JP2014020138A - 採光ルーバーユニット - Google Patents

Abstract

【課題】自然光の導入をより効率的に行うことにより、建物内部の明るさを自然光によって確保することも可能とする、実用に適した採光ルーバーユニットを提供する。
【解決手段】建物の壁に配置可能であって、外部の自然光を当該建物の内部に導入するための採光ルーバーユニットは、自然光が進入する第１の面及び当該第１の面に対向した第２の面を含み、第１の面の少なくとも一部及び第２の面の少なくとも一部が透明部材によって構成された筺体と、当該筺体の内部において所定の間隔をおいて収納され、第１の面から導入された自然光を第２の面側へ供給する複数のルーバーと、筺体の内部において、各ルーバーの長手方向における所定の位置に、当該ルーバーの撓みを防止するために設けられたルーバー支持部材と、を備える。
【選択図】図３

Description

本開示は、採光ルーバーユニットに関する。

近年、地球環境に配慮した様々な環境技術が提唱されている。照明分野においても例外ではなく、省エネルギー化のための様々な技術が提案されている。照明分野の中でも、建物内部の明るさ確保に関して、特許文献１から特許文献４において開示されているような技術が存在する。

特許文献１は、室内における昼光調節装置を開示し、この装置には鏡面反射性の表面を持つ成形体が複数上下方向に配置される。成形体の間には外側採光孔と内側採光孔が形成され、外部からの光を室内に導く。

特許文献２は、小型軽量の棚状の昼光システムを開示しており、このシステムは複数の同一形状の光反射要素を備えている。当該要素は、上面の光反射手段と、低高度の光を遮る光遮蔽手段と、隣接した要素から到来した光の方向を変える手段とを備えている。

特許文献３は、複層ガラスの内部に封じ込められたブラインドのルーバーの一方面に、光を電気に変換する太陽電池セルを装着する技術を提案している。ここでは、ルーバーの他方面に光を反射してその反射光を室内に取り込む採光面部が形成される。これにより、従来の複層ガラスの機能（断熱・防音・防犯など）に加えて、室内への採光及び太陽光発電の双方を適切に行うことを狙っている。

特許文献４は、換気作用を有するモニター屋根に、建屋内への自然採光作用を持つ機構を取り付ける技術を開示している。建物最上部の上開口部から入射した自然光は、拡散反射用シート材や鏡面反射用シート材で反射しながら下開口部に導かれ、ルーバーユニットを通過して建屋内へ拡散される。

特開昭６１−２５４７８８号公報 米国特許第６７１４３５２Ｂ２号明細書 特開２００７−２３１６１３号公報 特開２０１１−１４０８１０号公報

本開示は、自然光の導入をより効率的に行うことにより、建物内部の明るさを自然光によって確保することも可能とする、実用に適した採光ルーバーユニットを提供する。

本開示の採光ルーバーユニットは、建物の壁に配置可能であって、外部の自然光を当該建物の内部に導入するための採光ルーバーユニットであって、自然光が進入する第１の面及び当該第１の面に対向した第２の面を含み、前記第１の面の少なくとも一部及び前記第２の面の少なくとも一部が透明部材によって構成された筺体と、当該筺体の内部において所定の間隔をおいて収納され、前記第１の面から導入された自然光を前記第２の面側へ供給する複数のルーバーと、前記筺体の内部において、各ルーバーの長手方向における所定の位置に、当該ルーバーの撓みを防止するために設けられたルーバー支持部材と、を備える。

本開示によれば、自然光の導入をより効率的に行うことにより、建物内部の明るさを自然光によって確保することも可能とする、採光ルーバーユニットの実用性が高められる。

建物の壁付近に実施形態の採光ルーバーユニットが備え付けられた状態を示す図 実施形態の採光ルーバーユニットの分解斜視図 採光ルーバーユニットの断面図 ルーバーの側面図 ルーバーによって導入された光の進行方向を示すイメージ図 ルーバーとルーバー支持片の分解斜視図 （ａ）、（ｂ）は、採光ルーバーユニットの上下部分における、ルーバーとルーバー支持部材の関係を示す断面図 図３のＹで示した領域において、ルーバーに取り付けられた弾性部材が光拡散部材に接触している様子を示す図 筺体の第１の面のガラスに貼付された視野制御フィルムを示す図 視野制御フィルムによるルーバーからの外部の通行人への光の発射を防止する機能を示す図 採光ルーバーユニットによる効果を示すグラフ

