一种门窗自动遮阳系统及遮阳方法与流程

本发明涉及智能门窗，具体涉及一种能根据光照特点来进行遮阳效果调整的门窗自动遮阳系统及自动遮阳方法。

背景技术：

1、一般认为，门主要是为室内外和房间之间的交通联系而设，兼顾通风、采光和通行的作用；而窗主要是为了采光、通风和观望而设，门窗作为建筑的造型重要组成部分，除上述功能性作用外，还能起到起到了装饰、防雨防风、保温、安防等多重功能。而为避免阳光直接照射到建筑体内部，在门窗位置通常会设置遮阳装置来实现遮阳效果。

2、现有技术中也有一些可用于门窗结构的智能化遮阳装置，这些智能化遮阳装置作为智能建筑的重要一环进行呈现，多由直流电机或交流电机带动，并通过红外或无线遥控等作为信号源来实现遮阳需求，近年来还出现有根据室外光强和风、雨来控制遮阳系统的遮阳装置。但现有技术中的智能化遮阳装置多是针对家庭用户的小尺寸的门窗结构而设计，其本身自动化程度不高，无法与远端设备或者上位设备相连，难于实现中央集中控制，另外，在现代建筑，特别是在一些中、高层建筑中，大尺寸门窗结构的使用比例越来越高，也出现了相当多的幕墙式的门窗结构，这些中、大尺寸的门窗结构虽然也有遮阳需求，且相比于传统的窗墙结构建筑，这一类幕墙式的门窗结构的遮阳需求甚至更高；但因为针对家庭用户的传统智能化遮阳装置在应用于大尺寸门窗结构中时，其整体的装载运行方式对设备强度的要求较高，但这种大尺寸门窗结构通常跨越多个使用区域，而传统的智能化遮阳装置多为外露的整装结构，难于进行跨区域布置，且整开整关的方式无法实现局部开闭，无法配合门窗的朝向和区域内的不同需求而实现差异化遮阳操作，因而在写字楼等中、高层建筑中应用比例较低，在上述场景中依然是多采用以在门窗的室内侧设置手动遮阳帘来作为主要的遮阳方式。

3、随着电力电子技术和计算机技术的发展以及当下国家对节能环保及智慧城市的重视及推广，有必要对现有的门窗遮阳结构进行改进，设计出一种自动化程度高、适合于大尺寸门窗结构使用的门窗自动遮阳系统。

技术实现思路

1、本发明所解决的技术问题在于提供一种门窗自动遮阳系统及自动遮阳方法，可用以解决上述技术背景中的缺陷。

2、本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

3、一种门窗自动遮阳系统，包括外框，所述外框为门扇或者窗扇的外支撑结构，外框内嵌装有采光玻璃，所述采光玻璃为带夹层的双层钢化玻璃；

4、所述采光玻璃在夹层外缘通过密封胶条密封，在夹层空间内成型有竖向设置的竖隔离嵌条，采光玻璃通过所述竖隔离嵌条分隔出若干独立的子单元，所述子单元为矩形，并在子单元对应的夹层中成型有磁控百叶帘，所述磁控百叶帘与所述子单元的面积相对应；

5、系统还包括：

6、用于对磁控百叶帘进行进行帘角开度控制的卷帘电机以及对调平后磁控百叶帘进行收起的收帘电机；

7、设置于每个子单元外缘的光照强度传感器，所述光照强度传感器为多个，成对分别设置于子单元的两侧竖直边上的同一高度位置；单侧的光照强度传感器沿子单元的高度方向方向均匀间隔设置；

