CN113338766B - 一种具有高效采光功能的窗架系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有高效采光功能的窗架系统，包括窗架，双层玻璃框、伸缩式顶部导轨、伸缩式基座导轨、2个电动旋转轴a、电动旋转轴b、2个折叠式纱窗、智能感光控制系统和电源。伸缩式顶部导轨向外伸展和伸缩式基座导轨向内延伸，配合电动旋转轴a、电动旋转轴b可完成双层玻璃框在多种模式下的移动、转动及支撑定位。该系统通常状态下具有隔热、隔噪功能，当有衣物需要晾晒或者太阳能面板需要提升采光效率时，电动旋转轴b将根据智能感光控制系统的指令，在内层玻璃框绕z轴转动基础上，继续调整单向透视玻璃z轴方向上的转动角度，二次改变整体系统的反射角度，使更多阳光折射/反射进入室内并指向特定区域。

Description

一种具有高效采光功能的窗架系统

技术领域

本发明属于结构设计技术领域，涉及一种窗架系统，尤其涉及一种具有高效采光功能的窗架系统。

背景技术

采光标准(daylighting standard)，为建筑采光设计和采光设施维护管理所制定的规范。合理的采光标准对于满足生产和生活要求、保护视力和确保安全具有重要的作用。采光标准主要包括：1、采光系数；2、采光质量。

采光系数:是指在全阴天时室内某一点的天然光照度与室外露天无遮挡处的水平面照度之比。采光系数值越大，采光效果越好。确定采光系数的方法，可分为两种：1、间接法；2、直接法。间接法是根据不同用途的房间，规定窗口面积与地板面积的比例。这种方法简便，适用于标准建筑和装配式建筑，但此方法未考虑室内采光量的大小、光线分布状况和窗口所引起的光损失等因素。直接法规定了房间的采光系数值。这种方法弥补了间接法的不足之处，是世界各国采用的主要方法。中国制定了《工业企业采光设计标准》(TJ33-79)。这个标准以全阴天天空扩散光作为采光设计中进行计算的光源，以采光系数作为采光设计的数量评价指标。根据中国大部分地区的光气候特点，规定了室外临界照度(5000勒克斯)和采光标准等级；规定了统一的采光系数值，并提出了采光系数的计算方法和计算所需的参数。为便于设计，标准中还列出了各工业系统生产车间和工作场所的采光系数。

采光质量:不仅取决于被识别对象的表面照度，而且还取决于投射在物体表面的光的方向性，识别对象与背景的亮度对比，视野内有无眩光等。对于每一个购房者在买房的时候总少不了千挑万选，看房时从房子的地段、配套、物业到房子户型布局样样都得认真选，然而房子的采光问题往往容易被人们所忽略。一间房子的采光好坏直接影响到生活居住体验，采光不好的房间不仅会让人觉得压抑、阴冷，还可能导致墙面、壁纸受潮起皮，地板起翘、变形，衣服、被褥发霉等，严重的话甚至还会影响到生活质量。采光质量是室内设计中必须一个因素,如今,许多小户型房间,由于空间小,朝向不佳、窗户不够,室内的采光常存在大幅的改善空间。门和窗是通光的重要途径，门和窗的设计好坏，直接影响室内采光的效果，鉴于门一般是关闭的，我们主要在窗户设计上花费心思。

另外，随着国家对清洁能源重视程度的提升，太阳能的使用再度引发人们的关注。对于高层建筑中的中高层住户，太阳能发电往往有着较高的吸引力，设备的购置、搭建也相对简单实惠。中低层住户则受到采光系数、采光质量和采光时间的约束，加之相对更高的购置、搭建成本而举足不前。现有技术均未能从根本上解决光照强度、效率等问题，直接导致了太阳能的可利用率较低。而且现有的窗户功能单一，只能通过开关窗来采光；而且基本都是手动调节，智能化程度不够。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种具有高效采光功能的窗架系统，实现封闭、光照、持续光照、通风等工作模式。该系统助力于城市智能采光系统建设，以光学折射/反射技术为核心，采用电动旋转轴+基座导轨的机构模式，实现外层、内层玻璃框的转动与移动。

