JP2020172849A

JP2020172849A - 窓

Info

Publication number: JP2020172849A
Application number: JP2020027756A
Authority: JP
Inventors: 豊大浦; Yutaka Oura; 幸康朝岡; Yukiyasu Asaoka
Original assignee: Sankyo Tateyama Inc
Current assignee: Sankyo Tateyama Inc
Priority date: 2019-04-10
Filing date: 2020-02-21
Publication date: 2020-10-22
Anticipated expiration: 2040-02-21
Also published as: JP7388944B2

Abstract

【課題】窓からの熱の出入りを減らし、冷暖房負荷を抑えることのできる窓の提供。
【解決手段】外側ガラス６と内側仕切体１２と外気導入口３とを備え、外気導入口３は、外側ガラス６と内側仕切体１２の間の中間層４の下部に外気を導入するものであり、外気を室内に引っ張る手段によって、外気を内側仕切体１２の外側面に沿って下から上に流してから室内に流すことで、冬は内側仕切体１２から逃げる温熱を回収し、夏は内側仕切体１２から逃げる室内の冷熱を回収する。
【選択図】図１

Description

本発明は、換気を行いつつ熱の出入りを少なくできる窓に関する。

建物の室内環境は、空調設備で制御していたが、窓からの熱の出入りが多く電気代がかかるため、経済的に優れたものが求められていた。

本発明は以上に述べた実情に鑑み、窓からの熱の出入りを減らし、冷暖房負荷を抑えることのできる窓の提供を目的とする。

上記の課題を達成するために請求項１記載の発明による窓は、外側ガラスと内側仕切体と外気導入口とを備え、外気導入口は、外側ガラスと内側仕切体の間の中間層の下部に外気を導入するものであり、外気を室内に引っ張る手段によって、外気を内側仕切体の外側面に沿って下から上に流してから室内に流すことで、冬は内側仕切体から逃げる温熱を回収し、夏は内側仕切体から逃げる室内の冷熱を回収することを特徴とする。

請求項１記載の発明による窓は、外側ガラスと内側仕切体と外気導入口とを備え、外気導入口は、外側ガラスと内側仕切体の間の中間層の下部に外気を導入するものであり、外気を室内に引っ張る手段によって、外気を内側仕切体の外側面に沿って下から上に流してから室内に流すことで、冬は内側仕切体から逃げる温熱を回収し、夏は内側仕切体から逃げる室内の冷熱を回収することにより、窓からの熱の出入りを減らし、冷暖房負荷を抑えることができる。

本発明の窓の第１実施形態を示す縦断面図である。本発明の窓の第２実施形態を示す縦断面図である。暖冷房費の計算に用いた実施例１，２及び比較例１の窓の概略縦断面図である。暖冷房費の計算に用いた住宅の平面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の窓の第１実施形態を示している。この窓は、オフィスビル等の建物の窓開口部に設置されるもので、室外側に設置した外窓１と室内側に設置した内窓２とを備える二重窓となっている。

外窓１は、図１に示すように、建物の躯体開口部に固定される枠５と、枠５内に納めた外側ガラス（複層ガラス）６とを備える。下枠７には、定風量換気スリット（外気導入口）３が設けてある。定風量換気スリット３は、下枠７の室外側面に外気取入口８が横長のスリット状に設けてあり、下枠７上面に外気吹出口９が上向きに開口して設けてあり、外気取入口８と外気吹出口９をつなぐように外気流路１０が設けてある。外気流路１０内には風量調整弁１１が設けてあり、強風時には風量調整弁１１が風圧により回転して流路を狭めることで、風の強さによらず室内に導入される風量が一定になるように風量を調整する。

内窓２は、図１に示すように、複層ガラスよりなる内側ガラス（内側仕切体）１２が保持してあり、内窓２の上部には障子１３が上端部を支点にして室内側に開くように設けてある。障子１３が室内側に開くことで形成される開口部１４の面積は、先に述べた外気取入口８や外気吹出口９の面積とほぼ同じになっている。

室内には、換気扇等の外気を室内に引っ張る手段を有し、換気扇等により室内を負圧に調整することで、図１中に矢印で示すように、外窓１下部の定風量換気スリット３から外気が吸い込まれ、その後、外気は外窓・内窓間の中間層４を内側ガラス１２の外側面に沿って下から上に流れ、内窓２上部の開口部１４より室内に流入する。

次に、本窓の働きについて説明する。冬期の場合について説明すると、定風量換気スリット３からの冷たい外気は、外気吹出口９が内周側に向けて設けてあることで、上向きに流出し、その後、内窓２の内側ガラス１２から室内の温熱が伝わることで暖められ、内側ガラス１２の室外側面に沿って上昇し、この間に内側ガラス１２から室外に逃げる温熱を空気の流れによって回収する。また、窓に日射を受ける場合は、このように中間層４を内側ガラス１２の外側面に沿うように流れる間に、日射熱を取得することができる。その後、暖められた外気は内窓２上部の開口部１４より室内に流入する。そうして暖められた外気を室内に取り入れることで、回収した温熱を室内に戻すことができる。
このように、中間層４内を内側ガラス１２の外側面に沿うように下から上に外気が流れることで、日射熱を取得できるとともに、内側ガラス１２から逃げる温熱を空気の流れによって回収し、室内に戻すことで、室内から室外への温熱の損失が軽減され、これにより空気が流入する方向とは逆方向である室内側から室外側への熱輸送が妨げられ、断熱性が得られると共に、外気を暖めて室内に導入するため、暖房負荷を抑えることができる。そして、ビル全体に本窓を設けた場合、一般窓を設けた場合に比べて暖房負荷を軽減することができる。また、室内に居る人が冷たい風を感じることがない。

