JP2005166456A - Light collecting method and device for enhancing lighting effects - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建築物の窓または開口部から入射する光を照明用照度として用いる採光方法および採光器具に関するものである。 The present invention relates to a daylighting method and a daylighting fixture using light incident from a window or an opening of a building as illumination illuminance.
従来、垂直壁面に設けた窓からの採光では、窓面から入射する光は斜め上方から下方に向けて照射されるため、窓側の照度と室内奥側の照度の差が大きく、また床面や机上面が光沢面等の場合、室内奥側では下からの反射光照射となり床面のハーレーションが眩しくなることが多かった。 Conventionally, in daylighting from a window provided on a vertical wall surface, the light incident from the window surface is irradiated obliquely from the upper side to the lower side, so there is a large difference between the illuminance on the window side and the illuminance on the back side of the room, When the desk surface is a glossy surface or the like, the back surface of the room is often irradiated with reflected light from below, and the halation of the floor surface often becomes dazzling.
従来、室内の窓から遠い位置で上方からの自然光照射を得ようとする場合、天井窓や光ダクトが用いられてきたが、建築コストが高いものになるばかりでなく、建て売りの集合住宅等では大掛かりな改築でも困難であった。 Conventionally, ceiling windows and light ducts have been used when trying to obtain natural light irradiation from above at a position far from indoor windows. Even a major renovation was difficult.
従来、外側から室内が見えないようにしつつ窓面からの採光を得ようとする場合、曇りガラス等の材質の窓面とする、または窓の外側あるいは内側に複数の乱反射板を配置するなどの乱反射状態を固定させてしまい、屋外の景観を室内から見える状態に容易に切り換えられる方法はなかった。 Conventionally, when trying to obtain daylight from the window surface while making the room invisible from the outside, a window surface made of a material such as frosted glass, or a plurality of irregular reflection plates arranged outside or inside the window, etc. There was no way to fix the diffuse reflection state and easily switch the outdoor landscape to a state where it can be seen from the room.
近年、室内の窓から遠い位置で上方からの自然光を取り入れようとする場合、光ダクトや光ケーブルを用いる方法が提案され一部実施されてきたが、これらは建築構造として大きなものとなり、天井裏等にダクトやケーブルを敷設する必要からそのためのスペースを確保し、そのために建築構造として設計要素が増加し、他の設備との調整事項が増加する等、建築設計および施行上の手順が増すばかりでなく、他の建築要素に対する抑制条件になることが多かった。 In recent years, when using natural light from above at a position far from indoor windows, methods using optical ducts and optical cables have been proposed and implemented in part. Since there is a need to lay ducts and cables in the building, space for that is secured, so the design elements for the building structure increase and the adjustment items with other facilities increase. It was often a restraining condition for other building elements.
0002に示す従来技術の問題を解決するとともに、光遮蔽物がなく人の活動と干渉しない空間を光の通路として有効に利用することを課題とする。 In addition to solving the problems of the prior art shown in 0002, it is an object to effectively use a space that has no light shield and does not interfere with human activities as a light path.
0002、0003に示す従来技術の問題を解決するとともに、通常の窓からの採光でも室内の任意の場所へ、任意の方向から光を照射することを課題とする。 In addition to solving the problems of the prior art shown in 0002 and 0003, it is an object to irradiate light from an arbitrary direction to an arbitrary place in a room even when lighting from a normal window.
0002、0004に示す従来技術の問題を解決し、外側から室内が見えない状態と室内から屋外景色が見える状態を同時にあるいは切り換えを容易にして実現することを課題とする。 An object of the present invention is to solve the problems of the prior art shown in 0002 and 0004, and to realize a state where the room cannot be seen from the outside and a state where the outdoor scenery can be seen from the room at the same time or with easy switching.
0002、0003、0005に示す従来技術の問題を解決するとともに簡易な器具・設備の追加設置により効果的な採光を実現することを課題とする。 It is an object of the present invention to solve the problems of the prior art shown in 0002, 0003, and 0005, and to realize effective daylighting by simple installation of additional equipment and facilities.
以下、光の反射と透過と拡散について、次のように定義する。
(1)正反射面または正反射材料:入射に対してほとんどが正反射し、透過および拡散反射の割合が小さい面または材料。
(2)不完全拡散反射面または不完全拡散反射材料:入射に対してほとんどが正反射と完全拡散反射の中間領域の反射をする面または材料。
(3)拡散反射面または拡散反射材料:入射に対してほとんどが完全拡散反射に近い反射をする面または材料。
(4)拡散面または拡散材料:入射に対してほとんどが拡散反射と拡散透過となり、その割合が同程度となる面または材料。(光が入射する裏側に反射面があれば拡散反射面となる。また光源を包む材料であれば拡散透過面となる。)
(5)拡散透過面または拡散透過材料:入射に対して完全拡散透過に近い反射をする面または材料。
(6)透過面または透過材料:入射に対してほとんどが正透過し、反射および拡散透過の割合が小さい面または材料。
(7)反射透過面または反射透過材料:入射に対してほとんどが正反射と正透過の中間領域の分光をする面または材料。
(8)反射透過拡散面または反射透過拡散材料:入射に対して不完全拡散反射と不完全拡散透過の中間領域の分光をする面または材料。
Hereinafter, reflection, transmission, and diffusion of light are defined as follows.
