JP7090280B2 - Sunlight shielding window and building wall structure equipped with it - Google Patents
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特許法第30条第2項適用 電気通信回線を通じた公開 掲載日 平成29年12月 4日 掲載アドレス(1)http://www.mlit.go.jp/jutakukentiku/house/jutakukentiku_house_tk4_000083.html (2)http://www.mlit.go.jp/jutakukentiku/house/jutakukentiku_house_tk4_000146.html (3)http://www.mlit.go.jp/common/001211773.pdf
本発明は、内ガラスおよび外ガラスを備え、外ガラスをサーモクロミックガラスで構成した日射遮蔽窓およびこれを備えた建物壁構造に関する。 The present invention relates to a solar shielding window provided with an inner glass and an outer glass, the outer glass of which is made of thermochromic glass, and a building wall structure provided with the same.
従来、室内(屋内)側のガラス板と、屋内側のガラス板に対して間隔を隔てて室外(屋外)側に配置された屋外側のガラス板とを備えた二重窓が知られており(特許文献1参照)、屋外側のガラス板にはサーモクロミックフィルムが接合されている。 Conventionally, a double-glazed window having an indoor (indoor) side glass plate and an outdoor side glass plate arranged on the outdoor (outdoor) side at a distance from the indoor side glass plate has been known. (Refer to Patent Document 1), a thermochromic film is bonded to the glass plate on the outdoor side.
ところで、特許文献1に記載のような二重窓では、一般に屋内側のガラス板と屋外側のガラス板との間の中空層は密閉されて断熱性が保たれる。このように中空層が密閉された二重窓では、日射量が多い場合には中空層の温度が外気の温度よりも高く保たれ、屋内側のガラス板が中空層の熱を受けて温度が上昇し、屋内側のガラス板から屋内空間への熱侵入量が大きくなってしまう。
By the way, in a double-glazed window as described in
本発明の目的は、日射量に対する熱侵入量を抑えることができる日射遮蔽窓およびこれを備えた建物壁構造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a solar radiation shielding window capable of suppressing the amount of heat intrusion with respect to the amount of solar radiation, and a building wall structure provided with the window.
本発明の日射遮蔽窓は、屋内空間および屋外空間を隔てた建物壁の開口に設置される日射遮蔽窓であって、内ガラスと、前記内ガラスに対して屋外側に配置された外ガラスとを備えており、前記外ガラスは、ガラス温度の上昇によって透過する透過日射量が少なくなる一方、ガラス温度の低下によって透過する透過日射量が多くなる特性を有したサーモクロミックガラスによって構成されており、前記内ガラスおよび前記外ガラスの間には、屋外空間に連通される中空層が形成されていることを特徴とする。
本発明の日射遮蔽窓によれば、サーモクロミックガラスのガラス温度が変化することで透過日射量を調整することができ、これにより、日射量に対する日射遮蔽率を調整することができる。また、内ガラスおよび外ガラスの間に形成された中空層が屋外空間と連通しているので、日射量が多い場合であっても中空層から屋外空間に排熱できるので、中空層の熱の影響を受ける内ガラスから屋内空間への熱侵入量を抑えることができる。
The solar radiation shielding window of the present invention is a solar radiation shielding window installed in an opening of a building wall that separates an indoor space and an outdoor space, and includes an inner glass and an outer glass arranged on the outdoor side with respect to the inner glass. The outer glass is made of a thermochromic glass having a characteristic that the amount of transmitted solar radiation transmitted by an increase in glass temperature decreases, while the amount of transmitted solar radiation transmitted by a decrease in glass temperature increases. It is characterized in that a hollow layer communicating with the outdoor space is formed between the inner glass and the outer glass.
According to the solar radiation shielding window of the present invention, the transmitted solar radiation amount can be adjusted by changing the glass temperature of the thermochromic glass, whereby the solar radiation shielding rate with respect to the solar radiation amount can be adjusted. In addition, since the hollow layer formed between the inner glass and the outer glass communicates with the outdoor space, heat can be exhausted from the hollow layer to the outdoor space even when the amount of solar radiation is large, so that the heat of the hollow layer can be reduced. The amount of heat invading the indoor space from the affected inner glass can be suppressed.
本発明の日射遮蔽窓では、前記サーモクロミックガラスの屋内面には、赤外線を遮断する熱遮断膜が形成されていてもよい。
このような構成によれば、サーモクロミックガラスの屋内面に形成された熱遮断膜が、サーモクロミックガラス全体を透過した赤外線を吸収や反射によって遮断する。このため、赤外線を吸収してフィルム温度が上昇した熱遮断膜からサーモクロミックガラスに熱伝導されたり、熱遮断膜が反射した赤外線がサーモクロミックガラスに再び戻されたりすることで、サーモクロミックガラスのガラス温度の上昇を促進できる。これにより、太陽の日射量が多くなって外気温が高まる場合には、例えば熱遮断膜が屋内面に形成されていないサーモクロミックガラスと比べて、外ガラスが遮蔽する日射量を速やかに多くすることができ、日射遮蔽窓から屋内空間への熱侵入量を抑えることができる。
また、サーモクロミックガラスの屋内面に形成された熱遮断膜によって赤外線を遮断するので、熱遮断膜よりも屋内側に位置する中空層や内ガラスの温度上昇を抑えることができる。
In the solar radiation shielding window of the present invention, a heat blocking film that blocks infrared rays may be formed on the indoor surface of the thermochromic glass.
According to such a configuration, the heat blocking film formed on the indoor surface of the thermochromic glass blocks infrared rays transmitted through the entire thermochromic glass by absorption or reflection. For this reason, heat is conducted to the thermochromic glass from the heat blocking film whose film temperature has risen by absorbing infrared rays, and the infrared rays reflected by the heat blocking film are returned to the thermochromic glass again, so that the thermochromic glass can be used. The rise in glass temperature can be promoted. As a result, when the amount of solar radiation from the sun increases and the outside temperature rises, the amount of solar radiation shielded by the outer glass is rapidly increased compared to, for example, thermochromic glass in which a heat blocking film is not formed on the indoor surface. It is possible to suppress the amount of heat invading the indoor space from the solar radiation shielding window.
