JP2856872B2

JP2856872B2 - 人工天空の雰囲気照明機構

Info

Publication number: JP2856872B2
Application number: JP24365090A
Authority: JP
Inventors: 元彦村上; 昌昭大門; 由美子河崎
Original assignee: Sekisui House Ltd
Current assignee: Sekisui House Ltd
Priority date: 1990-09-12
Filing date: 1990-09-12
Publication date: 1999-02-10
Anticipated expiration: 2014-02-10
Also published as: JPH04121775A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、一般住宅やアトリウムの室内昼光環境の予
測や開口部の配置や、配光状況の確認実験及び屋外空間
を対象とした日影の検討等を可能とした人工天空装置に
関する。

（ロ）従来技術従来から人工天空装置自体は公知とされているのであ
る。そして人工天空の照明方式により、反射ドーム型・
透過ドーム型・直接照射ドーム型・鏡函型等が公知とさ
れているのである。

しかし反射ドーム型はCIE標準曇天空や晴天空等の再
現性は良いが、輝度の調光が困難であり、透過ドーム型
と銭函型はCIE標準曇天空の再現性は良いが、晴天空は
悪く、輝度の調節も困難である。

また従来から直接照射方式の人工天空装置はあったの
であるが、天空に配置した多数の照射ユニットの輝度調
節や、人工太陽の位置の調節を、同時にコンピュータに
よりシミュレーションする技術は開示されていなかった
のである。

（ハ）発明が解決すべき課題本発明は、天空を構成する照射ユニットと人工太陽を
コンピュータにより制御して、実際の天空の輝度と太陽
の動きに対してシミュレーション可能とし、更に天空輝
度と人工太陽のみでは表現できない、朝焼けや青空や夕
焼けを、雰囲気照明機構により可能としたものである。

（ニ）課題を解決する手段本発明の解決すべき課題は以上の如くであり、次に該
課題を解決する手段を説明する。

月と日と時間を指定することにより、天空全面に配置
した複数の照射ユニットＵを自動調光し、更に人工天空
の一側において地平より天空中央まで回動する人工太陽
Ｓを自動的に上下移動する人工天空装置において、天空
ドームＤの地平線レベルＬ−Ｌより下方に、雰囲気照明
を行う演出用スポットライト11を配置し、該演出用スポ
ットライト11に、青・白・赤のフィルターをかけると共
に、輝度を１日の変化によりコンピュータ制御したもの
である。

また、人工天空の雰囲気照明機構において、天空ドー
ムＤの入口開口部に位置する演出用スポットライト11を
赤フィルターを主とした構成とし、夕焼けの場合に点灯
する夕焼けセットＹとし、該夕焼けセットＹを移動可能
としたのである。

また、人工天空の雰囲気照明機構において、地平線レ
ベルＬ−Ｌの下方の天空ドームＤの内周に、演出用スポ
ットライト11を配置し、該演出用スポットライト11と重
複して空調ダクトＫを円周内部に配置したものである。

（ホ）実施例本発明の解決すべき課題及び解決する手段は以上の如
くであり、次に添付の図面に示した実施例の構成を説明
する。

第１図は人工天空装置の中心線０−０における側面断
面図、第２図は照射ユニットＵの天空配置状態を示す平
面図、第３図は雰囲気照明機構の配置を示す平面図、第
４図は雰囲気照明装置と空調機構の配置を示す拡大平面
図、第５図は雰囲気照明装置を示す拡大側面断面図、第
６図は夕焼けセットの斜視図、第７図は本発明の人工天
空装置を配置した施設の側面断面図、第８図は同じく平
面断面図、第９図は制御機構を示すブロック線図、第10
図は本発明の人工天空装置による表示部を示す図面であ
る。

第７図・第８図・第９図において説明する。

本発明の人工天空装置は、屋内に設けられており、天
空ドームＤ内に照射ユニットＵと人工太陽Ｓが配置され
ている。

そして天空ドームＤの外に設けた計測室６内におい
て、遠隔制御を可能とすべく、制御機器が配置されてい
る。

該計測室６の内部に配置されているのは、プリンター
１と、人工太陽操作卓２と照明操作卓３と、電気設備制
御盤４と、室内拡大モニターテレビ５等である。また計
測室６の外の天空ドームＤを配置したドーム室８を設
け、該ドーム室８内に天空ドームＤが配置されている。