(1) Regular reflection surface or regular reflection material: A surface or material that is mostly regular reflection with respect to incidence and has a small ratio of transmission and diffuse reflection.
(2) Incomplete diffuse reflection surface or incomplete diffuse reflection material: A surface or material that reflects mostly in the middle region between regular reflection and complete diffuse reflection with respect to incidence.
(3) Diffuse reflective surface or diffuse reflective material: A surface or material that reflects almost completely diffusely reflecting incident light.
(4) Diffusing surface or diffusing material: A surface or material that is mostly diffusely reflected and diffusely transmitted with respect to the incidence, and the ratio is the same. (If there is a reflection surface on the back side where light enters, it becomes a diffuse reflection surface. If the material wraps the light source, it becomes a diffuse transmission surface.)
(5) Diffuse transmission surface or diffuse transmission material: A surface or material that reflects near diffuse diffusion with respect to incidence.
(6) Transmitting surface or transmitting material: A surface or material that is mostly specularly transmitted with respect to incidence and has a small ratio of reflection and diffuse transmission.
(7) Reflection / transmission surface or reflection / transmission material: A surface or material that spectrally separates the intermediate region between the regular reflection and the regular transmission mostly with respect to the incident.
(8) Reflection / transmission diffusion surface or reflection / transmission diffusion material: A surface or material that performs spectral analysis of an intermediate region between incomplete diffuse reflection and incomplete diffuse transmission with respect to incidence.
屋外光源光は上方から斜め下向きに室内に照射される。請求項1に示す発明は、0006、0007、0009に示す課題を解決し、これを照明が必要な場所へ伝達するために、先ず窓際空間または頭上空間に配置された一次反射手段により反射させる。この一次反射光を窓際空間または頭上空間に配置され照明が必要な空間へ導入する導入照明手段により反射させる。一次反射手段と導入照明手段の反射角度を任意に設定することにより、室内に入射する屋外光源光を任意の場所に伝達する方法である。 The outdoor light source light is irradiated into the room obliquely downward from above. In order to solve the problems shown in 0006, 0007, and 0009 and to transmit this to a place where illumination is required, the invention is first reflected by a primary reflecting means arranged in a window space or overhead space. The primary reflected light is reflected by introduction illumination means that is disposed in the window space or overhead space and is introduced into a space that requires illumination. This is a method of transmitting outdoor light source light incident on a room to an arbitrary place by arbitrarily setting the reflection angles of the primary reflecting means and the introduction lighting means.
請求項2に示す発明は、0006、0007、0008、0009に示す課題を解決し、室内に入射した屋外光源光を照明が必要な場所へ伝達するために、先ず窓際空間または頭上空間に配置された一次反射手段により反射させる。この一次反射光を窓際空間または頭上空間に配置された集光手段により反射・集光させる。この集中光を窓際空間または頭上空間に配置され照明が必要な空間へ導入する導入照明手段により反射させる。一次反射手段と集光手段と導入照明手段の反射角度を任意に設定することにより室内に入射する屋外光源光を任意の場所に伝達する方法である。 In order to solve the problems shown in 0006, 0007, 0008, and 0009 and to transmit the outdoor light source light incident on the room to a place where illumination is necessary, the invention shown in claim 2 is first arranged in the window space or overhead space. Reflected by the primary reflecting means. The primary reflected light is reflected and collected by the light collecting means disposed in the window space or overhead space. The concentrated light is reflected by the introduction illumination means that is disposed in the window space or overhead space and is introduced into a space that requires illumination. This is a method of transmitting outdoor light source light entering a room to an arbitrary place by arbitrarily setting the reflection angles of the primary reflecting means, the condensing means, and the introducing illumination means.
請求項3に示す発明は、0006、0007、0009に示す課題を解消し、一次反射手段または集光手段または導入照明手段により反射された屋外光源光の一部を、光の一部を一方向へ反射させるか透過させる分光照明手段により、照明が必要な場所へ向けて反射または透過させ、残りの光量の一部を他に反射または透過させて光を分ける方法である。 The invention described in claim 3 solves the problems shown in 0006, 0007, and 0009, and a part of the outdoor light source light reflected by the primary reflecting means, the condensing means, or the introducing illumination means, and a part of the light in one direction. This is a method of dividing light by reflecting or transmitting toward a place where illumination is necessary and reflecting or transmitting a part of the remaining light amount to the other by a spectral illumination means that reflects or transmits the light.
請求項4に示す発明は、屋外光源光を採光照明として用いる際に0006に示す課題を解消し、窓から入射する屋外光源光またはこれを反射した一次反射光または集中光が室内にいる人に与える過剰な輝度を、光の大部分を通常人の目に入らない光路として採光照明に供する反射透過面を用いた輝度抑制手段により低減させる方法である。 The invention described in claim 4 solves the problem shown in 0006 when outdoor light source light is used as daylighting illumination, and the outdoor light source light incident from the window or the primary reflected light or concentrated light reflected from the light is applied to a person in the room. This is a method of reducing the excessive luminance to be given by a luminance suppressing means using a reflection / transmission surface that provides daylighting as an optical path in which most of the light does not normally enter the human eye.
