JP4015433B2 - 窓部負荷軽減システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の窓部から侵入する熱負荷を軽減するとともに、太陽光の有効利用を可能にする窓部負荷軽減システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽光を反射させて室内に取り入れる反射式間接照明手段の一つにライトシェルフがある。従来、このライトシェルフは、建物の窓部の外側に水平に取り付けられ、上面で反射させた太陽光を窓部から取り込んで室内の天井面に間接照明光として照射する。このようなライトシェルフを用いれば、太陽光を照明として有効利用することができ、室内照明の電力負荷を軽減することができる。
【０００３】
また、窓部の室内側には、直射日光を遮る手段としてブラインドが多用されている。ブラインドは、間隔を隔てて垂直方向に配設される複数のスラットを有する。これらスラットは、窓部近傍の天井に取り付けられたレール状筐体によって支持される。レール状筐体には、スラットを昇降するスラット昇降機構、及びスラットの傾斜角度を変えるスラット角度変更機構が内蔵されている。このようなブラインドを設けることにより、太陽光による輻射熱を遮蔽して、冷房負荷を軽減することができる。
【０００４】
更に、窓部には、窓から侵入する熱負荷を軽減させる窓部負荷軽減設備として、ペリメータ空調設備、スリット吹出設備等が設置される。この種の窓部負荷軽減設備は、窓部の室内側下部にファンコイルユニットを設置し、これを内装によって造作したカウンター等により覆い、窓部の下方より上方へ吹き出す調和空気によって窓から侵入する熱負荷を軽減させたり、窓部近傍の天井面にスリット状吹出口を設け、窓部の上方より下方へ吹き出す調和空気によって窓から侵入する熱負荷を軽減させていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、窓部の負荷を軽減するためのブラインド、窓部負荷軽減設備や、太陽光を有効利用するためのライトシェルフは、それぞれが別体で設けられていたため、それぞれを独立に施工しなければならず、施工が煩雑で工期が長くなるとともに、施工コストが高くなった。また、部材点数も多くなり、これら設備による占有面積も大きくなった。更に、ペリメータ空調設備、スリット吹出設備等の窓部負荷軽減設備は、建物の内装と一体に設ける必要があるため、内装との取りあいが発生し、例えば改装時等に容易に設置することができなかった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、安価且つ簡便に窓部の省エネルギー化を実現できる窓部負荷軽減システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る請求項１記載の窓部負荷軽減システムは、建物の窓部の内側に、該窓部の上端から所定距離下側で該窓部の間口方向に亘って略水平に取り付けられて上下面に、長手方向に複数の吸込口を有し且つ前記窓部から取り込んだ太陽光を、上面で反射させて室内の天井面に間接照明光として照射する筒状ライトシェルフと、該筒状ライトシェルフの内部に排気ダクトを介して接続され前記吸込口から吸い込んだ窓部近傍の空気を外部へ排気する排気ファンとを具備したことを特徴とする。
【０００７】
この窓部負荷軽減システムでは、室内に侵入する太陽光が筒状ライトシェルフによって室内の天井面に反射され、積極的に昼光が利用されることで、室内照明エネルギーが軽減される。また、外部からの熱負荷侵入の大半を占める窓部において、筒状ライトシェルフに設けた吸込口から、冬期の窓部近傍低温空気又は夏期の窓部近傍高温空気が吸引除去され、窓面から侵入する熱負荷が削減され、空調エネルギーが軽減される。更に、従来、別体であった窓部負荷軽減設備とライトシェルフとが一体に設けられ、且つ窓部負荷軽減設備を建物の内装と一体に設ける必要がなくなるので、設備を簡易且つ安価なものにできる。またこのことは、内装との取りあいを無くして、設置を容易にする作用も奏する。
【０００８】
請求項２記載の窓部負荷軽減システムは、建物の窓部の内側に、該窓部の上端から所定距離下側で該窓部の間口方向に亘って略水平に取り付けられて上下面に、長手方向に複数の吸込口及び下面のみに、長手方向に複数の吹出口を有し且つ前記窓部から取り込んだ太陽光を、上面で反射させて室内の天井面に間接照明光として照射する筒状ライトシェルフと、該筒状ライトシェルフに内設した熱交換器と、前記筒状ライトシェルフに内設され前記吸込口から吸い込んだ窓部近傍の空気を該熱交換器を通過させて前記吹出口から排気する送風ファンとを具備したことを特徴とする。
【０００９】
