[发明专利]活性建筑窗

说明书

本发明涉及用于改善生活和工作住所的照明质量的方案，涉及通过活性建筑窗控制进入的环境光。

如每个人已知且经历过的，在白天，来自环境的进入的光通常存在很大变化，所述变化与季节、时间、天气条件相关。对于这些变化，存在改变/控制外部光进入住所，以保持舒适的照明类型和水平的需求，既要避免眩光效果又要避免与过度使用人工照明相关的能源浪费。

用于控制住所中的环境光的量的最著名且广泛使用的方案之一为借助相邻/耦接到建筑窗的软百叶帘(Venetian blind)。该方案提供下列优势：

·阻挡直接进入的太阳辐射，

·当适当取向时，通过防止太阳圆面(solar disk)在住所占用部分中的直射(direct projection)来避免眩光，

·使光线改变方向为朝向天花板或住所的其他部分，使其为住所照明做出贡献，

·在阴天的情况下或当没有太阳圆面的直射时，允许入射光的进入。

该方案的主要缺点之一涉及百叶帘的固定结构特征，即其不能改变和控制如透射率、反射率和颜色的特性。

相反，在遮光技术领域中存在已知的用电致变色材料制成的窗，在本领域中有时被缩写为ECW(电致变色窗)，其为已实现的或包含(例如，涂覆有)如下材料的窗：当供给电流时，该材料改变其光透射特性(颜色、透射率、反射率)。关于这些装置及其控制的更多信息可参见美国专利申请2013/264948。

该ECW的主要优势在于：

·就预定目标而言，进入的光线最大化，

·通过降低透光率而减少眩光，

·通过使透光率达到最大而使进入的光线最大化。

基于ECW的方案的主要缺点为其仅部分减少眩光效果，特别是在入射光非均匀的情况下，ECW的调整仅减轻了不适，此外所做的调节是以牺牲进入的光线为代价的。软百叶帘控制眩光并通过反射提供入射光的可用部分，但以牺牲外部可见性为代价。一般而言ECW在夏季减少建筑物的制冷能源消耗方面更有效，而软百叶帘在减少眩光上更有效。其已由发表在Energy Procedia 30(2012)，404-413页的文章“Comparative energy and economic performance analysis of an electrochromic window and automated external venetian blind”的表4和表6中的实例证实。如该文中报道的，通过使用自动垂直百叶帘，用于遮光的能量消耗低于电致变色窗且眩光指数被限制在低于不适的临界值以下的方案。

本发明的目的为提供能够以协同方式利用软百叶帘和ECW的特性和有利方面的用于控制进入的环境光的方案，其第一方面在于包含间隔开距离d的两个窗格玻璃的活性窗，该窗格玻璃中的每一个的面积A均为0.09m²至2m²，以及用于密封活性窗的框，其中在该窗中设置有由相互平行的N个百叶板制成的软百叶帘，百叶板的宽度为所述距离d的10％至95％，其特征在于百叶板包括能够改变其光通过量的电致变色活性材料。

光通过量的改变通过控制百叶板的透射率和/或反射率实现，控制百叶板的透射率和/或反射率将改变和影响允许进入住所的光的量以及进入光的照明机制(从全部或部分直射光到部分散射光)，或者对于既半透明又半反射的百叶板而言为二者的组合。

百叶板包含透射率可变的材料，尤其是百叶板的本体本身可利用透射率(和/或反射率)可变的材料制成，或活性材料可涂覆于至少百叶板的上表面上。下文将涉及透射率可变的材料，但也可对具有反射率可变且可控的活性材料以及同时控制透射率和反射率的混合方案进行相同的考虑。

最适合于实施本发明的透光率可变的系统为电致变色或光伏变色系统。应当指出本发明的目的和目标不是关于新型的透射率可变的材料或系统，而是关于使用并整合该材料以获得具有增强的特性和性能的活性建筑窗的新方法。

光伏变色系统可通过将电致变色系统与光伏系统垂直整合(耦合)获得，所述光伏系统是指由太阳辐射发电的装置的更广泛的含义，因此还涵盖例如太阳能电池的系统，所述太阳能电池最受关注的系统之一为DSSC(染料敏化太阳能电池)。