JP2001060407A - 昼光利用システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上窓部からの直射日光を遮断することなく、
ライトシェルフからの反射光と共に天井面への間接照明
光として利用することのできる昼光利用システムを提供
する。 【解決手段】 昼光利用システム６１において、建物の
窓部２１の外側に、この窓部２１の高さ方向中間位置で
窓部２１の間口方向に亘って略水平に取り付けられ上面
２９ａで反射させた太陽光を窓部２１から取り込んで室
内３１の天井面３３に間接照明光として照射するライト
シェルフ２９と、このライトシェルフ２９より上方の上
窓部Ａ全面に設けられ夏期における昼光の入射角では昼
光を反射させる一方、中間期及び冬期における昼光の入
射角では昼光の一部を室内３１側へ透過させ且つ室内３
１の天井面方向へ屈折させて導光するプリズム面材５１
とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建物の開口部（特
に、窓部）に設けられ、この開口部から室内へ入射しよ
うとする太陽光を積極的に有効利用して視環境、空調環
境を改善する昼光利用システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽光を反射させて室内に取り入れる反
射式間接照明手段の一つにライトシェルフがある。図５
に示すように、このライトシェルフ１は、建物の窓部３
の外側に水平に取り付けられ、上面１ａで反射させた太
陽光を窓部３から取り込んで室内５の天井面７に間接照
明光として照射する。このようなライトシェルフ１を用
いれば、太陽光を照明として有効利用することができ、
室内照明の電力負荷を軽減することができる。

【０００３】ところが、ライトシェルフ１は、上面１ａ
で反射させた太陽光を室内５の天井面７に間接照明光と
して反射させるため、窓部３の高さ方向中間位置に設け
なければならない。従って、ライトシェルフ１より上方
の上窓部Ａからは、直射日光が室内５へ入射してしまう
ことになる。このため、従来では、例えば複数の水平ス
ラット９を有したブラインド１１が窓部３に取り付けら
れ、上窓部Ａからの太陽光の入射を遮断して、冷房負荷
を軽減するとともに、直射日光の入射による視環境の低
下を防止していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ライトシェルフとブラインドとを併用した場合、直射日
光の進入は防止できるものの、上窓部から室内へ入射し
ようとする直射日光を有効利用することができなかっ
た。また、ブラインドは、スラット全体が同一角度に調
節されるため、上窓部からの直射日光の進入を防止する
傾斜角度でスラットを調節した場合、ライトシェルフに
よって反射させた反射光がブラインドによって遮られ、
天井面の間接照明光として十分に利用することができな
い場合があった。本発明は上記状況に鑑みてなされたも
ので、上窓部からの直射日光を遮断することなく、ライ
トシェルフからの反射光と共に天井面への間接照明光と
して利用することのできる昼光利用システムを提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る請求項１記載の昼光利用システムは、建
物の窓部の外側に、該窓部の高さ方向中間位置で該窓部
の間口方向に亘って略水平に取り付けられ上面で反射さ
せた太陽光を前記窓部から取り込んで室内の天井面に間
接照明光として照射するライトシェルフと、該ライトシ
ェルフより上方の上窓部全面に設けられ夏期における昼
光の入射角では該昼光を反射させる一方、中間期及び冬
期における昼光の入射角では該昼光の一部を室内側へ透
過させ且つ室内の天井面方向へ屈折させて導光するプリ
ズム面材とを具備したことを特徴とする。

【０００６】この昼光利用システムでは、下窓部から入
射しようとする太陽光がライトシェルフの上面に照射さ
れ、室内への進入が遮断されると同時に、上面に反射さ
れた太陽光が天井面への間接照明光として利用可能とな
る。そして、プリズム面材が上窓部全面に設けられるこ
とで、夏期における昼光が反射される一方、中間期及び
冬期における昼光の一部が室内側へ透過、且つ天井面方
向へ屈折され、上窓部において、特に視環境、空調環境
を低下させる夏期の昼光のみが遮断され、他の季節の昼
光は有効利用可能となる。

【０００７】請求項２記載の昼光利用システムは、前記
ライトシェルフより下方の下窓部に設けられ間隔を隔て
て垂直方向に配設される複数の水平なスラットを有し該
スラットの昇降及び角度変更が行えるブラインドを具備
したことを特徴とする。

【０００８】この昼光利用システムでは、下窓部にブラ
インドが設けられることで、太陽光の入射角が小さい時
間帯に、ライトシェルフによって遮られずに下窓部から
入射しようとする太陽光が遮断可能となり、窓際におけ
る直射日光の入射による視環境の低下が防止される。

