JP2000337048A - センサ付き窓ガラス - Google Patents

センサ付き窓ガラス

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JP2000337048A
JP2000337048A JP11153511A JP15351199A JP2000337048A JP 2000337048 A JP2000337048 A JP 2000337048A JP 11153511 A JP11153511 A JP 11153511A JP 15351199 A JP15351199 A JP 15351199A JP 2000337048 A JP2000337048 A JP 2000337048A
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JP
Japan
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glass
sensor
blind
temperature sensor
optical sensor
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Application number
JP11153511A
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English (en)
Inventor
Yoshihiko Senda
好彦 千田
Masaaki Tsuji
正昭 逵
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Central Glass Co Ltd
Original Assignee
Central Glass Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/24Structural elements or technologies for improving thermal insulation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B80/00Architectural or constructional elements improving the thermal performance of buildings

Landscapes

  • Blinds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】室外の日射量・気温の変化に対応した、開口部
のブラインドの制御を自動的に行い、暖房時には出来る
だけ日射量を室内に取り入れ、冷房時には日射量の室内
への進入を防ぐようにし、さらにこのブラインドの自動
制御と連動させて、複層ガラスの高い断熱性能を十分生
かすように、室内の空調機器の稼働を適切に行えるよう
にする。 【解決手段】窓に使用される板ガラスにおいて、室内側
ガラス面あるいは室外側ガラス面に、温度センサと光セ
ンサ、あるいはそのいすれかを設ける。また、複層ガラ
スが使用される場合は、該複層ガラスの室内側ガラスあ
るいは室外側ガラスに、温度センサと光センサを設け
る。光センサと温度センサで検知した光量と温度を、ブ
ラインドの昇降とスラット角の自動調整するための信号
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、建物の開口部に使
用されるカーテンやブラインドの昇降の制御、さらには
室内空間を快適に保つために用いられる各種の空調機器
の制御において、制御を自動的に行うための温度センサ
と光センサに関する。
【0002】
【従来の技術】開口部が室内の温熱環境に及ぼす影響は
大きく、このため多くの建物で複層ガラスのような断熱
性の高いガラスが使用される。複層ガラスは2枚のガラ
スを使うため、透明板ガラス、熱線吸収ガラス、熱線反
射ガラス、網入りガラスなどのJIS規格で決められた
建築用板ガラスはもとより、赤外線をほとんど反射する
LOW−Eガラスなども使用され、複層ガラスの断熱性
能は、使用されるガラスの種類によってかなり異なって
いる。
【0003】室内の温熱環境を良くするために、開口部
に用いられるガラスの品種に関係なく、開口部にカーテ
ンあるいはブラインドが設けられている。カーテンやブ
ラインドの昇降は、電動であっても、住居している人間
が適当に行うため、必ずしも有効に機能しているとはい
えず、従って、空調設備が適切に稼働して、快適な空間
を実現しなかったり、あるいはよけいな負荷をかけてし
まう。
【0004】このような不具合を解決するため、特開平
6−289932では、ブラインドに設けられている温