Further, since infrared rays are blocked by the heat blocking film formed on the indoor surface of the thermochromic glass, it is possible to suppress the temperature rise of the hollow layer and the inner glass located on the indoor side of the heat blocking film.
本発明の日射遮蔽窓では、前記熱遮断膜は、可視光線を透過し且つ赤外線を吸収する特性を有した熱線吸収膜によって構成されていてもよい。
このような構成によれば、サーモクロミックガラスを透過する可視光線に対する熱線吸収膜の影響を抑えることができると共に、サーモクロミックガラスを透過した赤外線を熱線吸収膜によって吸収することができる。このように赤外線を吸収することで熱線吸収膜の温度が上昇し、熱線吸収膜からサーモクロミックガラスに熱伝導して、サーモクロミックガラスのガラス温度の上昇を促進できる。
In the solar radiation shielding window of the present invention, the heat blocking film may be composed of a heat ray absorbing film having a property of transmitting visible light and absorbing infrared rays.
According to such a configuration, the influence of the heat ray absorbing film on the visible light transmitted through the thermochromic glass can be suppressed, and the infrared rays transmitted through the thermochromic glass can be absorbed by the heat ray absorbing film. By absorbing infrared rays in this way, the temperature of the heat ray absorbing film rises, heat is conducted from the heat ray absorbing film to the thermochromic glass, and the temperature rise of the thermochromic glass can be promoted.
本発明の日射遮蔽窓では、前記熱線吸収膜の赤外線透過率は、前記サーモクロミックガラスの赤外線透過率よりも低くなっていてもよい。
このような構成によれば、サーモクロミックガラスを透過した赤外線を熱線吸収膜で遮断できるので、日射遮蔽ガラスから屋内空間への熱侵入量を抑えることができる。
In the solar radiation shielding window of the present invention, the infrared transmittance of the heat ray absorbing film may be lower than the infrared transmittance of the thermochromic glass.
According to such a configuration, the infrared rays transmitted through the thermochromic glass can be blocked by the heat ray absorbing film, so that the amount of heat invading from the solar shielding glass into the indoor space can be suppressed.
本発明の日射遮蔽窓では、前記熱線吸収膜の可視光線透過率は、前記サーモクロミックガラスの可視光線透過率よりも高くなっていてもよい。
このような構成によれば、サーモクロミックガラスを透過した可視光線を熱線吸収膜にも透過させることができ、熱線吸収膜の可視光線への影響を抑えることができる。
In the solar radiation shielding window of the present invention, the visible light transmittance of the heat ray absorbing film may be higher than the visible light transmittance of the thermochromic glass.
According to such a configuration, the visible light transmitted through the thermochromic glass can be transmitted to the heat ray absorbing film, and the influence of the heat ray absorbing film on the visible light can be suppressed.
本発明の日射遮蔽窓では、前記熱遮断膜は、可視光線を透過し且つ赤外線を反射する特性を有した熱線反射膜によって構成されていてもよい。
このような構成によれば、サーモクロミックガラスを透過する可視光線に対する熱線反射膜の影響を抑えることができると共に、サーモクロミックガラスを透過した赤外線を熱線反射膜によって反射することができる。このように赤外線を反射してサーモクロミックガラスに再び戻すことで、サーモクロミックガラスのガラス温度の上昇を促進できる。
In the solar radiation shielding window of the present invention, the heat shielding film may be composed of a heat ray reflecting film having a property of transmitting visible light and reflecting infrared rays.
According to such a configuration, the influence of the heat ray reflecting film on the visible light transmitted through the thermochromic glass can be suppressed, and the infrared rays transmitted through the thermochromic glass can be reflected by the heat ray reflecting film. By reflecting infrared rays and returning them to the thermochromic glass in this way, it is possible to promote an increase in the glass temperature of the thermochromic glass.
本発明の日射遮蔽窓では、前記熱線反射膜の赤外線透過率は、前記サーモクロミックガラスの赤外線透過率よりも低くなっていてもよい。
このような構成によれば、サーモクロミックガラスを透過した赤外線を熱線反射膜で遮断できるので、日射遮蔽ガラスから屋内空間への熱侵入量を抑えることができる。
In the solar radiation shielding window of the present invention, the infrared transmittance of the heat ray reflecting film may be lower than the infrared transmittance of the thermochromic glass.
According to such a configuration, infrared rays transmitted through the thermochromic glass can be blocked by the heat ray reflecting film, so that the amount of heat invading from the solar shielding glass into the indoor space can be suppressed.
本発明の日射遮蔽窓では、前記熱線反射膜の可視光線透過率は、前記サーモクロミックガラスの可視光線透過率よりも高くなっていてもよい。
このような構成によれば、サーモクロミックガラスを透過した可視光線を熱反射フィルムにも透過させることができ、熱線反射膜の可視光線への影響を抑えることができる。
In the solar radiation shielding window of the present invention, the visible light transmittance of the heat ray reflecting film may be higher than the visible light transmittance of the thermochromic glass.
According to such a configuration, the visible light transmitted through the thermochromic glass can be transmitted to the heat reflecting film, and the influence of the heat ray reflecting film on the visible light can be suppressed.
本発明の建物壁構造は、前述した本発明の日射遮蔽窓が建物壁の開口に設置された建物壁構造であって、前記建物壁および前記日射遮蔽窓の外ガラスの間には、前記日射遮蔽窓の中空層を屋外空間に連通する連通口が構成されており、前記外ガラスの屋外面は、前記建物壁の外壁面に対して面一となる位置または屋内側に寄った位置に配置されていることを特徴とする。
本発明の建物壁構造によれば、例えば外ガラスの屋外面が建物壁の外壁面よりも屋外側に突出した位置に配置される場合と比べて、屋外空間から中空層に流れ込む気体流量を抑えることができる。これにより、中空層の温度が過度に低下し、この温度の影響を受けたサーモクロミックガラスを透過する透過日射量が過度に多くなることを抑制できて、日射遮蔽窓を透過する透過日射量と中空層の排熱とのバランスを安定させることができ、屋内空間における日射熱取得率を小さくすることができる。
The building wall structure of the present invention is a building wall structure in which the above-mentioned solar radiation shielding window of the present invention is installed at an opening of the building wall, and the solar radiation is between the building wall and the outer glass of the solar radiation shielding window. A communication port for communicating the hollow layer of the shielding window to the outdoor space is configured, and the outdoor surface of the outer glass is arranged at a position flush with the outer wall surface of the building wall or at a position closer to the indoor side. It is characterized by being done.
