JP2005060141A - 複層ガラス - Google Patents

Abstract

【課題】 幅広い音域での遮音性能がＪＩＳ Ａ ４７０６のＴ３（３５等級）をクリアできるとともに、一般住宅用外壁として好適な、断熱性にも優れる複層ガラスを提供する。
【解決手段】 スペーサ５を介して所定間隔を隔てて重ね合わされた３枚のガラス板２，３，４からなり、該ガラス板２，３，４間に中空層１０，１１を有する複層ガラス１において、前記ガラス板２，３，４の少なくとも１枚は表面に熱伝達を抑制する低放射膜をコーティングしたＬｏｗ−Ｅガラスであり、前記各中空層１０，１１のそれぞれに不活性ガスが封入されており、前記各板ガラス２，３，４の各々の厚さはそれぞれ異なり、その少なくとも１枚は合わせガラスとした。
【選択図】 図１

Description

本発明は複層ガラス、特に一般住宅の外壁として使用する３枚のガラス板からなる複層ガラスに関する。

住宅用の外壁にガラスを使用することが、採光性、視認性を高めるために求められている。一方、ガラスを住宅用の外壁として使用する場合、開口部（建具を含むガラス窓）に求められる断熱性能（熱貫流率）よりもさらに優れた断熱性能が要求される。一般に複層ガラスは断熱性が高く、したがって熱貫流率が低い。しかし、単に同厚の２枚や３枚のガラス板を重ねた２層あるいは３層の複層ガラスを用いるだけでは断熱性能が不十分であった。例えば、板厚５ｍｍの単板ガラス３枚を空気が充填された厚さ６ｍｍの中空層を介して３層の複層ガラス（総板厚２７ｍｍ）を形成した場合、この熱貫流率は２．２９（Ｗ／（ｍ^２・Ｋ））である。

この熱貫流率を低減させて断熱性能を高めることを目的としたＬｏｗ−Ｅ(Low-emissivity)ガラスが知られている。このＬｏｗ−Ｅガラスは、ガラス板の表面に低放射膜（特殊な金属膜）をコーティングしたものであり、赤外線による熱エネルギーの放射率を低くする。したがって、Ｌｏｗ−Ｅガラスは熱を通し難く、遮熱性・断熱性が高い。Ｌｏｗ−Ｅガラスは例えば、銀の薄膜をスパッタリング装置等を用いてガラス板に成膜したものであり、その垂直放射率（ＪＩＳ Ｒ３１０６）が０．２１以下であることが好ましい。このガラス表面の金属の低放射膜は、空気中の水分等によって酸化されやすいので、複層ガラスに用いる場合は主に中空層側にコーティングされる。このコーティングは熱処理や真空状態での処理により施される。

住宅用の外壁として使用する場合、複層ガラスにはある程度の遮音性能も要求される。特に複層ガラスは各ガラス板の共振現象によりある特定の周波数帯域、特に低音域において共鳴透過現象が顕著であり、この音域による音響透過損失の落ち込みをなくす必要がある。また、この落ち込みの発生する低音域の遮音性だけでなく、約１００〜４０００Ｈｚの広い中心周波数に対しても遮音性能評価基準として汎用的なＪＩＳ Ａ ４７０６の遮音等級線であるＴ１〜Ｔ４（２５〜４０等級）のうち少なくともＴ３（３５等級）をクリアすることが望ましい。

図５は板厚５ｍｍの単板ガラス３枚を空気が充填された厚さ６ｍｍの中空層を介して構成した３層の複層ガラスの音響透過損失と周波数の関係を示すグラフである。

図示したように、同厚のガラス板を重ねただけの３層の複層ガラスでは、低音域の２５０Ｈｚでの音響透過損失の落ち込みが激しく、その周辺においての共鳴が特に顕著であるため、周波数全体としての遮音性能もＴ２（３０等級）を下回る結果となる。

このため、複層ガラスを構成するガラス板の板厚をそれぞれ異なる構成としてガラス板同士の共振を防いだ３層の複層ガラスが開発されている（例えば特許文献１参照）。この複層ガラスは遮音性能がＴ４（４０等級）をクリアするものであるが、総板厚及び重量の面で本発明が目指す一般住宅の外壁として用いることには適していない。

特開平１１−３０３５２５号公報

本発明は、上記従来技術を考慮したものであって、幅広い音域での遮音性能がＪＩＳ Ａ ４７０６のＴ３（３５等級）をクリアできるとともに、一般住宅用外壁として好適な、断熱性にも優れる複層ガラスの提供を目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１の発明では、スペーサを介して所定間隔を隔てた３枚のガラス板からなり、該ガラス板間に中空層を有する複層ガラスにおいて、前記ガラス板の少なくとも１枚は表面に熱伝達を抑制する低放射膜をコーティングしたガラス（以下、該ガラスをＬｏｗ−Ｅガラスともいう）であり、前記各中空層のそれぞれに不活性ガスが封入されており、前記各板ガラスの各々の厚さはそれぞれ異なることを特徴とする複層ガラスを提供する。

