JPH0431833A

JPH0431833A - 日射制御窓

Info

Publication number: JPH0431833A
Application number: JP2138684A
Authority: JP
Inventors: Minoru Inanuma; 稲沼　實
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1990-05-29
Filing date: 1990-05-29
Publication date: 1992-02-04
Anticipated expiration: 2012-08-27
Also published as: JP2646287B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、日射制御窓に関する。

〔従来の技術〕

日射制御窓として、窓を日射量の変化により変化する変
色ガラスで構成したものがある。

この変色ガラスとしては、太陽光線に当たると特定の波
長の吸収率が上がり、着色し、太陽光線が当たらない時
は先の吸収率が元にもどり退色するフォトクロミンク物
質（可逆的光変色物質）を用いて日当たり時に着色させ
る。

そして、このフォトクロミンク物質は無機系、有機系と
もに数が多いが、例えば、太陽光の分散放射輝度の極大
となる５００　ｎｍ近傍で着色する代表例としては、Ｓ
ｒＴｉＯ３にＦｅ等を添加したものやＫＴａＯ３にＮｉ
とＦｅを添加したもの等が知られている。

これらの結晶物質の着色メカニズムは、光照度により伝
導帯に励起された電子が添加不純物イオンとの間に着色
中心を生じることによる。

〔発明が解決しようとする課題〕しかし日射量の変化により変化する変色ガラスで構成し
た日射制御窓は、その変化が変色ガラスの特性にたよっ
ているため、必要な時に必要な変色が得られない。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、必要に応
して確実に調光ができる日射制御窓を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段］本発明は前記目的を達成するため、エレクトロクロミッ
ク素子による調光デバイスを窓ガラスに組込み、また日
射量検出手段を設け、この日射量検出手段の出力をもと
に該調光デバイスに一定の電圧を加え、あるいは加える
電圧の時間を変化させて、窓ガラスの日射透過率を変化
させること、もしくは窓ガラスの平行光線透過率を変化
させることを要旨とするものである。

〔作用］請求項第１項記載の本発明によれば、窓面入射量を日射
量検出手段で検出し、その量がある値以上の時、すなわ
ち窓面から室内へ日射を入れたくない時はエレクトロク
ロミック素子による調光デバイスに電圧を印加して着色
させ日射透過率を減少させる。

その結果、窓面からの日射熱取得を小さくして夏期にお
ける冷房エネルギーの減少、冬期の暖房時における窓か
らのほてり等の減少をなすことができる。

請求項第２項記載の本発明によれば、窓面入射量を日射
量検出手段で検出し、その量に応じてエレクトロクロミ
ンク素子による調光デバイスに印加する電圧を変化させ
れば平行光線透過率が変化するので、例えば採光を最大
限取り入れたいが太陽光線が直接入射するとまぶしい、
不快だという場合は消印して平行光線透過率を減少させ
光を拡散させて取り込むことができる。

請求項第３項記載及び第４項記載の本発明によれば、前
記請求項第１項記載の本発明の作用と請求項第２項記載
本発明の作用の両方が適宜必要に応じて得られ、よりき
め細やかな調光がなされる。

〔実施例〕

以下、図面について本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の日射制御窓の第１実施例を示す説明図
で、図中１はエレクトロクロミック素子による調光デバ
イス２を組込んだ窓ガラスである。

この窓ガラス１の詳細を第４図に示すと、ポリマー重合
体のなかに液晶を封入してなるエレクトロクロミック素
子層５と電解質層３との両側に透明導電層６を設けた積
層体をガラス板４で挟み込み、このエレクトロクコミッ
ク素子層５と電解質層３０両端にシール７を施し、さら
に全体の両端に導体８を配設した。

該導体８の部分に、交流または直流の電源１０と開閉器
１１を直列接続して印加装置を形成する。

また、窓ガラスｌの外側に日射量検出手段としての日射
計９を設け、この日射計９の出力で開閉器１１をオン・
オフ制御するようにした。

この日射量検出手段には、熱流計、放射計、温度計等も
利用でき、太陽電池でもよく、このように太陽電池を日
射量検出手段とした場合には、これをそのまま電源１０
として使用できる。

次に使用法について説明すると、日射計９により窓面へ
の入射量を検出し、その量がある値以上の時は、日射計
９の出力で開閉器ＩＩをオン・オフ制御させ、透明導電
層６間のエレクトロクロミ。

