❶ 請問高層建築玻璃幕牆如何自動清洗灰塵
沒錯,就是使用自潔凈玻璃。
自潔凈玻璃屬生態環保型新型玻璃，其表面塗鍍了一層透明的二氧化鈦（Ti
O2）光催化劑塗層。當這層光催化劑的薄膜層遇到太陽光或紫外線燈光照射後，
附著在玻璃表面的有機污染物會很快被氧化，變成CO2和H2O自動揮發消除。
自潔凈玻璃已被廣泛應用於醫院門窗、器具的玻璃蓋板、高檔建築物室內浴鏡
、衛生間整容鏡、汽車玻璃及高層建築物的幕牆玻璃等場所。
自潔凈玻璃國內外發展概況
早期研製、開發的自潔凈玻璃始發於日本，上世紀90年代中期已投入試生產
應用階段。日本的東陶TOTO、旭硝子公司科研人員採用TiO2光催化劑不僅
開發出TiO2基薄膜自潔玻璃，還研製開發出表面含有TiO2光催化劑的陶瓷
等建材產品。據悉，日本現已開發出TiO2光催化劑粉料、塗料等數十種膜劑，
並已在衛生陶瓷、平板玻璃、水泥、外牆瓷磚、建築用鋁材、纖維裝飾材料以及空
氣凈化器等產品中使用，並取得顯著成績。
在國際上，除日本玻璃商開發推廣應用TiO2光催化自潔凈玻璃外，英國皮
爾金頓公司、美國PPG公司的玻璃商也看好這一產品的開發、加工、生產及推廣
應用的大市場。英國皮爾金頓玻璃公司在開發應用TiO2光催化自潔凈玻璃方面
已走在歐、美玻璃商的前列，並打算在今年年底之前把該產品推廣到歐洲及其他國
家和美國玻璃市場，進行公開批量銷售。
在國內，我國已有北京、上海、廣東、河北、湖北、河南、安徽等地的大專院
校、科研機構和玻璃企業研製開發TiO2光催化玻璃產品。例如，中國建材科學
研究院、清華大學、復旦大學等已立項並研發試制TiO2光催化自潔玻璃產品，
不過目前仍處於實驗室階段。
湖北三峽新型建材股份有限公司瞄準生態建材的前沿領域，與武漢理工大學聯
合研製開發的TiO2基薄膜自潔凈玻璃工業化生產項目，已被列入《2001年
度國家技術創新項目計劃》。雙方科技人員經過長時間的反復試制，在實驗室初試
的基礎上，先後完成了800mm×800mm和1500mm×2000mm規
格的中間試驗，產品性能經香港中文大學檢測已達到預定目標。
光催化性，可降解典型的有機物，降解率＞90％；潤滑角＜3°；透光率＞
65％；均勻性，無干涉色；加工性能：可切割、熱彎、鋼化；其它指標符合或高
於《JC693—1988熱反射玻璃》。
今年7月，1500mm×2000mm自潔凈玻璃工業化生產線已建成投產
，並開始批量生產。
二氧化鈦基薄膜自潔凈玻璃市場發展動態
在國際上，英國皮爾金頓玻璃公司、日本旭硝子公司及日本的東陶TOTO公
司已研製開發出各種類型的憎水、親水、防油、防污染的自潔凈玻璃，並已在北美
、歐洲、大洋洲的澳大利亞、亞洲的日本等地區及國家推出，即將形成新的大市場
，絕不容忽視。
據日本某權威機構的調查報告顯示，在國際上，人們利用TiO2光催化劑這
一功能製作生產的建材等各類環保產品將會達到42億～84億美元的銷售產值。
其中，TiO2基薄膜自潔凈玻璃產品將占據其中數億美元的可觀產值，國際市場
發展前景一路看好。
我國有關玻璃界資深專家及業內人士指出，改革開放20多年來，國內各大城
市的公用建築物、高層寫字樓、購物中心及星級賓館等建築物玻璃用量正迅猛上升
。僅2001年上述各類建築物，其中耗用的鍍膜玻璃就約2240萬平方米。另
外，汽車、民用住宅、別墅、公寓用鍍膜及裝飾玻璃用量約為160多萬平方米，
總計為2400多萬平方米。據專家預測，如果今後全國各建築用玻璃只需上述總
量10％選用量為TiO2光催化自潔玻璃，那麼，市場將會需求自潔凈玻璃24
0萬平方米，國內市場前景也是十分樂觀的。
❷ 自動清洗機工作原理高層建築
1工作原理和工作過程分析
1．1自動清洗機工作原理
