断熱エコ障子

【課題】建物窓を複層ガラスより有利な断熱装置で窓の断熱ロスを改善する。
【解決手段】壁に使用されるグラスウールの熱伝導率は０．０５、空気の熱伝導率は０．０２６、グラスウールの壁１００ｍｍと同じ空気層を確保するには５２ｍｍの厚みが必要となる。空気層の対流限界を１２ｍｍとすると４層か５層の合わせが必要になる。この空気層を窓にセットする。壁の厚みよりガラスサッシ２の厚みが薄いので不足分を木の窓枠１で継ぎ足し、この窓枠スペースに断熱エコ障子３をはめ込んで熱の移動を制限して断熱する。断熱エコ障子は窓枠一杯に作った厚み１２ｍｍ以下程度の木製枠材の両面に膜材（ポリカボネード障子紙、塩化ビニール樹脂やフッ素樹脂フイルムなど）をのり又は両面テープで枠材に貼り付けて、内部に空気層を保持する。これを複数重ねて壁と同じ断熱性能にする。これを窓枠内に設置することで熱エネルギーの移動を遮断する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建物開口部のガラス窓の内側に簡易に窓の断熱層を創造するものであり、複層ガラスサッシの分野より進歩的で有利な分野です
【背景技術】
【０００２】
建物の壁断熱はグラスウール等で断熱工事が施工されているが窓からは熱エネルギーが冬は４８％夏は７１％の熱が窓から失われていると言われています
最近の新築の家には複層ガラス窓がはめ込まれて断熱性能も向上してきたが古い建物の窓を複層ガラスに交換することは簡単でありませんしかし、これらの窓から熱の損失を無くすることが必要であります。
このためには複層ガラスより有利な本願発明技術で窓の断熱化を押し進める必要が有ります。そうしなければ４８や７１％の数字を下げることはできません
一般的には建物壁の厚みより窓ガラスサッシの厚みは薄く普通内側に窓枠の空間が確保されています。この空間を利用して、この窓枠の中に空気層を確保する気密な断熱エコ障子をはめ込んで内外の熱移動を制限するものです。一枚物は取り外し可能形式に、窓固定式は二枚の引き違いに隙間を少なく擦れ合うようにはめ込む、新たな敷居などは作らずに窓枠の上に直接のせて、外れない程度のガイドを取り付けて開閉可能にした断熱エコ障子を供給せんと考えるのであります。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【非特許文献】
【０００４】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の窓はガラス板一枚によって仕切られていてこれが断熱の扉です、近年は複層ガラスが取り入れられてきたが、既設の建物には複層ガラス化は容易ではありません
これら既設の建物の開口部の窓の断熱を複層ガラス以外の方法で改善することが課題であります。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
熱エネルギ−の移動を防止するためには対流しない空気層を作って熱の移動を防止する事がもっとも効率の良い方法です。対流しない空気層厚さは１２ｍｍ程度が対流発生の限界と言われています。この空気層を１２ｍｍ以下に分割する膜が必要です。膜にどんな材料を使用するか。そしてこの膜を支える資材はなににするか非鉄か木材か。それらをどのように組み合わせるかそれらの結果、断熱エコ障子が生まれた。課題を解決するためには複層ガラスサッシと違う条件で課題を解決する必要があります。複層ガラスサッシと断熱エコ障子とを比較をすると次の通りです。
１．枠材料はアルミ熱伝導率１８０に対し杉木材０．１０５である
