一种适配光伏玻璃的圆形幕墙分格方法与流程

本发明属于光伏玻璃幕墙，更具体地，涉及一种适配光伏玻璃的圆形幕墙分格方法。

背景技术：

1、在现代城市中，特别是在文化、商业和交通枢纽等重点地标性大型公共建筑的设计当中，建筑师们经常面临着如何有效利用天然光源以及如何提升建筑物内外环境效果的挑战。为了解决这些问题并赋予建筑独特的视觉特征，设计师们往往会采用大面积的圆形玻璃采光顶，将其作为建筑幕墙设计的一部分。这种设计不仅能够引入充足的日光，减少对人工照明的依赖，而且能够为室内带来更为宽敞通透的感觉，极大地增强了建筑内部的空间感和舒适度，同时增进建筑与周边环境的连接。

2、在正式进行圆形幕墙上玻璃安装前，一般需要对圆形幕墙进行分格以便于支撑框架安装和玻璃切割。幕墙的分格形式多样，早期或较为传统的做法倾向于采取简单直接的放射状分隔方式，即将整个圆面按照若干等角度的射线平直划分，形成一系列梯形和三角形的玻璃板块。尽管这种处理方法便于计算和施工，但在视觉效果上却显得较为生硬，缺乏流畅性和整体性，有时甚至会因为板块间的接缝过于明显而影响了采光顶的美观与和谐。另一种常见的分格策略则是采用三个方向交叉的网格设计，以此构成密集排列的三角形板块。虽然这种方法在一定程度上增强了结构的稳定性，但同样面临视觉上的割裂感，尤其是在追求纯净、连续视觉体验的现代建筑设计中，这些由直线构成的板块边界会显得尤为突兀，难以与周围环境的流动性和动态美相协调。此外，这些方法还面临玻璃板块加工难度大、成本高的问题。

3、随着社会对绿色可持续发展的重视程度不断提高，圆形幕墙采光顶中传统的普通玻璃逐渐被具有环保和能源转换功能的光伏玻璃所取代。光伏玻璃不仅能够提供良好的采光效果，还能通过光电转换技术，将太阳光能转化为电能，为建筑提供可再生能源。然而，当考虑到安装光伏玻璃时，幕墙玻璃的板块划分需要适配光伏产品的特点，并且划分后的形状接近于矩形才能有效组织光伏内部电气系统，而常见的圆形幕墙分格方式难以实现，并且建筑的美观度也差强人意，因此，亟需一种适配光伏玻璃的圆形幕墙分格方法。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种适配光伏玻璃的圆形幕墙分格方法，通过对圆形幕墙进行均质分格，使每个分格板块成为近似正方形的四边形，且都是相似四边形，确保了光伏玻璃板块间的高度一致性，不仅在视觉上形成统一和谐的外观，并且，相似四边形的板块设计有利于光伏电池的最优布局，增加了太阳光的有效捕捉面积，从而显著提高了光伏系统的转换效率，同时，相比于传统定制化、异形光伏玻璃的安装，由于分格板块的相似性，可以大规模使用相同尺寸的光伏玻璃，从而降低生产成本，减少了因复杂裁切而导致的材料损耗，进一步降本增效；其次，大面积采用光伏玻璃建造圆形幕墙，不仅提升了建筑的美学价值，还带来了实际的环境效益，光伏玻璃与普通玻璃的结合，使得在提供采光效果的同时也提供一定的遮阳效果，有效抑制了室内温度的升高，减少了夏季空调系统的负荷，并且将太阳光转换为电能，为建筑提供清洁能源，直接降低了建筑的能耗，进而降低能源消耗和运营成本，是实现绿色减碳的有效措施。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种适配光伏玻璃的圆形幕墙分格方法，包括如下步骤：

3、s1：确定幕墙轮廓的直径和圆心o，以所述圆心o为圆心，以控制要求下的玻璃板块尺寸为半径，得到所述圆形幕墙的中心小圆；

4、s2：作一条由所述圆心o为起点的放射线，所述放射线与所述幕墙轮廓交于a点；以所述圆心o为中心，对所述放射线oa做环形阵列，使相邻放射线的夹角始终为放射线夹角b；

5、s3：以所述a点为顶点，以所述放射线oa为一边线，以一定角度，即向内找弧角a，在所述放射线oa的逆时针或顺时针方向，在所述幕墙轮廓内作该角度另一边线，并与相邻放射线交点为b，线段ab即为圆内弧折线的其中一段；之后，以b点为顶点，以放射线ob为一边线，以所述向内找弧角a，以相同方向，在所述幕墙轮廓内作该角度另一边线，并与相邻放射线交点为c，线段bc即为所述圆内弧折线的其中一段；

6、s4：根据步骤s3，依次得到若干点，直至作所述向内找弧角a的另一边线，该边线先与所述中心小圆相交并得到点x，则步骤s3和步骤s4中得到所有线段构成所述圆内弧折线；以包括a点、b点、c点、x点之类的所有相交点为控制点做样条曲线，即得到弧形分格线；