以下、本開示の採光ルーバーユニットの好適な実施形態を、図面に基づいて詳述する。

図１は、一実施形態の採光ルーバーユニット１が、建物１００の壁１１０付近に備え付けられた状態を示す図である。採光ルーバーユニット１は、建物１００の壁１１０に配置可能であって、外部の自然光ＮＬを当該建物１００の内部に導入するための装置である。近年、地球環境に配慮した様々な環境技術が提唱されているが、採光ルーバーユニット１もそのような環境技術の一つであり、建物１００の屋外Ｏから到来し、建物１００の内部（室内）Ｒに進入する自然光ＮＬを最大限利用することにより、建物内部の照明用電力を減らし、省エネルギー化を図る技術である。

自然光ＮＬは太陽光であるが、時刻や季節などの要因により、太陽高度および方位は変化し、その進行方向や強度は変化する。このような状況下で、採光ルーバーユニット１は自然光ＮＬを最大限利用し、建物１００の内部Ｒの奥まで光を届けることを狙っている。

採光ルーバーユニット１は、建物１００の壁１１０に配置されたガラス１２０に、数ｍｍの間隔をもって配置されている。特に本実施形態の採光ルーバーユニット１は、当該階層の壁１１０及びガラス１２０の上部に配置され、導入した自然光ＮＬを効率的に建物１００の内部Ｒの天井面１３０に向けて供給する。採光ルーバーユニット１の下方には、木製のブラインド１５０が設けられている。しかしながら、採光ルーバーユニット１の配置される場所は、図示した場所には限定されない。

天井面１３０に供給された自然光ＮＬは、天井面１３０にて反射し、建物１００の内部Ｒの奥まで届けられる。自然光ＮＬを効率的に反射するため、天井面１３０に反射板、反射フィルムなどを設置してもよい。

図２は、採光ルーバーユニット１の分解斜視図を示す。採光ルーバーユニット１は、基本的に、箱型の筺体１０と、この筺体１０に収納された複数のルーバーとから構成される。さらに本実施形態においては、光拡散部材５０が、筺体１０の内部に配置される。光拡散部材５０については後に詳しく説明する。

筺体１０は、６面を備えた直方体から構成され、その内部に複数のルーバー３０を収納し、高い光の反射率が要求されるルーバー３０に対し埃などが付着するのを防止する役割を果たす。筺体１０のサイズは、たとえば長さＬ（１８００ｍｍ）×高さＨ（７００ｍｍ）×奥行きＤ（８５ｍｍ）、に設定されるが特に限定はされない。

筺体１０の材料も特に限定はされないが、光の通過のため、第１の面１１および第２の面１２の各々の少なくとも一部は、ガラスなどの透明部材によって構成される必要がある。本実施形態においては、第１の面１１および第２の面１２の全面が、ガラスによって構成されている。ルーバー３０と光拡散部材５０の収納のため、第２の面１２は、矢印Ｓ方向に回転可能である。

筺体１０の内部においては、筺体１０の高さ方向に、所定の間隔をおいて複数のルーバー３０が配置されている。ルーバー３０は、筺体１０の第１の面１１から導入された自然光ＮＬを第２の面１２、ひいては建物１００の内部Ｒの側へ供給する役割を果たす。各ルーバー３０は、その長手方向に沿って互いに略平行に延びるように、筺体１０の内部に配置されている。

さらに本実施形態においては、図２において点線で示したように、ルーバー３０の長手方向における所定の位置に、ルーバー３０の撓みを防止するためにルーバー支持部材７０が設けられている。本実施形態では、ルーバー支持部材７０は、ルーバー３０の長手方向における略中央位置に設けられている。

図３は、図１における、採光ルーバーユニット１周辺の領域の拡大図である。採光ルーバーユニット１は、締結具１４０を介して建物１００の一部に取り付けられている。図３に示すように、ルーバー支持部材７０は、二つのルーバー３０間またはルーバー３０と筺体１０との間に配置された複数の支持部材片７１から構成される。ルーバー支持部材７０と支持部材片７１については後に詳しく説明する。

ルーバー３０は略三角形状の断面を呈し、アルミニウムの如き金属部材で構成されているが、光を反射可能な表面加工が施されているものならば、その材料は特に限定はされない。ルーバー３０の表面は、元の材料のままであってもよいし、光反射のための特殊な加工を施してもよい。光反射フィルムをルーバー３０の表面に貼付してもよい。

