(57)【要約】【課題】夏の日中は複層ガラス板を通して室内へ入射する熱を抑え、冬の日中は複層ガラス板周辺の熱を有効に利用して、快適な住環境を得ることができる窓構造と窓の冷却方法を提供する。【解決手段】建築物躯体に取り付けられた外枠１２と、外枠１２の内側に設けられた障子１４と、障子１４に設けられた複層ガラス板４８を有する。ガラス板４８の室内側に取り付けられ上方が開閉可能で隙間がないブラインド３４と、ガラス板４８とブラインド３４の間の上方の空間を外気に連通する上通気部３８と、ガラス板４８とブラインド３４の間の下方の空間を外気に連通する下通気部２８を備える。上通気部３８と下通気部２８を開閉する一対の開閉部材３２，４２を備える。ガラス板４８の外側面は親水性処理が施され、ガラス板４８の外側面の上方に取り付けられた放水パイプ５２と、放水パイプ５２に近接して取り付けられガラス板４８の上部外表面を覆うメッシュシート６２を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物躯体に取り付けられた外枠と、前記外枠の内側に設けられた障子と、前記障子の框に設けられている複層ガラス板と、前記框に設けられ前記複層ガラス板の室内側に取り付けられ上方が開閉可能で隙間がないブラインドと、前記框に形成され前記複層ガラス板と前記ブラインドの間の上方の空間を外気に連通する上通気部と、前記複層ガラス板と前記ブラインドの間の下方の空間を外気に連通する下通気部と、前記上通気部と前記下通気部を開閉する一対の開閉部材が設けられ、前記複層ガラス板に日光があたって熱せられる夏季は、前記ブラインドを閉めて室内への熱の移動を防ぎ、前記上通気部と下通気部を開いて、前記複層ガラス板と前記ブラインドの間の空間を外気に開放し、熱い空気が前記上通気部から外に出るとともに前記下通気部から外気が流入して前記複層ガラス板表面の温度を下げ、冬季は、室内へ日光により暖められた暖かい空気を取り入れ可能に、前記上通気部を閉じて暖かい空気が外に出ることを防ぎ、前記下通気部を開いて外気を流入させ、前記ブラインドの上方を開けて暖められた空気を室内に供給可能としたことを特徴とする窓構造。
【請求項２】
前記複層ガラス板の外側面は親水性処理が施され、前記複層ガラス板の外側面の上方に取り付けられた放水パイプと、前記放水パイプに近接して取り付けられ前記複層ガラス板の上部外表面を覆うメッシュシートが設けられ、前記放水パイプから放水された水は、前記メッシュシートにしみて水平方向に広がり、前記複層ガラス板の表面に均一に広がって下方に流れて前記複層ガラス板を冷却することを特徴とする請求項１記載の窓構造。
【請求項３】
前記框の前記上通気部は前記外枠に対向し、前記外枠には、前記上通気部に連通し外気に開口する排気部が設けられ、前記排気部の開口部には、前記排気部を覆うカバーが設けられていることを特徴とする請求項１記載の窓構造。
【請求項４】
建築物躯体に取り付けられた外枠に障子が設けられ、前記障子には外側面に親水性処理が施されている複層ガラス板と、前記複層ガラス板の外側面の上方に取り付けられた放水パイプと、前記放水パイプの下に近接して取り付けられ前記複層ガラス板の上部分を覆うメッシュシートが設けられ、前記放水パイプには、コントローラで制御されたバルブにより流量や間欠のタイミングを制御して水が流され、この水量は、前記メッシュシートから前記ガラス板表面前面を覆うとともに、前記ガラス板表面から多くが流れ落ちない程度に制御され、前記放水パイプから流れた水は、前記メッシュシートにしみ込み、前記メッシュシートの幅に水が広がり、前記メッシュシートからあふれて前記複層ガラス板に流れ、前記複層ガラス板表面全面を冷却することを特徴とする窓の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、建築物の開口部を断熱構造とした窓構造と窓の冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、窓構造の断熱性能を高めて、外気の気温の影響を抑え室内の温度変化を小さくするために、開口部に複層ガラスを取り付けたものがあった。さらに、特許文献１に示す木製サッシのように、障子の枠や框を木製にして外観意匠を良好にするとともに、複層ガラスにして省エネルギー化を可能とした窓構造もある。