本发明采用以下技术方案实现：

一种具有高效采光功能的窗架系统，包含窗架、双层玻璃框、伸缩式顶部导轨、伸缩式基座导轨、2个电动旋转轴a、电动旋转轴b、2个折叠式纱窗、智能感光控制系统和电源；所述窗架设于墙体内，所述伸缩式顶部导轨和伸缩式基座导轨分别固定于窗架的上下两端；所述的双层玻璃框设计为可分离式的外层玻璃框与内层玻璃框，所述的外层玻璃框的边框上侧通过电动旋转轴a安装在伸缩式顶部导轨上，实现其在x方向上的移动、绕z轴的转动及位置固定；所述内层玻璃框的边框下侧通过另一个电动旋转轴a安装在伸缩式基座导轨上，从而实现其在x方向上的移动、绕z轴方向的转动及位置固定；所述两个折叠式纱窗分别固定于窗架两端，可根据使用需要进行伸缩；在所述的智能感光控制系统或手动指令下，外层玻璃框与内层玻璃框进行x方向上的移动，待移动到指定位置后，再各自完成z方向上的旋转运动，从而可实现封闭模式、通风模式、光照或持续光照等多种工作形态的运行与切换；所述电源用于为整个系统供电。

上述技术方案中，进一步地，所述外层玻璃框内嵌普通钢化玻璃，所述外层玻璃框的边框下侧边缘设计为内弧形，以保证外层玻璃框与下端电动旋转轴a表面的无缝贴合。

进一步地，所述外层玻璃框的左右两侧边框设计有凹槽，所述凹槽内阵列布置有定位卡槽；所述内层玻璃框的边框顶部设有两个凸起，所述凸起与定位卡槽配合，用于辅助支撑固定外层玻璃框。

进一步地，所述内层玻璃框的边框上侧边缘设计为内弧形，以实保证内层玻璃框与上端电动旋转轴a之间的无缝贴合。

进一步地，所述内层玻璃框通过电动旋转轴b横向固定有一块单向透视玻璃，所述的电动旋转轴b控制所述单向透视玻璃绕z轴方向转动。所述特殊钢化玻璃为单向透视玻璃，保护室内隐私的同时，利于光线照射其上的反射。

更进一步地，所述电动旋转轴b根据智能感光控制系统的指令，在内层玻璃框绕z轴转动基础上，继续调整单向透视玻璃在z轴方向上的转动角度，二次改变整体系统的反射角度，使光线尽量多的聚焦于室内需要光照的区域。

进一步地，所述电动旋转轴a设计有电动卡位插销，用以调整双层玻璃框在旋转角度后的强化固定。

进一步地，所述的折叠式纱窗在不工作时分别内置于左右两侧的窗架内，待内层玻璃框向室内移动(x向)后，可z向展开、对向拼接实现普通纱窗功能。

本发明的有益效果在于：

考虑到对于某一阳台，每日光照时长、角度的固定性，只需在安装本发明的窗架系统后进行一次基本参数设定，便能实现自动运行、自动微调。在光线的折射/反射过程中，部分只能照射于室外的光线被引入室内，间接提高了光照时间；原本射向无需光照区域的光线，被聚焦于特定区域(如晾衣架、太阳能面板等)，大幅提升了光照强度与效率。在电动旋转轴的基础上，双层玻璃框相互支撑配合，双重保障系统的安全性。系统各部件设计巧妙、精准贴合，充分实现了封闭模式下的隔音、隔热与通风模式下的纱窗组合拼接，功能更加多元化。此外，智能感光控制系统，将加载感光、风速、空气质量等传感器，对电动旋转轴a/b、伸缩式顶部导轨/基座导轨下达自动控制指令，大幅提升了整个系统的智能化程度。

附图说明

图1系统整体结构图；

图2图左为外层玻璃框结构示意图，图右为内层玻璃框结构示意图；

图3折叠式纱窗的展开示意图；

图4窗架系统移动/转动功能结构示意图；

图5窗架系统光照折射/反射功能示意图；

图6折叠式纱窗功能结构示意图；

图中：1外层玻璃框，2内层玻璃框，3伸缩式顶部导轨，4伸缩式基座导轨，5电动旋转轴a1，6电动旋转轴a2，7智能感光控制系统，8电源，9折叠式纱窗。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。

