JP4331027B2

JP4331027B2 - 光ダクト装置及び光ダクト装置の組み立て方法

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Publication number: JP4331027B2
Application number: JP2004080551A
Authority: JP
Inventors: 秀雄新井; 幸一海宝
Original assignee: Nikken Sekkei Ltd
Current assignee: Nikken Sekkei Ltd
Priority date: 2004-03-19
Filing date: 2004-03-19
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2024-03-19
Also published as: JP2005268104A

Description

本発明は、自然光を建築物内部に導き、建築内部を照明する光ダクト装置に関する。

近年省エネルギーな二酸化炭素の排出削減による環境保護により環境保護の必要性が注目されており、この要望に応えるための手段の一つとして、太陽光を内面を反射率の高い部材で構成したダクトを介して室内に取り込み、照明用光源として、利用する光ダクト装置が、各種提案されている（例えば特許文献１，特許文献２，特許文献３等参照）。
この装置は、太陽エネルギーを電気等の他のエネルギーに変換せずにそのまま利用するため、エネルギー利用効率が高く、省エネルギーや二酸化炭素排出削減に貢献できる。

図５は光ダクト装置の概念図であり、ビルの南側壁面から光を取り込んでオフィスなどの照明に利用する水平型光ダクト装置を示している。また、図５（ｂ）は水平型ダクト本体の斜視図である。
図５において１は自然光（太陽光）、２は採光口、３は反射板、４は光ダクトである。光ダクト４は例えば図５（ｂ）に示すように、内面が反射面で構成された断面が矩形状の筒状の中空体であり、採光口から取り入れた自然光は、光ダクト４内を反射しながら光ダクト奥に搬送される。また、光ダクト４には、光を取り出すための光取り出し口８が設けられ、光ダクト４内を搬送された光は光取り出し口８から室内に放出される。光取り出し口８は必要に応じて、光ダクトの下側、両サイド、四方の面（縦ダクトの場合）に設けることもできる。
５は建物壁面、６は室内、７はガラスなどで形成された保護カバー、８は光取り出し口であり、例えば図５（ｂ）に示したように矩形状の開口、あるいは、所定の幅の連続した開口で構成される。
図５において、太陽光１は、採光口２から直接、あるいは反射板３に反射した後、光ダクト４内部に取り込まれ、内面での反射を繰り返しながら照射位置まで運ばれ、光取り出し口８から放出される。

図６は、上記従来の光ダクトの断面形状例を示す図である。なお、以下の説明では、光ダクトの長手方向に直交する平面で光ダクトを切ったときの形状を断面もしくは断面形状と言い、この断面形状の面積を光ダクトの断面積という。また、光ダクトの長手方向に直交し、水平方向を幅方向と言う。
図６において、光ダクト４は、内面に反射面が形成されたアルミニウムなどの薄板からなり、例えば、図６（ａ）に示すように、両端部に折り曲げ部４１ａが形成された上部構成材４１、両端部に折り曲げ部４２ａが形成された下部構成材４２と、平板状の側部構成材４３から構成されている。上部構成材４１、下部構成材４２、側部構成材４３は、例えば同図のａ，ｂ，ｃ，ｄの位置でリベットなどで固定される。
図６（ｂ）は光ダクトの他の構成例を示す図であり、この例では、光ダクトは、両端部に折り曲げ部４２ａが形成された下部構成材４２と、直角に折り曲げられ一方端に折り曲げ部４１ａが形成さた一対の上部構成材４１から構成され、下部構成材４２、上部構成材４１は、例えば同図ａ，ｂ，ｃの位置でリベット等で固定される。
光ダクトは、上記したようにアルミニウムなどの薄板で形成されており、極めて変形し易い。そこで、従来においては、例えば図７に示すように、補強部材５１で、矩形形状が保たれるように光ダクト４を補強し、補強部材５１および補強部材５１に取り付けた（あるるいは補強金具と一体になった）吊り金具５２に吊りワイヤ５３を取り付け、吊りワイヤ５３で上から吊り下げる等して、建物躯体に取り付けていた。
なお、断面が円形の光ダクトも提案されている（例えば特許文献４参照）。断面が円形であれば、少ない材料で断面積の大きな光ダクトを構成することができるが、断面が円形の光ダクトを製作するのは難しく、また設置位置も制約され、実用上問題がある。
実開昭６２−１３９００４号公報特開２０００−１４９６２８公報特開２００１−３３６２０号公報特開昭６３−１６０１０５号公報