これらの制御操作装置を、天空ドームＤ内に配置した
場合に、該天空ドームＤ内が狭くなり、また照射ユニッ
トＵや人工太陽Ｓからの光線を乱反射したり、室内拡大
モニターテレビ５等から発する光線により、照射ユニッ
トＵが設定した天空輝度と異なる明るさとなる恐れがあ
るので、制御機器の全てを天空ドームＤの外部に配置し
たものである。

ドーム室８の壁面に制御コンピュータ７を配置してお
り、該制御コンピュータ７より、853台の照射ユニット
Ｕを制御している。該照射ユニットＵは東西で対称に構
成されているので、制御コンピュータ７により制御する
のは427組であり、１組で左右の２つの照射ユニットＵ
が同じ輝度を発するように制御されている。

丁度、天空真上の位置の照射ユニットＵは、左右対称
とすることが出来ないので、制御組として１組であり、
１つの照射ユニットＵの輝度を調整すべく構成してい
る。

これらの853台の照射ユニットＵへ、制御コンピュー
タ７から配線が為されている。

そして第２図・第３図に示す中心線０−０が天空ドー
ムＤの中心位置を示しており、該中心線０−０の上を、
真天空の位置まで上昇する人工太陽Ｓが設けられてい
る。また該中心線０−０を中心に左右対称に照射ユニッ
トＵが426組づつ東西に配置されているのである。

次に第２図・第３図について説明する。

第２図においては、天空ドームＤ内の照射ユニットＵ
の配置が示されている。そして中心線０−０の位置の南
側に人工太陽通過間隙10が構成されており、該人工太陽
通過間隙10内を、人工太陽駆動装置Ｍにより駆動される
人工太陽Ｓが上下するのである。

また天空ドームＤ内の、下方の位置において、天空ド
ームＤの円周内側位置に、演出用スポットライト11が45
台配置されている。該演出用スポットライト11は調光す
る為の15の制御回路を具備しており、該15の制御回路に
より演出用スポットライト11の輝度が調節される。

該演出用スポットライト11の位置を、第３図により説
明する。

第１図は天空ドームＤの中心線０−０に於ける断面図
を示している。半球状に構成した天空ドームＤは地平線
レベルＬ−Ｌより上の部分であり、地平線レベルＬ−Ｌ
より下の部分は天空部分を構成していない、地平線以下
の部分である。そして該地平線以下の部分に隔壁17を円
周状に設けて、該隔壁17の外側で天空ドームＤの内側面
との間に、演出用スポットライト11の45台を配置してい
る。

該演出用スポットライト11により青色・赤色の光でラ
イトアップし、朝焼けから青空、夕焼けの効果シーンを
演出することが出来る。

天空ドームＤの内面に設けた853台の照射ユニットＵ
は、全て白色光を照射すべく構成しているので、天空の
輝度分布は表現できるのであるが、青空の表現は出来な
いのである。同様に夕焼けも朝焼けの表現も出来ないの
で、このような状態を作りだす為に、白色の照射ユニッ
トＵにより照射した輝度の状態に、青色と赤色により色
を付けて、演出を行っているのである。

該演出用スポットライト11は45台配置されているが、
調光回路は15回路であり、45台がそれぞれ、青・赤・白
のフィルターを被覆されており、青色演出用スポットラ
イトと赤色演出用スポットライトと、白色演出用スポッ
トライトと、15台ずつの３組に分けられており、どの組
かを点灯することにより、青空と夕焼け・朝焼けと日中
の白とを表現するのである。

第４図・第５図・第６図において、雰囲気照明機構に
ついて詳細に説明する。

天空ドームＤの内周の最外位置に沿って、45個の演出
用スポットライト11が配置されており、該演出用スポッ
トライト11の中の天空ドーム入口部のみを、夕焼けセッ
トＹとして移動可能としている。該夕焼けセットＹの部
分は移動台車の上に演出用スポットライト11を数基配置
しており、該演出用スポットライト11は赤のフィルター
を介装して、白色の天空照射ユニットＵの表面に赤の雰
囲気を着色すべく構成している。

