JPH08158750A - 開口部装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】日光の照射によってガラスパネルに生じる割れ
を防止しうる構成の開口部装置を提供する。 【構成】周囲が端部保持部材７に装着されたガラスパネ
ル１を有し、ガラスパネル１の周囲の、端部保持部材７
により日光が遮蔽される部分から遮蔽されない部分にわ
たって、熱伝導性の良い材料１６をガラスパネル１に固
着または接触させて設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、天窓等の窓やガラス戸
等のように、建物の開口部に設けられる装置に係り、特
にガラスパネルの日光に照射される部分と、枠材により
日光が遮られる周辺部分との温度差や、室内暖房による
ガラスの周辺部分に発生する温度差により、ガラスパネ
ルが熱応力により割れることを防止するための構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】天窓その他の窓あるいはガラスパネルを
有する戸等の建物開口部を塞ぐ建具等の開口部装置は、
アルミニウム合金製押出形材でなる枠材（框を含む）に
ガラスパネルの周辺部を固定して構成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような開口部装置
においては、日光の照射を受けた場合、ガラスパネルの
周辺部は枠材により日光が遮断されるが、ガラスパネル
は熱伝導性が悪いため、周辺部の日光が照射されない部
分と周辺部以外の日光が照射される部分との間で温度差
が生じる。特に天窓においては、開口部を塞ぐ屋根に傾
斜して設置される関係上、日中はガラスパネルが日光を
垂直に受ける場合が多く、ガラスパネルの日当たり部分
と枠材にのみ込まれた影の部分との間の温度差が大きく
なる。

【０００４】また、天窓においては、断熱性を向上させ
るために複層ガラスを用いたものが多用され、この複層
ガラスのうち、外層ガラスは外気の風により熱放散が比
較的良好に行われるが、内層ガラスは熱がこもりやすい
ため、日光を受けた部分と周辺部との温度差が大きくな
る。このため、図６に示すように、ガラスパネルａの日
光を受ける高温部ｂと、枠材に日光が遮断された周辺の
低温部ｃとの間の境界部ｄの近傍において、日光を受け
る高温部ｂでは相対的に膨張しようとし、周辺の低温部
ｃではその膨張を拘束しようとするため、周辺の低温部
ｃでは引張応力が生じ、高温部ｂでは圧縮応力が生じ
る。この温度差が大きくなり、熱応力が大きくなると、
ガラスパネルａが周囲からの熱割れｅを起こす。

【０００５】このような熱割れｅは、天窓の複層ガラス
の内層ガラスとして網入りガラスを用いた場合（このよ
うな網入りガラスは、破損時のガラスの破片の落下を防
ぐために用いられる）、網入りガラスの許容応力が通常
のフロートガラスに比べて大幅に低いために起こりやす
い。

【０００６】図５の左側部分は、天窓における白熱灯に
よる照射実験における温度分布の一例を示すグラフであ
り、実験は日光に相当する熱量の白熱灯を天窓に照射し
て光の当たらない周辺部と光の当たる部分（周辺から４
０mmの部分）と中央部の温度をそれぞれ測定した結果を
示すものであり、周辺部の日陰部分と日の当たる部分と
の間で大きな温度差を生じ、この温度差は、枠材が熱吸
収の悪い色でなる場合ほど大きくなる傾向がある。

【０００７】また、図７は、網入りガラス（ただし単層
ガラスとして構成した）における前記温度差による熱割
れ実験の結果を示すグラフであり、その温度差と熱割れ
の関係を調べたものである。図７から分かるように、１
５℃程度以上の温度差になると割れが発生した。

【０００８】上記のような日照による熱割れ以外に、寒
冷地における暖房による熱割れの問題もある。例えば天
窓に積雪がある等の理由で枠材が冷却されている状態で
暖房すると、同様にガラスパネル周辺部とその近傍にお
ける温度差が大きくなり、ガラスパネルが割れるおそれ
がある。

【０００９】本発明は、上記のような日光の照射や寒冷
地における暖房によってガラスパネルに生じる割れを防
止しうる構成の開口部装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、端部保持部材
に周囲が装着されたガラスパネルを有し、ガラスパネル
の少なくとも１辺の全長もしくは一部分に、端部保持部
材により日光が遮蔽される部分から遮蔽されない部分に
わたって、熱伝導性の良い材料でなる伝熱材を設けたこ
とを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明においては、日光の照射や暖房等の理由
で高温となったガラスパネルの部分から、伝熱材を介し
てガラスパネルの周辺部に伝熱され、周辺部の温度も高
くなり、これにより温度差が小さくなり、その結果、温
度差による熱応力が小さくなり、ガラスパネル周辺部か
らの熱割れの発生が防止される。

