现代平开窗执手发展的历史与逻辑

  门窗执手是操作开关门窗的装置。由于操作门窗要用手，所以英语执手(handle)的词源就是手(hand)。执手是门窗系统与人发生关联的方式，一方面影响着窗功能的实现，另一方面影响着人的操作体验，还直接影响着人的视觉体验。因此，

  早期操作开关门窗的执手是独立的，后来才与锁系统联系在一起，不仅操作开关门窗，而且操作锁闭结构。直到现在，对于大型或者重型的门窗，还会将开关门窗与锁闭门窗的装置分离，例如大型推拉门的大拉手。本文探讨的是与锁系统相结合的门窗执手。

  由于窗的功能与门不同，窗执手发展成独立的一个分支。除了日常使用的频率不同以外，门执手与窗执手的最大不同是，门执手永远处于水平状态，特殊执手(例如提升推拉门)除外。而窗的执手则要求在锁闭状态时，执手的方向与窗框型材的方向一致，一般处于垂直方向。本文只探讨窗执手。

  窗可以分为两大类，推拉窗和平开窗。这两种窗户的运行和锁闭结构完全不同，因而操作装置也不同。本文只涉及平开窗的执手。

  平开窗主要分三类，内开窗，外开窗，还有复合功能窗。复合功能窗实际上也分属内开和外开，即内开内倒窗和悬挂外开窗。窗户的开启方法不一样，所适用的执手也不同。以下就从各个角度来介绍一下平开窗的执手。

  现代窗执手的起源必须从现代窗的起源开始探索。现代窗技术是指按照工业化生产流程大批量标准化生产的窗户。在很长的历史中，制作窗户都是靠工匠的手艺，没有标准，适合使用的范围有限。即便是17世纪后期英国发明的提拉窗，虽然机械原理复杂，流传广泛，但生产效率，窗型变化，适用建筑类型，都很有限。

  19世纪末英国人开发出一种标准冷轧铁窗，利用有限种类的标准型材能做出各种各样的窗户，包括内开窗，外开窗，双扇窗(French window)，中旋窗，高窗(Fanlight)，联排窗。由于当时延续了1000多年的窗技术没有配套的五金方案，于是开启了很久的配件发明过程，其中当然少不了执手。

  英国Crittall公司在1920年和1924年分别注册了内开窗和外开窗执手的专利。执手头部有一个横向的突起，在关窗的时候与窗框结合，形成锁闭效应。这两种执手的手柄形状类似，但内开窗在窗框上设计了一个锁座，而外开窗执手则直接将执手头部横向突起旋转到窗框上。显然，外开执手应该是最节省材料的方案，因此后来Crittall公司推出的窗户中，外开窗永远放在前面，放在后面的内开窗在窗型种类上也没有外开窗多。

  为了解决这一种执手只能锁闭一个点，不能确保窗户的密封的问题，Crittall后来推出了联动多点锁的解决方案。1925年Crittall在德国杜塞尔多夫的分公司的德语样本中推出了联动两点锁，1931年Crittall在美国底特律的分公司的样本中不仅推出了联动两点锁，而且拓展到了联动三点锁。这种多点锁是用一个附加的连杆将执手与副锁点连接起来。

  值得注意的是，1920年专利的诉求是焊在窗框上两个安装孔内的锁座。1924年专利的诉求则是用铆钉或螺丝将执手底板固定在窗扇型材上，窗框型材随之要做一点变形。也就是说，两个专利是对执手安装的步骤进行了改进。那么这种执手本身的发明应该更早。

  与Crittall公司同样有名的另一家英国标准铁窗企业Henry Hope & Sons Limited(以下简称Hope公司)也对这种形状的执手进行了研发，但更加侧重微通风的功能。这种执手的微通风功能是通过执手锁舌上的两个卡位与窗框结合时在框和扇之间形成两个不同大小的缝隙。现在可以查到Hope公司申请的8个专利，时间跨度从1918年一直到1943年。所有这些专利都是对这种执手的某个细节进行延伸开发。

