新型高通风窗研究

杨继宝，韩 明，孙梓恒，宋广川

中国人民解放军后勤工程学院

新型高通风窗研究

杨继宝，韩 明，孙梓恒，宋广川

中国人民解放军后勤工程学院

介绍了对新型高通风窗的工作原理及实现途径，解决了现有流行的窗户在通风率、安全性能、空间占用率、清洁上的局限性，使用电机驱动每块窗扇上下运动进而开启和关闭窗户，实现了透光区域全通风。同时本设计的拆除机构也使得玻璃清洁和更换更为方便和安全。而且本设计还具有空间占用率低、节能、外形新颖独特等特征。

100%通风率；齿轮齿条传动；拆卸条；配重块；安全

1.现有窗户的优缺点

市场上现有的窗户类型中，推拉窗型材截面一般比较大，最大开启度只能达到整个窗户面积的1／2，玻璃朝外的一面清洗很困难。密封性不好，窗框上下有部分空隙，热工性能差；平开窗的优点是构造简单，整扇窗可以100%打开，关闭时气密性好，建筑热工性能高。但窗扇开启后占用室内外面积，外平开窗玻璃易受风压影响而脱落，高层建筑不得采用。悬窗由于是垂直方向开启，开启角度受到限制；而百叶窗严格意义上讲并非窗，因为它在关闭时无法做到很好的密闭，因此无法单独存在于建筑中，必须和普通的窗或玻璃幕墙结合在一起使用；天窗由于其特殊的采光位置，一般不可开启，普通建筑一般也不采用天窗。为解决上述窗户的不足，在现有窗户的基础上，加以改进与创新，笔者设计设计出新型高通风窗。

2.新型高通风窗机械结构

窗户由窗扇（文中已三扇窗扇为例）、收纳箱、窗竖框、窗下框、拆卸条、弹性件几部分组成。各部分按如图1所示组合连接。各窗扇机械结构的控制下实现开启与关闭，机械结构由轨道系统、配重系统、密封结构、拆卸结构、缓冲装置组成。

窗扇（如图2所示）两侧装有电机、弹性触电线圈、齿轮，窗扇由电机驱动进入收纳箱，从而在窗户开启时实现100%的通风。窗扇与窗扇之间使用凹凸面连接，增强了窗扇的密封性。收纳箱与窗竖框中设有阶梯状凹槽，凹槽包括有三个槽部，第一槽部设有触电条与窗扇上的弹性触电线圈配合对电机供电。第二槽部固定有齿条，与窗扇的齿轮配合实现窗扇的运动控制，第三槽部用于运动的导向作用。在收纳箱和窗竖框内设有辅助轨道，防止窗扇的晃动。

考虑到窗扇自身的重量，设置配重系统以实现窗扇平稳的上下运动。窗竖框上设有弹簧柱塞弹簧柱塞由连接绳通过定滑轮与配重块相连。在每一块窗扇上的不同位置设有与弹簧柱塞相配合的柱塞卡孔。窗扇上下运动时，弹簧柱塞与弹簧卡孔结合，水平运动时分离。

窗下框设置有用于保护窗扇的缓冲装置。缓冲装置包括多个弹性件，弹性件固定于窗下框中；弹性件为弹簧。弹性件承受能力与多个窗扇的重量相关，当窗扇不受控制自由落下时，弹性件产生缓冲作用，以此来保护窗扇。窗竖框下部设有拆卸机构，用于方便窗扇的更换和清洗，通过设置在窗竖框和窗下框的旋转拔片，以及设置在窗竖框上的拆卸条运作；旋转拔片的一端设置有弹簧柱塞，拆卸条上设置有弧形卡槽；这样可以牢牢的将拆卸条定位在窗竖框上。

图1 通风窗总体结构示意图

图2 多个窗扇组合在一起的结构示意图

3.结束语

本设计增大了通风面积，改善了室内热力环流，有效的降低了碳排放；采用了电动机装置、收纳箱装置、配重块机构、缓冲装置等多项安全措施，有效的减少了事故的发生；设有拆卸机构，更加方便了窗扇的清洁和更换；降低了空间占用率；本设计使用配重块机构，减少了电机的功率，降低了耗能。满足了不同建筑对窗户性能的要求。同时本设计可以拓展为机电一体化的智能窗户，釆用智能控制技术根据室内温度、湿度、采光和室外天气、风速等等对房间内所有窗户自动控制。实现对室内环境的调节。

[1]王海.中国建筑门窗二十年（1981-2001）[A].中国建筑金属结构协会二十年资料汇编[C].

[2]刘正权.高性能建筑用窗[J].门窗，2011.

[3]王其钧.心舒窗牖.重庆出版社，2007年7月第一版.

[4]卢卫.自然通风技术在现在建筑中的应用[J].中国科技博览会，2009.