本技术涉及建筑,尤其涉及一种遮阳系统。
背景技术:
1、建筑遮阳作为建筑围护结构的重要组成部分,最根本的目的在于防止阳光的照射,以避免围护结构和室内环境过热,调节室内热环境和光环境,从而进行建筑节能。
2、现有技术中,通常在建筑外墙上设置光伏遮阳装置。但是,上述光伏遮阳装置设置位置不合理,通常会导致遮阳效果不佳或者室内采光不够。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于提供一种遮阳系统,用于兼顾遮阳效果和室内采光。
2、为了实现上述目的,本实用新型提供了一种遮阳系统。该遮阳系统包括:建筑本体和光伏遮阳装置。建筑本体具有窗口,光伏遮阳装置用于遮挡射向窗口的光线,光伏遮阳装置的连接端设置于建筑本体。光伏遮阳装置的连接端与窗口的末端之间具有间距h,光伏遮阳装置的自由端相对于建筑本体的距离为l;其中,l≤htana;a=90°-b,b=90°-(b1+b0),b为冬至日正午太阳高度角,b1为光伏遮阳装置所在城市的纬度,b0为回归线纬度,光伏遮阳装置的自由端与光伏遮阳装置的连接端相对。
3、与现有技术相比,本实用新型提供的遮阳系统中,当l≤htana时,光伏遮阳装置不仅可以遮挡射向窗口的光线,降低室内的照度,提高室内照度分布的均匀度,提高室内光照舒适度。同时,还可以防止窗口受到太阳光直射产生眩光,改善建筑本体室内的光环境。进一步地,光伏遮阳装置还可以遮挡部分或者全部太阳辐射,降低室内温度,减小夏季空调的负荷,进而降低夏季空调能耗,减少碳排放。再进一步地,利用光伏遮阳装置还可以将太阳能转化为电能,以便于后续使用。例如,可以用于家庭用电,以减少碳排放。另外,在实际使用过程中,结合光伏遮阳装置所在城市的纬度,以及全年太阳高度角的变化情况,本实用新型选择冬至日正午太阳高度角作为l取值的影响因素之一。当光伏遮阳装置选用由冬至日正午太阳高度角计算获得的距离l便可以获得良好的遮阳效果时,表示全年其他正午(即太阳光照比较强的时候)时光伏遮阳装置均可以实现有效的遮阳。此外,若距离l大于htana,此时光伏遮阳装置不仅影响采光、降低室内的舒适度、增加综合成本,且综合能耗降低不明显,性价比低。同时,还会导致光伏遮阳装置相对于建筑本体突出过多,降低美观度。因此,在本实用新型中l的最大值lmax为htana,即l≤htana。
4、综上所述,本实用新型提供的光伏遮阳装置不仅可以在确保遮阳效果的同时兼顾室内采光,还可以实现对太阳光的利用,降低能耗,减少碳排放。
5、在一种实现方式中,上述光伏遮阳装置相对于建筑本体的窗口水平设置或竖直设置时,光伏遮阳装置的自由端相对于建筑本体的距离大于或等于0.75lmax,且小于或等于lmax,其中lmax=htana。
6、采用上述技术方案的情况下,当光伏遮阳装置相对于建筑本体的窗口水平设置或竖直设置,且间距h不变的情况下,全年照明能耗随着l的增大呈缓慢上升趋势,但是由于光伏遮阳装置对室内采光的影响有限,因此照明能耗增量较小。进一步地,供暖能耗随着l的增大也呈缓慢上升趋势,但是供暖能耗增量较小。再进一步地,由于建筑本体外设置有光伏遮阳装置,可以遮挡射向窗口的光线,此时四季空调用电量明显降低,因此初始时空调能耗随着光伏遮阳装置的自由端相对于建筑本体的距离的增大迅速下降。但是,当光伏遮阳装置的自由端相对于建筑本体的距离大于或等于0.75lmax时,光伏遮阳装置对于空调能耗的影响逐渐减小,并且随着其距离的不断增大,成本增加的趋势逐渐增大。基于此,为了平衡照明能耗、供暖能耗和空调能耗形成的总能耗,本实用新型选择光伏遮阳装置的自由端相对于建筑本体的距离大于或等于0.75lmax,且小于或等于lmax。此外,由于光伏遮阳装置可以将太阳能转化为电能,此时可以进一步降低总能耗。
7、在一种实现方式中,光伏遮阳装置相对于建筑本体的窗口水平设置或竖直设置时,上述光伏遮阳装置的宽度大于或等于500毫米,且小于或等于1500毫米,光伏遮阳装置的宽度方向垂直于与光伏遮阳装置连接的建筑本体的侧壁。