２．膜材料はガラスの熱伝導０．７６に対して
断熱エコ障子の熱伝導率の方が
塩化ビニール樹脂０．１３から０．２９
ポリカボネード０．１９
フッ素樹脂フイルム０．２５と小さい
３．複層ガラスは同じ空気層を確保するのに重いガラスを支持する枠部材が必要であるのに対して断熱エコ障子は薄い膜で軽くて、枠材も木材で軽く扱える。
４．ガラスサッシは重いので開閉には下に戸車をいれないと動かせない。その戸車の分、隙間風が大きい。断熱エコ障子は軽いので滑動方式で隙間風が少ない
５．複層ガラスサッシの製造コストよりも断熱エコ障子の方の製造コストが安い
６．複層ガラスの空気層の断熱性能を壁のグラスウールの断熱性能と同じにすると膜の数は同じにしても膜の重さがガラスになると重たくなって絶対断熱エコ障子が有利になる。
７．空気層を多層にして熱伝導で空気が膨脹すれば体積が増えて膜に圧力が掛かる。複層ガラスの場合いつか破断が起こると断熱出来ないが断熱エコ障子の場合は膜自体が伸びて破断の危険がない。
８．複層ガラスを多層にするとこれを支える構造部材も大きくしなければならない
これらの優位な条件の組み合わせが有るのにいままで誰もやらなかったことに新規性があり、複層ガラスよりも優れた有利性に進歩性があります
これらの複層ガラスとの違いを明らかにした上で具体的課題解決の手段としては膜の支持部材は熱の伝わりにくい木材が良い。厚さ７ｍｍから１７ｍｍ程度の板材で窓枠内の４辺に成るように枠組みをして、この両面に膜材を貼り付ける。膜の貼り付けは障子貼りのノリや両面テープを使用して気密に貼り付けたのを断熱エコ障子という
枠材の板幅は膜の剛性、引張力、枠サイズの大きさや枠の自立性などにより設計する。
枠材の板厚は必要空気層厚さから何層必要かや窓枠の幅、枠材の自立性、製造コストなど総合的に判断して決める
これらの材料や方法で膜を作れば空気層が確保出来る。では壁の断熱性能と同等程度の空気層にするにはどうしたらよいか。壁がグラスウール１０ｋ１００ｍｍ厚さと同等の空気層はどれだけ必要か。グラスウールの熱伝導率０．０５空気の熱伝導率０．０２６空気の熱伝導率０．０２６をグラスウールの熱伝導率０．０５で割ると０．５２空気層は５２ｍｍで同等となる。１２ｍｍ以下厚層の空気層を４層か５層の複数設置で空気層が５２ｍｍ以上になれば壁と同程度の断熱性能が可能に成る
取り付け方法は窓のガラスサッシの内側には壁の厚みに合わせた窓枠が普通有ります。この窓枠の中に断熱エコ障子をはめ込みます。窓枠が小さければ断熱エコ障子に取っ手をつけてはめ込みます。開閉出来るようにするには二枚の断熱エコ障子を製作して直に窓枠の中に二枚が擦れ合う状態で窓ガラスの鍵部品等に当たらないように内外に外れないように滑動可能なゆとりは確保してガイド部品を窓枠につけます。ガラス窓には隙間が有ります。このすきま風を断ち切るためには断熱エコ障子は隙間の少ないように製作して上部の滑動余裕は最小限に絞ります。このように窓枠の中に断熱エコ障子を設置するという発明で簡易に窓の断熱が可能になる事で課題解決になる
【発明の効果】
【０００７】
１．窓に簡易に断熱エコ障子を取り付けることで光熱費の節約になり地球温暖化防止に貢献する
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】建物壁開口部窓枠中央の断面略図で左に外部側の▲２▼窓ガラスサッシ引き違いが二枚有りその内側に▲１▼窓枠が４辺有りその上下の窓枠をあらわしています。この窓枠の中に▲３▼断熱エコ障子が引き違いで重なって２枚有ります。この断熱エコ障子が倒れないように▲４▼ガイドが付いています
