多功能建筑构件制造技术

多功能建筑构件（500）能够用作窗户、墙壁、遮蔽装置、屋顶元件、彩色镶板、显示器、能量采集装置、能量储存装置、以及能量分配装置中的一个或多个。多功能建筑构件（500）包括结构元件（501）（例如，中空玻璃单元）、变色元件（502）（例如，热致变色过滤器）、用于限制热传递的绝缘元件（503）（例如，气隙）、以及能量采集元件（504）（例如，光伏单元）。该建筑物构件可以可选地具有能量储存元件（506）（例如，电池）以及能量分配元件（507）（例如，电线）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
在此描述的主题与一种多功能建筑构件相关，该多功能建筑构件具有窗户、墙壁、天窗和屋顶材料这些元件并且能够用作窗户、墙壁、天窗和屋顶材料，该多功能建筑构件能够储存和释放能量，并且该多功能建筑构件可以具有额外的功能。2.相关技术的描述先前已通过使用“静态”技术(诸如绝缘窗户和墙壁、固定遮蔽元件、以及诸如遮篷、窗帘、和遮光窗帘的手动起动遮蔽元件)来解决控制通过建筑物、车辆或其它结构的外层的光和热的流量的问题。最近，已公开“智能”建筑元件，通过这种建筑元件可以改变能量通过建筑物或车辆外层的传输。例如，窗户装置或墙壁装置能够传输以冷态通过其中的太阳能(光和热)的大部分并且传输以热态通过其中的太阳能的小得多的部分。可以被动地(例如，通过使用性能取决于温度的“智能”材料)或者主动地(例如，通过使用性能可通过诸如UV光或电场的外部刺激切换的材料)实现状态之间的切换。对于电操作装置，还可以包括光伏动力源。这样的装置还可以包括热能储存介质或蓄热体(thermal mass),诸如相变材料。此外，已知光学过滤器(例如反射的、吸收的、或漫射的)，其可以热控制或电控制，并且可以用作窗户膜或其它光调节和热调节建筑材料。包含在本说明书的该
技术介绍
部分中的信息(包括在此引用的任何参考文献以及对它们的任何描述或讨论)仅出于技术参考的目的而包含，并且不应被认为是约束本专利技术的范围的主题。概要在此公开的多功能建筑元件能够用作窗户、墙壁、屋顶元件、遮蔽装置、彩色镶板(color panel)、以及能量采集和储存装置，并且使它们之间的传统差别变得模糊。在一个实施方式中，这样的装置可以由多个基本元件构成，诸如结构元件、色变元件(color-changing element)、绝缘元件、能量采集元件、可选的能量储存元件、以及能量分配元件。结构元件可以同时用于在有效的布置中支撑其它元件，并且允许装置附接至建筑物、车辆或其它结构。结构元件可以具有多个子构件，所述子构件通常可以类似于结构元件或标准建筑材料的子构件，包括但不限于玻璃窗格(glass pane)、中空玻璃单元(insulating glass unit)间隔件、聚合物片、金属板或陶瓷板、密封件、以及紧固件。例如，如果装置旨在安装在标准店面或幕墙框架系统中，那么结构元件可以非常类似于中空玻璃单元(I⑶)、拱肩(spandrel)、或填充板。如果装置旨在安装在砖墙或煤渣砖墙，那么结构元件可以非常类似于“玻璃块”。如果装置是薄的柔性膜，那么结构元件可以是或者可以包括用于将窗户膜粘附至玻璃的这种压敏粘合剂(PSA )。色变元件可以能够呈现以下的两种或更多种大致透明状态、半透明着色状态、大致反射状态、大致漫射状态、以及大致不透明状态。色变元件可以是单个元件或者可以由多个子元件(例如，像素)组成，并且可以由多种影响(包括但不限于热、冷、电场、以及UV光)触发。在此可以采用多种电致变色的、向电的、热致变色的、向热的、磁致变色的、向磁的、光致变色的、或者向光的材料或技术来获得大致相似的效果。色变元件还可以作为装置的一部分而起到多种作用。例如，其可以用作用于调节通过建筑物元件的太阳能(光和热)的流量的可切换的或可调的衰减器、用作可切换的或可调的隐私屏障、用作用于采集和储存太阳能的可切换的或可调的吸热元件、或者用作用于阻挡太阳能或朝着另一个表面或元件(例如，光伏电池)重新定向太阳能的可切换的或可调的反射器。另外，出于美观的目的或者作为交流的模式或标志图样，色变元件可以用于显示颜色、图案、或图像。绝缘元件可以用于防止热从多功能建筑元件的一个面至另一个面的不期望的传递(无论是传导的、对流的、或者辐射的)。绝缘元件可以由多种材料构成，包括气体、凝胶、气凝胶、泡沫材料、纤维、和固态陶瓷。对于许多应用，可能非常期望的是，绝缘元件是透明的或者半透明的，尽管这不是关键性要求，并且实施方式可以在并非如此的情况下构造。绝缘元件可以结合或者封装在结构元件内，正如IGU的气隙和低发射率涂层，或者可以安装在结构元件外部，正如在仓库门和墙板上找到的聚合物泡沫背衬。