JPWO2016208619A1 - 採光装置 - Google Patents

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Abstract

既設の窓ガラス(100)を支持する窓枠(110)に貼り付けて用いられ、光透過性の第1基材(11)と、第1基材(11)の一方の面(11a)の外縁部に設けられ、窓枠(110)に貼り付けられる第1スペーサー(12)と、第1基材(11)の一方の面(11a)側に設けられた採光部材(13)と、を備え、採光部材(13)は、光透過性の第2基材(14)と、第2基材(14)の一方の面(14a)側に互いに隣接して設けられた複数の光透過性の突起状採光部(15)と、を備える採光装置(10)。

Description

本発明は、採光装置に関する。
本願は、2015年6月24日に、日本に出願された特願2015−126829号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
熱の移動によって、冷暖房効果の低下や、結露の発生等の建物内の快適さを損なう様々な問題が起こる。建物において、熱が最も移動しやすいのは窓である。そこで、窓に断熱効果が高い複層ガラスを設置することが望まれている。複層ガラスとしては、一対のガラス板のうち、屋外側のガラスにおける屋内側のガラスと対向する面に採光シートが設けられ、屋内側のガラスにおける屋外側のガラスと対向する面に低放射(Low Emissivity、Low−E)膜が設けられたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。このような複層ガラスは、新規の建物に適用することが前提となっており、既設の建物に適用することは難しかった。
そこで、既設の窓の上から、Low−E(Low Emissivity、低放射)ガラスをそのまま貼り付けるだけで、Low−Eペアガラスと同等の性能が得られる後付け窓が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特開2002−226237号公報 特許第4003908号公報
従来、採光シートが設けられた複層ガラスを導入するためには、窓周りの構造や専用のサッシ等を事前に設計する必要がある。あるいは、この複層ガラスを導入するために、ガラスごとまたはサッシごと取り換えるという大掛かりな工事が必要となる。そのため、コストが嵩むという課題があった。このような課題が、複層ガラスの普及の妨げとなっていた。また、Low−E膜は水分に弱く、大気と触れることによって徐々に劣化する。そのため、既設の窓にLow−Eガラスを貼り付けるまでの間に、Low−E膜が劣化して、機能を果たさなくなるという課題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、既設の窓ガラスや窓ガラスを支持する窓枠に貼り付けるだけで、採光システムと複層ガラス構造を導入することができる採光装置を提供することを目的とする。
本発明の1つの態様の採光装置は、既設の窓ガラスおよび該窓ガラスを支持する窓枠の少なくともいずれか一方に貼り付けて用いられる採光装置であって、光透過性の第1基材と、該第1基材の前記窓ガラスと対向する面の外縁部に設けられ、前記窓ガラスおよび前記窓枠の少なくともいずれか一方に貼り付けられる第1スペーサーと、前記第1基材の前記窓ガラスと対向する面側に設けられた採光部材と、を備え、前記採光部材は、光透過性の第2基材と、該第2基材の少なくとも前記窓ガラスと対向する面側に互いに隣接して設けられた複数の光透過性の突起状採光部と、を備える。
本発明の1つの態様の採光装置において、前記第1基材と前記採光部材の間にLow−E膜が形成されていてもよい。
本発明の1つの態様の採光装置において、前記Low−E膜が、前記第1基材における前記窓ガラスと対向する面において、前記採光部材に覆われていてもよい。
本発明の1つの態様の採光装置において、前記採光部材における前記Low−E膜と対向する面にガスバリア層が積層されていてもよい。
本発明の1つの態様の採光装置において、前記第1基材の前記窓ガラスと対向する面と反対側の面側における、前記採光部材と対向する位置に、前記窓ガラスの天地方向と垂直な方向に光を散乱させる光散乱部が設けられていてもよい。
本発明の1つの態様の採光装置において、光透過性の第3基材と、該第3基材の前記第1基材と対向する面の外縁部に設けられた第2スペーサーおよび光散乱部と、を有する光散乱装置を備え、前記光散乱装置は、前記第1基材の前記窓ガラスと対向する面と反対側の面に、前記第1基材に前記光散乱部が対向するように前記第2スペーサーを介して貼り付けられていてもよい。
本発明の1つの態様の採光装置において、前記光散乱部は、前記第1基材の前記窓ガラスと対向する面と反対側の面に形成された微細な凹凸からなり、前記微細な凹凸は、前記第1基材が前記第1スペーサーを介して、前記窓ガラスおよび前記窓枠の少なくともいずれか一方に貼り付けられたとき、前記第1基材の天地方向となる方向に沿って形成されていてもよい。
本発明の1つの態様の採光装置において、前記光散乱部は、前記第1基材の前記窓ガラスと対向する面と反対側の面に、互いに平行かつ隣接して設けられた複数の凸レンズからなり、前記複数の凸レンズは、前記第1基材が前記第1スペーサーを介して、前記窓ガラスおよび前記窓枠の少なくともいずれか一方に貼り付けられたとき、前記第1基材の天地方向となる方向に沿って設けられていてもよい。
本発明のいくつかの態様によれば、既設の窓ガラスや窓ガラスを支持する窓枠に貼り付けるだけで、採光システムと複層ガラス構造を導入することができる採光装置を提供することができる。
本発明の第1実施形態である採光装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の第2実施形態である採光装置の概略構成を示す断面図である。 エッチング法によって形成された微細な凹凸をなす疑似レンチキュラー構造を示す斜視図である。 光散乱部をなす凸レンズを示す斜視図である。 光散乱部の散乱特性を示すグラフである。 光散乱部の散乱特性を示すグラフである。 本発明の第3実施形態である採光装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の第4実施形態である採光装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の第4実施形態である採光装置の製造方法を示す概略断面図である。 本発明の第4実施形態である採光装置の製造方法を示す概略断面図である。 本発明の第4実施形態である採光装置の製造方法を示す概略断面図である。 本発明の第4実施形態である採光装置の製造方法を示す概略断面図である。 本発明の第4実施形態である採光装置の製造方法を示す概略断面図である。 本発明の第4実施形態である採光装置の概略構成を示す斜視図である。 本発明の第4実施形態である採光装置の施工方法を示す概略断面図である。 本発明の第4実施形態である採光装置の施工方法を示す概略断面図である。 本発明の第5実施形態である採光装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の第6実施形態である採光装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の第7実施形態である採光装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の第8実施形態である採光装置の概略構成を示す断面図である。 採光装置および照明調光システムを備えた部屋モデルであって、図16のJ−J’線に沿う断面図である。 部屋モデルの天井を示す平面図である。
本発明の採光装置の実施の形態について説明する。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴を分かりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。
