JPS597852A - 反射吸熱窓 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は建物の開口部に設置され、建物の冷Ｕに房負荷
に強い影響を与える太陽輻射を制御する反射吸熱窓に関
する。

冷暖房に関連して太陽輻射の室内へ侵入の遮蔽あるいは
導入を制御するためには、従来、ガラスの一面に金属性
反射体を貼着したり、金属性反射体を貼着したフィルム
をラミネートした輻射除去ガラスあるいは太陽輻射に対
して透過性を改善した輻射取得ガラスあるいは太陽輻射
のうち近赤外部を選択的に吸収するようにし、室内への
再輻射により太陽熱を取得するようにした熱線吸収ガラ
スあるいはこれらの複合した特性をもたせたガラスが用
いられてきた。しかしながらこれらの方式はいずれも冷
房または暖房のどちらか一方にしか効果を示さず、冷房
用に用いられる輻射除去ガラスは冬期には有、効に太陽
エネルギーを室内に導入できない点ではむしろエネルギ
ー的には損失となっている。同様に、冬期用いられる輻
射取得ガラスや熱線吸収ガラスが、夏期太陽輻射を通常
ガラス以上に室内に取り込むことになり、冷房負荷を増
大させる原因となる。これらのフィルムやガラスは通常
、エネルギー取得分が損失分を相殺することをむしろ前
提条件とし、２年間のエネルギーの損得を計算し、その
上で、エネルギー利得がありと認められるか否かを判断
してその採用を決定しているのが現状である。例えば、
開口が大きく、ひさしがなく空調を前提とした温暖地域
での事務所、ビル等では、冷房負荷に対する太陽輻射の
寄与分が極めて大きいため、暖房期における太陽熱除去
損失をおぎなって余りある場合が多いが、比較的寒冷な
地域にあるビルや冷房より暖房を重視する住宅等におい
ては、これは必ずしもあてはまらない。すなわち、従来
技術による種々のフィルムやガラスの適用範囲は比較的
限定されるという欠点があった。

しかるに近年、建物における省エネルギー化の必要が叫
ばれ、建物断熱化とともに、窓開口部力。

らの冬期の積極的な太陽熱取得と、夏期の輻射熱除去に
関し、両方の機能を相そなえだ窓開口部材の開発が嘱望
されている現状にある。

本発明は、°これらの現状を背景になされたもので、反
射吸熱性ガラス窓を回転できる構成とし、夏期、冬期で
表裏を、室内側に対し変更する簡単ガ操作で実現する全
シーズン省エネルギー型窓を提供することを目的とする
。

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する０ 第１図は本発明の反射吸熱窓を構成する主要な要素であ
る複合芯透光体の側断面図で太陽輻射に対し、吸収率を
増強した例えばガラスなどの透光性平板１の一面に反射
増強層２を付着させ反射処理を施したものである０ガラ
スの吸収率増強には公知の金属元素を導入する方法によ
り任意の太陽輻射吸収率を得ることができる。特に本発
明の実施にあたっては可視光吸収性より近赤外吸収性の
大きいガラスが望ましく、その目的から金属元素として
は鉄分などを用いることが推奨される。ガラス等透光体
乎板１の一面の反射処理においても公知の種々の方法を
採用することができる○例えはアルミ、銅などの金属を
蒸着、ス・４ツタ−、メッキなどの方法により薄膜状に
結着し、樹脂等で保護コートするか、あるいは高分子膜
に同様な方法で金属薄膜を結着し、ガラス等の一面に貼
付結着する方法である。いずれも反射率は比較的任意に
選定できる。ただし、上記吸収率と反射率の選択と、そ
れによる省エネルギー性の間には、後述するように一定
の関係があり、吸収率としては１ｏ％から５０％の値を
、また反射率としては２０％以上の値を室内への光線透
過率との関連において採用することが必要である。

第２図、第３図は、それぞれ前記複合芯透光体を太陽輻
射の入射面を反射増強面とする場合と、その相対する面
とする場合の反射吸収特性を説明する図である。

図に示された分岐する矢印は太陽輻射と複合芯透光体の
吸収率、反射率とのかねあいで、室外に除去される輻射
と室内に透過する輻射の各成分を模式的に示したもので
ある。図を単純化するために裏面反射や、高次の内部反
射は図示していないがこの単純化により、本発明の原理
が一般性を失なうことはない点は明らかである。

第２図において、反射増強面２から太陽輻射３が入射す
ると、まず表面で反射増強面２の反射率に対応して、反
射成分４が室外へ除去される〇一方、残りの輻射成分は
ガラス内を貫通し、ガラスの吸収率に対応した吸収をう
けた後、室内へ透過成分６として取得される。その間吸
収された輻射成分はガラス等透光性乎板１を伝導し、そ
の温度を高め、その結果として、室内外に放熱成分６゜
７として放熱される。室内放熱分６と室外放熱分７の割
合は室内および外気温湿度、天空輻射量により異なる値
となる。