7、s5：以所述放射线oa作所述圆内弧折线或所述弧形分格线的镜像，之后，将所述圆内弧折线及其镜像，或所述弧形分格线及其镜像，以所述圆心o为中心，按一定角度，即弧线阵列角c做环形阵列，得到所述圆形幕墙的均质分格；

8、s6：结合单块玻璃的板块尺寸控制要求，对靠近所述圆心o，并且相邻的分格板块作合并处理，之后，结合光伏玻璃的尺寸要求和电路系统，对分格板块进行细化分格。

9、进一步地，所述步骤s5包括如下步骤：

10、s501：以所述a点为顶点，以所述放射线oa为一边线，以一定角度，即向外找弧角d，且与步骤s3中相反方向，在所述幕墙轮廓外作该角度另一边线，并与相邻放射线交点为b’，线段ab’即为圆外弧折线的其中一段；以b’点为顶点，以放射线ob’为一边线，以所述向外找弧角d，以步骤s3中相反方向，在所述幕墙轮廓外作该角度另一边线，并与相邻放射线交点为c’，线段bc’即为所述圆外弧折线的其中一段；

11、s502：根据步骤s501，依次得到包括d’、e’之类的若干点，且其与相邻放射线的最后交点为x’，则步骤s501和步骤s502中得到所有线段构成所述圆外弧折线；

12、s503：以所述放射线ox’作所述圆外弧折线的镜像，之后，将所述圆外弧折线及其镜像，以所述圆心o为中心，按一定角度，即弧线阵列角c做环形阵列，得到和所述幕墙轮廓内分格延续的所述幕墙轮廓外的均质分格，总体成花瓣状分格效果。

13、进一步地，所述向外找弧角d由所述向内找弧角a得到，且d＝90°-a。

14、进一步地，所述步骤s6包括如下步骤：

15、s601：测量分格板块尺寸，根据光伏玻璃类型，确定相邻两条弧形分格线之间呈螺旋形分布的若干分格板块中各个分格板块是否符合适配标准发电玻璃及其拼接尺寸；若不满足，将相邻分格板块进行合并；

16、s602：将超过标准发电玻璃及其拼接尺寸的分格板块，在适配标准发电玻璃及其拼接尺寸基础上，沿圆周方向或射线方向将分格板块细分为若干份，且所有超尺寸分格板块采用同一方式分格，确保最终幕墙玻璃的统一性及美观性；

17、s603：将靠近所述圆心o且四周边线弧度大的若干分格板块拼合成若干曲形分格板块，而且以所述中心小圆对称布置，之后，采用非光伏玻璃进行装配。

18、进一步地，整圆360°是所述放射线夹角b的整数倍。

19、进一步地，所述向内找弧角a由所述放射线夹角b得到，且a＝(90-b)/2。

20、进一步地，所述弧线阵列角c由所述放射线夹角b得到，且c＝2b，c不大于20°。

21、进一步地，所述中心小圆的半径不小于900mm且不大于1800mm。

22、进一步地，所述步骤s5中均质分格后的分格板块的四个角的角度分别为90°、90°-b、90°及90°+b。

23、进一步地，所述步骤s6中靠近所述圆心o的分格板块的合并方式，在360°除以所述放射线夹角b的值为2的倍数时，采用两两合并方式，若该值是3的倍数，采用三三合并方式，若该值是2和3的公倍数，根据实际情况选择两两合并方式和/或三三合并方式。

24、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

25、1.本发明的分格方法，通过对圆形幕墙进行均质分格，使每个分格板块成为近似正方形的四边形，且都是相似四边形，确保了光伏玻璃板块间的高度一致性，不仅在视觉上形成统一和谐的外观，并且，相似四边形的板块设计有利于光伏电池的最优布局，增加了太阳光的有效捕捉面积，从而显著提高了光伏系统的转换效率，同时，相比于传统定制化、异形光伏玻璃的安装，由于分格板块的相似性，可以大规模使用相同尺寸的光伏玻璃，从而降低生产成本，减少了因复杂裁切而导致的材料损耗，进一步降本增效。

26、2.本发明的分格方法，通过大面积采用光伏玻璃建造圆形幕墙，不仅提升了建筑的美学价值，还带来了实际的环境效益，光伏玻璃与普通玻璃的结合，使得在提供采光效果的同时也提供一定的遮阳效果，有效抑制了室内温度的升高，减少了夏季空调系统的负荷，并且将太阳光转换为电能，为建筑提供清洁能源，直接降低了建筑的能耗，进而降低能源消耗和运营成本，是实现绿色减碳的有效措施。

27、3.本发明的分格方法，通过对所述幕墙轮廓外部分进行均质分格，有助于提升所述幕墙轮廓内光伏玻璃安装的均匀性，从而优化光伏系统的整体性能，有助于实现建筑的能源自给自足和降低长期运营成本，并进一步增强建筑的美观性和现代感。