[第1実施形態]
(採光装置)
図1は、本発明の第1実施形態である採光装置の概略構成を示す断面図である。
図1において、X方向を採光装置の第1基材の法線方向とし、Y方向をX方向と直交する方向(第1基材の幅方向)とし、Z方向をX方向およびY方向と直交する方向(第1基材の高さ方向)とする。
図1に示すように、本実施形態の採光装置10は、既設の窓ガラス100を支持する窓枠110に貼り付けて用いられる。採光装置10は、光透過性の第1基材11と、第1基材11の窓ガラス100(窓枠110)と対向する面(以下、「一方の面」と言う。)11aの外縁部に設けられ、窓枠110に貼り付けられる第1スペーサー12と、第1基材11の一方の面11aに設けられた採光部材13と、を備える。また、第1スペーサー12は、第1基材11の一方の面11aの外縁部全体(全周)にわたって設けられ、平面視した場合、枠状をなしている。
採光部材13は、光透過性の第2基材14と、第2基材14の一方の面14aに互いに隣接して設けられた複数の光透過性の突起状採光部15と、を備える。
突起状採光部15は、第2基材14の一方の面14aのうち、採光装置10を窓枠110に貼り付けた際、鉛直方向(天地方向)の上部側に配置される部分に設けられている。
また、互いに隣接する突起状採光部15の端縁が接している。
採光部材13は、粘着層16を介して、第1基材11の一方の面11aに設けられている。
第1基材11としては、例えば、矩形のものが用いられる。
第1基材11としては、光透過性の基材であれば特に限定されないが、例えば、ガラス基材、光透過性の樹脂からなる基材等が用いられる。光透過性の樹脂からなる基材としては、例えば、アクリル系ポリマー、オレフィン系ポリマー、ビニル系ポリマー、セルロース系ポリマー、アミド系ポリマー、フッ素系ポリマー、ウレタン系ポリマー、シリコーン系ポリマー、イミド系ポリマー等の光透過性の樹脂からなる基材が用いられる。第1基材11としては、具体的には、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、シクロオレフィンポリマー(COP)フィルム、ポリカーボネート(PC)フィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム、ポリエーテルサルホン(PES)フィルム、ポリイミド(PI)フィルム等の光透過性の基材が用いられる。
本実施形態における第1基材11の光透過性とは、JIS K7361−1に規定される全光線透過率が90%以上であることを言う。第1基材11の全光線透過率が90%以上であることにより、第1基材11は充分な透明性が得られる。
スペーサー12は、採光装置10を窓枠110に貼り付けた際、採光部材13が窓ガラス100に接触しないように、窓ガラス100と採光部材13の間隔を所定の大きさに保つための部材である。すなわち、スペーサー12の厚さ(図1におけるX方向の長さ)は、採光部材13の厚さ(図1におけるX方向の長さ)に応じて、適宜調整される。
スペーサー12は、アルミニウム製の中空型材からなる。また、スペーサー12の内部空間には、粒状のシリカゲル等の乾燥材が封入されている。また、スペーサー12の内側面12aには、図示しない吸湿窓が設けられている。これにより、採光装置10を窓枠110に貼り付けることによって、採光装置10と、窓ガラス110および窓枠110との間に形成される空間130内の湿気を、スペーサー12内の乾燥材によって除去することができる。
スペーサー12は、図示しないシール材を介して、第1基材11の一方の面11aに設けられる。
シール材としては、特に限定されないが、例えば、ブチルゴム等が挙げられる。
また、採光部材13は、日射吸収が小さいものが用いられる。採光部材13が日射線を吸収する場合、これを貼合した窓ガラス100が日射に曝されると、熱割れすることがある。そのため、採光部材13は、可能な限り日射線の吸収がないことが好ましい。日射線は、太陽から降り注ぐ300nm〜2500nmの放射線で定義される。その波長範囲の透過率、反射率によって、JIS A5759で規定される重価係数により日射透過率(6.4.4)、日射反射率(6.4.5)が算出される。日射吸収の指標(%)は、下記式(1)で表わされる値を指標として評価することができる。
日射吸収の指標(%)=100(%)−日射透過率(%)−日射反射率(%) (1)
すなわち、日射吸収の指標(%)は、100%から日射透過率(%)と日射反射率(%)を引いた値を指標として評価することができる。
本実施形態における採光部材13の日射吸収の指標(%)は、5(%)以下であることが好ましい。
本実施形態における採光部材13の日射吸収の指標(%)の値を、積分球を備えたスペクトロフォトメーターV−770(日本分光社製)で測定したところ、日射透過率は89.0(%)、日射反射率は10.5(%)、日射吸収の指標は0.5(%)であった。
第2基材14としては、例えば、アクリル系ポリマー、オレフィン系ポリマー、ビニル系ポリマー、セルロース系ポリマー、アミド系ポリマー、フッ素系ポリマー、ウレタン系ポリマー、シリコーン系ポリマー、イミド系ポリマー等からなる光透過性の基材が用いられる。第2基材14としては、具体的には、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、シクロオレフィンポリマー(COP)フィルム、ポリカーボネート(PC)フィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム、ポリエーテルサルホン(PES)フィルム、ポリイミド(PI)フィルム等の光透過性の基材が挙げられる。
本実施形態における第2基材14の光透過性は、第1基材11と同様に定義される。
突起状採光部15は、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂を含み、光透過性および感光性を有する有機材料で構成されている。有機材料としては、前記の樹脂に重合開始剤、カップリング剤、モノマー、有機溶媒等を混合してなる混合物が用いられる。さらに、重合開始剤は、安定剤、禁止剤、可塑剤、蛍光増白剤、離型剤、連鎖移動剤、他の光重合性単量体等の各種の追加成分を含んでいてもよい。また、有機材料としては、特許第4129991号に記載されている光透過性の有機材料が用いられる。
突起状採光部15の全光線透過率は、JIS K7361−1の規定において90%以上であることが好ましい。突起状採光部15の全光線透過率が90%以上であることにより、突起状採光部15は充分な透明性が得られる。
複数の突起状採光部15はそれぞれ、概ね一方向(Y方向)に長手方向を有しており、前記一方向は、矩形形状を有する第2基材14の1辺と平行な方向に配置されている。本実施形態の場合、複数の突起状採光部15はそれぞれ、Y方向に延びる一定幅のストライプ状の突起部として構成されている。複数の突起状採光部15の長手方向はそれぞれ、矩形形状を有する第2基材14の1辺と平行な方向に配置されている。複数の突起状採光部15のそれぞれにおける突起状採光部15の幅方向と平行な断面(XZ断面)の形状は台形、三角形または五角形以上の多角形である。図1では、突起状採光部15の幅方向と平行な断面の形状が五角形である場合を示す。
突起状採光部15の短手方向の幅をwとしたとき、複数の突起状採光部15の幅wは、全て等しくなっている。突起状採光部15の幅wは、例えば、10μm〜1000μmである。
また、突起状採光部15の第2基材14の一方の面14aを基準とする高さ(突起状採光部15の第2基材14の法線方向(X方向)の高さ)をhとしたとき、複数の突起状採光部15の高さhは、全て等しくなっている。突起状採光部15の高さhは、例えば、10μm〜1000μmである。
粘着層16を構成する材料としては、例えば、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤等が挙げられる。これらの中でも、アクリル系粘着剤が好適に用いられる。