請求項２の発明では、前記ガラス板の少なくとも２枚は表面に熱伝達を抑制する低放射膜をコーティングしたガラスであり、前記各中空層は厚さがそれぞれ異なっており、かつ、それぞれに異種の不活性ガスが封入されていることを特徴としている。

請求項３の発明では、前記各中空層のうち一方の中空層にはアルゴンガスを、他方の中空層にはクリプトンガスを封入し、前者の方が後者より厚いことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、複層ガラスを構成するガラス板の少なくとも１枚をＬｏｗ−Ｅガラスとすることにより、赤外線からの熱エネルギーの放射率が低くなり、熱を通し難く、遮熱性、断熱性が高い複層ガラスが得られる。また、各ガラス板間に形成される各々の中空層にクリプトンガス、アルゴンガス、キセノンガス等の不活性ガスをそれぞれ封入するため、断熱性能を高めることができる。さらに、複層ガラスを構成する３枚のガラス板の板厚が全て異なるため、ある特定の周波数でガラス板同士が共振現象を起こすことはないので、音響透過損失が向上し、遮音性能が高まる。

請求項２の発明によれば、複層ガラスを構成するガラス板の少なくとも２枚をＬｏｗ−Ｅガラスとすることにより、遮熱性・断熱性をさらに高めることができ、所望の断熱性能を得るために、総板厚をより小さくできる。また、ガラス板の板厚や中空層の厚さ及び封入ガスの種類等を適宜選定して組合わせることにより遮音性能と断熱性能のバランスのよい複層ガラスを得ることができる。

請求項３の発明によれば、断熱性能がより優れるクリプトンガスを厚さの小さい一方の中空層に封入し、低音域での遮音性能の低下がクリプトンガスよりも小さいアルゴンガスを、厚さの大きい他方の中空層に封入するので、断熱性能と遮音性能をバランスよく効果的に高められる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る複層ガラスの断面図である。
図示したように、本発明に係る複層ガラス１は異なる板厚の３枚のガラス板２，３，４をスペーサ５を介して重ね合わせて形成される。各ガラス板２，３，４はスペーサ５との間に一次シール６を介して所定の間隔に保持され、スペーサ５のガラス端部側（複層ガラス１の外周縁側）に二次シール７を配して周縁部をシールする。スペーサ５内には乾燥剤８が充填され、貫通孔９を通して中空層１０，１１内の結露等を防止する。中空層１０にはクリプトンガスが、中空層１１にはアルゴンガスがそれぞれ封入される。

本実施例においては室外側のガラス板２は板厚８ｍｍのＬｏｗ−Ｅガラス、中間のガラス板３は板厚５ｍｍのＬｏｗ−Ｅガラス、室内側のガラス板４は板厚３ｍｍの単板ガラス２枚を中間接着膜（例えば、ポリビニルブチラール膜）を介して接合した合わせガラスである。このように室内側のガラス板を合わせガラスとすることにより、複層ガラスが破損した場合にその破片が飛散することはないので、安全性が向上し、住宅用外壁として好ましい。なお、Ｌｏｗ−Ｅガラスの低放射膜コーティングは少なくともガラス板２の中空層１０側の面（ガラス板２の室内側の面）、及びガラス板３の中空層１１側の面（ガラス板３の室内側の面）に形成される。

本実施例では上記のような構成として複層ガラス１を形成したが、ガラス板２，３，４としてはその板厚が異なれば通常の様々な組成の単板ガラスを用いてもよいし、強化ガラスや網入り板ガラス、あるいは有機質の板状体、もしくはこれらを組合わせてもよい。また、中空層１０に封入されるクリプトンガスや中空層１１に封入されるアルゴンガスは、空気より熱伝導率が小さく、かつ、空気よりも重い不活性ガスなので、中空層内の対流が妨げられるため、断熱性の向上に有利である。このような観点から、クリプトンガスやアルゴンガスに代えてキセノンガスを中空層に封入することも考えられる。また、Ｌｏｗ−Ｅガラスを用いた場合、低放射膜は中空層側だけでなく、ガラス板２，３，４の両面にコーティングしてもよい。