8、用于接收磁控百叶帘的位置和帘角开度信号、光照强度传感器信号，并根据接受到的上述信号对卷帘电机以及收帘电机进行反馈控制的控制器。

9、作为进一步限定，所述外框为铝合金支架框体或者轻钢支架框体，且所述外框外缘贴靠于建筑体承重结构上，并与建筑体承重结构成型为一体；

10、所述建筑承重结构优选为承重墙墙体、承重柱、承重梁、支墩、楼板板面的结构组合。

11、作为进一步限定，所述钢化玻璃为高透光钢化玻璃，并在其外表面成型有抗紫外线涂层。

12、作为进一步限定，系统还包括横向设置的横隔离嵌条，横隔离嵌条与竖隔离嵌条交错设置，并将采光玻璃的夹层分隔成栅格排列的若干的独立子单元；

13、所述密封胶条、竖隔离嵌条和/或横隔离嵌条中成型有线腔，门窗自动遮阳系统中的涉电元件及涉信号元件通过密封胶条以及竖隔离嵌条和/或横隔离嵌条进行走线。

14、作为进一步限定，所述光照强度传感器对应嵌装于所述密封胶条以及所述竖隔离嵌条内；水平位置相邻的子单元在共用边上共用隔离嵌条中光照强度传感器的数据。

15、作为进一步限定，所述卷帘电机以及所述收帘电机为微型电机，封装于所述磁控百叶帘外缘的夹层空间中。

16、作为进一步限定，所述控制器中内置有远程通讯模块，所述远程通讯模块为蓝牙、wifi、4g/5g网络中的一种或者组合。

17、本发明还提供了一种自动遮阳方法，该方法利用上述门窗自动遮阳系统进行智能化自动遮阳，其具体包括以下操作步骤：

18、s1利用控制器设定光照强度的下限阈值以及上限阈值；

19、s2在采光玻璃内以单个子单元作为独立工作单元，利用光照强度传感器收集实时光照强度数据，并与步骤s1收集到的下限阈值以及上限阈值进行比较，并根据比较值结果通过控制器驱动卷帘电机以及收帘电机以控制磁控百叶帘运作：

20、首先对子单元位置最下的两侧光照强度传感器进行子单元两侧光照强度数值比较：

21、若两侧光照强度传感器上获得的实时光照数据均小于下限阈值，通过卷帘电机将磁控百叶帘的帘叶放平，收帘电机将放平后的帘叶向上收至上一光照强度传感器的设置高度位置；

22、若两侧光照强度传感器上获得的实时光照数据均大于上限阈值，通过收帘电机将放平后的帘叶下放至下一光照强度传感器的设置高度位置，且卷帘电机将磁控百叶帘的帘叶闭合来进行遮阳；

23、若两侧光照强度传感器中的其中一个光照强度传感器获得的实时光照数据中一个位于下限阈值与上限阈值之间时，则进行实时时间和对应光照强度传感器的位置判断：

24、若实时时间在正午12点之前，则看该光照强度传感器是否在靠东方一侧，若是则通过光照强度传感器控制磁控百叶帘的开启高度位置，并在磁控百叶帘处于半开或者全开的情况下，通过光照强度传感器控制磁控百叶帘的帘角开度，而若不是则相反；

25、若实时时间在正午12点之后，则看该光照强度传感器是否在靠西方一侧，若是则通过光照强度传感器控制磁控百叶帘的开启高度位置，并在磁控百叶帘处于半开或者全开的情况下，通过光照强度传感器控制磁控百叶帘的帘角开度，而若不是则相反；

26、通过光照强度传感器控制磁控百叶帘的开启高度位置时：

27、若光照强度传感器获得的实时光照数据小于下限阈值，则磁控百叶帘上收至上一光照强度传感器的设置高度位置；

28、若光照强度传感器获得的实时光照数据大于上限阈值，则磁控百叶帘下放至下一光照强度传感器的设置高度位置；

29、若光照强度传感器获得的实时光照数据位于下限阈值与上限阈值之间时，则磁控百叶帘下放至本位光照强度传感器与下一光照强度传感器的中间位置；

30、通过光照强度传感器控制磁控百叶帘的帘角开度时：

31、其对应的磁控百叶帘的帘角开度比例：

32、

33、其中，m为上限阈值，n为下限阈值，x为该光照强度传感器的实时测量值；当a越接近于0时，表示磁控百叶帘越接近于闭合状态，当a越接近于1时，表示磁控百叶帘越接近于全开状态；

34、s3自下而上顺次完成磁控百叶帘在子单元内所有光照强度传感器位置的处理动作，并在设定时间间隔后再次进行步骤s2的操作并完成磁控百叶帘的状态更新。

35、有益效果：本发明的一种门窗自动遮阳系统适合于对大尺寸门窗进行智能化遮阳处理，使其有别于传统的门窗，其通过将大尺寸门窗进行分区，然后根据每个分区的实际光照条件进行智能化自动遮阳作业，能有效提高遮阳效果，同时，封装于夹层内的磁控百叶帘不易被外部因素干扰，稳定性更好；

36、而与该门窗自动遮阳系统对应的自动遮阳方法，以室外光照强度作为主控参量，通过多参量的综合判断后得出最佳的控制模式以实现对磁控百叶帘控制，包括磁控百叶帘的升降位置和百叶窗片的翻转角度等，从而达到遮阳、取暖、通风等目的，以适应不同天气和季节以及日夜的需要，使遮阳装置真正实现房屋皮肤的自主调节功能，以适应不同人群对环境的特殊要求，实现智能综合控制。