According to the building wall structure of the present invention, the gas flow rate flowing from the outdoor space into the hollow layer is suppressed as compared with the case where the outdoor surface of the outer glass is arranged at a position protruding to the outdoor side from the outer wall surface of the building wall, for example. be able to. As a result, the temperature of the hollow layer is excessively lowered, and it is possible to suppress the excessive increase in the amount of transmitted solar radiation transmitted through the thermochromic glass affected by this temperature. The balance with the exhaust heat of the hollow layer can be stabilized, and the solar heat acquisition rate in the indoor space can be reduced.
本発明によれば、日射量に対する熱侵入量を抑えることができる日射遮蔽窓およびこれを備えた建物壁構造を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a solar radiation shielding window capable of suppressing the amount of heat intrusion with respect to the amount of solar radiation and a building wall structure provided with the window.
[本実施形態の構成]
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1において、本実施形態に係る日射遮蔽窓1は、屋内空間および屋外空間を隔てた建物壁2の開口3に設置される二重窓によって構成されており、内ガラス6と、内ガラス6よりも屋外側に配置された外ガラス7とを備えている。内ガラス6はその上縁、下縁および左右の縦縁が窓枠4(枠体)に取り付けられており、外ガラス7はその左右の縦縁が窓枠4に取り付けられている。外ガラス7は、内ガラス6に対して見込み方向に距離Lを隔てて配置されており、これにより、内ガラス6および外ガラス7の間には中空層8が形成されている。
[Structure of this embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, the solar
内ガラス6は、矩形板状の透明ガラスによって構成されており、外ガラス7は、矩形板状のサーモクロミックガラス20と、サーモクロミックガラス20の屋内面22に貼り付けられた熱遮断膜としてのシート状の熱遮断フィルム30とを備えた日射遮蔽ガラスとして構成されている。熱遮断フィルム30は、屋内面22のうち中空層8に露出する全面に貼り付けられている。なお、サーモクロミックガラス20の屋外面21は屋外空間に露出しており、熱遮断フィルム30などは貼り付けられていない。
外ガラス7の屋外面、すなわちサーモクロミックガラス20の屋外面21は、図1においては前記建物壁2の開口3のうち外壁面2Aに対して面一となる位置に配置されている。外ガラス7の上縁および下縁と建物壁2との間には、中空層8を屋外空間に連通する連通口9がそれぞれ形成されており、外ガラス7に対して上下に位置する二つの連通口9のうちの一方から屋外の空気を中空層8に取り入れ、他方から中空層8の空気を排出することで、中空層8を換気可能となっている。
ここで、連通口9の開口面積が大きすぎると、中空層8からの排熱量が多くなり、外ガラス7のサーモクロミックガラス20のガラス温度が外気温(屋外温度)とほぼ同じとなってしまい、太陽5の日射によってサーモクロミックガラス20のガラス温度が上昇しにくくなる。一方、連通口9の開口面積が小さすぎると、中空層8からの排熱量が少なくなり、内ガラス6が中空層8の熱を受けてガラス温度が上昇し、屋内空間への熱侵入量が大きくなってしまう。本実施形態では、連通口9の開口面積は、日射遮蔽窓1から屋内空間への対流放射による熱侵入量と、日射遮蔽窓1を透過する透過日射量との総量が最小となる排熱量となるように、中空層8の容量や外ガラス7の特性などとの関係を考慮して設定される。
The
In FIG. 1, the outdoor surface of the outer glass 7, that is, the
Here, if the opening area of the
サーモクロミックガラス20は、透明ガラスに二酸化バナジウムなどの遷移金属酸化物を含んだサーモクロミック層を設けて構成されている。サーモクロミックガラス20は、ガラス温度の変化によって日射量の透過率が変化するサーモクロミック現象が生じるものであり、ガラス温度の上昇によって透過する透過日射量が少なくなる一方、ガラス温度の低下によって透過する透過日射量が多くなる特性を有している。本実施形態では、サーモクロミックガラス20はガラス温度の変化によって主に可視光線透過率が変化する特性を有している。
The
図2(A)のグラフはサーモクロミックガラス20の分光透過率を示している。このグラフでは、縦軸が日射の透過率(%)であり、横軸が日射の波長(nm)であり、ガラス温度が20℃、40℃、50℃、70℃である場合の透過率と波長の関係を、線種を分けてそれぞれ示している。
ここで、本実施形態では、可視放射の波長範囲は、短波長限界を360nm~400nmとし、且つ長波長限界を760nm~830nmとし、この波長範囲を可視光線領域とする。また、赤外放射の波長範囲は、単色光成分の波長が可視放射の波長よりも長く、短波長限界を760nm~830nmとした波長範囲を赤外線領域とする。
The graph of FIG. 2A shows the spectral transmittance of the
Here, in the present embodiment, the wavelength range of visible radiation has a short wavelength limit of 360 nm to 400 nm and a long wavelength limit of 760 nm to 830 nm, and this wavelength range is defined as the visible light region. Further, as for the wavelength range of infrared radiation, the wavelength range in which the wavelength of the monochromatic light component is longer than the wavelength of visible radiation and the short wavelength limit is 760 nm to 830 nm is defined as the infrared region.
