JP2005023592A

JP2005023592A - 建物内光熱制御構造

Info

Publication number: JP2005023592A
Application number: JP2003188374A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Matsumoto; 建三松元
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-01-27

Abstract

【課題】太陽光の建物内への入射・反射量を制御し、建物内の光熱量を制御する手段を備える建物内光熱制御構造を提供すること。
【解決手段】建物Ｒの窓部５の外側に、該窓部５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付けられた屋外側に突出する庇１（ライトシェルフという）が設けられ、このライトシェルフ１は温度或いは太陽光の入射角度により太陽光の建物Ｒ内への入射・反射量を制御し、建物Ｒ内の光熱量を制御する手段が備えられている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽光の建物内への入射・反射量を制御し、建物内の光熱量を制御する手段を備える建物内光熱制御構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の戸建て住宅の窓としては、十分な採光を得るために、開口面積を大きくするのが一般的である。ところで、窓の開口面積を大きくすることで、明るさは十分に得られるが、逆に夏季の日射熱侵入量も増大するので、室内の温度上昇による暑さの問題や冷房時の省エネルギー性が得られないという問題が大きくなっている。
【０００３】
上記日射を遮断するために、窓ガラスに沿って引き下げ型のブラインドを配置するとともに庇を利用している。最近では、ブラインドを配置する代わりに、遮熱タイプの窓ガラスを利用することも行われている。（特許文献１参照）。
【０００４】
また、建物の開口部（特に、窓部）に設けられ、この開口部から室内に入射しようとする太陽光を積極的に有効利用するため、開口部の外側にライトシェルフを取り付け、開口部の室内側にブラインドあるいはプリズム面材とを備えた昼光利用システムがある。（特許文献２及び３参照）。
【０００５】
また、自然光を取り入れて部屋内を明るくできる機構を有する建物、特に両立が困難な遮熱と採光を確保することができる建物がある。（特許文献４参照）。
【０００６】
【特許文献１】
実公平４−２３１８５号公報
【特許文献２】
特開２００１−３６６１号公報
【特許文献３】
特開２００１−６０４０７号公報
【特許文献４】
特開２０００−１２９７９２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、住宅地の敷地の制約（たとえば３階建て住宅の場合）のため、有効な庇を設置することができない場合がある。このため、庇によって日射の遮断はできるが、採光が取りにくくなる。また、特許文献１のように遮熱タイプの窓ガラスを利用することで、夏季の暑さ対策としては確かに有効であるが、逆に冬季は日射熱が入りにくく、昼間の暖かさが得られにくくなり、暖房負荷も増大して暖房費用が高くつくという問題があった。
【０００８】
また、特許文献２及び３のように、開口部の外側にライトシェルフを取り付け、開口部の室内側にブラインドあるいはプリズム面材とを備えた昼光利用システムにおいては、昼間の太陽光の入射をコントロールするものであるが、室内の温度環境に関してコントロールするものではない。ライトシェルフ等の庇で光を反射させると下の窓への太陽光の入射量が少なくなり、冬季の室内温度が低下若しくは暖房が必要となり、昼光を利用して照明エネルギーを減少させた効果がなくなるという問題がある。
【０００９】
また、特許文献４のように、開口部の外側にライトシェルフの上面側に設けられた反射手段にて反射された太陽光を部屋内に反射間接光として取り入れると共に、開口部の下方に設けられた部屋の下部開口の庇とされているので、この庇で下部開口から部屋内に侵入する日射熱を遮蔽することができるが、ライトシェルフそのものの機能としては太陽光を反射する機能を有しているに過ぎず、本発明の太陽光の建物内への入射・反射量を制御し、建物内の光熱量を制御するものではない。
【００１０】
