一种玻璃幕墙结构及其安装方法与流程

本发明涉及幕墙结构技术领域，特别涉及一种玻璃幕墙结构及其安装方法。

背景技术：

幕墙是建筑的外墙围护，是现代高层建筑常用的而带有装饰效果的轻质墙体。由面板和支撑结构体系组成，可相对主体结构有一定位移能力或自身有一定形变能力，不承担主体结构所作用的所建筑外围护结构或装饰性结构。

现代化高层建筑的玻璃幕墙采用了由镜面玻璃与普通玻璃组合，隔层充入干燥空气或惰性气体的中空玻璃。中空玻璃有两层和三层之分，两层中空玻璃由两层玻璃加密封框架，形成一个夹层空间；三层玻璃则是由三层玻璃构成两个夹层空间。中空玻璃具有隔音、隔热、防结霜、防潮、抗风压强度大等优点。但常见的玻璃幕墙不具有调节室内进光量的作用，仍需要在室内安装窗帘进行遮光，而窗帘的遮光效果一般无法调节，无法满足于人们多样化的需求。为此，亟需一种具有调光功能的玻璃幕墙结构。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的是提供一种玻璃幕墙结构，具有调节遮光效果的功能，以此调节室内的进光量，满足使用者的需求。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种玻璃幕墙结构，包括玻璃单元以及用于固定玻璃单元的立柱和横梁，所述玻璃单元包括双层玻璃和内层玻璃，所述双层玻璃与内层玻璃之间均匀排列分布有多个遮光叶，所述横梁和立柱内开设有空腔且其内设有调光机构，所述调光机构包括安装在空腔内的伺服电机，所述伺服电机的输出轴上固定有主动齿轮，所述立柱之间转动连接有主动轴，所述主动轴上固定有与主动齿轮啮合的从动齿轮以及位于主动轴端部的主动链轮，所述遮光叶端部同轴固定有从动链轮，所述主动链轮与多个从动链轮之间套设有同一链条以传动。

通过采用上述技术方案，。

本发明进一步设置为，所述遮光叶包括面积相等的高透玻璃部分和普通玻璃部分，高透玻璃部分透光率大于普通玻璃部分的透光率，所述内层玻璃亦由相同的高透玻璃部分和普通玻璃部分依次间隔设置而成，且所述遮光叶竖直时，遮光叶上高透玻璃部分和普通玻璃部分的分界线与内层玻璃上的分界线平齐。

通过采用上述技术方案，将遮光叶以及内层玻璃均设置成两种透光率不同的玻璃结构，当遮光叶的角度改变时，由室外进入的光线经过不同介质后，进入室内的光线量有所不同，尤其是遮光叶角度相差180度时，室内的进光量差别更为明显，以此实现了对进光量的多级调节，提高了调光机构的可操作性以及便利性。

本发明进一步设置为，所述立柱上安装有紫外线传感器和指示灯，空腔内还安装有耦接于所述紫外线传感器以获得紫外线检测数据的控制器，所述指示灯耦接于所述控制器，用于接收控制器输出的电信号并启闭以便警示使用者调整室内进光量。

通过采用上述技术方案，设置紫外线传感器以检测进入室内的紫外线辐射量，当紫外线辐射量高于健康标准或设定标准时，控制器识别并输出开启信号至指示灯，使得指示灯亮起以提醒使用者及时调整进光量，以免紫外线辐射过多影响健康。

本发明进一步设置为，空腔内还设有调档部件，所述调档部件包括固定在主动轴端部的偶数个档位条、固定在空腔内壁上用于识别不同档位条的识别器以及转动设置在横梁外表面上的旋钮，所述档位条以主动轴端部表面圆心均匀发散设置，且其中一个档位条的长度方向与遮光叶端部表面的长度方向一致，不同档位条上带有不同电磁信号以便识别器分辨，且识别器和旋钮均与控制器电连接。

