JP2005351556A - 配光制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】従来の配光制御シートは、熱くならないように室内への採光を減らしたい夏季のようなときにも、室奥まで太陽光等を導いてしまい、かえって不快な環境にしてしまっていた。
【解決手段】住宅やオフィスビルの窓と向かい合うように、該窓の内側若しくは外側にプリズムシートを設け、長軸方向に溝が設けられた２本の支持部材を、溝が向かい合うように垂直に立設し、前記プリズムシートを該支持部材の間に上下方向に摺動自在に配設し、前記プリズムシートを該支持部材に着脱自在にして、前記プリズムシートが配設された部屋の室奥部に、窓と向かい合うように蓄熱シートを配設した。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリズムシートや蓄熱材を利用して、配光制御を行う技術に関する。より詳しくは、住宅や、オフィスビル等の窓付近にプリズムシートを取り付けて直射日光または錯乱光等の外光を効率よく取り込むとともに、蓄熱材を利用して取り込んだ光を蓄熱し暖房に利用するための技術である。

従来、住宅やオフィスビルにおいて、室内１の照明に自然光を積極的に利用しようとする場合、図１２に示すように窓２を完全開放すると、直射日光がまぶしすぎるので、図１３に示すように窓２に反射板（ライトシェル）３を設置する方法等が提案されてきた。しかし、建物形態が大きく変化することや、メンテナンス及びイニシャルコストの問題からあまり採用されていなかった。従って、ブラインドを窓２に設置して採光を調節している住宅やオフィスビルが多いのが現状である。

ブラインドに関しては、開度調節を行う上で、従来までのブラインドでは上から下までスラッド角が一定であるために、窓２付近と室奥の照度に大きな差が出るという問題点があり、現在ではこの点を改良すべく様々な技術が発明されてきている。例えば、ブラインドのスラッド角を変化させる場合に、常時、上部のスラッドほど水平に近い角度に、下部のスラッドほど室内に差し込んでくる外光が天井に向かうような角度（スラッドの室内側が高く、屋外側が低い角度）に、なるように構成されたブラインドの技術が公知となっている（例えば、特許文献１参照。）。

また、ブラインド以外の手段で採光を調節する技術としては、表面に微小なプリズム加工を施したプリズムシートで窓を覆う技術が公知となっている（例えば、特許文献２参照。）。
また、室奥の明るさを調節する手段だけでなく、室内に差し込む外光を利用して、暖房の役割を果たす蓄熱材を利用した技術等も公知となっている（例えば、特許文献３参照）。この場合は、蓄熱材によって、昼間に外光の熱エネルギーを蓄積し、夜間に蓄えた熱エネルギーを放出するのである。
特開平１１−３１５６７３号公報 特開平１１−２８０３５０号公報 特開平５−３２２３１８号公報

しかし、ブラインドを用いる場合は、ブラインドには遮光能力が高いという長所がある反面、室奥まで採光を取り入れる能力が低い。つまり、特許文献１のように、斜め下方向に室内に差し込まれてくる外光（太陽光等）を天井方向に反射させるためには、反射率が高い材質を用いてスラッドを作る必要があり、反射率が低い材質では外光を上手く天井方向に反射させることができない。また、熱くならないように室内への採光を減らしたい夏季のようなときにも、室奥まで太陽光等を導いてしまい、かえって不快な環境にしてしまっていた。

また、特許文献２のように、プリズムシートで窓を覆う場合には、冬季においては室奥まで外光を取り込むことができるので室内を暖かくすることが出来るが、夏季においても外光を室奥まで取り込むため室内が熱くなってしまう。また、窓ガラスとプリズムシートを別々に取り替えることが困難であり、無理やりプリズムシートを取り外す等して、窓ガラスを傷つけたり、窓ガラスに汚れが付着してとれなくなり、その結果見栄えが悪くなったりしていた。