アクリル系粘着剤は、アクリル系単量体単位を主成分として含む重合体である。アクリル系単量体としては、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、(無水)マレイン酸、(無水)フマル酸、クロトン酸、および、これらのアルキルエステルが挙げられる。ここで、(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸およびメタクリル酸の総称である。(メタ)アクリレートも同様である。アクリル系単量体の中でも、(メタ)アクリル酸またはそのアルキルエステルを主成分とするものが好ましい。
アクリル系粘着剤には、その凝集力を高めるために、架橋剤と架橋点となりうる官能基が含まれる。
架橋剤としては、メラミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、金属酸化物、金属塩、金属水酸化物、金属キレート、ポリイソシアネート、カルボキシ基含有ポリマー、酸無水物、ポリアミン等が挙げられる。すなわち、架橋剤としては、架橋点となりうる官能基(例えば、ヒドロキシ基、グリシジル基等)を有する単量体が用いられる。架橋点となりうる官能基を有する単量体としては、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、アクリル系粘着剤には、密着力を調整するために、シランカップリング剤を含有させてもよい。シランカップリング剤としては、分子内にアルコキシシリル基を少なくとも1個有する有機ケイ素化合物が好適に用いられる。
さらに、アクリル系粘着剤には、紫外線吸収剤が含まれていてもよい。紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリシレート系、シアノアクリレート系、トリアジン系、オキザニリド系、ニッケル錯塩系、無機系等の紫外線吸収剤が挙げられる。
採光装置10は、突起状採光部15の並び方向が鉛直方向(天地方向)となるように窓ガラス100を支持する窓枠110に貼り付けられる。このとき、スペーサー12は、図示しないシール材を介して、窓枠110に貼り付けられる。
シール材としては、特に限定されないが、例えば、ブチルゴム等が挙げられる。
採光装置10の上方から差し込んだ光は、突起状採光部15内と第2基材14の他方の面14bで屈折し、採光装置10の上方に向けて射出される。採光装置10の上方に向けて射出された光は、屋内の天井や屋内の奥まで導かれ、屋内を明るく照らす。
本実施形態の採光装置10によれば、既設の窓ガラス100を支持する窓枠110に採光装置10を貼り付けるだけで、窓ガラス100に採光装置10を設置することができる。
本実施形態の採光装置10によれば、サッシを取り換えることなく、採光装置を設置することができる。そのため、サッシを取り換える費用が不要となり、経済性が向上する。また、サッシを取り換える工程を省くことができるため、工程を短縮することができ、施工性が向上する。
また、既設の窓ガラス100に採光装置10を貼り付けるだけで採光システムを導入することができる。そのため、窓ガラス100に対して必要最小限の部材を付加することにより、採光システムを導入することができる。
また、既設の窓ガラス100と採光装置10からなる複層ガラス構造を形成することにより、屋内に光を採り入れつつ、熱を遮断する、高い省エネルギー性を有する採光システムを導入することができる。
なお、本実施形態では、互いに隣接する突起状採光部15の端縁が接している場合を例示したが、本実施形態はこれに限定されない。本実施形態にあっては、互いに隣接する突起状採光部15における第2基材14側の端面の一部が重なり合うように、互いに隣接する突起状採光部15の端縁が繋がっていてもよい。また、互いに隣接する突起状採光部15の全てにおいて、互いに隣接する突起状採光部15の一部が接していなくてもよい。例えば、複数の突起状採光部15のうちの一部の突起状採光部15において、互いに隣接する1組の突起状採光部15の一部が接していてもよい。すなわち、複数の突起状採光部15には、互いに隣接する1組の突起状採光部15の一部が接している構成が含まれていればよい。
また、本実施形態の採光装置10は、後述するLow−E膜やガスバリア層が設けられていてもよい。
[第2実施形態]
(採光装置)
図2は、本発明の第2実施形態である採光装置の概略構成を示す断面図である。図2において、図1に示した第1実施形態の採光装置と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
図2において、X方向を採光装置の第1基材の法線方向とし、Y方向をX方向と直交する方向(第1基材の幅方向)とし、Z方向をX方向およびY方向と直交する方向(第1基材の高さ方向)とする。
図2に示すように、本実施形態の採光装置200は、既設の窓ガラス100を支持する窓枠110に貼り付けて用いられる。採光装置200は、光透過性の第1基材11と、第1基材11の一方の面11aの外縁部に設けられ、窓枠110に貼り付けられる第1スペーサー12と、第1基材11の一方の面11aに設けられた採光部材13と、第1基材11の窓ガラス100と対向する面と反対側の面(以下、「他方の面」と言う。)11bにおける、採光部材13と対向する位置に設けられた光散乱部210と、を備える。
光散乱部210は、第1基材11の他方の面11bにおける、採光部材13と対向する位置に設けられる。光散乱部210は、図2に示すように、少なくとも第1基材11の他方の面11bにおける、採光部材13を構成する突起状採光部15と対向する位置に設けられていればよい。
光散乱部210は、窓ガラス100の天地方向と垂直な方向に光を散乱させる。
光散乱部210は、例えば、図2に示すように、第1基材11の他方の面11bに形成された微細な凹凸220からなる。微細な凹凸220は、第1基材11が第1スペーサー12を介して、窓枠110に貼り付けられたとき、第1基材11の鉛直方向(天地方向)となる方向に沿って形成されている。
微細な凹凸220の形成方法は、特に限定されないが、例えば、後述するエッチング法、サンドブラスト法等の形成方法によって形成される。エッチング法によって形成された微細な凹凸220は、例えば、図3に示すような疑似レンチキュラー構造をなしている。
また、光散乱部210は、図4に示すように、第1基材11の他方の面11bに、互いに平行かつ隣接して設けられた複数の凸レンズ230からなるものであってもよい。複数の凸レンズ230は、第1基材11が第1スペーサー12を介して、窓枠110に貼り付けられたとき、第1基材11の鉛直方向(天地方向)となる方向に沿って形成されている。凸レンズ230は、第1基材11自体が加工されて、第1基材11と一体化されたものでもよいし、第1基材11と別体のものであってもよい。
凸レンズ230の形状や大きさを変えることにより、光散乱部210において光を散乱(拡散)する強度を変えることができる。
凸レンズ230の材質としては、例えば、熱可塑性ポリマーや熱硬化性樹脂、光重合性樹脂等の樹脂類等からなる光透過性の樹脂が用いられる。光透過性の樹脂としては、例えば、アクリル系ポリマー、オレフィン系ポリマー、ビニル系ポリマー、セルロース系ポリマー、アミド系ポリマー、フッ素系ポリマー、ウレタン系ポリマー、シリコーン系ポリマー、イミド系ポリマー等が挙げられる。光透過性の樹脂としては、具体的には、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルホン(PES)、ポリイミド(PI)等が挙げられる。
本実施形態では、凸レンズ230の全光線透過率は、例えば、90%以上が好ましい。
これにより、十分な透明性が得られる。
凸レンズ230の光拡散パターン(凹凸形状)は、フォトリソグラフィーでパターン形成した後、必要に応じて熱だれ処理を行うことにより、第1基材11の他方の面11b側に形成することができる。そのため、凸レンズ230を容易にパターニングできるとともに、ステップアンドリピートによって、パターンを継ぐことによって大面積で形成することもできる。
