多功能建筑構件制造技術

多功能建筑構件（500）能夠用作窗戶、墻壁、遮蔽裝置、屋頂元件、彩色鑲板、顯示器、能量采集裝置、能量儲存裝置、以及能量分配裝置中的一個或多個。多功能建筑構件（500）包括結構元件（501）（例如，中空玻璃單元）、變色元件（502）（例如，熱致變色過濾器）、用于限制熱傳遞的絕緣元件（503）（例如，氣隙）、以及能量采集元件（504）（例如，光伏單元）。該建筑物構件可以可選地具有能量儲存元件（506）（例如，電池）以及能量分配元件（507）（例如，電線）。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
在此描述的主題與一種多功能建筑構件相關，該多功能建筑構件具有窗戶、墻壁、天窗和屋頂材料這些元件并且能夠用作窗戶、墻壁、天窗和屋頂材料，該多功能建筑構件能夠儲存和釋放能量，并且該多功能建筑構件可以具有額外的功能。2.相關技術的描述先前已通過使用“靜態”技術(諸如絕緣窗戶和墻壁、固定遮蔽元件、以及諸如遮篷、窗簾、和遮光窗簾的手動起動遮蔽元件)來解決控制通過建筑物、車輛或其它結構的外層的光和熱的流量的問題。最近，已公開“智能”建筑元件，通過這種建筑元件可以改變能量通過建筑物或車輛外層的傳輸。例如，窗戶裝置或墻壁裝置能夠傳輸以冷態通過其中的太陽能(光和熱)的大部分并且傳輸以熱態通過其中的太陽能的小得多的部分。可以被動地(例如，通過使用性能取決于溫度的“智能”材料)或者主動地(例如，通過使用性能可通過諸如UV光或電場的外部刺激切換的材料)實現狀態之間的切換。對于電操作裝置，還可以包括光伏動力源。這樣的裝置還可以包括熱能儲存介質或蓄熱體(thermal mass),諸如相變材料。此外，已知光學過濾器(例如反射的、吸收的、或漫射的)，其可以熱控制或電控制，并且可以用作窗戶膜或其它光調節和熱調節建筑材料。包含在本說明書的該
技術介紹
部分中的信息(包括在此引用的任何參考文獻以及對它們的任何描述或討論)僅出于技術參考的目的而包含，并且不應被認為是約束本專利技術的范圍的主題。概要在此公開的多功能建筑元件能夠用作窗戶、墻壁、屋頂元件、遮蔽裝置、彩色鑲板(color panel)、以及能量采集和儲存裝置，并且使它們之間的傳統差別變得模糊。在一個實施方式中，這樣的裝置可以由多個基本元件構成，諸如結構元件、色變元件(color-changing element)、絕緣元件、能量采集元件、可選的能量儲存元件、以及能量分配元件。結構元件可以同時用于在有效的布置中支撐其它元件，并且允許裝置附接至建筑物、車輛或其它結構。結構元件可以具有多個子構件，所述子構件通常可以類似于結構元件或標準建筑材料的子構件，包括但不限于玻璃窗格(glass pane)、中空玻璃單元(insulating glass unit)間隔件、聚合物片、金屬板或陶瓷板、密封件、以及緊固件。例如，如果裝置旨在安裝在標準店面或幕墻框架系統中，那么結構元件可以非常類似于中空玻璃單元(I⑶)、拱肩(spandrel)、或填充板。如果裝置旨在安裝在磚墻或煤渣磚墻，那么結構元件可以非常類似于“玻璃塊”。如果裝置是薄的柔性膜，那么結構元件可以是或者可以包括用于將窗戶膜粘附至玻璃的這種壓敏粘合劑(PSA )。色變元件可以能夠呈現以下的兩種或更多種大致透明狀態、半透明著色狀態、大致反射狀態、大致漫射狀態、以及大致不透明狀態。色變元件可以是單個元件或者可以由多個子元件(例如，像素)組成，并且可以由多種影響(包括但不限于熱、冷、電場、以及UV光)觸發。在此可以采用多種電致變色的、向電的、熱致變色的、向熱的、磁致變色的、向磁的、光致變色的、或者向光的材料或技術來獲得大致相似的效果。色變元件還可以作為裝置的一部分而起到多種作用。例如，其可以用作用于調節通過建筑物元件的太陽能(光和熱)的流量的可切換的或可調的衰減器、用作可切換的或可調的隱私屏障、用作用于采集和儲存太陽能的可切換的或可調的吸熱元件、或者用作用于阻擋太陽能或朝著另一個表面或元件(例如，光伏電池)重新定向太陽能的可切換的或可調的反射器。另外，出于美觀的目的或者作為交流的模式或標志圖樣，色變元件可以用于顯示顏色、圖案、或圖像。絕緣元件可以用于防止熱從多功能建筑元件的一個面至另一個面的不期望的傳遞(無論是傳導的、對流的、或者輻射的)。絕緣元件可以由多種材料構成，包括氣體、凝膠、氣凝膠、泡沫材料、纖維、和固態陶瓷。對于許多應用，可能非常期望的是，絕緣元件是透明的或者半透明的，盡管這不是關鍵性要求，并且實施方式可以在并非如此的情況下構造。絕緣元件可以結合或者封裝在結構元件內，正如IGU的氣隙和低發射率涂層，或者可以安裝在結構元件外部，正如在倉庫門和墻板上找到的聚合物泡沫背襯。