灌水的玻璃.doc

灌水的玻璃如今物质生活极大丰富，人们的注重的是豪华奢侈的物质所能带给人们另类的精神享受。许多成功人士已不再畏惧昂贵的物品，转而他们注重的是品质。据胡润研究所和群邑智库联合发布的，群邑智库2011胡润财富报告显示，截至2010年底，除香港、澳门、台湾之外的全国31省、市、自治区中，千万富豪人数已达96万人，其中包括6万个亿万富翁。目前，全国每1400人中有一人是千万富翁。在北京、上海、广州三地千万富豪人数占全国的一半。如此雄厚的消费基础，我相信一些高端科技产品，奢侈品的市场应该是不小的吧。许多大富豪拥有偌大的房产，他们花费大量金钱用尽各种化学材料装饰，意图让其完美，居住起来更加的舒适，孰不知受到了化学物质的污染。故此，我有一个让房间美化而又不带来污染的创意：我要向玻璃里面注水或类似水之类的透明液体。物理学上光具有反射和折射的性质，当清晨的第一缕阳光洒在你家窗户上时，透过窗中的水阳光发生了反射、折射、汇聚，相信能给你的卧室带来非同一般的感受，一天的美好心情也从此刻开始；傍晚时分，美丽的晚霞透过窗户映在水面上，一定能让你进入甜美的梦乡。在一些炎热的城市，这个创意可以为室内降温，相比空调而言，它更加的环保；在严寒的冬季，只要不让水结成冰也能让室内更暖活，它正契合了节能减排，构建节约型社会的环保理念，有很大的发展空间。接下来就着重介绍一下对玻璃灌水的具体实施方案，大家都知道水是具有流动性的无孔不入的液态物质，故如果要使玻璃里面能灌水，首先玻璃必须有两层，使中间形成封闭的夹层，方便水的灌入，但是若要使之不溢则必须对固定玻璃的框架有很高的要求，当然对操作工匠的技术要求也比较高，但我相信以中国或世界的生产技术水平应该是不成问题的，其实它的防水制造就同手表防水原理差不多，利用封闭线条和高弹性胶粘连即可。若要使玻璃上的水更好影响到室内温度使人更适宜。我们应当考虑让两块玻璃之间的夹层空间更大些，以便容纳更多的水。由于水特殊的物理性质：水的比热容比一般物质的比热容要大。C水=4.2*103（J/（kgoc），C煤油=2.4*103（J/（kgoc），C酒精=2.1*103（J/（kgoc）。根据Q=Cmt可知若要使同等质量的水和其他物质温度升高一摄氏度，显然水吸收的热量要多很多。通过比较可知，水的这种特性能使它维持一个相对稳定的条件。为了使它维持环境的能力更强，我觉得应该增加水的体积，也就是要增加两层玻璃间的夹层容积，至于要达到什么程度要根据房间的大小和地理位置确定。由于世界上的气候不一样，四季的条件不一样，故此我们要对不同区域不同季节做出不同的设计，但大部分地方的夏天都可以共用一套装置，至于冬天，春天，秋天就得分个考虑了，首先我来介绍一下夏天的装置。在大部分地方夏天炎热难耐，我们必须想尽一切办法降低室内温度，当然我的灌水玻璃能带来不错的效果。夏天装置是将一套抽水装置固定到进水口出，该抽水装置是能够由温度控制工作与否的，进水口应该要大一点，能在很短的时间内就能将夹层内的水注满，起到减少换水时间，降低能耗的效果，也有助于彻底的将水换尽。首先，将抽水装置的工作温度设定在理想的温度，一般为27或28度，也可以根据个人的喜好调节。一旦水的温度超出设定温度抽水机便开始工作。下一个要考虑的就是排水装置了。排水装置需要考虑的是要和进水装置配合，因为两者之间的协调性会出现结果：1.进水装置比排水装置提前关闭，使得水交换的不够充分彻底；2.排水装置比进水装置提前关闭则会使水换多了，也就是将部分新换的水排出去了，这样浪费水资源和能耗，既不经济又不节约；3.进水装置和排水装置换完水后同时关闭。前面两项是我们不希望看到的，不合理的，我们必须想尽办法克服它，我们想要达到的是第三种结果。对此我的解决办法是让抽水装置的温度控制系统也控制排水口的开关，即使抽水机和排水开关处于温度控制系统的两个并联支路上，当抽水装置工作时，排水开关必定同时打开，关闭亦如此，这样让一个总装置控制两个子装置不就能很轻松地解决它们之间的步调一致问题吗？但若考虑水换地充分与否的问题，我们就应该使进水口距离排水口较远，这样水能充分地在夹层内所有空间流动交换，最好就是让给排水口在对角处。