能量采集元件可以用于采集光能和/或热能，所述光能和/或热能否则会浪费或者被建筑物或其它结构拒绝，或者否则会不期望地进入建筑物或结构中，并且增加例如HVAC系统上的制冷负担。能量采集元件的示例性形式可以包括但不限于，能够从阳光获得电能的光伏电池或光伏层、能够从温度梯度获得电能的热电电池或热电层、能够从声音和振动获得电能的压电电池或压电层、或者被动式太阳能加热收集器。装置还可以包括多个能量采集子元件，无论是相同类型的还是不同类型的。可选的能量储存元件吸收由能量采集元件收集的能量，并且储存该能量以供以后使用。对于热能，能量储存元件可以是诸如水或混凝土的被动蓄热体、或者可以是设计成通过在预定的温度下熔化和重新固化来储存和释放能量的诸如冰、蜡、或盐的相变材料。对于电能，能量储存元件可以是电池或电容器、或者可以是电机系统，在所述电机系统中，电被转换成机械能并且作为机械能而储存，如同例如在卷曲的表发条中。能量分配元件可以利用从能量采集元件聚集的能量、和/或储存在可选的能量储存元件中的能量。对于储存的热能，能量分配元件可以是与能量储存元件相同的物体或子系统。例如，相变材料能够同时储存热能并且能够在后来(例如，当装置外的温度已下降至低于装置内的温度)释放热能。对于电能，能量分配元件可以非常简单，如同对于设计成将电能传送至多功能建筑构件外部的系统或装置的一对电线，或者可以包括多个复杂元件，诸如开关、变换器、传感器、DC-AC转换器、以及电子逻辑电路。可替换地或另外地，能量分配元件可以将电能转换成一些其它有用的形式。例如，辐射加热器可以将储存的电能转换成热，以使建筑物或其它结构的内部变暖，而发光二极管阵列可以将储存的电转换成可见光，以在晚上照亮结构的内部或者外部、或者显示图像或信息。这可以是特别有用的，因为其允许在作为独立系统的装置自身内使用储存的能量，而不需将装置与基础设施互连。提供本概要从而以简化的形式引入对构思的选择，以下在详细描述中进一步描述对构思的选择。本概要并非旨在确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，其也并非旨在用于限制所要求保护的主题的范围。本专利技术的特征、细节、效用、以及优点的更详尽介绍将在以下对本专利技术的各种实施方式的书面描述中提供、在附图中示出、并且在所附权利要求中限定。附图说明图1是电致变色或电反射光学过滤器的示意图。图2是用作偏光器和光伏收集器两者的装置或构件的示意图。图3是具有窗户和墙壁两者的特征的建筑物兀件的不意图。图4是使窗户和墙壁之间的差别变得模糊的建筑物元件的可替换实施方式的示意图。图5是多功能建筑构件的简化示意图。具体实施例方式图1是电致变色或电反射光学过滤器100的示意图，该光学过滤器由设置在第一偏光器101与第二偏光器103之间的向电去偏光器102、两个透明电极107、以及控制系统108构成，它们共同允许基于电信号使过滤器100从大体透明状态变成大体着色或反射状态。去偏光器102可以由保持在第一偏光器101和第二偏光器103内的液晶层构成。控制系统108可以包括诸如温度传感器、电源、以及控制器部件的子构件。在一种示例性形式中，控制系统1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.01 US 61/350,4621.一种多功能建筑构件，包括: 结构元件； 变色元件； 绝缘元件，用于限制热传递；以及 能量采集元件、可选的能量储存元件、以及能量分配元件。2.根据权利要求1所述的多功能建筑构件，还包括能量储存元件。3.根据权利要求1所述的多功能建筑构件，还包括能量分配元件。4.根据权利要求1所述的多功能建筑构件，其中，所述结构元件是中空玻璃单元。5.根据权利要求1所述的多功能建筑构件，其中，所述变色元件是吸收材料，并且所述变色元件的颜色由所述吸收材料对入射光的吸收而产生。6.根据权利要求1所述的多功能建筑构件，其中，所述变色元件是反射材料，并且所述变色元件的颜色由所述反射材料对入射光的反射而产生。7.根据权利要求1所述的多功能建筑构件，其中，所述变色元件是漫射材料，并且所述变色元件的颜色由所述漫射材料对入射光的漫射而产生。8.根据权利要求1所述的多功能建筑构件，其中，所述变色元件和所述能量分配元件组合成能量辐射材料的单个元件，并且所述单个元件的颜色由被所述能量辐射材料吸收的入射光的福射而产生。9.根据权利要求1所述的多功能建筑构件，其中，所述能量采集元件和所述能量储存元件采集并储存电能。10.根据权利要求1所述的多功能建筑构件，其中，所述能量采集元件和所述能量储存元件采集并储存热能。11.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：威尔·麦卡锡，理查德·M·鲍尔斯，亚历克斯·K·伯尼，
申请(专利权)人：雷文布里克有限责任公司，
类型：
国别省市：