また、特許文献３のように、床組を蓄熱材を兼ねたＡＬＣ板のような板状コンクリートで構成した場合も、上述同様、熱くならないように室内への採光を減らしたい夏季のようなときにも、蓄熱材が暖房として機能してしまい、かえって室内を不快な環境にしてしまっていた。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、住宅やオフィスビルの窓と向かい合うように、該窓の内側若しくは外側にプリズムシートを設けたものである。

請求項２においては、長手方向に溝が設けられた２本の支持部材を、溝が向かい合うように垂直に立設し、
前記プリズムシートを該支持部材の溝間に上下方向に摺動自在に配設し、
前記プリズムシートを該支持部材に着脱自在にしたものである。

請求項３においては、長手方向に溝が設けられた支持部材を、溝が上になるように水平に固設し、
前記プリズムシートを該支持部材の上に、該支持部材の長手方向若しくは上下方向に摺動自在に配設し、
前記プリズムシートを該支持部材に着脱可能にしたものである。

請求項４においては、前記プリズムシートが配設された部屋の室奥部に、窓と向かい合うように蓄熱シートを配設したものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、窓ガラスを交換せずにプリズムシートのみを交換できるため、室内に差し込む外光の配光制御が安価なものとなる。これによって、新しく高性能なプリズムシートが発売されたとき等に、容易にプリズムシートを交換できるようになる。特に窓ガラスに高価なものを使用している場合には、外光の配光制御にかかる費用を大幅に低減できる。
上記と逆に、新しい窓ガラスに交換する場合においても、プリズムシートを交換せずに、窓ガラスを交換できる。そのため、プリズムシートに高価なものを使用している場合にも、外光の配光制御にかかる費用を大幅に低減できる。

請求項２においては、専門の業者に頼まなくても、容易にプリズムシートを取り替えることができる。そのため、使用者が一人ででも、季節や用途によって気軽にプリズムシートを取り替えることが出来、効果的で快適な配光制御を行うことができる。例えば、冬季には室奥まで外光が届くようにプリズムシートをセットしておき、夏季はあまり室内に外光が差し込まないように遮光用のシートをセットする、といった使用方法が簡単に行えるのである。
また、支持部材の側方に障害物がある場合にも、容易にプリズムシートの取り外しが行える。

請求項３においては、専門の業者に頼まなくても、容易にプリズムシートを取り替えることができる。そのため、使用者が一人ででも、季節や用途によって気軽にプリズムシートを取り替えることが出来、効果的で快適な配光制御を行うことができる。例えば、冬季には室奥まで外光が届くようにプリズムシートをセットしておき、夏季はあまり室内に外光が差し込まないように遮光用のシートをセットする、といった使用方法が簡単に行えるのである。
また、支持部材の上方に障害物がある場合にも、容易にプリズムシートの取り外しが行える。

請求項４においては、蓄熱シートが、昼間に熱を蓄え、夜間に蓄えた熱を放出することで、暖房の役割を果たすことができる。特に、冬季のように、プリズムシートが室奥の蓄熱シートまで外光を導く場合にのみ、暖房の役割を果たすようにできる。そのため、プリズムシートを設置していないときや、夏季のように、プリズムシートで遮光している場合には、蓄熱シートが暖房の役割を果たすことはなく、かえって熱くなるといった弊害は生じない。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る配光制御システムを装備した住宅１０の側面断面図、図２は本発明の一実施例に係る配光制御システムのプリズムシート３周辺部材の正面図、図３は同じく平面図、図４は同じく側面図、図５はプリズムシート３の支持部材４の斜視図、図６は支持部材４の溝５ａの別実施例を示す平面図、図７は本発明の別実施例に係る配光制御システムのプリズムシート１３周辺部材の正面図、図８は同じく平面図、図９は同じく側面図、図１０は別実施例のプリズムシート１３の支持部材１４の斜視図、図１１は支持部材１４の溝１５ａの別実施例を示す側面図、図１２は従来までの配光制御システムを装備していない住宅１０Ｂの側面断面図、図１３は従来の反射板を備えた住宅１０Ｃの側面断面図である。

