JP2006172926A - Daylight structure for house - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、室内への直射日光を遮光しつつ、十分な自然光を取り入れる住宅の採光構造に関する。 The present invention relates to a daylighting structure for a house that takes in sufficient natural light while blocking direct sunlight into the room.
太陽から地表に降り注ぐ昼光、つまり自然光は、大気層を透過して直接地表に到達する直射日光と、大気中の塵や水蒸気によって散乱され地表に到達する天空光と、直射日光や天空光が建物等によって反射され地表に到達する地物反射光とからなっており、快適な居住空間を形成するには、かかる自然光を室内に十分に採り入れることが重要であることは言うまでもない。 Daylight that falls from the sun to the surface of the earth, that is, natural light, includes direct sunlight that passes through the atmosphere layer and reaches the ground directly, skylight that is scattered by dust and water vapor in the atmosphere, and direct sunlight and skylight. Needless to say, it is important to sufficiently incorporate such natural light into the room in order to form a comfortable living space.
上述した自然光のうち、直射日光は、特に夏場、室内の気温を上げる原因にもなるため、快適な室内環境をつくるためには室内への直射日光の入射を遮光する必要がある。 Of the natural light described above, direct sunlight causes the temperature of the room to rise, especially in summer, so it is necessary to block the incidence of direct sunlight into the room in order to create a comfortable indoor environment.
そのため、直射日光を遮光するために窓の上部に庇を設ける手法が一般に用いられてきたが、単に直射日光を遮光するだけでは室内の採光を十分確保することができないため、オフィスビルにおいてはライトシェルフを窓に設け、該ライトシェルフによって太陽からの直射日光を遮光するとともにその上面で自然光を反射させ、かかる反射光を室内の天井に再び反射させることで室内の採光を確保する手法が提案されている。 For this reason, a method of providing a ridge on the top of the window to block direct sunlight has been generally used, but it is not possible to secure sufficient daylight indoors by simply blocking direct sunlight. A method has been proposed to secure indoor lighting by providing a shelf in a window, blocking direct sunlight from the sun with the light shelf, reflecting natural light on the top surface, and reflecting the reflected light again on the indoor ceiling. ing.
しかしながら、本出願人がライトシェルフを用いた形で実証試験を行ったところ、自然光を単にライトシェルフの上面で反射させるだけでは、室内の奥にまで十分に光を届かせることができないという問題があることが分かった。 However, when the applicant conducted a verification test using a light shelf, the problem was that light could not reach the interior of the room sufficiently by simply reflecting natural light on the top surface of the light shelf. I found out.
特に晴天時など自然光がほとんど直射日光である場合は、室内の奥にまで十分に光が届かず、夏場にあたっては、窓際の室温が上がってしまい、冷房負荷が懸念される。 In particular, when natural light is almost direct sunlight, such as in fine weather, light does not reach the interior of the room sufficiently, and in summer, the room temperature at the window rises and there is a concern about cooling load.
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、直射日光を遮るとともに、十分な自然光を室内に取り入れることが可能な住宅の採光構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a daylighting structure for a house that can block direct sunlight and take in sufficient natural light indoors.
上記目的を達成するため、本発明に係る住宅の採光構造は請求項1に記載したように、外壁に第1の窓を設けるとともに該第1の窓の上方に第2の窓を設け、前記第1の窓と該第2の窓との間に屋外側に張り出す形で採光調整板を設置した住宅の採光構造であって、前記採光調整板の上面で入射光が乱反射可能となるように前記採光調整板を構成するとともに、前記第2の窓に直射日光を遮光しかつ前記採光調整板からの散乱光を透過可能な遮光調整部材を設けたものである。
In order to achieve the above object, the daylighting structure for a house according to the present invention provides a first window on the outer wall and a second window above the first window, as described in
また、本発明に係る住宅の採光構造は請求項2に記載したように、外壁に第1の窓を設けるとともに該第1の窓の上方に第2の窓を設け、前記第1の窓と該第2の窓との間に屋外側に張り出す形で採光調整板を設置した住宅の採光構造であって、前記採光調整板の上面で入射光が乱反射可能となるように前記採光調整板を構成するとともに、前記第2の窓を光学拡散透過材料で構成したものである。
Further, the daylighting structure for a house according to the present invention has a first window on the outer wall and a second window above the first window, as described in
また、本発明に係る住宅の採光構造は、天井高が屋外側から室内側に向けて低くなるように前記住宅の天井を勾配天井としたものである。 In the housing lighting structure according to the present invention, the ceiling of the housing is a sloped ceiling so that the ceiling height decreases from the outdoor side toward the indoor side.
本出願人は、上述した課題に鑑み、自然光を鏡面反射させるという従来の思想にとらわれることなく鋭意研究を行った結果、自然光を乱反射させることによって、該自然光を室内に導くことができるという新たな知見を得た。 In view of the above-mentioned problems, the present applicant has conducted intensive research without being constrained by the conventional idea of specularly reflecting natural light. As a result, the natural light can be guided indoors by irregularly reflecting natural light. Obtained knowledge.
すなわち、第1の発明に係る住宅の採光構造においては、外壁に第1の窓を設けてあるとともに該第1の窓の上方に第2の窓を設け、第1の窓と該第2の窓との間に屋外側に張り出す形で採光調整板を設置してある。 That is, in the daylighting structure for a house according to the first invention, a first window is provided on the outer wall, a second window is provided above the first window, and the first window and the second window are provided. A daylighting adjustment plate is installed between the window and the outside.
ここで、採光調整板はその上面で入射光が乱反射可能となるように構成してあり、採光調整板の張出長さ及び第1の窓の開口高さ寸法は、太陽から降り注がれる直射日光が第1の窓から直接室内に入射しないように季節や時間による太陽高度の変化を考慮して設定するのが望ましい。 Here, the lighting adjustment plate is configured such that incident light can be diffusely reflected on the upper surface thereof, and the overhanging length of the lighting adjustment plate and the opening height of the first window are poured from the sun. It is desirable to set in consideration of changes in solar altitude due to season and time so that direct sunlight does not enter the room directly from the first window.