図４は、二つのルーバー３０の間に確定された光伝送路（チャネル）ＣＨを示す図である。ルーバー３０の基本的な機能は、２つのルーバー３０の間に確定された光伝送路ＣＨによって発揮される。光伝送路ＣＨは、第１と第２のルーバー３０の４つの面Ａ、Ｂ、ＣおよびＤによって画定される。面Ａ、ＣおよびＤは、いわゆる天頂アニドリック（anidolic）集光器と類似の断面の形状（プロファイル；profile）を構成する。ルーバー３０の断面形状、すなわちルーバー・プロファイルは、ルーバー３０の長手方向に沿って一定であるが、一定であることは必須ではない。

ルーバー・プロファイルは、前縁（点Ｈ）、後縁（点Ｉ）および頂点（点Ｅ）を有する略三角形を呈する。前縁（点Ｈ）および後縁（点Ｉ）は、面状（平面または曲面）により構成してもよい。

面Ａは、放物面反射面または放物集光面より構成され、進入開口ＣＨ１を通った入射光（自然光ＮＬ）を集め、小さい入口開口ＣＨ２によって反射されるように、光を入口開口ＣＨ２に導く。すなわち、仰角αが９０°以下でこの放物面としての面Ａに当たる光線が、入口開口ＣＨ２を適正に通過するよう、面Ａは設計されている。

仰角αの定義と、面Ｂで反射した後で入口開口ＣＨ２を通る９０°の仰角αを有する光線Ｌ１の例とが図４で示されている。図４で示すように、この現象は、面Ａ（放物面）の頂点（点Ｆ）が、放物面の曲線が面Ｄの端（点Ｇ）で交わるように焦点（点Ｅ）の真下の適切な距離にあるために起こる。

面Ｂは平面により構成されている。面Ｂではね返された入射光が、面Ａの方に向けられる。反射光が、面Ａから９０°以下の仰角で出る限り、面Ａの放物面に当たり、入口開口ＣＨ２に入る（Ｌ１はその一例）。理想的には、面Ｂの水平に対する角度は４５°であり、従って、水平方向の光は、面Ｂで真下の面Ａの方に反射される。その場合、０°以上の仰角αを有するどの入射光も入口開口ＣＨ２内に適正に進む。

入口開口ＣＨ２を通過した光線は、面ＣおよびＤによって反射され、出口開口ＣＨ３から建物１００の内部Ｒの天井面１３０に向けて供給される。面ＣおよびＤは、いわゆる複合放物面集光器（ＣＰＣ）を構成し、放出される光線の最大出力角度は、たとえば２０°に設計される。従って、本実施形態のルーバーの出力範囲は、入射光の方向に関係なく、０°と水平から４０°の間であるが、このような角度設定は特に限定はされない。

図５は、本実施形態のルーバー３０による自然光ＮＬを建物１００の内部Ｒに導入するイメージである（自然採光イメージ）。このようにして、建物内部における光の確保に関して、自然光ＮＬの有効利用が図られる。

図６は、ルーバー３０とルーバー支持部材７０を構成する複数の支持部材片７１との分解斜視図を示す。図２に示すように、複数のルーバー３０は、その長手方向に沿って互いに略平行に延びるように、筺体１０の内部に配置されている。ルーバー支持部材７０は、ルーバー３０の長手方向における略中央位置に設けられ、ルーバー３０の曲がりや撓みを効果的に防止することができる。

本実施形態においては、ルーバー支持部材７０は、二つのルーバー３０の間またはルーバー３０と筺体１０との間に配置された複数の支持部材片７１から構成されている。図６は、二つのルーバー３０の間に配置された支持部材片７１を示している。

複数の支持部材片７１の中の少なくとも一部であって、二つのルーバー３０の間に配置されたものは、図６に示す形状を有する。すなわち支持部材片７１は、ルーバー３０の二つの面に適合する二つの接合面を持つ本体７２と、当該本体７２から延びて、ルーバー３０および他の支持部材片７１ａに形成された孔７２ａに挿入される棒状の接続部材７３とを備える。

支持部材片７１は、アクリル樹脂などの透明材料によって形成された本体７２と、ステンレスなどの金属材料よって形成された棒状の接続部材７３とを接合して構成される。

図３にも示すように、本体７２は、その上面がルーバー３０の面Ｂおよび面Ｃ（図４）に適合する形状を有している。一方、本体７２の下面は、ルーバー３０の面Ａおよび面Ｄ（図４）に適合する形状を有している。このため、ルーバー３０と支持部材片７１の組み立て時にルーバー３０と支持部材片７１が強固に組みつけられると共に、ルーバー３０による正確な自然光の導入効果が得られる。