度センサと光センサによって、ブラインドを自動制御す
ることが提案されている。しかし、制御に用いられる温
度は、室外の環境温度であり、開口部の断熱性能を十分
に反映しているとはいえない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】室外の日射量・気温の
変化に対応した、開口部のブラインドの制御を自動的に
行い、暖房時には出来るだけ日射量を室内に取り入れ、
冷房時には日射量の室内への進入を防ぐようにし、さら
にこのブラインドの自動制御と連動させて、複層ガラス
の高い断熱性能を十分生かすように、室内の空調機器の
稼働を適切に行えるようにする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、窓に使用され
る板ガラスにおいて、室内側ガラス面あるいは室外側ガ
ラス面に、温度センサと光センサ、あるいはそのいすれ
かを設けたことを特徴とする窓ガラスである。
【0007】また、窓に複層ガラスが使用される場合
は、該複層ガラスの室内側ガラスあるいは室外側ガラス
に、温度センサと光センサ、あるいはそのいすれかを設
けたことを特徴とする窓ガラスである。
【0008】また、温度センサあるいは光センサと、コ
ントローラとを結線するため設けられた、ガラス面の配
線が、防犯センサとなることを特徴とする窓ガラスであ
る。
【0009】また、光センサが、ガラス面に平行な面と
ガラス面に垂直で水平な面とで室外の光の強さを検知す
るようにしたことを特徴とする窓ガラスである。
【0010】また、複層ガラスがブラインド入り複層ガ
ラスことを特徴とする。
【0011】光センサは、室外の明るさおよび直射日光
の強さを検知するものと、室内の明るさを検知するもの
からなり、ブラインドを昇降するために、少なくとも、
室外の直射日光の強さを検知するものである。さらに垂
直な面と水平な面で検知した光量を比較して太陽高度を
も検出し、スラット角の自動調整するための信号とす
る。
【0012】開口部にブラインドではなくカーテンが設
けられている場合は、光センサの信号によりカーテンを
自動的に開閉する。
【0013】また温度センサは窓ガラスのガラス面ある
いはガラス面近傍の空気温度を検知し、窓ガラスを通し
て、冷房時は室外から室内への、暖房時は室内から室外
への熱貫流を検知する。検知した熱貫流の値で、ブライ
ンドの昇降トスラット角の調整および空調設備を自動的
に稼動させる。
【0014】
【発明実施の形態】窓に使われるガラス板は、フロート
板ガラス、型板ガラス、熱線吸収ガラス、熱線反射ガラ
スおよび網入り板ガラスなどである。
【0015】又、窓に使われる複層ガラスは、フロート
板ガラス、型板ガラス、熱線吸収ガラス、熱線反射ガラ
スおよび網入り板ガラスなどのガラス板を、スペーサを
介して対向配置し、その周辺をシールしたものである。
【0016】図1は複層ガラスに光センサ6と温度セン
サ5を設置したものの平面図である。 光センサ6の位
置での断面を図2と図3に示す。図2は光センサ6を複
層ガラスの中空層に面したガラス面に設置したものであ
り、図3は光センサ6を複層ガラスの室外と室内に面し
たガラス面に設置した場合である。
【0017】図1、図2および図3に示す光センサ6は
室外の光量を検知するためのものである。該光センサ
は、室外の光量を検知できれば、複層ガラスの室内側の
ガラス面に設置しても良い。図3の光センサ6’は室内
の光を検知させるものである。図1および図2に対し、
室内の光量を検知させる光センサを追加して設けても良
いが、室内側に自動制御の対象となるブラインドやカー
テンがある場合は、室内の光の検知を出来ない状態が生
じるので、室内の光量を検知する光センサは、複層ガラ
スではなく、室内の適当な位置に設けた方が良い。
【0018】光センサとして、光電セル、光電池、フォ
トダイオード、シュワルツ型熱電対あるいはサーモパイ
ルなどを用いる。これらの光センサを、鉛直と水平の2
つの受光面に設置し、鉛直の受光面はガラス板11の面
と平行にする。
【0019】温度センサ5は、複層ガラスのガラス板に
対をなすように設置するとよい。複層ガラスの室外側ガ
ラスの中空層側あるいは室外側の面と、室内側ガラスの
中空層側あるいは室内側のガラス面とに、対をなすよう
に設置し、設置場所のガラス面温度を検知する。室外側
ガラス面と室内側ガラス面に設置する温度センサ5は、
ガラス面との間に断熱性の良い材料を介して設置させ、
ガラス近傍の温度を検知させても良い。ガラス面の温度
を検知する場合、複層ガラスのエッジ付近では、スペー
サや窓枠による熱橋の影響があるので、出来るだけガラ
ス面の中央に近い所に温度センサ5を設置することが望
ましい。
【0020】温度センサ5として、熱電対、サーミスタ