次に、夏期の場合について説明すると、冬期と同じように定風量換気スリット３から入った外気は、外気吹出口９が内周側に向けて設けてあることで上向きに流出し、その後、内窓２の内側ガラス１２の室外側面に沿って上昇し、この間に内側ガラス１２から室外に逃げる冷熱を空気の流れによって回収する。その後、冷やされた外気は内窓２上部の開口部１４を通り、室内に流出する。このように、外気を内側ガラス１２の外側面に沿って下から上に流し、外気を冷やしてから室内に導入することで、冷房負荷を抑えることができる。そして、ビル全体に本窓を設けた場合、一般窓を設けた場合に比べて冷房負荷を軽減することができる。

図２は、本発明の窓の第２実施形態を示している。本窓は、内窓２の上部に障子１３が下端部を支点にして内倒し式に開くように設けてある。このように、障子１３を下端部を支点にして内倒し式に開くことで、内側ガラス１２の外側面に沿って上昇した空気が上向きの流れのままで室内に流入するため、室内に空気が抵抗なくスムーズに流入し、且つ室内に居る人に風が直接当たらないため、快適性が向上する。

本窓は、中間層４内を室外側と室内側に仕切る中間仕切り１７を設け（図３（ｂ）参照）、外気吹出口９をその中間仕切り１７よりも室内側に設けることができる。中間仕切り１７は、例えばロールスクリーンやブラインドとすることができる。
このようにすることで、定風量換気スリット３から導入した外気が中間層４の室外側の空気と混ざるのを防ぎ、内窓２からの熱（冬期には温熱、夏期には冷熱）の回収効率を向上させることができる。

住宅に本発明の窓を設置した場合に、暖冷房費をどれだけ削減できるか計算した結果を以下に述べる。計算は、市販の暖冷房エネルギー消費量計算プログラムを使用し、窓の熱貫流率、暖房・冷房のためにエアコンが消費する電力量を計算し、その電力量から電気料金（２７円／ｋＷｈ）を計算した。図４は、計算に用いた住宅の平面図であり、１階と２階に５か所ずつの計１０か所に窓１５を有し、そのうちの９か所の窓１５にレースカーテン１６を設置するものとした。住宅は、平成２８年省エネ基準に適合するものとし、住宅のある地点は、東京とした。窓１５は、図３（ａ）に示すように中間仕切り１７を設けない実施例１と、図３（ｂ）に示すように中間仕切り１７を設けた実施例２と、図３（ｃ）に示すように単なる二重窓である比較例１の３タイプとし、それぞれの窓を設置した場合の電力量等を計算した。計算結果を表１に示す。

表１より明らかなように、実施例１の窓を設置した場合には、単なる２重窓である比較例１と比べて、暖冷房費を６％削減することができる。さらに、中間仕切り１７を設けた実施例２の窓を設置した場合には、単なる２重窓である比較例１と比べて、暖冷房費を８％削減することができる。

以上に説明したように本窓は、外側ガラス６と内側仕切体（内側ガラス）１２と外気導入口（定風量換気スリット）３とを備え、外気導入口３は、外側ガラス６と内側仕切体１２の間の中間層４の下部に外気を導入するものであり、外気を室内に引っ張る手段によって、外気を内側仕切体１２の外側面に沿って下から上に流してから室内に流すことで、冬は内側仕切体１２から逃げる温熱を回収し、夏は内側仕切体１２から逃げる室内の冷熱を回収することにより、窓からの熱の出入りを減らし、冷暖房負荷を抑えることができる。
内窓２の室内への外気流出口（開口部）１４が、外気導入口３とほぼ同じ大きさであることで、スムーズに換気が行える。
さらに、中間層４を室外側と室内側に仕切る中間仕切り１７を有し、外気導入口３の空気出口（外気吹出口）９が中間仕切り１７より室内側に位置している場合には、外気導入口３から導入した外気が中間層４の室外側の空気と混ざるのを防ぎ、内窓２からの温熱及び冷熱の回収効率を向上させることができる。

本発明は以上に述べた実施形態に限定されない。外窓と内窓の構造は適宜変更することができ、引違い窓や、開き窓、嵌め殺し窓等であってもよい。外窓と内窓の枠は、一体に形成してあってもよい。また、外窓と内窓からなる２重窓に限らず、一つの枠内に外側ガラスと内側ガラスを設置した単体サッシとすることもできる。
内側仕切体は、中間層と室内空間とに仕切るものであればよく、内側ガラスの他、カーテン、ロールスクリーン、障子等であってもよい。
外気導入口の構造は任意であり、外窓の枠と別個に独立して設けてあってもよい。室内に外気を引っ張る手段は、換気扇に限らず、内窓の外気流出口に連結したダクトと、ダクトの先に設けたファンで構成することもできる。また、窓にファンを設けて構成することもできる。本発明は、新築の建物に外窓と内窓を新たに設置する場合の他、既存の単体のサッシ（外窓）が取付けられた窓に、後から内窓を増設して二重窓とする場合にも適用できる。

１外窓
２内窓
３定風量換気スリット（外気導入口）
４中間層
６外側ガラス
１２内側ガラス（内側仕切体）

Claims

外側ガラスと内側仕切体と外気導入口とを備え、外気導入口は、外側ガラスと内側仕切体の間の中間層の下部に外気を導入するものであり、外気を室内に引っ張る手段によって、外気を内側仕切体の外側面に沿って下から上に流してから室内に流すことで、冬は内側仕切体から逃げる温熱を回収し、夏は内側仕切体から逃げる室内の冷熱を回収することを特徴とする窓。