棒状の接続部材７３は、本体７２の下面から延びるよう本体７２に接着剤などにより接合されている。ルーバー３０と支持部材片７１の組み立て時において、接続部材７３は、ルーバー３０の上下を貫通するように形成された円形状のルーバー孔３０Ａに挿入され、ルーバー孔３０Ａを貫通した後、他の支持部材片７１の本体７２に形成された円形状の孔７２ａに挿入される。

本実施形態において、各部分の寸法は以下のように設定されているが、あくまで一例であり、特に限定はされない。
・本体７２の直径：１０ｍｍ
・棒状の接続部材７３の直径：４ｍｍ
・ルーバー孔３０Ａの直径：４．５ｍｍ
・本体７２の孔７２ａの直径４．５ｍｍ

図７（ａ）は、採光ルーバーユニット１の上部における、ルーバー３０とルーバー支持部材７０の関係を示す断面図であり、図７（ｂ）は、採光ルーバーユニットの下部における、ルーバー３０とルーバー支持部材７０の関係を示す断面図である。さらに図７（ａ）、（ｂ）は、ルーバー３０と筺体１０との間に配置された支持部材片７１ｂ、７１ｃを示している。支持部材片７１ｂ、７１ｃは、図６の支持部材片７１、７１ａとは形状が異なる。

支持部材片７１ｂ、７１ｃは、それぞれ、締結具（ボルトとナット）１３、１４によって、筺体１０に取り付けられる。この結果、ルーバー３０が、筺体１０に取り付けられることとなる。

本実施形態において、複数のルーバー３０が筺体１０に組み込まれる際は、まず、図７（ｂ）に示すように、最下段のルーバー３０ａが、筺体１０の両側面に図示せぬ締結具で取り付けられると同時に、その長手方向における略中央位置において、支持部材片７１ｃおよび締結具１４により筺体１０に固定される。その後図６に示すように、ルーバー３０は、その略中央位置において支持部材片７１によって固定されつつ、その両側面においても固定される。

最後に、図７（ａ）に示すように、最上段のルーバー３０ｂが、筺体１０の両側面に図示せぬ締結具で取り付けられると同時に、その長手方向における略中央位置において、支持部材片７１ｂおよび締結具１３により筺体１０に固定される。

しかしながら、採光ルーバーユニット１の組み立て方法は上述したものに限定されない。例えば、最初に複数のルーバー３０の集合体としてルーバー組立体を形成し、この組立体を筺体１０の内部に組み込んでもよい。

図８は、図３のＹで示した領域において、ルーバー３０に取り付けられた弾性部材８０が光拡散部材５０に接触している様子を示す図である。光拡散部材５０は、ルーバー３０の後縁（点Ｉ；図４）と、筺体１０の第２の面１２との間に設けられる。そして、ルーバー３０の後縁に取り付けられた弾性部材８０が、光拡散部材５０に接触するとともに、光拡散部材５０を第２の面１２の側へ付勢する。

本実施形態においては、弾性部材８０は、ルーバー３０の長手方向に延びる円柱状の弾性材料（ゴムなど）によって構成されているが、その形状や材料は特には限定されない。弾性部材８０が設けられる位置（ルーバー）は特に限定はされないが、一般的に建物１００の内部Ｒの人から見て、視野に入りにくい位置に設けられる。

図２に示すように、光拡散部材５０は複数の透明の棒状部材５１の集合体であり、各棒状部材５１は断面が円形形状（例えば直径１０ｍｍ）を有し、ルーバー３０の長手方向に対して略垂直方向に延びている。ルーバー３０の長手方向に複数の棒状部材５１が隣接した状態で配置されている。各棒状部材５１は透明のアクリル樹脂などによって構成されているが、光を透過させることができるものであれば、材料は特に限定されない。

光拡散部材５０を構成する棒状部材５１は筺体の高さ方向に７００ｍｍ程度の長さをもち、撓みがちである。しかしながら、本実施形態においては、弾性部材８０が光拡散部材５０に接触するとともに、光拡散部材５０を第２の面１２の側へ付勢するので、光拡散部材５０の撓みが防止される。

図９は、筺体１０の第１の面の透明部材であるガラスに貼付された視野制御フィルム９０を示す図である。視野制御フィルム９０は、第１の面１１の透明部材たるガラスの外側に貼付され、ポリエステル等の透明樹脂フィルムより構成されるが、その材料は特に限定はされない。視野制御フィルム９０の透過率はたとえば８６〜８８％に設定されるが、特に限定はされない。