通过采用上述技术方案，设置偶数个档位条，并将其一与遮光叶端部表面的长度方向对应，由于档位条与遮光叶同步转动，当遮光叶位于不同角度时，识别器对应识别的档位条亦不同，从而形成鲜明的档位体系，结合旋钮的设置以此方便使用者调节。

本发明进一步设置为，所述从动链轮的转动轴端部亦固定有同样的档位条，空腔对应位置亦固定有识别器，且识别器与控制器电连接。

通过采用上述技术方案，在从动链轮的转动轴以及空腔对应位置设置档位条与识别器，以此提供多组信号便于控制器识别，当信号不统一时，控制器可以另一颜色或闪烁频率使指示灯发亮，警示使用者调光机构存在故障需要排除，从而便于使用者及时维护。

本发明进一步设置为，所述立柱与横梁上固定有内部中空的窗框，所述立柱之间固定有与窗框底部固定相通的横框，所述窗框上转动安装有窗扇，所述窗扇的玻璃亦包括双层玻璃和内层玻璃，两者之间亦设有遮光叶，且相邻遮光叶之间亦通过链传动实现同步转动，横框内部转动连接有一端与空腔内一从动链轮同轴的传动杆，所述传动杆另一端靠近窗框且其上固定有第一带轮，所述窗扇内最下层的遮光叶端部同轴连接有连接杆，所述连接杆上固定有第二带轮，所述第一带轮与第二带轮之间设有皮带以传动。

通过采用上述技术方案，利用传动杆以及第一带轮与第二带轮之间的带传动实现幕墙上的遮光叶与窗扇上的遮光叶的传动，以此同步调节幕墙上的遮光叶与窗扇上的遮光叶的角度和位置，确保进光的均匀性。

本发明进一步设置为，所述窗扇内最下层的遮光叶端部同轴连接有驱动杆，所述窗扇边框上开设有供驱动杆通过的圆孔，所述驱动杆外露的一端固定有四棱台形的啮合部，所述连接杆一端开设有与啮合部卡接的凹槽，且所述驱动杆与窗扇内最下层的从动链轮中部滑动连接，驱动杆上固定有卡块，所述从动链轮上开设有供卡块卡接的卡槽，且所述卡块与窗扇边框内壁之间固定有拉伸弹簧。

通过采用上述技术方案，将驱动杆滑动设置，以此消除窗扇开启和闭合时与窗框之间的阻碍；并利用拉伸弹簧使得窗扇闭合时驱动杆能与连接杆连接，从而实现传动；四棱台形的卡块与卡槽的配合增强了二者的连接强度，避免了传动故障的产生。

本发明进一步设置为，所述窗扇与窗框之间设有支撑组件，所述支撑组件包括一端与窗扇铰接的滑片以及一端与窗框铰接的滑轨，所述滑片与滑轨滑动配合，且所述滑片两侧均固定有2-4个固定卡齿，所述滑轨上活动安装有两列与所述固定卡齿抵触的活动卡齿，所述固定卡齿和活动卡齿截面均为三角形，所述固定卡齿远离窗扇的一端为平面，所述活动卡齿朝向窗扇的一端为平面，同一列所述活动卡齿共同固定在一连接板上，连接板与滑轨滑移连接且其滑移方向与滑轨长度方向垂直，连接板与滑轨边缘边框侧壁之间固定有多个压缩弹簧，连接板与滑片之间还设有限位片，限位片与滑轨边缘边框滑移配合，限位片上开设有供活动卡齿滑动的条形槽，所述限位片长度大于滑轨边缘边框长度且其外露的一端上固定有便于推动的固定钮。

通过采用上述技术方案，利用固定卡齿与不同位置的活动卡齿的抵触实现对窗扇的支撑，当需要关窗时，利用固定钮驱动限位片移动，以此将活动卡齿与连接板向滑轨两侧挤压，此时固定卡齿与活动卡齿脱离接触，窗扇在重力作用下自动关闭，即将关闭时，滑轨底部无活动卡齿限制固定卡齿，使用者可放开固定钮等待窗扇自动关闭，从而实现窗扇的启闭以及可调节打开角度的功能。

本发明进一步设置为，所述遮光叶端部固定有便于传动的转轴，所述立柱表面开设有供转轴穿过的小孔，所述转轴上套设有轴套用于封堵转轴与小孔之间空隙的轴套。

通过采用上述技术方案，在转轴上设置轴套，以此封堵立柱上的小孔，减少空腔与调光机构之间的空气流动和热量传递，有利于延长遮光叶的使用寿命。

本发明的另一个目的是提供一种上述玻璃幕墙结构的安装方法，包括以下步骤：

步骤s1：核对立柱尺寸、横梁竖向间距和玻璃单元，无误后再将立柱和横梁搭建成整体框架；

步骤s2：再将横框和窗框装配至每一个框架的单元内；

步骤s3：将双层玻璃固定在整体框架外表面上，并做好加固和密封；

步骤s4：将转轴装入立柱表面的小孔中，再将遮光叶固定装配在对应转轴之间，然后在空腔内依次装入从动链轮、主动链轮、链条、主动轴、从动齿轮、伺服电机、主动齿轮、紫外线传感器、控制器、指示灯和调档部件；

步骤s5：将调光机构与电网连通，试运行三次，无误后将内层玻璃装配好并做好加固和密封；

步骤s6：在立柱上开设缺口并安装面板以便后期维护。

通过采用上述技术方案，实现了上述玻璃幕墙结构的安装，本方案将建筑施工与机械施工相结合，安装简便，维护方便，且实现了幕墙的多功能性，有利于适应市场的需求。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.本方案利用伺服电机和主动齿轮、从动齿轮、主动链轮、从动链轮以及链条的配合传动驱动遮光叶转动，以此调节遮光叶的角度以及相邻遮光叶之间的间隙，从而调节室内的进光量，满足使用者的不同需求；

2.本方案通过设置紫外线传感器以检测进入室内的紫外线辐射量，当紫外线辐射量高于健康标准或设定标准时，控制器识别并输出开启信号至指示灯，使得指示灯亮起以提醒使用者及时调整进光量，以免紫外线辐射过多影响健康；

3.将建筑施工与机械施工相结合，安装简便，维护方便，且实现了幕墙的多功能性，有利于适应市场的需求。

附图说明

图1是本发明的整体结构的爆炸示意图；

图2是本发明中遮光叶的排列分布示意图；

图3是本发明中遮光叶的剖面结构示意图；

图4是图2中a处的放大示意图；

图5是本发明中窗扇内的遮光叶与玻璃单元内的遮光叶之间的传动结构示意图；

图6是本发明中支撑组件的爆炸结构示意图。

附图标记：1、玻璃单元；10、遮光叶；101、高透玻璃部分；102、普通玻璃部分；103、转轴；11、立柱；111、面板；12、横梁；13、横框；131、传动杆；14、双层玻璃；15、内层玻璃；2、幕墙窗；21、窗框；211、固定板；22、窗扇；23、支撑组件；231、滑片；232、滑轨；233、固定卡齿；234、活动卡齿；235、连接板；236、压缩弹簧；237、限位片；238、条形槽；239、固定钮；3、调光机构；31、伺服电机；32、主动齿轮；33、从动齿轮；34、主动链轮；341、卡槽；35、从动链轮；36、链条；37、传动组件；371、第一带轮；372、第二带轮；373、皮带；374、连接杆；375、凹槽；376、驱动杆；377、啮合部；378、卡块；379、拉伸弹簧；38、轴套；39、主动轴；4、感应组件；41、紫外线传感器；42、控制器；43、指示灯；44、调档部件；441、旋钮；442、档位条；443、识别器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：如图1所示，一种玻璃幕墙结构，包括玻璃单元1、立柱11、横梁12、窗框21、窗扇22和横框13。立柱11和横梁12分别在竖直方向和水平方向为幕墙提供支撑，且二者相互固定搭建成整体框架，玻璃单元1固定在框架上的各个单元内。玻璃单元1包括双层玻璃14和内层玻璃15，其中，双层玻璃14固定在由两层玻璃加密封框架，形成一个夹层空间，其内填充有干燥空气，具有隔音、隔热、防结霜、防潮、抗风压强度大等优点，可减少幕墙内外的热传递，有利于建筑节能。内层玻璃15位于双层玻璃14靠近室内的一侧，与横梁12以及立柱11固定。窗框21位于玻璃单元1顶部一角，窗扇22安装在窗框21上，且窗扇22顶部两侧与窗框21铰接。窗扇22上的玻璃结构与玻璃单元1相同，包括双层玻璃14和内层玻璃15。横框13固定在立柱11之间，其内部中空，且横框13固定在窗框21下侧并与窗框21相通。内层玻璃15靠近室内的一侧与横框13表面粘接固定。

如图1、图2所示，双层玻璃14与内层玻璃15之间均匀排列分布有多个遮光叶10，遮光叶10与其两侧的立柱11边框或窗扇22边框转动连接。结合图3所示，每一遮光叶10包括高透玻璃部分101和普通玻璃部分102，高透玻璃部分101透光率大于普通玻璃部分102的透光率，且高透玻璃部分101与普通玻璃部分102的形状、面积相等；内层玻璃15上具有高透玻璃部分101和普通玻璃部分102，且其上的两者间隔设置，相互拼接成内层玻璃15。内层玻璃15上的高透玻璃部分101和普通玻璃部分102的宽度与遮光叶10上的高透玻璃部分101和普通玻璃部分102的宽度相同，当遮光叶10竖直时，遮光叶10上高透玻璃部分101和普通玻璃部分102的分界线与内层玻璃15上的分界线平齐。由于遮光叶10可转动，故遮光叶10与内层玻璃15表面之间的角度可改变，而室外光线需先经过不同位置的遮光叶10后再经过内层玻璃15，导致进入室内的光线量有所不同，尤其是遮光叶10在竖直方向转动180度时，遮光叶10与内层玻璃15之间的综合透光率变化明显。设高透玻璃部分101的透光率为a,普通玻璃部分102的透光率为b，则原先遮光叶10与内层玻璃15之间的综合透光率c_1=a^2+b^2；当遮光叶10转动180度后，原先穿过两层高透玻璃部分101的光线以及原先穿过两侧普通玻璃部分102的光线均转变为穿过一层高透玻璃部分101以及一层普通玻璃部分102，转动后的遮光叶10与内层玻璃15之间的综合透光率c_2=a*b+a*b=2ab。由数学常识可知，c_1≥c_2，而本方案中，a≠b，故c_1>c_2，使得遮光叶10不同位置时，进入室内的光线量有所不同。

如图1、图2所示，横梁12和立柱11内开设有空腔（未示出），空腔内设有调光机构3，结合图4所示，调光机构3包括伺服电机31、主动齿轮32、主动轴39、从动齿轮33、从动链轮35、主动链轮34、链条36和传动组件37。伺服电机31固定安装在横梁12靠近室内的空腔内，主动齿轮32固定在伺服电机31的输出轴上。主动轴39为圆杆状，其两端分别与两侧的立柱11转动连接。从动齿轮33固定在主动轴39靠近伺服电机31的一端上，且从动齿轮33与主动齿轮32啮合。主动链轮34固定在主动轴39延伸入立柱11内的空腔的端部；多个从动链轮35分别固定在每一遮光叶10端部的转轴103上，链条36套设在主动链轮34与多个从动链轮35之间以传动。当伺服电机31启动时，主动齿轮32转动并带动从动齿轮33转动以及主动链轮34转动，从动链轮35在链条36的传动作用下同步转动，以此驱动玻璃单元1内的遮光叶10同步转动。立柱11上还开设有与空腔相通的缺口以便使用者查看并维护空腔内调光机构3零部件的运行情况，缺口处还铰接有面板111以防护。

如图2所示，传动组件37位于窗框21与玻璃单元1之间，用于实现窗扇22内的遮光叶10与玻璃单元1内的遮光叶10之间的传动。结合图5所示，传动组件37包括第一带轮371、第二带轮372、皮带373、连接杆374、驱动杆376以及传动杆131。驱动杆376与窗扇22内最下层的遮光叶10端部以及从动链轮35同轴连接，其一端延伸至窗扇22边框外，窗扇22边框上开设有供驱动杆376通过的圆孔，且驱动杆376外露的一端上固定有四棱台形的啮合部377。窗框21内固定有一固定板211，传动杆131转动连接在横框13内部，其一端与对应高度的立柱11空腔内的从动链轮35同轴固定，另一端穿过固定板211并与固定板211转动连接，且第一带轮371固定在其上。连接杆374一端转动连接在固定板211上，且与传动杆131位于同一竖直平面内。第二带轮372固定在连接杆374上，且第二带轮372与第一带轮371位于同一竖直平面内，皮带373套设在两者之间以传动。驱动杆376上固定有两个卡块378，与驱动杆376对应的从动链轮35上开设有供卡块378卡接的卡槽341，且卡块378与该从动链轮35中部滑动连接，卡块378与窗扇22边框内壁之间还固定有拉伸弹簧379。日常使用时，窗扇22需经常启闭，当窗扇22为打开状态时，拉伸弹簧379的弹力将驱动杆376拉出；当窗扇22转动至窗框21内时，驱动杆376受窗框21外壁阻碍而滑向窗扇22内；当窗扇22完全关闭时，拉伸弹簧379将驱动杆376拉出并与连接杆374相连，以此实现传动。

如图1、图2所示，立柱11和横梁12上还安装有感应组件4，结合图4所示，感应组件4包括紫外线传感器41、控制器42、指示灯43和调档部件44。紫外线传感器41安装在立柱11表面，其利用光敏元件通过光伏模式和光导模式将紫外线信号转换为可测量的电信号，用于监测进入室内的紫外线辐射量。控制器42放置在横梁12的空腔内，本发明中，控制器42采用单片机，其与紫外线传感器41电连接，用于接收紫外线传感器41输出的电信号。控制器42将接收到的电信号与设定的标准比对，输出对应的电信号至指示灯43中。指示灯43安装在立柱11上，与控制器42电连接，用于接收控制器42输出的电信号。本发明中，指示灯43选用多色发光二极管，当控制器42输出的电信号不同时，指示灯43可发出不同颜色的光线，便于使用者分辨。当紫外线辐射量高于健康标准或设定标准时，控制器42识别并输出开启信号至指示灯43，使得指示灯43亮起以提醒使用者及时调整进光量，以免紫外线辐射过多影响健康。

如图2、图4所示，调档部件44包括档位条442、识别器443和旋钮441。档位条442固定在主动轴39的端部以及各从动链轮35的转动轴端部，其数量为偶数，本实施例中，优选8个。所有档位条442以所在轴端部表面圆心均匀发散设置，且其中一个档位条442的长度方向与遮光叶10端部表面的长度方向一致。识别器443安装在立柱11空腔内与档位条442对应高度的位置上，与控制器42电连接，用于读取档位条442上带有的电磁信号，不同档位条442上带有不同电磁信号以便识别器443分辨。本实施例中，档位条442上的电磁信号由rfid标签携带，rfid标签固定在档位条442上；识别器443采用rfid阅读器，以射频识别信号自动识别档位条442上的电磁信号。，当遮光叶10位于不同角度时，识别器443对应识别的档位条442亦不同，从而形成鲜明的档位体系。旋钮441转动设置在横梁12外表面上，其周侧可标记对应的档位，以此便于使用者调整档位以设定遮光叶10的角度。而多个档位条442和识别器443的设置，提供了多组信号便于控制器42识别，当信号不统一时，控制器42可以另一颜色或闪烁频率使指示灯43发亮，警示使用者调光机构3存在故障需要排除，从而便于使用者及时维护。