図１に示すように、住宅１０には側壁の一部に開口部を設けて窓２が設けられており、窓２から室内に太陽光等の外光を採光している。窓２の内側には、窓２の近傍にプリズムシート３が窓２に向かい合うように（窓ガラスと平行に）配設されている。このように、プリズムシート３を配設することにより、窓２を通過して室内に差し込んできた外光がプリズムシート３によって屈折され室奥へ達する。
室内１には、室奥部に蓄熱シート（蓄熱材）７が備えられている。該蓄熱シート７はプリズムシート３に向かい合うように、プリズムシート３及び窓ガラスと平行に配置されている。該蓄熱シート７は後述するプリズムシート３の設置方法と同じように支持部材を用いて立設しても良いし、図１に示すように室奥側の室内壁に貼り付ける構成としても良い。また、例えば、夜間非常に冷え込む冬季等のように必要なときにだけ、蓄熱シート７をプリズムシート３を通過した外光が届くエリアに立てかけるようにしても良い。

このように、住宅やオフィスビルの窓２と向かい合うように、該窓２の内側若しくは外側にプリズムシート３を設けたので、
窓ガラス２を交換することなくプリズムシート３のみを交換できるため、室内に差し込む外光の配光制御が安価なものとなる。これによって、新しく高性能なプリズムシート３が発売されたとき等に、容易にプリズムシート３を交換できるようになる。特に窓ガラス２に高価なものを使用している場合には、外光の配光制御にかかる費用を大幅に低減できる。
上記と逆に、新しい窓ガラス２に交換する場合においても、プリズムシート３を交換せずに、窓ガラス２を交換できる。そのため、プリズムシート３に高価なものを使用している場合には特に外光の配光制御にかかる費用を大幅に低減できる。

また、前記プリズムシート３が配設された部屋の室奥部に、窓２と向かい合うように蓄熱シート７を配設したので、
蓄熱シート７が、昼間に熱を蓄え、夜間に蓄えた熱を放出することで、暖房の役割を果たすことができる。特に、冬季のように、プリズムシート３が室奥の蓄熱シート７まで外光を導く場合にのみ、暖房の役割を果たすようにできる。そのため、プリズムシート３を設置していないときや、夏季のように、プリズムシート３で遮光している場合には、蓄熱シート７が暖房の役割を果たすことはなく、かえって熱くなるといった弊害は生じない。

以下、プリズムシート３の立設方法について、図２乃至図６を参照しながら説明する。
プリズムシート３は、図２乃至図４に示すように、２本の支持部材４・４によって、該２本の支持部材４・４の間に垂直に立てられた状態で支持されている。
図５に示すように、支持部材４はシート挟持部５と台部６とにより構成されている。板状の台部６の上面の長手方向略中央部上面に、四角柱の形状をしたシート挟持部５が接着されて立設されている。シート挟持部５の台部６への接着方法は、接着剤等で強固に接着させる方法や、ネジ等を台部６の底面から打ち込んでシート挟持部５へ到達させる方法や、その両方の方法を組み合わせて接着する方法等が挙げられる。また、合成樹脂等でシート挟持部５と台部６を一体的に構成することも可能である。

図５に示すように、シート挟持部５の側面の幅方向中央部には溝５ａが長手方向に形成されており、該溝５ａの幅はプリズムシート３の厚さより若干大きく形成され、プリズムシート３の一端を挟持できる程度の深さの溝５ａとし、該溝５ａの上方は開放されている。なお、左右の台部６同士は連結部材で連結して強度を高めることも可能であり、一体的に形成することも可能である。
以上のように構成された２本の支持部材４・４を、室内１の窓２付近にプリズムシート３の幅と略同じ間隔になるように、そして前記溝５ａ・５ａが向かい合うように、立設する。そして、プリズムシート３の側部を前記溝５ａに差し込むことで、プリズムシート３を窓２と向かい合うように立てることができる。このようにして、プリズムシート３は、溝５ａを案内にして上下方向（図２及び図４においての矢印方向）に摺動可能にすることができる。

