CN101832091B - 万变窗墙 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有窗户功能的墙体或者具有墙体功能的窗户。本万变窗墙由边框1、错口上档体2、联动柱3、错口百页体4和错口下档体5组成；边框1为具有对称平行面的矩形框架；错口上档体2和错口下档体5分别与上框架101、下框架102固定连接，两侧分别与联动柱3胶接；联动柱3为两套，分别与左框架103和右框架104固定连接；错口百页体4居中；上档块202的错口端与错口百页块401的错口端相啮合；错口下档体5和错口上档体2为镜像结构；联动柱3由一端敞口的异型材底座301、联动机构302和一端敞口的异型材封盖303构成，联动机构302有多根单向同侧输出轴；错口百页体4由多块错口百页块401啮合而成，每一块错口百页块401的两端分别与百页座402固定连接；每一个百页座402又与上述的一根输出轴固定连接，两端的百页座402为镜像结构。

Description

万变窗墙

技术领域

本发明涉及一种具有窗户功能的墙体或者具有墙体功能的窗户。

背景技术

目前建筑用窗主要停留在推拉窗和平移窗阶段，窗户的玻璃也以单层3～5毫米玻璃为国家标准。但随着社会的发展，现代城市的高层建筑如雨后春笋，30～50层楼的居民楼盘已是大中型城市的趋势，百米以上的建筑在我国大中城市随处可见，中国的发展离不开高层建筑。

但我国的建筑材料发展缓慢，目前的高层建筑通风窗基本以幕墙“上翻窗”为主，该窗存在一系列结构设计不足。如：开窗后对幕墙产生“鳞片上翻效应”，影响建筑物整体美观。并且“上翻窗”开窗外受风面积较大，风压较高时易发生窗户吹落事故。影响社会公共安全。鉴于“上翻窗”存在的不足，现许多建筑物只好采用“平移窗”来解决坠窗难题，但又引发了高空坠物问题。

目前的各种窗户应用于低层建筑时，也存在建筑玻璃较薄，防盗性能极差，导致国民普遍采用窗外焊接防盗栏来解决可能由此带来的安全问题。防盗栏的安装又会给火灾和疾病救援带来困难。

发明内容

本发明的目的是旨在于克服现有技术的缺陷，提供一种安全系数高、并能同时兼顾通风、换气、保温、防雨功能的窗墙结合型产品——万变窗墙。

本发明所述的万变窗墙由边框(1)、错口上档体(2)、联动柱(3)、错口百页体(4)和错口下档体(5)组成；边框(1)为具有对称平行面的矩形框架；错口上档体(2)和错口下档体(5)分别与上框架(101)、下框架(102)固定连接，两侧分别与联动柱(3)胶接；联动柱(3)为两套，分别与左框架(103)和右框架(104)固定连接；错口百页体(4)居中；错口上档体(2)由上档座(201)和上档块(202)固定连接而成，上档座(201)为结构型材，上档块(202)的截面为外长内短的错口型，上档块(202)的错口端与错口百页块(401)的错口端相啮合；错口下档体(5)和错口上档体(2)为镜像结构；联动柱(3)由一端敞口的异型材底座(301)、联动机构(302)和一端敞口的异型材封盖(303)构成，底座(301)与封盖(303)的敞口端扣接，联动机构(302)置于底座(301)与封盖(303)所构成的空腔中，联动机构(302)有多根单向同侧输出轴，均穿过封盖(303)，两套联动柱(3)为镜像结构；错口百页体(4)由多块错口百页块(401)通过错口啮合而成，每一块错口百页块(401)的两端分别通过预置于错口百页块(401)中的连接座(403)与百页座(402)固定连接；每一个百页座(402)又与上述的一根输出轴固定连接，两端的百页座(402)为镜像结构。