り素子層５に電圧をかける。

第５図はこのエレクトロクロミック素子層５の光学的性
質を示すグラフで、下記表に示すように開閉器１１のオ
ン状態時間が長ければ長いほど、消色状態の割合が増加
し、日射透過率は低下する。

（表−Ｉ）使用温度域−２０°Ｃ〜９０°にのようにして、電気的制御（電源ｌＯは１．５Ｖ程度の
直流電源でよい）によりエレクトロクロミンク素子層５
の透過率を１０〜７５％の範囲で連続的に変えることが
でき、また希望する透過率で保持することも可能なので
、窓面から室内へ日射を入れたくない時は着色割合を増
加させて日射透過率を減少させる。

第２図は本発明の第２実施例を示す説明図で、前記第１
実施例と同じ（エレクトロクロミンク素子による調光デ
バイス２を組込んだ窓ガラス１であるが、この窓ガラス
１の詳細を第６図に示すと、エレクトロクロミック素子
層５の両側に透明導電層６を設け、さらにその両側にポ
リエステル等の保護フィルム１５を設けた積層体をガラ
ス板４で挟み込み、フィルム１５とガラス板４との間に
はＰＶＢ合せ膜１６を介在させた。

なお、シールや導体の図示は省略する。

この第２実施例の場合は、交流または直流の電源１０と
信号入力で通電量を変化させる変電器１２とを直列接続
して印加装置を形成する。

また、窓ガラス１の外側に日射量検出手段としての日射
計９等を設け、この日射計９等の出力で変電器１２を制
御するようにした。

電ａ、１０に家庭用の１００　Ｖ交流電源を使用し、調
光デバイス１のエレクトロクロミック素子層５の部分で
透明電導層６による電極間に１５〜１５０　Ｖの交流を
かければ、この部分は簡単に乳白、透明の変化が得られ
る。

第７図、第８図はこのような状態を説明するもので、通
常、液晶１３は分子の軸に平行な方向と垂直な方向各々
に対応し、大小の二重屈折率を有する。従って、第８図
に示すように電圧ががけられていない状態では、調光デ
バイス１のエレクトロクロミック素子層５に入射した光
は、ポリマーマトリクス１４と液晶１３の界面で大きな
屈折率変化を受け、強く屈折されかつ散乱される。

一方、第７図に示すように電圧かがけられると、液晶１
３が電場に平行に配置する（第６図では透明電極である
透明電導層６間の垂直方向となる）。

もし、ポリマーマＩ・リクス１４の屈折率を液晶１３の
通常屈折率に接近させておけば、エレクトロクロミック
素子層５に垂直に入射した光は散乱されないことになる
。

その基本特性は下記のごとくである。

（表−２）この表２で判るように１００Ｖ印加時、平行光線透過率
は８２％（全透過率８９％）、ｏＶ印印加待時６％全透
過率８３％）である。即ち、ＯＶＶ加時は拡散している
。

従って、窓面入射量を日射計９で検出し、その量に応じ
てエレクトロクロミック素子層５に印加する電圧を変電
器■２で変化させれば平行光線透過率が変化するので、
例えば採光を最大限取り入れたいが太陽光線が直接入射
するとまぶしい、不快だという場合は消印して平行光線
透過率を減少させ光を拡散させて取り込むことができる
。

第３実施例として、前記第１図、第２図に示す両方のタ
イプの窓ガラス１を積層させてもよい。

このようにすれば、この日射計９の出力をもとに一方の
窓ガラス１の調光デバイス２に一定の電圧を加えて日射
透過率を変化させ、また他方の窓ガラス１の調光デバイ
ス２に電圧を加えることにより窓ガラスの平行光線透過
率を変化させるという両方の作用が得られる。

以上第１実施例〜第３実施例の窓ガラス１が建物に組込
まれた状態を第９図に示すと、図中１７は室内で、天井
には吹出口１８が形成され、また窓ガラスｌの上部には
排気口１９が形成される。

この室内１７の奥には空調機２０が設置されるが、該空
調機２０と前記吹出口１８が接続され、レタン部２１に
は切替ダンパ２３を有するダクトを介してファン２２が
接続され、このダクトと途中は分岐して前記排気口重９
に接続される。

