本发明涉及建筑外窗与遮阳系统，具体地说是一种具有隔热与调光功能的外窗。
背景技术：
门窗、玻璃幕墙等透光建筑构件是建筑外围护结构中热工性能最薄弱的环节，在外窗设置活动遮阳设施可有效降低该地区的夏季空调能耗，目前应用较为广泛活动遮阳设施主要有外遮阳、中间遮阳、电致变色玻璃等。
电致变色玻璃是指通过外加电场使玻璃的光学属性（反射率、透光率、吸收率等）发生可逆变的颜色变化的现象，实现玻璃的颜色和透明度根据需要灵活进行可逆变化，已广泛应用在图书馆、剧院、办公室、商业采光顶、大厅等建筑领域。
电致变色玻璃具有美观、清洁、使用便捷、遮阳、自由调光等优点，但相对于外遮阳和中间遮阳，其隔热性能较差，这是由于电致变色玻璃遮阳是通过调节玻璃颜色为黑色（黑色玻璃的透光率几乎为0）来阻挡阳光进入室内，虽然直接透过玻璃进入室内的阳光大大减少，但由于玻璃变为黑色，阳光照射到玻璃的热量几乎被玻璃吸收，该部分热量大多数通过温差传热还是会进入室内。
另外，目前的电致变色玻璃调光均为统一变色，即玻璃的不同区域变色相同，不能根据室内的采光需求进行分区域变色，功能单一，综合节能效果也有待提高。
技术实现要素：
本发明为解决上述问题，提供一种具有隔热和调光功能的外窗，使外窗具有隔热和调光的双重功能，同时，通过控制第一电致变色层的透光率大于第二电致变色层的透光率使双层中空玻璃内腔形成不同的温度，在使用时形成自下而上的空气流动，加快了外窗散热的效率。
为此，本发明采用如下的技术方案：一种具有隔热与调光功能的外窗，包括窗扇框、安装在窗扇框上的中空玻璃和换热通风结构，所述中空玻璃包括外层玻璃和内层玻璃、上部密封结构和下部密封结构，所述窗扇框包括上部窗扇框、下部窗扇框、设置在上部窗扇框外侧的第二上通风口和设置在下部窗扇框外侧的第二下通风口，所述换热通风结构用于将下部窗扇框的内腔、双层中空玻璃的内腔、上部窗扇框的内腔相互连通，所述外层玻璃为电致变色玻璃，所述电致变色玻璃包括两块透光基板、控制装置、设置在两块透光基板之间的第一电致变色层、透明绝缘层和第二电致变色层，所述第一电致变色层位于透明绝缘层上部，所述第二电致变色层位于透明绝缘层下部，所述控制装置分别与第一电致变色层、第二电致变色层连接，用于分别控制第一电致变色层、第二电致变色层的工作电压使第一电致变色层的透光率大于第二电致变色层的透光率。
进一步地，所述内层玻璃为透明玻璃或透明中空玻璃。
进一步地，所述换热通风结构包括设置在上部密封结构中的第一上通风口、设置在下部密封结构中的第一下通风口，双层中空玻璃的内腔的下部分别通过第一下通风口与第二下通风口与室外连通，上部分别通过第一上通风口与第二上通风口与室外连通。
进一步地，所述上部窗扇框外侧设能打开和关闭所述第二上通风口的面板，所述第二上通风口处设有活性炭过滤网，所述下部窗扇框外侧设能打开和关闭所述第二下通风口的面板，所述第二下通风口处设有活性炭过滤网。
进一步地，控制装置包括第一控制模块和第二控制模块，第二控制模块与第二电致变色层连接，用于控制第二电致变色层的工作电压，所述第一控制模块与第一电致变色层连接，用于获取第二电致变色层的工作电压，并根据预设电压差值和第二电致变色层的工作电压控制第一电致变色层的工作电压。
本发明还采用如下的技术方案：一种具有隔热与调光功能的外窗，包括窗扇框、安装在窗扇框上的中空玻璃和换热通风结构，所述中空玻璃包括外层玻璃和内层玻璃、上部密封结构和下部密封结构，所述窗扇框包括上部窗扇框、下部窗扇框、设置在上部窗扇框外侧的第二上通风口和设置在下部窗扇框外侧的第二下通风口，所述换热通风结构用于将下部窗扇框的内腔、双层中空玻璃的内腔、上部窗扇框的内腔相互连通，所述外层玻璃为电致变色玻璃，所述电致变色玻璃包括两块透光基板、第一控制装置、第二控制装置、设置在两块透光基板之间的第一电致变色层、透明绝缘层和第二电致变色层，所述第一电致变色层位于透明绝缘层上部，所述第二电致变色层位于透明绝缘层下部，所述第一控制装置与第一电致变色层连接，用于通过控制第一电致变色层工作电压来调节第一电致变色层的透光率，所述第二控制装置与第二电致变色层连接，用于通过控制第二电致变色层的工作电压来调节第二电致变色层的透光率。