边框1为具有对称平行面的矩形框架构成基本结构，也可为多平行面的异型框架。边框1的基本框架结构由上框架101、下框架102、左框架103和右框架104构成矩形框体基本结构。框架的材质为坚固的金属材料或非金属固体材料。如：石材、玻璃、金属、木材、塑料、瓷砖、水泥。也可利用安装位置的原有的矩形“洞口”代替边框1。

每一个百页座402与联动柱3的输出轴连接的固定连接点位于百页座的下部或下端，这样的结构能够使错口百页块401向内开启，既可有效防止因百页块断裂导致的高空坠物社会公共安全，又可消除百页块401的受风面积，特别适用于台风和地震地区普通建筑防盗、高层、超高层抗风和防坠环境中的安全使用。当然，向外开启和中间开启也不是被禁止的，只是那样的结构达不到上述效果。

在封盖303朝向百页座402的外表面上设有平行于封盖边缘的凹槽，在凹槽中粘接毛条313或粘接胶条323。还可以设有另外的凹槽，在凹槽中粘接胶条323。设置毛条和胶条的目的在于遮挡灰尘、雨水和消除室内外空气流动，同时毛条、胶条与百页座的接触，可有效消除封盖303和百页座402传递的噪音与共振，毛条313、胶条323可以单独设置，也可以平行重复设置，如果采用平行设置，就相当于设置了重重密封屏障，能够起到非常好的防尘和防水效果。

在每一块错口百页块401的错口面和上、下档块202、502的错口面涂有软质胶层，当错口啮合关闭时，既可使啮合性能达到气密封闭效果，又可以缓冲啮合机械力，同时保护错口层。

联动机构302可分为主动联动机构和被动联动机构两种类型。两者的区别在于主动联动机构302带有动力源，具有主动驱动百页座和百页块的能力。它的力矩传动原理和步骤为：主动联动机构302的动力源在接受输入能量后(能量可为：电能、势能或其他具有驱动动力源的能量)，动力源产生驱动力，推动主动联动机构向其多个输出轴传递旋转扭力，旋转扭力经连接的百页座402传递给固定连接的百页块401，达到驱动百页块401沿主动联动柱3的输出轴中心旋转的目的。被动联动机构为主动联动机构取消动力源后的简化体，它不具备驱动百页座402和百页块401的能力，反而接受百页块401传递的另一侧主动联动机构302传递至的旋转扭力，此扭力经百页块401传递给连接的百页座402又传输至被动联动机构302。

上述的万变窗墙两侧镜像的联动柱3有三种组配方式，可以适应于三类不同的应用环境：

1、两侧镜像的联动柱3均为主动联动机构结构：可适应于百页块401较长、柔度较大或柔软型百页块机构；

2、两侧镜像的联动柱3，一侧为主动联动柱，另一侧为被动联动柱结构：适用于一般使用环境；

3、两侧镜像的联动柱3，两侧均为被动联动柱结构：适用于一般固定使用环境。

联动机构302的工作原理，采用传统的同步、联动、同向、机械传动机构。如：齿轮付、齿轮齿条、蜗轮蜗杆、链条链轮、同步带轮、皮带传动为代表的通用公开结构或其结合。各动力输出轴通过与之固定连接的百页座402将动力传递给固定连接的百页块401。联动柱3的多个动力输出轴统一同步、同向旋转分别带动各自固定连接的百页座402同时转动，转动的百页座402带动与之固定的百页块401同时沿转动轴心旋转运动，从而达到实现百页块401沿各自连接的动力输出轴心旋转，百页块401统一同步旋转启闭的目的。

本发明一改传统百页窗的思路，可以一物多用，同时达到传统的窗户、墙体、栅栏三种建筑材料的功能。可同时兼顾窗户的通风换气，墙体的坚实保温，栅栏的阻止通行效果和仅需组配变化部分部件就能达到原各类、各种传统百叶窗的功能与效果；并且采用标准连接接口和通用零部件平台，以达到标准化规模工业生产的目的。