【０００９】請求項３記載の昼光利用システムは、前記
ライトシェルフが、前記上面に照射された太陽光の一部
を下面へ透過させる透光性を有することを特徴とする。

【００１０】この昼光利用システムでは、ライトシェル
フが透光性を有することで、上面に照射された太陽光の
一部が下面へ透過され、ライトシェルフの下面がある程
度に明るくなり、室内側から外部を視た際に、ライトシ
ェルフの下面が暗くなることによる違和感、視環境の低
下がなくなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る昼光利用シス
テムの好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明す
る。図１は本発明に係る昼光利用システムの概略を示す
構成図、図２は透光性を有するライトシェルフの一例を
示す側面図、図３はプリズム面材の日射熱取得及び除去
状況を示す説明図、図４はプリズム面材の季節毎の太陽
光の反射及び透過状況を示す説明図である。

【００１２】建物の窓部２１には、この窓部２１を挟ん
で左右一対の柱２３が固設されている。それぞれの柱２
３の上下方向中間部には、外壁２５より突出する水平な
ブラケット２７が設けられている。この左右のブラケッ
ト２７には、窓部２１の間口方向に長い矩形板状のライ
トシェルフ２９が支持されている。ライトシェルフ２９
は、窓部２１の上下方向の略中央部に配置される。中央
部にライトシェルフ２９の配設された窓部２１は、ライ
トシェルフ２９を挟んで上側が上窓部Ａ、下側が下窓部
Ｂとなる。

【００１３】ライトシェルフ２９は、上面２９ａで反射
させた太陽光を窓部２１から取り込んで室内３１の天井
面３３に間接照明光として照射する。従って、太陽光を
照明として有効利用し、室内照明の電力負荷を軽減可能
にしている。

【００１４】ライトシェルフ２９は、昼光を効率良く反
射するように、上面２９ａが表面処理されている。具体
的には、反射率を高める塗料の塗布、或いはメッキ処理
や鏡面被膜の形成等が挙げられる。

【００１５】また、ライトシェルフ２９は、透光性、又
は非透光性を有するものであってもよい。非透光性を有
するライトシェルフ２９によれば、高い反射効率を得る
ことができる。一方、透光性を有するライトシェルフ２
９によれば、ライトシェルフ２９の下面を明るくするこ
とができる。透光性を有するライトシェルフ２９として
は、例えば図２に示すように、断面Ｔ字状の笠木板３５
をスリット３７を隔てて複数並設する構造等が挙げられ
る。このような構造とすることにより、上面２９ａの反
射面積を確保しつつ、透光性を持たせることができる。
これにより、ライトシェルフ２９の下面がある程度に明
るくなり、室内側から外部を視た際に、ライトシェルフ
２９の下面が暗くなることによる違和感、視環境の低下
がなくなる。

【００１６】下窓部Ｂの室内側には、直射日光を遮るブ
ラインド４１が取り付けられている。ブラインド４１
は、間隔を隔てて垂直方向に配設される複数の水平なス
ラット４３を有する。スラット４３は、窓部中間位置に
設けられたレール状筐体４７に不図示の支持コードを介
して支持される。レール状筐体４７には、スラット４３
を昇降する不図示のスラット昇降機構、及びスラット４
３の傾斜角度を変える不図示のスラット角度変更機構が
内蔵されている。スラット４３は、これらスラット昇降
機構、及び角度変更機構によって昇降と角度が調節され
るようになっている。

【００１７】ところで、上窓部Ａの全面には、プリズム
面材５１が設けられている。プリズム面材５１は、上窓
部Ａに既設のガラス窓と重ねて貼り合わされるもの、或
いはプリズム面材５１自身がガラス窓の機能を併せ持
ち、そのプリズム面材５１のみが単体で設けられるもの
のいずれであってもよい。なお、この実施の形態では、
プリズム面材５１のみが単体で上窓部Ａに設けられる場
合を例に説明する。

【００１８】プリズム面材５１は、図３に示すように、
二枚の平行な透明ガラス板５３、５３の間に、空気層５
５が形成されている。この空気層５５には、外部から照
射される太陽光の透過・反射を制御する複数のプリズム
５７が上下に整列されている。プリズム面材５１は、外
部から照射される太陽光の入射角θによって、太陽光の
透過・反射を制御する。また、プリズム面材５１は、透
過させた太陽光を天井面方向へ屈折させる作用を有して
いる。

【００１９】次に、このように構成される昼光利用シス
テム６１の作用を説明する。窓部２１に対する太陽光の
入射角θが大きくなると、下窓部Ｂから入射しようとす
る太陽光がライトシェルフ２９の上面２９ａに照射さ
れ、室内３１への進入が遮断されると同時に、上面２９
ａに反射された太陽光が天井面３３への間接照明光とし
て利用可能となる。

【００２０】この際、ライトシェルフ２９が透光性を有
することで、上面２９ａに照射された太陽光の一部が下
面へ透過され、ライトシェルフ２９の下面がある程度に
明るくなり、室内３１側から外部を視た際に、ライトシ
ェルフ２９の下面が暗くなることによる違和感、視環境
の低下がなくなる。

【００２１】また、太陽光の入射角θが小さい時間帯で
は、ライトシェルフ２９によって遮られずに室外から入
射しようとする太陽光がブラインド４１によって遮断可
能となり、窓際における直射日光の入射による視環境の
低下が防止される。