然而换水的时候我们还面临一个问题，那就是水换到何种程度是我们想要的呢？可以通俗地理解为抽水机何时停止，排水口何时关闭。由于换水开始我们采用温度控制，那结束同样用温度控制。我的想法是换后水的温度等于进口管水的温度即达到理想状态，此时就该命令抽水装置停止工作，随即排水口关闭。具体实施就是使抽水机分别感应玻璃内水的温度和进水口水的温度，温度一致则断开电源，停止工作。就此换水过程基本结束。但为了节能减排，使能量循环利用，我可不能让水白白的排出去却不留下一片“云彩”，我们得让他发电点。我们需要在排水口安装一个小飞轮，让它连接着一套发电装置。当排水口打开水流过小飞轮，带动飞轮转动，连接着的发电装置开始工作，将产生的电输送到一个小型蓄电池，当电池内的电能足以提供抽水机工作时则自动切换为蓄电池提供电能，电能不足时，自动断开改用原始电源，这样就能节省部分能量了。为了进一部节约能源，我们也可以对排水装置设计一下。我们可以把排水管道连接到一个大型容器以备二次利用，如今豪华大宅几乎都有一片“空中花园”，我们或许可以用它来浇花，这绝对不失为一个绝妙的点子，花会更香，草会更绿，人也会因此而更高兴，水还没有被浪费，一举四得的好方法。前面我们讲的都只是夏天的给排水装置，这套设备到冬天显然是不实用的，冬天时候室外温度比室内温度低，我们就不能采用通过吸收外部热量而降低室内温度的方法了，那个装置只会让室内越来越冷，更糟糕的是冬天寒冷时候水是会结成冰的，影响房间的装饰效果不算什么，但水结成冰后增加的体积一定会把玻璃胀破的，那样可就得不偿失了，我们的灌水玻璃带来的不是福音而是祸害呀!这样的发明也就毫无意义了。为此，我们必须针对不同的情况做出不同的设计，这样才能适应市场。我们必须对冬天和夏天的装置分开设计，当然我们也必须对不同区域冬天的装置做出不同的设计了，因为就中国来说冬天就有两种完全不同的冬天气候。在中国的北方，冬天极度的寒冷，温度一般在零下十几度二十几度更有甚至达到零下三十几度，可以说是滴水成冰啊。而南方呢，阴冷潮湿，温度通常在零上几度或十几度，水不会结成冰的。这是两种典型的冬天气候我们务必单个考虑。首先我们从更加寒冷的北方开始设计吧。冬天如此寒冷，如果我们在玻璃上灌注的是热水那岂不是能使房间更温暖呢？在它将要结冰之前将水排出不就避免了水结成冰后带来的不良后果吗？但我们上哪里去找现成的热水呢？总不能又设计一个专门的加热装置吧？这样既麻烦又会增加成本是不可取的，我们得想一个经济简便的方法。通过仔细观察北方的建筑我发现，几乎所有的城市住房都安装了暖气管或地热。暖气管和地热管可都是温度比较高的热水呀，可以充当玻璃水的水源了。这样利用现有的资源创造更多的价值不比重新制作装置浪费资源的方法好吗？但可能有人质疑，已经有暖气了还要在玻璃中灌热水岂不是更浪费，其实不是这样的，大家都知道，散热面积越大，房间会越暖，也必要均匀，舒适感会更佳，所以还是有必要的。终于解决了水源的问题了，接下来我们必须对水源的处理下点功夫了.。通过了解我们得知暖气管里面的水和自来水大不相同，暖气管里面的水是经过供水站处理后的水，里面添加了一些化学药品，因此颜色会因此而出现变化，但这种变化是我们不希望看到的。如果直接通到玻璃中且不说对抽水设备有影响，更重要的是会影响装饰效果和房间的采光度，所以我们必须使用过滤设备对水源进行处理，在选择过滤设备上，即经济又节约，所以我们用滤沙过滤。有人可能会问简简单单的滤沙能过滤得干净吗？我的回答是“能”，沙石是大自然天然的过滤器，能够把泉水过滤得如此干净，更不用说暖气水了。当然我们选择的滤沙是专门的滤沙，能够有效的过滤掉水的颜色，至于水质我们就不用管了，这水不是饮用水，只要求透明即可。滤沙的工作原理如下：它的过滤器是利用特殊的滤沙将暖气管中的微小污物消除。滤沙作为清除污物的介质，被装填在过滤器内的腔体内。当抽水机工作时，含有悬浮的污物微粒的暖气管水由泵压入过滤管路中，再由控制开关的引导到达过滤器的出水口。暖气管水经过过滤器，微小的污物被沙床捕集滤除掉。过滤后的清水由过滤器底部经控制开关再由管道返回到玻璃中。