この窓部負荷軽減システムでは、請求項１の構成による基本的な作用に加え、熱交換器が筒状ライトシェルフに内設され、吸込口から吸い込まれた窓部近傍の空気が送風ファンによって熱交換器を通過して吹出口から排気されるので、筒状ライトシェルフに排気ダクトを接続する必要がなくなる。熱交換器及び送風ファンは、例えばファンコイルユニット、又はパッケージエアコンの室内機として筒状ライトシェルフに内設することができる。この場合、排気ダクトに代えて熱交換器へ冷媒配管の接続が必要となるが、排気ダクトに比べて配索スペースが大幅に小さくなり、内装との取りあいが容易となって、システムの設置が簡便に行えるようになる。
【００１０】
請求項３記載の窓部負荷軽減システムは、請求項１又は２記載の窓部負荷軽減システムにおいて、前記筒状ライトシェルフの下面に、複数のスラットを間隔を有して垂直方向に配設し且つ該スラットの昇降及び角度変更を自在とした水平ブラインドを設けたことを特徴とする。
【００１１】
この窓部負荷軽減システムでは、筒状ライトシェルフの下面に、水平ブラインドが設けられ、筒状ライトシェルフによって遮ることのできない太陽光の直射光が遮られることになる。また、水平ブラインドは、筒状ライトシェルフの下面に設けられることで、窓部の上端と、筒状ライトシェルフの上面との間には存在しなくなり、筒状ライトシェルフの上面にて反射させて間接照明光として利用する太陽光の取り込みに障害とならなくなる。即ち、筒状ライトシェルフの下面に水平ブラインドを設けることで、筒状ライトシェルフの昼光利用効率が高まることになる。
【００１２】
請求項４記載の窓部負荷軽減システムは、請求項３記載の窓部負荷軽減システムにおいて、前記水平ブラインドより室内側の筒状ライトシェルフ下面に、室内照明を組み込んだことを特徴とする。
【００１３】
この窓部負荷軽減システムでは、筒状ライトシェルフ下面に、室内照明が組み込まれることで、窓部近傍の天井における室内照明の設置が省略可能となる。即ち、窓部負荷軽減システムのユニット化が高まり、窓部負荷軽減システムを設置するのみで、窓部負荷軽減設備、水平ブラインド、窓部室内照明の設置が一度に達成できるようになっている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る窓部負荷軽減システムの好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る窓部負荷軽減システムの概略の構成を表す縦断面図、図２は図１に示した窓部負荷軽減システムの斜視図、図３は図１に示した窓部負荷軽減システムの概念を表す系統図である。
【００１５】
図１に示すように、建物１の窓部３の内側には、この窓部３の上端３ａから所定距離下側で、窓部３の間口方向（図１の紙面垂直方向）に亘って略水平に筒状ライトシェルフ５を取り付けている。上端３ａからの所定距離とは、上端３ａと筒状ライトシェルフ５との間に、太陽光７が入射する間隙が形成される距離である。太陽光７の入射角度は、窓部３の方角、季節、時間によって異なるが、少なくとも冬期における昼光（天空光であってもよい）の入射が確保できればよい。また、冬期における昼間の太陽直射光の入射が確保できれば更に良い。より具体的な取り付け位置としては、床面よりの高さＨ＝１８００〜２０００ｍｍ程度が好適となる。
【００１６】
筒状ライトシェルフ５は、例えば縦断面を扁平形状にして光の入射と確実な遮断を考慮している。本実施の形態では、略楕円形状となしたシェルフをもって説明する。斯る筒状ライトシェルフ５の上面９及び下面１１には、長手方向等間隔に複数の吸込口１３を形成している。筒状ライトシェルフ５は、内部が中空となり、内部がこの吸込口１３を介して室内に連通する。
【００１７】
筒状ライトシェルフ５は、例えば図示しない支持ボルト等によって上階スラブ１５の下面に支持することができる。なお、筒状ライトシェルフ５の両端、若しくは少なくとも片端は、図２に示すように、後述する排気ダクトに接続されるため、特に両端を排気ダクト或いは排気ダクトを覆う化粧柱に支持し、支持ボルトを省略して両端のみで支持することもできる。このような支持構造とすれば、支持ボルトを無くして見栄えを高めることができる。
【００１８】
筒状ライトシェルフ５の上面には、窓部３から取り込んだ太陽光７を反射させる高反射材料を塗布している。筒状ライトシェルフ５の上面９は、高反射材料を塗布する他、鏡面仕上げのアルミ材を筒状ライトシェルフ５の素材として用いたり、別材を貼設したり、或いはメッキ処理や鏡面被膜を形成するものであってもよい。筒状ライトシェルフ５は、上面９で反射させた太陽光７を室内１７の天井面１９に間接照明光として照射する。つまり、太陽光７を照明として有効利用し、室内照明の電力負荷を軽減可能としている。
【００１９】
また、筒状ライトシェルフ５は、上面９で太陽光７を反射させると同時に、上窓部３から居住域（執務域）に直接侵入する太陽光７を遮蔽し、ペリメータにおける照明環境を適切なものにする。