あるいは金属抵抗線などを用いる。
【0021】光センサ6および温度センサ5は、配線9
でコントローラに結線される。配線9は金属線をガラス
に接着剤や透明フィルム等で固定するか、あるいは配線
の形に導電ペーストを印刷し、焼成した導電線である。
光センサ6および温度センサ5と配線9とは、ワオヤボ
ンディングあるいはコネクタなどを用いて電気的に結線
する。
【0022】配線9は図1の様にガラスの周辺部に張り
巡らせ、ガラスが割れたときに切断するようにして、防
犯センサの機能を持たせる。
【0023】光センサ6と温度センサ5は配線9を介し
て、外部のコントローラおよびブラインドやカーテンな
どの駆動部と、図4に示すような構成にして、自動制御
する。配線9と制御部からの配線は、コネクタの形状で
結線することが望ましい。
【0024】制御部は、主にAD変換器と演算器とで構
成されている、制御プロセスをプログラミングされたマ
イクロコンピュータあるいはパーソナルコンピュータな
どを使用する。制御プロセスには、センサを設置した複
層ガラスの熱貫流率や日射熱取得率を盛り込んでおい
て、室内の明るさを確保しながら、冷房時には室内に日
射熱が入らないように、また暖房時には日射熱を取得す
るように、ブラインドの昇降とスラット角の調整を行い
うとともに、取得している日射熱量と、温度センサの温
度の値から、窓を通して部屋の外との熱貫流量が把握さ
れ、空調設備の稼働を制御する。
【0025】図5は、複層ガラスがブラインド入り複層
ガラスの場合の平面図である。図6は図5のaa’の断
面を、また図7は図5のbb’の断面を示したものであ
る。図6と図7に示すように、制御する対象のブライン
ドが中空層にあるので、ブラインドの昇降とスラット角
度の調整を制御するコントローラ12と、ブラインドを
昇降させたりスラットの角度を変えるための駆動部8も
複層ガラスの中空層内に設置することが望ましく、さら
に、光センサ6および温度センサ5も、コントローラ1
2とつなぐために、中空層に面したガラス面に設置する
ことが望ましい。また、図5では、光センサ6と温度セ
ンサ5はガラスのほぼ中央に設置した例を示している
が、配線9を防犯センサとして使うためには、図1のよ
うなガラスの周辺に張り巡らせるようにすることが好ま
しい。
【0026】なお、単板の板ガラスの実施形態は、複層
ガラスの中空層の無い場合の実施形態であり、また、ガ
ラス板を2重に用いる、いわゆる2重障子構造の窓につ
いても、複層ガラスの中空層が密封されていないだけ
で、同様の実施形態である。
【0027】
【実施例】実施例1 縦1200mm、横1500mmの大きさで、厚み5m
mのフロート板ガラス2枚を、空気層の厚みが20mm
で対向配置して作られた既成の複層ガラスを用い、ガラ
スの水平方向の中心に近いところで、下辺から約200
mmの位置に、光センサー6と温度センサー5を複層ガ
ラスの両側のガラス面に設置した。光センサ6はフォト
ダイオードを、また温度センサ5は線径0.3mmのク
ロメルーアルメル熱電対を用いた。
【0028】光センサ6と温度センサ5で検知された光
量と温度は、AD変換器を通して、パーソナルコンピュ
タに取り込んだ。
【0029】光センサ6で検知した光量を基に、ブライ
ンドは電動ブラインドを用い、ブラインドの昇降とスラ
ットの角度を、室内の明るさが十分確保出来るように自
動制御した。
【0030】また、該パーソナルコンピュータを用い、
複層ガラスの日射熱取得率と熱感流率を用いて、複層ガ
ラスから取り込んでいる日射熱量と複層ガラスを貫流す
る熱量を計算で求めるとともに、求めた日射熱量と貫流
する熱量の値を用いて空調機を自動制御した。
【0031】以上に述べたパーソナルコンピュタによる
電動ブラインドと空調機の自動制御により、室内の快適
な明るさと温熱環境を実現することが出来た。
【0032】実施例2 縦1200mm、横1500mmの大きさで、厚み5m
mのフロート板ガラス2枚に、図8に示す配線9のパタ
ーンに、導電ペーストをプリントした後焼成して、配線
9を成形した。該ガラスの1枚は、位置14の近傍に光
センサ6を設置し、位置15の近傍に温度センサを設置
し、もう一枚は位置14の近傍に温度センサを設置し、
位置15の近傍に光センサを設置した。光センサ6には
太陽電池を用い、温度センサ5にはサーミスタを用い、
透明なアクリル系接着剤でガラス面に接着させた。光セ
ンサ6に用いた太陽電池は、太陽電池の受光面をガラス
面に接着した。さらに位置14の近傍には、太陽電池の
受光面が水平となるようにも太陽電池を追加して設置し
た。配線9の位置16には、制御部と結線するための端
子を配線9に半田付けした。
【0033】前記2枚のガラスを、センサが中空層に位
置するように対向配置し、周辺をスペーサ10を介して