そして該夕焼けセットＹの位置が、丁度人工太陽Ｓが
沈んで夕焼けとなる位置となっており、夕焼けの太陽の
位置に天空ドームの出入り口が構成されているのであ
る。

また、該演出用スポットライト11の下部で、天空ドー
ムＤの内周と隔壁17との間に、空調ダクトＫが配置され
ている。該空調ダクトＫは空調機構20より冷却風を天空
ドームＤの内部に送風している。

そして該空調ダクトＫから天空ドームＤ内に吹き込ま
れた冷却風は、天空ドームＤの内部を冷却すると共に、
853個の照射ユニットＵの間に出来る間隙から天空ドー
ムＤの外にでて、照射ユニットＵの光源を冷却してい
る。

また第１図において、天空ドームＤ内の中央の位置
に、回転模型台14を配置している。

該回転模型台14は、回転制御駆動機構Ｎにより地平線
レベルＬ−Ｌの上で回転される。

該回転模型台14の回転は、人工太陽Ｓが地平から天空
中央までの90度しか移動しないので、午前と午後とを作
りだすものであり、午前中は東から真南の位置に向けて
回転し、正午で真南位置となり、午後は徐々に西の方向
に移動するのである。そして一日の状態が表現される
と、また回転模型台14は元の朝の位置に戻すのである。

第１図においては回転模型台14の上に、住宅模型Ｈが
配置されており、該住宅模型Ｈの調節及び載置が容易に
出来るように、昇降台15と昇降シザース機構16が構成さ
れている。

また天空ドームＤの中で、一日の天空の輝度の変化
や、人工太陽Ｓの変化を見ていると、太陽は、90度を上
下するだけであり、天空も同じ位置で輝度が変化するだ
けであり、回転模型台14の上の住宅模型Ｈと同じように
動かなければ、一日の動きの状態に近い状態を体験する
ことが出来ないのである。

この状態を閲覧者が体験出来るように、住宅模型Ｈと
同じ動きをする、体験椅子12を設けている。該体験椅子
12は椅子支持杆13により、回転模型台14の一部に固定さ
れている。

該構成により体験椅子12は回転模型台14と共に、回転
するので、太陽が東から上がって西に沈む状態を得るこ
とが出来るのである。

次に第10図において、本発明の人工天空装置の操作表
示部について説明する。

本発明の人工天空装置においては、天空採光実験と、
日射・日影実験と、効果演出、デモンストレーション等
が行えるのである。

即ち、天空採光実験は、人工太陽Ｓの昇降は行わず、
照射ユニットＵの照射のみにより行うものである。

国際照明委員会（略称CIE）が設定した、CIE標準晴天
空や、中間天空や、CIE標準曇天空や、平均天空等の、
一定条件下での昼光輝度を照射することが出来るのであ
る。

該標準天空状態において住宅模型Ｈを配置し、各部の
採光状態を計測することにより、天空採光実験を行うこ
とが出来るのである。この天空採光実験での計測値は住
宅やビルの設計時において、評価することの出来る標準
モデル状態の採光状態を提供することが出来るのであ
る。

次に日射・日影実験おいては、人工太陽Ｓの昇降も行
う実験である。

即ち、有る場所の、有る方向に向いた窓から、春夏秋
冬の一定の日にどのような日射・日影が得られるかを、
シミュレーションすることが出来るのである。

この日射・日影実験の場合には、月と日と場所を指定
し、１日の連続の動きか、有る時間の固定の日射・日影
の状態かを指定することにより、その状態を作りだすこ
とが出来るのである。

該人工太陽Ｓの動きに連れて、天空の照射ユニットＵ
の輝度も時間ごとにシミュレーションにより変化するの
である。

次に効果演出の場合には、前述の如く45台の演出用ス
ポットライト11の中の、フィルターの赤・青・白の３組
のどれかの15台を選択し、調光15回路により、調光する
ことにより、刻々と変化する青空と夕焼け・朝焼けの状
態を作りだすことが出来るのである。

