JP2015088342A

JP2015088342A - ライトシェルフ構造

Info

Publication number: JP2015088342A
Application number: JP2013226083A
Authority: JP
Inventors: 真希市原; Sanemare Ichihara; 斎藤　祐二; Yuji Saito; 祐二斎藤; 和芳張本; Kazuyoshi Harimoto; 比奈子鹿毛; Hinako Kage
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2015-05-07

Abstract

【課題】平面視で太陽光の入射方向が採光窓に対して傾斜している場合でも、室内に採り入れる太陽光を天井面になるべく均一に照射できるライトシェルフ構造を提供すること。【解決手段】ライトシェルフ構造１は、外壁１１に設けられた採光窓１２と、外壁１１に採光窓１２に沿って設けられたライトシェルフ１３と、を備える。ライトシェルフ１３は、反射領域２０で太陽光Ｓを反射して採光窓１２を通して屋内に導入し、屋内の天井面１５の所定の照射領域３０を照射する。反射領域２０の採光窓１２に平行な方向の鉛直断面は、下方に膨出した放物線形状が連続する波形状である。【選択図】図４

Description

本発明は、ライトシェルフ構造に関する。詳しくは、反射領域で太陽光を反射して、室内の天井面の照射領域を照射するライトシェルフの構造に関する。

従来より、太陽光を室内に導入するために、ライトシェルフやブラインドが知られている。
ライトシェルフは、例えば、外壁から水平に突主しており、略水平な反射面で太陽光を反射して採光窓を通して室内に導入し、室内の天井面を照射する（特許文献１参照）。
また、ブラインドは、例えば、水平に延びる複数のスラットが上下に並べて構成されており、太陽光を各スラットに反射させて、室内の天井面を照射する。各スラットの角度は、太陽高度に基づいて制御されており、具体的には、上側のスラットは室奥側を照射し、下側のスラットは窓際側を照射するようになっている（特許文献２参照）。

特開２０１０−１８６６９５号公報特開平１１−１９５３０６号公報

しかしながら、特許文献１、２に示されたライトシェルフでは、反射面の採光窓に沿った方向の断面形状が略水平である。よって、日中の太陽の位置が変化して、太陽光の入射方向が平面視で採光窓に対して傾斜すると、この反射光の出射方向も平面視で採光窓に対して傾斜する。よって、太陽の位置に変化によっては、室内に採り入れる太陽光が天井面に均一に照射されない、という問題があった。

本発明は、太陽光の入射方向が平面視で採光窓に対して傾斜している場合でも、室内に採り入れる太陽光を天井面になるべく均一に照射できるライトシェルフ構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載のライトシェルフ構造（例えば、後述のライトシェルフ構造１）は、外壁（例えば、後述の外壁１１）に設けられた採光窓（例えば、後述の採光窓１２）と、前記外壁に前記採光窓に沿って設けられたライトシェルフ（例えば、後述のライトシェルフ１３）と、を備え、当該ライトシェルフは、反射領域（例えば、後述の反射領域２０）で太陽光（例えば、後述の太陽光Ｓ）を反射して前記採光窓を通して屋内に導入し、当該屋内の天井面（例えば、後述の天井面１５）の所定の照射領域（例えば、後述の照射領域３０）を照射するライトシェルフ構造であって、前記反射領域の前記採光窓に平行な方向の鉛直断面は、下方に膨出した弧形状が連続する波形状であることを特徴とする。

この発明によれば、反射領域の採光窓に沿った方向の鉛直断面を、下方に膨出した弧状とした。よって、太陽光の入射方向が平面視で採光窓に対して傾斜している場合でも、反射領域により、この太陽光を平面視で採光窓に対して垂直な方向に反射させることができるから、室内に採り入れる太陽光を天井面になるべく均一に照射できる。

請求項２に記載のライトシェルフ構造は、前記反射領域の前記採光窓に垂直な方向の鉛直断面は、上方に膨出した弧形状であることを特徴とする。

この発明によれば、反射領域の採光窓に垂直な方向の鉛直断面を、上方に膨出した弧形状とした。よって、反射領域内で反射された反射光は、大きく拡がって天井面の所望の照射領域に照射されることになるから、採光した太陽光を広範囲に拡散できる。また、反射領域の面積や弧の形状を調整することにより、天井面の所望の照射領域を所望の光量で照射できる。