採光装置に光拡散性が付与されていない場合、採光装置の採光部材で採光された外光(太陽光)は、直進的に部屋に入射する。従って、晴天日のように、太陽光が採光装置を直射する日には、採光部材によって屈折された太陽光を部屋の中に入射してしまい、(採光装置の設置高さや太陽の位置によっては)本来、天井を照射する光線が人の眼に直接、入射することがある。このように人の眼に直接、入射する光線は眩しいため、不快なグレアと認識される。太陽光は、輝度と指向性の非常に高い点光源とみなすことができる。そのため、太陽光が直進的に部屋に入射した場合、太陽光は、高輝度・高指向性という特性を備えたまま部屋に入射する。このように部屋に直進的に入射した太陽光が、万一、人の眼に入射した場合、とても眩しく感じてしまう。
光散乱部210は、上述のグレアを防止することを1つの目的として、採光装置200に備えられる。採光装置200内に入射した太陽光を含む外光は、採光装置200を出射する前に拡散された、和らげられた光に変換されることが好ましい。光が拡散されることによって、特定方向の輝度が低減され、グレアを引き起こし難くなる。光散乱部210によって、採光装置200から出射する光を、窓ガラス100の天地方向と垂直な方向に散乱させる。これにより、窓ガラス100の天地方向と垂直な方向の光の輝度が低減され、グレアを引き起こし難くなる。採光装置200から出射する光を、窓ガラス100の天地方向と垂直な方向に散乱させると、部屋の奥に届く光量は少なくなるものの、部屋の天地方向と垂直な方向への光の拡がりが得られる利点がある。光を部屋の天地方向と垂直な方向に拡げることによって、窓が小さくても、部屋の天地方向と垂直な方向に、部屋全体を明るく照らすことができる、窓ガラス(部屋)に太陽が斜めから差し込んでも、部屋の中央部を明るく照らすことができる等の利点がある。
図5Aおよび図5Bは、本実施形態の採光装置200に設けられる光散乱部210の散乱特性を示すグラフである。測定時の光学系では、光散乱部210に対して、光源から垂直方向から光を照射し、光散乱部210に対して光源とは反対側に設けられた受光器を極角方向に動かして、その受光器で光を受光し、照明の透過強度を測定する。この測定によって得られるグラフでは、透過強度が最大になる場合を透過強度1とした。
本実施形態における光散乱部210は、窓ガラス100の天地方向と垂直な方向に、光を散乱(拡散)させる度合いが大きいことが好ましい。詳細には、光散乱部210は、散乱特性を示すグラフにおいて、半値全幅が15度以上70度以下であることがより好ましい。半値全幅が15度未満では、窓ガラス100の天地方向と垂直な方向における光の拡がりが小さ過ぎる。そのため、太陽光が和らげられずに、人の眼に直接、入射し、グレアと認識されるため好ましくない。一方、半値全幅が70度を超えると、窓ガラス100の天地方向と垂直な方向における光の拡がりが大き過ぎる。そのため、光散乱部210の光の透過量が低下する一因となるので好ましくない。また、光散乱部210は、窓ガラス100の天地方向(天井方向)に、光を散乱(拡散)させる度合いが小さいことが好ましい。詳細には、光散乱部210は、散乱特性を示すグラフにおいて、半値全幅が10度以下程度であることがより好ましい。
上述の通り、光散乱部210は、窓ガラス100の天地方向と垂直な方向に、光を散乱(拡散)させる度合いが大きいことが好ましい。しかしながら、光散乱部210は、窓ガラス100の天地方向に、光をあまり散乱(拡散)させないことが好ましい。光を窓ガラス100の天地方向に大きく散乱(拡散)させると、光が天井方向のみならず、床側にも拡散する。そのため、その光が床側に居る人の眼に直接、入射し、グレアと認識される。従って、光散乱部210は、窓ガラス100の天地方向と垂直な方向に、光を散乱(拡散)させる度合いが大きく、窓ガラス100の天地方向に、光を散乱(拡散)させる度合いが小さいことが好ましい。
図5Aに示すように、本実施形態では、光散乱部210は、窓ガラス100の天地方向と垂直な方向の半値全幅が68度であり、光が大きく拡散している。一方、光散乱部210は、窓ガラス100の天地方向の半値全幅が5度であり、光がほとんど拡散していない。
図5Bに示すように、本実施形態では、光散乱部210は、窓ガラス100の天地方向と垂直な方向の半値全幅が34度であり、光が大きく拡散している。一方、光散乱部210は、窓ガラス100の天地方向の半値全幅が3度であり、光がほとんど拡散していない。
本実施形態の採光装置200によれば、既設の窓ガラス100を支持する窓枠110に採光装置200を貼り付けるだけで、窓ガラス100に採光装置200を設置することができる。
本実施形態の採光装置200によれば、サッシを取り換えることなく、採光装置を設置することができる。そのため、サッシを取り換える費用が不要となり、経済性が向上する。また、サッシを取り換える工程を省くことができるため、工程を短縮することができ、施工性が向上する。
また、既設の窓ガラス100に採光装置200を貼り付けるだけで採光システムを導入することができる。そのため、窓ガラス100に対して必要最小限の部材を付加することにより、採光システムを導入することができる。
また、既設の窓ガラス100と採光装置200からなる複層ガラス構造を形成することにより、屋内に光を採り入れつつ、熱を遮断する、高い省エネルギー性を有する採光システムを導入することができる。
また、第1基材11の他方の面11bにおける、採光部材13と対向する位置に光散乱部210が設けられている。そのため、部屋の天井側において光を効率的に採り入れることができる一方で、部屋の中に居る人にグレアを認識させることがない。
なお、本実施形態の採光装置200は、後述するLow−E膜やガスバリア層が設けられていてもよい。
[第3実施形態]
(採光装置)
図6は、本発明の第3実施形態である採光装置の概略構成を示す断面図である。図6において、図1に示した第1実施形態の採光装置と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
図6において、X方向を採光装置の第1基材の法線方向とし、Y方向をX方向と直交する方向(第1基材の幅方向)とし、Z方向をX方向およびY方向と直交する方向(第1基材の高さ方向)とする。
図6に示すように、本実施形態の採光装置300は、既設の窓ガラス100に貼り付けて用いられる。採光装置300は、光透過性の第1基材11と、第1基材11の一方の面11aの外縁部に設けられ、窓ガラス100に貼り付けられる第1スペーサー12と、第1基材11の一方の面11aに設けられた採光部材13と、第1基材11と採光部材13の間に形成されたLow−E膜310と、を備える。
Low−E膜310は第1基材11の一方の面11aに形成され、そのLow−E膜310上に採光部材13が設けられている。また、図6に示すように、Low−E膜310は、第1基材11の一方の面11aにおいて、粘着層16を介して、採光部材13に覆われていることが好ましい。すなわち、採光部材13は、粘着層16を介して、Low−E膜310における第1基材11の一方の面11aと接する面とは反対側の面310aに設けられている。
ここで、Low−E膜310が、第1基材11の一方の面11aにおいて、採光部材13に覆われているとは、第1基材11の一方の面11a側から見た場合、採光部材13の面積がLow−E膜310の面積よりも大きく、採光部材13の外縁からLow−E膜310が突出しないように、Low−E膜310上に採光部材13が設けられていることを言う。
Low−E膜310は、第1の酸化物膜、銀(Ag)膜、第2の酸化物膜がこの順に積層されてなる熱線遮蔽膜である。第1の酸化物膜は、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化タングステン、アンチモン含有酸化スズおよびスズ含有酸化インジウム等の金属の酸化物から構成される。第2の酸化物膜は、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化タングステン、アンチモン含有酸化スズおよびスズ含有酸化インジウム等の金属の酸化物から構成される。