进一步地，所述电致变色玻璃还包括节能控制装置，所述节能控制装置分别与第一电致变色层、第二电致变色层连接，用于分别控制第一电致变色层、第二电致变色层的工作电压使第一电致变色层的透光率大于第二电致变色层的透光率。
进一步地，节能控制装置包括第一控制模块和第二控制模块，第二控制模块与第二电致变色层连接，用于控制第二电致变色层的工作电压，所述第一控制模块与第一电致变色层连接，用于获取第二电致变色层的工作电压，并根据预设电压差值和第二电致变色层的工作电压控制第一电致变色层的工作电压。
进一步地，所述电致变色玻璃还包括提示装置，所述提示装置包括获取模块、判断模块和提示模块，所述获取模块用于获取第一电致变色层和第二电致变色层的工作电压，所述判断模块用于判断第一电致变色层工作电压是否大于第二电致变色层的工作电压，所述提示模块用于在第一电致变色层工作电压小于第二电致变色层的工作电压时发出提示声音。
本发明具有以下有益效果：
（1）通过换热通风结构和窗扇框的通风口使双层中空玻璃的内腔与室外连通，从而将电致变色玻璃因遮阳而吸收的热量排出室外，有效提高外窗的隔热性能；
（2）将单一的电致变色层设置为上、下部位的电致变色层，使用时控制上部的电致变色层的透过率大于下部的电致变色层的透过率，使中空玻璃内腔的下部温度大于上部温度，从而形成自下而上的快速空气流动，提高了外窗的散热效率，进一步提高了外窗的隔热性能；
（3）由于阳光透过外窗上部进入室内的照射范围高于透过外窗下部进入室内的照射范围，外窗使用时控制上部的电致变色层的透过率大于下部的电致变色层的透过率可使室内采光效果更好，满足用户多功能的需求，还可有效降低采光能耗或空调制冷能耗。
附图说明
图1是一种具有隔热和调光功能的窗的结构示意图。
附图标记说明：1-上部窗扇框，2-上部密封结构，3-透光基板，4-内层玻璃，5-下部密封结构，6-下部窗扇框，7-第二上通风口，8-第一上通风口，9-第一电致变色层，10-透明绝缘层，11-第二电致变色层，12-第一下通风口，13-第二下通风口。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细阐述。
实施例1:一种具有隔热与调光功能的外窗，包括窗扇框、安装在窗扇框上的中空玻璃和换热通风结构，所述中空玻璃包括外层玻璃和内层玻璃4、上部密封结构2和下部密封结构5，所述窗扇框包括上部窗扇框1、下部窗扇框6、设置在上部窗扇框1外侧的第二上通风口7和设置在下部窗扇框6外侧的第二下通风口13，所述换热通风结构用于将下部窗扇框6的内腔、双层中空玻璃的内腔、上部窗扇框1的内腔相互连通，所述外层玻璃为电致变色玻璃，所述电致变色玻璃包括两块透光基板3、控制装置、设置在两块透光基板3之间的第一电致变色层9、透明绝缘层10和第二电致变色层11，所述第一电致变色层9位于透明绝缘层10上部，所述第二电致变色层11位于透明绝缘层10下部，所述控制装置分别与第一电致变色层9、第二电致变色层11连接，用于分别控制第一电致变色层9、第二电致变色层11的工作电压使第一电致变色层9的透光率大于第二电致变色层11的透光率。
优选地，所述内层玻璃4为透明玻璃或透明中空玻璃。
优选地，所述透明绝缘层10高度为0.1mm～2mm，用于阻隔第一电致变色层9和第二电致变色层11。
优选地，所述换热通风结构包括设置在上部密封结构2中的第一上通风口8和设置在下部密封结构5中的第一下通风口12，双层中空玻璃的内腔的下部分别通过第一下通风口12与第二下通风口13与室外连通，上部分别通过第一上通风口8与第二上通风口7与室外连通。