支持部材４の溝５ａについては、図５に示すように、プリズムシート３の厚みと略同じ幅に、単に凹ませるように形成してもよいが、図６（ａ）に示すように、溝５ｂの幅を狭く形成し、プリズムシート３の側部を薄くして肉薄部３ａを形成し、該肉薄部３ａを溝５ｂに差し込む構成としても良い。
このように、溝５ｂの幅を狭めると、シート挟持部５の幅を小さく出来るので、支持部材４の軽量化や材料費のコストダウンが為し得る。

また、図６（ｂ）に示すように、溝５ｃを内部が幅広になるように形成し、プリズムシート３の側部は端部３ｂを肉厚になるように形成し、該端部３ｂを支持部材４の上方から溝５ｃに挿入する構成としても良い。
このように構成すると、より強固にプリズムシート３と支持部材４・４を合体できるので、室内１にいる人が支持部材４・４やプリズムシート３にぶつかっても、支持部材４・４間の間隔が開いてプリズムシート３が支持部材４から外れるようなことがなくなる。
該支持部材４は柱や壁に対してボルト等を用いて着脱可能に構成することも可能であり、自立するように構成して移動可能に構成することもできる。また、窓枠に一体的に構成することもできる。この場合、サッシの柱部分の内側（室内側）に溝５ｃの代りにレールを形成するのである。また、柱または壁に挟持プレートとネジまたはボルトを用いて取り付ける構成とすることもできる。

以上のように、長手方向に溝が設けられた２本の支持部材を、溝が向かい合うように垂直に立設し、
前記プリズムシートを該支持部材の溝間に上下方向に摺動自在に配設し、
前記プリズムシートを該支持部材に着脱自在にしたので、
専門の業者に頼まなくても、容易にプリズムシート３を取り替えることができる。そのため、使用者が一人ででも、季節や用途によって気軽にプリズムシート３を取り替えることが出来、効果的で快適な配光制御を行うことができる。例えば、冬季には室奥まで外光が届くようにプリズムシート３をセットしておき、夏季はあまり室内に外光が差し込まないように遮光用のシートをセットする、といった使用方法が簡単に行えるのである。
また、支持部材４の側方に障害物がある場合にも、容易にプリズムシート３の取り外しが行える。

次に、プリズムシート３の立設方法の別実施例について、図７乃至図１１を参照しながら説明する。
プリズムシート３は、図７乃至図９に示すように、１本の支持部材１４によって、該支持部材４の上に垂直に立てられた状態で支持されている。
図１０に示すように、支持部材４はシート挟持部１５と台部１６とにより構成されている。板状の台部１６の上面の短軸方向略中央部に、四角柱の形状をしたシート挟持部１５が接着されて立設されている。前述同様、シート挟持部１５の台部１６への接着方法は、接着剤等で強固に接着させる方法や、ネジ等を台部１６の底面から打ち込んでシート挟持部１５へ到達させる方法や、その両方の方法を組み合わせて接着する方法等が挙げられる。

図１０に示すように、シート挟持部１５には上面の幅方向中央部には溝１５ａが長手方向に形成されており、該溝１５ａの幅はプリズムシート３の厚さより若干大きく形成され、プリズムシート３の一端を挟持できる程度の深さの溝１５ａとし、該溝１５ａの側方は開放されている。
以上のように構成された支持部材１４を、室内１の窓２付近に配設する。そして、プリズムシート３の底部を前記溝１５ａに差し込むことで、プリズムシート３を窓２と向かい合うように立てることができる。このようにして、プリズムシート３は、溝１５ａを案内にして支持部材１４の長軸方向や上下方向（図８においての矢印方向）に摺動可能にすることができる。