8、采用上述技术方案的情况下,结合前文中光伏遮阳装置的自由端相对于所述建筑本体的距离大于或等于0.75lmax,且小于或等于lmax,采用上述数值范围不仅可以避免因光伏遮阳装置的宽度过小导致其遮阳效果差,同时还可以避免因光伏遮阳装置的宽度过大影响室内人体视觉感观效果,并且还可以确保室内的采光符合要求。进一步地,上述光伏遮阳装置的宽度可以根据不同建筑本体的h值、不同建筑窗口处玻璃的光照透过率、光伏遮阳装置的成本、光伏遮阳装置的安装难度、投资回报率、光伏遮阳装置之间的间距、光伏遮阳装置所在地区的纬度、遮阳系统的美观度、光伏遮阳装置的尺寸、建筑本体本身遮阳率需求或者建筑节能所需光伏遮阳装置发电量等进行综合调整,以满足建筑本体的遮阳系数不低于0.7的标准要求。再进一步地,还可以使光伏遮阳装置适应不同的应用场景,进而扩大其适用范围。
9、示例性的,随着光伏遮阳装置遮阳面积的增大,其发电量增多。此时,可以进一步降低总能耗。结合前文描述可知,总能耗降低,发电量增多,综合考虑光伏遮阳装置的成本,本实用新型选择光伏遮阳装置的宽度大于或等于500毫米,且小于或等于1500毫米,以保证较高的投资回报率。进一步地,当光伏遮阳装置的宽度大于1500毫米时,会影响遮阳系统整体的美观度,以及建筑师的接受程度。再进一步地,采用上述范围兼顾了光伏遮阳装置的尺寸,具体是光伏遮阳装置所包括的光伏组件的尺寸,有利于光伏组件使用更加通用标准的尺寸,进而便于光伏遮阳装置的安装和推广,提高光伏遮阳装置的接受程度。
10、在一种实现方式中,多个光伏遮阳装置相对于建筑本体的窗口水平设置和竖直设置时,光伏遮阳装置的自由端相对于建筑本体的距离大于或等于0.3lmax,且小于或等于0.5lmax,其中lmax=htana。
11、采用上述技术方案的情况下,由于采用前文描述的尺寸的光伏遮阳装置进行单一的水平设置或竖直设置时,无法满足遮阳和采光的要求,但是增大光伏遮阳装置的尺寸,会大幅度降低美观度,导致光伏遮阳装置与建筑本体不匹配。为了解决该问题,本实用新型选择水平设置和竖直设置的综合式设置方式时,光伏遮阳装置的自由端相对于建筑本体的距离大于或等于0.3lmax,且小于或等于0.5lmax。此时,可以在确保遮阳效果的同时兼顾室内采光,另外还可以确保光伏系统整体的美观度,降低总能耗。
12、在一种实现方式中,多个光伏遮阳装置相对于建筑本体的窗口水平设置和竖直设置时,上述光伏遮阳装置的宽度大于或等于300毫米,且小于或等于1000毫米,光伏遮阳装置的宽度方向垂直于与光伏遮阳装置连接的建筑本体的侧壁。
13、采用上述技术方案的情况下,结合前文中光伏遮阳装置的自由端相对于所述建筑本体的距离大于或等于0.3lmax,且小于或等于0.5lmax,采用上述数值范围不仅可以避免因光伏遮阳装置的宽度过小导致其遮阳效果差,同时还可以避免因光伏遮阳装置的宽度过大影响室内人体视觉感观效果,并且还可以确保室内的采光符合要求。进一步地,上述光伏遮阳装置的宽度可以根据不同建筑本体的h值、不同建筑窗口本身玻璃的光照透过率、光伏遮阳装置的成本、光伏遮阳装置的安装难度、投资回报率、光伏遮阳装置之间的间距、光伏遮阳装置所在地区的纬度、遮阳系统的美观度、光伏遮阳装置的尺寸、建筑本体本身遮阳率需求或者建筑节能所需光伏遮阳装置发电量等进行综合调整,以满足建筑本体的遮阳系数不低于0.7的标准要求。再进一步地,还可以使光伏遮阳装置适应不同的应用场景,进而扩大其适用范围。
14、示例性的,随着光伏遮阳装置遮阳面积的增大,其发电量增多。此时,可以进一步降低总能耗。结合前文描述可知,总能耗降低,发电量增多,综合考虑光伏遮阳装置的成本,本实用新型选择光伏遮阳装置的宽度大于或等于300毫米,且小于或等于1000毫米,以保证较高的投资回报率。进一步地,当光伏遮阳装置的宽度大于1000毫米时,会影响遮阳系统整体的美观度,以及建筑师的接受程度。再进一步地,采用上述范围兼顾了光伏遮阳装置的尺寸,具体是光伏遮阳装置所包括的光伏组件的尺寸,有利于光伏组件使用更加通用标准的尺寸,进而便于光伏遮阳装置的安装和推广,提高光伏遮阳装置的接受程度。
