山东科技大学山东泰安271000
摘要：日常生活中人们在离开房间关窗户时，为保证安全则需将窗户上锁，而我们设计的这个系统构造在窗户关闭的同时机械自动上锁，更加便利，纯机械自锁能耗低于现有自锁装置，在节约能源的同时也提升了房屋安全指数。太阳能多功能自锁窗包含纯机械自锁系统，外玻璃清洗系统，太阳能供电系统，雨天通风系统四个部分组成。此系统能大大提高门窗密封性能，密封性能好的门窗能大大降低建筑的碳排放，可以使得室内夏季阻隔热量进入节省能耗，防水防潮，北方则冬季室内阻挡寒气室外进入，保温室内暖气流失降低房屋的碳排放。
关键词：纯机械自锁系统；外玻璃清洗系统；雨天通风系统；太阳能供电系统
1国内研究现状
目前，我国建筑门窗(包括幕墙)行业的工程属性还是更为明显，建筑门窗幕墙企业的生产经营具有“以工程项目为中心、大物流、劳动密集型和多学科”等特点。根据我国建筑门窗行业的发展实际，结合欧美发达建筑门窗市场的发展经验，可以预见到：我国建筑门窗市场在未来的一段时间内，将呈现以下基本趋势：①家装市场的市场占有率将逐年增加，工程市场的市场占有率将逐年降低。②既有建筑改造市场的门窗用量将逐年增加，新建建筑的门窗用量将逐年降低。③绿色建筑、节能建筑的数量将逐年提高，人们更加注重建筑的品质。建筑的整体质量和性能将更好，发展的速度将更趋科学、理性。
2设计方案
我们通过实验设计了一个太阳能多功能自清洗窗，这个发明由纯机械自锁系统、外玻璃清洗系统、雨天通风系统、太阳能供电系统组成的节能装置。
纯机械自锁系统：关闭窗户时，位于两相对门框内的锁条相向运动；当接触时，各锁条上的活塞在力的作用下向锁条内运动；当两窗户完全闭合时两锁条上活塞恰好经过临界点而同时打出，打至相对锁条中的空心卡槽，从而使两窗通过俩锁条的作用死死卡住，从而完成自锁过程；手动开锁时，拉动手动解锁手柄，带动一个锁条中的活塞向外运动，而又通过两相对活塞中间的齿轮作用使两活塞均向外运动，从而使原本卡住的两锁条分离，达到开锁目的；电动解锁则是在电力作用下完成以上操作，整套系统不需要额外的电能输入。
外玻璃清洗系统：光线在房间的摄入量是家庭灯光工作的主要影响因素。高层窗户的外玻璃及其不易清洗，且空中多有颗粒物附着，使其很容易变脏，极大影响了房间的光线摄入量。清洗系统的工作就是当多功能窗外玻璃需要清洗时，按动电动按钮，清洗装置就会在电力的作用下向下移动，此时装置的下输送管向外输送玻璃清洗液，在其上方刷子的作用下使玻璃清洗液更均匀的刷在玻璃表面；到达最底端时装置进入水槽将多余清洗液排出，紧接着装置向上移动，最上方的橡胶条紧贴玻璃表面运动将清洗液清除，多余未清除的清洗液在重力作用下进入上方输送管排出装置；装置到达最顶端后停止运作，完成清洗工作，使房间的光线摄入量始终保持较高水平，降低灯光的使用。
雨天通风系统：下雨天或恶劣天气需关窗户时，可按通风板开启按钮，将门框上部分的通风板打开，增加室内空气的流通，上方遮雨板也可防止雨水进入室内，也避免了潲雨的情况，同时节省了雨天空调的使用，一定程度上节省了电能，
太阳能供电系统：自锁系统电子开启与外玻璃清洗是用电装置，在没有用电的情况下，外窗框上的太阳能板收集能源储存至蓄电池，当用电系统运作时从蓄电池中提供电能，蓄电池的充电与放电同时进行，增加用电效率与电存储量。
图1太阳能自清洗窗正面图
3系统优点
自锁即在关窗同时上锁，方便安全的同时，能大大提高门窗密封性能，使得冬季时温度最大程度减少流失，降低建筑的碳排放。清洗装置灵感来源于雨刷器，一次清洗全覆盖，加层结构清洗更到位。清洗刷下刷上清，向下可使清洁液均匀覆盖玻璃表面，向上可将使用后清洁液处理干净，能使窗面始终保持洁净，最大程度增加光照量，减少照明系统的使用。雨天通风系统可使雨天室内空气流通、清新，避免潲雨极大程度上减少了空调换气系统的使用。
4应用前景
本多功能节能窗灵活性高、操作简单、节能显著，是一种理想的综合节能产品，值得大力推广，相信在应用的过程中会挖掘出更多的价值及优越性，本窗户在成本上比较其他窗户来说并没有较大的差距但却拥有普通窗户不可比拟的效果，同时对于太阳能这种新能源的利用更是发展的新趋势，相信在不久的将来会得到广泛的应用。
参考文献
[1]赵玉文.太阳能光伏技术的发展概况.第五届全国光伏技术学术研讨会论文集.1998
[2]吕书强、窗户位置和尺寸对住宅室内自然通风的影响及效果评价、天津大学、2010
[3]鲍迪、智能雨刷控制器的研究与实现、长春工业大学、2010
作者简介
王有财（1997-），男，汉族，山东菏泽人，本科，山东科技大学资源与土木工程系2016级，研究方向：土木工程