第1の酸化物膜および第2の酸化物膜は、銀膜の保護膜として機能する。
Low−E膜310の全光線透過率は、JIS K7361−1の規定において90%以上であることが好ましい。Low−E膜310の全光線透過率が90%以上であることにより、Low−E膜310は充分な透明性が得られる。
Low−E膜310の厚さは、全光線透過率が上記の範囲を満たす範囲であれば特に限定されない。また、Low−E膜310の厚さは、目的とする断熱効果を得るために適宜調整される。
本実施形態の採光装置300によれば、既設の窓ガラス100に採光装置300を貼り付けるだけで、窓ガラス100に採光装置300を設置することができる。
本実施形態の採光装置300によれば、サッシを取り換えることなく、採光装置を設置することができる。そのため、サッシを取り換える費用が不要となり、経済性が向上する。また、サッシを取り換える工程を省くことができる。そのため、工程を短縮することができ、施工性が向上する。
また、既設の窓ガラス100に採光装置300を貼り付けるだけで採光システムを導入することができる。そのため、窓ガラス100に対して必要最小限の部材を付加することにより、採光システムを導入することができる。
また、既設の窓ガラス100と採光装置300からなる複層ガラス構造を形成することにより、屋内に光を採り入れつつ、熱を遮断する、高い省エネルギー性を有する採光システムを導入することができる。
また、第1基材11と採光部材13の間に、熱線遮蔽膜であるLow−E膜310が形成されている。そのため、部屋の断熱効果を高めることができる。
また、Low−E膜310は、第1基材11の一方の面11aにおいて、採光部材13に覆われている。そのため、採光部材13によって、Low−E膜310が空気中の水分(湿気)と直接接触することを避けて、大気に長時間曝しておくと、大気中の水分(湿気)により劣化しやすいLow−E膜310を保護することができる。
[第4実施形態]
(採光装置)
図7は、本発明の第4実施形態である採光装置の概略構成を示す断面図である。図7において、図1に示した第1実施形態の採光装置、図2に示した第2実施形態の採光装置および図6に示した第3実施形態の採光装置と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
図7において、X方向を採光装置の第1基材の法線方向とし、Y方向をX方向と直交する方向(第1基材の幅方向)とし、Z方向をX方向およびY方向と直交する方向(第1基材の高さ方向)とする。
図7に示すように、本実施形態の採光装置400は、既設の窓ガラス100に貼り付けて用いられる。採光装置400は、光透過性の第1基材11と、第1基材11の一方の面11aの外縁部に設けられ、窓ガラス100に貼り付けられる第1スペーサー12と、第1基材11の一方の面11aに設けられた採光部材13と、第1基材11の他方の面11bにおける、採光部材13と対向する位置に設けられた光散乱部210と、第1基材11と採光部材13の間に形成されたLow−E膜310と、を備える。
Low−E膜310は第1基材11の一方の面11aに形成され、そのLow−E膜310上に採光部材13が設けられている。また、図7に示すように、Low−E膜310は、第1基材11の一方の面11aにおいて、採光部材13に覆われていることが好ましい。
光散乱部210は、微細な凹凸220からなる。また、光散乱部210は、第1基材11の他方の面11bにおける、採光部材13と対向する位置に設けられる。光散乱部210は、図7に示すように、少なくとも第1基材11の他方の面11bにおける、採光部材13を構成する突起状採光部15と対向する位置に設けられていればよい。本実施形態では、第1基材11に設けられた光散乱部210と、採光部材13の突起状採光部15とが、Low−E膜310を介して対向している。
本実施形態の採光装置400によれば、既設の窓ガラス100に採光装置400を貼り付けるだけで、窓ガラス100に採光装置400を設置することができる。
本実施形態の採光装置400によれば、サッシを取り換えることなく、採光装置を設置することができる。そのため、サッシを取り換える費用が不要となり、経済性が向上する。また、サッシを取り換える工程を省くことができる。そのため、工程を短縮することができ、施工性が向上する。
また、既設の窓ガラス100に採光装置400を貼り付けるだけで採光システムを導入することができる。そのため、窓ガラス100に対して必要最小限の部材を付加することにより、採光システムを導入することができる。
また、既設の窓ガラス100と採光装置400からなる複層ガラス構造を形成することにより、屋内に光を採り入れつつ、熱を遮断する、高い省エネルギー性を有する採光システムを導入することができる。
また、第1基材11の他方の面11bにおける、採光部材13と対向する位置に光散乱部210が設けられている。そのため、部屋の天井側において光を効率的に採り入れることができる一方で、部屋の中に居る人にグレアを認識させることがない。
また、第1基材11と採光部材13の間に、熱線遮蔽膜であるLow−E膜310が形成されているため、部屋の断熱効果を高めることができる。
(採光装置の製造方法)
図8A、図8B、図8C、図8D、図8Eおよび図9を参照して、本実施形態の採光装置の製造方法を説明する。
図8A、図8B、図8C、図8Dおよび図8Eにおいて、図1に示した第1実施形態の採光装置、図2に示した第2実施形態の採光装置、図6に示した第3実施形態の採光装置および図7に示した第4実施形態の採光装置と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
まず、図8Aに示すように、第1基材11の他方の面11bにおける、採光部材13と対向する位置に、微細な凹凸220からなる光散乱部210を形成する。このとき、少なくとも第1基材11の他方の面11bにおける、採光部材13を構成する突起状採光部15と対向する位置に光散乱部210を形成する。
第1基材11の他方の面11bに微細な凹凸220を形成するには、例えば、第1基材11の他方の面11bに金剛砂を吹き付ける方法(サンドブラスト法)、第1基材11の他方の面11bを研磨する方法、第1基材11の他方の面11bを化学処理により腐食させる方法(ウエットエッチング法)等が用いられる。
次いで、図8Bに示すように、スパッタリング法により、第1基材11の一方の面11aにLow−E膜310を形成する。Low−E膜310は、第1の酸化物膜、銀(Ag)膜、第2の酸化物膜がこの順に積層されてなる。よって、Low−E膜310を形成するには、まず、スパッタリング法により、第1基材11の一方の面11aに第1の酸化物膜を形成する。次に、スパッタリング法により、第1の酸化物膜上に銀膜を形成する。次に、スパッタリング法により、銀膜上に第2の酸化物膜を形成する。
Low−E膜310は、スパッタリング法により、一旦、第1基材11の一方の面11aに形成される。しかし、後の工程にて、スペーサー12を貼り付けるためのブチルゴムを接着するための部分に形成されたLow−E膜310、すなわち、第1基材11の一方の面11aの外縁部に形成されたLow−E膜310は、トリミングにより除去される。
次いで、図8Cに示すように、ドライラミネート法等により、第1基材11の一方の面11aに形成されたLow−E膜310を覆うように、採光部材13を設ける。
採光部材13としては、光透過性の第2基材14と、第2基材14の一方の面14aに互いに隣接して設けられた複数の光透過性の突起状採光部15と、を備えるものを用いる。また、第2基材14の他方の面14bには、予め粘着層16となるアクリル系の粘着剤が、塗布またはラミネートされている。
次いで、図8Dに示すように、Low−E膜310がトリミングにより除去された、第1基材11の一方の面11aの外縁部(矩形状の第1基材11の四辺近傍)にブチルゴム510を接着する。
ブチルゴムとしては、複層ガラス化された後は湿気を遮断することが望ましいため、非透湿性の材料が好適に用いられる。
