(57)【要約】【課題】ヒータ等の動力を必要とする機器を用いることなく、コールドドラフト現象により生じる冷気流の速度自体を抑制することができるコールドドラフト防止装置及び方法を提供する。【解決手段】屋外に面する窓において、窓の室内側近傍に垂直に降下する気流を妨げる抵抗部材を窓の水平方向に所定の上下間隔で設け、抵抗部材の室内側への突出長さが、窓の室内側近傍における冷気の垂直方向の降下速度を０．１５ｍ／ｓ以下に抑制可能な長さとする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋外に面する窓において、
前記窓の室内側近傍に垂直に降下する気流を妨げる抵抗部材を前記窓の水平方向に所定の上下間隔で設け、
前記抵抗部材の室内側への突出長さが、前記窓の室内側近傍における冷気の垂直方向の降下速度を０．１５ｍ／ｓ以下に抑制可能な長さであることを特徴とするコールドドラフト防止装置。
【請求項２】
前記抵抗部材が、気流を遮断する材質で構成されている請求項１に記載のコールドドラフト防止装置。
【請求項３】
前記抵抗部材が、気流の通過時に通過抵抗力が生じる材質で構成されている請求項１に記載のコールドドラフト防止装置。
【請求項４】
前記抵抗部材が、前記窓の水平方向に所定の上下間隔で設けられたガラスの支持部材で挟持された遮蔽板である請求項１に記載のコールドドラフト防止装置。
【請求項５】
最下部に位置する前記抵抗部材と室内底面との間隔が２ｍ以下である請求項１に記載のコールドドラフト防止装置。
【請求項６】
前記抵抗部材間の間隔が２ｍ以下である請求項１に記載のコールドドラフト防止装置。
【請求項７】
前記抵抗部材の突出部分が、水平方向を０度として所定の傾斜角度を有する請求項１に記載のコールドドラフト防止装置。
【請求項８】
前記抵抗部材の突出部分において、前記窓側と反対の方向に位置する先端部分に突起部を有する請求項１に記載のコールドドラフト防止装置。
【請求項９】
前記抵抗部材の突出部分において、前記窓側と反対の方向に位置する先端部分が円柱形状である請求項１に記載のコールドドラフト防止装置。
【請求項１０】
屋外に面する窓において、
前記窓の室内側近傍に垂直に降下する気流を妨げる抵抗部材を前記窓の水平方向に所定の上下間隔で設け、
前記抵抗部材の室内側への突出によって、前記窓の室内側近傍における冷気の垂直方向の降下速度を０．１５ｍ／ｓ以下に抑制することを特徴とするコールドドラフト防止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋外に面した窓付近の室内側における冷気流れ（コールドドラフト）の速度を抑制するコールドドラフト防止装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
屋外に面している窓では、特に寒冷地においては窓ガラス自体の温度と室内温度との差異が大きく、窓の室内側近傍において冷気が一定の速度をもって床面にまで流れ落ちる、いわゆるコールドドラフト現象が生じることが良く知られている。昨今のように、建築物のデザイン上の観点から、大きなガラス面が用いられる建築物においては、かかるコールドドラフト現象が顕著であり、室内を暖房によって暖めたとしても、床面にはコールドドラフト現象による冷気流が流れ込んでいることから、体感温度が低くなってしまい、暖房効果が低減してしまうという問題点が生じていた。
【０００３】
かかる問題点を解決するために、従来から様々な方法が考えられている。例えば、（特許文献１）あるいは（特許文献２）においては、窓の上部に空気の吸い込み口を、下部に空気の吹き出し口を設け、窓の近傍で強制的に空気の対流を生じさせる、あるいは強力な送風機によって下から上へと空気の滞留を生じさせることによって、上部から下部への冷気の流れが生じるのを未然に防止する方法が開示されている。
【０００４】