优选地，所述上部窗扇框1外侧设能打开和关闭所述第二上通风口7的面板，所述第二上通风口7处设有活性炭过滤网，所述下部窗扇框6外侧设能打开和关闭所述第二下通风口13的面板，所述第二下通风口13处设有活性炭过滤网。
优选地，控制装置包括第一控制模块和第二控制模块，第二控制模块与第二电致变色层11连接，用于控制第二电致变色层11的工作电压，所述第一控制模块与第一电致变色层9连接，用于获取第二电致变色层11的工作电压，并根据预设电压差值和第二电致变色层11的工作电压控制第一电致变色层9的工作电压。
具体地，控制装置内分别预设第一电致变色层9和第二电致变色层11的工作电压与透光率对应关系的变化公式或变化数据，其中，工作电压与透光率同步变化，例如，工作电压减小，透光率也相应减小。在控制时，第二控制模块实时将第二电致变色层11的工作电压发送给第一控制模块，第一控制模块获取第二电致变色层11的工作电压后，控制第一电致变色层9的工作电压为第二电致变色层11的工作电压与预设电压差值的和值，由于第一电致变色层9和第二电致变色层11的工作电压与透光率均同步变化，第一控制模块通过控制第一电致变色层9的工作电压大于第一电致变色层9的工作电压即可实现第一电致变色层9的透光率大于第二电致变色层11的透光率。需要说明的是，第二电致变色层11的透光率或工作电压通过手动控制或自动控制，当第二电致变色层11的透光率或工作电压根据预设电压差值和第二电致变色层11的工作电压自动控制。
本实施例提供的一种具有隔热与调光功能的外窗，使用模式主要分为节能模式和普通模式。
在节能模式时，使用时控制第一电致变色层9、第二电致变色层11的工作电压使第一电致变色层9的透光率大于第二电致变色层11的透光率，并打开第二上通风口7和第二下通风口13的面板，在阳光照射下，由于阳光透过外窗上部进入室内的照射范围高于透过外窗下部进入室内的照射范围，中空玻璃上部的透光率明显高于下部可使室内采光效果更好，有效降低采光能耗或空调制冷能耗，并满足用户多功能的需求。
另外，中空玻璃上部的透光率明显高于下部，阳光照射时会使中空玻璃内腔下部区域温度一直会比上部区域温度高，这就会在中空玻璃的内腔形成自下而上的空气流，电致变色玻璃因遮光产生的热量会快速排到室外，减少电致变色玻璃吸收的热量进入室内，有效提高了外窗的隔热效果，使其节能性能与外遮阳效果相近。
在普通模式时，使用时控制第一电致变色层、第二电致变色层的工作电压使第一电致变色层的透光率和第二电致变色层的透光率均达到最高，并关闭第二上通风口和第二下通风口的面板，此时，该中空玻璃作为普通的透明中空玻璃使用。
在本实施例中，需要说明的是，外层玻璃和内层玻璃的位置可以互换，即外窗玻璃为透明玻璃或透明中空玻璃，内层玻璃为电致变色玻璃。
实施例2:一种具有隔热与调光功能的外窗，包括窗扇框、安装在窗扇框上的中空玻璃和换热通风结构，所述中空玻璃包括外层玻璃和内层玻璃4、上部密封结构2和下部密封结构5，所述窗扇框包括上部窗扇框1、下部窗扇框6、设置在上部窗扇框1外侧的第二上通风口7和设置在下部窗扇框6外侧的第二下通风口13，所述换热通风结构用于将下部窗扇框6的内腔、双层中空玻璃的内腔、上部窗扇框1的内腔相互连通，所述外层玻璃为电致变色玻璃，所述电致变色玻璃包括两块透光基板3、第一控制装置、第二控制装置、设置在两块透光基板3之间的第一电致变色层9、透明绝缘层10和第二电致变色层11，所述第一电致变色层9位于透明绝缘层10上部，所述第二电致变色层11位于透明绝缘层10下部，所述第一控制装置与第一电致变色层9连接，用于通过控制第一电致变色层9工作电压来调节第一电致变色层9的透光率，所述第二控制装置与第二电致变色层11连接，用于通过控制第二电致变色层11的工作电压来调节第二电致变色层9的透光率。
具体地，第一控制装置内预设第一电致变色层9工作电压与透光率对应关系的变化公式或变化数据，其中，工作电压与透光率同步变化，例如，工作电压减小，透光率也相应减小；第二控制装置内预设第二电致变色层11的工作电压与透光率对应关系的变化公式或变化数据，其中，工作电压与透光率同步变化。
