JP2009123351A - Daylighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、屋外からの視線を遮りつつ太陽の光を屋内に採り込む採光装置に関する。 The present invention relates to a daylighting apparatus that takes in sunlight indoors while blocking the line of sight from the outside.
窓から射し込む太陽の光は、人が健康で快適な生活を送る上で重要な要素である。隣家が間近に迫っているような都市の住宅においては、窓を設けても十分な採光がなされないばかりか、プライバシーの確保が難しいといった問題がある。
特許文献1には、窓上部より屋外側に張り出す庇と、窓の高さ方向の中間部から屋内側に張り出したライトシェルフとを備えた採光装置が開示されている。この採光装置は、窓の正面からは室内の様子を見ることができるので、プライバシーを確保できない。また同採光装置は、太陽光をライトシェルフで屋内の天井面に向けて反射させて照明光として利用するとしているが、朝夕や冬期の低い入射角(10°〜30°)の光は、ライトシェルフで反射した光が天井面に届かないので、その機能を発揮し得ない。
The sunlight that shines through the window is an important factor for people to live a healthy and comfortable life. In urban houses where neighbors are approaching, there are problems such as not being able to get enough light even if windows are installed, and ensuring privacy.
特許文献2には、内部に反射鏡を有するダクトを用いた採光装置が開示されている。この採光装置は、水平に設けた光導入口と、光導入口と対向する底面に設けられた反射鏡とを備えており、反射鏡は角度の異なる第1の反射部と第2の反射部とを連設してあり、光導入口の光軸となす光入射角をθ、必要とする最大入射角をθmaxとした時に、最大入射角θmax以下の全ての入射角の光をダクト内に導けるように、第1の反射部と第2の反射部を設定している。しかし、最大入射角θmaxよりも大きい入射角の光、水平面を基準とする入射角でいえば(90°−θmax)よりも小さい入射角の光は、すべてダクト内に導けるものではなく、したがって朝夕や冬期の低い入射角(10°〜30°)の光を効率よく室内に採り入れられるものではなかった。例えば最大入射角θmaxを55°に設定したとすると、図10に示すように、第1の反射部32の傾斜角度は55°、第2の反射部31の傾斜角度は72.5°となるが、水平面に対する入射角θ´が小さいと、光導入口の幅Aに対する光導入口に入射する光の幅Bの割合B/Aが極端に小さくなり、しかも入射角θ´が17.5°よりも小さい光は、第2の反射部31で反射されてダクト内に入らない。
本発明は以上に述べた実情に鑑み、屋外からの視線を遮りながら朝夕時や冬期の低い入射角(10°〜30°)の光を間接光として効率よく室内に採り込むことのできる採光装置の提供を目的とする。 In light of the circumstances described above, the present invention provides a daylighting apparatus that can efficiently take light of a low incident angle (10 ° to 30 °) in the morning or evening or winter as indirect light while blocking the line of sight from the outside. The purpose is to provide
上記の課題を達成するために請求項1記載の発明による採光装置は、屋外側に張出した採光部と、壁を貫いた導光部と、屋内側に張出した放光部とを備え、採光部と放光部にはそれぞれ上向きの透光パネルを有し、採光部の透光パネルは屋外側に向かって下り勾配で傾斜しており、放光部内に、屋内側に向かって上り勾配で水平面から20°〜30°傾斜した第1反射板と40°〜60°傾斜した第2反射板とを屋外側から屋内側に連設してあり、採光部の透光パネルから入射した光を反射板で反射して放光部の透光パネルから室内に上向きに放光することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a daylighting apparatus according to the first aspect of the present invention includes a daylighting unit projecting to the outdoor side, a light guide unit penetrating the wall, and a light emitting unit projecting to the indoor side. The light-transmitting part has an upward light-transmitting panel, and the light-transmitting light-transmitting panel inclines with a downward slope toward the outdoor side, and within the light-emitting part with an upward slope toward the indoor side. A first reflector inclined by 20 ° to 30 ° from a horizontal plane and a second reflector inclined by 40 ° to 60 ° are continuously provided from the outdoor side to the indoor side, and light incident from the translucent panel of the daylighting unit is received. It is characterized by being reflected upward by a reflector and emitting light upward from the light transmitting panel of the light emitting part into the room.