整个发明可实施封闭模式、通风模式、光照与持续光照等多种工作形态的运行与切换。

参照图1，本发明的具有高效采光功能的窗架系统，包含窗架、双层玻璃框、伸缩式顶部导轨3、伸缩式基座导轨4、电动旋转轴a1 5和a2 6、电动旋转轴b、2个折叠式纱窗9、智能感光控制系统7、电源8等部件。所述窗架设于墙体内，所述伸缩式顶部导轨3和伸缩式基座导轨4分别固定于窗架的上下两端。伸缩式顶部导轨3向外伸展和伸缩式基座导轨4向内延伸，配合电动旋转轴a1 5和a2 6、电动旋转轴b可完成双层玻璃框在多种模式下的移动、转动及支撑定位。所述的双层玻璃框设计为可分离式的外层玻璃框1与内层玻璃框2，分别通过所述电动旋转轴a1 5和a2 6安装在伸缩式顶部导轨3、伸缩式基座导轨4上。在智能感光控制系统7或手动指令下，外层玻璃框1与内层玻璃框2进行x方向上的移动，待移动到指定位置后，再各自完成z方向上的旋转运动，从而可实现封闭模式、通风模式、光照或持续光照等多种工作形态的运行与切换；所述电源8用于为整个系统供电。

参照图2，左图为外层玻璃框1，内嵌普通钢化玻璃，左右两侧边框设计有凹槽，所述凹槽内阵列布置有定位卡槽；边框上侧通过电动旋转轴a1 5与伸缩式顶部导轨3连接，实现x方向上的移动、绕z轴上的转动及其位置固定。右图为内层玻璃框2，通过电动旋转轴b横向固定一块单向透视玻璃，边框顶部设有两个向外的凸起，用以与定位卡槽配合从而辅助支撑固定外层玻璃框1，内层玻璃框2的边框下侧通过电动旋转轴a2 6与伸缩式基座导轨4连接，实现x方向上的移动、绕z轴上的转动及其位置固定。本发明充分考虑到如果风力过大时，单独只有电动旋转轴a的固定作用，存在一定的安全风险性，因此本发明设计了辅助支撑的机械结构，大大提升了系统整体的安全性。

所述的外层玻璃框1下侧边缘处设计为内弧形，以保证与电动旋转轴a2 6表面无缝贴合。内层玻璃框2边缘处亦有同理相似设计，使得当内外双层玻璃框合并模式时，能够形成一个相对紧凑的密闭空间，即系统的封闭模式。在实施封闭模式时，外层玻璃框1先绕电动旋转轴a1 5沿z轴转动再进行x方向移动，直至贴合内层玻璃框2与另一个电动旋转轴a2 6。内外双层玻璃框之间的封闭空间，有利于形成隔音、隔热条件，提高住户舒适度。关于电动旋转轴a1 5和a2 6，设计有电动卡位插销，用以调整好旋转角度后的强化固定。

参照图4、5，当需要启用光照模式时，外层玻璃框1向窗外方向移动、内层玻璃框2向窗内方向移动，继而转动形成一个内层玻璃框2对外层玻璃框1的定位支撑，使得更多的太阳光线能折射/反射进入室内，并指向晾衣架或太阳能面板区域。当启用持续光照模式时，电动旋转轴b将根据智能感光控制系统7的指令，在内层玻璃框2绕z轴转动基础上，继续调整单向透视玻璃z轴方向上的转动角度，二次改变整体系统的反射角度，使光线尽量多、尽量久的聚焦于室内晾衣杆、太阳能面板等特定区域。如此，对于原本阳台上的一些无需光照的区域(包括室外部分区域)，照射其中的光线将被充分转向利用。考虑到每天光照情况的重复性与相似性，使用者只需利用智能感光控制系统7进行一次基础设定，便可以长久自动运行。当有衣物晾晒或太阳能电板需求时，可设定启用持续光照模式；当天阴光线不足时，系统亦可以自动启用持续光照模式；当风力较大、沙尘较大或下雨时，系统自动调整为封闭模式或通风模式。另外，内层玻璃采用单向透视玻璃，在保护室内隐私的同时，利于光线照射其上的反射。