能量采集元件可以用于采集光能和/或熱能，所述光能和/或熱能否則會浪費或者被建筑物或其它結構拒絕，或者否則會不期望地進入建筑物或結構中，并且增加例如HVAC系統上的制冷負擔。能量采集元件的示例性形式可以包括但不限于，能夠從陽光獲得電能的光伏電池或光伏層、能夠從溫度梯度獲得電能的熱電電池或熱電層、能夠從聲音和振動獲得電能的壓電電池或壓電層、或者被動式太陽能加熱收集器。裝置還可以包括多個能量采集子元件，無論是相同類型的還是不同類型的。可選的能量儲存元件吸收由能量采集元件收集的能量，并且儲存該能量以供以后使用。對于熱能，能量儲存元件可以是諸如水或混凝土的被動蓄熱體、或者可以是設計成通過在預定的溫度下熔化和重新固化來儲存和釋放能量的諸如冰、蠟、或鹽的相變材料。對于電能，能量儲存元件可以是電池或電容器、或者可以是電機系統，在所述電機系統中，電被轉換成機械能并且作為機械能而儲存，如同例如在卷曲的表發條中。能量分配元件可以利用從能量采集元件聚集的能量、和/或儲存在可選的能量儲存元件中的能量。對于儲存的熱能，能量分配元件可以是與能量儲存元件相同的物體或子系統。例如，相變材料能夠同時儲存熱能并且能夠在后來(例如，當裝置外的溫度已下降至低于裝置內的溫度)釋放熱能。對于電能，能量分配元件可以非常簡單，如同對于設計成將電能傳送至多功能建筑構件外部的系統或裝置的一對電線，或者可以包括多個復雜元件，諸如開關、變換器、傳感器、DC-AC轉換器、以及電子邏輯電路。可替換地或另外地，能量分配元件可以將電能轉換成一些其它有用的形式。例如，輻射加熱器可以將儲存的電能轉換成熱，以使建筑物或其它結構的內部變暖，而發光二極管陣列可以將儲存的電轉換成可見光，以在晚上照亮結構的內部或者外部、或者顯示圖像或信息。這可以是特別有用的，因為其允許在作為獨立系統的裝置自身內使用儲存的能量，而不需將裝置與基礎設施互連。提供本概要從而以簡化的形式引入對構思的選擇，以下在詳細描述中進一步描述對構思的選擇。本概要并非旨在確定所要求保護的主題的關鍵特征或必要特征，其也并非旨在用于限制所要求保護的主題的范圍。本專利技術的特征、細節、效用、以及優點的更詳盡介紹將在以下對本專利技術的各種實施方式的書面描述中提供、在附圖中示出、并且在所附權利要求中限定。附圖說明圖1是電致變色或電反射光學過濾器的示意圖。圖2是用作偏光器和光伏收集器兩者的裝置或構件的示意圖。圖3是具有窗戶和墻壁兩者的特征的建筑物兀件的不意圖。圖4是使窗戶和墻壁之間的差別變得模糊的建筑物元件的可替換實施方式的示意圖。圖5是多功能建筑構件的簡化示意圖。具體實施例方式圖1是電致變色或電反射光學過濾器100的示意圖，該光學過濾器由設置在第一偏光器101與第二偏光器103之間的向電去偏光器102、兩個透明電極107、以及控制系統108構成，它們共同允許基于電信號使過濾器100從大體透明狀態變成大體著色或反射狀態。去偏光器102可以由保持在第一偏光器101和第二偏光器103內的液晶層構成。控制系統108可以包括諸如溫度傳感器、電源、以及控制器部件的子構件。在一種示例性形式中，控制系統1本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.06.01 US 61/350,4621.一種多功能建筑構件，包括: 結構元件； 變色元件； 絕緣元件，用于限制熱傳遞；以及 能量采集元件、可選的能量儲存元件、以及能量分配元件。2.根據權利要求1所述的多功能建筑構件，還包括能量儲存元件。3.根據權利要求1所述的多功能建筑構件，還包括能量分配元件。4.根據權利要求1所述的多功能建筑構件，其中，所述結構元件是中空玻璃單元。5.根據權利要求1所述的多功能建筑構件，其中，所述變色元件是吸收材料，并且所述變色元件的顏色由所述吸收材料對入射光的吸收而產生。6.根據權利要求1所述的多功能建筑構件，其中，所述變色元件是反射材料，并且所述變色元件的顏色由所述反射材料對入射光的反射而產生。7.根據權利要求1所述的多功能建筑構件，其中，所述變色元件是漫射材料，并且所述變色元件的顏色由所述漫射材料對入射光的漫射而產生。8.根據權利要求1所述的多功能建筑構件，其中，所述變色元件和所述能量分配元件組合成能量輻射材料的單個元件，并且所述單個元件的顏色由被所述能量輻射材料吸收的入射光的福射而產生。9.根據權利要求1所述的多功能建筑構件，其中，所述能量采集元件和所述能量儲存元件采集并儲存電能。10.根據權利要求1所述的多功能建筑構件，其中，所述能量采集元件和所述能量儲存元件采集并儲存熱能。11.根據權利要求1所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：威爾·麥卡錫，理查德·M·鮑爾斯，亞歷克斯·K·伯尼，
申請(專利權)人：雷文布里克有限責任公司，
類型：
國別省市：