本発明によれば、反射領域の採光窓に沿った方向の鉛直断面を、下方に膨出した弧状とした。よって、太陽光の入射方向が平面視で採光窓に対して傾斜している場合でも、反射領域により、この太陽光を平面視で採光窓に対して垂直な方向に反射させることができるから、室内に採り入れる太陽光を天井面になるべく均一に照射できる。

本発明の一実施形態に係るライトシェルフ構造の断面図である。前記実施形態に係るライトシェルフ構造の平面図である。前記実施形態に係るライトシェルフの部分拡大平面図である。図３のＡ−Ａ断面図である。前記実施形態に係るライトシェルフの部分反射領域の斜視図である。前記実施形態に係る部分反射領域のＸ方向の鉛直断面図である。前記実施形態に係る部分反射領域のＹ方向の鉛直断面図である。前記実施形態に係るライトシェルフに対して、太陽光を平面視で採光窓に対して傾斜して入射したシミュレーション結果を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るライトシェルフ構造１の断面図である。図２は、ライトシェルフ構造１の平面図である。図３は、ライトシェルフ１３の部分拡大平面図であり、図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。

ここで、図１〜図８において、採光窓１２に平行な方向つまりライトシェルフ１３の長さ方向を、Ｘ方向とする。また、採光窓１２に垂直な方向つまりライトシェルフ１３の幅方向を、Ｙ方向とする。
また、太陽光（入射光）をＳとし、ライトシェルフ１３で反射した反射光をＲとする。

ライトシェルフ構造１は、建物１０の外壁１１に設けられた採光窓１２と、外壁１１に採光窓１２に沿って設けられたライトシェルフ１３と、を備える。
外壁１１の屋内側の空間は、室１４となっており、この室１４は天井面１５を有している。
採光窓１２は、居住者の腰の高さレベルから天井面１５レベルまで設けられている。ライトシェルフ１３は、この採光窓１２の途中高さ、具体的には居住者の背丈のレベルに設けられている。

ライトシェルフ１３の上面は、例えばアルミニウムからなる反射領域２０が形成されており、この反射領域２０で太陽光Ｓを反射して採光窓１２を通して室１４に導入し、室１４の天井面１５の所望の照射領域３０を照射する。
この反射領域２０は、ライトシェルフ１３の幅方向に延びる部分反射領域２１が複数並んで構成されている。

図５は、部分反射領域２１の斜視図である。図６は、部分反射領域２１のＸ方向の鉛直断面図であり、図７は、部分反射領域２１のＹ方向の鉛直断面図である。

部分反射領域２１の採光窓１２に平行なＸ方向の鉛直断面は、下方に膨出した放物線形状である。
したがって、この部分反射領域２１は、Ｙ方向から視て、太陽光Ｓの水平面に対する角度の大きさにかかわらず、全て鉛直方向に反射する。例えば、図６に示すように、Ｙ方向から視て、８時から１５時までの太陽光Ｓの水平面に対する角度は、それぞれ異なるが、これらの反射光Ｒは、すべて鉛直となる。つまり、反射光Ｒは、平面視でＹ方向に平行となる。

また、部分反射領域２１の採光窓１２に垂直なＹ方向の鉛直断面は、上方に膨出した円弧形状である。
次に、この部分反射領域２１のＹ方向の鉛直断面形状を決定する手順について、図７を参照しながら説明する。

以下、部分反射領域２１の採光窓１２側の端縁を屋内側端縁２０Ａとし、屋外側の端縁を屋外側端縁２０Ｂとする。さらに、天井面１５のうち所望の照射領域３０の室内側の端縁を室内側端縁３０Ａとし、採光窓１２側の端縁を室外側端縁３０Ｂとする。

まず、反射領域２０の屋内側端縁２０Ａの角度を、太陽光Ｓ_１が屋内側端縁２０Ａで反射して、反射光Ｒ_１が照射領域３０の室内側端縁３０Ａに到達するように決定する。
具体的には、室内側端縁３０Ａから屋内側端縁２０Ａに反射光Ｒ_１を引き、この反射光Ｒ_１と屋内側端縁２０Ａに入射する太陽光Ｓ_１との成す角度の二等分線を求める。そして、屋内側端縁２０Ａにこの二等分線に直交する直線Ｐ_１を引く。

