JP6396673B2

JP6396673B2 - 樹脂窓

Info

Publication number: JP6396673B2
Application number: JP2014089451A
Authority: JP
Inventors: 祥太油谷; 健治亀田; 良平須藤
Original assignee: YKK AP Inc
Current assignee: YKK AP Inc
Priority date: 2014-04-23
Filing date: 2014-04-23
Publication date: 2018-09-26
Anticipated expiration: 2034-04-23
Also published as: JP2015209632A

Description

本発明は、樹脂製の枠体の内側に複層ガラスを支持した樹脂窓に関する。

住宅や店舗等の建物の窓では、樹脂製の枠体の内側に複層ガラスを支持することにより、断熱性能を確保し結露を抑制できる建具である樹脂窓が広く用いられている。樹脂窓では、防災上の観点から法令等によって所定の防火性能を有することが求められている。

例えば、特許文献１には、複層ガラスを樹脂製の枠体の開口溝に挿入させて支持した樹脂窓において、複層ガラスの端面と枠体の開口溝の底壁部の内面との間に発泡性コーキング材及び発泡性遮炎材等の熱膨張性部材を設けた防火構造が開示されている。この防火構造により、火災時等に複層ガラス窓が加熱された際、複層ガラスの端面と枠体の開口溝の底壁部との間が膨張した熱膨張性部材によって閉塞される。このため、枠体に室内外空間を連通する貫通口が形成されることを防止でき、複層ガラス窓の室内外間での火炎抜けを防止することができる。

特開２０１１−６８７４号公報

ところで、上記従来技術では、複層ガラス窓が加熱された場合、複層ガラスの下端面と枠体の開口溝の底壁部との間で熱膨張性部材がすばやく膨張する。そのため、火炎等による加熱で高温となるガラス中央部と、熱膨張性部材によって遮炎されて断熱されるガラス端部との間に温度差を生じる。特に、複層ガラスの下端部付近では、上端部に比べて温度が上昇し難く、前記温度差がより大きなものとなる。このような温度差を生じると、火炎等に晒される加熱側のガラス板だけでなく、非加熱側のガラス板までが温度差によって生じる引張応力で割れ（熱割れ）を生じ、複層ガラス窓を火炎が貫通する懸念がある。

しかも、複層ガラスを網入りガラスと耐熱ガラスとで構成した上記特許文献１の構成以外の構成からなる複層ガラス窓、例えば、複層ガラスのうちの一つのガラスを遮熱ガラスやフロートガラス等の非耐熱ガラスで構成した複層ガラス窓では上記した熱割れの発生が一層顕著なものとなる。その要因としては、温度差が生じたまま、熱膨張性部材が発泡し、複層ガラスの下端部付近を覆ってしまうと、熱膨張性部材に覆われた下端部の熱伝播がなされ難くなるからである。

本発明は、上記従来技術の課題を考慮してなされたものであり、複層ガラス窓のガラス板の温度差による熱割れを抑え、火災等の火炎抜けを防止することができる樹脂窓を提供することを目的とする。

本発明に係る樹脂窓は、樹脂製の上枠、下枠及び左右の縦枠で形成された枠体の内側に複層ガラスを支持した樹脂窓であって、前記複層ガラスは、その外周端部が前記枠体に設けられた開口溝の内側で該開口溝の底壁部の内面との間に隙間を有して支持され、前記下枠では、加熱されると膨張する熱膨張性部材を前記開口溝の底壁部の外面側に設ける一方、前記開口溝の底壁部の内面と前記複層ガラスの下端面との間には前記熱膨張性部材を設けていないことを特徴とする。