該演出用スポットライト11は、日射・日影実験のシミ
ュレーションと連動して、朝焼けから青空から夕焼けと
連続的に、シミュレーションもすることが出来るのであ
る。

また効果演出においては、人工太陽Ｓを月に見立て
て、月高度と、方位角と明るさを設定することにより、
月夜の状態の輝度とし、月シーンを演出したり、全点灯
のシーンを作りだすことも出来るのである。

デモンストレーションは、データを採取する実験では
なくて、見学閲覧者に対して、CIE標準晴天空や中間天
空や、日射・日影実験の為の人工太陽Ｓと天空輝度の変
化を行い、実演を行うことが出来るのである。

（ヘ）発明の効果本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を
奏するものである。

請求項（１）の如く構成したので、照射ユニットＵは
白色光のみを照射するので、正確な輝度をシミュレーシ
ョンすることはできるが、青空や夕焼けや朝焼けの状態
を作りだすことが出来ないという不具合いを解消するこ
とが出来たものである。

即ち、１日の日射・日影をシミュレーションする際に
おいて、朝焼けや青空や夕焼けの雰囲気を同時にシミュ
レーションすることが可能となったのである。

請求項（２）の如く、天空ドームＤの入口を、１日の
日射・日影実験をする際の丁度西の夕焼けの出来る位置
とすることにより、該部分に赤のフィルターを介装した
移動可能な夕焼けセットＹを配置することにより、夕焼
けセットＹを使用しない場合には、これに代えて白や青
のフィルター付きの演出用スポットライト11とすること
が出来るので、青空や月夜などのシミュレーションがよ
り正確に出来るように成ったのである。

請求項（３）のごとく、該雰囲気照明機構の演出用ス
ポットライト11の部分に、空調ダクトＫを重複配置した
ので、多数の照射ユニットＵにより高温となる天空ドー
ムＤの内部を効率的に冷却することができ、また天空ド
ームＤの内部に吹き込まれた冷却風が出て行く際に、照
射ユニットＵの間を通過することにより、光源であるハ
ロゲンランプの部分をも冷却するので、照射ユニットＵ
の高温化を回避することが出来たものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は人工天空装置の中心線０−０における側面断面
図、第２図は照射ユニットＵの天空配置状態を示す平面
図、第３図は雰囲気照明機構の配置を示す平面図、第４
図は雰囲気照明装置と空調機構の配置を示す拡大平面
図、第５図は雰囲気照明装置を示す拡大側面断面図、第
６図は夕焼けセットの斜視図、第７図は本発明の人工天
空装置を配置した施設の側面断面図、第８図は同じく平
面断面図、第９図は制御機構を示すブロック線図、第10
図は本発明の人工天空装置による表示部を示す図面であ
る。Ｙ……夕焼けセットＫ……空調ダクトＤ……天空ドームＳ……人工太陽Ｕ……照射ユニットＨ……住宅模型 11……演出用スポットライト 20……空調機構

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G09B 27/00 G09B 25/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】月と日と時間を指定することにより、天空
全面に配置した複数の照射ユニットＵを自動調光し、更
に人工天空の一側において地平より天空中央まで回動す
る人工太陽Ｓを自動的に上下移動する人工天空装置にお
いて、天空ドームＤの地平線レベルＬ−Ｌより下方に、
雰囲気照明を行う演出用スポットライト11を配置し、該
演出用スポットライト11に、青・白・赤のフィルターを
かけると共に、輝度を１日の変化によりコンピュータ制
御したことを特徴とする人工天空の雰囲気照明機構。
【請求項２】請求項（１）記載の人工天空の雰囲気照明
機構において、天空ドームＤの入口開口部に位置する演
出用スポットライト11を赤フィルターを主とした構成と
し、夕焼けの場合に点灯する夕焼けセットＹとし、該夕
焼けセットＹを移動可能としたことを特徴とする人工天
空の雰囲気照明機構。
【請求項３】請求項（１）記載の人工天空の雰囲気照明
機構において、地平線レベルＬ−Ｌの下方の天空ドーム
Ｄの内周に、演出用スポットライト11を配置し、該演出
用スポットライト11と重複して空調ダクトＫを円周内部
に配置したことを特徴とする人工天空の雰囲気照明機
構。