  以Hope公司的三个专利为例做多元化的分析，能够准确的看出Hope公司研发执手的方向。1918年的GB130506A号专利设计了一个偏心轴，使执手锁闭窗框可以有4个位置能调节。1933年的GB414490A专利在执手轴外设计了一个压紧了的弹簧，弹簧所产生的摩擦力可以有效的预防执手打开时，由于执手自身重量而导致的向下回位的情况出现，可以让执手停留在任意位置。1943年的GB563580A号专利则是为了框包扇型材结构而设计的90度角的安装基座。

  在Hope公司1904年出版的90页样本中，有4页执手方案，其中青铜材质和锻铁材质的外开执手各5种，扁形外开执手5种，内开窗执手只有青铜材质的5种。这说明，这种执手实际上已经存在了很久。至少在1904年的时候，这种执手的技术已很成熟，适合使用的范围很广泛。实际上，利用旋钮结构锁闭窗户思想，早在19世纪欧洲的木窗上就被用来固定玻璃扇以及窗户的锁闭。

  但是，自从标准冷轧铁窗的系统逐渐成熟，为了适合铁窗型材的安装需要，也为了改善操作体验，这种古老的执手才正式开启了现代执手的发展历史。因此，满足安装需求，良好的操作体验和突出美感的三要素，同时能标准化和批量化生产才是被称为现代执手充分必要条件。

  这种执手流行了很久。由于其形状很像数字7，国内给它起了一个非常形象的名字，七字执手。由于在冷轧铁窗上固定执手十分便捷，可以焊接，还可以用铆钉或螺丝固定，因此得到了窗行业长期的青睐。随着轻金属(铝合金)和塑钢型材的发展，7字执手的应用场景越来越受局限。另外，7字执手看似多样的样式和材质，但由于外开窗的功能性限制，例如一定要考虑碰手和与窗框型材干涉的可能性，从根本上限制了7字执手在工业设计方面的发展。虽然这种执手到现在还能在市场上买到，但仅适用于低档的窗户。

  拨叉执手是我国窗行业起的名字，如果按照直译Fork Handle查找资料，几乎得不到任何结果。这种通过底部的拨叉驱动窗扇型材内部锁系统的执手在英语里面有两个表达方式，一种是Geared Handle，只有德国公司有时候用。而法国，意大利，英国和美国则使用Cremone来描述同一种产品。Geared Handle意指带齿轮结构的执手，这确实是拨叉执手的内部结构的准确描述。Cremone来源于法语，指在中间通过执手操作的天地插销结构。原始的用法是Cremone Bolt，是用于法式窗天地插销，法式窗是指双扇落地窗，常用于阳台。

  有人说Cremone Bolt最早出现在18世纪的法国。有的人觉得，尽管法式窗(双扇落地窗)源于法国，但法式门(双扇门)则是受了16世纪意大利文艺复兴时期的影响，到了17世纪，法式门才流行于法国。

  从国际专利查询平台上，在1924年以前能够查到这种双向垂直插销锁(在我国俗称为天地插销，以下简称天地插销)大部分都是法国的，还有少量瑞士的专利，美国只有一项(名称是Double-Throw Bolt，即双向插销，而不是单独的法语单词Crémone)。因此，说双扇落地窗及其双向垂直插销的锁装置起源于法国，并不过分。至少从发明专利的数量来看，法国人做出了大量的贡献。

  很长时期内，法国人为了这样的产品做了太多的尝试，持续探索技术发展的各种可能性，其耐心和创造力几乎能跟后来德国人对内开内倒窗配件的开发相媲美。最早的专利申请时间是1874年，但是公开日却到了1924年。不了解这一个专利背后有什么故事。