図６に示すように、従来より製作されていた光ダクトは、断面が矩形状の筒状の中空体であり、製作過程において切断、曲げ工程等の機械加工をした後、リベット等による組み立て工程を経て製作されていた。
また、光ダクトはアルミニウムなどの薄板で形成されており、前記したように変形したりたわみ易い。このため、建物躯体に光ダクトを取り付ける場合には、補強部材５１で補強し吊りワイヤなどを取り付ける必要があった。
このため、組み立て・設置に多くの工程を要していた。さらに部品点数も多く、製品のコストがアップするといった問題があった。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、本発明の目的は、組み立て、設置に多くの工数を必要とせず、必要とする薄板材料の使用量も少なく、さらに部品点数が少ない低コストな光ダクトを提供することである。

本発明においては、上記課題を次のようにして解決する。
（１）光ダクト装置を、少なくとも一方の面に反射面が形成された平面状のパネルと、すくなくとも該反射面と対向する面に反射面が形成された曲面状のパネルで構成する。そして、上記平面状のパネルの両端部に、上記曲面状のパネル側もしくは反パネル側に突出する取付部を形成し、上記曲面状のパネルの両端を該取付部に固定する。
上記曲面状のパネルは、少なくとも２以上のパネルで構成され、そのうち２枚のパネルの一方端を、上記平面状のパネルの取付部にそれぞれ固定し、該２枚のパネルの他方端を相互に、もしくは、反射面を備え該反射面が上記平面状のパネルに対向するように配置されたパネルを介して接続する。
（２）少なくとも一方の面に反射面が形成され、両端部に取付部を備えた第１の平面状のパネルを設置し、一方の面に反射面が形成された少なくとも２枚の第２のパネルの一方端を、該反射面が上記第１の平面状のパネルの反射面側を向くように配置して、上記第２のパネルの一方端を上記第１の平面状のパネルに設けられた取付部に固定し、第２のパネルの他方端を相互に、もしくは、反射面を備え該反射面が上記第１の平面状のパネルに対向するように配置された第３のパネルを介して相互に接続して、上記第２のパネルの反射面が凸もしくは凹になるように、第２のパネル、もしくは第２のパネルと第３のパネルを変形させ、光ダクトを組み立てる。

本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）少なくとも一方の面に反射面が形成された平面状のパネルと、少なくとも該反射面と対向する面に反射面が形成された曲面状のパネルで構成し、上記平面状のパネルの両端部に、上記曲面状のパネルの両端を固定するように構成したので、パネルをたわませて、取付部が形成された平面状のパネルの取り付け部に上記パネルの両端を取り付けるだけで、光ダクトの製作・組み立てをすることができ、従来のものに比べ、曲げ工程等の機械加工が少なく、また、リベット等で固定する部分も、断面が矩形状の光ダクトより少ない。
さらに、断面が矩形状の光ダクトでは、前記したように、変形したりたわまないように、補強部材を用いて補強する必要があったが、断面の一部が円弧状であるので、補強部材を用いることなく形状を保つことができる。このため、部品点数を少なくすることができる。また、組み立て、設置の工数も少なく、製造コストを削減することができる。
（２）光の搬送性能は、光ダクトを、光ダクトの長手方向に直交する平面で切ったときの断面積で決まるが、断面の一部を円弧状とすれば、少ない材料で断面が矩形状の光ダクトと同等の断面積の光ダクトを得ることができ、断面が矩形状の光ダクトと同等の光の搬送性能を得ることができる。
（３）さらに、曲面状のパネルを、少なくとも２以上のパネルで構成することで、断面積の大きな光ダクトを組み立てることが可能となる。

図１（ａ）は、本発明の光ダクトの断面構造を示す図である。
同図において、４１は光ダクトの上部構成材、４２は下部構成材であり、上部構造材４１、下部構造材４２は、少なくとも内面が鏡面のアルミニウム等の薄板で形成される。
下部構造材４２の両端部には、折り曲げ部４２ａが形成されており、平板状の上部構成材４１を同図に示すように、円弧状に変形させ、両端部を、例えば同図ａ，ｂの位置で上記折り曲げ部２ａにリベット等で固定することにより、本実施例の光ダクトが組み立てられる。
従来の断面が矩形状の光ダクトの上部構成材は平板状であり、補強部材がないと上部構成材が下方向にたわむといった問題があったが、本実施例の光ダクトは、上部構成材４１の断面が円弧状に形成されているので、比較的変形しにくく、上部構成材の形状を保持するための補強部材は必要ない。また、下部構成材４２の両端部に折り曲げ部４２ａが設けられているので、下部構成材４２の長手方向の剛性も比較的大きい。
したがって、従来の光ダクトのように、光ダクトの全周を囲む補強部材を用いることなく、光ダクトの断面形状を保つことができる。なお、図１（ａ）では、下部構成材４２を上側に折り曲げて折り曲げ部４２ａを形成した場合について示したが、下部構成材４２を同図の下側に折り曲げて、折り曲げ部を形成し、該折り曲げ部に上部構成材を固定するようにしてもよい。