また、（特許文献３）においては、窓の下部に上方への暖気流を生じさせるようなヒータを設置し、コールドドラフト現象により生じた冷気流と、ヒータにより生じた暖気流とを窓の近傍で衝突させることによって、窓の室内側下部に冷気流が滞留し、室内の床面に流れ込むことを防止する方法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２−１４６１６号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２０００−１９３２６５号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開２００２−９８３８３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、昨今のように建築物のデザインが重視されるようになってくると、採光の観点から窓の大きさも次第に大きくなってきており、大きな窓に対してコールドドラフト現象を抑制する気流、特に暖気流を生じさせるためには、ヒータや送風装置自体を大型化する必要が生じる。また、効果的に気流を生じさせるためには、窓の下部全面から気流を生じさせる必要があり、窓による開口面積の広い建築物においては、設置すべき送風機やヒータの設置面積も増大してしまう。したがって、経済的観点から送風機やヒータを最も効果的に設置することが困難となってしまうという問題点があった。
【０００９】
また、一定限度以上の大きさの窓になると、コールドドラフト現象による冷気流の降下速度も上昇してしまうことから、下方から気流を生じさせても冷気流が当該気流を回り込んでしまい、結局床面に冷気流が滞留してしまうということも考えられる。かかる現象は、ヒータを用いて暖気流を生じさせた場合により顕著であり、送風装置やヒータによるコールドドラフト現象の抑制効果が生じない場合も考えられるという問題点もあった。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するために、送風機やヒータ等の動力を必要とする機器を用いることなく、コールドドラフト現象により生じる冷気流の速度自体を抑制することができるコールドドラフト防止装置及び方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にかかるコールドドラフト防止装置は、屋外に面する窓において、窓の室内側近傍に垂直に降下する気流を妨げる抵抗部材を窓の水平方向に所定の上下間隔で設け、抵抗部材の室内側への突出長さが、窓の室内側近傍における冷気の垂直方向の降下速度を０．１５ｍ／ｓ以下に抑制可能な長さであることを特徴とする。
【００１２】
かかる構成により、窓の室内側近傍における降下速度が、抵抗部材が障害となることにより低下するとともに、冷気流自体が攪拌されることによって、コールドドラフト現象による室内底面における冷気の滞留を未然に防止することが可能となる。
【００１３】
また、本発明にかかるコールドドラフト防止装置は、抵抗部材が、気流を遮断する材質で構成されていることが好ましい。あるいは、抵抗部材が、気流の通過時に通過抵抗力が生じる材質で構成されていることが好ましい。いずれも、気流の降下速度を低減する効果が見込めるからである。
【００１４】
また、本発明にかかるコールドドラフト防止装置は、抵抗部材が、窓の水平方向に所定の上下間隔で設けられたガラスの支持部材で挟持された遮蔽板であることが好ましい。確実に冷気流の降下速度を減じることができるからである。
【００１５】
また、本発明にかかるコールドドラフト防止装置は、最下部に位置する抵抗部材と室内底面との間隔が２ｍ以下であることが好ましい。２ｍよりも大きくなると降下速度が十分に減少せず、室内底面においては冷気が滞留する可能性が残されるからである。
【００１６】
また、本発明にかかるコールドドラフト防止装置は、抵抗部材間の間隔が２ｍ以下であることが好ましい。２ｍを超えると、冷気流の降下速度を十分に減速することができないからである。
【００１７】
また、本発明にかかるコールドドラフト防止装置は、抵抗部材の突出部分が、水平方向を０度として所定の傾斜角度を有することが好ましい。降下してくる冷気流及び室内の暖気をより攪拌することができ、コールドドラフト現象の防止効果をより高めることができるからである。
【００１８】
また、本発明にかかるコールドドラフト防止装置は、抵抗部材の突出部分において、窓側と反対の方向に位置する先端部分に突起部を有することが好ましく、あるいは先端部分が円柱形状であることが好ましい。抵抗部材の先端部分において渦流が発生しやすくなることから、より効果的に室内の空気を攪拌することができるからである。
【００１９】
次に、上記目的を達成するために本発明にかかるコールドドラフト防止方法は、屋外に面する窓において、窓の室内側近傍に垂直に降下する気流を妨げる抵抗部材を窓の水平方向に所定の上下間隔で設け、抵抗部材の室内側への突出によって、窓の室内側近傍における冷気の垂直方向の降下速度を０．１５ｍ／ｓ以下に抑制することを特徴とする。
【００２０】
