(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射側に設けられると共に、片面もしくは両面に凹凸を形成して、入射光を内側に透過・散乱させる透明あるいは半透明の板材と、該板材と空間を隔てて射出側に設けられる別の透明な板材と、これらの板材の間の空間内に設けられると共に、そのフレネル面が上記入射側の板材に対面し、上記２枚の板材の少なくともいずれか一方の板材との間に空気層を形成するリニアー型フレネルレンズと、から構成されることを特徴とする採光・断熱窓。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自然光を採光すると同時に断熱機能を有する採光・断熱窓に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、断熱性能の高い窓としては、空気層を形成した複層ガラスがあったが、採光性能としては単板ガラスとほぼ同じであり、部屋の奥まで効果的に採光を図るのは困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、晴天および曇天に関わらず自然光を安定して取り込むことができ、明るい室内環境を創出することができるだけでなく、断熱機能を有する採光・断熱窓を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の採光・断熱窓は、入射側に設けられると共に、片面もしくは両面に凹凸を形成して、入射光を内側に透過・散乱させる透明あるいは半透明の板材と、該板材と空間を隔てて射出側に設けられる別の透明な板材と、これらの板材の間の空間内に設けられると共に、そのフレネル面が上記入射側の板材に対面し、上記２枚の板材の少なくともいずれか一方の板材との間に空気層を形成するリニアー型フレネルレンズと、から構成されることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。図１において、１は型板ガラス、２はリニアー型フレネルレンズ、３は透明ガラスであって、全体として型板ガラス１と透明ガラス３により、リニアー型フレネルレンズ２を挟む三層構造の採光レンズ系複層面材Ｓを構成している。
【０００６】
本発明における光を透過・散乱させる透明あるいは半透明の板材としては、上記型板ガラス１に限定するものではなく、ガラスやアクリル樹脂等の合成樹脂製の板材であって、片面もしくは両面に凹凸が形成されているものであればいずれでもよい。上記凹凸には、スリガラスのような微細な凹凸も含まれる。
【０００７】
上記型板ガラス１は、外側の表面が平滑となっていて清掃を容易にすると共に、内側すなわち上記リニアー型フレネルレンズ２に面する側の表面が凹凸になっている。なお、上記型板ガラスは両面が凹凸或いは外側が凹凸になっていてもよい。また、上記型板ガラス１は、防火・準防火地域においては、網入ガラスを使用するのが好ましい。
【０００８】
上記リニアー型フレネルレンズ２は、上記型板ガラス１の凹凸に面する側の表面が階段状のフレネル面２ａになっていると共に、上記透明ガラス３に面する側の表面が平滑になっている。フレネル面２ａのフレネル溝２ａ′は水平に配向されている。なお、該リニアー型フレネルレンズ２の厚さは、通常１〜２ｍｍ程度である。
【０００９】
図２は、太陽光と蛍光灯、タングステン電球および太陽光を光ファイバーを通して射出する集光伝送装置から射出光、および太陽光をアクリル平板（３ｍｍ厚）を透過させた射出光の、各々のスペクトル強度波長毎に計算してグラフ化したもので、アクリル平板を通して得られる太陽光のスペクトル分布は、ほとんど太陽光に近いことが分かる。従って、アクリル平板は自然光を室内に取り入れる採光窓の素材として最も適していることが確認される。上記リニアー型フレネルレンズ２は、上記アクリル樹脂の他に、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂などの樹脂材料であってもよい。
【００１０】
図３は、上記リニアー型フレネルレンズ２のフレネル面２ａを射出光側に向けた場合（Ａ）と、反対に入射光側に向けた（Ｂ）について、太陽光の入射角の変化や幅に対する射出光の収束性を測定したもので、この測定結果からフレネル面２ａを入射光側に向けた（Ｂ）の方が効果的であることが分かる。なお、上記図１の実施例では、フレネル面２ａを入射光側、すなわち型板ガラス１側に向けた場合を示すものであるが、本発明では、上記（Ａ）のようにフレネル面２ａを射出光側、すなわち透明ガラス３側に向けてもよい。
【００１１】
上記型板ガラス１や透明ガラス３として公知の紫外線吸収ガラスを用いることにより紫外線をカットした採光を得ることができる。また、上記リニアー型フレネルレンズ２に公知の紫外線吸収剤を混入して前記と同一に目的を達することができる。
【００１２】
上記透明ガラス３は、両側に表面が平滑になっており、一般にその厚さは２〜４ｍｍ程度である。これより厚くしたり、合わせガラスとするのが好ましい。
【００１３】
本発明の採光・断熱窓に用いる採光レンズ系複層面材Ｓは、以上のように構成されているので、図１に示すように、屋外からの自然光の入射光は、上記型板ガラス１の外側表面に斜め上方から入射するが、その透過光は型板ガラス１の凹凸により拡散されて上記リニアー型フレネルレンズ２のフレネル面２ａにより屈折されると同時に収束され、透明ガラス３に対してほぼ垂直な方向の射出光となって室内に入り、その結果、室内が奥の方まで明るくなる。この採光効果は、図７ないし図１２に示す測定結果からも明らかである。
【００１４】
図４は本発明の採光・断熱窓の一実施例を示すもので、上記型板ガラス１、リニアー型フレネルレンズ２および透明ガラス３を三層構造とした採光レンズ系複層面材Ｓを窓サッシ４に納めて構成されている。５は水密シール材である。図４において明らかなように、上記型板ガラス１と上記リニアー型フレネルレンズ２の間には間隔をあけた空気層Ｇが形成されていて、断熱機能を有する。また、上記リニアー型フレネルレンズ２と上記透明ガラス３の間にも間隔をあけた空気層Ｇが形成されていて、断熱機能を有する。本発明の採光・断熱窓としては、他にカーテンウォール、ガラススクリーンのように、採光レンズ系複層面材Ｓを建物の採光用開口部に組み込んで構成するものであればいずれでもよい。
【００１５】
図５は、片面を反射面とした反射ブラインドを採光・断熱窓の内側に設けた別の実施例を示すもので、採光・断熱窓からの射出光の方向を制御することにより、例えば、台所などのように窓のすぐ下を明るくすることが可能となる。
【００１６】
【発明の効果】
１）晴天および曇天に関わらず常に安定した自然光の取り込みが可能となり、明るい室内環境が得られるので、室内照明の省エネを図ることができる。
２）断熱機能を有するので、窓からの熱ロスを小さくすることができる。
３）断熱機能を有するので、採光用レンズの曇りや露結を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の採光系を示す断面図である。
【図２】各波長におけるアクリル板等のスペクトル強度を示すグラフ図である。
【図３】リニアー型フレネルレンズの入射角に対する射出角の特性を示す図である。
【図４】採光窓の一部切り欠き斜視図である。
【図５】反射ブラインドを組み合わせた採光窓の断面図である。
【符号の説明】
１  型板ガラス
２  リニアー型フレネルレンズ
２ａ  フレネル面
２ａ´  フレネル溝
３  透明ガラス
４  窓サッシ
５  水密シール材
Ｇ  空気層
Ｓ  採光レンズ系複層面材
【図１】
0003656794.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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