室外环境感应器、安装在建筑物内部的室内环境感应器、以及控制中心；所述外表皮构件由若干构造相同的基本单元连接而成，基本单元包括空心取力转轴、多边形轻质板材、伺服电机、无线信号收发装置、以及输电线，空心取力转轴夹持在两个多边形轻质板材中间，伺服电机驱动空心取力转轴旋转，空心取力转轴带动两个多边形轻质板材同步转动，两个多边形轻质板材的外表面上均覆盖有太阳能薄膜光伏板，太阳能薄膜光伏板产生的电能给伺服电机和无线信息收发装置供电；所述控制中心包括处理器、蓄电池和无线信号收发装置，处理器接收室外环境感应器和室内环境感应器的反馈信号，处理器根据反馈信号向伺服电机发送工作指令来调节多边形轻质板材的旋转角度，太阳能薄膜光伏板产生的剩余电能通过输电线存储于蓄电池中。

2.根据权利要求1所述的一种绿色建筑外表皮系统，其特征在于：所述室外环境感应器包括辐射强度传感器、温度传感器、湿度传感器和雨水感应器。

3.根据权利要求1或2所述的一种绿色建筑外表皮系统，其特征在于：所述室外环境感应器安装在建筑物的屋顶处。

4.根据权利要求1所述的一种绿色建筑外表皮系统，其特征在于：所述室内环境感应器包括温度传感器和湿度传感器。

5.根据权利要求1或4所述的一种绿色建筑外表皮系统，其特征在于：所述室内环境感应器在建筑物的每一层单独布设。

6.根据权利要求1所述的一种绿色建筑外表皮系统，其特征在于：所述处理器为单片机。

技术总结
本实用新型涉及一种绿色建筑外表皮系统，包括外表皮构件、室外环境感应器、室内环境感应器、控制中心，外表皮构件由多个构造相同的基本单元相互连接而成，安装在建筑的外立面上，基本单元由空心取力转轴、多边形轻质板材、太阳能薄膜光伏板、伺服电机、无线信号收发装置、输电线组成；太阳能薄膜光伏板产生的电能给外表皮系统供电，剩余电能存储在蓄电池中；控制中心包括处理器、蓄电池和无线信号收发装置，处理器接收室外环境感应器和室内环境感应器的反馈信号，并向伺服电机发送工作指令来调节多边形轻质板材的旋转角度。本实用新型通过调节外表皮的角度来改善室内采光和通风，不仅增加外表皮装饰灵动性，还利用太阳能发电实现节能、环保。

技术研发人员：蒋蕾
受保护的技术使用者：浙江理工大学
技术研发日：2019.08.28
技术公布日：2020.06.09