本发明采用错口百页块，增加了百页块的抗荷载强度，并且在闭合状态下，啮合面自然构成迷宫式结构，可大大改善万变窗墙的气密性和水密性，同时可以采用负压玻璃百页或真空玻璃百页确保适用于各种恶劣极端气候和使用采暖、空调时的保温节能、隔音要求。采用错口百页块，可杜绝意外页片损坏和粘胶剂老化的风险。采用错口叠加的平整型百页块密闭方式，妥善解决了传统“百页窗”倾斜叠加型密闭所存在的倾斜页片集灰问题。

附图说明

图1为本发明的立体外观效果图。

图2为图1中的A-A剖视图。

图3为图1中的B-B视剖面。

图4为本发明的异形边框立体外观效果图。

图中：1-边框，2-错口上档体，3-联动柱，4-错口百页体，5-错口下档体，101-上框架，102-下框架，103-左框架，104-右框架，201-上档座、202-上档块，203-胶粘密封剂，301-异型材底座、302-动力联动机构，303-异型材封盖，401-错口百页片、402-百页座、403-连接座、404-连接螺栓、405-胶粘层、406-防松平垫、407-弹簧垫、408-球形螺帽，501-下档座、502-下档块，503-胶粘层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述，附图和实施例只用于对本发明更详细的说明，而不用于限制本发明。

本实施例所述的万变窗墙由边框1、错口上档条2、联动柱3、错口页片4和错口下档条5组成。

边框1由上框架101、下框架102、左框架103和右框架104构成矩形基本结构，框架间接合缝采用固定连接构成边框1。框架的材质为坚固的金属材料或非金属固体材料。如：石材、玻璃、金属、木材、塑料、瓷砖、水泥。现有的建筑墙体也可作为边框1的框架。除了上述矩形基本结构外，还可以是类似于图4中的结构，图4为图1结构的变异体，特点为平行多边形的边框，采用重复叠加措施能适应边框的各种变化需求。

在本实施例中固定连接方案为：粘接或机械连接的单一或复合方式。

错口上档条2由上档座201、上档块202经胶联层203固定连接构成。上档座201的断面为

型或“T”字形结构型材，上档块202截面为外长内短的错口型，上档座201和上档块202的连接关系为固定连接，上档条座201与上档块202形成的90度上连接面与上框架101内侧连接面固定连接。上档条2的两长端与联动柱3的接合缝，采用密封剂填充，达到固定、填充、防水、密闭、缓冲、美观的目的。

联动柱3由一端敞口的异型材底座301、(主动或被动)联动机构302和一端敞口的异型材封盖303构成。底座301的底面与左框架103、右框架104对应的镜像结合面分别固定连接形成坚固体。底座301与封盖303的敞口端相互扣接，联动机构302置于底座301与封盖303所构成的空腔体中，联动机构302同侧有多根输出轴，多根输出轴分别穿过封盖303与百页座402通过防松平垫406、弹簧垫407、球形螺帽408固定连接，其作用是将动力源输入的主动力(人力或非人力)经联动机构分配为同时传递给多个输出轴的旋转力，与之固定连接的百页座402统一旋转的低速大扭矩同步启闭力矩，从而实现各百页座402统一沿自身轴心旋转，达到使多个百页座402同步旋转的目的。封盖303异型材背部平面上设有毛条313和胶条323联接凹槽，毛条313和胶条323固定于封盖303的联接凹槽中与百页座402背部构成防灰尘、防雨水和气密多级侧向密封面。

动力联动机构302的动力源为以手摇、脚踏方式的人力和电机、液压、风力方式的非人力。动力源的输入形式包含：单边单点、单边多点、双边协同联动、多点同异步输入方案；同侧动力联动机构302的动力源，可采用多动力源分段、联合、联动、分级组合的动力方式；动力源的安装位置，可为上置式、中置、下置和内藏、外装、同置、背置式，可灵活解决实地施工的安装要求和条件限制，有效解决美观、体积、稳定的矛盾；