【００２２】一方、プリズム面材５１は、外部から照射
される太陽光の入射角θによって、太陽光の透過・反射
を制御する。この太陽光の透過・反射を、日射熱の取得
・除去という観点で考えると、プリズム面材５１の透過
・反射性能は、日射熱Ｑに対する、室内側の日射熱取得
率ｑ１、直接透過率ｑ２、室内放熱率ｑ３と、室外側の
日射熱除去率ｑ４、反射率ｑ５、室外放熱率ｑ６の各比
率で表すことができる。ここで、例えばプリズム面材５
１として、フィグラ社製の「ＥＣＯＳＳ−Ｗ」を用いれ
ば、これら各比率は、太陽入射角θの異なる夏期、中間
期（春・秋）、冬期で表１に示す値となる。なお、これ
らの値を算出した設計条件は、窓部２１の位置＝北緯３
６°、時間＝１２時、窓部２１の向き＝南向きである。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１に示すように、室内では、直接透過率
ｑ２と室内放熱率ｑ３との和が日射熱取得率ｑ１とな
り、室外では、反射率ｑ５と室外放熱率ｑ６との和が日
射熱除去率ｑ４となる。そして、この日射熱取得率ｑ１
と日射熱除去率ｑ４との和が日射熱Ｑ（即ち、日射エネ
ルギー１００％）となる。

【００２５】このように、太陽光の入射角θによって、
太陽光の透過・反射を制御するプリズム面材５１が用い
られることで、上窓部Ａにおいて、図４（ａ）に示す夏
期における昼光の入射角θでは昼光を反射させる一方、
図４（ｂ）に示す中間期及び図４（ｃ）に示す冬期にお
ける昼光の入射角θでは昼光の一部を室内３１側へ透過
させ且つ天井面３３へ屈折させて導光することが可能と
なる。この結果、上窓部Ａにおいて、特に視環境、空調
環境を低下させる夏期の昼光のみが遮断され、他の季節
の昼光は有効利用可能となる。

【００２６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る請求項１記載の昼光利用システムは、ライトシェルフ
を窓部の中間位置に設けたので、下窓部から入射しよう
とする太陽光をライトシェルフによって天井面に反射さ
せ、窓際における直射日光の入射を防止して視環境を向
上させることができるとともに、その遮断した太陽光
を、天井面の間接照明光として有効利用することができ
る。そして、プリズム面材を上窓部全面に設けたので、
上窓部において、特に視環境、空調環境を低下させる夏
期の昼光のみを遮断し、他の季節の昼光は天井方向に屈
折させてライトシェルフからの反射光と共に有効利用す
ることができる。

【００２７】請求項２記載の昼光利用システムは、ライ
トシェルフより下方の下窓部にブラインドを設けたの
で、太陽高度が低い時間帯に、ライトシェルフによって
遮られずに下窓部から入射しようとする太陽光を遮断し
て、窓際における視環境を向上させることができる。

【００２８】請求項３記載の昼光利用システムは、ライ
トシェルフが、上面に照射された太陽光の一部を下面へ
透過させる透光性を有するので、ライトシェルフの下面
を明るくすることができ、室内側から外部を視た際のラ
イトシェルフ下面が暗くなることによる違和感、視環境
の低下をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る昼光利用システムの概略を示す構
成図である。

【図２】透光性を有するライトシェルフの一例を示す側
面図である。

【図３】プリズム面材の日射熱取得及び除去状況を示す
説明図である。

【図４】プリズム面材の季節毎の太陽光の反射及び透過
状況を示す説明図である。

【図５】従来の昼光利用システムの概略を示す構成図で
ある。

【符号の説明】

２１…窓部、２１ａ…上面、２９…ライトシェルフ、３
１…室内、３３…天井面、４１…ブラインド、４３…ス
ラット、５１…プリズム面材、６１…昼光利用システ
ム、Ａ…上窓部、Ｂ…下窓部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建物の窓部の外側に、該窓部の高さ方向
   中間位置で該窓部の間口方向に亘って略水平に取り付け
   られ上面で反射させた太陽光を前記窓部から取り込んで
   室内の天井面に間接照明光として照射するライトシェル
   フと、 該ライトシェルフより上方の上窓部全面に設けられ夏期
   における昼光の入射角では該昼光を反射させる一方、中
   間期及び冬期における昼光の入射角では該昼光の一部を
   室内側へ透過させ且つ室内の天井面方向へ屈折させて導
   光するプリズム面材とを具備したことを特徴とする昼光
   利用システム。
2. 【請求項２】 前記ライトシェルフより下方の下窓部に
   設けられ間隔を隔てて垂直方向に配設される複数の水平
   なスラットを有し該スラットの昇降及び角度変更が行え
   るブラインドを具備したことを特徴とする請求項１記載
   の昼光利用システム。
3. 【請求項３】 前記ライトシェルフが、前記上面に照射
   された太陽光の一部を下面へ透過させる透光性を有する
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の昼光利用システ
   ム。