反射成分４と吸収伝導放熱の室外成分７を加えたエネル
ギー成分の入射成分３との比を太陽輻射除去率、透過成
分５と室内放熱成分６を加えたものの入射成分３との比
を太陽輻射全透過率と呼称することもあり、ここでは簡
略にそれぞれ除去率および全透過率と記述し、通常用い
られる透過成分５のみを考慮した透過率と区別する。

第３図は反射増強図２の相対する面に太陽輻射を入射さ
せた場合を示しており、入射する太陽輻射３は透光性平
板１で吸収・伝導し、室内側および室外側にそれぞれ伝
導放熱成分９．１０として放熱する。残部の輻射は反射
増強面２で反射率に対応した反射をうけるが、その輻射
成分の一部はガラス１を貫通する間再度吸収され伝導し
、室内。

室内にそれぞれ伝導放熱成分１１．１２として放熱する
。残部は室外へ反射成分８として除去される。一方反射
増強面２で反射されなかった残部の輻射が透過成分５と
して室内に取得される。したがってこの場合の除去率は
反射成分８と伝導放熱成分１０および１２を加算したも
のであり、全透過率は透過成分５と伝導放熱成分９およ
び１１を加算したものとなる。

このように第２図、第３図の説明と図から定性的に理解
されるように、第２図の入射状態（は第３図のそれに比
べ、除去率が大きく、第３図の入射状態は第２図にそれ
に比べ室内への全透過率が大きい。したがって夏期や冷
房中間期、冷房負荷を小さくするには複合窓透光体を反
射増強面２を室外側に向け、冬期や暖房中間期には、反
射増強面２を室内側に向けるようにすれば、各時期の太
陽熱利用は非常に効果的に行なわれることが理解されよ
う。

このような複合窓ガラスを上記のように使用するだめの
具体的な窓部材として構成する反射吸熱窓としての一実
施例を第４図に示す。図中４１は前述の反射・吸熱性複
合窓透光体、４２はそれを支持固定するフレームである
。フレーム４２は夏冬で複合窓透光体４１０表裏が変更
できるように透光体面に沿う回転軸４３との交点部分で
、窓枠材４４に対し少くとも１８０°回転自在に支持さ
れる。このような構成により、夏は反射増強面を外側に
、冬は内側にするようフレームを４２回転させ、口、り
４６，４６′等により、フレーム４２を窓枠材４４に固
定することができる。

つぎに、複合窓透光体の関連物理量の間の関係と、省エ
ネルギー効果を、第５図の特性図を中心に説明する。第
５図は本発明の複合窓透光体の母材をガラスとした場合
の透過率および反射増強面の反射率を多様に変化させ、
その表裏に対し複合芯透過体の太陽輻射全透過率の冬期
における増分を省エネルギ一度として百分率であられし
たものである。すなわちここで省エネルギ一度とは、夏
期従来法と同様に反射性ガラスとして用いる場合すなわ
ち、反射増強面を外側に用いる場合に対し、冬期もその
状態で放置する場合と、本発明の方式により、冬期は反
射増強面を内側に回転して用いる場合の太陽輻射の室内
への取得量に関連する全透過率の増分を百分率で示した
ものである０図中、横軸Ａはガラスの吸収率を百分率で
示し、Ｂは前述の省エネルギ一度を示し、曲線１Ｄ〜６
Ｄに対応する。Ｃは対応する反射増強面の反射率を百分
率で示し、曲線１Ｅ〜６Ｅに対応する。

また、ｉＤ、ＩＥは複合窓ガラスの透過率（第２図、第
３図の透過成分５に対応）が百分率で３０％の場合、２
Ｄ、２Ｅは３６％、３Ｄ、３Ｅは４ｏ％、４Ｄ、４には
４５％、５Ｄ、５には５０％、ｅＤ、ｅＥは５５％とし
た場合の特性曲線である○ 第５図より明らかなように、本発明において、吸収率、
透過率、反射率は独立かつ任意的ではなく一定の関係に
あり、例えば透過率の種々の値に対して省エネルギ一度
が最適となる吸収率が存在する。また、前述したように
図に示す特性は冬期における基準条件下での省エネルギ
一度を示したものであり、夏期の効果を大きく期待する
には、反射率をより大きな値に選定する方が有利である
０さらに、これらの語数値は実際的な生活における窓の
本来的機能からくる条件からも制約される。