次いで、図8Eに示すように、第1基材11の一方の面11aの外縁部に接着されたブチルゴム510を介して、第1基材11の一方の面11aの外縁部にスペーサー12を貼り付ける。
以上により、本実施形態の採光装置400が得られる。
得られた採光装置400は、図9に示すように、第1基材11の一方の面11aにLow−E膜310が設けられ、そのLow−E膜310を覆うように、採光部材13が設けられている。また、第1基材11の一方の面11aにおいて、Low−E膜310と採光部材13からなる積層体の外縁を囲むように、スペーサー12が設けられている。
(採光装置の施工方法)
図10Aおよび図10Bを参照して、本実施形態の採光装置の製造方法を説明する。
採光装置400を貼り付ける窓ガラス100は、窓枠110によって支持されている。
また、窓枠110は、サッシ120によって支持されている。
窓ガラス100に採光装置400を貼り付けるには、まず、図10Aに示すように、スペーサー12の外縁部におけるブチルゴム510が接着されている面とは反対側の面に、ブチルゴム520を接着する。ブチルゴム520としては、ブチルゴム510と同様のものが用いられる。
次に、図10Aに示すように、窓ガラス100の一方の面(屋内側の面)100aにスペーサー12が対向するように、窓ガラス100と間隔を置いて、採光装置400を配置する。
次に、図10Aに示すように、窓ガラス100と採光装置400の外縁部(4辺)に沿って、窓ガラス100と採光装置400の間に挟み込むように、スポンジゴム610を取り付ける。この際、図10Aに示すように、窓ガラス100と採光装置400の外縁部に、所々に(間隔を置いて)、高さの異なる2種のスポンジゴム620,630(第1のスポンジゴム620、第2のスポンジゴム630)を取り付ける。これにより、窓ガラス100と採光装置400の間に隙間がなくならないようにし、ひいては、採光装置400とスポンジゴム610の間の隙間がなくならないようにする。すなわち、厚さが大きい(高さが高い)第1のスポンジゴム620を設けることにより、厚さが小さい(高さが低い)第2のスポンジゴム630と採光装置400の間に隙間が形成されるようにする。後の工程にて、この隙間から、スペーサー12を第1基材11の一方の面11aに貼り付けるためのブチルゴム510とは別に、窓ガラス100と採光装置400の間の隙間に、ブチルゴム等の2次シール材640を注入する。
次に、図10Bに示すように、スポンジゴム610を取り付けると同時に、窓ガラス100と並行になるように、採光装置400を近付け、窓ガラス100に採光装置400を押し付けて、窓ガラス100に採光装置400を圧着する。その後、窓ガラス100と採光装置400の間の隙間に、ブチルゴム等の2次シール材640を注入する。これにより、既設の窓ガラス100と採光装置400からなる複層ガラス構造を形成する。
このように既設の窓ガラス100に採光装置400を貼り付けることにより、窓ガラス100に採光装置400を設置することができる。
本実施形態の採光装置400によれば、サッシを取り換えることなく、採光装置を設置することができる。そのため、サッシを取り換える費用が不要となり、経済性が向上する。また、サッシを取り換える工程を省くことができる。そのため、工程を短縮することができ、施工性が向上する。
また、既設の窓ガラス100に採光装置400を貼り付けるだけで採光システムを導入することができる。そのため、窓ガラス100に対して必要最小限の部材を付加することにより、採光システムを導入することができる。
また、既設の窓ガラス100と採光装置400からなる複層ガラス構造を形成することにより、屋内に光を採り入れつつ、熱を遮断する、高い省エネルギー性を有する採光システムを導入することができる。
[第5実施形態]
(採光装置)
図11は、本発明の第5実施形態である採光装置の概略構成を示す断面図である。図11において、図1に示した第1実施形態の採光装置および図6に示した第3実施形態の採光装置と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
図11において、X方向を採光装置の第1基材の法線方向とし、Y方向をX方向と直交する方向(第1基材の幅方向)とし、Z方向をX方向およびY方向と直交する方向(第1基材の高さ方向)とする。
図11に示すように、本実施形態の採光装置700は、既設の窓ガラス100に貼り付けて用いられる。採光装置700は、光透過性の第1基材11と、第1基材11の一方の面11aの外縁部に設けられ、窓ガラス100に貼り付けられる第1スペーサー12と、第1基材11の一方の面11aに設けられた採光部材13と、第1基材11と採光部材13の間に形成されたLow−E膜310と、採光部材13におけるLow−E膜310と対向する面に積層されたガスバリア層710と、を備える。
本実施形態の採光装置700では、採光部材13とLow−E膜310の間に、ガスバリア層710が設けられている。
ガスバリア層710は、採光部材13を構成する第2基材14の他方の面14bに順に積層された第1のガスバリア層720と第2のガスバリア層730からなる。ガスバリア層710は、第2基材14に水蒸気バリア性を付与するために設けられる。また、図11に示すように、Low−E膜310は、第1基材11の一方の面11aにおいて、粘着層16を介して、ガスバリア層710に覆われていることが好ましい。すなわち、ガスバリア層710が設けられた採光部材13は、粘着層16を介して、Low−E膜310における第1基材11の一方の面11aと接する面とは反対側の面310aに設けられている。これにより、第2基材14に設けられたガスバリア層710で覆われているLow−E膜310が、水蒸気に曝されることを防止できる。
第1のガスバリア層720は、第2基材14の他方の面14bに、蒸着法により形成された無機蒸着バリア層である。無機蒸着バリア層は、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等から形成される。
第2のガスバリア層730は、第2基材14の他方の面14bに形成された第1のガスバリア層720上に、バリア性樹脂フィルムやバリア樹脂コートフィルムが積層(貼着)されてなる。
バリア性樹脂フィルムとしては、例えば、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂、ポリビニルアルコール、バリアナイロン等のバリア性樹脂からなるフィルムが用いられる。
バリア樹脂コートフィルムとしては、例えば、ポリ塩化ビニリデン等からなるフィルムが用いられる。
本実施形態の採光装置700によれば、既設の窓ガラス100に採光装置700を貼り付けるだけで、窓ガラス100に採光装置700を設置することができる。
本実施形態の採光装置700によれば、サッシを取り換えることなく、採光装置を設置することができる。そのため、サッシを取り換える費用が不要となり、経済性が向上する。また、サッシを取り換える工程を省くことができる。そのため、工程を短縮することができ、施工性が向上する。
また、既設の窓ガラス100に採光装置700を貼り付けるだけで採光システムを導入することができる。そのため、窓ガラス100に対して必要最小限の部材を付加することにより、採光システムを導入することができる。
また、既設の窓ガラス100と採光装置700からなる複層ガラス構造を形成することにより、屋内に光を採り入れつつ、熱を遮断する、高い省エネルギー性を有する採光システムを導入することができる。
また、第1基材11と採光部材13の間に、熱線遮蔽膜であるLow−E膜310が形成されている。そのため、部屋の断熱効果を高めることができる。
また、採光部材13を構成する第2基材14の他方の面14bに、第1のガスバリア層720と第2のガスバリア層730からなるガスバリア層710が積層されている。そのため、ガスバリア層710によって、Low−E膜310が空気中の水分(湿気)と直接接触することを避けて、大気に長時間曝しておくと、大気中の水分(湿気)により劣化しやすいLow−E膜310を保護する効果をより高めることができる。
[第6実施形態]
(採光装置)
