JP2011219935A

JP2011219935A - 日除け

Info

Publication number: JP2011219935A
Application number: JP2010087701A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Yamaji; 克彦山路; Mikio Kaneko; 三樹男金子; Ryoji Asano; 良治淺野
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2010-04-06
Filing date: 2010-04-06
Publication date: 2011-11-04
Anticipated expiration: 2030-04-06
Also published as: JP5066215B2

Abstract

【課題】世界中の異なる地域への設置に際し、冬季での使用を含めて適切な角度での設置を可能とした日除けを提供する。
【解決手段】開口部の面積が最大となる第１の水平方向に直交する第２の水平方向から見た四面体1の形状が、設置面Ａに位置させられる頂点ａを有し下側に配置された下側逆三角形部ａｂｄと、下側逆三角形部ａｂｄとの間に三角形の開口部ｂｃｄを形成するように上側に配置された２つの上側三角形部ｂｆｃおよびｄｃｅとからなる。大きい三角形部4の１つの辺を形成する直線ａｆと大きい二面体2の稜線を形成する直線ｅｆとのなす角が冬季の太陽高度に対応する角度α°とされ、大きい三角形部4を二等分する直線ａｃと大きい二面体2の稜線を形成する直線ｅｆとのなす角が夏季の太陽高度に対応する角度β°（β＞α）とされている。
【選択図】図２

Description

本発明は、効率よく温度上昇を抑制することが可能な日除けに関し、特に、フラクタル構造の日除けに関する。

特許文献１には、フラクタル構造とされた日除けとして、平面から見て四角形となる二面体形状の４つの基本要素が左右、前後および上下に隣り合うように配置されることで構成され、各基本要素間には隙間が存在するが、所定角度傾斜した最大遮光方向から見た場合に、これらの隙間がゼロとなるように各基本要素が配置されたものが開示されている。

この日除けでは、開口部の面積が最大となる第１の水平方向から見た形状が、２つの大きい三角形部が逆Ｖ字状となるように結合された大きい二面体と、２つの小さい三角形部がＶ字状となるように結合されて大きい二面体の上半部と対称となるように大きい二面体に結合された小さい二面体とからなる四面体を基本構成とし、この四面体が複数連続して設置されることで形成されている。

特開２００８−１９６２５４号公報

上記特許文献１に示されている日除けは、実際に据え付ける方法は記されているが、その場合の日除けの稜線の角度が太陽に対する角度に対してあるべき姿として記されているに過ぎず、据え付ける場所によって角度を特定するには、据付場所ごとに太陽の角度をもとに計算しなければならないという問題があった。

また、冬季には太陽光を通した方が暖かいが、そのための角度については考慮されていなかった。

本発明の目的は、世界中の異なる地域への設置に際し、冬季での使用を含めて適切な角度での設置を可能とした日除けを提供することにある。

この発明による日除けは、開口部の面積が最大となる第１の水平方向から見た形状が、２つの大きい三角形部が逆Ｖ字状となるように結合された大きい二面体と、２つの小さい三角形部がＶ字状となるように結合されて大きい二面体の上半部と対称となるように大きい二面体に結合された小さい二面体とからなる四面体を基本構成とし、この四面体が複数連続して設置されることで形成される日除けであって、第１の水平方向に直交する第２の水平方向から見た四面体の形状が、設置面に位置させられる頂点ａを有し下側に配置された下側逆三角形部ａｂｄと、下側逆三角形部ａｂｄとの間に三角形の開口部ｂｃｄを形成するように上側に配置された２つの上側三角形部ｂｆｃおよびｄｃｅとからなり、大きい三角形部の１つの辺を形成する直線ａｆと大きい二面体の稜線を形成する直線ｅｆとのなす角が冬季の太陽高度に対応する角度α°とされ、大きい三角形部を二等分する直線ａｃと大きい二面体の稜線を形成する直線ｅｆとのなす角が夏季の太陽高度に対応する角度β°（β＞α）とされていることを特徴とするものである。

日除けは、例えば、ビルの屋上等に設置されて太陽光を遮るもので、その設置面は、通常、水平（これに限られるものではないが）とされる。設置に際し、点ａが設置面上に位置させられ、点ｃ、点ｅおよび点ｆが稜線（最大高さ）を形成し、点ｂおよび点ｄは、１／２高さの線を形成する。直線ｅｆは、設置面と平行であり、直線ａｆと直線ｅｆとのなす角は、直線ａｆと設置面とのなす角と同じであり、直線ａｃと直線ｅｆとのなす角は、直線ａｃと設置面とのなす角と同じである。