このような構成によれば、複層ガラス窓が火災等の熱を受けた場合、下枠の加熱側見付け面を貫通して開口溝内へと進入した火炎や熱によって該開口溝の底壁部が融解した後、或いはこの底壁部の融解と略同時に熱膨張性部材が膨張する。このため、下枠が加熱された直後に複層ガラスの下端面と開口溝の底壁部との間の空間が熱膨張性部材によって閉塞されて複層ガラスの下端面付近が断熱されることを回避でき、複層ガラスを構成するガラス板の中央部と下端部とが略均等に加熱されて温度上昇する時間が確保される。これにより、ガラス板の中央部と下端部との間で生じる温度差を最小限に抑えることができ、この温度差によるガラス板の熱割れの発生を防止し、複層ガラス窓の室内外方向での火炎抜けを防止できる。しかも、開口溝の底壁部がある程度融解した後は、開口溝の底壁部の外面側に配置した熱膨張性部材が膨張し、複層ガラスの下端面と開口溝の底壁部との間の空間を閉塞する。この熱膨張性部材の遮炎効果により、下枠を室内外方向に貫通する貫通口の形成を防止して、火炎抜けを防止することができる。

本発明に係る樹脂窓において、前記上枠では、少なくとも前記開口溝の底壁部の内面と前記複層ガラスの上端面との間に前記熱膨張性部材を設けるとよい。そうすると、複層ガラス窓が火災等の熱を受けた場合、上枠では加熱側見付け面を融解させて開口溝内へと進入した火炎や熱によって熱膨張性部材がすばやく膨張し、複層ガラスの上端面と開口溝の底壁部との間の空間を閉塞する。これにより、上枠の室内外空間での火炎抜けを防止できる。

本発明に係る樹脂窓において、前記下枠は、前記開口溝の底壁部の外面側に中空の断面形状を有する内部空間を有すると共に、該内部空間には不燃性又は難燃性の材料によって形成された補強材が配設され、前記下枠では、前記開口溝の底壁部の外面と対向する前記補強材の上面に前記熱膨張性部材を設けてもよい。そうすると、熱膨張性部材はその背面側が補強材で覆われるため、開口溝の底壁部が融解した際の脱落が防止されると共に、ガラス側に向かって確実に膨張する。

本発明に係る樹脂窓において、前記複層ガラスはその下端面が前記下枠に設けられた開口溝の底壁部の内面に対してセッティングブロックを介して支持されると共に、少なくとも前記セッティングブロックと前記複層ガラスの下端面との間に伝熱部材を介在させてもよい。これにより、複層ガラス窓が火災等の熱を受けた際、複層ガラスの下端部を伝熱部材の伝熱作用によってより迅速に温度上昇させることができる。これにより、ガラス板の中央部と端部との間での温度差の発生をより確実に抑え、ガラス板の熱割れをより確実に防止できる。

本発明に係る樹脂窓において、前記複層ガラスは、複数のガラス板で構成されると共にそのうちの１枚が網入りガラスで構成されており、その他の網入りガラスではないガラス板の下端側略全長であって前記開口溝の底壁部の内面と対向する部分に、前記伝熱部材を取付けたものであってもよい。伝熱部材が網入りガラスではないガラス板の下端側全長に渡って設けられることにより、熱割れによって下端から上に向ってヒビがガラスに入ってしまったとしても、面ズレしないように支持する役割を担うことができる。

本発明によれば、複層ガラスを構成するガラス板の中央部と下端部との間で生じる温度差を最小限に抑え、ガラス板の熱割れの発生を防止できるため、複層ガラス窓の室内外方向での火炎抜けを防止できる。しかも、複層ガラスの下端面と開口溝の底壁部との間の空間を熱膨張性部材で閉塞することで室内外を貫通する貫通口の発生を防止し、下枠の室内外空間での火炎抜けを防止することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る樹脂窓の縦断面図である。図２は、図１に示す樹脂窓の横断面図である。図３は、図１に示す樹脂窓の下枠に伝熱部材を備えた構成例を示す拡大縦断面図である。

以下、本発明に係る樹脂窓について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る樹脂窓１２の縦断面図であり、図２は、図１に示す樹脂窓１２の横断面図である。

図１及び図２に示すように、樹脂窓１２は、建物の躯体１４の開口部１４ａに固定される枠体１６と、枠体１６の内側に取り付けられる複層ガラス１８とを備えた複層ガラス窓である。本実施形態では、複層ガラス１８を枠体１６の内側に固定した嵌め殺し窓の建具に対して防火構造１０を適用した構成からなる樹脂窓を例示する。