【図２】断熱エコ障子の平面図を示します。▲６▼が断熱エコ障子の木枠 ▲５▼に断熱エコ障子の膜が全面両面に張って中が空気層に成っています
【発明を実施するための形態】
【０００９】
発明を実施するための形態としては建物窓枠の中に密閉出来る断熱エコ障子を製作して取り付けるだけですがまず建物の構造が実施可能な建物か、する価値があるかを、まず評価します。有るとすれば、どの程度の断熱をすればよいか寸法、数量を調査検討します。数量に基づいて工事費を算出して、実施するかどうかを検討します。実施すると成れば材料の手配をして、加工、組立、取り付け、確認をして完了ですが現在の製造方法は１７ｍｍ厚さの枠を作りフイルム貼り付けて製品にするのですがこの厚みでグラスウール３２ｍｍの厚みに相当するので最初はこの１７ｍｍサイズの注文をとって製品を販売していき更なる研究開発で厚みを対流しない１２ｍｍ以下に部材厚さを下げて多層化して断熱性能の向上につとめて寒冷地域にも拡販していきたい。今後これらを本格的事業化を進めるためには特許の保護を必要としますのでよろしく援助くださいますようにお願いします
【実施例】
【００１０】
、仕事は襖屋を営んでおり長年襖障子の張り替えを行ってきました。我が家の北の寒い寝室のガラス窓に接した障子に両面張れば温いのではと、ある日ひらめいて、障子の両面に障子紙を貼り付ける事を思いつきました。障子の内側には紙を貼る様になっていないので組子には当然高さが異なり貼れませんから枠に貼り付けなければなりません。枠の高さも横と上下の高さが異なり貼りつらかったが何とか丈夫な紙を貼り付けました
何となく暖かい感じがしました。けれども２枚はると部屋の中が暗くなり、明かり取りに両面ヒトます切り取りナイロンをセロテープで貼り付けました。障子２枚にしても水分は通りガラスには少ないが結露がつきます。空気を通さない紙で両面を張れば断熱層が出来て、結露も少なくなるのではないかと考え。障子も無い窓に枠から造って空気の通さない紙を貼る断熱エコ障子を考えつき試作をしてみるに至りました。
我が家の風呂場と脱衣場にはそれぞれの窓に引き違いのガラス窓があります。冬になると寒々としたすきま風や冷気が漂い壁には結露がびっしりと付く寒い風呂であります。何とかならんものかと長年気にはしていたが今まで考えが及びませんでした。
窓枠の寸法を実測すると二つとも同じ大きさである。幅１１３０ｍｍ高さ６１５ｍｍである。夏は不要で冬だけ取り外し可能な方式にすることにしました。手持ちの白無地塩ビ障子紙と襖材木１７＊２１ｍｍ＊１８００を使用して窓枠一杯の断熱エコ障子を作り、取手をつけて年末１２月８日に風呂場に取り付けてみた。最初家内はこんなものつけて結露が一杯なのにと、ぶつくさとぼやいていたが自分が風呂に入ってみると雰囲気が明るくなって暖かくなっているのに納得したのか、その後はなにも言わなくなりました。続いて脱衣場の窓も同じように作りたかったが年末は仕事が忙しくて脱衣場に取り付けたのは明けて２３年１月２日に成った。二つの窓に断熱エコ障子をつけて風呂場は暖かくなって成功であります。
続いて居間、台所には大きな窓がある。居間には幅２２６０ｍｍ高さ２２６５ｍｍ台所には１４６５＊高さ２２６５のガラス窓が有る