本实施例动力联动机构302的动力联动方案为通用机械的联动机构结构。如；

1、齿轮齿条付联动机构：

每侧动力联动机构302内有一根齿条，同时啮合动力源和动力输出轴。齿条的作用为将动力源主动齿轮输入的正反旋转扭力转化为与之啮合的齿条上下直线运动力，齿条的上下直线运动又同时带动与之啮合的其他多个具有动力输出轴的被动齿轮同步、同向旋转，由单主动输入齿轮、多被动输出齿轮与单齿条啮合机构，用固定板连接为一体，成为一种动力联动机构302结构。

2、蜗轮蜗杆付联动机构：

每侧动力源输入的正反旋转扭力，作用于一根蜗杆，蜗杆的正反旋转力带动与之啮合的多个带有动力输出轴的蜗轮同步旋转，动力输出轴将旋转力输出。由单动力源蜗杆和多蜗轮机构，用固定板连接为一体，成为另一种动力联动机构302结构。

3、每侧的动力源输入的正反旋转力，也可以作用于主动链、带轮，通过链条或传动带将旋转扭力均匀分配至每个带有动力输出轴的被动轮，达到相同联动目的。

4、采用齿轮付啮合也可以达到相同效果。

但选择方案以齿轮齿条付最佳。蜗轮蜗杆付的安装和同步效果略差于齿轮齿条方案，链带传力方案机构复杂，齿轮付方案噪音偏大，成本较高。

动力联动机构302为传统的机械原理的同步、联动、同向、传动机构。其作用是将输入的启闭百页运动的高速低扭矩旋转力(人力或非人力)经联动机构转化为同时作用于多个百页座统一旋转的低速大扭矩同步启闭力矩，从而实现各百页座统一沿自身轴心旋转，同步旋转启闭的目的。

错口页片4由错口百页块401、百页座402、连接座403、螺栓404、胶粘层405、防松平垫406、弹簧垫407、球形螺帽408构成。

错口百页块401为预制标准件，预制方法为：采用两片或以上数量的同规格、同材质固体材料加工的页片，将页片的短边对齐，长边平行错位布置，页片间的接合面固定连接，构成错口百页块401。错口百页块401也可以采用较厚的单片页片，将两长边镜像半厚度切割后，构成错口百页块，但单片页片的安全系数没有多片复合页片好。

百页座402的断面为“L”或“T”型结构。镜像对称分布于错口百页块401与联动柱3的之间。

百页块401两端的百页座402通过连接孔与联动柱3的输出轴，采用防松平垫406、弹簧垫407、球形螺帽408标准机械连接模式固定连接方案，构成可拆卸永久固定。连接孔位于百页座的下部时，百页块开启轨迹为内开。连接孔位于百页座的中部时，百页块开启轨迹为中开，连接孔位于百页座的上部时，百页块开启轨迹为外开，本发明应用于高层建筑时，以内开较好，应用于装饰、装修和一般建筑时，中开和外开形式也是不错的选择方案。

百页块401两端与百页座402采用胶粘层405粘接和利用螺栓404穿过百页座402连接孔与预置于百页块401内的连接座403机械连接形成具有缓冲、减震、消音功能的永久坚固连接。穿过百页座402的螺栓404沉孔还可以内填封闭材料，避免使用中的恶意拆卸危险。

错口下档条5由下档座501、下档块502经胶粘层503固定连接构成。下档座501的断面为

型或T字形结构型材，下档块502为截面外短内长的错口型固体材料，下档座501和下档块502的连接关系为固定连接，下档条座501与下档块502形成90度的下连接面与下框架102内侧连接面固定连接。错口下档条5的两长端与联动柱3的镜像接合缝，采用密封剂填充以达到固定、填充、防水、密闭、缓冲、美观的目的。