複層ガラス１８は、スペーサ２０を用いて一対のガラス板２２，２３を互いに間隔を隔てて対面配置した２層構造である。本実施形態の場合、室外側に配置されるガラス板２２を網入りガラスとし、室内側に配置されるガラス板２３を遮熱ガラス（Ｌｏｗ−Ｅガラス）としている。ガラス板２２は、火災等による加熱を受けても崩落しない防火性を持った板ガラスである。ガラス板２３は、ガラス板２２よりも防火性が低いものであり、フロートガラスでもよい。ガラス板２２，２３の室内外の位置関係は交換されてもよい。また、複層とは３層以上の構造も含む概念であり、例えば、複層ガラス１８はトリプルガラス等の３層構造であってもよい。

枠体１６は、上枠１６ａと、下枠１６ｂと、左右の縦枠１６ｃ，１６ｃとを四周枠組みすることで矩形の開口部を形成したものである。上枠１６ａ、下枠１６ｂ及び縦枠１６ｃは、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）等の樹脂の押出形材である。これら上枠１６ａ、下枠１６ｂ及び縦枠１６ｃは、所定長さで切断した同一の枠部材によって形成され、その断面形状は同一となっている。枠体１６は、上枠１６ａ、下枠１６ｂ及び縦枠１６ｃの４５度に切断された端部同士が適宜突き合わされ、接合されることで構成されている。

図１に示すように、下枠１６ｂは、複層ガラス１８の外周端部（下端部）が配置される開口溝２４を有する。開口溝２４の室内側となる部分には突出部２６が設けられ、開口溝２４の室外側となる部分には押縁２８を取り付けるための取付溝３０が設けられている。取付溝３０よりも室外側の一段下がった位置には水切り部３２が設けられている。開口溝２４の底壁部２４ａの外面（下面）２４ｂ側には、中空の断面形状を有する内部空間３４が形成されている。上記のように上枠１６ａ及び縦枠１６ｃは下枠１６ｂと同一の断面形状を有するため、それぞれ開口溝２４、突出部２６、押縁２８、取付溝３０、水切り部３２及び内部空間３４を有する（図１及び図２参照）。

枠体１６では、開口溝２４に複層ガラス１８が装着された後、室外側に押縁２８を装着することで突出部２６と押縁２８との間に複層ガラス１８が保持される。複層ガラス１８の外周端部両面には、一対のタイト材３５ａ，３５ｂが当接する。

ここで、下枠１６ｂの開口溝２４では、底壁部２４ａの内面（上面）２４ｃに対してセッティングブロック３６による隙間を有して複層ガラス１８の下端面１８ｂが支持される。セッティングブロック３６は門型の断面形状を有し、例えばゴム材料部３６ａと金属材料部３６ｂの上下２層構造となっている。金属材料部３６ｂは、例えばアルミニウムで形成される。このためセッティングブロック３６が加熱されて上部のゴム材料部３６ａが融解した場合にも下部の金属材料部３６ｂが残留するため、複層ガラス１８の下端面１８ｂの支持が継続され、上枠１６ａと複層ガラス１８の外周端部（上方側端部）とが離間し発生する貫通口の発生を抑制することができる。

上枠１６ａ及び縦枠１６ｃの開口溝２４では、底壁部２４ａの内面２４ｃに対してセッティングブロック３７による隙間を有して複層ガラス１８の上端面１８ａ及び縦端面１８ｃが支持される。上枠１６ａ及び縦枠１６ｃに設置されるセッティングブロック３７は矩形の断面形状を有し、例えばゴム材料によって形成される。上枠１６ａのセッティングブロック３７は複層ガラス１８の位置決め作用を有する必要はないため、複層ガラス１８の上端面１８ａから離間していてもよい（図１参照）。