【００１２】

【実施例】図１は本発明による開口部装置の一実施例を
天窓について示す横断面図、図２はその縦断面図、図３
（Ａ）は本実施例における内層ガラスの底面図である。
図１〜図３において、１は複層ガラスであり、該複層ガ
ラス１は、外層ガラス２と内層ガラス３とをスペーサ４
を介して接着することにより一体化したものであり、外
層ガラス２はフロートガラスでなり、内層ガラス３は網
入りガラスからなる。該複層ガラス１は、端部保持部材
であるアルミニウム合金製押出形材からなる横枠５と縦
枠６からなる可動枠７に、スペーサ８、ビート９、コー
キング材１０により位置決めし、かつ密閉して装着され
る。屋根の開口部に固定される木枠１１には、アルミニ
ウム合金製の横枠１２および縦枠１３からなる固定枠１
４が固定され、該固定枠１４に、支点部１５を中心とし
て前記可動枠７が開閉自在に取付けられる。天窓にはこ
の回動開閉式以外に、スライド開閉式のものや、非開閉
式のものもある。

【００１３】１６は本発明により内層ガラス３の室内側
の面に付加した熱伝導性の良い伝熱材であり、該伝熱材
１６は、内層ガラス３の室内側の面の周辺部から、スペ
ーサ４により日光が遮断されない部分にわたって設けら
れるような幅Ｗを有するものである。この伝熱材１６に
用いる材質としては、熱伝導性の面を考慮すると、アル
ミニウム、銅を用いることが好ましく、また、錫、ニッ
ケル、ステンレス鋼等の耐腐食性の良い金属を用いても
よい。伝熱材１６は、テープの接着や、押しつけによる
接触による取付け、あるいは金属粉を合成樹脂のバイン
ダに混入したものを塗着するか浸漬して層状に形成する
か、もしくは溶射等により形成する。また、金属の多層
構造や表面に耐腐食性を形成した構造のものを用いても
良い。

【００１４】図４は、本発明による伝熱材１６による温
度差解消効果を確かめるために、熱線を照射する白熱灯
を１時間照射してガラスパネルの各部の温度を測定した
実験結果を示す図であり、（Ａ）は外層ガラスの温度分
布、（Ｂ）は内層ガラスの温度分布である。実験に供し
た天窓は、可動枠７の色をホワイトとし、外層ガラス２
を透明ガラス、内層ガラス３を網入りガラスでなる９０
cm×９０cmの複層ガラスとし、内層ガラス３の縦の１辺
のみに伝熱材１６を接着したものであり、該伝熱材１６
は５０μmの厚みのアルミニウムテープを３枚重ね、幅
Ｗを４０mmとした。

【００１５】図４（Ａ）において、ａ１〜ａ５はガラス
２、３の周辺部の各温度、ｂ１〜ｂ５はその周辺部から
４０mm隔たった光が照射される室外側の面の温度、ｃ
１、ｃ２は枠７の温度、Ｏ１、Ｏ２は各ガラス２、３の
中央部の温度、Δは外層ガラス２の光の当たる部分の温
度ｂ_iから対応する周辺部の温度ａ_i の温度差（ｂ_i−ａ
_i）を示す。また、図４（Ａ）に示すように、外層ガラ
ス２は、外気にさらされるために内層ガラス３に比較し
て温度上昇の度合いが小さい一方、内層ガラス３は熱が
こもり易いために、外層ガラス２に比べて高温になり、
前記温度差Δが大きくなる。しかしながら、本願発明に
よる伝熱材１６を設けることにより、ガラスの側部にお
ける温度差Δを１６．８℃から８．１℃にまで大幅に低
下させることができ、熱割れが生じるおそれがない程度
にまで充分に温度差を低下できることが判明した。

【００１６】図５は前記内層ガラス３の周辺部とそこか
ら４０mm離れた部分と中央部の温度を、本発明による伝
熱材１６を貼付した場合の温度（右側に示す）と貼付し
なかった場合（左側に示す）とについて測定した結果で
あり、図５の右側に示すように、本発明による温度差低
下効果が得られることが分かる。

【００１７】前記白熱灯の照射をさらに続けると、伝熱
材１６を貼付しない場合には最終的に前記温度差Δは１
８．３℃に達し、一方、伝熱材１６を貼付したものにお
いては、１０．９℃に抑えることができた。

【００１８】上記実験の他、アルミニウムテープの枚数
を変えることにより、伝熱材１６の厚みを変えて温度差
を測定したところ、アルミニウムテープが１枚（厚みが
５０μm）の場合、最終温度差Δが１３．８℃となり、
５枚（２５０μm）の場合、最終温度差Δが９．４℃と
なり、また１．２mm厚のアルミニウム板を用いた場合に
は、最終温度差Δを５．１℃に低下させることができ
た。