用于本实施例中错口页片和外露的上下档块的玻璃，可采用现有的玻璃制品。例如：浮法玻璃、夹丝玻璃、镀膜玻璃、彩色玻璃、钢化玻璃等，也可采用真空玻璃或负压玻璃，达到更优良的节能、隔音效果。边框可以是以玻璃为代表性的透明体；金属、陶瓷、石材、木材等非透明体和其他固体刚性材料。胶粘剂采用硅酮胶、无影胶或有机胶片等玻璃胶合剂。

错口页片、上下档块、边框应先按工艺、条件、规格、尺寸预制精磨后在模具限位条件下，粘接而成并采用真空消泡工艺，清除胶合层中的残留气泡，达到无影粘合的目的和效果。

齿轮齿条联动方案的动态运行叙述：

1、动力源选用微型直流减速电机：电机减速后的正反低速旋转扭力经减速输出轴传递至主动齿轮，主动齿轮相应正反旋转；主动齿轮的正反旋转带动与之啮合的齿条上下直线运动，上下运动的齿条又带动与之啮合的其他带输出轴的被动齿轮做同步、同向正反圆周转动，输出轴的正反圆周运动，带动与之固定的百页座402沿联动柱3的输出轴中心做同步、同向转动，百页座402上固定的百页块401也统一随之旋转运动。

2、多个百页块401的两端镜像对称百页座，沿各自连接的联动柱3输出轴中心做低速旋转运动，达到上档块201、下档块501与各百页块401间沿镜像、对称的百页座402与联动柱输出轴中心做同步、统一、联动的圆周运动，达到启闭百页块401的目的。

3、在百页块401长度较短的使用情况，允许采用撤除同一百页块401的镜像对称结构中其中一侧联动柱3的动力源的单侧主动力方案，以降低成本。

4、对于百页块401刚度较差或长度较长的情况，以百页块401双边同步主动方案为佳。

Claims (4)

1.一种万变窗墙，其特征在于由边框(1)、错口上档体(2)、联动柱(3)、错口百页体(4)和错口下档体(5)组成；边框(1)为具有对称平行面的矩形框架；错口上档体(2)和错口下档体(5)分别与上框架(101)、下框架(102)固定连接，两侧分别与联动柱(3)胶接；联动柱(3)为两套，分别与左框架(103)和右框架(104)固定连接；错口百页体(4)居中；错口上档体(2)由上档座(201)和上档块(202)固定连接而成，上档座(201)为结构型材，上档块(202)的截面为外长内短的错口型，上档块(202)的错口端与错口百页块(401)的错口端相啮合；错口下档体(5)和错口上档体(2)为镜像结构；联动柱(3)由一端敞口的异型材底座(301)、联动机构(302)和一端敞口的异型材封盖(303)构成，底座(301)与封盖(303)的敞口端扣接，联动机构(302)置于底座(301)与封盖(303)所构成的空腔中，联动机构(302)有多根单向同侧输出轴，均穿过封盖(303)，两套联动柱(3)为镜像结构；错口百页体(4)由多块错口百页块(401)通过错口啮合而成，每一块错口百页块(401)的两端分别通过预置于错口百页块(401)中的连接座(403)与百页座(402)固定连接；每一个百页座(402)又与上述的一根输出轴固定连接，两端的百页座(402)为镜像结构。

2.如权利要求1所述的万变窗墙，其特征在于所述的百页座(402)与联动柱(3)的输出轴连接的固定连接点位于百页座(402)的下部或下端。

3.如权利要求1所述的万变窗墙，其特征在于在所述的封盖(303)朝向百页座(402)的外表面上设有平行于封盖(303)边缘的凹槽，在凹槽中粘接毛条(313)或胶条(323)。

4.如权利要求1所述的万变窗墙，其特征在于所述的错口百页块(401)的错口面和上、下档块(202、502)的错口面涂有软质胶层。 

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