図2(A)のグラフでは、ガラス温度20℃~70℃の変化に応じて、サーモクロミックガラス20の可視光線領域における可視光線透過率は、赤外線領域における赤外線透過率よりも大きく変化している。具体的には、可視光線領域において波長が600nm程度である場合に可視光線透過率の変化が大きくなっており、ガラス温度20℃では可視光線透過率が65%程度である一方、ガラス温度70℃では可視光線透過率が15%程度であり、およそ50%の可視光線透過率の変化範囲がみられる。これに対して、赤外線領域において波長が1000nm程度である場合に赤外線透過率の変化が大きくなっており、ガラス温度20℃では赤外線透過率が62%程度である一方、ガラス温度70℃では赤外線透過率が47%程度であり、およそ15%の赤外線透過率の変化がみられる。このように、サーモクロミックガラス20のガラス温度20℃~70℃の変化に応じて、可視光線透過率が50%程度も変化するのに対し、赤外線透過率は15%程度しか変化しない。
In the graph of FIG. 2A, the visible light transmittance in the visible light region of the
また、図2(A)のグラフでは、サーモクロミックガラス20のガラス温度20℃の場合には、可視光線領域における波長800nm程度で可視光線透過率73%程度であるのに対し、赤外線領域における波長1600nm程度で赤外線透過率70%程度となっている。このことより、ガラス温度が低下した場合、サーモクロミックガラス20の可視光線透過率および赤外線透過率は同程度(数%の違いを含む)となる。一方、サーモクロミックガラス20のガラス温度70℃の場合には、可視光線領域における波長600nm程度で可視光線透過率15%程度であるのに対し、赤外線領域における波長1700nm程度で赤外線透過率31%程度である。このことより、ガラス温度が上昇した場合、サーモクロミックガラス20の可視光線透過率は赤外線透過率よりも低くなる。
Further, in the graph of FIG. 2A, when the glass temperature of the
熱遮断フィルム30は、主に赤外線(熱線)を吸収する特性を有した熱線吸収膜としてのシート状の熱線吸収フィルムによって構成されている。
熱線吸収フィルムは、例えばポリエステル等の樹脂フィルムが積層された構造とされるが、前述した特性および後述する特性を発揮可能な構成であれば前記構造でなくてもよい。
The
The heat ray absorbing film has a structure in which a resin film such as polyester is laminated, but may not have the above structure as long as it has a structure capable of exhibiting the above-mentioned characteristics and the later-described characteristics.
図3(A)のグラフは熱線吸収フィルムの分光特性を示している。このグラフでは、縦軸が日射の透過率・吸収率(%)であり、横軸が日射の波長(nm)であり、熱線吸収フィルムの透過率と波長の関係を実線で示しており、熱線吸収フィルムの吸収率と波長の関係を点線で示している。
図3(A)のグラフでは、熱線吸収フィルムは、可視光線はあまり吸収せずに透過する一方、赤外線を多く吸収してあまり透過しない特性を有していることがわかる。また、熱線吸収フィルムの可視光線透過率が、サーモクロミックガラス20の可視光線透過率よりも高くなっており、熱線吸収フィルムの赤外線透過率が、サーモクロミックガラス20の赤外線透過率よりも低くなっていることがわかる。
The graph of FIG. 3A shows the spectral characteristics of the heat ray absorbing film. In this graph, the vertical axis is the transmittance / absorption rate (%) of solar radiation, the horizontal axis is the wavelength of solar radiation (nm), and the relationship between the transmittance and wavelength of the heat ray absorbing film is shown by a solid line. The relationship between the transmittance of the absorbent film and the wavelength is shown by a dotted line.
In the graph of FIG. 3A, it can be seen that the heat ray-absorbing film has a property of absorbing a large amount of infrared rays and not transmitting much, while transmitting visible light without absorbing much. Further, the visible light transmittance of the heat ray absorbing film is higher than the visible light transmittance of the
図2(B)のグラフは、本実施形態の外ガラス7として、サーモクロミックガラス20の屋内面22に熱遮断フィルム30として熱線吸収フィルムを貼り付けたものの分光透過率を示している。このグラフでは、縦軸が日射の透過率(%)であり、横軸が日射の波長(nm)であり、ガラス温度が20℃、40℃、50℃、70℃である場合の透過率と波長の関係を、線種を分けてそれぞれ示している。
図2(B)のグラフでは、日射遮蔽ガラス10の可視光線透過率の変化範囲は、図2(A)のグラフに示されるサーモクロミックガラス20の可視光線透過率の変化範囲と比べて、同程度以上の変化範囲を保っていることがわかる。また、図2(B)のグラフにおける可視光線透過率は、図2(A)のグラフにおける可視光線透過率と比べて、10%前後の低下に抑えられていることから、サーモクロミックガラス20の屋内面22に熱線吸収フィルムを貼り付けても、外ガラス7の可視光線透過率への影響は低いことがわかる。
一方、図2(B)のグラフでは、外ガラス7の赤外線透過率が、図2(A)のグラフに示されるサーモクロミックガラス20の赤外線透過率に対して大幅に低くなっており、このように透過率が低くなった分は熱線吸収フィルムによって吸収され、熱線吸収フィルムのフィルム温度が上昇してサーモクロミックガラス20に熱伝導されることが推測される。
The graph of FIG. 2B shows the spectral transmittance of the outer glass 7 of the present embodiment in which a heat ray absorbing film is attached as a
In the graph of FIG. 2 (B), the change range of the visible light transmittance of the
On the other hand, in the graph of FIG. 2 (B), the infrared transmittance of the outer glass 7 is significantly lower than the infrared transmittance of the
サーモクロミックガラス20の屋内面22に熱遮断フィルム30として熱線吸収フィルムを貼り付けた外ガラス7は、次のように作用する。ここでは、外気温(屋外温度)が室温(屋内温度)よりも高い場合を想定する。
図1に示すように、太陽5からの日射をサーモクロミックガラス20が受けると、サーモクロミックガラス20はその透過率に応じて可視光線および赤外線を透過すると共に透過されない赤外線を直接吸収する。
次に、サーモクロミックガラス20を透過した日射を熱線吸収フィルムが受けると、熱線吸収フィルムはその透過率に応じて可視光線を透過し且つ赤外線を吸収する。熱線吸収フィルムを透過した可視光線は屋内空間に入射されるが、赤外線は熱線吸収フィルムに吸収されて屋内空間にほぼ入射されないので、外ガラス7が受ける日射量(屋外面21が受ける窓面日射量)に対する屋内空間への熱侵入率は低く抑えられる。また、熱線吸収フィルムは、吸収した赤外線によってフィルム温度が上昇するので、フィルム温度がサーモクロミックガラス20のガラス温度よりも高くなった場合には熱伝導してガラス温度の上昇を促進させる。