開口部は、風通しをよくする効果があり、これにより、遮光性と風通しの良さとの両方が実現されている。この日除けにおいては、ある方向から見た日除けの開口部面積／全面積がその方向（角度）によって大きく相違している。夏季に太陽光を遮ることは好ましいが、冬季に太陽光を遮ることは好ましくなく、従来、冬季の使用時における適正角度については考慮されていなかった。

この発明による日除けでは、直線ａｆと直線ｅｆ（設置面）とのなす角が冬季の太陽高度に対応する角度α°とされ、直線ａｃと直線ｅｆ（設置面）とのなす角が夏季の太陽高度に対応する角度β°（β＞α）とされているので、夏季に太陽光を遮るとともに、冬季に太陽光を透しやすくすることができ、世界中の異なる地域への設置に際し、適切な角度での設置が容易となる。

上記において、αmin＜α＜αmin＋１０かつβmax−１０＜β＜βmax、ただし、αmin＝９０−（緯度＋２３）かつβmax＝９０−（緯度−２３）またはβmax＝９０−（２３−緯度）とされていることが好ましい。

αminは、北半球の冬至の日の一番低い太陽高度であり、αmin＜α＜αmin＋１０は、αがこのαminより大きく、実際に最低気温になる１〜２か月後の太陽高度であるαmin＋１０以下の範囲が好ましいことを示す。

βmaxは、北半球では、夏至の日の一番高い太陽高度であり、緯度が２３°より大きい地域と小さい地域とで求め方が異なり、緯度が２３°より大きい地域ではβmax＝９０−（緯度−２３）、緯度が２３°より小さい地域ではβmax＝９０−（２３−緯度）となる。βmax−１０＜β＜βmaxは、βがこのβmaxより小さく、実際に最高気温になる１〜２か月後の太陽高度であるβmax−１０以上の範囲が好ましいことを示す。

本発明によると、大きい三角形部の１つの辺を形成する直線ａｆと大きい二面体の稜線を形成する直線ｅｆ（設置面）とのなす角が冬季の太陽高度に対応する角度α°とされ、大きい三角形部を二等分する直線ａｃと大きい二面体の稜線を形成する直線ｅｆ（設置面）とのなす角が夏季の太陽高度に対応する角度β°（β＞α）とされているので、夏季に太陽光を遮るとともに、冬季に太陽光を透しやすくすることができ、世界中の異なる地域への設置に際し、適切な角度での設置が容易となる。

図１は、本発明による日除けの１実施形態を示す正面図である。図２は、同側面図である。図３は、同平面図である。図４は、同断面図である。図５は、同斜視図である。図６は、本発明による日除けの稜線を中央にし、４つの四面体を接合した場合の平面図である。

以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。以下の説明において、図１の左右を左右、上下を上下というものとし、これらに直交する方向を前後（図１の紙面表側が前）というものとする。したがって、図２では、右が前、左が後、上下が上下となっており、図３では、右が前、左が後、上が左、下が右となっている。なお、「正面図」および「側面図」は、便宜的に定めたもので、設置時の正面は、以下で示す正面に一致させる必要はない。

この発明による日除けは、図１から図５までに示す四面体(1)を最小単位として形成される。

図１は、開口部の面積が最大となる第１の水平方向（前方）から見た形状（正面図）を示し、四面体(1)の正面形状は、２つの大きい三角形部(4)(5)が逆Ｖ字状となるように結合された大きい二面体(2)と、２つの小さい三角形部(3a)(3b)がＶ字状となるように結合されて大きい二面体(2)の上半部と対称となるように大きい二面体(2)に結合された小さい二面体(3)とからなるものとされている。

図２は、第１の水平方向に直交する第２の水平方向（図１の左方）から見た形状（側面図）を示し、これには、大きい三角形部(4)が示されている。同図において、直線Ｅは設置面Ａ上の点ａから冬季の太陽高度α°を成し、直線Ｆは同様に点ａから夏季の太陽高度β°を成す。直線Ｂと直線Ｅとの交点ｂと直線Ｃと直線Ｆとの交点ｃを結んだ直線ｂｃと平行に点ａから直線Ｂ，Ｃと交わるように直線を引き、直線Ｂとの交点をｄ、直線Ｃとの交点をｅとする。直線Ｃと直線Ｅとの交点をｆとする。直線ａｃは、大きい三角形部(4)を二等分する線となっている。三角形ａｂｄ、三角形ｂｆｃ、三角形ｄｃｅが日除け材料から成り、三角形ｂｃｄは開口部である。こうして、第１の水平方向に直交する第２の水平方向から見た四面体(1)の形状は、下側に配置された下側逆三角形部ａｂｄ(4a)と、下側逆三角形部ａｂｄ(4a)との間に三角形の開口部ｂｃｄ(4d)を形成するように上側に配置された２つの上側三角形部ｄｃｅ(4b)およびｂｆｃ(4c)とからなるものとされている。