つまり、採光調整板及び第1の窓は、夏場における直射日光と冬場における直射日光とが採光調整板によって遮光され、室内に入射しないように、その張出長さと開口の高さ寸法を設定する。 That is, the lighting adjustment plate and the first window are set to have a protruding length and an opening height dimension so that direct sunlight in summer and direct sunlight in winter are shielded by the lighting adjustment plate and do not enter the room. .
このようにすると、採光調整板は庇の機能を有することとなり、太陽から第1の窓に降り注がれる直射日光は採光調整板によって遮光されるため、季節によらず直射日光が第1の窓から室内に入射されることはない。 If it does in this way, since the daylighting adjustment board will have a function of a cocoon, and the direct sunlight which pours into the 1st window from the sun is shielded by the daylighting adjustment board, the direct sunlight does not depend on the season. It does not enter the room through the window.
なお、自然光のうち天空光は、周囲建築物により第1の窓に対する入射角度が制限されるが、もともと散乱光であるため採光調整板によって遮光されることはなく、第1の窓から散乱光を室内に取り入れることができる。 Of natural light, the sky light has an incident angle with respect to the first window limited by surrounding buildings, but it is originally scattered light and is not shielded by the lighting adjustment plate, but scattered light from the first window. Can be taken indoors.
また、第1の発明に係る住宅の採光構造においては、第2の窓に直射日光を遮光しかつ採光調整板からの散乱光を透過可能な遮光調整部材を設けてある。 In the daylighting structure for a house according to the first aspect of the present invention, the second window is provided with a light shielding adjustment member capable of shielding direct sunlight and transmitting scattered light from the daylighting adjustment plate.
ここで、第2の窓は採光調整板の上面で乱反射された自然光が室内に十分入射されるようにその開口高さ寸法を広く設定するのが望ましく、例えばその窓枠の下端を採光調整板の上面に設置するとともに上端を室内天井下面に設置するようにすればよい。 Here, it is desirable that the second window has a wide opening height so that natural light diffusely reflected on the upper surface of the lighting adjustment plate is sufficiently incident on the room. For example, the lower end of the window frame is arranged at the lower end of the window adjustment plate. And the upper end may be installed on the lower surface of the indoor ceiling.
加えて、遮光調整部材は、第2の窓全面に設けてあり、直射日光の入射角度を考慮してその取付け角度を設定してある。 In addition, the light shielding adjusting member is provided on the entire surface of the second window, and its mounting angle is set in consideration of the incident angle of direct sunlight.
このようにすると、第2の窓に直接降り注がれる直射日光は該第2の窓に設けられた遮光調整部材によって遮光されるとともに、採光調整板に降り注がれる自然光は、直射日光にしろ天空光にしろ採光調整板の上面で乱反射された後、遮光調整部材を透過して第2の窓から室内に取り込まれる。 If it does in this way, the direct sunlight which shines directly on the 2nd window will be light-shielded by the light-shielding adjustment member provided in this 2nd window, and the natural light which shines on the lighting adjustment board will become direct sunlight. After being diffusely reflected on the upper surface of the daylighting adjustment plate, it is transmitted through the light shielding adjustment member and taken into the room through the second window.
つまり、入射角度が一定の直射日光はもとより周囲建築物により入射角度が制限される天空光をも、採光調整板の上面で乱反射させることにより、採光調整板上面での入射角度に依存しない形で室内に導くことができる。 In other words, not only the direct sunlight with a constant incident angle but also the skylight whose incident angle is limited by surrounding buildings are diffusely reflected on the upper surface of the lighting adjustment plate, so that it does not depend on the incident angle on the upper surface of the lighting adjustment plate. Can be led indoors.
したがって、晴天時においても曇天時においても、第2の窓から室内に入射する自然光はすべて散乱光となり、かかる散乱光はあらゆる角度で天井に入射して室内に散乱されるため、自然光を室内の奥にまで導くことができることとなり、室内の照度を確保することができる。 Therefore, both natural light that enters the room through the second window becomes scattered light in both fine weather and cloudy weather, and the scattered light is incident on the ceiling at all angles and scattered indoors. It will be possible to guide to the back, and the illuminance in the room can be secured.
加えて、上述したように第1の窓に入射される直射日光を採光調整板によって遮るようにしても、かかる直射日光は散乱光として第2の窓から室内に取り入れられるため、室内の照度を確保することができる。 In addition, as described above, even if the direct sunlight incident on the first window is blocked by the lighting adjustment plate, the direct sunlight is taken into the room from the second window as scattered light. Can be secured.
つまり、採光調整板は、直射日光の室内への入射を遮光する庇機能と、直射日光と天空光からなる自然光を散乱光として室内に散乱させる採光機能とを同時に有することとなり、晴天時においても曇天時においても、快適な室内環境を作ることが可能となる。 In other words, the daylighting adjustment plate has both a haze function that blocks the incidence of direct sunlight into the room and a daylighting function that scatters natural light consisting of direct sunlight and skylight into the room as scattered light. It is possible to create a comfortable indoor environment even in cloudy weather.
遮光調整部材は、第2の窓に直接降り注がれる直射日光を遮光するとともに採光調整板からの散乱光を透過させることができればその構成は任意であるが、例えば水平ルーバーを第2の窓に設けるようにすればよい。かかる場合、ルーバーの角度は太陽高度、つまり直射日光の第2の窓への入射角度を考慮して設定する。 The light-shielding adjusting member may have any configuration as long as it can block the direct sunlight that is directly poured onto the second window and can transmit the scattered light from the daylighting adjusting plate. It is sufficient to be provided in. In such a case, the angle of the louver is set in consideration of the solar altitude, that is, the incident angle of direct sunlight on the second window.