【００２０】
図２に示すように、筒状ライトシェルフ５の端部は、縦方向に配管した排気ダクト２１の側面に接続している。図示の例では、筒状ライトシェルフ５の一端のみを排気ダクト２１に接続するが、両端を接続してもよい。排気ダクト２１は、窓部３の両側に設けられる化粧柱２３によって覆われる。上記したように、筒状ライトシェルフ５は、その端部を排気ダクト２１によって、或いは化粧柱２３によって固定することができる。
【００２１】
化粧柱２３によって覆われる躯体壁部には、外部へ開口する排気口（ガラリ）２５を設けている。排気ダクト２１は、排気ファン２７を介装してこのガラリ２５に接続されている。つまり、図３に示すように、筒状ライトシェルフ５の吸込口１３から吸い込まれた室内１７の空気２９は、筒状ライトシェルフ５、排気ダクト２１を通過して、排気ファン２７によってガラリ２５から外部へ排気されるようになっている。
【００２２】
筒状ライトシェルフ５の下面１１には、水平ブラインド３１を設けている。水平ブラインド３１は、複数のスラット３１ａを間隔を有して垂直方向に配設し、スラット３１ａの昇降及び角度変更を自在としている。この水平ブラインド３１を設けることによって、筒状ライトシェルフ５によって遮ることのできない太陽光７の直射光が遮られることになる。また、水平ブラインド３１は、筒状ライトシェルフ５の下面１１に設けられることで、窓部３の上端３ａと、筒状ライトシェルフ５の上面９との間には存在しなくなり、筒状ライトシェルフ５の上面９にて反射させて間接照明光として利用する太陽光７の取り込みに障害とならなくなる。即ち、筒状ライトシェルフ５の下面１１に水平ブラインド３１を設けることで、筒状ライトシェルフ５の昼光利用効率が高まることになる。
【００２３】
なお、図示は省略するが、筒状ライトシェルフ５には、水平ブラインド３１より室内側の下面１１に、室内照明を組み込むものであってもよい。このような室内照明を筒状ライトシェルフ５に設ければ、窓部近傍の天井における室内照明の設置が省略可能となる。即ち、窓部負荷軽減システムのユニット化が高まり、窓部負荷軽減システムを設置するのみで、窓部室内照明の設置が一度に達成されることになる。
【００２４】
上記の窓部負荷軽減システム３５によれば、室内１７に侵入する太陽光７が筒状ライトシェルフ５によって室内１７の天井面１９に照射され、積極的に昼光が利用されることで、室内照明エネルギーが軽減される。また、外部からの熱負荷侵入の大半を占める窓部３において、筒状ライトシェルフ５に設けた吸込口１３から、冬期の窓部近傍低温空気又は夏期の窓部近傍高温空気が吸引除去され、窓部３から侵入する熱負荷が削減され、空調エネルギーが軽減される。更に、従来、別体であった窓部負荷軽減設備（この実施の形態では、吸込口１３を開口させ、窓部近傍空気を吸引することにより熱負荷を軽減させる窓部負荷軽減設備）とライトシェルフとが一体に設けられることになり、且つこの窓部負荷軽減設備を建物の内装と一体に設ける必要がなくなるので、部品点数及び費用が削減でき、しかも、その分の工期も短縮できる。これにより、設備を簡易にし、簡便且つ安価に施工することができる。また、筒状ライトシェルフ５がユニット化されるので、従来、個々に分散設置していた諸設備（窓部負荷軽減設備、ライトシェルフ、ブラインド等）が高密度に集約されることになり、窓部における設備の占有面積も少なくして快適な視環境を実現させることができる。
【００２５】
次に、上記した実施の形態による窓部負荷軽減システム３５の変形例を説明する。
図４は本発明に係る窓部負荷軽減システムの変形例の構成を表す縦断面図、図５は図４に示した窓部負荷軽減システムの夏期における動作状況を（ａ）、冬期における動作状況を（ｂ）に示した動作説明図である。なお、図１に示した部材と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
【００２６】
この変形例による窓部負荷軽減システムは、筒状ライトシェルフ５の下面１１に、図５に示す吹出口４１を形成している。また、筒状ライトシェルフ５の内部には、熱交換器を設けている。更に、筒状ライトシェルフ５の内部には図示しない送風ファンを設けてあり、送風ファンは筒状ライトシェルフ５の吸込口１３から吸い込んだ空気２９を熱交換器を通過させて吹出口４１から排気するようになっている。
【００２７】
この熱交換器及び送風ファンは、例えばファンコイルユニット、又はパッケージエアコンの室内機４３として筒状ライトシェルフ５に内設することができる。つまり、筒状ライトシェルフ５が室内機４３等の機器収容スペースに利用されている。
【００２８】