図１の右方から見た形状（大きい三角形部(5)）も、図２に示した形状と同じ形状となっている。したがって、図４に示すように、左方にある大きい三角形部(4)に開口部ｂｃｄ(4d)が設けられるとともに、右方にある大きい三角形部(5)にも開口部ｂ’ｃｄ’(5d)が設けられ、これら２つの開口部(4d)(5d)は、同じ高さにあり、図２においては、これらが重なっている。これにより、図２の紙面方向および図４の左右方向の太陽光は、一方の開口部(4d)を通過し、途中で遮られることなく他方の開口部(5d)を通過することができる。

図１および図２において、Ａは、日除け設置面を示し、大きい三角形部(4)(5)の頂点ａおよびａ’と小さい二面体(3)の稜線ｇとは、この設置面上にあり、Ｃは、稜線の高さ（日除け高さ）を示し、大きい二面体(2)の稜線を形成している大きい三角形部(4)(5)の他の２つの頂点ｅおよびｆとそのちょうど中間にある点ｃは、この設置面上にあり、Ｂは、１／２高さ面を示し、大きい二面体(2)と小さい二面体(3)との結合部である点ｂ、ｄ、ｂ’およびｄ’は、この１／２高さ面上にある。なお、Ａ，ＢおよびＣは、等間隔で互いに平行である。

図３は、図１および図２の四面体(1)を上から見た平面図である。直線Ａ、Ｂ、Ｃと点ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは図２で示したものと同じもので、直線Ａ’、Ｂ’および点ａ’，ｂ’，ｄ’は図２ではそれぞれ重なっていた個所である。図２では示されていない大きい三角形部(5)は、図２に示されている大きい三角形部(4)と同様に、下側に配置された下側逆三角形部ａ’ｂ’ｄ’(5a)と、下側逆三角形部ａ’ｂ’ｄ’(5a)との間に三角形の開口部ｂ’ｃｄ’(5d)を形成するように上側に配置された２つの上側三角形部ｄ’ｃｅ(5b)およびｂ’ｆｃ(5c)とを有している。

平行線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｂ’，Ａ’はそれぞれ等間隔で、その距離は特に制限されるものではないが、図３の方向から見て三角形ａｂｄが略正三角形になる距離が製作上好ましい。

三角形の開口部ｂｃｄ(4d)とｂ’ｃｄ’(5d)については、実際には、これらの開口部(4d)(5d)は日除け材料部より適宜小さく成形され、日除け材料がお互いに各点で連結されている。図２および図３において、実際の開口部(4d)(5d)を実線で示し、この開口部(4d)(5d)を形成するのに必要な仮想線を二点鎖線で示している。

図５は、四面体(1)を斜め方向から見た一例を示している。この四面体(1)は、図１から図３までに示すように大きく異なる三面図を有しており、したがって、斜め方向から見た図もその見る方向および角度によって大きく変化する。例えば、四面体(1)をその斜め上方から見た場合、図５に示すように、三角形の開口部(4d)(5d)は、小さい二面体(3)の三角形部(3a)(3b)によってその一部が遮られるようになっており、方向によって、太陽光が通過可能な隙間が変化するようになっている。

したがって、各四面体(1)間には隙間が存在するが、夏季の所定角度傾斜した最大遮光方向から見た場合に、これらの隙間がゼロとなるように各四面体(1)を配置し、冬季の太陽方向から見た場合に、日除け材料の厚み以外は太陽光を遮断するものがなく、すべて隙間となるように各四面体(1)を配置することで所要の日除けを得ることができる。