複層ガラス１をこのように板厚の異なる３枚のガラス板２，３，４で構成することにより、ある特定の周波数でガラス板２，３，４同士が共振現象を起こすことはないので、音響透過損失の落込みを低減できる。また、各ガラス板２，３，４間に形成される各々の中空層１０，１１にクリプトンガス、アルゴンガス、キセノンガス等の不活性ガスをそれぞれ別に封入するため、断熱性能を高めることができる。また、複層ガラス１を構成するガラス板２，３をＬｏｗ−Ｅガラスとすることにより、赤外線による熱エネルギーの放射率が低くなり、熱を通し難く、遮熱性・断熱性が高い複層ガラス１を得ることができる。また、複層ガラス１を構成するガラス板４を合わせガラスとし、これを室内側にすることにより、複層ガラス１が破損した場合にその破片が合わせガラスの中間接着膜により室内側に飛散することはないので、安全性が向上する。

表１に、各種構成の３層複層ガラスについて、熱貫流率を計算により求めた結果を示す。なお、Ｎｏ．１は、図１の複層ガラスと同一の構成である。また、Ｎｏ．１〜５に用いたＬｏｗ−Ｅガラスの低放射膜コーティングは、図１の複層ガラスの場合と同じ側の面に形成している。Ｎｏ．１〜５は、本発明の実施例であり、Ｎｏ．６，７は比較例である。ここで、Ｎｏ．１，４，５，７は、使用するガラス板や中空層の厚さが同じであるが、Ｎｏ．１，４，５では、Ｌｏｗ−Ｅガラスを用い、中空層に不活性ガスを封入することにより、比較例であるＮｏ．７に対して熱貫流率が約４０〜６４％低減する。特に、室外側ガラス板と中間ガラス板をＬｏｗ−Ｅガラスとし、室外側及び室内側中空層に異種の不活性ガスを封入したＮｏ．１（２，３）では、断熱性能が大幅に向上する。Ｎｏ．１〜３は、熱貫流率が省エネルギー基準における住宅外壁の基準値（例えば、ＩＶ地域で０．７５Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）以下）を満足するので特に好ましい。

図２〜図４は本発明に係る複層ガラスの遮音性能を示すグラフである。なお、図２〜図４は、表１のＮＯ．１〜３の複層ガラスの構成にそれぞれ対応する。グラフ中の○印はＪＩＳ Ａ １４１６に規定されている測定手法を用いて所定の周波数における音響透過損失を測定したものである。

図２〜図４に示すように、本実施例の複層ガラスの遮音性能は約１００〜４０００Ｈｚの広い中心周波数に対して遮音性能評価基準として汎用的なＪＩＳ Ａ ４７０６の遮音等級線Ｔ１〜Ｔ４（２５〜４０等級）のうちのＴ３（３５等級）をほぼクリアしている。Ｎｏ．１〜３の複層ガラスは、室内側中空層の厚さのみを変化させたものであり、図２〜４に示されるように、遮音性能は室内側中空層が最も厚いＮｏ．３（図４）が優れている一方、熱貫流率（表１）は、ほぼ同等である。したがって、遮音性能としてＴ３（３５等級）を満足することが求められる場合、Ｎｏ．１の構成とすれば、断熱性能が同等で、かつ複層ガラスの総板厚を５０ｍｍ以下とできるので好ましい。

上記データが示すように、本発明に係る複層ガラス１は高い断熱性、遮音性を兼ね備えたものであり住宅用の外壁としても十分に適用可能である。

本発明に係る複層ガラスの断面図。 本発明に係る複層ガラスの遮音性能を示すグラフ。 本発明に係る複層ガラスの遮音性能を示すグラフ。 本発明に係る複層ガラスの遮音性能を示すグラフ。 板厚５ｍｍの単板ガラス３枚を空気が充填された厚さ６ｍｍの中空層を介して構成した３層の複層ガラスの音響透過損失と周波数の関係を示すグラフ。

符号の説明

１：複層ガラス、２，３，４：板ガラス、５：スペーサ、６：一次シール、
７：二次シール、８：乾燥剤、９：貫通孔、１０，１１：中空層。

Claims (3)

1. スペーサを介して所定間隔を隔てた３枚のガラス板からなり、
   該ガラス板間に中空層を有する複層ガラスにおいて、
   前記ガラス板の少なくとも１枚は表面に熱伝達を抑制する低放射膜をコーティングしたガラスであり、
   前記各中空層のそれぞれに不活性ガスが封入されており、
   前記各板ガラスの各々の厚さはそれぞれ異なることを特徴とする複層ガラス。
2. 前記ガラス板の少なくとも２枚は表面に熱伝達を抑制する低放射膜をコーティングしたガラスであり、前記各中空層は厚さがそれぞれ異なっており、かつ、それぞれに異種の不活性ガスが封入されていることを特徴とする請求項１に記載の複層ガラス。
3. 前記各中空層のうち一方の中空層にはアルゴンガスを、他方の中空層にはクリプトンガスを封入し、前者の方が後者より厚いことを特徴とする請求項２に記載の複層ガラス。
   

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