本実施形態の場合、セッティングブロック３６，３７は５０ｍｍ程度の幅寸法を有し、例えば各枠１６ａ〜１６ｃの長手方向に沿って２〜４個程度設置される。

下枠１６ｂの開口溝２４には、Ｌ字型の断面形状を有する脱落防止金具３８が設けられている。脱落防止金具３８は、ねじ３９（図３参照）によって補強材４０にねじ止め固定される。脱落防止金具３８は、複層ガラス１８の室外側面に面して起立し、複層ガラス１８の室外側への転倒を防止するものである。本実施形態の場合、脱落防止金具３８は５０ｍｍ程度の幅寸法を有し、例えば下枠１６ｂの長手方向に沿って１〜３個程度設置される。

次に、本実施形態に係る樹脂窓１２の構成及び作用効果を説明する。

下枠１６ｂの内部空間３４には、長手方向に沿って延在した補強材４０が設けられている。補強材４０は、略コの字型の断面形状に成形した金属薄板によって形成されている。補強材４０は、上板４０ａと、上板４０ａの見込み方向両側から突出した一対の側板４０ｂ，４０ｃとを有する。開口溝２４の底壁部２４ａの外面２４ｂと対向する上板４０ａの上面には、凹部４０ｄが見込み方向に一対設けられ、各凹部４０ｄには熱膨張性部材４２が下枠１６ｂの長手方向に延在するように配置されている。本実施形態の場合、熱膨張性部材４２は開口溝２４の底壁部２４ａの外面２４ｂに当接している。熱膨張性部材４２は、加熱されると膨張する材料、例えば発泡性黒鉛を主成分とした加熱発泡材である。

上枠１６ａ及び縦枠１６ｃの内部空間３４には、ＭＤＦ（ｍｅｄｉｕｍｄｅｎｓｉｔｙｆｉｂｅｒｂｏａｒｄ）と称される木質繊維を原料とする成型板（中密度繊維板）をブロック状に成形した補強材４４が設けられている。補強材４４を構成するＭＤＦは、火災等によっても焼失しない難燃性又は不燃性を有する。上枠１６ａ及び縦枠１６ｃでは、開口溝２４の底壁部２４ａの内面２４ｃに熱膨張性部材４６が配置されている。熱膨張性部材４６は、加熱されると膨張する材料、例えば発泡性黒鉛を主成分とした加熱発泡材である。上枠１６ａでは、底壁部２４ａの内面２４ｃに加えて、その外面２４ｂ側にも、例えば補強材４４の下面に取り付けることで熱膨張性部材４６（図１中の２点鎖線参照）を設けてもよい。また、縦枠１６ｃでは、底壁部２４ａの内面２４ｃに加えて又は底壁部２４ａの内面２４ｃに代えて、底壁部２４ａの外面２４ｂ側に、例えば補強材４４の側面に取り付けることで熱膨張性部材４６（図２中の２点鎖線参照）を設けてもよい。上枠１６ａ及び縦枠１６ｃでは、補強材４４に代えて、下枠１６ｂと同様に金属板で形成した補強材４０を用いてもよい。

このように、本実施形態に係る樹脂窓１２によれば、樹脂製の枠体１６の開口溝２４の内側で該開口溝２４の底壁部２４ａの内面２４ｃとの間にセッティングブロック３６，３７によって隙間を介して複層ガラス１８の外周端部を支持した樹脂窓１２において、下枠１６ｂでは、熱膨張性部材４２を開口溝２４の底壁部２４ａの外面２４ｂ側に設ける一方、開口溝２４の底壁部２４ａの内面２４ｃと複層ガラス１８の下端面１８ｂとの間には熱膨張性部材を設けていない防火構造１０を有する。換言すれば、下枠１６ｂでは、開口溝２４の底壁部２４ａの外面２４ｂ側にのみ熱膨張性部材を設けている。