図12は、本発明の第6実施形態である採光装置の概略構成を示す断面図である。図12において、図1に示した第1実施形態の採光装置、図2に示した第2実施形態の採光装置、図6に示した第3実施形態の採光装置および図11に示した第5実施形態の採光装置と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
図12において、X方向を採光装置の第1基材の法線方向とし、Y方向をX方向と直交する方向(第1基材の幅方向)とし、Z方向をX方向およびY方向と直交する方向(第1基材の高さ方向)とする。
図12に示すように、本実施形態の採光装置800は、既設の窓ガラス100に貼り付けて用いられる。採光装置800は、光透過性の第1基材11と、第1基材11の一方の面11aの外縁部に設けられ、窓ガラス100に貼り付けられる第1スペーサー12と、第1基材11の一方の面11aに設けられた採光部材13と、第1基材11と採光部材13の間に形成されたLow−E膜310と、採光部材13におけるLow−E膜310と対向する面に積層されたガスバリア層710と、第1基材11の他方の面11bにおける、採光部材13と対向する位置に設けられた光散乱部210と、を備える。
光散乱部210は、第1基材11の他方の面11bにおける、採光部材13と対向する位置に設けられるが、図12に示すように、少なくとも第1基材11の他方の面11bにおける、採光部材13を構成する突起状採光部15と対向する位置に設けられていればよい。本実施形態では、第1基材11に設けられた光散乱部210と、採光部材13の突起状採光部15とが、Low−E膜310を介して対向している。
本実施形態の採光装置800によれば、既設の窓ガラス100に採光装置800を貼り付けるだけで、窓ガラス100に採光装置800を設置することができる。
本実施形態の採光装置800によれば、サッシを取り換えることなく、採光装置を設置することができる。そのため、サッシを取り換える費用が不要となり、経済性が向上する。また、サッシを取り換える工程を省くことができる。そのため、工程を短縮することができ、施工性が向上する。
また、既設の窓ガラス100に採光装置800を貼り付けるだけで採光システムを導入することができる。そのため、窓ガラス100に対して必要最小限の部材を付加することにより、採光システムを導入することができる。
また、既設の窓ガラス100と採光装置800からなる複層ガラス構造を形成することにより、屋内に光を採り入れつつ、熱を遮断する、高い省エネルギー性を有する採光システムを導入することができる。
また、第1基材11の他方の面11bにおける、採光部材13と対向する位置に光散乱部410が設けられている。そのため、部屋の天井側において光を効率的に採り入れることができる一方で、部屋の中に居る人にグレアを認識させることがない。
また、第1基材11と採光部材13の間に、熱線遮蔽膜であるLow−E膜310が形成されている。そのため、部屋の断熱効果を高めることができる。
また、採光部材13を構成する第2基材14の他方の面14bに、第1のガスバリア層720と第2のガスバリア層730からなるガスバリア層710が積層されている。そのため、ガスバリア層710によって、Low−E膜310が空気中の水分(湿気)と直接接触することを避けて、大気に長時間曝しておくと、大気中の水分(湿気)により劣化しやすいLow−E膜310を保護する効果をより高めることができる。
[第7実施形態]
(採光装置)
図13は、本発明の第7実施形態である採光装置の概略構成を示す断面図である。図13において、図1に示した第1実施形態の採光装置および図6に示した第3実施形態の採光装置と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
図13において、X方向を採光装置の第1基材の法線方向とし、Y方向をX方向と直交する方向(第1基材の幅方向)とし、Z方向をX方向およびY方向と直交する方向(第1基材の高さ方向)とする。
図13に示すように、本実施形態の採光装置900は、既設の窓ガラス100に貼り付けて用いられる。採光装置900は、光透過性の第1基材11と、第1基材11の一方の面11aの外縁部に設けられ、窓ガラス100に貼り付けられる第1スペーサー12と、第1基材11の一方の面11aに設けられた採光部材13と、第1基材11と採光部材13の間に形成されたLow−E膜310と、第1基材11の他方の面11bにおける、採光部材13と対向する位置に設けられた光散乱部材910と、を備える。
光散乱部材910は、光透過性の基材911と、基材911の一方の面911aに互いに隣接して設けられた複数の光透過性の光散乱部912と、を備える。
光散乱部912は、基材911の一方の面911aのうち、採光装置900を窓ガラス100に貼り付けた際、鉛直方向(天地方向)の上部側に配置される部分に設けられている。また、互いに隣接する光散乱部912の端縁が接している。
本実施形態の採光装置900によれば、既設の窓ガラス100に採光装置900を貼り付けるだけで、窓ガラス100に採光装置900を設置することができる。
本実施形態の採光装置900によれば、サッシを取り換えることなく、採光装置を設置することができる。そのため、サッシを取り換える費用が不要となり、経済性が向上する。また、サッシを取り換える工程を省くことができる。そのため、工程を短縮することができ、施工性が向上する。
また、既設の窓ガラス100に採光装置900を貼り付けるだけで採光システムを導入することができる。そのため、窓ガラス100に対して必要最小限の部材を付加することにより、採光システムを導入することができる。
また、既設の窓ガラス100と採光装置900からなる複層ガラス構造を形成することにより、屋内に光を採り入れつつ、熱を遮断する、高い省エネルギー性を有する採光システムを導入することができる。
また、第1基材11の他方の面11bにおける、採光部材13と対向する位置に光散乱部材910が設けられている。そのため、部屋の天井側において光を効率的に採り入れることができる一方で、部屋の中に居る人にグレアを認識させることがない。
また、第1基材11と採光部材13の間に、熱線遮蔽膜であるLow−E膜310が形成されている。そのため、部屋の断熱効果を高めることができる。
なお、本実施形態では、互いに隣接する光散乱部912の端縁が接している場合を例示したが、本実施形態はこれに限定されない。本実施形態にあっては、互いに隣接する光散乱部912における基材911側の端面の一部が重なり合うように、互いに隣接する光散乱部912の端縁が繋がっていてもよい。また、互いに隣接する光散乱部912の全てにおいて、互いに隣接する光散乱部912の一部が接していなくてもよい。例えば、複数の光散乱部912のうちの一部の光散乱部912において、互いに隣接する1組の光散乱部912の一部が接していてもよい。すなわち、複数の光散乱部912には、互いに隣接する1組の光散乱部912の一部が接している構成が含まれていればよい。
また、本実施形態の採光装置900は、上述したガスバリア層が設けられていてもよい。
[第8実施形態]
(採光装置)
図14は、本発明の第8実施形態である採光装置の概略構成を示す断面図である。図14において、図1に示した第1実施形態の採光装置、図6に示した第3実施形態の採光装置および図13に示す第7実施形態の採光装置と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
図14において、X方向を採光装置の第1基材の法線方向とし、Y方向をX方向と直交する方向(第1基材の幅方向)とし、Z方向をX方向およびY方向と直交する方向(第1基材の高さ方向)とする。
図14に示すように、本実施形態の採光装置1000は、既設の窓ガラス100に貼り付けて用いられる。採光装置1000は、光透過性の第1基材11と、第1基材11の一方の面11aの外縁部に設けられ、窓ガラス100に貼り付けられる第1スペーサー12と、第1基材11の一方の面11aに設けられた採光部材13と、第1基材11と採光部材13の間に形成されたLow−E膜310と、第1基材11の他方の面11bに貼り付けられた光散乱装置1010と、を備える。