請求項2記載の発明による採光装置は、請求項1記載の発明の構成に加え、導光部内の底面に反射板が水平に設けてあることを特徴とする。 The daylighting device according to a second aspect of the invention is characterized in that, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, a reflector is horizontally provided on the bottom surface in the light guide section.
請求項1記載の発明による採光装置は、屋外側に張出した採光部と屋内側に張出した放光部に上向きの透光パネルを有し、採光部の透光パネルから入射した光を放光部内に設けた反射板で反射して放光部の透光パネルから室内に上向きに放光するようにしたので、屋外からの視線を遮りながら太陽光を間接照明として室内に採り入れることができ、採光部の透光パネルが屋外側に向かって下り勾配で傾斜していると共に、反射板を屋内側に向かって上り勾配で水平面から20°〜30°傾斜した第1反射板と40°〜60°傾斜した第2反射板とを屋外側から屋内側に連設した構成としたことで、朝夕時や冬期の低い入射角(10°〜30°)の光を効率よく室内に採り込むことができる。 The daylighting device according to the first aspect of the present invention has an upward light-transmitting panel in the daylighting unit extending to the outdoor side and the light-emitting unit extending to the indoor side, and emits light incident from the light-transmitting panel of the daylighting unit Because it is reflected by the reflector provided in the unit and emitted upward from the translucent panel of the light emitting part into the room, sunlight can be taken into the room as indirect lighting while blocking the line of sight from the outside, The translucent panel of the daylighting unit is inclined with a downward gradient toward the outdoor side, and the reflective plate is inclined upward from the horizontal plane with an upward gradient toward the indoor side by 20 ° to 30 ° and 40 ° to 60 °. By adopting a configuration in which the inclined second reflecting plate is connected from the outdoor side to the indoor side, light with a low incident angle (10 ° to 30 °) in the morning and evening and winter can be efficiently taken into the room. it can.
さらに請求項2記載の発明による採光装置は、導光部内の底面に反射板が水平に設けてあることで、導光の効率をより一層向上することができる。 Furthermore, in the daylighting device according to the second aspect of the present invention, the light guide efficiency can be further improved by providing the reflecting plate horizontally on the bottom surface in the light guide section.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の採光装置の一実施形態を示す縦断面図であり、図2は同採光装置の屋内側から見た斜視図である。本採光装置は、内部が空洞の箱状に形成され、建物の屋外側に面した壁15の高い位置の躯体開口部11に、排煙窓等の窓と同じような形で取付けている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a daylighting apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of the daylighting apparatus as viewed from the indoor side. The daylighting device is formed in a box shape having a hollow inside, and is attached to the housing opening 11 at a high position of the
本採光装置は、図1に示すように、屋外側に張出した採光部1と、壁15を貫いた導光部2と、屋内側に張出した放光部3とを有している。採光部1の上面は、屋外側に向かって下り勾配で水平面から40°傾斜しており、その傾斜した採光部1上面に採光用の四角い窓1aが形成してあり、その採光用の窓1aにガラスや樹脂の透明板よりなる透光パネル4が嵌め込んである。このように採光部3の透光パネル4を40°傾けて設置してあることで、朝夕の低い入射角の光から昼間の高い入射角の光まで、効率よく採光装置内に入射する。採光部3内の底部には、反射板10が屋外側に向かって上り勾配で水平面から20°傾斜して設置してある。