优选地，所述透明绝缘层10高度为0.1mm～2mm，用于阻隔第一电致变色层9和第二电致变色层11。
优选地，所述电致变色玻璃还包括节能控制装置，所述节能控制装置分别与第一电致变色层9、第二电致变色层11连接，用于分别控制第一电致变色层9、第二电致变色层11的工作电压使第一电致变色层9的透光率大于第二电致变色层11的透光率。
优选地，节能控制装置包括第一控制模块和第二控制模块，第二控制模块与第二电致变色层11连接，用于控制第二电致变色层11的工作电压，所述第一控制模块与第一电致变色层9连接，用于获取第二电致变色层11的工作电压，并根据预设电压差值和第二电致变色层11的工作电压控制第一电致变色层9的工作电压。
具体地，在控制时，第二控制模块实时将第二电致变色层11的工作电压发送给第一控制模块，第一控制模块获取第二电致变色层11的工作电压后，控制第一电致变色层9的工作电压为第二电致变色层11的工作电压与预设电压差值的和值，由于第一电致变色层9和第二电致变色层11的工作电压与透光率均同步变化，第一控制模块通过控制第一电致变色层9的工作电压大于第一电致变色层9的工作电压即可实现第一电致变色层9的透光率大于第二电致变色层11的透光率。需要说明的是，第二电致变色层11的透光率或工作电压通过手动控制或自动控制，当第二电致变色层11的透光率或工作电压根据预设电压差值和第二电致变色层11的工作电压自动控制。
优选地，所述电致变色玻璃还包括提示装置，所述提示装置包括获取模块、判断模块和提示模块，所述获取模块用于获取第一电致变色层9和第二电致变色层11的工作电压，所述判断模块用于判断第一电致变色层9工作电压是否大于第二电致变色层11的工作电压，所述提示模块用于在第一电致变色层9工作电压小于第二电致变色层11的工作电压时发出提示声音。
具体地，第一电致变色层11的工作电压和第二电致变色层11的工作电压均采用手动控制，使用时，提示装置判断第一电致变色层9工作电压是否大于第二电致变色层11的工作电压，当第一电致变色层9工作电压小于或等于第二电致变色层11的工作电压时发出提示声音，提醒用户控制第一电致变色层9的透光率大于第二电致变色层11的透光率。
本实施例提供的一种具有隔热与调光功能的外窗，使用模式主要分为节能模式和普通模式。
在节能模式时，使用时手动控制第一电致变色层9、第二电致变色层11的工作电压使第一电致变色层9的透光率大于第二电致变色层11的透光率，并打开第二上通风口7和第二下通风口13的面板，在阳光照射下，由于阳光透过外窗上部进入室内的照射范围高于透过外窗下部进入室内的照射范围，中空玻璃上部的透光率明显高于下部可使室内采光效果更好，有效降低采光能耗或空调制冷能耗，并满足用户多功能的需求。
另外，中空玻璃上部的透光率明显高于中空玻璃下部的透光率，阳光照射时会使中空玻璃内腔下部区域温度一直会比上部区域温度高，这就会在中空玻璃的内腔形成自下而上的空气流，电致变色玻璃因遮光产生的热量会快速排到室外，减少电致变色玻璃吸收的热量进入室内，有效提高了外窗的隔热效果，使其节能性能与外遮阳效果相近。
在普通模式时，使用时控制第一电致变色层、第二电致变色层的工作电压使第一电致变色层的透光率和第二电致变色层的透光率均达到最高，并关闭第二上通风口和第二下通风口的面板，此时，该中空玻璃作为普通的透明中空玻璃使用。
在本实施例中，需要说明的是，外层玻璃和内层玻璃的位置可以互换，即外窗玻璃为透明玻璃或透明中空玻璃，内层玻璃为电致变色玻璃。
本发明的保护范围并不局限于上述描述，任何在本发明的启示下的其它形式产品，不论在形状或结构上作任何改变，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均在本发明的保护范围之内。