上記光ダクトは、例えば、下部構成材４２の折り曲げ部４２ａの部分に、図１（ａ）（ｂ）に示すように、吊り金具５２を取り付け、従来の光ダクトと同様、この吊り金具５２に吊りワイヤ５３を取り付けて、吊りワイヤ５３の他端を建物躯体に取り付けて、光ダクトを上から吊り下げることで、建物内に設置する。
さらに、上部構成材４１にも、図１（ａ）（ｂ）に示すように吊りワイヤ５３を取り付け、吊りワイヤ５３の他端を建物躯体に取り付けることで、光ダクトを変形させることなく、設置することができる。
上記吊り金具５２は、例えば断面形状がＴ字状、あるいはＬ字状の金具であり、下部構成材４２の折り曲げ部４２ａの両側に取り付けられる。なお、下部構成材４２の幅方向の剛性が比較的小さい場合には、図１（ｃ）に示すように、下部構成材４２の下面を支持するように、下部構成材４２の幅方向の長さの吊り金具を用いてもよい。

図２は、本発明の実施例を示す図であり、上部構成材として２枚のパネルを用いた実施例を示している。
同図において、４１−１，４１−２は光ダクトの上部構成材、４２は下部構成材であり、図１と同様、上部構造材４１、下部構造材４２は、少なくとも内面が鏡面のアルミニウム等の薄板で形成される。
下部構造材４２の両端部には、折り曲げ部４２ａが形成されており、平板状の上部構成材４１−１、４１−２の一方端を、同図のａ，ｂの位置で折り曲げ部４２ａにリベット等で固定し、上記２枚の上部構成材４１−１、４１−２を円弧状に変形させ、上部構成材の他方端を、同図ｃの位置で、相互にリベット等で固定することにより、本実施例の光ダクトが組み立てられる。
建物躯体への光ダクトの設置方法は、図１に示したものと同様であり、下部構成材４２の折り曲げ部４２ａの部分に、吊り金具５２を取り付け、従来の光ダクトと同様、この吊り金具５２に吊りワイヤ５３を取り付けて、吊りワイヤ５３の他端を建物躯体に取り付けて、光ダクトを上から吊り下げる。さらに、上部構成材４１−１，４１−２の接続部にも、吊りワイヤ５３を取り付け、吊りワイヤ５３の他端を建物躯体に取り付けることで、光ダクトを変形させることなく、設置することができる。
本実施例の構成によれば、図１に示した光ダクトに比べ、より断面積の大きな光ダクトを構成することができる。

図３は、本発明の他の実施例の光ダクトの断面構造を示す図である。
図３（ａ）は前記図２の光ダクトにおいて、幅方向の長さを長くした場合の構成例を示す。
本実施例では、下部構成材４２の折り曲げ部４２ａが上方向に延長され、その端部に上部構成材４１−１，４１−２の一方端の端部がリベット等で固定される。そして、同図に示すように、２枚の上部構成材４１−１、４１−２を円弧状に変形させ、上部構成材の他方端を、同図ｃの位置で、相互にリベット等で固定することにより、本実施例の光ダクトが組み立てられる。
なお、下部構成材４２の折り曲げ部４２ａを上方向に延長せず、上部構造材４１−１，４１−２に折り曲げ部を設けて、該折り曲げ部の端部を下部構成材４２の折り曲げ部４２ａにリベット等で、固定するようにしてもよい。。
図３（ｂ）は、図３（ａ）の光ダクトにおいて、上部構成材を複数の上側に凸になっているパネルから構成した場合の構成例を示している。
本実施例は、上部構成材４１−１，４１−２の一方端を図３（ａ）と同様に、下部構成材４２に固定し、上部構成材４１−１，４１−２を、円弧状に変形させた複数枚のパネル４１−３を介して接続したものである。
建物躯体への光ダクトの設置方法は、図１に示したものと同様であり、下部構成材４２の折り曲げ部４２ａの部分に、吊り金具５２を取り付け、従来の光ダクトと同様、この吊り金具５２に吊りワイヤ５３を取り付けて、吊りワイヤ５３の他端を建物躯体に取り付けて、光ダクトを上から吊り下げる。さらに、上部構成材４１−１，４１−２の接続部にも、吊りワイヤ５３を取り付け、吊りワイヤ５３の他端を建物躯体に取り付けることで、光ダクトを変形させることなく、設置することができる。
図３（ｂ）の光ダクトの建物躯体への光ダクトの設置方法は、下部構成材４２の折り曲げ部４２ａの部分に、前記したように吊り金具５２を取り付け、吊り金具５２に吊りワイヤ５３を取り付けて、吊りワイヤ５３の他端を建物躯体に取り付け、さらに、上部構成材４１−１，４１−２、４１−３の接続部にも、吊りワイヤ５３を取り付け、吊りワイヤ５３の他端を建物躯体に取り付ける。
図３（ｂ）では上部構成材４１−１〜４１−３を上側が凸になるように変形させているが、図３（ｃ）に示すように、上部構成材４１−１〜４１−３を上側が凹になるように変形させてもよい。
上記のように上部構成材として、複数の上側に凸もしくは凹のパネルを用いることで、図１、図２に示した光ダクトに比べ、さらに断面積の大きな光ダクトを構成することができる。
なお、図２、図３においても、前記したように下部構成材４２を同図の下側に折り曲げて折り曲げ部を形成し、該折り曲げ部に上部構成材４１−１，４１−２を固定するようにしてもよい。