これは例えば、省エネルギ一度を向上させるためとはい
え、透過率を大幅に低下させることは明るさ等の点で好
ましくない等の条件である。

以下、これらの諸条件における限界値から、本発明を効
果的に実施するだめの吸収率および反射率の最適範囲に
ついて説明する。

省エネルギ一度は少なくとも６％以上あることが本発明
における材料的投資増分等を考慮して推奨される。また
、透過率は視覚的にもある程度抑えた方が外界のぎらつ
き、まぶしさを防止する［ｍで快適ではあるが、視覚的
には少くとも３０％以上の透過率を保持することが望ま
しい。一方、太陽輻射に対する反射率については夏期に
おける輻射除去効果を確保するために、少くとも２０％
以上とすることが推奨される。

これらの条件を考慮すると複合窓透光体の太陽輻射吸収
率Ａは第６図より、少なくとも１０％より５０％の範囲
にあることが推奨される。

本発明をさらに有効たらしめる他の実施例を第６図に示
す。図中１，２はこれ捷でに説明してきた吸収性ガラス
と、反射増強層を夫々示す。この複合窓透光体面に平行
して空隙６１を介して、例えば通常の透明ガラス６２な
どの透光性平板を、第４図に示したフレーム４２、窓枠
材４４に前述の例と同様に設置し、前例と同様、夏期は
反射増強面２を室外側に、冬期は室内側にして用いる。

本例の顕著な特徴は本発明の夏期および冬期の効果をそ
れぞれ増強させるだけでなく、通常ペアガラスとして知
られる二重ガラスによる熱量流率の減少、遮音特性の改
良をも意図したものである０夏期および冬期の効果をそ
れぞれ増大する理由は以下の説明により明らかであろう
０本実施例の要件の一つは複合窓透光体の透光性平板の
吸収率を通常にくらべ増大させる点にあり、その点複合
窓透光体自身は通常ガラスに比べ温度が上昇するので、
そのためこの複合窓透光体が室外側にある夏期には、こ
の複合窓透光体から室外への伝熱が大きくなり、結果と
して太陽輻射除去率を大きくするよう作用する。一方冬
期においては前述した本発明の動作から、複合窓透光体
は室内側にあり、通常ガラスに比しより高温である点と
空隙６１の温度が外気温より高くなる点を考慮すると、
室内への太陽輻射全透過率が、単一の複合窓透光体を用
いる場合に比べ著しく大きくなるのである。このように
本実施例の効果は熱量流率減少による熱損失の減少と、
遮音特性向上のみならず、本発明の省エネルギ一度向上
に顕著な効果を有するものである。

以上の実施例は、本発明の態様を理解するために特定の
・材料、構成を取り上げ説明しているが、実施にあたっ
ては同様な機能を有する他の材料あるいは構成または異
なる組み合わせが可能である。

例えば複合窓透光体は必ずしもガラスに限定されるもの
ではなく、アクリル、ポリカーボネートなど合成樹脂材
料によっても、本発明は実施できる０以上詳述してきた
ように、本発明は太陽輻射の一部を吸収する透光性平板
の一面に反射処理を施した複合窓透光体を回転自在に形
成した反射吸熱窓で夏期や冷房中間期において太陽輻射
を有効に除去し、一方冬期や暖房中間期には太陽輻射を
有効に室内に取得することによって年間にわたる建物の
省エネルギーに顕著な効果を有するものである０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用される複合窓透光体の実施例を示
す断面側面図、第２図および第３図は第１図に示した複
合窓透光体の反射吸収特性の説明図、第４図は本発明に
よる反射吸熱窓の実施例を示す斜視図、第５図は本発明
による反射吸熱窓の特性図、第６図は本発明に使用され
る複合窓透光体の他の実施例を示す断面側面図である０
１・・・・透光性平板、２・・・・・・反射増強層、４
１・・・・複合窓透光体、４２・・・・・フレーム、４
４・・・・・・窓枠材、６１・・・・空隙、６２・・・
・透光性乎板０代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男
　ほか１名第１図 第４図 ３

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）太陽輻射の一部を吸収する透光性平板の一面に太
   陽輻射の一部を反射する処理を施した複合窓透光体と、
   前記複合窓透光体を支持固定するフレームと、前記フレ
   ームを支持する窓枠材とを有し、前記フレームが窓枠材
   に対して少なくとも１８００回転可能であることを特徴
   とする反射吸熱窓。
2. （２）透光性平板の太陽輻射吸収率が１０％から６ｏ％
   の間にあり、かつ、反射処理を施こした面の太陽輻射反
   射率が２０％以上である特許請求の範囲第１項記載の反
   射吸熱窓。
3. （３）複合窓透光体の反射処理を施こしていない側に、
   当該複合窓透光体面と平行に太陽輻射透過性透光平板を
   空隙をもって配置した構造体をフレームに支持固定した
   特許請求の範囲第１項記南Ｖの反射吸凱窒。