15、在一种实现方式中,上述光伏遮阳装置包括光伏组件,光伏组件用于遮挡射向窗口的光线。光伏组件与光伏遮阳装置的宽度的夹角大于或等于30°,且小于或等于60°。
16、采用上述技术方案的情况下,可以使总能耗较小,光伏遮阳装置的总发电量最佳,并且使总能耗和光伏遮阳装置的总发电量基本平衡。即,可以根据光伏遮阳装置所在地区的纬度选择合适大小的夹角,以使光伏遮阳装置在实现遮阳的同时提高光伏组件对太阳光的利用率。进一步地,有利液体或灰尘脱离光伏组件,以实现防积液、防积灰的效果。基于此,不仅可以避免光伏组件破损或光伏遮阳装置的其他部分被腐蚀,延长光伏遮阳装置的使用寿命。同时,还可以降低或消除光伏组件产生热斑效应的风险,确保光伏组件的性能。
17、在一种实现方式中,上述光伏遮阳装置位于建筑本体的南立面时,光伏遮阳装置相对于建筑本体的窗口水平设置。光伏遮阳装置位于建筑本体的北立面或东立面或西立面时,光伏遮阳装置相对于建筑本体的窗口竖直设置。或,光伏遮阳装置位于建筑本体的南立面或北立面或东立面或西立面时,多个光伏遮阳装置相对于建筑本体的窗口水平设置和竖直设置。
18、采用上述技术方案的情况下,由于太阳光与建筑本体的南立面、北立面、东立面、西立面的夹角不断变化,上述光伏遮阳装置相对于建筑本体的窗口的设置方式不仅可以使得遮阳效果更佳,投入成本更低,综合投入和收益率更高,同时还可以提高遮阳系统的美观度。进一步地,上述光伏遮阳装置相对于建筑本体的窗口的设置方式多种多样,可以根据实际情况进行设置,增加了其选择性。此时,可以使光伏遮阳装置适应不同的应用场景,进而扩大其适用范围。
19、在一种实现方式中,上述光伏遮阳装置和建筑本体之间具有通道,通道的宽度大于或等于15毫米,且小于或等于200毫米。
20、采用上述技术方案的情况下,上述通道不仅有利于空气流通,以避免空气在光伏遮阳装置的下方和建筑本体的结合部形成回旋的流动,进而避免带来噪音。同时,还可以减小光伏遮阳装置处的风阻,避免因风阻过大出现损坏光伏遮阳装置或建筑本体的情况。进一步地,上述通道还有利于散热,避免光伏遮阳装置的温度过高,以确保光伏遮阳装置的效率以及使用寿命。再进一步地,由于通道的宽度大于或等于15毫米,此时不仅可以保证空气顺利流通,避免因通道尺寸过小空气流通受阻。同时,还可以保证一定的安装拆卸空间,便于施工和维修。由于通道的宽度小于或等于200毫米,此时不仅可以避免因光伏遮阳装置和建筑本体之间的距离过大,导致光伏遮阳装置的连接端与建筑本体连接不牢固,以降低光伏遮阳装置从建筑本体上脱离的概率,提高遮阳系统的安全性和牢固性。同时,还可以避免因光伏遮阳装置和建筑本体之间的距离过大,导致窗口靠上位置无法得到遮阳,遮阳效果变差,总能耗提高。
21、在一种实现方式中,上述光伏遮阳装置的长度大于或等于1200毫米,且小于或等于3000毫米,光伏遮阳装置的长度方向平行于与光伏遮阳装置连接的建筑本体的侧壁。
22、采用上述技术方案的情况下,上述光伏遮阳装置的长度可以根据建筑本体特点、安装难度、运输难度、窗口的大小等情况综合选择,以使光伏遮阳装置适用于不同的建筑本体,以扩大其适用范围。进一步地,上述长度的光伏遮阳装置可以匹配或尽量兼容光伏组件的长度,以便于生产和更大限度的安装更多的光伏遮阳装置,提高有效发电面积。
23、在一种实现方式中,上述光伏遮阳装置的连接端活动设置于建筑本体,光伏遮阳装置处于遮阳状态时,光伏遮阳装置的自由端与建筑本体之间的距离为l。
24、采用上述技术方案的情况下,由于光伏遮阳装置活动设置于建筑本体,当不需要光伏遮阳装置遮光时,可以将光伏遮阳装置收起。此时,不仅可以使光伏遮阳装置适应不同的场景,灵活性高,同时还可以提高遮阳系统的美观度。进一步地,由于上述l为光伏遮阳装置处于遮阳状态时,光伏遮阳装置的自由端与建筑本体之间的距离。此时,不仅可以在确保遮阳效果的同时兼顾室内采光,还可以实现对太阳光的利用,降低总能耗,减少碳排放。