The outer glass 7 having a heat ray absorbing film as a
As shown in FIG. 1, when the
Next, when the heat ray absorbing film receives the solar radiation transmitted through the
太陽5からの日射が強まって外ガラス7の屋外面21が受ける窓面日射量が多くなっていく場合、サーモクロミックガラス20のガラス温度は、日射を直接吸収するうえ、熱線吸収フィルムから熱伝導されて熱取得することで速やかに上昇する。このため、サーモクロミックガラス20の可視光線透過率は速やかに低くなり、可視光線遮蔽率は高くなる。また、太陽5からの日射が弱まって外ガラス7の屋外面21が受ける窓面日射量が少なくなっていく場合、サーモクロミックガラス20が日射を直接吸収する量が少なくなると共に、熱線吸収フィルムから熱取得する量も少なくなり、サーモクロミックガラス20のガラス温度が低下する。このため、サーモクロミックガラス20の可視光線透過率は高くなり、可視光線遮蔽率は低くなる。このように、日射遮蔽窓1は日射量に応じて日射遮蔽する。
When the amount of solar radiation on the
図4のグラフは、外気温30℃および室温25℃の下、前述したように外ガラス7の屋外面21が受ける窓面日射量(W/m2)およびガラス温度(℃)の関係と、熱遮断フィルム30が貼り付けられていないサーモクロミックガラス20単体における窓面日射量(W/m2)およびガラス温度(℃)の関係とを示している。
サーモクロミックガラス20単体のガラス温度は、窓面日射量が100W/m2から900W/m2まで多くなる間に、30℃程度から46℃程度にまで上昇する。これに対して、外ガラス7(サーモクロミックガラス20+熱線吸収フィルム)のガラス温度は、窓面日射量が100W/m2から900W/m2まで多くなる間に、31℃程度から55℃程度にまで上昇する。このことより、窓面日射量に対するガラス温度の上昇率は、サーモクロミックガラス20単体よりも外ガラス7の方が高いことがわかる。
The graph of FIG. 4 shows the relationship between the amount of solar radiation (W / m 2 ) on the window surface and the glass temperature (° C.) received by the
The glass temperature of the
図5では、日射遮蔽窓1における内ガラス6および外ガラス7間の距離Lを100mm、30mmに設定したものと、中空層8が密閉されたものとを模式的に示している。ここでは、図5(A)に示すように距離Lを100mmに設定したものを日射遮蔽窓1Aとし、図5(B)に示すように距離Lを30mmに設定したものを日射遮蔽窓1Bとし、図5(C)に示すように中空層8を密閉したもの(距離Lは12mm)を日射遮蔽窓1Cとする。日射遮蔽窓1Aは、外ガラス7が外壁面2Aよりも屋外側に位置しており、この場合は、外ガラス7が外壁面2Aよりも屋内側にある場合と比べて、外ガラス7が屋外の風を受けやすいので対流熱伝達が大きくなる。日射遮蔽窓1Bは、外ガラス7が外壁面2Aよりも屋内側に位置している。なお、連通口9がない日射遮蔽窓1Cは、連通口9がある日射遮蔽窓1A,1Bと比較するための参考として挙げている。
図6のグラフは、前述した日射遮蔽窓1A~1Cを建物壁2の開口3にそれぞれ設置した場合の日射熱取得率(%)とガラス温度(℃)との関係を示している。日射熱取得率は、外ガラス7の屋外面21が受ける窓面日射量(日射量)に対する屋内空間の熱取得率であり、ガラス温度は外ガラス7のサーモクロミックガラス20の温度である。環境条件は、夏期条件を想定して外気温35℃、室温25℃、窓面日射量800W/m2とし、窓サイズは上下寸法2m、幅寸法1mとした。
図6のグラフでは、距離Lが100mmとされた日射遮蔽窓1Aのガラス温度は45℃~50℃の間にあるのに対し、距離Lが30mmとされた日射遮蔽窓1Bのガラス温度は55℃~60℃の間にあり、日射遮蔽窓1Aのガラス温度よりも高くなっている。また、日射遮蔽窓1A,1Bの日射熱取得率はいずれも30%よりも低く、日射遮蔽窓1Bの日射熱取得率は日射遮蔽窓1Aの日射熱取得率よりも更に低くなっている。一方、中空層8が密閉された日射遮蔽窓1Cのガラス温度は60℃~65℃の間にあり、日射熱取得率は30%よりも高くなっており、ガラス温度および日射熱取得率のいずれも日射遮蔽窓1A,1Bのガラス温度および日射熱取得率よりも高くなっている。
このことより、連通口9がある日射遮蔽窓1A,1Bでは、中空層8の屋外空間への排熱によって屋内空間への熱侵入が抑えられていることがわかる。また、日射遮蔽窓1Bは、日射遮蔽窓1Aと比べて、サーモクロミックガラス20のガラス温度が高いことから透過日射量も少なくなり、日射遮蔽窓1Bの透過日射量と中空層8の排熱量との総量が小さくなる結果、日射熱取得率が低くなっていることがわかる。
FIG. 5 schematically shows one in which the distance L between the
The graph of FIG. 6 shows the relationship between the solar heat acquisition rate (%) and the glass temperature (° C.) when the above-mentioned solar radiation shielding windows 1A to 1C are installed in the
In the graph of FIG. 6, the glass temperature of the solar radiation shielding window 1A having a distance L of 100 mm is between 45 ° C. and 50 ° C., whereas the glass temperature of the solar radiation shielding window 1B having a distance L of 30 mm is 55. It is between ° C. and 60 ° C., which is higher than the glass temperature of the solar radiation shielding window 1A. Further, the solar heat acquisition rate of the solar shielding windows 1A and 1B is lower than 30%, and the solar heat acquisition rate of the solar shielding window 1B is further lower than the solar heat acquisition rate of the solar shielding window 1A. On the other hand, the glass temperature of the solar shielding window 1C in which the
From this, it can be seen that in the solar shielding windows 1A and 1B having the
以上の日射遮蔽窓1において、サーモクロミックガラス20の屋内面22に貼り付けられる熱遮断フィルム30は熱線吸収フィルムとして説明したが、熱線吸収フィルムではなく、主に赤外線を反射する特性を有した熱線反射膜としてのシート状の熱線反射フィルムとしてもよい。
熱線反射フィルムは、例えばポリエステル等の樹脂フィルムが積層された構造とされるが、前述した特性および後述する特性を発揮可能な構成であれば前記構造でなくてもよい。
In the above solar
The heat ray reflecting film has a structure in which a resin film such as polyester is laminated, but may not have the above structure as long as it has a structure capable of exhibiting the above-mentioned characteristics and the later-described characteristics.