光散乱装置1010は、光透過性の第3基材1020と、第3基材1020の第1基材11と対向する面(以下、「一方の面」と言う。)1020aの外縁部に設けられた第2スペーサー1030および光散乱部材1040と、を備える。
光散乱部材1040は、光透過性の基材1041と、基材1041の一方の面1041aに互いに隣接して設けられた複数の光透過性の光散乱部1042と、を備える。
複数の光散乱部1042は、互いに隣接する光散乱部1042の端縁が接している。
光散乱装置1010は、第1基材11の他方の面11bに、第1基材11に光散乱部1042が対向するように第2スペーサー1030を介して貼り付けられている。
本実施形態の採光装置1000によれば、既設の窓ガラス100に採光装置1000を貼り付けるだけで、窓ガラス100に採光装置1000を設置することができる。
本実施形態の採光装置1000によれば、サッシを取り換えることなく、採光装置を設置することができる。そのため、サッシを取り換える費用が不要となり、経済性が向上する。また、サッシを取り換える工程を省くことができる。そのため、工程を短縮することができ、施工性が向上する。
また、既設の窓ガラス100に採光装置1000を貼り付けるだけで採光システムを導入することができる。そのため、窓ガラス100に対して必要最小限の部材を付加することにより、採光システムを導入することができる。
また、既設の窓ガラス100と採光装置1000からなる複層ガラス構造を形成することにより、屋内に光を採り入れつつ、熱を遮断する、高い省エネルギー性を有する採光システムを導入することができる。
また、光散乱装置1010が、第1基材11の他方の面11bに、採光部材13と光散乱部1042が対向するように、第2スペーサー1030を介して貼り付けられている。そのため、部屋の天井側において光を効率的に採り入れることができる一方で、部屋の中に居る人にグレアを認識させることがない。
また、第1基材11と採光部材13の間に、熱線遮蔽膜であるLow−E膜310が形成されている。そのため、部屋の断熱効果を高めることができる。
[採光システム]
図15は、採光装置および照明調光システムを備えた部屋モデル2000であって、図16のJ−J’線に沿う断面図である。図16は、部屋モデル2000の天井を示す平面図である。
部屋モデル2000において、外光が導入される部屋2003の天井2003aを構成する天井材は、高い光反射性を有していてもよい。図15および図16に示すように、部屋2003の天井2003aには、光反射性を有する天井材として、光反射性天井材2003Aが設置されている。光反射性天井材2003Aは、窓2002に設置された採光装置2010からの外光を室内の奥の方に導入することを促進することを目的とするもので、窓際の天井2003aに設置されている。具体的には、天井2003aの所定の領域E(窓2002から約3mの領域)に設置されている。
この光反射性天井材2003Aは、先に述べたように、採光装置2010(上述したいずれかの実施形態の採光装置)が設置された窓2002を介して室内に導入された外光を室内の奥の方まで効率よく導く働きをする。採光装置2010から室内の天井2003aへ向けて導入された外光は、光反射性天井材2003Aで反射され、向きを変えて室内の奥に置かれた机2005の机上面2005aを照らすことになり、当該机上面2005aを明るくする効果を発揮する。
光反射性天井材2003Aは、拡散反射性であってもよいし、鏡面反射性であってもよいが、室内の奥に置かれた机2005の机上面2005aを明るくする効果と、室内に居る人にとって不快なグレア光を抑える効果を両立するために、両者の特性が適度にミックスされたものが好ましい。
採光装置2010によって室内に導入された光の多くは、窓2002の付近の天井に向かうが、窓2002の近傍は光量が十分である場合が多い。そのため、上記のような光反射性天井材2003Aを併用することによって、窓付近の天井(領域E)に入射した光を、窓際に比べて光量の少ない室内の奥の方へ振り分けることができる。
光反射性天井材2003Aは、例えば、アルミニウムのような金属板に数十ミクロン程度の凹凸によるエンボス加工を施したり、同様の凹凸を形成した樹脂基板の表面にアルミのような金属薄膜を蒸着したりして作製することができる。あるいは、エンボス加工によって形成される凹凸がもっと大きな周期の曲面で形成されていてもよい。
さらに、光反射性天井材2003Aに形成するエンボス形状を適宜変えることによって、光の配光特性や室内における光の分布を制御することができる。例えば、室内の奥の方に延在するストライプ状にエンボス加工を施した場合は、光反射性天井材2003Aで反射した光が、窓2002の左右方向(凹凸の長手方向に交差する方向)に拡がる。部屋2003の窓2002の大きさや向きが限られているような場合は、このような性質を利用して、光反射性天井材2003Aによって光を水平方向へ拡散させるとともに、室内の奥の方向へ向けて反射させることができる。
採光装置2010は、部屋2003の照明調光システムの一部として用いられる。照明調光システムは、例えば、採光装置2010と、複数の室内照明装置2007と、窓に設置された日射調整装置2008と、これらの制御系と、天井2003aに設置された光反射性天井材2003Aと、を含む部屋全体の構成部材から構成される。
部屋2003の窓2002には、上部側に採光装置2010が設置され、下部側に日射調整装置2008が設置されている。ここでは、日射調整装置2008として、ブラインドが設置されているが、これに限定されない。
部屋2003には、複数の室内照明装置2007が、窓2002の左右方向(Y方向)および室内の奥行き方向(X方向)に格子状に配置されている。これら複数の室内照明装置2007は、採光装置2010と併せて部屋2003の全体の照明システムを構成している。
図15および図16に示すように、例えば、窓2002の左右方向(Y方向)の長さLが18m、部屋2003の奥行方向(X方向)の長さLが9mのオフィスの天井2003aを示す。ここでは、室内照明装置2007は、天井2003aの横方向(Y方向)および奥行方向(X方向)に、それぞれ1.8mの間隔Pをおいて格子状に配置されている。
より具体的には、50個の室内照明装置2007が10行(Y方向)×5列(X方向)に配列されている。
室内照明装置2007は、室内照明器具(室内照明具)2007aと、明るさ検出部2007bと、制御部2007cと、を備え、室内照明器具2007aに明るさ検出部2007bおよび制御部2007cが一体化されて構成されたものである。
室内照明装置2007は、室内照明器具2007aおよび明るさ検出部2007bをそれぞれ複数ずつ備えていてもよい。ただし、明るさ検出部2007bは、各室内照明器具2007aに対して1個ずつ設けられる。明るさ検出部2007bは、室内照明器具2007aが照明する被照射面の反射光を受光して、被照射面の照度を検出する。ここでは、明るさ検出部2007bによって、室内に置かれた机2005の机上面2005aの照度を検出する。
各室内照明装置2007に1個ずつ設けられた制御部2007cは、互いに接続されている。各室内照明装置2007は、互いに接続された制御部2007cにより、各々の明るさ検出部2007bが検出する机上面2005aの照度が一定の目標照度L0(例えば、平均照度:750lx)になるように、それぞれの室内照明器具2007aのLEDランプの光出力を調整するフィードバック制御を行っている。
本発明のいくつかの態様は、既設の窓ガラスおよび該窓ガラスを支持する窓枠のいずれか一方に貼り付けて利用可能である。
10,200,300,400,700,800,900,1000・・・採光装置、11・・・第1基材、12・・・第1スペーサー、13・・・採光部材、14・・・第2基材、15・・・突起状採光部、16・・・粘着層、100・・・窓ガラス、110・・・窓枠、130・・・空間、210・・・光散乱部、220・・・凹凸、230・・・凸レンズ、310・・・Low−E膜、510,520・・・・ブチルