紗窗革命：可遠程操控的帶有自動清洗功能的防塵紗窗

袁龍澤

摘 要：通過對國內目前紗窗的現狀分析，該裝置將現有的技術組合起來，實現新型家居，使窗紗的功能在原有的基礎上增加了清潔功能，解決紗窗“清潔難”的問題。框架采用不銹鋼窗框，可以有效提高裝置的防水性及耐用性;框架內的紗網選用不銹鋼窗紗，可以提高窗紗硬度，使其更加便于清潔;框架上的防塵刷使用的是軟毛刷，可以降低刷毛在清潔不銹鋼窗紗時的噪音;噴淋系統及內部水管選用塑料材質水管，便于安裝的同時還可以降低整個裝置的重量，提高窗框滾輪的使用時限;控制器是可以同時連接互聯網及裝置電機的小型電路裝置，通過家庭內無線網與手機連接，實現遠程操控。

關鍵詞：自動清潔紗窗;不銹鋼窗框及窗紗;PVC-C塑料管;無線連接裝置

引言：在我國的春季，很多地區的居民都面臨著楊絮、柳絮的侵擾，紗窗上會沾有很多的楊柳絮及蚊蟲尸體，但是由于一般紗窗都比較軟同時孔隙較小，清潔十分的不便利，紗窗上沾有過多的楊柳絮不僅不美觀，同時還會吸附很多的塵土，影響窗紗的透氣性。

根據以上的情況，我們設計了一款將自動清潔和遠程操控結合在一起的防塵紗窗。并且進行了再設計，使得產品的使用更加方便，功能更加齊全，性價比更高。

1 窗紗的材料選擇

本項研究對于窗紗的要求很高，首先根據當地的氣候和環境，和本身的需求考慮。一般北方地區，干燥少雨，選擇普通的304不銹鋼窗紗即可。蚊蟲不太多，規格一般使用18目左右的紗網即可。對于陰冷潮濕的南方地區如浙江，廣東，湖南等地。則對不銹鋼窗紗的耐腐蝕程度要求更高一些。如果窗紗的耐腐蝕性較差，不僅在潮濕的環境下，使用壽命會被大大縮短，也會影響本裝置的噴淋清潔效果。

鎳元素是主要決定耐腐性的關鍵因素。因此要選擇316材質的不銹鋼窗紗或者304A不銹鋼窗紗。南方地區蚊蟲比較多，需要選擇密一點的紗網，即目數需要達到20目。能很好的起到防蚊蟲效果。對于高檔的小區別墅，或者政府大樓等需要選擇具有防盜功能的不銹鋼防盜窗紗即金鋼網。具有超強的耐腐蝕性，超強硬度，不僅防蚊蟲還防偷盜。

2 窗框內部水管的選擇

由于本設備窗框本體以及窗紗采用的是不銹鋼材質，導致設備整體偏重，在這種情況下，我們必須要對設備整體進行減重，因此在挑選內部水管的時候，我們一開始就將較重的材料方案舍棄掉，經過市場調查，發現市場上性價比最高的是優脈PVC-C塑料管，不會被腐蝕的同時，冷溶連接安裝起來更加的方便快捷。唯一需要擔心的連接除是否會有滲漏的可能，對此我們做了多組實驗，加上查閱資料，發現冷溶連接是非常牢固的。對比之下，銅管就經常因為鍍鋅層的損壞導致滲漏，因此我們決定采用優脈PVC-C塑料管。

3 窗框整體材料的選擇

因為本項研究窗紗是和窗框連接在一起的，所以在噴淋以及清潔的時候，會有部分水滴流經窗框，所以窗框必須選擇耐腐蝕性的材料。通過我們在窗紗市場上的對比調研發現，在窗紗選擇不銹鋼材質的時候，如果窗框選擇塑料材質，密封性會很差，窗紗和窗框的連接處會有一些縫隙。因此我們選擇了不銹鋼材料作為我們窗框的主體部分。目前市場上用在窗框上的不銹鋼鋼材主要有201，304兩種型號，雖然201不銹鋼價格便宜，但是耐腐蝕性比304不銹鋼要差很多，考慮到窗框的耐腐蝕性，我們選擇了304不銹鋼作為我們窗框的主體材料。

4 清潔裝置

本裝置主要是作為家用裝置，因此需要考慮到裝置在使用時的噪音問題。一開始我們為了追求清潔效果，選用了硬質塑料毛刷。但是在實驗室測試時發現使用硬質毛刷不僅會導致噪音過大，而且由于硬質塑料毛刷刷毛過硬，會導致在洗刷窗紗時有部分窗紗上的水會濺入室內，這是十分嚴重的弊端。因此，我們將硬質塑料毛刷改成軟質植毛塑料刷，在非常有效的降低了使用噪音的同時，清潔效果比預期中想象的要好。而且軟質植毛塑料刷的耐磨性能較好，彈性高的同時抗腐蝕和老化，長時間作業也不易變形，大大提高了使用耐久度。

5 無線連接

本裝置的亮點之一在于能夠實現物聯網。通過無線連接芯片，可以連接使用環境內的無線網來進行移動端的遠程控制，由于窗框北部結構的限制，必須選擇較小的物聯網芯片，我們實驗采用的是高通QCA4004芯片，開源的設計便于我們編寫一些簡單的開關控制程序，同時芯片大小也便于安裝在窗框內部。

6 設計總結

通過在實驗室的多次實驗，我們總結了本設計的優點有以下幾點

1.防塵防絮：致密而細微的外孔，有效阻擋花粉、孢子、降塵等大氣污染物進入室內。保證室內污染物排出：外大內小的錐形微孔，遵循空氣動力學原理;更有利于室內污染物（如甲醛、苯系物、氨氣、一氧化碳、二氧化碳等）、放射性氣溶膠、氡及其子體，隨氣體流動及濃度擴散流出至室外。

2.防風擋雨：當雨水表面張力大于孔截面空氣張力時，在動態條件下，雨水即會一滑而過，不會穿過微孔;同時，自然條件下，風（即：快速流動的空氣）一般都會以一定的角度吹向物體。當風吹向核孔膜紗窗時，由于核孔膜表面致密而細微的錐形孔壁，為風的反射創造了一定的條件，從而在膜表面形成了多種方向錯綜復雜的反射風，它們相互抵消或阻擋，使大量風不能進入室內，只有一小部分流速很低的空氣通過核孔膜微孔流入室內，因此起到了防風透氣的作用。

3.改善了人們在居家生活中的清潔窗紗困難的問題，同時融合了物聯網技術，使得裝置使用更加便捷，在移動端也可以輕松解決窗紗的清潔問題，這是符合物聯網智能家居大趨勢的。

在智能家居多樣化的今天，產品的功能十分重要。一個好的產品，不僅需要功能突出，還需要使用起來安全方便，經濟實惠。作為設計師，在設計裝置時，要充分發揮各種材料的優點，將裝置整體功能性最大化，給消費者帶來更多的方便。

參考文獻：

[1]秩名 物聯網智能家居系統的設計與應用2011，（3）：24

[2]羅河勝，編.塑料工藝與實用配方[M].廣州：廣東科技出版社，2005，01.

基金項目：本文系江蘇省校級大學生創新訓練計劃項目研究成果

項目編號：KYX20028

《江蘇理工學院，江蘇 常州 213001》