導光部2は、躯体開口部11の内周側面に断熱材12を取付け、導光部2内の底面と天面とに反射板5,13を水平に取付けている。
放光部3は、上面が屋内側に向かって下り勾配で水平面から20°傾斜しており、その傾斜した放光部3上面に放光用の四角い窓3aを形成し、その放光用の窓3aにガラスや樹脂の透明板よりなる透光パネル6が嵌め込んである。放光部3内の底部には、屋内側に向かって上り勾配で水平面から20°〜30°傾斜した第1反射板7と40°〜60°傾斜した第2反射板8とを、屋外側から屋内側に連設している。第1反射板7と第2反射板8の屋内外方向の幅は、同じになっている。このように、角度の異なる第1反射板7と第2反射板8を連設することで、屋外側から屋内側への導光率を向上させることができ、また第1反射板7の角度αの範囲(20°〜30°)と第2反射板8の角度βの範囲(40°〜60°)は、特に朝夕時や冬期の低い入射角(10°〜30°)の光9を、放光部3の透光パネル6から室内に効率よく採り込めるように設定している。この点に関しては、後で詳しく述べる。
さらに本採光装置は、装置内部の左右の側面にも反射板14を取付けている。
As shown in FIG. 1, the present daylighting apparatus includes a
The
The light emitting unit 3 has an upper surface inclined downward by 20 ° from the horizontal plane toward the indoor side, and a light
Further, the present daylighting apparatus also has a
本採光装置は、図1に示すように、採光部1の透光パネル4より太陽の光9が入射し、光9は放光部3の底部に設けた第1反射板7と第2反射板8に反射して(光9の入射角によっては、採光部1や導光部2の反射板10,12でも反射する)、放光部3の透光パネル6より上向きに放光される。本採光装置によれば、屋外からの視線を遮りつつ太陽の光を間接照明として利用することができ、プライバシー保護の観点から窓を設置できない場合でも、自然の光を感じながら快適に生活することができる。
In this daylighting apparatus, as shown in FIG. 1,
図3〜図6は、放光部3内の第1反射板7の角度αと第2反射板8の角度βの範囲を決めるために行ったシミュレーションの結果を示している。図3は第1反射板7の角度αが20°で第2反射板8の角度βが40°の場合、図4は第1反射板7の角度αが20°で第2反射板8の角度βが60°の場合、図5は第1反射板7の角度αが30°で第2反射板8の角度βが40°の場合、図6は第1反射板7の角度αが30°で第2反射板8の角度βが60°の場合であり、それぞれ入射角が10°,20°,30°の光9の導光状態を示している。各図の上段の(a)図は、採光部1の透光パネル4から入射した光9が第1反射板7と第2反射板8で直接反射して放光部3の透光パネル6から室内に採り込まれるものについて示しており、下段の(b)図は、導光部2底面の反射板5で反射してから室内に採り込まれる光について示している。導光率は、採光部1の透光パネル4に入射する光9の帯の全幅Aに対する、室内に採り込まれる光9aの帯(図中のハッチングした部分)の幅の割合から算出している。(a)図の導光率と(b)図の導光率を合わせた値が、採光装置全体としての導光率になる。
図7は、比較例として放光部内に0°,20°,30°の反射板30のみを設置した場合の入射角10°,20°,30°の光9の導光状態を示している。
3 to 6 show the results of a simulation performed to determine the range of the angle α of the first reflecting
FIG. 7 shows a light guide state of the
第1反射板7の角度αと第2反射板8の角度βの範囲は、入射角θが10°〜30°のときに、第1反射板7と第2反射板8のみによる導光率(図3〜6の(a)の導光率)が26%以上になり、且つ導光部底面の反射板の反射光も含めた全体での導光率(図3〜6の導光率(a)+(b))が36%以上になるように設定している。
第1反射板7の角度αは、図3と図4の左上の図より、20°よりも小さいと入射角θ=10°のときに第1反射板7を介して光を採り込めなくなり、また全体での導光率36%以上を確保できなくなるため、最小値を20°とした。また、図5と図6の右上の図より、第1反射板の角度αが30°よりも大きいと、入射角θ=30°のときに第1反射板7と第2反射板8のみによる導光率が26%以下になるため、最大値を30°とした。
第2反射板の角度βは、図3の左上・左下の図より、40°よりも小さいと入射角θ=10°のときに全体の導光率が36%以下になるため、最小値を40°とした。また、図4の左上・左下の図より、第2反射板の角度βが60°よりも大きいと入射角θ=10°のときの全体の導光率が36%以下になるため、最大値を60°とした。
The range of the angle α of the first reflecting
If the angle α of the first
The angle β of the second reflector is lower than the upper left and lower left of FIG. 3, and if the angle is smaller than 40 °, the overall light guide rate becomes 36% or less when the incident angle θ = 10 °. The angle was 40 °. In addition, from the upper left and lower left diagrams of FIG. 4, when the angle β of the second reflector is larger than 60 °, the overall light guide rate when the incident angle θ = 10 ° is 36% or less, so the maximum value Was 60 °.