図3(B)のグラフは熱線反射フィルムの分光特性を示している。このグラフでは、縦軸が日射の透過率・反射率(%)であり、横軸が日射の波長(nm)であり、熱線反射フィルムの透過率と波長の関係を実線で示しており、熱線反射フィルムの反射率と波長の関係を点線で示している。
図3(B)のグラフでは、熱線反射フィルムは、可視光線はあまり反射せずに透過する一方、赤外線を多く反射してあまり透過しない特性を有していることがわかる。また、熱線反射フィルムの可視光線透過率は、サーモクロミックガラス20の赤外線透過率よりも低くなっていることがわかる。
The graph of FIG. 3B shows the spectral characteristics of the heat ray reflecting film. In this graph, the vertical axis is the transmittance / reflectance (%) of solar radiation, the horizontal axis is the wavelength of solar radiation (nm), and the relationship between the transmittance and wavelength of the heat ray reflective film is shown by a solid line. The relationship between the reflectance of the reflective film and the wavelength is shown by a dotted line.
In the graph of FIG. 3B, it can be seen that the heat ray reflecting film has a characteristic that visible light is transmitted without being reflected so much, while infrared light is reflected so much that it is not transmitted so much. Further, it can be seen that the visible light transmittance of the heat ray reflecting film is lower than the infrared transmittance of the
サーモクロミックガラス20の屋内面22に熱遮断フィルム30として熱線反射フィルムを貼り付けた外ガラス7が窓枠4に取り付けられた日射遮蔽窓1は、次のように作用する。ここでは、外気温が室温よりも高い場合を想定する。
図1に示すように、太陽5からの日射をサーモクロミックガラス20が受けると、サーモクロミックガラス20はその透過率に応じて可視光線および赤外線を透過すると共に透過されない赤外線を直接吸収する。
次に、サーモクロミックガラス20を透過した日射を熱線反射フィルムが受けると、熱線反射フィルムはその透過率に応じて可視光線を透過し且つ赤外線を反射する。熱線反射フィルムを透過した可視光線は屋内空間に入射されるが、赤外線は熱線反射フィルムに反射されることで屋内空間への入射量が少ないので、外ガラス7が受ける日射量に対する屋内空間への熱侵入率は低く抑えられる。また、熱線反射フィルムに反射された赤外線は再びサーモクロミックガラス20に戻され、サーモクロミックガラス20は反射された赤外線を吸収するので、サーモクロミックガラス20のガラス温度の上昇は促進される。
The solar
As shown in FIG. 1, when the
Next, when the heat ray reflecting film receives the solar radiation transmitted through the
太陽5からの日射が強まって外ガラス7の屋外面21が受ける窓面日射量が多くなっていく場合、サーモクロミックガラス20のガラス温度は、日射を直接吸収するうえ、熱線反射フィルムに反射された赤外線を吸収することで速やかに上昇する。このため、サーモクロミックガラス20の可視光線透過率は速やかに低くなり、可視光線遮蔽率は高くなる。また、太陽5からの日射が弱まって外ガラス7の屋外面21が受ける窓面日射量が少なくなっていく場合、サーモクロミックガラス20が日射を直接吸収する量が少なくなると共に、熱線反射フィルムに反射する赤外線の量も少なくなり、サーモクロミックガラス20のガラス温度が低下する。このため、サーモクロミックガラス20の可視光線透過率は高くなり、可視光線遮蔽率は低くなる。このように、日射遮蔽窓1は日射量に応じて日射遮蔽する。
When the solar radiation from the
[本実施形態の効果]
(1)本実施形態では、日射遮蔽窓1は、内ガラス6および外ガラス7を備えており、外ガラス7は、ガラス温度の上昇によって透過する透過日射量が少なくなる一方、ガラス温度の低下によって透過する透過日射量が多くなる特性を有したサーモクロミックガラス20によって構成されており、内ガラス6および外ガラス7の間には、屋外空間に連通される中空層8が形成されていることを特徴とする。上記構成を有するため、サーモクロミックガラス20のガラス温度が変化することで透過日射量を調整することができ、これにより、日射量に対する日射遮蔽率を調整することができる。また、内ガラス6および外ガラス7の間に形成された中空層8が屋外空間と連通しているので、日射量が多い場合であっても中空層8から屋外空間に排熱できるので、中空層8の熱の影響を受ける内ガラス6から屋内空間への熱侵入量を抑えることができる。
(2)サーモクロミックガラス20の屋内面22に熱遮断フィルム30が貼り付けられることで、熱遮断フィルム30が、サーモクロミックガラス20全体を透過した赤外線を吸収や反射によって遮断でき、吸収や反射された赤外線を利用してサーモクロミックガラス20のガラス温度の上昇を促進できる。これにより、太陽5の日射量が多くなる場合には、外ガラス7が遮蔽する日射量を速やかに多くすることができ、外ガラス7から屋内空間への熱侵入量を抑えることができる。
(3)熱遮断フィルム30が可視光線を透過し且つ赤外線を吸収する特性を有した熱線吸収フィルムによって構成される場合、サーモクロミックガラス20を透過する可視光線に対する熱線吸収フィルムの影響を抑えることができると共に、サーモクロミックガラス20を透過した赤外線を熱線吸収フィルムによって吸収することができ、サーモクロミックガラス20のガラス温度の上昇を促進できる。
(4)熱線吸収フィルムの赤外線透過率がサーモクロミックガラス20の赤外線透過率よりも低くなっているので、サーモクロミックガラス20を透過した赤外線を熱線吸収フィルムで遮断でき、外ガラス7から屋内空間への熱侵入量を抑えることができる。
(5)熱線吸収フィルムの可視光線透過率がサーモクロミックガラス20の可視光線透過率よりも高くなっているので、サーモクロミックガラス20を透過した可視光線を熱線吸収フィルムにも透過させることができ、熱線吸収フィルムの可視光線への影響を抑えることができる。
(6)熱遮断フィルム30が可視光線を透過し且つ赤外線を反射する特性を有した熱線反射フィルムによって構成される場合、サーモクロミックガラス20を透過する可視光線に対する熱線反射フィルムの影響を抑えることができると共に、サーモクロミックガラス20を透過した赤外線を熱線反射フィルムによって反射することができ、サーモクロミックガラス20のガラス温度の上昇を促進できる。
(7)熱線反射フィルムの赤外線透過率がサーモクロミックガラス20の赤外線透過率よりも低くなっているので、サーモクロミックガラス20を透過した赤外線を熱線反射フィルムで遮断でき、外ガラス7から屋内空間への熱侵入量を抑えることができる。
(8)熱線反射フィルムの可視光線透過率がサーモクロミックガラス20の可視光線透過率よりも高くなっているので、サーモクロミックガラス20を透過した可視光線を熱反射フィルムにも透過させることができ、熱線反射フィルムの可視光線への影響を抑えることができる。