本発明の目的は、太陽光の建物内への入射・反射量を制御し、建物内の光熱量を制御する手段を備える建物内光熱制御構造を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の建物は、建物の窓部の外側（あるいは内側）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付けられた屋外側（あるいは屋内側）に突出する庇（ライトシェルフという）が設けられ、このライトシェルフは温度或いは太陽光の入射角度により太陽光の建物内への入射・反射量を制御し、建物内の光熱量を制御する手段が備えられているものである。
【００１２】
ここで太陽光はいわゆる直射日光に限定されず、大気の散乱などで直射日光に対する影となる部分も明るくするいわゆる昼光を含むものである。そして、入射・反射手段はこの入射・反射手段により入射・反射された光を前記開口から部屋内に導くための手段である。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の建物内光熱制御構造において、前記ライトシェルフがサーモクロミックガラスで構成されているものである。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１の建物内光熱制御構造において、前記ライトシェルフがプリズム面材で構成されているものである。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項１の建物内光熱制御構造において、前記ライトシェルフがルーバーを内蔵し、該ルーバーの支点は角度調整機能を有する形状記憶合金で構成されているものである。
【００１６】
（作用）
請求項１記載の発明の建物内光熱制御構造においては、建物の窓部の外側（あるいは内側）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付けられた屋外側（あるいは屋内側）に突出する庇（ライトシェルフという）が設けられ、このライトシェルフは温度或いは太陽光の入射角度により太陽光の建物内への入射・反射量を制御し、建物内の光熱量を制御する手段が備えられているので、この光熱量を制御する手段にて太陽光の建物内への入射・反射量を制御することができ、このため、室内の採光だけで無く室温（冬場暖かく、夏場涼しく）もコントロールすることができる。
【００１７】
請求項２記載の発明においては、前記ライトシェルフがサーモクロミックガラスで構成されているので、このライトシェルフにて夏場の高温時にはサーモクロミックガラスが白濁して太陽光の透過を少なくして室内温度の上昇を防ぎ涼しくし、反射率は上昇するので窓部の上側からの室内への採光に役立つ。
冬場にはサーモクロミックガラスが透明を維持するので下側の窓部から太陽光を十分に透過して取り込み、採光及び日射熱により室温を上昇させることができる。
【００１８】
請求項３記載の発明においては、前記ライトシェルフがプリズム面材で構成されているので、夏場の日射角が高い時は下側の窓部に入らずに略直下に透過して、室温の上昇を防ぎ涼しさを保つ。冬場には日射角が低くなるので、前記ライトシェルフのプリズム面材で屈折して下側の窓部を通って室内に光が入り、採光と共に日射熱により室温を上昇させることができる。
【００１９】
請求項４記載の発明においては、前記ライトシェルフがルーバーを内蔵し、該ルーバーの支点は角度調整機能を有する形状記憶合金で構成されているので、夏場はルーバーの支点は角度調整機能を有する形状記憶合金により水平方向に保持して、太陽光を反射し、上部の窓部より室内に光が入り採光に役立つ。冬場はルーバーの支点は角度調整機能を有する形状記憶合金により太陽の入射方向に保持して、太陽光を室内に入射し採光と共に日射熱により室温を上昇させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、建物の開口近傍についてのみ説明し、他の部分については説明を省略する。図１は本発明の第１実施例を示し、（イ）は夏場の状態を示す部分断面図、（ロ）は冬場の状態を示す部分断面図である。
【００２１】
図１において、Ｒは戸建て住宅の南側に面した居室であり、その南側の外壁Ｒ１には大きな開口５が設けられている。この開口５は水平枠材４によって上下に２分割され、上部開口５Ａと下部開口５Ｂを有している。上部開口５Ａは嵌め殺し窓サッシであり、下部開口５Ｂは引き違い掃き出しサイズの引き違い窓サッシである。なお、両窓サッシ５Ａ，５Ｂはともに透明あるいは半透明である。
【００２２】
１は所定の出寸法を有する小屋根である板状の庇（以下ライトシェルフという）であり、上部開口５Ａと下部開口５Ｂとを仕切る水平枠材４から外方に突き出して設けられている。ライトシェルフ１はサーモクロミックガラス１Ａが装着されており外周を縁取り板で固着されている。