図8は、図3〜図7のシミュレーションの結果より求めた導光率を、第1反射板7と第2反射板8を連設した場合と、連設しない場合(図7(b),(c))とで比較したグラフである。
図8−1(a),(b)に示すように、20°の反射板30のみでは入射角θが10°のときに導光率が僅か2%であるのに対して、20°の第1反射板に40°,60°の第2反射板を連設したときには、それぞれ40%,37%の導光率を確保できる。なお、図7(a)に示すように、放光部内に設置した反射板30の角度が0°のときには、入射角10°,20°,30°の光の導光率はいずれも0%である。
また、第1反射板7と第2反射板8のみによる導光率は、第1反射板7の角度αが20°で第2反射板8の角度βが40°のときの入射角θ=20°、第1反射板7の角度αが30°で第2反射板8の角度βが40°のときの入射角θ=10°、第1反射板7の角度αが30°で第2反射板8の角度βが60°のときの入射角θ=10°においても、連設しない場合よりも向上している。これは、図3(a)の中央の図などに示すように、第1反射板7の反射光と第2反射板8の反射光の両方が室内に採り込めるためである。
図8−2(d)に示すように、第1反射板7の角度αが30°で第2反射板8の角度βが60°の場合の入射角θ=20°のときだけは、第1反射板7と第2反射板8のみによる導光率が連設しない場合よりも低下するが、導光部底面の反射板30の反射光も含めた全体の導光率では、連設しない場合よりも向上する。導光部底面の反射板5は、入射角θが20°,30°のときの導光率向上に寄与する。
FIG. 8 shows the light guide ratio obtained from the simulation results of FIGS. 3 to 7 when the first reflecting
As shown in FIGS. 8-1 (a) and (b), the light guide rate is only 2% when the incident angle θ is 10 ° with only the 20 °
Further, the light guide rate by only the
As shown in FIG. 8-2 (d), only when the incident angle θ = 20 ° when the angle α of the
以上に述べたように本採光装置は、放光部内に20°〜30°傾斜した第1反射板と40°〜60°傾斜した第2反射板とを連設したことで、朝夕時や冬期の低い入射角(10°〜30°)の光を効率よく室内に採り込むことができる。さらに、導光部2の底面にも反射板5を有していることで、導光率をより一層向上することができる。さらに本採光装置は、採光部1内にも反射板10が屋内外方向に対して20°傾けて設置してあることで、図9に示すように、朝夕時の低い入射角の光だけでなく、昼間の高い入射角の光9も室内に採り込むことができる。
As described above, the daylighting apparatus is provided with the first reflecting plate inclined at 20 ° to 30 ° and the second reflecting plate inclined at 40 ° to 60 ° in the light emitting part, so that it can be used in the morning and evening and in winter. Light having a low incident angle (10 ° to 30 °) can be efficiently taken into the room. Furthermore, the light guide rate can be further improved by having the reflecting
本発明は以上に述べた実施形態に限定されない。第1反射板7は20°〜30°の範囲、第2反射板8は40°〜60°の範囲で、それぞれ角度を自由に設定することができる。第1反射板7と第2反射板8の屋内外方向の幅は、異ならせることもできる。採光部1内の底面と導光部2内の底面の反射板10,5は、省略することもできる。採光部1と放光部3の張出し寸法、透光パネル4,6の角度は、適宜変更することができる。採光部の透光パネル4の傾斜角度は、40°よりも緩い角度や急な角度であってもよい。放光部の透光パネル6は、水平に設置してもよい。
The present invention is not limited to the embodiments described above. The angle can be freely set for the
1 採光部
2 導光部
3 放光部
4 採光部の透光パネル
5 導光部底面の反射板
6 放光部の透光パネル
7 第1反射板
8 第2反射板
9 光
15 壁
α 第1反射板の角度
β 第2反射板の角度
θ 光の入射角
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103472522A (en) * | 2012-06-08 | 2013-12-25 | 致伸科技股份有限公司 | Light guide shell |
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