  天地插销有很多种传动方式，有两类比较多见，其中之一是齿轮齿条式。这种天地插销的内部结构与后来的拨叉执手，尤其是双向拨叉执手，完全一样，这可能是为何现在欧美还将拨叉执手成为Cremone的原因。实际上齿轮齿条结构不仅与拨叉执手有关，也与后来的传动壳有关，而传动壳则是方轴执手后来得到蓬勃发展的最重要的基础。

  另一类是转轮式，即用一个圆盘上面安装的两个立柱驱动上下插销。这个结构令我们想起了1938年德国Wilhelm Frank先生为其内开内倒的锁系统开发的角传动执手。应该说法国在这一时期对窗户锁闭方式的发明，对后来窗技术的发展有着深远的意义。

  1921年的杠杆式联动方式(FR536991A)非常特殊。它是用手柄向上推动上插销的同时，利用手柄内部的空腔带动一个拨片，这个拨片继而推动下插销。这个拨片的运行原理与后来的拨叉执手上的拨叉相同。

  当时窗技术非常先进的英国对这种产品几乎绝对没贡献，可见这种双扇落地窗型在英国并不多见。很有趣的是现在的英国提供老式门窗五金的Frank Allart公司还在生产和销售这种天地插销，使用的竟然还是Cremone bolt这个名称。

  拨叉执手大概在1990年代末，随着内开内倒配件在我国的普及，配内开内倒的拨叉执手逐渐在国内兴起。随着我们国家幕墙行业的发展，大多数都用在幕墙外开窗的拨叉执手应用场景范围非常广泛。

  拨叉执手有代表性的有两家，一个是GIESSE，一个G-U。GIESSE在2003年印发的《GIESSE STYLE CURTAIN WALL》给幕墙外开窗提供了一套带拨叉执手的五金方案。GU在2010年给金属窗配置的五金中，也有完整的拨叉执手系列，依据旋转角度不同分别适用于外开窗或内开内倒窗。有必要注意一下的是GIESSE这家意大利公司用的是Cremone，而GU这家德国公司则使用Geared handle.

  这些拨叉执手的结构原理和制作流程与工艺成熟，实现工业化生产也没有一点难度，所以我国企业也相应推出了自己的产品和解决方案，不再是国外公司的特色产品。这就给人留下一个印象，就是经过长达100多年的探索和发展，这种拨叉执手似乎能够完全满足现代窗户的所有需求，很难来想象逐步提升的空间。但是，这种执手实际上有一个实质性的缺陷，根源就是传动结构与执手融合，限制了执手外观的工业设计的可能性。

  首先，由于强度的要求，拨叉执手的结构部分必须做得很大，这样才可以提供足够的扭力力矩。其次，拨叉执手的功能性部件都是锌合金压铸成型。锌合金本身的质量和长时间使用的过程中的氧化作用，

  会影响执手的常规使用的寿命。现代居住性建筑的常规使用的寿命至少是50年，公共建筑有可能达到70年甚至100年以上。从建筑寿命的角度看，这种拨叉执手的适用性确实允许被质疑。第三，由于拨叉执手功能性基座小型化的可能性较低，使得这种执手的外观的工业设计没有很大的发展空间。也就是说要想使这种执手满足人类的美感需求，可能性较小。也正是因此，即使在我国市场上，这类执手通常用于公共建筑，很少进入居住性建筑。目前，这种拨叉执手的应用场景范围有逐步减少的趋势。

  但是，也有一个例外，那就是近些年一些公司开发的用于内开内倒的隐藏式执手。这种隐藏式执手主要是适用于窄边型材的内开内倒窗，将执手安装的扇框的侧面，用拨叉驱动锁系统，从窗户的正面完全看不到执手。

  实际上，法国人在天地插销方面的探索并非只是导致了拨叉执手的发展，还启发了另一个发展趋势，就是独立的传动壳。天地插销发展的内在逻辑是多点锁，是传动，那么拨叉就不是唯一的选择。Friedrich Wilhelm Kiekert在1913年注册的一个专利非常特殊，与同一时期所有的外装天地插销不同，他设计了一个安装在木窗型材内部槽口的隐藏式天地插销，并通过一个联动传动壳与外装的执手相连接。