支持部材１４の溝１５ａについては、図１０に示すように、プリズムシート３の厚みと略同じ幅に、単に凹ませるように形成してもよいが、図１１（ａ）に示すように、溝１５ｂの幅を狭く形成し、プリズムシート３の側部を薄くして肉薄部３ｃを形成し、該肉薄部３ｃを溝１５ｂに差し込む構成としても良い。
このように、溝１５ｂの幅を狭めると、シート挟持部１５の幅を小さく出来るので、支持部材１４の軽量化や材料費のコストダウンが為し得る。

また、図１１（ｂ）に示すように、溝１５ｃを内部が幅広になるように形成し、プリズムシート３の側部は端部３ｄを肉厚になるように形成し、該端部３ｄを支持部材１４の側方（長軸方向の外側）から溝１５ｃに挿入する構成としても良い。
このように構成すると、より強固にプリズムシート３と支持部材１４を合体できるので、室内１にいる人が支持部材１４やプリズムシート３にぶつかっても、プリズムシート３が支持部材４から外れるようなことがなくなる。
該支持部材１４は床にボルト等により着脱可能に設けることができる。また、窓枠に一体的に構成することもできる。この場合、サッシの下桟部分に溝１５ｃの代わりにレールを形成する。
なお、蓄熱シート７も同様に支持部材４または支持部材１４に取り付けるように構成するこどせ可能である。

このように、長手方向に溝が設けられた支持部材を、溝が上になるように水平に固設し、前記プリズムシートを該支持部材の上に、該支持部材の長手方向若しくは上下方向に摺動自在に配設し、前記プリズムシートを該支持部材に着脱可能にしたので、専門の業者に頼まなくても、容易にプリズムシート３を取り替えることができる。そのため、使用者が一人ででも、季節や用途によって気軽にプリズムシート３を取り替えることが出来、効果的で快適な配光制御を行うことができる。例えば、冬季には室奥まで外光が届くようにプリズムシート３をセットしておき、夏季はあまり室内に外光が差し込まないように遮光用のシートをセットする、といった使用方法が簡単に行えるのである。
また、支持部材１４の上方に障害物がある場合にも、容易にプリズムシート３の取り外しが行える。

本発明の一実施例に係る配光制御システムを装備した住宅１０の側面断面図。 本発明の一実施例に係る配光制御システムのプリズムシート３周辺部材の正面図。 同じく平面図。 同じく側面図。 プリズムシート３の支持部材４の斜視図。 支持部材４の溝５ａの別実施例を示す平面図。 本発明の別実施例に係る配光制御システムのプリズムシート１３周辺部材の正面図。 同じく平面図。 同じく側面図。 別実施例のプリズムシート１３の支持部材１４の斜視図。 支持部材１４の溝１５ａの別実施例を示す側面図。 従来までの配光制御システムを装備していない住宅１０Ｂの側面断面図。 従来の反射板を備えた住宅１０Ｃの側面断面図。

符号の説明

１ 室内
２ 窓（窓ガラス）
３ プリズムシート
４ 支持部材
５ シート挟持部
５ａ 溝
６ 台部
１４ 支持部材
１５ シート挟持部
１５ａ 溝
１６ 台部

Claims (4)

1. 住宅やオフィスビルの窓と向かい合うように、該窓の内側若しくは外側にプリズムシートを設けたことを特徴とする配光制御システム。
2. 長手方向に溝が設けられた２本の支持部材を、溝が向かい合うように垂直に立設し、
   前記プリズムシートを該支持部材の溝間に上下方向に摺動自在に配設し、
   前記プリズムシートを該支持部材に着脱自在にしたことを特徴とする請求項１に記載の配光制御システム。
3. 長手方向に溝が設けられた支持部材を、溝が上になるように水平に固設し、
   前記プリズムシートを該支持部材の上に、該支持部材の長手方向若しくは上下方向に摺動自在に配設し、
   前記プリズムシートを該支持部材に着脱可能にしたことを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載の配光制御システム。
4. 前記プリズムシートが配設された部屋の室奥部に、窓と向かい合うように蓄熱シートを配設したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の配光制御システム。

Images