図１０は、視野制御フィルム９０によるルーバー３０からの外部の通行人への光の発射を防止する機能を示す図である。視野制御フィルム９０は、特定の人から見た特定の視野角度における視界を制御する作用をもつ。視野制御フィルム９０のこの作用により、通行人からは図１０の５５°の角度で指定された範囲ではルーバー３０を視認することができない。すなわち、視野制御フィルム９０が貼付された範囲における建物１００の内部は不透明となり、ルーバー３０は通行人から見えなくなる。そして、ルーバー３０から建物の外側へ反射された光は通行人に届かないため、ルーバー３０による反射光が通行人にあたって、通行人が眩しさを感じるという事態が防止される。

図１１は、本実施形態の採光ルーバーユニット１による効果を示すグラフである。横軸が、建物の内部における窓面（壁）からの距離（ｍ）であり、横軸は照度（ルクス；ｌｕｘ）である。このグラフから、本実施形態の採光ルーバーユニット１を使用することにより、従来のオフィスビルにおけるブラインドを全開にしたときに比べ、建物内部の奥までより安定した光量を導入することができることが理解される。

実施形態の採光ルーバーユニット１はあくまで一実施形態である。例えば、ルーバー支持部材７０を複数の支持部材片７１によって構成するのではなく、一体の支持部材によって構成し、ルーバー３０の撓みを防止するようにしてもよい。弾性部材８０は、三角形状や矩形形状にしてもよい。視野制御フィルム９０は、第１の面１１の全面に必ずしも設ける必要はない。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

本開示の採光ルーバーユニットは、建物への導入の実用性が高められており、自然光を活用した建物の開発に多大なる貢献をもたらすものである。

１ 採光ルーバーユニット
１０ 筺体
１１ 第１の面
１２ 第２の面
３０ ルーバー
５０ 光拡散部材
５１ 棒状部材
７０ ルーバー支持部材
７１、７１ａ、７１ｂ、７１ｃ 支持部材片
８０ 弾性部材
９０ 視野制御フィルム
１００ 建物
ＮＬ 自然光

Claims (8)

1. 建物の壁に配置可能であって、外部の自然光を当該建物の内部に導入するための採光ルーバーユニットであって、
   自然光が進入する第１の面及び当該第１の面に対向した第２の面を含み、前記第１の面の少なくとも一部及び前記第２の面の少なくとも一部が透明部材によって構成された筺体と、
   当該筺体の内部において所定の間隔をおいて収納され、前記第１の面から導入された自然光を前記第２の面側へ供給する複数のルーバーと、
   前記筺体の内部において、各ルーバーの長手方向における所定の位置に、当該ルーバーの撓みを防止するために設けられたルーバー支持部材と、
   を備える採光ルーバーユニット。
2. 請求項１に記載の採光ルーバーユニットであって、
   前記複数のルーバーは、長手方向に沿って互いに略平行に延びるように、前記筺体の内部に配置され、
   前記ルーバー支持部材は、前記ルーバーの長手方向における略中央位置に設けられている、採光ルーバーユニット。
3. 請求項２に記載の採光ルーバーユニットであって、
   前記ルーバー支持部材は、二つのルーバー間またはルーバーと筺体との間に配置された複数の支持部材片から構成される、採光ルーバーユニット。
4. 請求項３に記載の採光ルーバーユニットであって、
   前記複数の支持部材片の中の少なくとも一部は、
   前記ルーバーの二つの面に適合する二つの接合面を持つ本体と、
   当該本体から延びて、前記ルーバーおよび他の支持部材片に形成された孔に挿入される棒状の接続部材と備える、採光ルーバーユニット。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の採光ルーバーユニットであって、
   前記ルーバーと前記第２の面の間に、透明の光拡散部材が設けられ、
   前記ルーバーに配置された弾性部材が、前記光拡散部材に接触するとともに、前記光拡散部材を前記第２の面側へ付勢する、採光ルーバーユニット。
6. 請求項５に記載の採光ルーバーユニットであって、
   前記弾性部材は、前記ルーバーの後縁に取り付けられた、前記ルーバーの長手方向に延びる円柱状の弾性材料によって構成されている、採光ルーバーユニット。
7. 請求項６に記載の採光ルーバーユニットであって、
   前記光拡散部材は複数の棒状部材の集合体であり、
   各棒状部材が前記ルーバーの長手方向に対して略垂直方向に延び、かつ前記ルーバーの長手方向に複数の棒状部材が隣接した状態で配置される、採光ルーバーユニット。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の採光ルーバーユニットであって、
   前記第１の面の透明部材に視野制御フィルムが貼付されている、採光ルーバーユニット。

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