ところで、従来製作されていた断面が矩形状の光ダクトの断面寸法は、Ｗ１４００×Ｈ５００ｍｍであり、光ダクト取り付け時必要とされる床下寸法は７００ｍｍ程度になり、天井空間を大きく占有する。このため、フロアー階高も高くなり光ダクト導入に伴い建築費のコストアップの要因となっていた。
上記実施例の光ダクトにおいては、上部構成材が円弧状に形成され、設置スペースの形状の応じてある程度変形させることができるので、従来の断面が矩形状の光ダクトでは設置しにくい空間にも設置することができ、建物の構造材に生ずる空隙を利用し光ダクトを設置することが可能となる。
例えば、図４に示すように建物の構造材に生ずる空隙が開口部が広く奥が狭い形状等の特殊な形状であっても、光ダクトを設置スペースの形状に合わせて製作することなく、スペースを効率的に利用して、光ダクトを設置することができる。
このため、床材空間部などの構造材に生ずる空間を有効利用して、光ダクトを設置することができる。
また、設置スペースの形状等に応じて、前記平面状の下部構成材４２を適宜変形させ、例えば曲面状にして設置してもよい。
なお、図１〜図３では、光ダクトを吊りワイヤで吊って、水平に設置する場合について説明したが、本発明の光ダクトを縦型ダクトとして利用することもできる。この場合には、例えば前記吊り金具を建物の構造材などに直接固定する等して、建物内に設置する。

本発明の光ダクトの構成を示す図である。本発明の実施例の光ダクトの構成を示す図である。本発明の他の実施例の構成を示す図である。光ダクトの設置例を示す図である。光ダクト装置の概念図である。従来の光ダクトの構成例を示す図である。従来の光ダクトの設置例を示す図である。

符号の説明

１自然光
２採光口
３反射板
４光ダクト
４１上部構成材
４１ａ折り曲げ部
４２下部構成材
４２ａ折り曲げ部
５１補強部材
５２吊り金具
５３吊りワイヤ

Claims

建築物内に設置され、採光した自然光を室内に導光して室内の照明に利用する光ダクト装置であって、
上記光ダクト装置は、少なくとも一方の面に反射面が形成された平面状のパネルと、すくなくとも該反射面と対向する面に反射面が形成された曲面状のパネルで構成され、
上記曲面状のパネルは、少なくとも２以上のパネルで構成され、そのうち２枚のパネルの一方端が、上記平面状のパネルの取付部にそれぞれ固定され、該２枚のパネルの他方端が、相互に、もしくは、反射面を備え該反射面が上記平面状のパネルに対向するように配置されたパネルを介して接続され、
上記平面状のパネルの両端部に取付部が形成され、上記曲面状のパネルの両端が該取付部に固定されている
ことを特徴とする光ダクト装置。
建築物内に設置され、採光した自然光を室内に導光して室内の照明に利用する光ダクト装置の組み立て方法であって、
少なくとも一方の面に反射面が形成され、両端部に取付部を備えた第１の平面状のパネルを設置し、
少なくとも一方の面に反射面が形成された２枚の第２のパネルの一方端を、該反射面が上記第１の平面状のパネルの反射面側を向くように配置して、上記第２のパネルの一方端を上記第１の平面状のパネルに設けられた取付部に固定し、
第２のパネルの他方端を相互に、もしくは、反射面を備え該反射面が上記第１の平面状のパネルに対向するように配置された第３のパネルを介して相互に接続して、
上記第２のパネルの反射面が凸もしくは凹になるように、第２のパネル、もしくは第２のパネルと第３のパネルを変形させ、光ダクトを構成する
ことを特徴とする光ダクト装置の組み立て方法。