[发明专利]一种用于高层绿色建筑的长跨度悬挂式电动窗

说明书

本发明公开了一种长跨度悬挂式电动折叠窗，适合于高层绿色建筑、中层建筑或低层建筑的长跨度窗体，其窗体构造可以同时在水平方向和垂直方向承受外部风力载荷，包括：由上窗扇和下窗扇构成的折叠窗主体；安装在所述折叠窗主体四周并与建筑物承重结构固定在一起的窗框结构；由分别安装在所述窗框结构两侧的直线驱动组件和伺服电机构成的窗体驱动装置；以及使所述窗体驱动装置的两组伺服电机实现同步的控制装置，其中，所述上窗扇通过多个铰链可转动地固定在所述窗框结构上，所述上窗扇和下窗扇之间通过多个铰链连接在一起并且可以在预定角度范围内彼此相对转动，所述下窗扇可绕旋转轴自由转动地连接在所述直线驱动组件上。

技术领域

本发明涉及一种适用于长跨度门窗的悬挂式电动折叠窗结构，更具体而言涉及一种适合安装于高层绿色建筑以及中层建筑或低层建筑上且可承受较强风力载荷的长跨度悬挂式电动窗。

背景技术

目前，各类建筑物中普遍使用的窗户大多是窗扇与窗框之间用合页连接起来并且绕合页转轴向外或向内推开的结构，也有采用推拉式或旋转式的窗户。以上各种形式的窗户都存在着打开范围有限，不能在任意位置上打开的缺点，从而使得窗扇的有效面积不能充分利用，不仅影响开窗时的采光和视野而且空气流通受到限制，尤其是在封闭阳台等长跨度窗户时，以上问题就变得更为突出。另外，随着世界范围内环保意识的不断增强，人们希望大城市的各类高层建筑物尽可能利用大面积窗户来进行自然通风以减少空调使用，从而实践高层绿色建筑以及中层建筑或低层绿色建筑理念。为了解决以上技术问题，现有技术中已经有人提出了转轴式全开结构或悬挂式折叠结构的门窗结构，其中短跨度轻型门窗通过手工操作即可实现开启和关闭。用于机库、厂房等大型建筑的长跨度重型仓库门在结构上较复杂一些，例如现有的飞机库或船仓的折叠门其跨度要大于5米(参见专利公开文献：CN103821447A和CN104358498A)。在用于大型落地窗(跨度约4米)等场合下，通常采用电机驱动的滑轮系统(Pulley System)来实现落地窗的悬挂式折叠结构。需要附加说明的是，转轴式全开结构不适于大面积的窗扇使用，这是因为如果大面积窗体悬出窗外，则结构强度和安全性的要求很高，尤其是需要考虑风力载荷等应用于高层建筑物的情况下更是如此。

然而，在城市高层绿色建筑中需要提供开放空间的长跨度折叠窗(例如大于5米)的情况下，由于安装空间、开启操作性或外观上的限制，尤其是高层建筑必须考虑风力载荷的影响，因此采用滑轮系统会存在诸多局限和不便。进而，不同于落地式门窗，高层建筑中用于安装活动窗户的下边缘要求距离地面保持一定安全高度(例如设有高于1米的窗户护栏等)，另外，为了营造更佳的视野和景观效果，悬挂式折叠窗的上窗体高度可能会显著地小于下窗体，以避免在折叠窗处于关闭状态下上下窗体之间的连接部分出现在用户视野范围内而阻碍视线，可是这种上下窗体的不平衡折叠结构将会导致在开启/关闭的特定位置出现重心跨越的现象。此外，出于安全和景观方面的要求，上述提供开放空间的长跨度折叠窗一般采用安全玻璃和钢骨/钢芯铝合金窗框制成，因此整窗垂直载荷力可达11kN左右，考虑到高层建筑的安全开窗风压，整窗关闭状态时可承受的最大风载荷与玻璃幕墙系统相同，例如设计风压为4.3kPa，整窗风载荷可高达48kN左右(水平力)。再者，在上述窗户开启状态下风载荷的情况则更为复杂，随着开窗角度变化，迎风面的面积大小/风力风向都发生变化，此时的设计风载荷取值需要综合考虑安全和舒适的要求，因此上述应用于高层绿色建筑的长跨度悬挂式电动窗显著地不同于普通折叠窗，属于长跨度、重负荷和非均衡折叠窗构造。

上述长跨度、重负荷和非均衡折叠窗的应用场合典型地为城市高层建筑中的餐饮或其他综合用途以及别墅类低层建筑中要求超大开放空间的门窗结构，为了理想地应对上述诸多技术挑战，至少需要解决好如下技术问题：1、该折叠窗的驱动模组必须在垂直和水平双方向上均可承受较大负荷；2、该折叠窗必须平稳地实现开启和关闭，以应对重负荷上下窗体的尺寸不均衡所带来的重心跨越现象；3、该折叠窗两侧的驱动模组必须同步，以避免产生额外应力而造成窗户扭曲变形和损坏；4、该折叠窗必须在结构强度和安全性方面符合高层建筑物的要求，充分考虑各种开启条件下的重力载荷和风力载荷；5、该折叠窗能够可靠地停止于完全关闭与开启状态之间的任何位置。

发明内容