【特許文献１】特開２００４−１６２３３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の技術の場合、室内の熱を逃がさないようにしつつ、太陽エネルギーを取り入れることができる構造は、複層ガラスを用いたものしかない。特に、住宅のエネルギー効率を考えた場合、冬においては窓から入る太陽エネルギーは効率的に利用することが好ましいが、夏の日射を遮蔽しつつ、冬には太陽エネルギー十分に取り入れることができる窓構造は存在しない。
【０００４】
近年、北海道、東北地方へも高断熱構造による無暖房住宅が広がりつつあるが、夏においては、ガラスから入る巨大なエネルギーにより、ガラス表面は室温よりかなり高い５０℃〜６０℃になり、その輻射熱により人にも不快な状況となるものであった。
【０００５】
また、複層ガラスにより窓を断熱しても、ガラスに日光があたり暖められると、一対のガラス板の内側の空気は移動しないため高温になり、ガラスを透過して入射する赤外線によるエネルギーも多い。従って、夏はこれにより室内の温度が高くなるという問題があり、窓を冷却する方法が求められている。一方、冬は窓の周囲に熱がこもり暖かくなるが、この熱を日中に積極的に室内に取り入れたり、夜間には断熱ブラインドなどにより断熱してはいなかったため、このエネルギーが無駄になっていた。
【０００６】
この発明は、上記従来の技術の問題点に鑑みてなされたものであり、夏の日中には複層ガラスを通して室内へ入射する熱を抑え、冬の日中は複層ガラス周辺の熱を有効に利用し、冬の夜は放熱を防ぎ、快適な住環境を得ることができる窓構造と窓の冷却方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、建築物躯体に取り付けられた外枠と、前記外枠の内側に設けられた障子と、前記障子の框に設けられている複層ガラス板と、前記框に設けられ前記複層ガラス板の室内側に取り付けられ上方が開閉可能で隙間がないブラインドと、前記框に形成され前記複層ガラス板と前記ブラインドの間の上方の空間を外気に連通する上通気部と、前記複層ガラス板と前記ブラインドの間の下方の空間を外気に連通する下通気部と、前記上通気部と前記下通気部を開閉する一対の開閉部材が設けられ、前記複層ガラス板に日光があたって熱せられる夏季は、前記ブラインドを閉めて室内への熱の移動を防ぎ、前記上通気部と下通気部を開いて、前記複層ガラス板と前記ブラインドの間の空間を外気に開放し、熱い空気が前記上通気部から外に出るとともに前記下通気部から外気が流入して前記複層ガラス板表面の温度を下げ、冬季の日中は、前記ブラインドの上方を開けて室内へ日光により暖められた暖かい空気を取り入れ可能とし、前記上通気部を閉じて暖かい空気が外に出ることを防ぎ、前記下通気部を開いて外気を流入させて暖められた空気を室内に供給可能とし、冬の夜間は、前記ブラインドを閉じて断熱し室内のエネルギーの損失を防ぐようにした窓構造である。
【０００８】
さらに、前記複層ガラス板の外側面は親水性処理が施され、前記複層ガラス板の外側面の上方に取り付けられた放水パイプと、前記放水パイプに近接して取り付けられ前記複層ガラス板の上部外表面を覆うメッシュシートが設けられ、前記放水パイプから放水された水は、前記メッシュシートにしみて水平方向に広がり、前記複層ガラス板の表面に均一に広がって下方に流れて前記複層ガラス板を冷却するものである。
【０００９】
前記框の前記上通気部は前記外枠に対向し、前記外枠には、前記上通気部に連通し外気に開口する排気部が設けられ、前記排気部の開口部には、前記排気部を覆うカバーが設けられている。
【００１０】