請求項5に示す発明は、0011、0012に示す方法に用いる一次反射手段として、正反射面または不完全拡散反射面または拡散反射面からなる複数の反射板を窓面または開口面に並べたものとし、該反射板の配置および角度を保持するための支持体を有する集合反射板採光器具である。 In the invention shown in claim 5, as the primary reflecting means used in the method shown in 0011 and 0012, a plurality of reflecting plates made up of a regular reflecting surface, an incomplete diffuse reflecting surface or a diffuse reflecting surface are arranged on a window surface or an opening surface. And a collective reflector lighting device having a support for maintaining the arrangement and angle of the reflector.
請求項6に示す発明は、0012に示す方法に用いる集光手段として、室内で一次反射手段の室内側に配置し、正反射面または不完全拡散反射面または拡散反射面からなる反射幕あるいは反射板(以下「反射幕等」という)として屋外光源光または一次反射光を反射して集め、該反射幕等の配置および角度を保持するための支持体を有する集光採光器具である。 According to the sixth aspect of the present invention, as the light collecting means used in the method shown in 0012, it is disposed indoors on the indoor side of the primary reflection means, and is a reflection screen or reflection made of a regular reflection surface, an incomplete diffuse reflection surface, or a diffuse reflection surface. It is a light collecting and lighting device having a support for reflecting and collecting outdoor light source light or primary reflected light as a plate (hereinafter referred to as “reflective curtain etc.”) and maintaining the arrangement and angle of the reflective curtain.
請求項7に示す発明は、0014に示す方法に用いる輝度抑制手段として、室内で一次反射手段の室内側に配置し、反射透過面または反射透過拡散面からなる反射幕等とし、該反射幕等の配置および角度を保持するための支持体を有する低透過集光採光器具である。反射幕等が一次反射手段と輝度抑制手段を兼ねたものであり、屋外光源光の一部または一次反射光の一部を反射して集めると同時に、残りの光量を透過させることで、眩しさを抑え、かつ屋外の様子が見えるようにするものである。 In the invention shown in claim 7, as the luminance suppressing means used in the method shown in 0014, a reflection curtain or the like which is disposed indoors of the primary reflection means in the room and has a reflection / transmission surface or a reflection / transmission diffusion surface. Is a low transmission concentrating daylighting instrument having a support for maintaining the arrangement and angle. Reflective curtains, etc., serve both as primary reflection means and brightness suppression means, and reflect and collect part of the outdoor light source light or part of the primary reflected light, while at the same time transmitting the remaining amount of light, resulting in glare It is intended to suppress the appearance of the outdoor scene.
請求項8に示す発明は、0011、0012に示す方法に用いる導入照明手段として、正反射面または不完全拡散反射面または完全拡散反射面からなる反射板として室内空間の窓から遠い方向に光を任意の角度で反射させ、該反射幕板の配置および角度を保持するための支持体を有する導入採光器具である。 In the invention shown in claim 8, as the introductory illumination means used in the method shown in 0011 and 0012, light is reflected in a direction far from the window of the indoor space as a reflection plate comprising a regular reflection surface, an incomplete diffuse reflection surface or a complete diffuse reflection surface. This is an introduction daylighting instrument that has a support for reflecting at an arbitrary angle and maintaining the arrangement and angle of the reflection curtain plate.
請求項9に示す発明は、0013に示す方法に用いる分光照明手段として、反射透過面または正反射面を有する透過反射板とし、もしくはこれに拡散透過材料からなる透過反射板を組み合せたものとし、これらの配置および角度を保持するための支持体を有し、照明が必要な箇所に光の一部を照射するとともに残りの光量を別の方向に反射または透過させて別の採光用途に供する分光採光器具である。 The invention shown in claim 9 is a spectral illuminating means used in the method shown in 0013, which is a transmission / reflection plate having a reflection / transmission surface or a regular reflection surface, or a combination of a transmission / reflection plate made of a diffuse transmission material. A spectroscope that has a support for maintaining these arrangements and angles, irradiates a part of the light where it needs to be illuminated, and reflects or transmits the remaining light in another direction for another daylighting application. It is a lighting fixture.
人工照明に関して、照明使用電気量が省エネルギーとなるとともに、夏季においては照明器具が発する熱量の冷房分が省エネルギーとなる。 Regarding artificial lighting, the amount of electricity used for lighting is energy-saving, and in the summer, the amount of heat generated by the lighting fixture is energy-saving.
窓面貼り付け傾斜反射板ブロックや、曲面反射導入板をダクト兼用とすることで冷暖房に関して省エネルギーとなる。 Energy saving is achieved with respect to cooling and heating by using the window surface pasted inclined reflector block and the curved reflection introducing plate as a duct.
近隣から室内を見られる心配なく屋外光源光を室内に導入することができるようになり、プライバシーを守ることにも役立つ。 Outdoor light source light can be introduced indoors without worrying about seeing the room from the neighborhood, which helps to protect privacy.
材料の光学的性質について、反射と透過と拡散の割合で表すために三角形グラフとした概念図を図1に示す。本図において、材料による光の吸収分は除いたものとして考え、また反射の全くない拡散透過材料は現実的でないためその領域を塗りつぶして示している。本発明に適した材料の光学的性質の例として図中に点で示す。 FIG. 1 is a conceptual diagram showing a triangular graph in order to express the optical properties of a material by the ratio of reflection, transmission, and diffusion. In this figure, it is considered that the amount of light absorbed by the material is excluded, and a diffuse transmission material that does not reflect at all is not realistic, and the region is filled in. Examples of optical properties of materials suitable for the present invention are shown as dots in the figure.
以下に記述する屋外光源光は、特記がない限り天空照射を示すものとする。請求項1、請求項3による採光方法として、図2に示す例を説明する。採光用窓101の室内内側に一次反射手段である遮光ブラインド形の集合反射板採光器具102設置し、屋外光源光1が反射した一次反射光2が天井に達する位置に反射鏡面をもつ導入照明手段である導入採光器具105を配置する。この導入光4を受け止め拡散透過させる分光照明手段である分光採光器具106を設置して室内照明に供するものである。用いる材質の例として、集合反射板採光器具102と導入採光器具105には正反射に近い不完全拡散反射材料(図1の点b1)を、分光採光器具106には拡散透過材料(図1の点e1)を用いるものとする。これにより室内においても斜め上方からのやわらかい自然光が容易に供せられる。 The outdoor light source light described below indicates sky irradiation unless otherwise specified. An example shown in FIG. 2 will be described as a daylighting method according to claims 1 and 3. A light-shielding blind-shaped collective reflector daylighting fixture 102, which is a primary reflecting means, is installed inside the daylighting window 101, and an introductory illumination means having a reflecting mirror surface at a position where the primary reflected light 2 reflected by the outdoor light source light 1 reaches the ceiling. An introduction daylighting instrument 105 is arranged. A spectral lighting device 106 which is a spectral illumination means for receiving and diffusing and transmitting the introduced light 4 is installed for indoor illumination. As examples of the materials to be used, an incomplete diffuse reflection material (point b1 in FIG. 1) close to regular reflection is used for the collective reflector daylighting instrument 102 and the introduction daylighting instrument 105, and a diffuse transmission material (in FIG. 1) is used for the spectral daylighting instrument 106. Assume that point e1) is used. As a result, soft natural light from above is easily provided even in the room.
請求項2、請求項3、請求項4による採光方法として、図3に示す例を説明する。採光用窓111の室内奥側に一次反射手段である集合反射板採光器具112を設置し、屋外光源光1が上方に反射された一次反射光2を、一次反射手段の室内奥側に設置される幕状の集光手段である低透過集光採光器具114により上方に集光反射させるとともに、光量の一部を透過させて幕面からのやわらかい光を室内に与えるものとする。一方窓の上方へ集光反射された集中光3は、反射鏡面をもつ導入採光器具115により天井直下が光路となるように反射され、室内中央付近の天井あるいは窓と反対側の天井に設けた分光照明手段である分光採光器具116、117により室内照明に供するものである。用いる材質の例として、集合反射板採光器具112には正反射材料(図1の点a1)を、低透過集光採光器具114には反射透過材料(図1の点g1)を、導入採光器具115には正反射に近い不完全拡散反射材料(図1の点b1)を、室内中央の分光採光器具116の分光器116aには反射量と透過量が同等の反射透過材料(図1の点g2)を、拡散器116bには拡散透過材料(図1の点e1)を、窓と反対側の分光採光器具117には拡散反射材料(図1の点c1)を用いるものとする。これにより室内においても斜め上方からのやわらかい自然光が容易に供せられるとともに、0021に示す例よりもコンパクトでより計画的な採光照明が達せられる。 An example shown in FIG. 3 will be described as a daylighting method according to claims 2, 3, and 4. A collective reflector daylighting instrument 112, which is a primary reflecting means, is installed on the interior side of the daylighting window 111, and the primary reflected light 2 from which the outdoor light source light 1 is reflected upward is installed on the interior back side of the primary reflecting means. It is assumed that the light is collected and reflected upward by a low-transmitting light collecting and lighting device 114, which is a curtain-shaped light collecting means, and a part of the amount of light is transmitted to give soft light from the curtain surface to the room. On the other hand, the concentrated light 3 condensed and reflected above the window is reflected by the introduction lighting instrument 115 having a reflecting mirror surface so that the light path is directly below the ceiling, and is provided on the ceiling near the center of the room or on the ceiling opposite the window. The spectral lighting devices 116 and 117 serving as spectral illumination means are used for indoor illumination. As an example of the material to be used, a specular reflection material (point a1 in FIG. 1) is used for the collective reflector daylighting instrument 112, a reflection / transmission material (point g1 in FIG. 1) is used for the low transmission condensing daylighting instrument 114, and an introduction daylighting instrument. 115 is an incomplete diffuse reflection material (point b1 in FIG. 1) close to regular reflection, and the spectroscope 116a of the spectral daylighting instrument 116 in the center of the room is a reflection / transmission material (point in FIG. 1) having the same amount of reflection and transmission. g2), a diffuse transmission material (point e1 in FIG. 1) is used for the diffuser 116b, and a diffuse reflection material (point c1 in FIG. 1) is used for the spectroscopic lighting device 117 on the side opposite to the window. As a result, soft natural light from obliquely above can be easily provided even indoors, and more compact and more systematic daylighting can be achieved than in the example shown in FIG.
請求項5、6,7,8による採光器具として、一次反射手段、集光手段兼輝度抑制手段、導入照明手段を具体的に示した構造と組み合せの例を図4に示す。一次反射手段として横長水平長方形の鏡面羽根203を縦に並べて各羽根の両短辺中点を支持して各羽根が両中点を結ぶ軸を中心に回転するようにした、いわゆる採光ブラインド形の採光器具とする。採光ブラインドの上部には全羽根をつり下げて支持し、窓上部に固定するためのブラインド支持材301を設ける。ブラインド支持材301は、集光採光器具支持材311や導入採光器具支持材321と結合され、窓上部に固定される。集光採光器具123は、窓上部のブラインド支持材301に結合し、室内内側に張り出した集光採光器具支持材311から、弛みをもたせて斜めに垂らし、ブラインドの下部に着脱式に留めた、窓側を反射凹曲面とする反射幕とする。またこの反射幕を光量の一部を透過させる材質とすることで、屋外景色が判別できる低透過集光採光器具134とすることができる。この幕は集光器具支持材311に渡した軸棒311aにより巻き取ることができるものとする。導入照明手段は、窓上部の天井下の空間に、ブラインド支持材301あるいは集光採光器具支持材311と結合された導入採光器具支持材321により固定され、集中光を水平方向に反射させる反射曲面をもつ反射材とするものである。 FIG. 4 shows an example of a combination of a structure that specifically shows the primary reflecting means, the light collecting means / brightness suppressing means, and the introducing illumination means as the lighting device according to the fifth, sixth, seventh, and eighth aspects. As a primary reflecting means, horizontally long rectangular mirror surface blades 203 are arranged vertically so as to support the middle points of both short sides of each blade so that each blade rotates around an axis connecting the two middle points. Use lighting equipment. A blind support 301 is provided on the upper part of the daylighting blind to suspend and support all the blades and to fix the upper part of the window. The blind support material 301 is combined with the light collecting and lighting instrument support material 311 and the introduction lighting instrument support material 321 and fixed to the upper part of the window. The concentrating lighting device 123 is coupled to the blind support material 301 at the upper part of the window, and is slanted from the concentrating lighting device support material 311 that protrudes to the inside of the room. A reflective curtain having a concave concave curved surface on the window side is used. In addition, by using a material that transmits a part of the light amount as the reflective curtain, it is possible to provide a low-transmitting light collecting and lighting device 134 that can distinguish outdoor scenery. It is assumed that this curtain can be wound up by a shaft rod 311a delivered to the light collecting instrument support 311. The introductory illumination means is fixed in the space under the ceiling above the window by the introductory lighting fixture support member 321 combined with the blind support member 301 or the condensing lighting fixture support member 311 and reflects the concentrated light in the horizontal direction. Reflective material with
分光照明手段を具体的に説明する採光器具の一例として図5に示す。天井に固定支持され反射と透過の割合を設定した反射透過材料(図1の点g1)からなる分光器126aを、光が下方へ反射されるように光路上に傾斜角が可変となるように分光器支持材331により一軸回転支持し、下方への反射光がその地点周辺の照明光となるように拡散透過材料(図1の点e1)である拡散器126bを拡散器支持材332により固定支持するものとする。 FIG. 5 shows an example of a daylighting instrument that specifically explains the spectral illumination means. A spectroscope 126a made of a reflective and transmissive material (point g1 in FIG. 1) fixedly supported on the ceiling and having a set ratio of reflection and transmission so that the inclination angle is variable on the optical path so that the light is reflected downward. The diffuser 126b, which is a diffuse transmission material (point e1 in FIG. 1), is fixed by the diffuser support material 332 so that the spectroscope support material 331 supports uniaxial rotation and the downward reflected light becomes illumination light around the spot. It shall be supported.
本発明による採光器具の組み合せにおいて、下記の仮定により光の反射状態を作図したものを図6に示す。
(1)ブラインドの羽根形状は平板で厚みは無視できるものとする。
(2)羽根の設置間隔は羽根の幅の90%とする。
(3)屋外光源光1は天空照射の代表入射角として45度で入射するものと仮定し、一次反射光2を上方45度で射出するために羽根の傾きは0度の水平姿勢とする。
(4)集光反射手段により上方に反射されるように集光採光器具133の下方の傾斜67.5度から上方90°までゆるやかに反射面の角度が変化して吊り下がっているものとする。
(5)導入反射手段は集中光3を窓から離れる方向に水平方向に反射するようにゆるやかな曲面をもつものとする。
集光採光器具133の傾斜を下部の67.5度から上部の90度まで連続して変えることで、焦点が集中しない集光となる。屋外光源光1は水平姿勢の羽根211に45度で入射する。この反射である一次反射光2は集光採光器具133により上方に反射されるが、正反射面傾斜67.5度で鉛直上方(90度)に反射され、傾斜90度で45度の反射となる。実際には、集光採光器具133を上下を固定して斜めに垂らした配置とすることで、これに近い状態を作ることができる。この作図により、本発明を用いれば、簡易な器具を追加設置することで屋外光源光1を窓際空間から頭上空間へ伝達して照明として利用しやすくできることがわかる。この集中光3は反射曲面を持つ導入採光器具135によりほぼ水平にそろった光線とすることができる。屋外光源光1の入射角度が変化することへの対応については、一次反射光2が45度となるようにブラインド角度のみを調整して同様な状態に保つことができる。また天空照射でなく、直射日光に対しては、照射方位の変化があり、導入採光器具133を三次曲面として採光する方法が有効となる。
FIG. 6 shows a light reflection state plotted according to the following assumptions in the combination of the lighting fixtures according to the present invention.
(1) The blade shape of the blind is flat and the thickness can be ignored.
(2) The blade installation interval is 90% of the blade width.
(3) It is assumed that the outdoor light source light 1 is incident at 45 degrees as a representative incident angle of the sky irradiation, and in order to emit the primary reflected light 2 at 45 degrees upward, the inclination of the blades is set to a horizontal posture of 0 degrees.
(4) It is assumed that the angle of the reflecting surface gradually changes from 67.5 degrees below the light collecting and lighting fixture 133 to 90 degrees above the light so that it is reflected upward by the light collecting and reflecting means. .
(5) The introducing reflection means has a gentle curved surface so as to reflect the concentrated light 3 horizontally in the direction away from the window.
By continuously changing the inclination of the light collecting and lighting device 133 from the lower 67.5 degrees to the upper 90 degrees, the light is focused without focusing. The outdoor light source light 1 is incident on the blade 211 in a horizontal posture at 45 degrees. The primary reflected light 2 which is this reflection is reflected upward by the condensing lighting device 133, but is reflected vertically upward (90 degrees) with a regular reflection surface inclination of 67.5 degrees, and with a reflection of 45 degrees at an inclination of 90 degrees. Become. Actually, it is possible to make a state close to this by arranging the light collecting and lighting device 133 so as to be slanted with the top and bottom fixed. From this drawing, it can be seen that if the present invention is used, the outdoor light source light 1 can be transmitted from the window space to the overhead space and easily used as illumination by additionally installing a simple instrument. This concentrated light 3 can be made into a light beam that is aligned almost horizontally by the introduction lighting device 135 having a reflection curved surface. Regarding the response to the change in the incident angle of the outdoor light source light 1, only the blind angle can be adjusted so that the primary reflected light 2 is 45 degrees, and the same state can be maintained. Moreover, there is a change in the irradiating direction for direct sunlight instead of the sky irradiation, and the method of daylighting the introduction lighting device 133 as a cubic surface is effective.
本発明による採光器具を組み合せた方法とブラインドのみを用いた方法について採光状況を比較した説明図を図7に、比較計算の結果を表にまとめたものを図8に示す。なお、計算の元となる主な条件を以下のように仮定した。
(1)窓のサイズよび配置、照明対象の配置等は、図7に示す寸法とする。
(2)図の奥行方向(y方向とする)の影響が無視できる程度にy方向長さは十分大きいものとする。
(3)入射光は天空照射として光束発散度30000rlxとし、各採光器具により10%の損失があるものとする。
(4)ブラインドのみを用いる方法を示す図7(a)において、入射光は室内で採光窓141からの90%拡散光となり、集合反射板採光器具142(ブラインド)により10%天井に反射されるものとする。
(5)図7(a)において、天井への照射は40%の吸収、12%の正反射、48%の拡散反射があるものとする。
(6)図7(a)において、天井からの正反射は床面に照射され、80%の吸収、12%の正反射、8%の拡散反射があるものとする。
(7)図7(a)において、床面からの正反射は再び天井に照射され、40%の吸収、12%の正反射、48%の拡散反射があるものとする。
(8)本発明による方法を示す図7(b)において、入射光は集合反射板採光器具142(ブラインド)および集光採光器具144および導入採光器具146により5%の透過、60%の正反射、15%の拡散反射となるものとする。
(9)図7(b)において、導入光の正反射が一つ目の分光採光器具143に照射され、45%の正透過、5%の拡散透過、および下方への4%の正反射、36%の拡散反射となるものとする。
(10)図7(b)において、一つ目の分光採光器具146を正透過した光は二つ目の分光採光器具147に照射され、下方への9%の正反射、81%の拡散反射となるものとする。
この比較により、窓面から5m離れた机上(照明対象15)では両方法とも400lx以上の照度(会議室、図書室等に相当)が得られるが、7m離れた机上(照明対象16)では本発明による方法で400lx程度の照度が確保できるのに対してブラインドのみ使用した方法では100lx程度の照度(廊下、トイレ等に相当)しか得られないことがわかった。照度の大小比較については条件により変わるが、ブラインドのみでは窓から離れるに従い急激に光量が減少するのに対して、本発明による方法では窓からの距離の影響を抑えた平均的な採光照明を企図できることがわかる。また上記は天空照射を想定した計算であるが、直射日光が入射する状況を比較すると、ブラインドのみを使用している場合は室内の人や机上が直接照射されないように遮光してしまうことがほとんどであるが、本発明を用いれば直接照射されることを避けられるばかりでなく、大きな光源として照明に利用できることになる。
FIG. 7 shows an explanatory diagram comparing lighting conditions for a method using a combination of daylighting instruments according to the present invention and a method using only a blind, and FIG. 8 shows a summary of the results of comparison calculation in a table. In addition, the main conditions used as the origin of calculation were assumed as follows.
(1) The size and arrangement of windows, the arrangement of illumination objects, and the like are the dimensions shown in FIG.
(2) The length in the y direction is sufficiently large so that the influence of the depth direction (assumed to be the y direction) in the figure is negligible.
(3) Assume that incident light has a luminous flux divergence of 30000 rlx as sky irradiation, and there is a loss of 10% by each lighting device.
(4) In FIG. 7A showing a method using only the blind, the incident light becomes 90% diffused light from the daylighting window 141 in the room and is reflected to the ceiling by the collective reflector lighting device 142 (blind). Shall.
(5) In FIG. 7A, it is assumed that irradiation on the ceiling has 40% absorption, 12% regular reflection, and 48% diffuse reflection.
(6) In FIG. 7A, the regular reflection from the ceiling is applied to the floor surface, and there are 80% absorption, 12% regular reflection, and 8% diffuse reflection.
(7) In FIG. 7A, it is assumed that the regular reflection from the floor surface is irradiated again on the ceiling and has 40% absorption, 12% regular reflection, and 48% diffuse reflection.
(8) In FIG. 7B showing the method according to the present invention, the incident light is transmitted 5% by the collective reflector lighting instrument 142 (blind), the condensing lighting instrument 144 and the introduction lighting instrument 146, and 60% specular reflection. 15% diffuse reflection.
(9) In FIG. 7 (b), the specular reflection of the introduced light is applied to the first spectral lighting instrument 143, 45% regular transmission, 5% diffuse transmission, and 4% regular reflection downward, 36% diffuse reflection is assumed.
(10) In FIG. 7 (b), the light that has been transmitted through the first spectral lighting instrument 146 is irradiated to the second spectral lighting instrument 147, 9% regular reflection downward, and 81% diffuse reflection. It shall be
According to this comparison, the illuminance of 400 lx or more (equivalent to a conference room, library room, etc.) can be obtained with both methods on a desk 5m away from the window (illumination target 15), but this is possible on a desk 7m away (lighting target 16). It was found that the method according to the invention can secure an illuminance of about 400 lx, whereas the method using only the blind can only provide an illuminance of about 100 lx (corresponding to a corridor, a toilet, etc.). The comparison of illuminance varies depending on the conditions, but the amount of light decreases sharply with the blind alone as it moves away from the window, whereas the method according to the present invention contemplates average daylighting that suppresses the influence of the distance from the window. I understand that I can do it. The above calculation is based on the assumption that the sky is irradiated, but when comparing the situation where direct sunlight is incident, if only the blinds are used, it is often shielded so that indoor people and desks are not directly irradiated. However, if the present invention is used, not only direct irradiation can be avoided, but also a large light source can be used for illumination.
天井窓から直射日光が入射する場合に、本発明を利用した例として図9につき説明する。通常、天井窓151から入射した日光は室内の壁面あるいは床面に集中的にあたって一部は吸収され拡散反射される。これとは別に、天空照射があり、天井窓151全面からの拡散光となって室内に降り注ぐ(図9(a))。これに対して本発明を用いた方法では、一次反射器具152により天井の別位置に設けられた導入採光器具155および分光採光器具156へ日光を伝達することにより、直接日光を天上窓151と別位置からの拡散光照明に変換することができる。住居の他、大屋根の工場棟などに適用可能と思われる。 An example in which the present invention is used when direct sunlight enters from a ceiling window will be described with reference to FIG. Usually, sunlight incident from the ceiling window 151 is partially absorbed and diffusely reflected when concentrated on the wall surface or floor surface of the room. Apart from this, there is sky irradiation, which diffuses light from the entire surface of the ceiling window 151 and falls down into the room (FIG. 9A). On the other hand, in the method using the present invention, sunlight is transmitted directly to the introduction daylighting instrument 155 and the spectral daylighting instrument 156 provided at different positions on the ceiling by the primary reflecting instrument 152, so that direct sunlight is separated from the ceiling window 151. It can be converted into diffuse light illumination from the position. Applicable to factory buildings with large roofs as well as residences.
窓際に配置する一次反射手段として、図10に反射板223、224と反射幕222をL字型に組み合せたものを複数重ねたものとして、光を上方の導入照明手段に伝達する採光器具を示す。斜め上から窓に入射した屋外光源光1は重ねたL字型反射材の間に入射して反射を繰返して上方に照射される。上部の縦に並んだ反射板224を拡散反射材料とすることで、上方に設けた導入照明手段165に拡散光を伝達する。導入照明手段165も拡散反射面とすることで、窓の上からのやわらかい光を室内に導入することができる。この採光器具を使用した方法は、簡易でコンパクトな器具の設置で足りるが、0021、0022の方法よりも光量の損失が大きい。 As the primary reflecting means arranged at the window, FIG. 10 shows a lighting device that transmits light to the upper introducing illumination means as a plurality of L-shaped combinations of the reflecting plates 223 and 224 and the reflecting curtain 222. . The outdoor light source light 1 incident on the window obliquely from above is incident between the overlapping L-shaped reflectors, repeatedly reflected, and irradiated upward. By using the reflection plates 224 arranged vertically in the upper part as a diffuse reflection material, diffused light is transmitted to the introduction illumination means 165 provided above. Since the introduction illumination means 165 is also a diffuse reflection surface, soft light from above the window can be introduced into the room. In this method using the lighting device, a simple and compact installation is sufficient, but the loss of the light amount is larger than the methods 0021 and 0022.
一次反射手段として傾斜反射板235を結合した空気封入式の窓面接着方式の透明ブロック型採光器具236とする例を図11に示す。透明ブロック型採光器具236は寸法を規定したものとして窓面に並べて貼り付けるものとする。冷暖房の熱量損失の割合が大きい窓面に対して、断熱材としての効果も発揮する。室内側の面に装飾性をもたせ、自然光シャンデリアやステンドグラス風にすることもできる。 FIG. 11 shows an example in which a transparent block-type daylighting instrument 236 of an air-sealed window surface adhesion method, in which an inclined reflecting plate 235 is coupled as a primary reflecting means, is shown. It is assumed that the transparent block-type lighting device 236 has a predetermined size and is arranged and pasted on the window surface. The effect as a heat insulating material is also demonstrated with respect to the window surface where the ratio of the heat loss of air conditioning is large. The interior side can be decorated to create natural light chandeliers or stained glass.
本発明を応用すれば自然光を室内で利用することが容易になる。例えば、拡散反射曲面を用いて、自然光間接スポットライトとすることができる。これにより、室内の観葉植物に自然光を照射することもできる。また、プリズムによる分光で天井に虹を映すことや、分光された光をスリットで選択する色調可変の採光を行うことができる。また、直射光が入射する窓では、スリットを使用し窓の方位から計算して、天井に日時計を映す等のインテリアの一環として日光を利用することも考えられる。 Application of the present invention makes it easy to use natural light indoors. For example, a natural light indirect spotlight can be obtained by using a diffuse reflection curved surface. Thereby, natural light can also be irradiated to an indoor houseplant. In addition, it is possible to project a rainbow on the ceiling by spectroscopy using a prism, or to perform variable color tone lighting by selecting the dispersed light with a slit. For windows that receive direct light, it is also possible to use sunlight as part of the interior, such as using a slit to calculate from the window orientation and projecting a sundial on the ceiling.
本発明を使用し人工照明を集合スイッチでなく個別スイッチや照度自動調整式とすることで、オフィス等居室の照明について屋外光源光を最大限利用したものとすることができる。 By using the present invention and using artificial lighting instead of a collective switch as an individual switch or an automatic adjustment of illuminance, outdoor light source light can be utilized to the maximum extent for lighting in a room such as an office.
本発明を使用することで、洗濯物31等を室内干しするときに室内に屋外光源光1を導入して照射することができる。これは洗濯物31等を人目に触れないようにしたい場合や、洗濯物31に屋外光源光1を当てたいが留守中に天候が悪くなることが予想される場合等に有効である。 By using the present invention, the outdoor light source light 1 can be introduced and irradiated indoors when the laundry 31 or the like is dried indoors. This is effective when it is desired not to touch the laundry 31 or the like, or when the outdoor light source light 1 is desired to be applied to the laundry 31 but the weather is expected to deteriorate during absence.
本発明を用いることを前提として、建築構造自体を室内の窓上部の壁から天井にかけて反射曲面とする内装仕上げとして導入照明手段とすることで、屋外光源光1を有効利用する集合住宅、オフィス等とすることができる(図12)。また壁から天井にかけての角部は、屋外との気温差の影響を受けやすいため、この部分に密閉空気層401ができるように導入採光器具を設けることにより、採光照明を利用するだけでなく室内全体の断熱性を高め、冷暖房に使用するエネルギーを低減する効果が期待できる。 On the premise that the present invention is used, the building structure itself is used as an interior lighting means with a reflection curved surface from the wall of the upper part of the indoor window to the ceiling, so that the outdoor light source light 1 is effectively used, such as an apartment house, an office, etc. (FIG. 12). In addition, the corner from the wall to the ceiling is easily affected by the temperature difference from the outside. Therefore, by providing an introductory daylighting device so that a sealed air layer 401 is formed in this portion, not only the daylighting lighting but also the indoor It can be expected to increase the overall heat insulation and reduce the energy used for air conditioning.
1: 屋外光源光
2: 一次反射光
3: 集中光
4: 導入光
11、12、13、14、15、16、18、19、20:
照明対象
31: 洗濯物
101、111、121、141、161、171、181:
採光窓
151: 天井窓
102、112、122、132、142、182:
集合反射板採光器具
152: 一次反射器具
123、133、183:
集光採光器具
114、144:
低透過集光採光器具
105、115、125、135、145、155、165、185:
導入採光器具
106、116、117、126、146、147、156:
分光採光器具
116a、126a:
分光器
116b、126b:
拡散器
201、211:
羽根
222: 反射幕
223、224:
反射板
235: 傾斜反射板
236: 透明ブロック型採光器具
301: ブラインド支持材
311: 集光採光器具支持材
311a: 軸棒
321: 導入採光器具支持材
331: 分光器支持材
332: 拡散器支持材
401: 密閉空気層
1: Outdoor light source light
2: Primary reflected light
3: Concentrated light
4: Introduced light 11, 12, 13, 14, 15, 16, 18, 19, 20:
Illumination target 31: Laundry 101, 111, 121, 141, 161, 171, 181:
Daylighting window 151: Ceiling window 102, 112, 122, 132, 142, 182:
Collective reflector lighting instrument 152: primary reflector 123, 133, 183:
Concentrating daylight 114, 144:
Low-transmission light collecting and lighting instrument 105, 115, 125, 135, 145, 155, 165, 185:
Introductory lighting devices 106, 116, 117, 126, 146, 147, 156:
Spectral luminaires 116a, 126a:
Spectrometers 116b and 126b:
Diffuser 201, 211:
Feather 222: Reflective curtain 223, 224:
Reflector 235: Inclined reflector 236: Transparent block-type lighting fixture 301: Blind support material 311: Concentration lighting fixture support material 311a: Shaft bar 321: Introducing lighting fixture support material 331: Spectroscope support material 332: Diffuser support material 401: Sealed air layer
Claims (9)
4. The spectral illumination means according to claim 3, which is composed of one or a plurality of transmission reflectors that define the ratio of transmission and reflection and its support, and irradiates the illumination spot and reflects the remaining light amount of interest. A daylighting instrument characterized in that a part thereof is transmitted and used for another daylighting application.
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