また、反射領域２０の屋外側端縁２０Ｂの角度を、太陽光Ｓ_２が屋外側端縁２０Ｂで反射して、反射光Ｒ_２が照射領域３０の室外側端縁３０Ｂに到達するように決定する。
具体的には、室外側端縁３０Ｂから屋外側端縁２０Ｂに反射光Ｒ_２を引き、この反射光Ｒ_２と屋外側端縁２０Ｂに入射する太陽光Ｓ_２との成す角度の二等分線を求める。そして、屋外側端縁２０Ｂにこの二等分線に直交する直線Ｐ_２を引く。

次に、屋内側端縁２０Ａから屋外側端縁２０Ｂに至る円弧Ｑ_１を引く。ここで、直線Ｐ_１および直線Ｐ_２が円弧Ｑ_１の接線となるようにする。この円弧Ｑ_１を反射領域２０の断面形状とする。

図８は、ライトシェルフ１３に対して、太陽光Ｓを平面視で採光窓１２に対して傾斜して入射したシミュレーション結果を示す図である。
図８により、ライトシェルフ１３に対して、太陽光Ｓが平面視で採光窓１２に対して傾斜して入射すると、この太陽光Ｓは、反射領域２０でＹ方向に沿った方向に反射されて拡散し、天井面１５を均一に照射することが判る。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）部分反射領域２１の採光窓１２に沿ったＸ方向の鉛直断面を、下方に膨出した放物線形状とした。よって、太陽光Ｓの入射方向が平面視で採光窓１２に対して傾斜している場合でも、部分反射領域２１により、この太陽光Ｓを平面視で採光窓１２に対して垂直なＹ方向に反射させることができるから、室内に採り入れる太陽光を天井面１５になるべく均一に照射できる。

（２）部分反射領域２１の採光窓１２に垂直なＹ方向の鉛直断面を、上方に膨出した円弧形状とした。よって、反射領域内で反射された反射光Ｒは、大きく拡がって天井面１５の所望の照射領域３０に照射されることになるから、採光した太陽光Ｓを広範囲に拡散できる。また、部分反射領域２１の面積や弧の形状を調整することにより、天井面１５の所望の照射領域を所望の光量で照射できる。

（３）ライトシェルフ１３を居住者の背丈レベルに設置したので、居住者の視界が遮られることはない。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、太陽光の入射角度を、夏季、冬季、および中間季に応じて３種類設定しておき、反射領域２０の傾斜角度を季節毎に変化させてもよい。このようにすれば、年間を通して、天井面１５の所望の照射領域３０を所望の光量で照射できる。

また、ライトシェルフ１３の反射領域２０の形状は、夏季、中間季、冬季のそれぞれで求めてもよい。この場合、どの形状を選択して設置するかは、要望の優先度によって決定する。例えば、夏季に昼光を室内天井面の所定の領域に確実に照射したい場合には、夏季の形状を用いる。また、冬季に昼光を室内天井面の所定の領域に確実に照射したい場合には、冬季の形状を用いる。

また、本実施形態では、部分反射領域２１の採光窓１２に平行なＸ方向の鉛直断面を、下方に膨出した放物線形状としたが、これに限らず、例えば中心角が８０°の円弧形状としてもよい。このようにしても、Ｙ方向から視て、水平面に対して様々な角度で入射する太陽光を、ほぼ鉛直方向に反射できる。

１…ライトシェルフ構造
１０…建物
１１…外壁
１２…採光窓
１３…ライトシェルフ
１４…室
１５…天井面
２０…反射領域
２０Ａ…屋内側端縁
２０Ｂ…屋外側端縁
２１…部分反射領域
３０…照射領域
３０Ａ…室内側端縁
３０Ｂ…室外側端縁
Ｐ_１、Ｐ_２…直線
Ｑ_１…円弧
Ｒ、Ｒ_１、Ｒ_２…反射光
Ｓ、Ｓ_１、Ｓ_２…太陽光

Claims

外壁に設けられた採光窓と、前記外壁に前記採光窓に沿って設けられたライトシェルフと、を備え、
当該ライトシェルフは、反射領域で太陽光を反射して前記採光窓を通して屋内に導入し、当該屋内の天井面の所定の照射領域を照射するライトシェルフ構造であって、
前記反射領域の前記採光窓に平行な方向の鉛直断面は、下方に膨出した弧形状が連続する波形状であることを特徴とするライトシェルフ構造。
前記反射領域の前記採光窓に垂直な方向の鉛直断面は、上方に膨出した弧形状であることを特徴とする請求項１に記載のライトシェルフ構造。