この変形例では、図５（ａ）に示すように、夏期には、冷媒である例えば冷水が熱交換器に循環され、高温となった窓部近傍の空気２９が吸込口１３から筒状ライトシェルフ５内へ吸い込まれ、熱交換器で低温空気となって吹出口４１から吹き出されることになる。また、図５（ｂ）に示すように、冬期には、冷媒である例えば温水が熱交換器に循環され、低温となった窓部近傍の空気２９が吸込口１３から筒状ライトシェルフ５内へ吸い込まれ、熱交換器で高温空気となって吹出口４１から吹き出されることになる。これにより、筒状ライトシェルフ５の下面１１から吹き出された調和空気によって、窓面に沿ったエアカーテンが形成され、窓部３からの熱負荷の侵入が効率良く遮蔽されるようになっている。
【００２９】
従って、この変形によれば、上記した窓部負荷軽減システム３５の基本的な作用に加え、筒状ライトシェルフ５に排気ダクト２１を接続する必要がなくなる。そして、排気ダクト２１に代えて熱交換器へ冷媒配管の接続が必要となるが、排気ダクト２１に比べて配索スペースが大幅に小さくなるので、内装との取りあいが容易となって、システムの設置が簡便に行えるようになる。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る窓部負荷軽減システムによれば、建物の窓部の内側に、略水平に取り付けられ上下面に吸込口を有し且つ窓部から取り込んだ太陽光を、上面で反射させて天井面に間接照明光として照射する筒状ライトシェルフと、この筒状ライトシェルフの吸込口から吸い込んだ空気を外部へ排気する排気ファンとを備えたので、室内に侵入する太陽光を筒状ライトシェルフによって室内の天井面に照射し、積極的に昼光を利用することで室内照明エネルギーを軽減することができる。また、外部からの熱負荷侵入の大半を占める窓部において、筒状ライトシェルフに設けた吸込口から低温空気又は高温空気を吸引除去するので、窓面から侵入する熱負荷を削減することができる。更に、従来、別体であった窓部負荷軽減設備とライトシェルフとを一体に設けることができ、且つ窓部負荷軽減設備を建物の内装と一体に設ける必要がなくなるので、設備を簡易且つ安価なものにすることができ、しかも、内装との取りあいを無くして、設置を容易にすることができる。この結果、安価且つ簡便に窓部の省エネルギー化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る窓部負荷軽減システムの概略の構成を表す縦断面図である。
【図２】 図１に示した窓部負荷軽減システムの斜視図である。
【図３】 図１に示した窓部負荷軽減システムの概念を表す系統図である。
【図４】 本発明に係る窓部負荷軽減システムの変形例の構成を表す縦断面図である。
【図５】 図４に示した窓部負荷軽減システムの夏期における動作状況を（ａ）、冬期における動作状況を（ｂ）に示した動作説明図である。
【符号の説明】
１…建物、３…窓部、３ａ…上端、５…筒状ライトシェルフ、７…太陽光、９…上面、１１…下面、１３…吸込口、１９…天井面、２１…排気ダクト、２７…排気ファン、３１ａ…スラット、３１…水平ブラインド、３５…窓部負荷軽減システム、４１…吹出口

Claims (4)

1. 建物の窓部の内側に、該窓部の上端から所定距離下側で該窓部の間口方向に亘って略水平に取り付けられて上下面に、長手方向に複数の吸込口を有し且つ前記窓部から取り込んだ太陽光を、上面で反射させて室内の天井面に間接照明光として照射する筒状ライトシェルフと、
   該筒状ライトシェルフの内部に排気ダクトを介して接続され前記吸込口から吸い込んだ窓部近傍の空気を外部へ排気する排気ファンと
   を具備したことを特徴とする窓部負荷軽減システム。
2. 建物の窓部の内側に、該窓部の上端から所定距離下側で該窓部の間口方向に亘って略水平に取り付けられて上下面に、長手方向に複数の吸込口及び下面のみに、長手方向に複数の吹出口を有し且つ前記窓部から取り込んだ太陽光を、上面で反射させて室内の天井面に間接照明光として照射する筒状ライトシェルフと、
   該筒状ライトシェルフに内設した熱交換器と、
   前記筒状ライトシェルフに内設され前記吸込口から吸い込んだ窓部近傍の空気を該熱交換器を通過させて前記吹出口から排気する送風ファンと
   を具備したことを特徴とする窓部負荷軽減システム。
3. 請求項１又は２記載の窓部負荷軽減システムにおいて、
   前記筒状ライトシェルフの下面に、複数のスラットを間隔を有して垂直方向に配設し且つ該スラットの昇降及び角度変更を自在とした水平ブラインドを設けたことを特徴とする窓部負荷軽減システム。
4. 請求項３記載の窓部負荷軽減システムにおいて、
   前記水平ブラインドより室内側の筒状ライトシェルフ下面に、室内照明を組み込んだことを特徴とする窓部負荷軽減システム。

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