(9)外ガラス7の屋外面21を外壁面2Aに対して面一となる位置に配置して日射遮蔽窓1を建物壁2の開口3に設置した建物壁構造を構成しているので、例えば外ガラス7の屋外面21が建物壁2の外壁面2Aよりも屋外側に突出した位置に配置される場合と比べて、外ガラス7が屋外の風の影響を受けにくい構成にでき、屋外空間から中空層8に過度に流れ込む気体流量を抑えることができる。これにより、中空層8の温度が過度に低下し、この温度の影響を受けたサーモクロミックガラス20を透過する透過日射量が過度に多くなることを抑制できて、日射遮蔽窓1を透過する透過日射量と中空層8の排熱とのバランスを安定させることができ、屋内空間における日射熱取得率を小さくすることができる。
[Effect of this embodiment]
(1) In the present embodiment, the solar
(2) By attaching the
(3) When the
(4) Since the infrared transmittance of the heat ray absorbing film is lower than the infrared transmittance of the
(5) Since the visible light transmittance of the heat ray absorbing film is higher than the visible light transmittance of the
(6) When the
(7) Since the infrared transmittance of the heat ray reflecting film is lower than the infrared transmittance of the
(8) Since the visible light transmittance of the heat ray reflecting film is higher than the visible light transmittance of the
(9) Since the
[変形例]
前記実施形態では、外ガラス7に対して上下に連通口9を形成しているが、中空層8を排熱可能に換気できるように形成されていればよく、例えば外ガラス7に対して上下一方だけに連通口9が一つまたは複数並んで形成されていてもよく、また、外ガラス7の縦側縁と建物壁2との間に連通口9が一つまたは複数並んで形成されていてもよい。
また、連通口9には、当該連通口9を開閉する開閉蓋が設けられていてもよく、この場合、例えば外気温が低く室温が高い冬期などに、開閉蓋によって連通口9を閉鎖し、中空層8による断熱性を高めてもよい。
前記実施形態では、図1では外ガラス7の屋外面21が、外壁面2Aに対して面一となる位置に配置されているが、例えば図5(B)に示すように外壁面2Aに対して屋内側に寄った位置に配置してもよく、この場合でも、外ガラス7が屋外の風を受けにくい構成にできる。また、サーモクロミックガラス20のガラス温度や中空層8の排熱量を適切な範囲に保てる場合には、図5(A)に示すように外ガラス7を外壁面2Aに対して屋外側に配置してもよい。
前記実施形態では、外ガラス7のサーモクロミックガラス20の屋内面22に熱遮断フィルム30が貼り付けられているが、この熱遮断フィルム30により赤外線を熱遮断する必要や、サーモクロミックガラス20のガラス温度の上昇を促進させる必要がない場合には、熱遮断フィルム30の構成を省略してもよい。
前記実施形態では、熱線吸収フィルムは、図2(A)に示す分光特性を有しているが、この特性に限らず、可視光線を透過し、且つサーモクロミックガラス20のガラス温度を上昇できる程度に赤外線を吸収する特性を有していればよい。また、前記実施形態では、熱線反射フィルムは、図2(B)に示す分光特性を有しているが、この特性に限らず、可視光線を透過し、且つサーモクロミックガラス20のガラス温度を上昇できる程度に赤外線を反射する特性を有していればよい。
前記実施形態では、熱線吸収フィルムは、可視光線透過率がサーモクロミックガラス20の可視光線透過率よりも高くなっているが、同程度であってもよい。また、前記実施形態では、熱線反射フィルムは、可視光線透過率がサーモクロミックガラス20の可視光線透過率よりも高くなっているが、同程度であってもよい。
前記実施形態では、熱遮断フィルム30は、サーモクロミックガラス20の屋内面22に貼り付けられているので、他の熱遮断フィルム30と貼り替えることで日射遮蔽ガラス10の特性を調整、変更することが可能であり、例えば熱線反射フィルムから熱線吸収フィルムに貼り替えることができる。
前記実施形態では、熱遮断フィルム30は、屋内面22のうち中空層8に露出する全面に貼り付けられているが、部分的に貼り付けられていてもよく、例えば日射の入射角などを考慮して、サーモクロミックガラス20の上下半分などに貼り付けられていてもよい。
前記実施形態では、熱遮断フィルム30は、サーモクロミックガラス20の屋内面22に貼り付けられているが、これに限らず、スパッタリング等で形成された熱遮断膜であってもよい。
前記実施形態に係る日射遮蔽窓1は、内ガラス6および外ガラス7を備えた二重窓として構成されているが、例えば、内ガラス6や外ガラス7が窓枠4などの枠材に不動に固定された固定窓(FIX窓)であってもよく、内ガラス6や外ガラス7が窓枠4などの枠材に開閉可能に取り付けられた各種の窓であってもよい。外ガラス7を備えた窓が引き違い窓などの開閉可能な窓によって構成される場合には、この窓を中空層8の排熱に適した開口面積となるように開くことで連通口を形成してもよい。また、日射遮蔽窓1は、既設窓の屋外側にサーモクロミックガラス20を有した外ガラス7を配置し、屋外空間と連通する中空層8を形成することで構成されていてもよい。
[Modification example]
In the above embodiment, the
Further, the
In the above embodiment, the
In the above embodiment, the
In the above embodiment, the heat ray absorbing film has the spectral characteristics shown in FIG. 2 (A), but is not limited to these characteristics, and can transmit visible light and raise the glass temperature of the
In the above embodiment, the heat ray absorbing film has a higher visible light transmittance than the visible light transmittance of the
In the above embodiment, since the heat-shielding
In the above embodiment, the
In the above embodiment, the heat-shielding
The solar
1(1A~1C)…日射遮蔽窓、2…建物壁、2A…外壁面、20…サーモクロミックガラス、21…屋外面、22…屋内面、3…開口、30…熱遮断フィルム、4…窓枠(枠体)、5…太陽、6…内ガラス、7…外ガラス、8…中空層、9…連通口、L…距離。 1 (1A-1C) ... Solar shielding window, 2 ... Building wall, 2A ... Outer wall surface, 20 ... Thermochromic glass, 21 ... Outdoor surface, 22 ... Indoor surface, 3 ... Opening, 30 ... Heat blocking film, 4 ... Window Frame (frame body), 5 ... Sun, 6 ... Inner glass, 7 ... Outer glass, 8 ... Hollow layer, 9 ... Communication port, L ... Distance.