【００２３】
この第１実施例の場合、ライトシェルフ１に装着されたサーモクロミックガラス１Ａは温度を感知して夏場のような高温では白濁し、冬場のような低温では透明なガラスである。即ち、夏場においては（イ）に示すように太陽光が白濁したサーモクロミックガラス１Ａの表面で反射して、その反射光が上部開口５Ａの窓サッシを通じて居室Ｒ内に入り込み、天井面Ｒ２にて再反射されることで、この間接光にて居室Ｒ内の採光が得られる。そのため、下部開口５Ｂにはライトシェルフ１に装着されたサーモクロミックガラス１Ａにより太陽光が遮断され下部開口５Ｂの下端まで日影が生じることで居室Ｒ内に侵入する日射熱の浸入を抑制することができ、居室Ｒ内は涼しさを保つことができる。
【００２４】
冬場においては（ロ）に示すように太陽光は透明なサーモクロミックガラス１Ａを大部分透過して下部開口５Ｂを通じて居室Ｒ内に到達し、一部は反射して上部開口５Ａの窓サッシを通じて居室Ｒ内に入り込む。そのため、居室Ｒ内の採光及び日射熱により室温の上昇に役立役立ち、昼間の暖かさを得ることができる。このため、暖房負荷も増大せず、暖房費用を抑えることができる。
【００２５】
図２、図４は本発明の第２実施例を示し、図２（イ）は夏場の状態を示す部分断面図、（ロ）は冬場の状態を示す部分断面図である。図４は図２の要部を示す拡大断面図である。
【００２６】
図２において、Ｒは戸建て住宅の南側に面した居室であり、その南側の外壁Ｒ１には大きな開口５が設けられている。この開口５は水平枠材４によって上下に２分割され、上部開口５Ａと下部開口５Ｂを有している。上部開口５Ａは嵌め殺し窓サッシであり、下部開口５Ｂは引き違い掃き出しサイズの引き違い窓サッシである。なお、両窓サッシ５Ａ，５Ｂはともに透明あるいは半透明である。
【００２７】
１は所定の出寸法を有する小屋根である板状のライトシェルフであり、上部開口５Ａと下部開口５Ｂとを仕切る水平枠材４から外方に突き出して設けられている。ライトシェルフ１はプリズム面材１Ｂが装着されており外周を縁取り板で固着されている。
【００２８】
この第２実施例の場合、ライトシェルフ１に装着されたプリズム面材１Ｂは太陽光を屈折し、透過・反射する機能を有する。図４に示すように、（イ）は夏場の太陽の入射角度を示しプリズム１Ｂの球面１Ｂ１から高い角度で入射し、プリズム１Ｂ内で屈折し、ほぼ真下に透過する。即ち、夏場においては図２（イ）に示すように太陽光がプリズム１Ｂ内で屈折し、透過光はほぼ真下のａ´方向に透過するので、居室Ｒ内には直接光が入らず、日射熱の浸入を抑制することができ、居室Ｒ内は涼しさを保つことができる。
【００２９】
冬場においては図４（ロ）に示すように太陽光の入射角度が低く、プリズム１Ｂ内で屈折し、斜めにｂ´方向に透過し、下部開口５Ｂを通じて居室Ｒ内に到達し、また、一部はｂ´´方向に反射して上部開口５Ａの窓サッシを通じて居室Ｒ内に入り込む。そのため、居室Ｒ内の採光及び日射熱により室温の上昇に役立ち、昼間の暖かさを得ることができる。このため、暖房負荷も増大せず、暖房費用を抑えることができる。
【００３０】
図３、図５は本発明の建物の第３実施例を示し、図３（イ）は夏場の状態を示す部分断面図、（ロ）は冬場の状態を示す部分断面図である。図５は図３の要部を示す拡大斜視図である。
【００３１】
図３において、Ｒは戸建て住宅の南側に面した居室であり、その南側の外壁Ｒ１には大きな開口５が設けられている。この開口５は水平枠材４によって上下に２分割され、上部開口５Ａと下部開口５Ｂを有している。上部開口５Ａは嵌め殺し窓サッシであり、下部開口５Ｂは引き違い掃き出しサイズの引き違い窓サッシである。なお、両窓サッシ５Ａ，５Ｂはともに透明あるいは半透明である。
【００３２】
１は所定の出寸法を有する小屋根である板状のライトシェルフであり、上部開口５Ａと下部開口５Ｂとを仕切る水平枠材４から外方に突き出して設けられている。ライトシェルフ１はルーバー１Ｃを内蔵し、図５に示すように、該ルーバー１Ｃの支点は角度調整機能を有する形状記憶合金１Ｃ２で構成されている。
【００３３】
この第３実施例の場合、ライトシェルフ１に内蔵されたルーバー１Ｃは、図５に示すように、（イ）は夏場において、角度調整機能を有する形状記憶合金１Ｃ２製支点が、外側の熱膨張率の大きい黄銅製の金属板と内側の熱膨張率の小さいニッケル鋼製の金属板を重ね合わせたものでできているので、外側が大きく伸びて、ルーバー１Ｃの面１Ｃ１を略平行にして太陽光を遮る。このため、居室Ｒ内には直接光が入らず、日射熱の浸入を抑制することができ、居室Ｒ内は涼しさを保つことができる。
【００３４】