【００１９】また、伝熱材１６としてのアルミニウムテ
ープの厚み１００μmとした場合、幅Ｗ＝３０mm、４０m
mに変化させた場合の最終温度差Δは、それぞれ１３．
６℃、１３．１℃となり、幅Ｗが大きい程、温度差低下
効果が得られる。このように、温度差Δは、伝熱材１６
の幅Ｗと厚みに関連した値であり、この幅Ｗとしては、
少なくとも、内層ガラス３の周囲の、端部保持部材によ
り日光が遮蔽される部分（本実施例においてはスペーサ
４）から端部保持部材（スペーサ４）に遮蔽されない部
分にわたって設ける必要がある。また、天窓の場合、天
窓の下からこの伝熱材１６を目視できないか、あるいは
少ししか目視できない程度とすることが、外観を損なわ
ない上で好ましいが、本実施例のように、複層ガラス１
の下部に結露受２０が設けられる場合、この結露受２０
より伝熱材１６が突出しない程度の幅とすることが好ま
しい。

【００２０】上記実施例においては、内層ガラス３の全
周にわたって伝熱材１６を設けた例について説明した
が、図３（Ｂ）に示すように、各辺のうち、最も引張応
力が大きくなり、熱割れが発生しやすい辺の中央部にの
み設けてもよい。また４辺全体に伝熱材１６を設けるの
ではなく、特に熱割れが発生しやすい例えば天窓の上辺
部のみに設けても良い。また、伝熱材１６は複層ガラス
１の内層ガラス３の室内面のみならず室外面に設けても
良く室内面と室外面の双方に設けても良い。また、外層
ガラス２の室内面と室外面のいずれか一方または双方に
設けても良い。また単層ガラスの室内面と室外面のいず
れか一方または双方に設けても良い。

【００２１】本発明は、伝熱材１６を設けるガラスパネ
ルが網入りガラスやワイヤ入りガラスである場合に特に
有効であるが、一般のガラスを有する開口部装置にも適
用できる。また本発明は、天窓以外に、ガラスパネルを
有する各種の窓や戸に適用できる。また、本発明を実施
するに当り、各構成部材の具体的な形状、構造や組合わ
せ等については、種々の変更、付加が可能である。

【００２２】

【発明の効果】請求項１によれば、周囲が端部保持部材
に装着されたガラスパネルを有し、ガラスパネルの周囲
の、端部保持部材により日光が遮蔽される部分から遮蔽
されない部分にわたって、熱伝導性の良い材料でなる伝
熱材をガラスパネルに固着または接触させて設けたの
で、ガラスパネルの日光の照射された部分から、本発明
により付加した熱伝導性の良い材料を介してガラスパネ
ルの日光の照射されない周辺部に伝熱され、周辺部の温
度も高くなり、これにより温度差が小さくなり、温度差
による熱応力が小さくなり、日照によるガラスパネル周
辺部からの熱割れの発生が防止される。また、暖房によ
る熱割れも同様の理由で防止できる。

【００２３】請求項２によれば、ガラスパネルがワイヤ
または網入りガラスパネルでなるものであるから、熱割
れが有効に防止できる。

【００２４】請求項３によれば、開口部装置が複層ガラ
スを有し、かつ前記熱伝導性の良い材料を、熱のこもり
やすい内層ガラスに設けたので、熱割れが有効に防止さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した天窓の一実施例を示す横断面
図である。

【図２】図１の実施例の縦断面図である。

【図３】（Ａ）は図１の実施例の内層ガラスの底面図、
（Ｂ）は内層ガラスの他の例を示す底面図である。

【図４】（Ａ）は天窓の白熱灯照射実験における外層ガ
ラスの温度分布図、（Ｂ）は同じく内層ガラスの温度分
布図である。

【図５】天窓の白熱灯照射実験における内層ガラスの温
度分布を伝熱材のある場合とない場合とで比較して示す
図である。

【図６】開口部装置のガラスパネルの日照による温度差
の発生とこれに伴う熱応力の発生を説明する図である。

【図７】白熱灯照射実験におけるガラスパネルの周辺部
とその近傍との間の温度差の変化を示す図である。

【符号の説明】

１：複層ガラス、２：外層ガラス、３：内層ガラス、
４：スペーサ、５：横枠、６：縦枠、７：可動枠、８：
スペーサ、９：ビード、１０：コーキング材、１１：木
枠、１２：横枠、１３：縦枠、１４：固定枠、１６：伝
熱材、２０：結露受

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】周囲が端部保持部材に装着されたガラスパ
   ネルを有し、 ガラスパネルの少なくとも１辺の全長もしくは一部分
   に、端部保持部材により日光が遮蔽される部分から遮蔽
   されない部分にわたって、熱伝導性の良い材料でなる伝
   熱材を設けたことを特徴とする開口部装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記ガラスパネルがワイヤまたは網入りガラスパネルで
   なることを特徴とする開口部装置。
3. 【請求項３】請求項１または２において、 前記開口部装置が複層ガラスを有し、かつ前記熱伝導性
   の良い材料を内層ガラスに設けたことを特徴とする開口
   部装置。