調光デバイス２を含めて窓ガラス１に吸収された熱は室
内１７へ向けて放熱されるが、この熱せられた空気はフ
ァン２２で排気口１９からダクト内に吸引し、屋外に排
出する。

ところで、前記第３実施例の変形である第４実施例とし
て第１０図に示すように、エレクトロクロミック素子に
よる調光デバイス２を組込んだ窓ガラスｌ同士の間に空
間２４を確保するように間隔を存して並列させることも
できる。

この空間２４の空気はファン２２の吸引作用で排気口１
９からダクトを通り、屋外へと捨てられる。

なお、前記第３実施例、第４実施例の２重の窓ガラス１
の何れか一方のガラスを通常のガラス等（透明、熱線吸
収ガラス、熱線反射ガラス等）やポリカーボネート樹脂
等のプラスチックなどの日射透過性のある材料とするこ
とも考えられる。

これらは、ブラインド、カーテン、ロールカーテン、ル
ーバー、オーニング、スタれ、トンブライト、庇、サン
ルーフ、透明屋根、透明瓦などに応用可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の日射射制御窓は、窓面入射量
を日射量検出手段で検出し、その量に応じて電圧を印加
して着色させ日射透過率を減少させたり、平行光線透過
率を変化させたりできるので、窓面からの日射熱取得を
小さくして夏期における冷房エネルギーの減少、冬期の
暖房時における窓からのほてり等の減少をなすことやま
ぶしさを減じることが必要に応じて確実に行えるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の日射制御窓の第１実施例を示す説明図
、第２図は同上第２実施例を示す説明図、第３図は同上
第３実施例を示す説明図、第４図は第１実施例の窓ガラ
スの詳細を示す縦断平面図、第５図はその光学的性質を
示すグラフ、第６図は第２実施例の窓ガラスの詳細を示
す縦断平面図、第７図、第８図はエレクトロクロミンク
素子の動作を示す説明図、第９図は本発明の窓を組込ん
だ建物の縦断側面図、第１０図は本発明の第４実施例を
示す要部の縦断側面図である。１・・・窓ガラス　　　　２・・・調光デバイス３・・
・電解質層　　　　４・・・ガラス板５・・・エレクト
ロクロミック素子層６・・・透明電導層７・・・シール９・・・日射計ＩＩ・・・開閉器１３・・・液晶１５・・・フィルム１７・・・室内１９・・・排気口２１・・・レタン部２３・・・切替ダンパ８・・・導体１０・・・電源１２・・・変電器Ｉ４・・・ポリマーマトリクス１６・・・ＰＶＢ合せ膜１８・・・吹出口２０・・・空調機２２・・・ファン２４・・・空間第図第２図（叉を春）第４図第５図第３図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エレクトロクロミック素子による調光デバイスを
窓ガラスに組込み、また日射量検出手段を設け、この日
射量検出手段の出力をもとに該調光デバイスに一定の電
圧を加え、あるいは加える電圧の時間を変化させて窓ガ
ラスの日射透過率を変化させることを特徴とする日射制
御窓。
（２）エレクトロクロミック素子による調光デバイスを
窓ガラスに組込み、また日射量検出手段を設け、この日
射量検出手段の出力をもとに該調光デバイスに一定の電
圧を加え、あるいは加える電圧の時間を変化させて窓ガ
ラスの平行光線透過率を変化させることを特徴とする日
射制御窓。
（３）複数のエレクトロクロミック素子による調光デバ
イスを窓ガラスに組込み、また日射量検出手段を設け、
この日射量検出手段の出力をもとに一方の調光デバイス
に電圧を加え、あるいは加える電圧の時間を変化させて
窓ガラスの日射透過率を変化させ、また他方の調光デバ
イスに電圧を加え、あるいは加える電圧の時間を変化さ
せることにより窓ガラスの平行光線透過率を変化させる
ことを特徴とする日射制御窓。
（４）エレクトロクロミック素子による調光デバイスを
間隔を存する複数の窓ガラスにそれぞれ組込み、また日
射量検出手段を設け、この日射量検出手段の出力をもと
に一方の窓ガラスの調光デバイスに一定の電圧を加え、
あるいは加える電圧の時間を変化させて該窓ガラスの日
射透過率を変化させ、また他方の窓ガラスの調光デバイ
スに電圧を加え、あるいは加える電圧の時間を変化させ
ることによりこの窓ガラスの平行光線透過率を変化させ
ることを特徴とする日射制御窓。