自動清洗機主要通過3個系統進行工作［10］：（1）清洗系統。由滾刷系統、噴淋系統、水循環回收系統、污水處理系統、潔面系統構成，採用沖洗、刷洗和刮洗聯合作用的方式完成清洗工作。（2）爬壁系統。採用真空吸附、氣體驅動的吸盤組結構，有效滿足負載、速度、越障等要求。真空吸附結構有圓形旋轉結構和十字架機構。（3）控制系統。採用可編程式控制制器（PLC），通過對地面電腦做桐進行無線操作，完成對機器人主體的吸盤脫離、本體移動、吸盤吸附、清洗順序的控制等。
1．2工作過程分析
清洗機工作時發射無線信號，由地面電腦接收信號並控制清洗機的運動路徑，樓頂卷揚機連接機器並配置有相應的隨動控制單元，可根據清洗機的運動速度不斷伸長或收回卷揚機鋼繩，起著保護作用，防止清洗機突然失去控制從樓面掉落，確保其安全。清洗機通過爬壁系統的吸附裝置吸附在牆面上，地面氣泵車提供動力，接收指令後開始工作。清洗機的運動採用十字運動方式，分解為縱向和橫向運動：先是縱向吸附，橫向移動，然後橫向吸附，縱向移動交替進行。當快到達邊界時，邊界感測器發出信號，改變方向，往下方行走，如圖1所示［11］。
1．3控制過程分析
自動清洗機的控制系統採用主從兩級控制結構，由清洗機自身控制計算機、地面電腦及無線射頻通訊裝置3部分組成。清洗機自身控制計算機採用可靠性較高的工業用PLC，直接安裝在機器人上碧蔽，接收地面電腦發送的信息，並啟動執行機構，實現對機器人電機、離合器、制動器等部件動作的控制，從而完成命令，同時採集機器人各個時刻運動狀態，並將其發送給地面電腦，最終實現壁面清洗機器人的監控功能。地面電腦可實現自動遙控和手動遙控之間的切換。遙控裝置主要包括無線射頻通訊裝置和功能控制按鈕［11］。動力由地面氣泵車通過殼體上的氣泵輸送管提供給清洗機；殼體上吊環與樓頂卷揚機相連，卷揚機裝有隨動裝置，根據清洗機的移動收回或伸長纜繩，防止其突發故障時掉落；攝像頭可將清洗狀況通過無線信號傳回地面電腦，實現實時監控。
2方案設計
在對自動清洗機的工作原理和工作過程分析的基礎上，結合設計目標，設計了3款方案，如圖2所示。方案A採用的是半包圍的結構，橙色的外殼採用塑料材質，將縱向鋼支架和清洗機構全部包裹在裡面。橫向支架兩端是採用三角吸盤組的吸盤，更有效地吸住玻璃幕牆，降低危險事故的發生率；方案B主要由兩個十字交叉的爬壁手抓和類似稜台的清洗系統組成。十字交叉的鋼架後段採用可折疊伸縮的行走機構，末端有三角吸盤組，可靈活變化多種行走姿勢，提高跨越障礙的能力；方案C採用了全包圍的結構，將所有的零件、管線全部隱藏在殼體內。兩側手臂具有伸縮功能，節省了機器人收納時的佔地空間。根據自動清洗機結構和視覺識別性等方面的要求，選擇科技感強、結構上能滿足使用要求的方案B進行深化設計，設計內容為各個部件的形狀、位置、排布及關鍵機構的運動方式、運動過程等。
圖3為最終方案的設計草圖，在外形設計上採用了仿生的設計理念，結構上採用十字架的運動結構，材料上採用輕質的鋁合金和塑料。十字鋼架末端安裝邊緣探測感測器，模仿蜘悔胡州蛛的足部關節運動方式，可進行多種姿勢的行走運動，清洗機殼體是對四稜台進行切割變形後得到的造型，四周安裝有攝像頭、吊環、無線信號發射器、氣泵輸入管等；兩側有清水箱和污水箱的進水口和放水口；清洗採用刷洗、刮洗和高壓噴洗方式相結合；內部採用了水循環結構，一方面可節約高空中清洗時的用水量，另一方面又可減少自身的負載。自動清洗機的最終效果圖及應用場景如圖4、圖5所示。
3結論
對高層建築幕牆自動清洗機進行了SET因素分析，以尋找產品機會缺口，並將機會缺口轉換為設計方向。設計方案對自動清洗機的造型與結構進行了綜合考慮，合理優化，建立了三維數字模型。改進後的自動清洗機結構上運行合理，且具有較強的視覺識別性，產品與環境形成了有機整體，綜合品質及附加價值得到提升。
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