新型高通風(fēng)窗研究

楊繼寶，韓 明，孫梓恒，宋廣川

中國(guó)人民解放軍后勤工程學(xué)院

新型高通風(fēng)窗研究

楊繼寶，韓 明，孫梓恒，宋廣川

中國(guó)人民解放軍后勤工程學(xué)院

介紹了對(duì)新型高通風(fēng)窗的工作原理及實(shí)現(xiàn)途徑，解決了現(xiàn)有流行的窗戶在通風(fēng)率、安全性能、空間占用率、清潔上的局限性，使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)每塊窗扇上下運(yùn)動(dòng)進(jìn)而開啟和關(guān)閉窗戶，實(shí)現(xiàn)了透光區(qū)域全通風(fēng)。同時(shí)本設(shè)計(jì)的拆除機(jī)構(gòu)也使得玻璃清潔和更換更為方便和安全。而且本設(shè)計(jì)還具有空間占用率低、節(jié)能、外形新穎獨(dú)特等特征。

100%通風(fēng)率；齒輪齒條傳動(dòng)；拆卸條；配重塊；安全

1.現(xiàn)有窗戶的優(yōu)缺點(diǎn)

市場(chǎng)上現(xiàn)有的窗戶類型中，推拉窗型材截面一般比較大，最大開啟度只能達(dá)到整個(gè)窗戶面積的1／2，玻璃朝外的一面清洗很困難。密封性不好，窗框上下有部分空隙，熱工性能差；平開窗的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，整扇窗可以100%打開，關(guān)閉時(shí)氣密性好，建筑熱工性能高。但窗扇開啟后占用室內(nèi)外面積，外平開窗玻璃易受風(fēng)壓影響而脫落，高層建筑不得采用。懸窗由于是垂直方向開啟，開啟角度受到限制；而百葉窗嚴(yán)格意義上講并非窗，因?yàn)樗陉P(guān)閉時(shí)無法做到很好的密閉，因此無法單獨(dú)存在于建筑中，必須和普通的窗或玻璃幕墻結(jié)合在一起使用；天窗由于其特殊的采光位置，一般不可開啟，普通建筑一般也不采用天窗。為解決上述窗戶的不足，在現(xiàn)有窗戶的基礎(chǔ)上，加以改進(jìn)與創(chuàng)新，筆者設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)出新型高通風(fēng)窗。

2.新型高通風(fēng)窗機(jī)械結(jié)構(gòu)

窗戶由窗扇（文中已三扇窗扇為例）、收納箱、窗豎框、窗下框、拆卸條、彈性件幾部分組成。各部分按如圖1所示組合連接。各窗扇機(jī)械結(jié)構(gòu)的控制下實(shí)現(xiàn)開啟與關(guān)閉，機(jī)械結(jié)構(gòu)由軌道系統(tǒng)、配重系統(tǒng)、密封結(jié)構(gòu)、拆卸結(jié)構(gòu)、緩沖裝置組成。

窗扇（如圖2所示）兩側(cè)裝有電機(jī)、彈性觸電線圈、齒輪，窗扇由電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)入收納箱，從而在窗戶開啟時(shí)實(shí)現(xiàn)100%的通風(fēng)。窗扇與窗扇之間使用凹凸面連接，增強(qiáng)了窗扇的密封性。收納箱與窗豎框中設(shè)有階梯狀凹槽，凹槽包括有三個(gè)槽部，第一槽部設(shè)有觸電條與窗扇上的彈性觸電線圈配合對(duì)電機(jī)供電。第二槽部固定有齒條，與窗扇的齒輪配合實(shí)現(xiàn)窗扇的運(yùn)動(dòng)控制，第三槽部用于運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向作用。在收納箱和窗豎框內(nèi)設(shè)有輔助軌道，防止窗扇的晃動(dòng)。

考慮到窗扇自身的重量，設(shè)置配重系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)窗扇平穩(wěn)的上下運(yùn)動(dòng)。窗豎框上設(shè)有彈簧柱塞彈簧柱塞由連接繩通過定滑輪與配重塊相連。在每一塊窗扇上的不同位置設(shè)有與彈簧柱塞相配合的柱塞卡孔。窗扇上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧柱塞與彈簧卡孔結(jié)合，水平運(yùn)動(dòng)時(shí)分離。

窗下框設(shè)置有用于保護(hù)窗扇的緩沖裝置。緩沖裝置包括多個(gè)彈性件，彈性件固定于窗下框中；彈性件為彈簧。彈性件承受能力與多個(gè)窗扇的重量相關(guān)，當(dāng)窗扇不受控制自由落下時(shí)，彈性件產(chǎn)生緩沖作用，以此來保護(hù)窗扇。窗豎框下部設(shè)有拆卸機(jī)構(gòu)，用于方便窗扇的更換和清洗，通過設(shè)置在窗豎框和窗下框的旋轉(zhuǎn)拔片，以及設(shè)置在窗豎框上的拆卸條運(yùn)作；旋轉(zhuǎn)拔片的一端設(shè)置有彈簧柱塞，拆卸條上設(shè)置有弧形卡槽；這樣可以牢牢的將拆卸條定位在窗豎框上。

圖1 通風(fēng)窗總體結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 多個(gè)窗扇組合在一起的結(jié)構(gòu)示意圖

3.結(jié)束語

本設(shè)計(jì)增大了通風(fēng)面積，改善了室內(nèi)熱力環(huán)流，有效的降低了碳排放；采用了電動(dòng)機(jī)裝置、收納箱裝置、配重塊機(jī)構(gòu)、緩沖裝置等多項(xiàng)安全措施，有效的減少了事故的發(fā)生；設(shè)有拆卸機(jī)構(gòu)，更加方便了窗扇的清潔和更換；降低了空間占用率；本設(shè)計(jì)使用配重塊機(jī)構(gòu)，減少了電機(jī)的功率，降低了耗能。滿足了不同建筑對(duì)窗戶性能的要求。同時(shí)本設(shè)計(jì)可以拓展為機(jī)電一體化的智能窗戶，釆用智能控制技術(shù)根據(jù)室內(nèi)溫度、濕度、采光和室外天氣、風(fēng)速等等對(duì)房間內(nèi)所有窗戶自動(dòng)控制。實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)環(huán)境的調(diào)節(jié)。

[1]王海.中國(guó)建筑門窗二十年（1981-2001）[A].中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)二十年資料匯編[C].

[2]劉正權(quán).高性能建筑用窗[J].門窗，2011.

[3]王其鈞.心舒窗牖.重慶出版社，2007年7月第一版.

[4]盧衛(wèi).自然通風(fēng)技術(shù)在現(xiàn)在建筑中的應(yīng)用[J].中國(guó)科技博覽會(huì)，2009.