どちらもは天井まで天窓と下窓とに成っている。引き違い窓にするために障子の大きさは幅５５０＊高さ２２６０一枚と幅８９５＊高さ２２６０二枚の合計三枚を天窓も含めて作ることにしました。高さが２２６０と高いので木材を継ぎ足す必要があり、２本あわせにして継ぎ足し、まず５５０の枠を作る事にした。白無地の塩ビ障子紙も継ぎ足して２２６０＊５５０の両面に貼り付けて断熱エコ障子を製作して取り付けてみた。継ぎ目が見えるがいい感じである。続いて二枚目の８９５＊２２６０を作った。障子紙はどれも透明性にかけるのが長年の不満で有ったので果樹保護袋に使用している大型ナイロン袋を上下二枚被せてセロテープで留めた。貼り付けには技術の積み上げが必要であるが断熱の機能は果たせているように感じた。残り一枚も枠を作り上げて、この一枚はポリカボネードの障子紙を貼ることにした。
幅８９５＊２２６０で組子が無いので、はり付けは歪みが出て張りにくいがなんとか両面貼り付けて取手をつけて取り付けた。この三枚目は右左に滑り動くので窓枠の上に隙間の開かない程度に外れないようにガードを取り付けました
三枚の断熱エコ障子が出来上がって、居間の暖房のエアコンを掛けていても以前よりは温い感じがします
台所と居間は続きの部屋なので台所の窓もしなければ完全でない
台所の窓は幅１４６５＊高さ２２６５なので２枚の引き違いで一枚だけを開け閉めする方式で幅７５４＊高さ２２６０のサイズを二枚作る事にした。一枚は塩ビのシートの八尺の光の透過度６７．９％の膜材を取り寄せてはめ込んだ。これでもガラスの様な透明にはならないので一枚は耐候性の優れたフッ素樹脂フイルムを張ることにした。フッ素フイルムは寸法が大きくて貼り付けるにはだいぶん技術の錬磨を感じたが何とか初めての割りにはなんとか出来た。ガラス同様に外の景色が見える断熱エコ障子が２３年１月１２日完成しました。居間はエアコンと台所はガスストーブを使用しているが長時間暖房をしていると暑くなって暖房を切りたい感じがした。いままでにない事で有る。
断熱エコ障子の効果を実感した瞬間である。
熱環流率Ｋ値の計算＝１／（材料の厚みｍ÷材料の熱伝導率）
＝１／（０．０１７÷０．０２６）＝１／０．６５３８４６１
＝１．５２９
今回出来たのは１７ｍｍ厚であるからグラスウール１００ｍｍの空気層は５２ｍｍなので１７／５２＝０．３２６グラスウールの３２ｍｍ分に相当する。更にガラス窓のすきま風をシャットアウトした効果も大きい次の課題は枠材の厚みを対流限界１２ミリ以下にして膜の多層化に取り組んで断熱性能の研究向上に極めたい。
今までにまだこのようなものが発売されていないから、私が初めてかもと特許電子図書館をのぞいてみるとエコ障子で実用新案が一件、断熱障子で４１件、断熱空気層で１０１件がヒットしたが私のと同じ発明は発見出来なくて断熱エコ障子のヒットは０であったので特許出願をすることにしました。
【産業上の利用可能性】
【００１１】
１．断熱エコ障子の利用によりエネルギーの消費が減らせる
２．断熱エコ障子の生産で経済活性化する
３．透明なフッ素樹脂フイルムで作った断熱エコ障子は耐侯性に優れいるので建物外装材や天窓、温室の温度抑制に適している
【符号の説明】
【００１２】
１窓枠
２窓ガラスサッシ
３断熱エコ障子
４断熱エコ障子のガイド
５断熱エコ障子の膜（ポリカボネード障子紙、塩化ビニール樹脂シート、フッ素樹脂フイルムなど）
６断熱エコ障子の木枠

【特許請求の範囲】
【請求項１】
窓の断熱効果を高めるため、ガラス窓枠中の窓ガラスサッシを固定している木製窓枠部の内部空間にサイズ一杯の大きさに厚み７ｍｍから１７ｍｍ程度の木材板で四辺枠組みをして、その板の両面に気密な膜材（ポリカボネード、塩化ビニール樹脂、フッ素樹脂等の透明フイルム）を全面に貼り付けて、中の空気層が断熱層になる断熱エコ障子を作る、断熱の程度は断熱エコ障子を複数枚重ねて空気層厚さを調整する。これを窓枠内部の空間中にはめ込んで窓内外の熱移動を断ち切る断熱エコ障子

【図１】