摘要：在分析现代建筑窗户的功能、结构和材质选择的基础上，提出用软玻璃PVC材料取代硬质玻璃的设想，并设计了具体的结构方案，使其同时具备采光窗、遮光帘和纱窗的功能，兼具集约、轻巧、价廉、便于储运、安装和维护等优点，具有较大的市场前景。
关键词：经济型；多功能；集成式；窗户
1 引言
可开关的窗户具备采光照明、封闭保温、通风三大主要功能。与窗帘配合，还有遮蔽的功能。目前，多采用硬质玻璃作为采光介质，其缺点是易碎、比重大。随着软体玻璃PVC材料的诞生[1]，因其具有柔软、轻便、有弹性、抗冲击和廉价、易裁剪等优点，以广泛应用到温室建造中。如能设计出可以应用到现代建筑中软体窗户，则必将产生巨大的经济效益[2]。
2总体思路
首先，最简便的方法是直接用软体玻璃替代刚体玻璃。但由于软体玻璃受到外力后，会大幅变形直接从窗框中脱离。因而，须将软体玻璃四周用强力固定，并使表面张紧。其次，传统窗户开关窗只能通过窗扇整体的旋转或平移实现的。而软体玻璃能够卷曲，采用卷帘式隐形纱窗的工作原理，使其一端绕固定轴旋转，工作面便可在滑道上直线运动。进而，可将窗纱和软体玻璃粘合或缝合连成一体。同理，将窗帘布也可以缝合到软体玻璃上。便将采光窗、纱窗、窗帘三者集成一体，构成一个横向是三倍于窗户宽度的长幅可卷曲的集成窗页。最后，将窗框两端设计成收纳盒,其中心各有一根转轴，将多余的窗页缠绕成卷，两轴同时正转或反转便可以实现三幅窗页切换。
3具体方案
3.1集成窗页。由纱网、软玻璃、遮光布三部分组成，分别实现通风、采光、遮光的功能。各部分外形尺寸相同，三者之间可用透明线紧密缝合或粘合。集成窗页的两端分别固定在左右两根转轴上，并将不外露的部分卷起，缠绕在转轴上。只将其中的一部分外露在窗口内。当两轴同向同步旋转时，便可实现纱网、软玻璃和遮光布，在窗口内交替切换。切换时可以停留在任意位置，因而还具备了半采光、半遮光，以及半通风的效果。
3.2窗框。由两两相对的4个边框组成。左右边框为收纳盒，用于放置转轴和卷绕在一起的窗页。两根轴之间需要用适当的力进行张紧，以便做到既不妨碍转轴的运动，还能保证窗面的平整。上下边框为导向槽，用来规正窗页的运动。此外窗框与窗页之间还需要设有可松紧的密封装置。窗页切换时，密封装置压紧。反之则松开。
3.3联动机构。两根转轴通过轴承固定在收纳盒内，其中一根为主动轴，另一根为从动轴。二者之间采用链连接，可实现协调一致地同向旋转。主动轴的根部装有圆锥齿轮与手摇柄相连。也可采用电机驱动，嵌入传感器和控制系统，成为智能家居的一部分[3]。
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图1集成窗页 图2窗框
4 存在问题
与普通玻璃相比，其致命的弱点在于阻燃性差，耐热100℃，耐寒-30℃，明显低于普通玻璃。此外，长时间暴晒易老化，透明度下降；可以被锐器划开等，故有待材料上取得突破性进展。
5结论
目前，建筑窗户采用的是硬质玻璃采光，需遮光和通风防蚊时要另配窗帘和纱窗，集成性差、成本高、易碎。采用PVC材料（俗称软体玻璃）代替刚体玻璃，可将采光窗、遮光帘、纱窗集成一体，通过双卷轴式设计实现三者切换。软玻璃抗冲击，不易碎；遮光帘可提供个性化图案，提高空间美感和生活情趣；纱窗可全面积通风。此外兼具集约、轻巧、价廉、便于储运和安装等优点，市场前景广阔。
参考文献：
[1] 陈福,武丽华,王迎春.柔性玻璃国内外发展现状及趋势[J]. 玻璃. 2017(11)
[2] 王沛钊. 浮法超薄玻璃化学钢化的研究进展[J].建材世界. 2017(02)
[3] 孟恺,喻春明,张健等. 一种经济型多功能窗户[P]. 陕西：CN207879223U,2018-09-18.
通讯作者：喻春明（1972-），博士，副教授，主要从事机电系统的设计。
论文作者:王一川1,徐子凯2,苏晗沛3,喻春明1
论文发表刊物:《电力设备》2019年第20期
论文发表时间:2020/3/3
标签：玻璃论文; 采光论文; 软体论文; 转轴论文; 窗户论文; 窗框论文; 纱窗论文; 《电力设备》2019年第20期论文;