日除けの設置に際しては、図２に示すように、大きい三角形部(4)の１つの辺を形成する直線ａｆと大きい二面体(2)の稜線を形成する直線ｅｆ（設置面Ａに平行）とのなす角が冬季の太陽高度に対応する角度α°とされ、大きい三角形部(4)を二等分する直線ａｃと大きい二面体(2)の稜線を形成する直線ｅｆ（設置面Ａに平行）とのなす角が夏季の太陽高度に対応する角度β°（β＞α）とされているので、夏季に太陽光を遮るとともに、冬季に太陽光を透しやすくすることができ、世界中の異なる地域への設置に際し、適切な角度での設置が容易となる。

図６は、図３に示した四面体(1)を４個連結した構成（日除け構成部材の一例）の平面図である。

この日除け構成部材は、基準位置にある第１の四面体(1)と、第１の四面体(1)の前方に配置されて第１の四面体(1)ｆと第２の四面体(11)のｅ２とが重ね合わされて連結された第２の四面体(11)と、第１の四面体(1)および第２の四面体(11)の右方に配置されて第１の四面体(1)ａと第３の四面体(12)のｅ３とが重ね合わされて連結されるとともに、第２の四面体(11)のａ２と第３の四面体(12)のｆ３とが重ね合わされて連結された第３の四面体(12)と、第１の四面体(1)および第２の四面体(11)の左方に配置されて第１の四面体(1)のａ’と第４の四面体(13)のｅ４とが重ね合わされて連結されるとともに、第２の四面体(11)のａ’２と第４の四面体(13)のｆ４とが重ね合わされて連結された第４の四面体(13)とからなる４つの四面体(1)(11)(12)(13)を基本要素としている。

第３の四面体(12)および第４の四面体(13)は、第１の四面体(1)および第２の四面体(11)の下側に配置されており、第３の四面体(12)における稜線（直線Ｃ）と第１の四面体(1)および第２の四面体(11)における直線Ａとが同一直線上にあり、第４の四面体(13)における稜線（直線Ｃ）と第１の四面体(1)および第２の四面体(11)における直線Ａとが同一直線上にある。

図６の４つの四面体(1)(11)(12)(13)のそれぞれを図６に示した４つの四面体(1)(11)(12)(13)からなる日除け構成部材に置き換えることで、１６の四面体(1)(11)(12)(13)からなる日除け構成部材が得られる。これを繰り返すことにより、図１から図５までに示す四面体(1)を最小単位として、これらを多数使用したフラクタル構造の日除けを得ることができる。

図２に示した角度α°は、この日除けが使用される地域の緯度によって変わる。

北半球では、冬至の場合の９０−（緯度＋２３）＝αminが一番低い太陽高度であり、αはこのαminより大きく、実際に最低気温になる１〜２か月後の太陽高度であるαmin＋１０以下の範囲が好ましい。

南半球でも、同様であるがこの日除けの方向（図２の直線Ｃの方向）を南北逆にする。

角度βもこの日除けが使用される地域の緯度によって変わり、さらに地球の地軸の傾きである２３°（２３．４°であるが、０．４°はほとんど効果に影響がないため２３°とする）より高緯度か低緯度かで変わる。

緯度が２３°より大きい地域では、北半球では、夏至の場合の９０−（緯度―２３）＝βmaxが一番高い太陽高度であり、βはこのβmaxより小さく、実際に最高気温になる１〜２か月後の太陽高度であるβmax−１０以上の範囲が好ましい。

緯度が２３°より小さい地域では、北半球では、夏至の場合の９０−（２３−緯度）＝βmaxが一番高い太陽高度であり、βはこのβmaxより小さく、実際に最低気温になる１〜２か月後の太陽高度であるβmax−１０以上の範囲が好ましい。

三角形の一辺の大きさは１００ｍｍ以下、好ましくは５０ｍｍ以下で日除け効果が大きい（下部の地面温度の上昇が小さい）。

日除け構成部材（例えば図６に示したもの）は、例えば、塑性変形可能な板材の一部に切れ込みを入れて折り曲げることにより、三角形孔と折曲げ部とを形成することで製作することができる。日除け構成部材は、また、合成樹脂製の射出成形品として製作することもできる。

折り曲げることで製作する場合、三角形孔の大きさをこれを囲む３つの三角形板部の大きさよりも一回り小さくすることで、第１の四面体と第２の四面体、第３の四面体および第４の四面体とが、それぞれその突き合わせ部において接合され、さらにそれぞれの四面体どうしの突き合わせ部が、溶接・溶着などの適宜な手段によって接合される。合成樹脂製の射出成形品の場合、それぞれの四面体の突き合わせ部が射出成形時に接合される。