また、上述した天井を、その天井高が屋外側から室内側に向けて低くなる勾配天井としたならば、より効果的に室内空間の照度を上げることが可能となる。 Further, if the ceiling described above is a gradient ceiling whose ceiling height decreases from the outdoor side toward the indoor side, the illuminance of the indoor space can be increased more effectively.
これは、第2の窓を介して室内空間に取り込まれた散乱光の勾配天井に対する入射角度が、勾配を持たない水平天井に対する入射角度よりも大きくなり、それによって散乱光の勾配天井に対する入射面積は、水平天井に対する入射面積に比べて小さくなる。つまり、単位面積あたりに入射する光束量は勾配を持つ天井の方が、水平天井よりも多くなり、照度が高くなるからと思われる。 This is because the incident angle of the scattered light taken into the indoor space through the second window with respect to the gradient ceiling is larger than the incident angle with respect to the horizontal ceiling having no gradient, and thereby the incident area of the scattered light with respect to the gradient ceiling. Is smaller than the incident area with respect to the horizontal ceiling. In other words, it seems that the amount of luminous flux incident per unit area is higher on the gradient ceiling than on the horizontal ceiling, and the illuminance is higher.
なお、本明細書では、入射角度を本来の工学的な入射角度ではなく、光の天井面に対する入射角度と定義する。 In the present specification, the incident angle is defined not as an original engineering incident angle but as an incident angle of light with respect to the ceiling surface.
加えて、上述した天井を光の反射率の高い色、特に白色としたならば、室内に取り込まれ天井に入射された散乱光はより効果的に室内空間に反射されることとなり、室内空間の照度を上げることができる。 In addition, if the ceiling is made of a color having a high light reflectivity, particularly white, the scattered light taken into the room and incident on the ceiling will be reflected more effectively into the indoor space. Illuminance can be increased.
さらに、上述した天井を天井面に細かい凹凸を有するように構成したならば、室内に取り込まれ天井に入射された散乱光は該天井面で再び乱反射されることとなり、より効果的に室内全体に散乱光を散乱されることができる。 Furthermore, if the ceiling described above is configured to have fine irregularities on the ceiling surface, the scattered light taken into the room and incident on the ceiling will be diffusely reflected again on the ceiling surface, and more effectively on the entire room. Scattered light can be scattered.
また、第2の発明に係る住宅の採光構造においては、外壁に第1の窓を設けてあるとともに該第1の窓の上方に第2の窓を設け、第1の窓と該第2の窓との間に屋外側に張り出す形で採光調整板を設置してある。 In the daylighting structure for a house according to the second invention, a first window is provided on the outer wall, a second window is provided above the first window, and the first window and the second window are provided. A daylighting adjustment plate is installed between the window and the outside.
ここで、第1の発明と同様、採光調整板はその上面で入射光が乱反射可能となるように構成してあり、採光調整板の張出長さ及び第1の窓の開口高さ寸法は、太陽から降り注がれる直射日光が第1の窓から直接室内に入射しないように季節や時間による太陽高度の変化を考慮して設定するのが望ましい。以下採光調整板の張出長さ及び第1の窓の開口高さ寸法の設定についての説明は第1の発明ですでに述べたのでここでは省略する。 Here, similarly to the first invention, the lighting adjustment plate is configured such that incident light can be diffusely reflected on the upper surface thereof, and the overhanging length of the lighting adjustment plate and the opening height dimension of the first window are as follows. It is desirable to set in consideration of changes in solar altitude due to the season and time so that direct sunlight falling from the sun does not enter the room directly from the first window. Since the description about the setting of the overhanging length of the daylighting adjustment plate and the opening height dimension of the first window has already been described in the first invention, it will be omitted here.
このようにすると、第1の発明同様、採光調整板は庇の機能を有することとなり、太陽から第1の窓に降り注がれる直射日光は採光調整板によって遮光されるため、季節によらず直射日光が第1の窓から室内に入射されることはない。 If it does in this way, like the 1st invention, since the lighting adjustment board will have a function of a ridge and the direct sunlight poured down to the 1st window from the sun is shielded by the lighting adjustment board, it does not depend on a season Direct sunlight does not enter the room through the first window.
なお、自然光のうち天空光は、周囲建築物により第1の窓に対する入射角度が制限されるが、もともと散乱光であるため採光調整板によって遮光されることはなく、第1の窓から散乱光を室内に取り入れることはできる。 Of natural light, the sky light has an incident angle with respect to the first window limited by surrounding buildings, but it is originally scattered light and is not shielded by the lighting adjustment plate, but scattered light from the first window. Can be taken indoors.
また、第2の発明に係る住宅の採光構造においては、第2の窓を光学拡散透過材料で構成してある。 Further, in the daylighting structure for a house according to the second invention, the second window is made of an optical diffusion transmission material.
ここで、第2の窓は、第1の発明同様採光調整板の上面で乱反射された自然光が室内に十分入射されるようにその開口高さ寸法を広く設定するのが望ましく、例えばその窓枠の下端を採光調整板の上面に設置するとともに上端を室内天井下面に設置するようにすればよい。 Here, it is desirable that the second window has a wide opening height so that natural light diffusely reflected on the upper surface of the lighting adjustment plate is sufficiently incident on the room, as in the first invention. The lower end of the light source may be installed on the upper surface of the lighting adjustment plate, and the upper end may be installed on the lower surface of the indoor ceiling.
このようにすると、第2の窓に降り注がれる自然光は、直射日光にしろ天空光にしろ第2の窓を透過することによって散乱されるとともに、採光調整板に降り注がれる自然光は、直射日光にしろ天空光にしろ採光調整板の上面で乱反射された後、第2の窓を透過することにより再び散乱され、室内に取り込まれる。 In this way, the natural light falling on the second window is scattered by passing through the second window, whether it is direct sunlight or skylight, and the natural light falling on the lighting adjustment plate is Whether it is direct sunlight or skylight, the light is irregularly reflected on the upper surface of the lighting adjustment plate, and is then scattered again by passing through the second window and taken into the room.