参照图6，通风模式下，折叠式纱窗9在不工作时分别内置于左右两侧的窗架内。待内层玻璃框2向室内移动(x向)后，折叠式纱窗9可z向展开、对向拼接从而形成一个完整的纱窗。此时，使用者可以通过继续调节外层玻璃框1、内层玻璃框2转动角度，调节通风的程度。所述的折叠式纱窗9采用组合分离的形式将纱窗折叠收拢于两块塑料棒内，纱窗两端分别嵌入塑料棒内部，其中一根塑料棒固定嵌入窗架两端，另一根则可以z向展开，继而带动纱窗的展开。两个折叠式纱窗在z方向上对向展开，最终可拼接成为一个完整的纱窗(如图3)。

本发明材料的关键在于充分针对了光线的折射/反射定律，引入更多光线进入室内的同时，更将原本无需照射区域的光线聚焦于指定区域，最大程度地提高了光照的使用效率。最后从应用化的角度来说，该发明相比于现有窗架系统更加智能便捷、运行参数明确、光照利用率较高，适合于在城市楼房住户中推广。

Claims (7)

1.一种具有高效采光功能的窗架系统，其特征在于，包含窗架、双层玻璃框、伸缩式顶部导轨、伸缩式基座导轨、两个电动旋转轴a、两个折叠式纱窗、智能感光控制系统和电源；所述窗架设于墙体内，所述伸缩式顶部导轨和伸缩式基座导轨分别固定于窗架的上下两端；所述的双层玻璃框设计为可分离式的外层玻璃框与内层玻璃框，所述的外层玻璃框的边框上侧通过电动旋转轴a安装在伸缩式顶部导轨上，实现其在x方向上的移动、绕z轴的转动及位置固定；所述内层玻璃框的边框下侧通过另一个电动旋转轴a安装在伸缩式基座导轨上，从而实现其在x方向上的移动、绕z轴方向的转动及位置固定；所述两个折叠式纱窗分别固定于窗架两端，可根据使用需要进行伸缩；在所述的智能感光控制系统或手动指令下，所述外层玻璃框与内层玻璃框进行x方向上的移动，待移动到指定位置后，再各自完成z方向上的旋转运动，从而实现封闭模式、通风模式、光照或持续光照工作形态的运行与切换；所述电源用于为整个系统供电；

所述内层玻璃框通过电动旋转轴b横向固定有一块单向透视玻璃，所述的电动旋转轴b控制所述单向透视玻璃绕z轴方向转动。

2.根据权利要求1所述的具有高效采光功能的窗架系统，其特征在于，所述外层玻璃框内嵌普通钢化玻璃，所述外层玻璃框的边框下侧边缘设计为内弧形，以保证外层玻璃框与下端电动旋转轴a表面的无缝贴合。

3.根据权利要求1所述的具有高效采光功能的窗架系统，其特征在于，所述外层玻璃框的左右两侧边框设计有凹槽，所述凹槽内阵列布置有定位卡槽；所述内层玻璃框的边框顶部设有两个凸起，所述凸起与定位卡槽配合用于辅助支撑固定外层玻璃框。

4.根据权利要求1所述的具有高效采光功能的窗架系统，其特征在于，所述内层玻璃框的边框上侧边缘设计为内弧形，以实保证内层玻璃框与上端电动旋转轴a之间的无缝贴合。

5.根据权利要求1所述的具有高效采光功能的窗架系统，其特征在于，所述电动旋转轴b根据智能感光控制系统的指令，在内层玻璃框绕z轴转动基础上，继续调整单向透视玻璃在z轴方向上的转动角度，二次改变整体系统的反射角度，使光线尽量多的聚焦于室内需要光照的区域。

6.根据权利要求1所述的具有高效采光功能的窗架系统，其特征在于，所述电动旋转轴a设计有电动卡位插销，用以调整双层玻璃框在旋转角度后的强化固定。

7.根据权利要求1所述的具有高效采光功能的窗架系统，其特征在于，所述折叠式纱窗在不工作时分别内置于左右两侧的窗架内，待内层玻璃框向室内移动后，可z向展开、对向拼接实现普通纱窗功能。

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