かかる構成により、窓の室内側近傍における降下速度が、抵抗部材が障害となることにより低下するとともに、冷気流自体が攪拌されることによって、コールドドラフト現象による室内底面における冷気の滞留を未然に防止することが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態にかかるコールドドラフト防止装置について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態にかかるコールドドラフト防止装置の構成図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態１においては、窓ガラスを２ｍ四方のものを組合せ、一組が８ｍ四方となる窓を想定している。そして、窓ガラスを支持するための支持部材１１を縦方向（垂直方向）だけでなく、横方向（水平方向）にも設け、垂直方向に降下する冷気流に対する抵抗部材として用いている点に特徴を有している。なお、支持部材１１は、図１のように一体型として形成されているものであっても良いし、所定の間隔ごとに設けるものであっても良い。
【００２３】
図２は、本発明の実施の形態にかかるコールドドラフト防止装置における支持部材１１の概略構成図である。２ｍ間隔に上下に位置する窓ガラス２１を接合する接合部２２を設け、接合部２２で挟持されるフラットバー（図示せず）を水平方向に設ける。もちろん、接合部２２自体が板状の突出部を室内側に有するものであっても良い。
【００２４】
フラットバーの材質としては、軽量であることが好ましく、気流の流れを抑止するためには表面の粗度が高いものであることがより好ましい。例えば、スチールやアルミ等の金属板の他、塩ビあるいはアクリル、ポリカーボネート等の硬質樹脂板や、ポリウレタンあるいはポリスチレン等の発泡樹脂板が好ましい。また、再生木を用いることも考えられる。
【００２５】
実際に上述したような抵抗部材を設けることによって、コールドドラフト現象による温度変化及び冷気流の降下速度がどの程度変化しているのかを、シミュレーション計算を行うことによって確認する。当該シミュレーション計算においては、図３の想定室内断面図に示すように、一辺が８０００ｍｍである立方体形状の室内環境を想定し、室内温度を２０℃、外気温度を−１５．６℃としている。また、相対湿度を４０％と想定している。
【００２６】
さらに、窓ガラス３１としては、高遮熱断熱Ｌｏｗ−Ｅ複層ガラスであるＬｏｗ−Ｅクリア１０＋Ａ１２＋ＦＬ１０（Ｌｏｗ−Ｅ透明ガラス１０ｍｍと普通ガラス１０ｍｍとで空気層１２ｍｍを挟む構成の複層ガラス）を使用し、熱透過率を１．８Ｗ／ｍ２℃であるものとして計算している。
【００２７】
まず図４にフラットバー等の冷気流抵抗部材を設けない場合の温度分布をシミュレーションした結果を示す。図４（ａ）は、想定室内の所定の断面における温度分布を示しており、図面内の数字は等温線が示す温度（℃）である。また、図４（ｂ）は、窓ガラス３１の室内側表面の温度分布を示している。
【００２８】
図４（ｂ）に示すように、窓ガラス３１の室内側表面の温度は、床面に近づくほど相当に低い温度にまで低下しており、それに起因して、図４（ａ）に示すように、床面においては９．５℃という冷気が滞留するというコールドドラフト現象特有の兆候を示している。
【００２９】
また、図５にフラットバー等の冷気流抵抗部材を設けない場合の想定室内における気流の速度分布をシミュレーション演算した結果を示す。図５（ａ）は、想定室内の所定の断面における気流速度分布を示しており、図面内の数字は等速度線が示す速度（ｍ／ｓｅｃ）である。また、図５（ｂ）は、窓ガラス３１の室内側表面における気流の降下速度分布を示している。
【００３０】
図５（ｂ）に示すように、窓ガラス３１の室内側表面における気流の降下速度は、床面に近づくにつれて加速度的に増加しており、図５（ａ）に示すように、特に床面に到達する直前において最大速度を示すようになっている。
【００３１】
次に、図６（ａ）に示すような室内側への突出長さが３００ｍｍであるフラットバー６１を、冷気流抵抗部材として２ｍ間隔で３個設けた場合の、想定室内における温度分布及び気流速度分布をシミュレーションする。図６（ｂ）は、想定室内の所定の断面における温度分布を示しており、図面内の数字は等温線が示す温度（℃）である。また、図６（ｃ）は、窓ガラス３１の室内側表面の温度分布を示している。
【００３２】
図６（ｃ）に示すように、窓ガラス３１の室内側表面の温度は、水平方向に抵抗部材を何も設けなかった図４（ｂ）とは異なり、床面の近傍においても６℃を維持しており、図６（ｂ）からも、図４（ａ）に示すような床面における冷気の滞留は確認できない。すなわち、冷気の滞留というコールドドラフト現象特有の兆候が解消されていることがわかる。