従って、例えば室外側で発生した火災等の熱を樹脂窓１２が受けた場合、下枠１６ｂでは押縁２８を融解させて貫通した火炎や熱によって底壁部２４ａが融解した後、或いはこの底壁部２４ａの融解と略同時に熱膨張性部材４２が膨張する。換言すれば、上記した従来技術のように複層ガラス１８の下端面１８ｂと開口溝２４の底壁部２４ａとの間の空間に熱膨張性部材を配置した構成と比べ、熱膨張性部材４２の膨張タイミングが遅くなる。つまり、樹脂窓１２の防火構造１０では、複層ガラス１８の下端面１８ｂと開口溝２４の底壁部２４ａとの間の空間が火炎や熱によってある程度加熱されるまでの間は熱膨張性部材４２が膨張せず、下端面１８ｂと底壁部２４ａとの間の空間を閉塞することがない。このため、下枠１６ｂが加熱された直後に該空間が閉塞され、複層ガラス１８の下端面１８ｂ付近が断熱されることを回避でき、ガラス板２３の中央部と下端部とが略均等に加熱されて温度上昇する。これにより、ガラス板２３の中央部と下端部との間での温度差を最小限に抑えることができ、この温度差によるガラス板２３の熱割れの発生を防止し、複層ガラス１８の室内外方向での火炎抜けを防止できる。

しかも、開口溝２４の底壁部２４ａがある程度融解した後は、その外面２４ｂ側に配置した熱膨張性部材４２が膨張し、複層ガラス１８の下端面１８ｂと開口溝２４の底壁部２４ａ（補強材４０）との間の空間を閉塞する。この熱膨張性部材４２の遮炎効果により、押縁２８から複層ガラス１８の下端面１８ｂに沿って突出部２６までを貫通する貫通口の発生が防止され、下枠１６ｂの室内外空間での火炎抜けを防止することができる。

本実施形態に係る樹脂窓１２によれば、上枠１６ａでは、少なくとも開口溝２４の底壁部２４ａの内面２４ｃと複層ガラス１８の上端面１８ａとの間に熱膨張性部材４６を設けている。このため、樹脂窓１２が火災等の熱を受けた場合、上枠１６ａでは押縁２８を貫通した火炎や熱によって熱膨張性部材４６がすばやく膨張し、複層ガラス１８の上端面１８ａと底壁部２４ａ（補強材４４）との間の空間を閉塞する。これにより、上枠１６ａの室内外空間での火炎抜けを防止できる。

このように、上枠１６ａでは、複層ガラス１８の上端面１８ａと開口溝２４の底壁部２４ａの内面２４ｃとの間の空間に熱膨張性部材４６を設置し、該空間をすばやく閉塞可能な構成としている。通常、樹脂窓１２が火災等の熱を受けた場合には、上方にある上枠１６ａ側では温度が迅速に上昇するため、上記した下枠１６ｂで生じるような温度差によるガラス板２３の熱割れの発生は生じ難い。そのため、上枠１６ａでは、より迅速に熱膨張性部材４６を膨張させて火炎抜けをより確実に防止可能な構成であることが好ましい。これに対し、樹脂窓１２の下方にある下枠１６ｂでは、火災等の熱を受けた場合にも複層ガラス１８の下端部の温度上昇が中央部や上端部に比べて遅い傾向にある。そこで、上記のような温度差による熱割れを防止するため、当該樹脂窓１２の防火構造１０では上記したようにガラス板２３の温度が略均等に上昇するまで熱膨張性部材４２の膨張を遅延させる構成を設けている。

当該樹脂窓１２では、下枠１６ｂは、開口溝２４の底壁部２４ａの外面２４ｂ側に形成された中空の内部空間３４に補強材４０が配設され、該補強材４０の上面に熱膨張性部材４２を設けている。従って、熱膨張性部材４２はその背面側が金属製の補強材４０で覆われるため、開口溝２４の底壁部２４ａが融解した際に熱膨張性部材４２が内部空間３４の底部に脱落することを防止できると共に、確実に複層ガラス１８側に向かって膨張することになる。