如图2、图5所示，每一遮光叶10端部的转轴103上均套设有轴套38，轴套38由橡胶制成，具有弹性，用于封堵立柱11上供转轴103穿过的小孔与转轴103之间的空隙，以此减少空腔与调光机构3之间的空气流动和热量传递，有利于延长遮光叶10的使用寿命。

如图1、图2所示，窗扇22与窗框21之间设有支撑组件23，支撑组件23用于支撑打开后的窗扇22，结合图6所示，支撑组件23包括滑片231、滑轨232、固定卡齿233、活动卡齿234、连接板235、压缩弹簧236和限位片237。滑片231为长条状，其一端与窗扇22中部铰接，另一端与滑轨232滑动连接。滑轨232为长条形，其上两边缘带有边框，且其一端与窗框21内壁铰接。固定卡齿233固定在滑片231两侧远离窗扇22的一端，且每一滑片231侧壁上均固定有2-4个固定卡齿233，固定卡齿233远离窗扇22的一端为平面。活动卡齿234安装在滑轨232两侧的边框内，每一边框内均设有一列活动卡齿234，活动卡齿234均分排列分布，两列活动卡齿234一一对应，且相邻活动卡齿234的间距与相邻固定卡齿233的间距相等。活动卡齿234朝向窗扇22的一端为平面，同一列活动卡齿234共同固定在一连接板235上，连接板235与滑轨232滑移连接且其滑移方向与滑轨232长度方向垂直。压缩弹簧236固定在连接板235与滑轨232边缘边框侧壁之间。限位片237成长条形，其长度大于滑轨232边缘边框长度且其外露的一端上固定有便于推动的固定钮239，限位片237上开设有多个条形槽238，条形槽238与活动卡齿234一一对应以便活动卡齿234滑动通过。窗扇22打开时，固定卡齿233与活动卡齿234抵触实现对窗扇22的支撑；而固定卡齿233与不同位置的活动卡齿234的抵触实现了对窗扇22打开角度的调节；当需要关窗时，使用者只需利用固定钮239驱动限位片237移动，以此将活动卡齿234与连接板235向滑轨232两侧挤压，此时固定卡齿233与活动卡齿234脱离接触，窗扇22在重力作用下自动关闭；窗扇22即将关闭时，滑轨232底部无活动卡齿234限制固定卡齿233，使用者可放开固定钮239等待窗扇22自动关闭，从而实现窗扇22的关闭。

本实施例在使用时，当使用者欲调节室内的进光量时，只需转动旋钮441至需要的档位，此时控制器42控制伺服电机31转动，伺服电机31驱动主动齿轮32转动并带动从动齿轮33和主动链轮34转动，此时从动链轮35在链条36的传动作用下同步转动并驱动遮光叶10同步转动，以此改变遮光叶10的角度以及相邻遮光叶10之间的间隙，达到调节室内的进光量的目的，满足使用者的需求。

实施例2：如图1至图6所示，一种玻璃幕墙结构的安装方法，包括以下步骤：

步骤s1：核对立柱11尺寸、横梁12竖向间距和玻璃单元1，无误后再将立柱11和横梁12搭建成整体框架；

步骤s2：再将横框13和窗框21装配至每一个框架的单元内；

步骤s3：将双层玻璃14固定在整体框架外表面上，并做好加固和密封；

步骤s4：将转轴103装入立柱11表面的小孔中，再将遮光叶10固定装配在对应转轴103之间，然后在空腔内依次装入从动链轮35、主动链轮34、链条36、主动轴39、从动齿轮33、伺服电机31、主动齿轮32、紫外线传感器41、控制器42、指示灯43和调档部件44；

步骤s5：将调光机构3与电网连通，试运行三次，无误后将内层玻璃15装配好并做好加固和密封；

步骤s6：在立柱11上开设缺口并安装面板111以便后期维护。

上述步骤将建筑施工与机械施工相结合，快速方便地完成了玻璃幕墙结构的安装，且维护方便，还实现了幕墙的多功能性，有利于适应不断变化的市场，满足使用者的不同需求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。