【００３３】
また、図７（ａ）は、想定室内の所定の断面における気流速度分布を示しており、図面内の数字は等速度線が示す速度（ｍ／ｓｅｃ）である。また、図７（ｂ）は、窓ガラス３１の室内側表面における気流の降下速度分布を示している。
【００３４】
図７（ｂ）に示すように、図５（ｂ）とは異なり、抵抗部材に気流が衝突するごとに窓ガラス３１の室内側表面における気流の降下速度は減少しており、抵抗部材通過後は加速されるものの、床面に到達する付近においては０．１ｍ／ｓｅｃの等速度線は確認できるが０．１５ｍ／ｓｅｃの等速度線は確認できない。したがって、本構成とすることによって、窓ガラス３１の室内側表面における気流の降下速度は０．１５ｍ／ｓｅｃ以下に維持することができていることがわかる。これは、図７（ａ）に示すように、抵抗部材に気流が衝突するごとに気流の大きな乱れが生じ、室内の空気が適度に攪拌されるためであると考えられる。
【００３５】
以上のように本実施の形態によれば、窓の室内側近傍における降下速度が、水平方向に設けられた抵抗部材が障害となることにより低下するとともに、冷気流自体が攪拌されることによって、コールドドラフト現象による室内底面における冷気の滞留を未然に防止することが可能となる。
【００３６】
また、従来のように、送風機やヒータ等のような動力源を必要とする機器を使用する必要が無くなることから、建造後のメンテナンス費用等の削減も期待できる。
【００３７】
なお、本実施の形態においては、抵抗部材として水平方向に設けられたフラットバーを用いているが、特にこれに限定されるものではなく、降下速度を減ずる降下が見込める抵抗部材であれば何でも良い。例えばフラットバーの材質が完全に空気を遮蔽する材質ではなく、一部は透過する繊維質のような材質であっても良く、例えば繊維で織り込んだ所定の幅を有する織物を上から吊したものであっても良い。
【００３８】
また、抵抗部材によって室内の空気の流れが乱されることによっても、室内の暖かい空気と窓近傍における冷たい空気が攪拌され、コールドドラフト現象をより効果的に軽減することができるものと考えられる。したがって、より大きく空気を攪拌するために、例えば図８に示すようにフラットバー６１の先端に乱流を生じさせやすい突起物を設けたり、あるいは図９に示すように先端部分を円柱形状にすること等も効果的な対策であると考えられる。
【００３９】
あるいは、本実施の形態においては、フラットバーを水平方向に設置しているが、より空気の乱れを生じさせるために、上方に適当な傾斜角度をつけて設置することも考えられる。上方に傾斜させることによって、フラットバーから流出する気流がより上方へと流れることから、フラットバーの先端においてより渦流が発生し易くなり、室内の空気をより攪拌することができ、床面に冷気流が滞留することを防止する効果がより期待できるからである。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明にかかるコールドドラフト防止装置によれば、抵抗部材を窓ガラスの室内側に設けることによって、冷気流の降下速度を減じることができ、床面に冷気が滞留するコールドドラフト現象を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかるコールドドラフト防止装置における設置状態斜視図
【図２】本発明の実施の形態にかかるコールドドラフト防止装置における支持部材の構成図
【図３】本発明の実施の形態にかかるコールドドラフト防止装置におけるシミュレーション演算条件の説明図
【図４】コールドドラフト防止装置を設けない場合の温度分布図
【図５】コールドドラフト防止装置を設けない場合の速度分布図
【図６】本発明の実施の形態にかかるコールドドラフト防止装置を設けた場合の温度分布図
【図７】本発明の実施の形態にかかるコールドドラフト防止装置を設けた場合の速度分布図
【図８】本発明の実施の形態にかかるコールドドラフト防止装置におけるフラットバーの例示図
【図９】本発明の実施の形態にかかるコールドドラフト防止装置におけるフラットバーの例示図
【符号の説明】
１１  支持部材
２１、３１  窓ガラス
２２  接合部
６１  抵抗部材（フラットバー）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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