冬場においては図５（ロ）に示すように角度調整機能を有する形状記憶合金１Ｃ２製支点が、外側の熱膨張率の大きい黄銅製の金属板と内側の熱膨張率の小さいニッケル鋼製の金属板を重ね合わせたものでできているので、外側と内側の伸びの差が小さく、ルーバー１Ｃの面１Ｃ１を略斜めに立った状態に保持するので、太陽光がルーバー１Ｃとルーバー１Ｃとの間を通って、下部開口５Ｂを通じて居室Ｒ内に到達する。そのため、居室Ｒ内の採光及び日射熱により室温の上昇に役立ち、昼間の暖かさを得ることができる。このため、暖房負荷も増大せず、暖房費用を抑えることができる。
【００３５】
なお、上記第１〜３の実施例では、上部開口の直上にライトシェルフを設けていないが、上部開口の直上にライトシェルフを設けてもよい。また、第１〜３実施例での建物はユニット建物でもよい。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の建物内光熱制御構造においては、建物の窓部の外側（あるいは内側）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付けられた屋外側（あるいは屋内側）に突出する庇（ライトシェルフという）が設けられ、このライトシェルフは温度或いは太陽光の入射角度により太陽光の建物内への入射・反射量を制御し、建物内の光熱量を制御する手段が備えられているので、この光熱量を制御する手段にて太陽光の建物内への入射・反射量を制御することができ、このため、室内の採光だけで無く室温（冬場暖かく、夏場涼しく）もコントロールすることができる。
【００３７】
請求項２記載の発明においては、前記ライトシェルフがサーモクロミックガラスで構成されているので、このライトシェルフにて夏場の高温時にはサーモクロミックガラスが白濁して太陽光の透過を少なくして室内温度の上昇を防ぎ涼しくし、反射率は上昇するので窓部の上側からの室内への採光に役立つ。
冬場にはサーモクロミックガラスが透明を維持するので下側の窓部から太陽光を十分に透過して取り込み、採光及び日射熱により室温を上昇させることができる。
【００３８】
請求項３記載の発明においては、前記ライトシェルフがプリズム面材で構成されているので、夏場の日射角が高い時は下側の窓部に入らずに略直下に透過して、室温の上昇を防ぎ涼しさを保つ。冬場には日射角が低くなるので、前記ライトシェルフのプリズム面材で屈折して下側の窓部を通って室内に光が入り、採光と共に日射熱により室温を上昇させることができる。
【００３９】
請求項４記載の発明においては、前記ライトシェルフがルーバーを内蔵し、該ルーバーの支点は角度調整機能を有する形状記憶合金で構成されているので、夏場はルーバーの支点は角度調整機能を有する形状記憶合金により水平方向に保持して、太陽光を反射し、上部の窓部より室内に光が入り採光に役立つ。冬場はルーバーの支点は角度調整機能を有する形状記憶合金により太陽の入射方向に保持して、太陽光を室内に入射し採光と共に日射熱により室温を上昇させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示し、（イ）は夏場の状態を示す部分断面図、（ロ）は冬場の状態を示す部分断面図である。
【図２】本発明の第２実施例を示し、（イ）は夏場の状態を示す部分断面図、（ロ）は冬場の状態を示す部分断面図である。
【図３】本発明の第３実施例を示し、（イ）は夏場の状態を示す部分断面図、（ロ）は冬場の状態を示す部分断面図である。
【図４】図２の要部を示す拡大断面図である。
【図５】図３の要部を示す拡大斜視図である。
【符号の説明】
１ライトシェルフ
１Ａサーモクロミックガラス
１Ｂプリズム面材
１Ｃルーバー
４水平枠材
５，５Ａ，５Ｂ開口部
Ｒ居室
Ｒ１外壁
Ｒ２天井面
Ｒ３床面

Claims

建物の窓部の外側（あるいは内側）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付けられた屋外側（あるいは屋内側）に突出する庇（ライトシェルフという）が設けられ、このライトシェルフは温度或いは太陽光の入射角度により太陽光の建物内への入射・反射量を制御し、建物内の光熱量を制御する手段が備えられていることを特徴とする建物内光熱制御構造。
前記ライトシェルフがサーモクロミックガラスで構成されていることを特徴とする請求項１記載の建物内光熱制御構造。
前記ライトシェルフがプリズム面材で構成されていることを特徴とする請求項１記載の建物内光熱制御構造。
前記ライトシェルフがルーバーを内蔵し、該ルーバーの支点は角度調整機能を有する形状記憶合金で構成されていることを特徴とする請求項１記載の建物内光熱制御構造。