図３に示すように、下枠１６ｂでは、セッティングブロック３６と複層ガラス１８の下端面１８ｂとの間に伝熱部材５０を介在させてもよい。伝熱部材５０は、Ｌ字型の断面形状を持つ金属薄板であり、例えばステンレス板である。伝熱部材５０は、室内側のガラス板２３の角部を覆うようにガラス板２３の下端側略全長に渡って設けられ、開口溝２４の底壁部２４ａの内面２４ｃと対向する部分に両面テープや接着剤で接着固定され、セッティングブロック３６と下端面１８ｂとの間に介在する。伝熱部材５０を設けることにより、樹脂窓１２が火災等の熱を受けた際、複層ガラス１８の下端部を伝熱部材５０の伝熱作用によってより迅速に温度上昇させることができる。これにより、上記したガラス板２３の中央部と端部との間での温度差の発生をより確実に抑え、ガラス板２３の熱割れをより確実に防止できる。

また、断熱性のあるセッティングブロック３６の上部のゴム材料部３６ａは火災時には軟化するため、遮熱ガラスやフロートガラスで構成されたガラス板２２の下端側を包む恐れがある。そこで、Ｌ字状を成す伝熱部材５０の底面側は、前記ガラス板２２の下端側を軟化したゴム材料部３６ａが包む問題を防ぐ役割を有する。さらに、伝熱部材５０が網入りガラスではないガラス板２３の下端側全長に渡って設けられることにより、熱割れによって下端から上に向ってヒビがガラス板２３に入ってしまったとしても、面ズレしないように支持する役割を担うことができる。

伝熱部材５０は、網入りガラスであるガラス板２２に接触しない形状及び配置とされることが好ましい。金属板である伝熱部材５０がガラス板２２の鋼線に接触していると腐食を生じる懸念があるからである。さらに、伝熱部材５０は、複層ガラス１８を構成する一対のガラス板２２，２３間の隙間を完全に覆わないことが好ましい。伝熱部材５０によって該隙間が完全に覆われると、複層ガラス１８の内部空間で結露を生じる懸念があるからである。そこで、図３に示す構成では、伝熱部材５０は、ガラス板２３の下端面からスペーサ２０の途中までを覆う見込み方向寸法に設定されている。伝熱部材５０は、上枠１６ａ及び縦枠１６ｃに設置してもよい。

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

例えば、上記実施形態では、樹脂窓１２として、複層ガラス１８を枠体１６の内側に固定した嵌め殺し窓を例示したが、本発明は、複層ガラスを框組みした障子を枠体に対して開閉可能に取り付けた開閉窓の建具に対しても適用可能である。

１０複層ガラス窓の防火構造、１２樹脂窓、１４躯体、１６枠体、１６ａ上枠、１６ｂ下枠、１６ｃ縦枠、１８複層ガラス、１８ａ上端面、１８ｂ下端面、１８ｃ縦端面、２０スペーサ、２２，２３ガラス板、２４開口溝、２４ａ底壁部、２４ｂ外面、２４ｃ内面、２６突出部、２８押縁、３４内部空間、３６，３７セッティングブロック、３８脱落防止金具、４０，４４補強材、４２，４６熱膨張性部材、５０伝熱部材

Claims

樹脂製の上枠、下枠及び左右の縦枠で形成された枠体の内側に複層ガラスを支持した樹脂窓であって、
前記複層ガラスは、その外周端部が前記枠体に設けられた開口溝の内側で該開口溝の底壁部の内面との間に隙間を有して支持され、
前記下枠では、加熱されると膨張する熱膨張性部材を前記開口溝の底壁部の外面側に設ける一方、前記開口溝の底壁部の内面と前記複層ガラスの下端面との間には前記熱膨張性部材を設けていないものであり、
前記複層ガラスはその下端面が前記下枠に設けられた開口溝の底壁部の内面に対してセッティングブロックを介して支持されると共に、少なくとも前記セッティングブロックと前記複層ガラスの下端面との間に伝熱部材を介在させたことを特徴とする樹脂窓。
請求項１記載の樹脂窓において、
前記複層ガラスは、複数のガラス板で構成されると共にそのうちの１枚が網入りガラスで構成されており、その他の網入りガラスではないガラス板の下端側略全長であって前記開口溝の底壁部の内面と対向する部分に、前記伝熱部材を取付けたことを特徴とする樹脂窓。