またこの発明は、建築物躯体に取り付けられた外枠に障子が設けられ、前記障子には外側面に親水性処理が施されている複層ガラス板と、前記複層ガラス板の外側面の上方に取り付けられた放水パイプと、前記放水パイプの下に近接して取り付けられ前記複層ガラス板の上部分を覆うメッシュシートが設けられ、前記放水パイプには、コントローラで制御されたバルブにより流量や間欠のタイミングを制御して水が流され、この水量は、前記メッシュシートから前記ガラス板表面前面を覆うとともに、前記ガラス板表面から多くが流れ落ちない程度に制御され、前記放水パイプから流れた水は、前記メッシュシートにしみ込み、前記メッシュシートの幅に水が広がり、前記メッシュシートからあふれて前記複層ガラス板に流れ、前記複層ガラス板表面全面を冷却する窓の冷却方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の窓構造と窓の冷却方法は、簡単な構造で複層ガラス板の窓を通して日光により供給される熱を、夏の日中は効率よく遮断し、冬の日中はこれを有効に取り入れ夜は断熱して利用し、快適な住環境とすることができるようにしたものである。また、室内の環境を整えるためのエネルギーが不要でランニングコストがかからず、環境にも配慮したものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１〜図３はこの発明の一実施形態を示すもので、この実施形態の窓構造１０は、建築物躯体に取り付けられる木製の外枠１２の開口部内側に、この開口部を開閉可能な木製障子１４が設けられている。木製障子１４は、図示しない手段で外枠１２内を摺動したり、ヒンジを中心に回転したりして、開閉可能に形成されている。
【００１３】
外枠１２には、下枠１６と上枠１８が互いに平行に設けられ、下枠１６と上枠１８の両端部を連結しほぼ垂直に位置する一対の縦枠２０が設けられている。下枠１６の、長手方向に対して交差する断面形状は、ほぼ水平な上面１６ａと、上面１６ａにほぼ直角に連続する室内側面１６ｂと、室内側面１６ｂにほぼ直角に連続する水平な下面１６ｃと室外側面１６ｄで矩形に形成され、上面１６ａと室外側面１６ｄの間の角部は、２箇所の段部１６ｅと室外へ僅かに斜め下方に向かう傾斜面１６ｆが形成されている。下枠１６の下面１６ｃは、外壁１７に取り付けられている。
【００１４】
外枠１２の上枠１８の、長手方向に対して交差する断面形状は、ほぼ水平な上面１８ａと、互いにほぼ直角に位置する室内側面１８ｂ、下面１８ｃ、室外側面１８ｄで矩形に形成され、下面１８ｃと室外側面１８ｄの間の角部は、矩形の切欠部１８ｅが設けられている。切欠部１８ｅの外側上方には、排気部２１が設けられ、排気部２１は、切欠部１８ｅの上面から上枠１８の内側に達しほぼ直角に室外側面１８ｄへ向かって延出し室外側面１８ｄに開口している。室外側面１８ｄの、排気部２１よりも少し上にはカバー２２が設けられ、カバー２２は、室外側面１８ｄからほぼ直角に外側へ突出し先端は下方に折り曲げられた板体であり、雨などが排気部２１に進入することを防いでいる。上枠１８の上面１８ａは、外壁１７に取り付けられている。排気部２１の長さは適宜設定可能であるが、例えば、上枠１８の１／４程度の長さにする。
【００１５】
このような外枠１２に取り付けられる木製障子１４は、外枠１２の下枠１６の内側に平行に設けられた下框２４と、外枠１２の上枠１８の内側に平行に設けられた上框２６と、下框２４と上框２６の両端部を連結しほぼ垂直に位置する一対の縦框２７が設けられている。
【００１６】
下框２４の、長手方向に対して交差する断面形状は、ほぼ水平な上面２４ａと、互いにほぼ直角に位置する室内側面２４ｂ、下面２４ｃ、室外側面２４ｄで矩形に形成されている。下框２４の中心付近には、上面２４ａと下面２４ｃに連通する下通気部２８が設けられている。下通気部２８の下面２４ｃ側の開口部は下枠１６の下枠１６ｆに対向する位置に形成され、下枠１６ｆとの間に空間が設けられて外気に開放されている。下通気部２８の上面２４ａ側の開口部には、開閉部材３２が上面２４ａ表面に設けられている。下通気部２８の長さも適宜設定可能であるが、例えば、下框２４の１／４程度の長さにする。
【００１７】