过滤器经过一段时间的使用，积存的污物阻碍水流使其减弱。这时就要对过滤器进行清洁。我们设定一个抽水机反向工作开关，这时水流就变成了反方向流动，水流直接到达过滤器腔体的底部，再经过沙层反冲上来，将以前捕集的污物，残渣冲起从排水口排出，清洁后，重新开始正常的过滤。这样就可以解决水源的一切问题了，我们得到的就是透明度较好的水了。既然水已经被灌入玻璃，由于是冬天就必须考虑散热问题。冬天玻璃中的水直接与外部低温接触，温差过大会使水温将低得很快，会浪费过多的能耗，其实夏天亦然。为了解决这个问题我们采用三层玻璃隔离出两个夹层的办法。我们在玻璃的内夹层灌水，而外夹层充入一定浓度的co2, co2是温室气体能够起到保温的效果，在夏天的时候将它放掉即可。这样就能减少热量的过多浪费了。关于玻璃的材质我们必须做出要求：1、具有相对较高的刚性，需避免因大意而将玻璃砸碎而引发水溢出污染房间，冬天水温较高也容易烫伤人，并由此引发的用电安全。但该玻璃的刚性不应如钢化玻璃那般坚硬，用大且尖的物体砸得破就行，因为如遇火灾因无法砸开玻璃而丧失逃生路径酿成悲剧就不好了。灌水玻璃在火灾中应该能帮得上一点忙的，当火灾中大火封住了所有出路，或许当被困者砸开玻璃溢出的水会扑灭火，创造一条逃生的道路，这或许能够给被困者带来一线光明。2、具有一定的隔热效果。据权威数据显示暖气供水温度为65至90度，地暖系统供水温度为35至55度，地暖供水温度不可以超过60度，人如果直接接触的话可能会被烫伤的，尤其是老人和小孩子，正常的温度应该控制在二十度左右，因此该玻璃应具有的隔热效果应该为能将九十度的水隔绝为三十度左右，或是五十度隔绝为二十度两种，根据水源的不同自由选择。接下来就得考虑南方那种阴冷潮湿气候下的给排水装置了。南方的冬天不如北方这般寒冷，温度一般在零上几度或几十度，很少出现零下温度，所以水一般不会冻成冰的。南方城市建筑与北方取暖设施大不相同，南方取而待之的是空调，空调相比暖气的优点是可以根据自己的喜好调节温度的高低，这一点恰恰可以弥补热源短缺的问题。这里所说的热源和北方的暖气管热水可不一样，我们的热源是用来弥补玻璃里面水消耗的房间里的热能。因为我们采用直接向玻璃里通自来水的方法。因为我们不用担心水会结成冰呀！至于水消耗的热能我相信应该不会很多吧！为了减少屋内热能的过多浪费我们同样采用使用三层玻璃隔离出两个夹层的方法，但这一次我们将灌水夹层选择在了外面，而充了CO2的夹层放在里面，这样就能减小水对房间的影响了，又能利用到灌水玻璃的装饰效果了。但有人可能会考虑到下雪天或突遇降温天气温度降为零下不就失效了吗？这时我们只有一条路可走了！只有设定当温度低于零度时就打开排水泵排尽玻璃里面的水，这时候只能做一些小小的牺牲了，但据权威数据显示南方天气基本不会低于零度，所以不必太担心。当温度高于零度则抽水机开始工作了，进入正常温度后，抽水机就被命令隔时工作，每隔一个设定的时间抽水机工作一次将水换掉。至于需设定的时间由天气而水的质量而定。综合前年讲的种种设计，有人可能会产生这个疑问：“你的设计中总是要求密封严格，夏天要防止室外暑气进入室内；冬天又要防止寒气降低室内温度，那我们想通通风怎么办？”这个不必太过担心，因为我们也知道室内通风的好处。医学上强调人们要时常保持室内空气新鲜，这样能防止有害细菌滋生和流行性疾病的传播，能有效的呵护居住者的身体健康，因此我们一定会考虑通风问题的。其实只要你仔细想想，你会恍然大悟，我们对玻璃夹层的密封性要求很高，但窗户和一般窗户其实没什么区别，一样可以打开的。当窗外的天气有些许风又不太或不太冷时，比如冬天或是秋天，我们完全可以打开窗户享受凉爽的清风。但这时的给排水就得人为对它操作一下了，你只须取消温度对它的控制，让它恢复到每隔设定的时间就工作换水。到此我必须对电动机的工作原理做出设计，我们选择的抽水机是一般工作状态为定时工作，但如果设定为按照温度工作则只在感应温度高低工作，一旦取消了温度控制则自动切换为定时工作，电路图其实很简单：这样就既能让房间通风，又能享受到玻璃里的水带给房间独特的装饰效果。玻璃里面的给排水系统已基本解决了，下一项任务就该对玻璃或是玻璃里面的水“