  这个发明的前瞻性毋庸置疑，后来德国在开发内开内倒传动器时，由于是用于木窗和塑钢窗的传动器在原理上与这个专利完全相同。例如Siegenia公司1972年注册的专利。有一点差异就是当年法国人的专利上有两个孔，应该与安装执手有关。但Siegenia公司的专利中，传动壳上并没有执手的安装孔。由于是用于木窗型材，与Siegenia公司专利有关的执手可能直接固定在木质窗框型材上。

  GSG公司在2005年注册的一款带一个锁点的传动壳是很典型的现代转动壳，在方轴孔两侧各有一个安装执手的螺丝孔，两个螺丝孔之间的距离是标准的43mm。

  传动壳的标准化给执手发展创造了充分的发展空间。在欧洲出现了专门生产与标准化传动壳相连接的标准的执手基座，于是许多欧洲的门执手公司直接采购标准基座，将自己的门执手稍加调整，就推出了与门执手风格相同的窗执手。在这一时期，窗执手暂时与门执手处于相对同步的发展。但另一方面，这样的一种情况也在某些特定的程度上限制了窗执手的发展。

  铝合金窗的开始进入市场的时间很早，一直到了60年代才逐渐代替冷轧铁窗，最终的原因是没有合适的五金方案。适合铁窗安装的五金都是用焊接或者螺丝固定，适合木窗的五金能轻松地用螺丝固定。但铝合金窗则不同，不能焊接，也不能简单地用螺丝固定。因为铝合金的硬度有限，铝合金型材厚度有限，也不适合用螺丝固定。

  对于传动壳来说，如果安装在铝合金型材上，固定传动壳的方向与执手固定到转动壳的方向呈90度角，于是产生了一个大的麻烦。如果执手固定牢固，必然会将传动壳拉斜。如果不拉斜传动壳，执手就不会固定牢固。2017年中国的一个发明专利完全解决了这样的一个问题。该专利设计的防拉斜安装块在安装过程中，与传动壳分离，最终与铝合金型材结合。这个方案完美地解决了两个呈90度角的固定方向相互影响的问题。

  1970年代，内开内倒窗配件的技术在德国已确定进入成熟阶段。与其相关的执手基座引起了业内的重视，几个关于执手基座的发明专利陆续注册成功。

  Gretsch-Unitas在1973年的专利明确显示是用于内开内倒系统。Wilhelm Frank在1974年的专利突出了与传动壳的安装关系。Hans Goldschmidt在1975年的专利则展示了内部结构的细节。到了1970年代后期，适用于方轴执手的与转动壳相固定的传动壳的技术基本成型。意大利成立于1968年的ATP di F. Garzoni公司专门生产各种门和窗执手的基座。有基座的方轴执手，开始了真正的工业化生产的现代窗执手的生命周期。

  标准基座方轴执手还是有一个问题没解决，就是作为功能件的基座依然对窗执手外形的工业设计形成了限制。实际上，对无基座执手的探索很早就慢慢的开始了。Roto Frank AG公司从1990年代就对无基座执手进行了尝试，注册了一系列专利。Van Parys Emmanul的专利成为了Schueco公司无基座执手的标配。近些年，我国门窗五金行业也在这方面做了探索。可以说，无基座执手为窗执手的工业设计开拓出了全新的发展空间。这方面内容过于庞大，将会进行专题探讨。

  很长时期以来，窗执手都是弱关注度的产品，通常被当做窗配件的一部分，或者是门执手开发的副产品。造成这样的一种情况实际上有着很长的历史原因。从历史的发展过程来看，门执手和窗执手的进化动因完全不同。追溯历史，可以让我们对人类技术发展的本质产生某种特殊的理解。通过对西方执手技术发展的历史过程的探讨，也会会有助于我们对窗技术未来的发展的新趋势的把握起到一定的帮助。