下框２４の上面２４ａの、開閉部材３２よりも室内側には、ブラインド３４が設けられている。ブラインド３４は、例えばハニカム構造で伸縮自在であり、室内外方向には通気を抑え、空間を遮断するものである。なお、ブラインド３４の下端部３４ａは下框２４に着脱自在に係止されている。下框２４の、室内側面２４ｂと下面２４ｃの間の角部には、下枠１６の段部１６ｅがゆとりを有して嵌合されるように切り欠かれ、切り欠かれた部分にパッキン３０が設けられている。パッキン３０は、下枠１６の段部１６ｅに、摺動可能に密着する。下面２４ｃには、室外側面２４ｄに連続する角部に沿って、後述するガラス板４８を保持する保持部材３６が取り付けられている。保持部材３６は、アルミ製の長尺部材であり、下面２４ｃに沿う水平な面と、室外側面２４ｄから隙間をあけて垂直方向の上方に延出する面を有するＬ字形に形成されている。
【００１８】
上框２６の、長手方向に対して交差する断面形状は、ほぼ水平な上面２６ａと、互いにほぼ直角に位置する室内側面２６ｂ、下面２６ｃ、室外側面２６ｄで矩形に形成されている。上框２６の中心付近には、上面２６ａと下面２６ｃが連通する上通気部３８が設けられている。上通気部３８の上面２６ａ側の開口部は、外枠１２の上枠１８の切欠部１８ｅに対向し排気部２１に連通する位置に設けられている。上通気部３８の長さは、排気部２１の長さと同程度に形成すればよいが、例えば、上框２６の１／４程度の長さにする。上面２６ａと、上枠１８の切欠部１８ｅとの間には空間が設けられ、ここからも外気に開放されている。上通気部３８の下面２６ｃ側の開口部には、開閉部材４２が下面２６ｃ表面に設けられている。
【００１９】
上框２６の、開閉部材４２よりも室内側には、ブラインド３４の上端部が位置し、ブラインド３４の上端部３４ｂが、上框２６に着脱可能に係止されている。上框２６の、室内側面２６ｂと上面２６ａの間の角部には、上枠１８の切欠部１８ｅの角部がゆとりを有して嵌合されるように切り欠かれ、切り欠かれた部分にパッキン４０が設けられている。パッキン４０は、上枠１８の切欠部１８ｅに、摺動可能に密着している。上面２６ａには、室外側面２６ｄに連続する角部に沿って後述するガラス板４８を保持する保持部材４４が取り付けられている。保持部材４４は、アルミ製の長尺部材であり、上面２６ａに沿う水平な面と、室外側面２６ｄから隙間をあけて垂直方向の上方に延出する面を有するＬ字形に形成されている。
【００２０】
一対の保持部材３６，４４の間には、水平方向に入れられたパッキン４６を介して一対のガラス板４８の周縁部が差し込まれて設けられている。一対のガラス板４８は、複層ガラスを構成するもので、互いに平行に設けられ、保持部材３６，４４の内壁に各々当接し、接着剤により固定されている。一対のガラス板４８の間にはガラス板４８の端縁部に、気密材５０が設けられている。ガラス板４８は、外側面に酸化チタン膜がコーティング処理され、超親水性を有し、表面に水がつくと水滴とならずにガラス板４８表面に沿って平らに広がり滑らかに流れ落ちる。
【００２１】
ガラス板４８の上部外側表面には、保持部材４４の下端部に沿って放水パイプ５２が設けられている。放水パイプ５２には、散水口５４が長手方向に所定間隔で設けられ、放水パイプ５２の先端はポンプや水道圧等の水源５６に接続されている。水源５６からの流路の途中にバルブ５８が設けられ、バルブ５８はコントローラ６０で水の流量や間欠のタイミングを制御している。
【００２２】
放水パイプ５２の下のガラス板４８表面には、メッシュシート６２が設けられている。メッシュシート６２は、例えばポリプロピレン製などであり、ガラス板４８の水平方向の幅にわたる帯状に形成され、ガラス板４８の上部分に、ガラス板４８の視界をさえぎらない程度の短い幅に設けられている。
【００２３】
次に、この実施形態の窓構造１０の使用方法について説明する。図２は、夏季の使用状態を示す。まず、下框２４の開閉部材３２と、上枠１８の開閉部材４２を開き、ブラインド３４は、上下端とも閉じておく。これにより、日光により熱せられたガラス板４８とブラインド３４の間の空気が上昇し、上通気部３８を通過して排気部２１から外へ流れ、相対的に温度が低い外気が下通気部２８から入る。このようにして空気が移動し、ガラス板４８の周囲の空気の温度上昇が抑えられ、ガラス板４８の内側面の温度上昇も抑えられる。これにより、日光によるガラス板４８の温度上昇を抑え、冷房の効率をよくする。