Claims (8)
内ガラスと、前記内ガラスに対して屋外側に配置された外ガラスとを備えており、
前記外ガラスは、ガラス温度の上昇によって透過する透過日射量が少なくなる一方、ガラス温度の低下によって透過する透過日射量が多くなる特性を有したサーモクロミックガラスによって構成されており、
前記内ガラスおよび前記外ガラスの間には、屋外空間に連通される中空層が形成されており、
前記サーモクロミックガラスの屋内面には、赤外線を遮断する熱遮断膜が形成されており、
前記サーモクロミックガラスの屋外面は、屋外側に露呈して配置されており、
前記サーモクロミックガラスは、その赤外線透過率に応じて赤外線を透過すると共に透過されない赤外線を直接吸収する
ことを特徴とする日射遮蔽窓。 It is a solar shielding window installed in the opening of the building wall that separates the indoor space and the outdoor space.
It is provided with an inner glass and an outer glass arranged on the outdoor side with respect to the inner glass.
The outer glass is made of a thermochromic glass having a characteristic that the amount of transmitted solar radiation transmitted by an increase in glass temperature decreases, while the amount of transmitted solar radiation transmitted by a decrease in glass temperature increases.
A hollow layer communicating with the outdoor space is formed between the inner glass and the outer glass .
A heat blocking film that blocks infrared rays is formed on the indoor surface of the thermochromic glass.
The outdoor surface of the thermochromic glass is exposed and arranged on the outdoor side.
The thermochromic glass transmits infrared rays according to its infrared transmittance and directly absorbs infrared rays that are not transmitted.
A solar-shielding window that features that.
前記熱遮断膜は、可視光線を透過し且つ赤外線を吸収する特性を有した熱線吸収膜によって構成されている
ことを特徴とする日射遮蔽窓。 In the solar shielding window according to claim 1 ,
The solar shielding window is characterized in that the heat blocking film is composed of a heat ray absorbing film having a property of transmitting visible light and absorbing infrared rays.
前記熱線吸収膜の赤外線透過率は、前記サーモクロミックガラスの赤外線透過率よりも低くなっている
ことを特徴とする日射遮蔽窓。 In the solar shielding window according to claim 2 ,
A solar shielding window characterized in that the infrared transmittance of the heat ray absorbing film is lower than the infrared transmittance of the thermochromic glass.
前記熱線吸収膜の可視光線透過率は、前記サーモクロミックガラスの可視光線透過率よりも高くなっている
ことを特徴とする日射遮蔽窓。 In the solar shielding window according to claim 2 or 3 .
A solar shielding window characterized in that the visible light transmittance of the heat ray absorbing film is higher than the visible light transmittance of the thermochromic glass.
前記熱遮断膜は、可視光線を透過し且つ赤外線を反射する特性を有した熱線反射膜によって構成されている
ことを特徴とする日射遮蔽窓。 In the solar shielding window according to claim 1 ,
The solar shielding window is characterized in that the heat blocking film is composed of a heat ray reflecting film having a property of transmitting visible light and reflecting infrared rays.
前記熱線反射膜の赤外線透過率は、前記サーモクロミックガラスの赤外線透過率よりも低くなっている
ことを特徴とする日射遮蔽窓。 In the solar shielding window according to claim 5 ,
A solar shielding window characterized in that the infrared transmittance of the heat ray reflecting film is lower than the infrared transmittance of the thermochromic glass.
前記熱線反射膜の可視光線透過率は、前記サーモクロミックガラスの可視光線透過率よりも高くなっている
ことを特徴とする日射遮蔽窓。 In the solar shielding window according to claim 5 or 6 .
A solar shielding window characterized in that the visible light transmittance of the heat ray reflecting film is higher than the visible light transmittance of the thermochromic glass.
前記建物壁および前記日射遮蔽窓の外ガラスの間には、前記日射遮蔽窓の中空層を屋外空間に連通する連通口が構成されており、
前記外ガラスの屋外面は、前記建物壁の外壁面に対して面一となる位置または屋内側に寄った位置に配置されている
ことを特徴とする建物壁構造。 The building wall structure in which the solar radiation shielding window according to any one of claims 1 to 7 is installed at an opening of the building wall.
Between the building wall and the outer glass of the solar shielding window, a communication port for communicating the hollow layer of the solar shielding window to the outdoor space is configured.
A building wall structure characterized in that the outdoor surface of the outer glass is arranged at a position flush with or closer to the indoor side with respect to the outer wall surface of the building wall.
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