25、在一种实现方式中,上述光伏遮阳装置还包括底板;底板与光伏组件相对设置,底板上开设有多个冲孔,冲孔朝向光伏组件。底板上的冲孔率大于或等于20%,且小于或等于40%。
26、采用上述技术方案的情况下,通过设置底板可以使光伏遮阳装置更加牢固,以确保光伏遮阳装置的安全性。进一步地,利用上述冲孔可以为光伏组件通风散热,以确保光伏组件的性能。再进一步地,采用上述数值范围不仅可以避免因冲孔率过大导致底板的强度过小,以确保底板的质量。同时还可以避免因冲孔率过小影响通风散热的效果,以确保光伏组件的性能。另外,上述冲孔率可以根据光伏组件的发电功率、光伏遮阳装置内部体积、光伏遮阳装置内外温差、底板的强度等影响因素进行调整,以使光伏遮阳装置适应不同的应用场景,扩大其适用范围。此外,从底部向上看光伏遮阳装置时,看不到光伏遮阳装置中的连接电线,即连接电线可以隐藏在光伏组件和底板之间,提高美观度。进一步地,上述光伏遮阳装置可以有更多的造型,此时有利于建筑设计师设计,有利于提高光伏系统的美观度,有利于推广光伏遮阳装置,提高消费者的接受程度,提高光伏遮阳装置与建筑本体的适配度。
1.一种遮阳系统,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的遮阳系统,其特征在于,所述光伏遮阳装置相对于所述建筑本体的窗口水平设置或竖直设置时,所述光伏遮阳装置的自由端相对于所述建筑本体的距离大于或等于0.75lmax,且小于或等于lmax,其中lmax=htana。
3.根据权利要求1所述的遮阳系统,其特征在于,所述光伏遮阳装置相对于所述建筑本体的窗口水平设置或竖直设置时,所述光伏遮阳装置的宽度大于或等于500毫米,且小于或等于1500毫米;所述光伏遮阳装置的宽度方向垂直于与所述光伏遮阳装置连接的所述建筑本体的侧壁。
4.根据权利要求1所述的遮阳系统,其特征在于,多个所述光伏遮阳装置相对于所述建筑本体的窗口水平设置和竖直设置时,所述光伏遮阳装置的自由端相对于所述建筑本体的距离大于或等于0.3lmax,且小于或等于0.5lmax,其中lmax=htana。
5.根据权利要求1所述的遮阳系统,其特征在于,多个所述光伏遮阳装置相对于所述建筑本体的窗口水平设置和竖直设置时,所述光伏遮阳装置的宽度大于或等于300毫米,且小于或等于1000毫米;所述光伏遮阳装置的宽度方向垂直于与所述光伏遮阳装置连接的所述建筑本体的侧壁。
6.根据权利要求1所述的遮阳系统,其特征在于,所述光伏遮阳装置包括光伏组件,所述光伏组件用于遮挡射向所述窗口的光线;所述光伏组件与所述光伏遮阳装置的宽度的夹角大于或等于30°,且小于或等于60°。
7.根据权利要求1所述的遮阳系统,其特征在于,所述光伏遮阳装置位于所述建筑本体的南立面时,所述光伏遮阳装置相对于所述建筑本体的窗口水平设置;所述光伏遮阳装置位于所述建筑本体的北立面或东立面或西立面时,所述光伏遮阳装置相对于所述建筑本体的窗口竖直设置;或,
8.根据权利要求1所述的遮阳系统,其特征在于,所述光伏遮阳装置和所述建筑本体之间具有通道,所述通道的宽度大于或等于15毫米,且小于或等于200毫米。
9.根据权利要求1所述的遮阳系统,其特征在于,所述光伏遮阳装置的长度大于或等于1200毫米,且小于或等于3000毫米;所述光伏遮阳装置的长度方向平行于与所述光伏遮阳装置连接的所述建筑本体的侧壁。
10.根据权利要求1所述的遮阳系统,其特征在于,所述光伏遮阳装置的连接端活动设置于所述建筑本体;所述光伏遮阳装置处于遮阳状态时,所述光伏遮阳装置的自由端与所述建筑本体之间的距离为l。
11.根据权利要求6所述的遮阳系统,其特征在于,所述光伏遮阳装置还包括底板;所述底板与所述光伏组件相对设置,所述底板上开设有多个冲孔,所述冲孔朝向所述光伏组件;所述底板上的冲孔率大于或等于20%,且小于或等于40%。