【００２４】
さらに、ガラス板４８に日光があたって温度が上昇すると、コントローラ６０によりバルブ５８を制御して水源５６から放水パイプ５２に水６４を供給し、散水口５４から水６４を流す。すると水６４がメッシュシート６２にしみ込み、メッシュシート６２の幅に水６４が広がり、メッシュシート６２からあふれてガラス板４８の全幅に亘って流れ、ガラス板４８を冷却する。ガラス板４８表面は酸化チタンコーティングにより超親水性であり、水６４は水滴とならず、ガラス板４８の表面に平らに広がり、均一に時間をかけて流れ落ちるため、ムラが無く効率よく冷却し、また蒸発による気化熱も効果的に奪われる。また、水量は、ガラス板４８の表面に広がる程度とし、必要以上に多くの水は流さない。
【００２５】
この構造により、実際にガラス板４８の表面温度を測定したところ、放水前は４４℃であったところ、放水後は３１°に下がることがわかった。水６４は、ガラス板４８の温度等にあわせて、流量や間欠のタイミングを、コントローラ６０が制御する。そして、ブラインド３４を閉じてガラス板４８の熱が室内に伝わらないようにする。
【００２６】
図３は、冬季の使用状態を示し、ガラス板４８に日光があたって温められると、ブラインド３４の上端部３４ｂを上框２６から離し、ブラインド３４と上框２６の間に室内側に連通する空間を設ける。上框２６の開閉部材４２を閉じて、ガラス板４８とブラインド３４の間の暖かい空気が、外気へ逃げないようにする。また、開閉部材３２を開き、外気が下通気部２８から入り、日光で暖められて上昇し、ブラインド３４と上框２６の間から室内に入るようにする。これにより、日光で温められた新鮮な空気が室内に取り込まれ、室内が暖められ、室内の換気も行うことができる。
【００２７】
この実施形態の窓構造１０によれば、簡単な構造で、複層ガラスが日光に照らされて生じる熱を、夏季は効率よく冷却し、冬季は有効に利用して、快適な住環境とすることができる。これにより、冷暖房の光熱費が抑えられ、省エネルギーとなる。さらに、空気の移動は、暖められた空気の比重の差による移動だけを利用しているため、ランニングコストが掛からず、エネルギーを必要とせず環境にも配慮したものとなる。ガラス板４８は親水性であり、また水６４の流量や間欠のタイミングをコントローラ６０で制御しているため、水６４の無駄をなくすことができる。上枠１８にはカバー２２が設けられ、上枠１８の排気部２１に雨や風、ホコリなどが進入することを防いでいる。そして、下框２４や上框２６は木製であり、室内側には木が露出して風合いがよく、室外側はガラス板４８が下框２４や上框２６をおおって、耐候性が向上する。
【００２８】
なお、この発明の窓構造と窓の冷却方法は、上記実施の形態に限定されず、外枠や下框、上框、縦框が、木製以外のアルミ製等でも良い。また、窓の形式は、適宜選択可能であり、大開口から小開口まで任意に適用可能である。ブラインドの構造は、確実に空間を遮断するものであれば自由に変更可能である。開閉部材の構造も、確実に開閉するものであれば上通気部や下通気部、排気部は透孔でもよく、上框や下框、上枠の長手方向に長い溝でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の一実施形態の窓構造の斜視図である。
【図２】この実施形態の窓構造の夏季の使用状態を示す縦断面図である。
【図３】この実施形態の窓構造の冬季の使用状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  窓構造
１２  外枠
１４  木製障子
１６  下枠
１８  上枠
２２  カバー
２４  下框
２６  上框
２８  下通気部
３２，４２  開閉部材
３４  ブラインド
３８  上通気部
４８  ガラス板
５２  放水パイプ
６２  メッシュシート
６４  水
【図１】
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【図２】
2008127838.tif 000004
【図３】
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