それぞれの四面体どうしの突き合わせ部が接合されていることで、強度向上が達成され、日除けを多数組み立てることが容易となる。

日除けを形成するに際しては、ジョイントを使用しても良いし、補強材を使用して、日除けを形成することもできる。

日除けは、例えば、所定数の日除け構成部材が稜線が連続するように配置されることで１つのユニットが形成されており、該ユニットは、稜線方向に延びる補強材で支持されているものとされる。

補強材としては、金属製ワイヤ、金属線、天然繊維または合成繊維のロープなどを使用することができる。補強材は、可撓性を有していて、容易に曲げることができるようになされていてもよく、鋼材のように可撓性を有していないものであってもよい。補強材と各日除け構成部材との固定は、例えば、接着剤によって行うことができ、また、各日除け構成部材に突起を追加し、補強材を支持するための孔、スリットなどが突起に形成されているようにしてもよく、突起をかしめることで補強材を固定するようにしてもよい。また、補強材が可撓性を有している場合には、各日除け構成部材に設けられている貫通孔を使用して、補強材を日除け構成部材の貫通孔に順次挿通するだけもよく、補強材が可撓性を有していない場合には、各日除け構成部材に設けられている貫通孔にワイヤを挿通して、このワイヤによって補強材と日除け構成部材とを結合するようにしてもよい。

補強材は、両端部が両端の日除け構成部材から突出する長さとされ、補強材の各端部を対向配置された１対の支持材にそれぞれ固定することで、１つのユニットが支持材に固定される。そして、複数のユニットを日除け構成部材の大きさ（稜線方向に直交する方向の長さ）に応じたピッチで並列状に配置することにより、一辺が１つのユニットで使用される日除け構成部材の数×日除け構成部材の稜線方向の長さで、他辺がユニットの数×日除け構成部材の稜線方向に直交する方向の長さの平面視方形状の日除けを得ることができる。支持材は、例えば四隅を支柱で支持されたフレームとすることができる。支持材は、水平に設置してもよく、水平に対して所定の角度傾斜するように設置してもよい。

補強材を支持する支持材は、日除けの方位（東西南北）や仰角を目的に合わせて設定される。たとえば、夏の日中の日差しを防ぎたい場合は、稜線を南方向に向けて設置すればよく、西日を防ぎたい場合は、稜線を西方向に向け、仰角を西日に合わせて小さくすればよい。一般的には、冬の日射をほとんど通し、夏の日射をほとんど遮断するという狙いで、日除けの稜線を南方向に向け、略水平に設置するのが好ましい。

補強材を使用することにより、容易に組立てができ、また、強度的にも優れたものとなり、日射を防ぎたい時刻や方向への対応も容易に行うことができる。

(1)(12)(13)(14) 四面体
(2) 大きい二面体
(3) 小さい二面体
(3a)(3b) 小さい三角形部
(4)(5) 大きい三角形部
(4a)(5a) 下側逆三角形部
(4b)(5b)(4c)(5c) 上側三角形部
(4d)(5d) 三角形の開口部

Claims

開口部の面積が最大となる第１の水平方向から見た形状が、２つの大きい三角形部が逆Ｖ字状となるように結合された大きい二面体と、２つの小さい三角形部がＶ字状となるように結合されて大きい二面体の上半部と対称となるように大きい二面体に結合された小さい二面体とからなる四面体を基本構成とし、この四面体が複数連続して設置されることで形成される日除けであって、第１の水平方向に直交する第２の水平方向から見た四面体の形状が、設置面に位置させられる頂点ａを有し下側に配置された下側逆三角形部ａｂｄと、下側逆三角形部ａｂｄとの間に三角形の開口部ｂｃｄを形成するように上側に配置された２つの上側三角形部ｂｆｃおよびｄｃｅとからなり、大きい三角形部の１つの辺を形成する直線ａｆと大きい二面体の稜線を形成する直線ｅｆとのなす角が冬季の太陽高度に対応する角度α°とされ、大きい三角形部を二等分する直線ａｃと大きい二面体の稜線を形成する直線ｅｆとのなす角が夏季の太陽高度に対応する角度β°（β＞α）とされていることを特徴とする日除け。
αmin＜α＜αmin＋１０かつβmax−１０＜β＜βmax、ただし、αmin＝９０−（緯度＋２３）かつβmax＝９０−（緯度−２３）またはβmax＝９０−（２３−緯度）とされている請求項１の日除け。