つまり、入射角度が一定の直射日光はもとより周囲建築物により入射角度が制限される天空光をも、採光調整板の上面で乱反射されることにより、該採光調整板上面での入射角度に依存しない形で室内に導くことができる。 In other words, not only the direct sunlight with a constant incident angle but also the skylight whose incident angle is limited by the surrounding building is diffusely reflected on the upper surface of the lighting adjustment plate, so that it does not depend on the incident angle on the upper surface of the lighting adjustment plate. It can be guided indoors in the form.
したがって、晴天時においても曇天時においても、第2の窓から室内に入射される自然光はすべて散乱光となり、かかる散乱光はあらゆる角度で天井に入射して室内に散乱されるため、自然光を室内の奥にまで導くことができることとなり、室内の照度を確保することが可能となる。 Therefore, all the natural light that enters the room through the second window becomes scattered light in both fine weather and cloudy weather, and the scattered light enters the ceiling at any angle and is scattered indoors. It is possible to guide to the back of the room, and it is possible to secure the illuminance in the room.
加えて、上述したように第1の窓に入射される直射日光を採光調整板によって遮るようにしても、かかる直射日光は散乱光として第2の窓から室内に取り入れられ、室内の照度を確保することができる。 In addition, even if the direct sunlight incident on the first window is blocked by the daylighting adjustment plate as described above, the direct sunlight is taken into the room as the scattered light from the second window to ensure the illuminance in the room. can do.
つまり、採光調整板は、直射日光の室内への入射を遮光する庇機能と、直射日光と天空光からなる自然光を散乱光として室内に入射させる採光機能とを同時に有することとなり、晴天時においても曇天時においても快適な室内環境を作ることが可能となる。 In other words, the daylighting adjustment plate has both a haze function that blocks the incidence of direct sunlight into the room and a daylighting function that allows natural light consisting of direct sunlight and skylight to enter the room as scattered light. It is possible to create a comfortable indoor environment even in cloudy weather.
光学拡散透過材料は、自然光を透過するとともに散乱させることができればどのような材質のものを用いるかは任意であり、耐候性の優れたものを適宜選択すればよいが、例えば、カスミガラスやすりガラスがある。 As the optical diffuse transmission material, any material can be used as long as it can transmit and scatter natural light, and a material having excellent weather resistance may be appropriately selected. There is.
また、第1の発明同様上述した天井を、その天井高が屋外側から室内側に向けて低くなる勾配天井としたならば、より効果的に室内空間の照度を上げることが可能となる。 Further, if the ceiling described above is a sloped ceiling whose ceiling height decreases from the outdoor side toward the indoor side, as in the first invention, the illuminance of the indoor space can be increased more effectively.
これは、第2の窓を介して室内空間に取り込まれた散乱光の勾配天井に対する入射角度が、勾配を持たない水平天井に対する入射角度よりも大きくなり、それによって散乱光の勾配天井に対する入射面積は、水平天井に対する入射面積に比べて小さくなる。つまり、単位面積あたりに入射する光束量は、勾配を持つ天井の方が、水平天井よりも多くなり、照度が高くなるからだと思われる。 This is because the incident angle of the scattered light taken into the indoor space through the second window with respect to the gradient ceiling is larger than the incident angle with respect to the horizontal ceiling having no gradient, and thereby the incident area of the scattered light with respect to the gradient ceiling. Is smaller than the incident area with respect to the horizontal ceiling. In other words, the amount of luminous flux incident per unit area seems to be higher on the sloped ceiling than on the horizontal ceiling, resulting in higher illuminance.
加えて、上述した天井を光の反射率の高い色、特に白色としたならば、室内に取り込まれ天井に入射された散乱光はより効果的に室内空間に反射されることとなり、室内空間の照度を上げることができる。 In addition, if the ceiling is made of a color having a high light reflectivity, particularly white, the scattered light taken into the room and incident on the ceiling will be reflected more effectively into the indoor space. Illuminance can be increased.
さらに、上述した天井を天井面に細かい凹凸を有するように構成したならば、室内に取り込まれ天井に入射された散乱光は該天井面で乱反射されることとなり、より効果的に室内全体に散乱光を散乱されることができる。 Furthermore, if the ceiling described above is configured to have fine irregularities on the ceiling surface, the scattered light taken into the room and incident on the ceiling will be diffusely reflected by the ceiling surface, and more effectively scattered throughout the room. The light can be scattered.
以下、本発明に係る住宅の採光構造の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。 Embodiments of a daylighting structure for a house according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that components that are substantially the same as those of the prior art are assigned the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
(第1実施形態) (First embodiment)
図1は、本実施形態に係る住宅の採光構造を示した図であり、(a)は断面図、(b)は天井近傍の詳細断面図である。また、図2は本実施形態に係る住宅の採光構造を室内側から見た側面図である。これらの図からわかるように、本実施形態に係る住宅の採光構造10は、外壁8に第1の窓1を設けてあるとともに該第1の窓の上方に第2の窓2を設け、第1の窓1と該第2の窓との間に屋外側に水平に張り出す形で採光調整板3を設置してある。
FIG. 1 is a view showing a daylighting structure of a house according to the present embodiment, in which (a) is a cross-sectional view and (b) is a detailed cross-sectional view near the ceiling. Moreover, FIG. 2 is the side view which looked at the lighting structure of the house concerning this embodiment from the indoor side. As can be seen from these drawings, the
第1の窓1の窓枠11はその下端を床面9に設置してあるとともに、第2の窓2の窓枠12はその上端を天井6に設置してあり、窓枠11の上端と窓枠12の下端とが採光調整板3を介して隣接してある。
The window frame 11 of the
図1でよくわかるように、天井6はその天井高が屋外側から室内側に向けて低くなる勾配天井で構成してある。なお、天井6面は、該天井に入射された散乱光がより効果的に室内空間7に反射されるように、光の反射率の高い色、特に白色とするのが望ましい。
As can be clearly seen in FIG. 1, the
採光調整板3及び第1の窓1は、直射日光が第1の窓1から室内空間7に入射しないように、それらの形状寸法や取付け位置を設定してある。
The shape and mounting position of the
具体的には、第1の窓1の開口の高さ寸法H及び採光調整板3の張出長さLは、例えば冬至における太陽南中時と夏至における太陽南中時において太陽からの直射日光が採光調整板3によって遮光され、室内空間7に入射されないように設定すればよい。
Specifically, the height dimension H of the opening of the
加えて、採光調整板3は、下地材14と該下地材の上面に貼り付けられた光学拡散反射材料4とから構成してあり、かかる構成により採光調整板3に入射してきた入射光をその上面で乱反射させることができるようにしてある。
In addition, the
光学拡散反射材料4は、その上面で入射光を乱反射させるものであればその材質は任意であり、適当な強度を有するとともに耐候性に優れ、かつ拡散反射率が高いものを適宜選択すればよい。具体的には、45゜入射した光が法線方向に反射する光の割合を指標とし、かかる指標が70%以上であるもので構成するのが望ましく、例えば表面を粗面加工したアルミニウム系板材がある。
The material of the optical diffuse
第2の窓2には、その屋外側全面に遮光調整部材としての水平ルーバー5を設けてあり、かかる水平ルーバー5は、第2の窓2に降り注がれる直射日光が遮光されるように、かつ採光調整板3からの散乱光を透過できるように、直射日光の入射角度を考慮してその取付け角度を設定してある。
The
本実施形態に係る住宅の採光構造10においては、外壁8に第1の窓1を設けてあるとともに該第1の窓の上方に第2の窓2を設け、第1の窓1と該第2の窓との間に屋外側に水平に張り出す形で採光調整板3を設置してあるとともに該採光調整板を下地材14と下地材の上面に貼り付けられた光学拡散反射材料4とで構成してある。
In the
そのため、採光調整板3は庇の機能を有することとなり、太陽から第1の窓1に降り注がれる直射日光、つまり採光調整板3に降り注がれる直射日光は採光調整板3によって遮光される。
For this reason, the
なお、自然光のうち天空光は、周囲建築物により第1の窓1に対する入射角度が制限されるが、もともと散乱光であるため採光調整板3によって遮光されることはなく、第1の窓1から散乱光を室内空間7に取り入れることができる。
Of natural light, the sky light has an incident angle with respect to the
また、本実施形態に係る住宅に採光構造10においては、第2の窓2の屋外側に遮光調整部材としての水平ルーバー5を設置してある。
Further, in the
そのため、太陽から第2の窓2に降り注がれる自然光のうち直射日光は、第2の窓2に取り付けられた水平ルーバー5によって遮光されるとともに、採光調整板3に降り注がれる自然光は、直射日光にしろ天空光にしろ採光調整板3の上面で乱反射され、水平ルーバー5を透過して第2の窓2から室内空間7にあらゆる角度で入射する。
Therefore, the direct sunlight out of the natural light falling on the
つまり、入射角度が一定の直射日光はもとより周囲建築物により入射角度が制限される天空光をも、採光調整板3の上面で乱反射させることにより、光学拡散反射材料4の上面での入射角度に依存しない形で室内空間7に導くことができる。
In other words, not only the direct sunlight with a constant incident angle but also the sky light whose incident angle is limited by the surrounding building is diffusely reflected on the upper surface of the
また、本実施形態に係る住宅に採光構造10においては、天井6をその天井高が屋外側から室内側に向かって低くなる勾配天井として構成してある。
Moreover, in the
このようにすると、天井6の照度は勾配を持たない水平天井16の場合に比べて高くなり、より効果的に室内空間7の照度を上げることが可能となる。
In this way, the illuminance of the
これは、図1でよくわかるように、採光調整板3に入射する自然光Aは、光学拡散反射材料4の上面で乱反射され、散乱光A′として第2の窓2を介して室内空間7に取り込まれた後、天井6に入射するが、かかる散乱光A′の天井6に対する入射角度θ1は、水平天井16に対する入射角度θ1′よりも大きく、それによって散乱光A′の天井6に対する入射面積S1は、水平天井16に対する入射面積S1′に比べて小さくなる。つまり、単位面積あたりに入射する光束量は、勾配を持つ天井6の方が、水平天井16よりも多くなり、照度が高くなるからと思われる。
As can be seen well in FIG. 1, the natural light A incident on the
以上説明したように、本実施形態に係る住宅の採光構造10によれば、外壁8に第1の窓1を設けてあるとともに該第1の窓の上方に第2の窓2を設け、第1の窓1と該第2の窓との間に屋外側に水平に張り出す形で採光調整板3を設置してあるとともに該採光調整板を下地材14と下地材の上面に貼り付けられた光学拡散反射材料4とで構成するようにしたので、採光調整板3は庇の機能を有することとなり、太陽から第1の窓1に降り注がれる直射日光、つまり採光調整板3に降り注がれる直射日光は採光調整板3によって遮光される。
As described above, according to the
したがって、季節によらず直射日光が第1の窓1から室内空間7に入射されることはなく、散乱光のみ第1の窓1から室内空間7に取り入れることが可能となる。
Therefore, the direct sunlight is not incident on the
また、本実施形態に係る住宅に採光構造10によれば、第2の窓2の屋外側に遮光調整部材としての水平ルーバー5を設置したので、第2の窓2に降り注がれる自然光のうち直射日光は、第2の窓2に取り付けられた水平ルーバー5によって遮光されるとともに、採光調整板3に降り注がれる自然光は、直射日光にしろ天空光にしろ採光調整板3の上面で乱反射され、水平ルーバー5を透過して、第2の窓2から室内空間7にあらゆる角度で入射される。
Moreover, according to the
したがって、晴天時においても曇天時においても、第2の窓2から室内空間7に入射される自然光はすべて散乱光となり、かかる散乱光はあらゆる角度で天井6に入射して室内空間7に散乱されるため、自然光を室内の奥にまで導くことができる。
Therefore, both of the natural light incident on the
加えて、上述したように第1の窓1に入射される直射日光を採光調整板3によって遮るようにしても、かかる直射日光は散乱光として第2の窓2から室内空間7に取り入れられることとなり、室内空間7の照度を確保することができる。換言すれば、採光調整板3は直射日光の室内空間7への入射を遮光する庇機能と、直射日光と天空光からなる自然光を散乱光として室内空間7に入射させる採光機能とを同時に有することとなり、晴天時においても曇天時においても快適な室内環境を作ることが可能となる。
In addition, even if the direct sunlight incident on the
また、本実施形態に係る住宅に採光構造10によれば、天井6をその天井高が屋外側から室内側に向かって低くなる勾配天井としたので、天井6の照度は水平天井16場合に比べて高くなり、より効果的に室内空間7の照度を上げることが可能となる。
Further, according to the
これは、採光調整板3に入射する自然光Aは、光学拡散反射材料4の上面で乱反射され、散乱光A′として第2の窓2を介して室内空間7に取り込まれた後、天井6に入射するが、かかる散乱光A′の天井6に対する入射角度θ1は、水平天井16に対する入射角度θ1′よりも大きく、それによって散乱光A′の天井6に対する入射面積S1は、水平天井16に対する入射面積S1′に比べて小さくなる。つまり、単位面積あたりに入射する光束量は、勾配を持つ天井6の方が、水平天井16よりも多くなり、照度が高くなるからと思われる。
This is because the natural light A incident on the
ここで、本実施形態に係る住宅の採光構造10に関する作用効果について照度測定実験を行ったので、以下に示す。
Here, since the illuminance measurement experiment was performed about the effect regarding the
まず、縮尺1/8の8畳洋室モデルを作成し、これを用いて人工天空光実験室にて測定実験を行った。 First, an 8 tatami room model with a scale of 1/8 was created, and a measurement experiment was performed using this model in an artificial sky light laboratory.
図3は、本実験で用いた住宅のモデル図及びその実験結果を示したグラフであり、(a)は本実施形態に係る住宅の採光構造10のモデル断面図、(b)は天井を水平天井とした場合の住宅の採光構造のモデル断面図、(c)は実験結果を示したグラフである。
FIG. 3 is a model diagram of the house used in this experiment and a graph showing the experiment result. (A) is a model cross-sectional view of the
ここで、勾配天井を持つ住宅モデルについては、室内の奥行きw=5460mm、屋外側の天井高h1=3000mm、室内側の天井高h2=2000mmであり、水平天井を持つ住宅モデルについては、室内の奥行きw=5460mm、天井高h1=3000mmとした。 Here, for a house model having a gradient ceiling, the interior depth w = 5460 mm, the outdoor side ceiling height h 1 = 3000 mm, the indoor side ceiling height h 2 = 2000 mm, and the house model having a horizontal ceiling, The indoor depth w was 5460 mm and the ceiling height h 1 was 3000 mm.
また、照度測定は、窓の設置位置からの距離が1365mm、2730mm、4095mmにおける各天井面で行った。 The illuminance measurement was performed on each ceiling surface at distances from the window installation position of 1365 mm, 2730 mm, and 4095 mm.
なお、本実施形態に係る住宅の採光構造10においては、散乱光を室内空間7に取り込むものであるため、各住宅モデルの窓から入射する自然光は100%散乱光として実験を行った。
In the
図3(c)に実験結果を示す。同図においては、横軸に窓の設置位置からの距離、縦軸に天井面の照度をとり、勾配天井及び水平天井の照度をそれぞれ黒丸、白丸でプロットしてある。 FIG. 3 (c) shows the experimental results. In the figure, the horizontal axis represents the distance from the window installation position, the vertical axis represents the illuminance of the ceiling surface, and the illuminance of the gradient ceiling and the horizontal ceiling are plotted as black circles and white circles, respectively.
同図でわかるように、窓の設置位置からの距離が同じ場合、勾配天井の照度は、窓の設置位置からの距離に関わらず、天井面全体に渡って水平天井の照度より高くなっている。 As can be seen in the figure, when the distance from the window installation position is the same, the illuminance of the slope ceiling is higher than the illuminance of the horizontal ceiling over the entire ceiling surface, regardless of the distance from the window installation position. .
これは、各住宅モデルの室内空間に取り込まれた散乱光の勾配天井に対する入射角度が水平天井に対する入射角度より大きく、それによって単位面積あたりに入射する光束量が多くなる。すなわち、照度が高くなるからだと思われる。 This is because the incident angle of the scattered light taken into the indoor space of each house model with respect to the gradient ceiling is larger than the incident angle with respect to the horizontal ceiling, thereby increasing the amount of light flux incident per unit area. That is, it seems that the illuminance increases.
このことから、天井高が屋外側から室内側に向かって低くなるように天井に勾配を持たせた方が勾配を持たない水平天井よりも天井の照度が高くなるとともに、より効果的に室内空間の照度を上げることが可能であることがわかる。 For this reason, the ceiling illuminance is higher when the ceiling is inclined so that the ceiling height decreases from the outdoor side toward the indoor side, and the ceiling space is more effective than the horizontal ceiling without the gradient. It can be seen that the illuminance can be increased.
本実施形態では、採光調整板3を下地材14と該下地材の上面に貼り付けられた光学拡散反射材料4とから構成するようにしたが、採光調整板3の上面で入射光が乱反射可能となればその構成は任意であり、採光調整板を下地材と該下地材の上面に塗装された光学拡散反射被膜とから構成してもよいし、採光調整板全体を光学拡散反射材料で構成してもよい。かかる光学拡散反射被膜は、例えば白色ペイントやエナメル等を用いればよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、天井6をその天井高が屋外側から室内側に向けて低くなる勾配天井としたが、天井が水平の場合でも、採光調整板3に入射される自然光を該採光調整板の上面で乱反射させて第2の窓2から室内空間7に散乱光を十分取り入れることができるため、室内空間7の照度を確保することは可能である。
In the present embodiment, the
加えて、本実施形態では、第2の窓2から室内空間7に入射した散乱光を天井6面にて反射させて室内空間7に散乱されるように天井6を構成したが、天井6をその面に細かい凹凸を有するように構成したならば、室内に取り込まれ天井に入射された散乱光は該天井面で乱反射されることとなり、より効果的に室内全体に散乱光を散乱されることができる。
In addition, in the present embodiment, the
(第2実施形態) (Second Embodiment)
次に、第2実施形態について説明する。なお、上述の実施形態と実質的に同一の部品については同一の符号を付してその説明を省略する。 Next, a second embodiment will be described. In addition, about the component substantially the same as the above-mentioned embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
図4は、本実施形態に係る住宅の採光構造を示した図であり、(a)は断面図、(b)は天井近傍の詳細断面図である。また、図5は本実施形態に係る住宅の採光構造を室内側から見た側面図である。これらの図からわかるように、本実施形態に係る住宅の採光構造20は、外壁8に第1の窓1を設けてあるとともに該第1の窓の上方に第2の窓22を設け、第1の窓1と該第2の窓との間に屋外側に水平に張り出す形で採光調整板3を設置してある。
4A and 4B are views showing the daylighting structure of the house according to the present embodiment, where FIG. 4A is a sectional view and FIG. 4B is a detailed sectional view near the ceiling. Moreover, FIG. 5 is the side view which looked at the lighting structure of the house concerning this embodiment from the indoor side. As can be seen from these drawings, the
第1の窓1の窓枠11はその下端を床面9に設置してあるとともに、第2の窓2の窓枠12はその上端を天井6に設置してあり、窓枠11の上端と窓枠12の下端とが採光調整板3を介して隣接してある。
The window frame 11 of the
図4でよくわかるように、第1実施形態同様、天井6はその天井高が屋外側から室内側に向けて低くなる勾配天井で構成してある。なお、天井6面は、該天井に入射された散乱光がより効果的に室内空間7に反射されるように、光の反射率の高い色、特に白色とするのが望ましい。
As can be clearly seen in FIG. 4, the
採光調整板3及び第1の窓1は、直射日光が第1の窓1から室内空間7に入射しないように、それらの形状寸法や取付け位置、つまり採光調整板3の張出長さLと第1の窓1の開口高さ寸法Hを設定してあるが、かかる構成は第1実施形態と同様であるのでここではその詳細な説明は省略する。
The
加えて、採光調整板3は、第1実施形態同様、下地材14と該下地材の上面に貼り付けられた光学拡散反射材料4とから構成してあり、かかる構成により採光調整板3に入射してきた入射光をその上面で乱反射されることができるようにしてある。
In addition, the
光学拡散反射材料4は、第1実施形態と同様であるので、ここではその詳細な説明は省略する。
Since the optical diffuse
第2の窓22は、光学拡散透過材料としてのカスミガラスで構成してある。
The
本実施形態に係る住宅の採光構造20においては、外壁8に第1の窓1を設けてあるとともに該第1の窓の上方に第2の窓22を設け、第1の窓1と該第2の窓との間に屋外側に水平に張り出す形で採光調整板3を設置してあるとともに、該採光調整板を下地材14と下地材の上面に貼り付けられた光学拡散反射材料4とで構成してある。
In the
そのため、第1実施形態同様、採光調整板3は庇の機能を有することとなり、太陽から第1の窓1に降り注がれる直射日光、つまり採光調整板3に降り注がれる直射日光は採光調整板3によって遮光される。
Therefore, as in the first embodiment, the
なお、自然光のうち天空光は、周囲建築物により第1の窓1に対する入射角度が制限されるが、もともと散乱光であるため採光調整板3によって遮光されることはなく、第1の窓1から散乱光を室内空間7に取り入れることができる。
Of natural light, the sky light has an incident angle with respect to the
また、本実施形態に係る住宅に採光構造20においては、第2の窓22を光学拡散透過材料としてのカスミガラスで構成してある。
Moreover, in the
そのため、太陽から第2の窓22に入射する自然光は直射日光にしろ天空光にしろ、第2の窓22を透過することによって散乱されるとともに、採光調整板3に降り注がれる自然光は、直射日光にしろ天空光にしろ採光調整板3の上面で乱反射され、第2の窓22を透過することにより再び散乱され、室内空間7にあらゆる角度で入射する。
Therefore, natural light incident on the
つまり、入射角度が一定の直射日光はもとより周囲建築物により入射角度が制限される天空光をも、採光調整板3の上面で乱反射させることにより、光学拡散反射材料4の上面での入射角度に依存しない形で室内空間7に導くことができる。
In other words, not only the direct sunlight with a constant incident angle but also the sky light whose incident angle is limited by the surrounding building is diffusely reflected on the upper surface of the
また、本実施形態に係る住宅に採光構造20においては、天井6をその天井高が屋外側から室内側に向かって低くなる勾配天井としてある。
Moreover, in the
このようにすると、天井6の照度は勾配を持たない水平天井16の場合に比べて高くなり、より効果的に室内空間7の照度を上げることが可能となる。
In this way, the illuminance of the
これは、図4でよくわかるように、採光調整板3のに入射する自然光Bは、光学拡散反射材料4の上面で乱反射され、散乱光B′として第2の窓22に入射し、該第2の窓を透過することにより再び散乱し、散乱光B′′として室内空間7に取り込まれ、天井6に入射するが、かかる散乱光B′′の天井6に対する入射角度θ2は、水平天井16に対する入射角度θ2′よりも大きく、それによって散乱光B′′の天井6に対する入射面積S2は、水平天井16に対する入射面積S2′に比べて小さくなる。つまり、単位面積あたりに入射する光束量は、勾配を持つ天井6の方が、水平天井16よりも多くなり、照度が高くなるからと思われる。
As can be seen well in FIG. 4, the natural light B incident on the
以上説明したように、本実施形態に係る住宅の採光構造20によれば、外壁8に第1の窓1を設けてあるとともに該第1の窓の上方に第2の窓22を設け、第1の窓1と該第2の窓との間に屋外側に水平に張り出す形で採光調整板3を設置してあるとともに、該採光調整板を下地材14と下地材の上面に貼り付けられた光学拡散反射材料4とで構成するようにしたので、採光調整板3は庇の機能を有することとなり、太陽から第1の窓1に降り注がれる直射日光、つまり採光調整板3に降り注がれる直射日光は採光調整板3によって遮光される。
As described above, according to the
したがって、季節によらず直射日光が第1の窓1から室内空間7に入射されることはなく、散乱光のみ第1の窓1から室内空間7に取り入れることが可能となる。
Therefore, the direct sunlight is not incident on the
また、本実施形態に係る住宅に採光構造20によれば、第2の窓22を光学拡散透過材料としてのカスミガラスで構成したので、第2の窓22に降り注がれる自然光は直射日光にしろ天空光にしろ第2の窓22を透過することによって散乱されるとともに、採光調整板3に降り注がれる自然光は直射日光にしろ天空光にしろ採光調整板3の上面で乱反射され、第2の窓22を透過することにより再び散乱され、室内空間7にあらゆる角度で入射される。
In addition, according to the
したがって、晴天時においても曇天時においても、第2の窓22から室内空間7に入射される自然光はすべて散乱光となり、かかる散乱光はあらゆる角度で天井6に入射して室内空間7に散乱されるため、自然光を室内の奥にまで導くことができることとなり、室内の照度を確保することができる。
Therefore, both natural and incident light from the
加えて、上述したように第1の窓1に入射される直射日光を採光調整板3によって遮るようにしても、かかる直射日光は散乱光として第2の窓2から室内空間7に取り入れられることとなり、室内空間7の照度を確保することができる。換言すれば、採光調整板3は直射日光の室内空間7への入射を遮光する庇機能と、直射日光と天空光からなる自然光を散乱光として室内空間7に入射させる採光機能とを同時に有することとなり、晴天時においても曇天時においても快適な室内環境を作ることが可能となる。
In addition, even if the direct sunlight incident on the
また、本実施形態に係る住宅に採光構造20によれば、天井をその天井高が屋外側から室内側に向かって低くなる勾配天井としたので、天井6の照度は水平天井16場合に比べて高くなり、より効果的に室内空間7の照度を上げることが可能となる。
Further, according to the
これは、採光調整板3に入射する自然光Bは、光学拡散反射材料4の上面で乱反射され、散乱光B′として第2の窓22に入射し、該第2の窓を透過することにより再び散乱し、散乱光B′′として室内空間7に取り込まれ、天井6に入射するが、かかる散乱光B′′の天井6に対する入射角度θ2は、水平天井16に対する入射角度θ2′よりも大きく、それによって散乱光B′′の天井6に対する入射面積S2は、水平天井16に対する入射面積S2′に比べて小さくなる。つまり、単位面積あたりに入射する光束量は、勾配を持つ天井6の方が、水平天井16よりも多くなり、照度が高くなるからだと思われる。
This is because the natural light B incident on the
ここで、本実施形態に係る住宅の採光構造20に関する作用効果について照度測定実験を行ったが、かかる実験は第1実施形態ですでに示したので、ここでは省略する。
Here, an illuminance measurement experiment was performed with respect to the effects related to the
本実施形態では、採光調整板3を下地材14と該下地材の上面に貼り付けられた光学拡散反射材料4とから構成するようにしたが、採光調整板3の上面で入射光が乱反射可能となればその構成は任意であり、採光調整板を下地材と該下地材の上面に塗装された光学拡散反射被膜とから構成してもよいし、採光調整板全体を光学拡散反射材料で構成してもよい。かかる光学拡散反射被膜は、例えば白色ペイントやエナメル等を用いればよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、第2の窓22をカスミガラスで構成するようにしたが、第2の窓22は光学拡散透過材料で構成してあればその材質は任意であり、例えばすりガラスで構成してもよい。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、天井6をその天井高が屋外側から室内側に向けて低くなる勾配天井としたが、天井が水平の場合でも、採光調整板3に入射される自然光を該採光調整板の上面で乱反射させて第2の窓22から室内空間7に散乱光を十分取り入れることができるため、室内空間7の照度を確保することは可能である。
In the present embodiment, the
加えて、本実施形態では、第2の窓22から室内空間7に入射した散乱光を天井6面にて反射させて室内空間7に散乱されるように天井6を構成したが、天井をその面に細かい凹凸を有するように構成したならば、室内に取り込まれ天井に入射された散乱光は該天井面で再び乱反射されることとなり、より効果的に室内全体に散乱光を散乱されることができる。
In addition, in the present embodiment, the
1 第1の窓
2,22 第2の窓
3 採光調整板
4 光学拡散反射材料
5 水平ルーバー(遮光調整部材)
6 天井
8 外壁
10,20 住宅の採光構造
14 下地材
DESCRIPTION OF
6
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