JPH108587A

JPH108587A - 断熱効果に優れたガラス窓

Info

Publication number: JPH108587A
Application number: JP8158220A
Authority: JP
Inventors: Yuji Takeda; 雄二武田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-06-19
Filing date: 1996-06-19
Publication date: 1998-01-13
Anticipated expiration: 2016-06-19
Also published as: JP3398545B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡易な構造で断熱性に優れ、しかも水分や湿気
による慢性的な結露を生じないガラス窓を提供する。【解決手段】枠部１と、周縁を該枠部１に支持されると
ともに枠部内の開口部を遮蔽する板状のガラス部２と、
該ガラス部２に対して間隔をおいて平行状に対向配置さ
れた網状部材３とを備え、前記ガラス部２と網状部材３
との間に周縁部が密閉された空気層４が形成されてい
る。該空気層４の滞留効果により優れた断熱効果を発揮
する。空気層４の厚さは３０ｍｍ以下とするのが好まし
い。また、網状部材３の空隙率は６０〜９０％とするの
が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、家屋やビル等の
建築物の一部を構成するガラス窓に関し、特に断熱効果
に優れたガラス窓に関する。

【０００２】

【従来の技術】家屋やビル等の建築物の一部を構成する
ガラス窓は、採光や視認性の確保等の役割を有するが、
断熱性に乏しいと熱エネルギーが貫流しやすく居住性能
を悪化させるため、優れた断熱性を有していることが望
まれる。このため、特に寒冷地等においては、断熱性を
高めるべくガラスを２枚重ねてその間に断熱層としての
空気層を形成した、いわゆるペアガラス構造のガラス窓
が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなペアガラス構造のガラス窓は２枚のガラスを使用す
るものであるが故に、ガラス使用量が多くコスト高にな
るとともに、地震等の災害時におけるガラス破片の飛散
による事故の危険性も高くなるという欠点があった。し
かも、通気性がないため、ガラス内の空気層に水分や湿
気が侵入した場合にはその逃げ道がなく、慢性的な結露
を生じてガラス内面に曇りを生じるというような欠点も
あった。

【０００４】この発明は、このような技術的背景に鑑み
てなされたものであって、簡易な構造で断熱性に優れ、
しかも水分や湿気による慢性的な結露を生じないガラス
窓の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、ガラス窓におけるガラス部の近傍に網
状部材を配置することにより形成された空気層が、その
断熱性の高さから優れた断熱効果を発揮することの知見
に基いてなされたものである。

【０００６】即ち、この発明は、枠部と、周縁を該枠部
に支持されるとともに枠部内の開口部を遮蔽する板状の
ガラス部と、該ガラス部に対して間隔をおいて平行状に
対向配置された網状部材とを備え、前記ガラス部と網状
部材との間に周縁部が密閉された空気層が形成されてい
ることを特徴とする断熱効果に優れたガラス窓を要旨と
するものである。

【０００７】このような網状部材の存在により、空気層
内の空気は網状部材からの逃げが抑制され、空気層内で
滞留する結果、優れた断熱効果を発揮する。従って、ガ
ラス部を２枚形成するペアガラスタイプの窓にくらべて
ガラス使用量が少なく、安価な網状部材を追加するだけ
の簡便な構造で、断熱性に優れたものとなる。一方、網
状部材は通気性を有するため、ガラス部と網状部材との
間の空気層に水分や湿気が侵入した場合にも容易に蒸発
させることができる。また、網状部材はガラス部の近接
位置に設けられているから、地震等の災害時にガラス破
片が飛散しても、網状部材が防護ネットとして機能して
ガラス破片は確実に受け止められる。

【０００８】また、上記において、空気層の厚さが３０
ｍｍ以下である場合には、特に優れた断熱効果を発揮さ
せることができる。

【０００９】また、網状部材の空隙率が６０〜９０％に
規定された場合には、透光性を確保しながら良好な通気
性と断熱性を兼ね備えたものとなる。

【００１０】また、網状部材の周縁に縁部材が設けられ
るとともに、該縁部材を、枠部の内周部内側に嵌め込む
ことにより、空気層が形成されている場合には、網状部
材の存在しない既存のガラス窓を、爾後的に本発明の窓
に簡単に改造することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１〜図３は、この発明に係るガ
ラス窓の一実施形態を示すものである。これらの図にお
いて、（１）は木製あるいは金属製サッシからなる方形
状の枠部、（２）は周縁部を該枠部に嵌め込まれること
により、枠部（１）の内方開口部を遮蔽する板状の透明
ガラス部である。（３）はガラス部（２）の厚さ方向外
側（外気側）において、ガラス部（２）と平行状に近接
配置された網状部材である。この網状部材の周縁には、
硬質ゴム等の弾性体からなる所定厚さの縁部材（３ａ）
が設けられるとともに、この縁部材（３ａ）の外周面を
含む網状部材（３）の大きさは、枠部（１）で囲まれた
空間にほぼ等しいか僅かに大きく設定されている。そし
て、一般に「みこみ」と称されている枠部（１）の内周
部内側に、前記縁部材（３ａ）がそのガラス部側の端面
をガラス部表面に当接されるまで弾力的に嵌め込まれる
ことにより、縁部材（３ａ）の厚さ相当分の距離を隔て
てガラス部（２）と網状部材（３）とが対向配置された
状態で、これらガラス部（２）と網状部材（３）とが枠
部（１）に一体的に設けられている。従って、ガラス部
（２）と網状部材（３）との間には、周縁部が枠部
（１）で密閉された所定厚さの空気層（４）が形成され
ている。

【００１２】この網状部材（３）は、通気性を阻害する
ことなく空気層（４）の断熱性を確保するためのもので
ある。即ち、網状部材（３）の存在により、空気層
（４）内の空気は網状部材（３）からの逃げが抑制され
て、周縁密閉状の空気層（４）内に滞留し、もって断熱
効果を発揮する。而して、空気層（４）の厚さ換言すれ
ばガラス部（２）と網状部材（３）との間隔Ｌが３０ｍ
ｍを超えると断熱効果が低下するため、ガラス部（２）
と網状部材（３）の間隔Ｌは３０ｍｍ以下に設定するの
が好ましい。特に、２０ｍｍ以下に設定するのが良い。
一方、ガラス部（２）と網状部材（３）とが接近し過ぎ
ても空気層（４）の厚さが薄くなるため断熱効果が低下
する。従って、ガラス部（２）と網状部材（３）の間隔
は５ｍｍ以上とするのが望ましく、特に８ｍｍ以上に設
定するのがもっとも好ましい。なお、図示実施形態にお
いて、空気層（４）の厚さ（ガラス部（２）と網状部材
（３）との間隔Ｌ）の調整は、縁部材（３ａ）の厚さを
変えることにより行えば良い。

【００１３】また、前記網状部材（３）の空隙率つまり
網状部材（３）の単位面積に占める空隙部の割合が大き
いと、網状部材（３）が存在しないのと同じ状態に近く
なり、通気性は増大するが断熱性は低下する。逆に、空
隙率が小さいと空気層（４）が密閉状態となり断熱性は
増大するが通気性が低下する。そこで、良好な断熱性と
通気性を確保するためには、網状部材（３）の空隙率は
これを６０〜９０％に設定するのが望ましい。網状部材
（３）の空隙率を６０〜９０％に設定することにより、
良好な透光性を確保することもできる。最も好ましくは
８０〜９０％である。

【００１４】この発明において、網状部材（３）の材質
は特に限定されることはなく、ポリ塩化ビニル等の樹脂
製のものやステンレス等の金属製のものを適宜用い得
る。しかしながら、ポリ塩化ビニル等の樹脂製のものよ
りもステンレス等の金属製のものを用いることが、より
高い断熱効果が得られることから推奨される。この理由
は、金属製網状部材における輻射熱の反射率が樹脂製の
網状部材よりも高いことに起因するものと推測される。

【００１５】網状部材（３）の網の目形状も特に限定さ
れることはない。格子状でも斜め格子状でも良く、ある
いは他の形状でも良い。ただし、網の目形状を変えるこ
とにより、あるいは網の目を構成する繊維の断面形状を
変えることにより、外光の入射角度が変わるため日射遮
蔽効果を調節できる。従って、所期する日射遮蔽状態と
なるように、網の目形状や繊維の断面形状を設定すれば
良い。

【００１６】なお、図１〜３に示した実施形態では、ガ
ラス部（２）の外側つまり外気側に網状部材（３）を配
置した場合を示したが、ガラス部（２）の内側つまり室
内側に配置しても良い。また、１枚の網状部材（３）を
設けた場合を示したが、２枚あるいはそれ以上の網状部
材（３）をガラス部（２）と平行状に並設してもよい。

【００１７】また、網状部材（３）の周縁部に縁部材
（３ａ）を設け、この縁部材（３ａ）を枠部（１）の内
周部内側に嵌め込むことにより、空気層（４）を形成し
た場合を示したが、網状部材（３）の周縁部を枠部
（１）に一体に固定しても良い。しかし、縁部材（３
ａ）を枠部（１）の内周部内側に嵌め込む構成とするこ
とにより、既存のガラス窓を本発明のガラス窓に容易に
改変することができるし、縁部材（３ａ）の厚さを変更
することにより、空気層（４）の厚さを自在かつ容易に
調整できる利点がある。

【００１８】

【実施例】次にこの発明の効果を確認するため、以下の
実験を行なった。

【００１９】即ちまず、図４に示すような実験装置を製
作した。図４において、（１１）は加熱箱、（１２）は
保護箱である。加熱箱（１１）は断熱材により縦５８０
ｍｍ×横５８０ｍｍ×高さ１８００ｍｍに製作した。そ
して、加熱箱（１１）の一側面に幅４５０ｍｍ×高さ１
８００ｍｍの開口部（１３）を設け、この開口部（１
３）を閉塞するように、ガラス板（１４）のみあるいは
ガラス板（１４）と網状部材（１５）とをガラス板を内
側にして平行状に取付けた。また、加熱箱内（１１）は
２００Ｗのヒーター（１６）で加熱するとともに、ファ
ン（１７）により箱内全体の温度を均一にした。また、
内側の開口部以外の５面に合板を張り付け、断熱を十分
確保した。

【００２０】一方、前記保護箱（１２）は、加熱箱（１
１）内の温度が外気の影響により変化しないように保護
するためのもので、前記加熱箱（１１）の開口部（１
３）以外をすべて被覆し得る形状を有している。そし
て、この加熱箱（１１）を台（１８）に載せて保護箱
（１２）内に収容被覆するとともに、５００Ｗのヒータ
ー（１９）とファン（２０）（２１）により、保護箱
（１２）内の温度を加熱箱（１１）と同じに設定した。

【００２１】（３０）は温度制御器であり、加熱箱（１
１）内及び保護箱（１２）内の温度が上昇した場合、こ
れを自動感知してヒーター（１６）（１９）の電源を遮
断することにより、各箱内の温度を約３６℃に保持する
役割を果たす。

【００２２】一方、上記の各箱体とは別に約２２．５℃
の温度に保持した低温室（図示せず）を用意した。

【００２３】以上の実験装置を準備するとともに、加熱
箱（１１）内の開口部（１３）にガラス板（１４）のみ
を取付け、あるいはガラス板（１４）と網状部材（１
５）とをそれらの間隔を表１のように各種に設定して取
付け、それぞれの場合における加熱箱（１１）内の温度
と、そのときのヒーター（１６）（１９）及びファン
（１７）（２０）（２１）用モータの消費電力と、低音
室内の温度とを測定した。前記ガラス板（１４）として
は肉厚５ｍｍの透明なものを用いた。一方、網状部材
（１５）は、ポリ塩化ビニル樹脂製のものとステンレス
製のものを用いるとともに、空隙率を表１のように設定
した。また、温度の測定は熱電対を用いることにより行
なった。そして、消費電力については、１Ｗ＝０．８６
ｋｃａｌ／ｈの換算式にて熱量に換算した。それらの結
果を表１に示す。

【００２４】

【表１】次に、上記の結果を用いて、熱貫流率Ｋ（ｋｃａｌ／ｍ
²ｈ℃）及び熱貫流抵抗Ｒ（ｍ²ｈ℃／ｋｃａｌ）を求
めた。ここに、熱貫流率は、一般に、遮蔽体を構成する
材料、厚さ、その表面の性質、壁に接した空気の流動状
況などに関連する値である。つまり、遮蔽体を単位時間
に貫流する熱量Ｑ（ｋｃａｌ／ｈ）は、遮蔽体の両側の
空気の温度差（θｉ−θ0 ）（℃）と表面積Ａ（ｍ²）
に比例する。つまり、Ｑ＝Ｋ×（θｉ−θ0 ）×Ａで表
すことができる。また、Ｋの逆数が熱貫流抵抗Ｒであ
り、式でいえばＲ＝１／Ｋである。

【００２５】上式におけるＱ、θｉ、θ0 に、第１表の
それぞれ消費電力換算熱量、加熱箱（１１）内の温度、
低温室の温度を代入し、Ａに開口部（１３）の面積
（０．４５×１．８）を代入して、熱貫流率Ｋ（ｋｃａ
ｌ／ｍ²ｈ℃）及び熱貫流抵抗Ｒ（ｍ²ｈ℃／ｋｃａ
ｌ）を求めたところ、表２のとおりであった。

【００２６】

【表２】また、表２の試料Ｎｏ２〜１１について、空気層の厚さ
（ガラス板と網状部材との間隔）と熱貫流抵抗の関係を
図５にグラフにて示す。

【００２７】表２及び図５のグラフからわかるように、
ガラス板（１４）に対して網状部材（１５）を５〜２０
ｍｍの間隔をおいて配置することにより、優れた断熱効
果を発揮し得ることがわかる。

【００２８】このことから、本発明に係るガラス窓は、
優れた断熱効果を当然に期待できるものであることを確
認し得た。

【００２９】

【発明の効果】この発明は、上述の次第で、枠部と、周
縁を該枠部に支持されるとともに枠部内の開口部を遮蔽
する板状のガラス部と、該ガラス部に対して間隔をおい
て平行状に対向配置された網状部材とを備え、前記ガラ
ス部と網状部材との間に周縁部が密閉された空気層が形
成されていることを特徴とするものであるから、ガラス
部を２枚形成するペアガラスタイプの窓にくらべてガラ
ス使用量が少なく、安価な網状部材を追加するだけの簡
便な構造で、断熱効果に優れたガラス窓を提供すること
ができる。もとより、網状部材は通気性を有するため、
ガラス部と網状部材の間の空気層に水分や湿気が侵入し
た場合にも容易に蒸発させることができ、ガラス面に慢
性的な曇りを生じるのを防止できる。しかも、網状部材
はガラス部の近接位置に設けられているから、地震等の
災害時にガラス破片が飛散しても、網状部材が防護ネッ
トとして機能してガラス破片を確実に受け止めることが
でき、従って広範囲な飛散を防止し得て安全性に高いガ
ラス窓となし得る。

【００３０】また、空気層の厚さが３０ｍｍ以下である
場合には、特に優れた断熱効果を発揮させることができ
る。

【００３１】また、網状部材の空隙率が６０〜９０％に
規定された場合には、透光性を確保しながら良好な通気
性と断熱性を兼ね備えたものとなしえ、上記効果をより
確実かつ有効に発揮させることのできるガラス窓となし
うる。

【００３２】また、網状部材の周縁に縁部材が設けられ
るとともに、該縁部材を、枠部の内周部に嵌め込むこと
により、空気層が形成されている場合には、網状部材の
存在しない既存のガラス窓を、極めて簡単な操作で爾後
的に本発明の窓に改造することができ、本発明の適用範
囲を著しく拡大することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係るガラス窓を、その
一部を切り欠いて示す斜視図である。

【図２】図１におけるII−II線断面図である。

【図３】網状部材を枠部に組み付ける前の状態を示す斜
視図である。

【図４】実施例における実験装置を示すもので、（ａ）
は正面断面図、（ｂ）は側断面図、（Ｃ）は（ａ）のIV
c −IVc 線断面図である。

【図５】実施例における実験結果を図示したグラフであ
る。

【符号の説明】

１…枠部２…ガラス部３…網状部材３ａ…縁部材４…空気層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】枠部（１）と、周縁を該枠部（１）に支
持されるとともに枠部内の開口部を遮蔽する板状のガラ
ス部（２）と、該ガラス部（２）に対して間隔をおいて
平行状に対向配置された網状部材（３）とを備え、前記
ガラス部（２）と網状部材（３）との間に周縁部が密閉
された空気層（４）が形成されていることを特徴とする
断熱効果に優れたガラス窓。
【請求項２】空気層（４）の厚さが３０ｍｍ以下であ
る請求項１に記載の断熱効果に優れたガラス窓。
【請求項３】網状部材（３）の空隙率が６０〜９０％
である請求項１または２に記載の断熱効果に優れたガラ
ス窓。
【請求項４】網状部材（３）の周縁に縁部材（３ａ）
が設けられるとともに、該縁部材（３ａ）を、枠部
（１）の内周部内側に嵌め込むことにより、空気層
（４）が形成されている請求項１ないし３のいずれかに
記載の断熱効果に優れたガラス窓。