接着し、端部をシールして複層ガラスとした。
【0034】このようにして作製した複層ガラスを、光
センサ6に水平面でも受光するようにしたガラスを室外
側にして建物に用い、位置16に設けた端子とAD変換
器とを電線でつないで、パーソナルコンピュータを用い
て、実施例1と同様の制御を行い、室内の快適な明るさ
と温熱環境を実現することが出来た。なお本実施例にお
いては、電動ブラインドには、ブラインドが最も降りた
ときのブラインドの下端は、光センサ6より約100m
m上にした。 実施例3 太陽高度のデータとして、建物が位置する経度、緯度お
よびコンピュタに内蔵されている時計の時刻を用いてパ
ーソナルコンピュータで計算させ、その計算値を用いて
スラットの角度を制御する他は、実施例2と同じにし
た。
【0035】この制御においても、室内を快適な明るさ
と温熱環境にすることが出来た。
【0036】さらに、温度センサ5で検知する温度の値
が、配線9の断線時に異常値とするようにし、パーソナ
ルコンピュータで温度の異常値を検知したときに、異常
発生とアナウンスするシステムが作動するようにした。
このようにして、ガラスを割って、配線9を断線させた
ところ、異常発生のアナウンスをさせることが出来た。
【0037】実施例4 実施例2に述べたガラスを用い、センサが中空層に位置
するようにガラスを対向配置させ、さらにブラインド
2、駆動部8およびコントローラ13も中空層に位置さ
せて、2枚のガラスの周辺をスペーサ10を介して接着
し、さらに端部をシーールして、ブラインド入り複層ガ
ラスを製作した。
【0038】太陽高度は、鉛直面とで受光する太陽電池
と水平面で受光する太陽電池のそれぞれで検知された値
の比から演算して求めるようにした。
【0039】光センサ6と温度センサ5で検知される値
を用いて、コントローラ13で駆動部8を制御し、他の
実施例と同様の結果を得た。
【0040】
【発明の効果】本発明のセンサ付き複層ガラスは、室内
空間を快適にするため、空調機器や設備の適切な稼働を
可能にし、省エネルギーの有効な手段を提供した。
【図面の簡単な説明】
【図1】センサ付き複層ガラスの平面図。
【図2】図1に示す複層ガラスのセンサを中空層のガラ
ス面に配置したときのcc’の断面図。
【図3】図1に示す複層ガラスのセンサを複層ガラスの
外側のガラス面に配置したときのcc’の断面図。
【図4】自動制御の構成を示す図。
【図5】センサ付きブラインド入り複層ガラスの平面
図。
【図6】図5のaa’の断面図。
【図7】図5のbb’の断面図。
【図8】実施例2の配線9を形成したガラスの平面概略
図。
【符号の説明】
1 目隠し 2 ブラインド 3 スラット 4 シール部 5 温度センサ 6、6’ 光センサ 7 ワイヤ 8 駆動部 9 ブラインド 10 スペーサ 11 ガラス板 12 コントローラ 13 導線 14、15 センサ取り付け位置 16 端子取り付け位置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】窓に使用される板ガラスにおいて、室内側
    ガラス面あるいは室外側ガラス面に、温度センサと光セ
    ンサ、あるいはそのいずれかを設けたことを特徴とする
    窓ガラス。
  2. 【請求項2】温度センサあるいは光センサと、コントロ
    ーラとを結線するため設けられたガラス面の配線を、防
    犯センサとすることを特徴とする請求項1に記載の窓ガ
    ラス。
  3. 【請求項3】光センサが、ガラス面に平行な面とガラス
    面に垂直で水平な面とで室外の光の強さを検知するよう
    にしたことを特徴とする請求項1に記載の窓ガラス。
  4. 【請求項4】ブラインド入り複層ガラスであることを特
    徴とする請求項1から請求項3のいずれか一つに記載の
    窓ガラス。
JP11153511A 1999-06-01 1999-06-01 センサ付き窓ガラス Pending JP2000337048A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015087322A (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 立川ブラインド工業株式会社 日陰判定制御装置及び日陰判定方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015087322A (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 立川ブラインド工業株式会社 日陰判定制御装置及び日陰判定方法

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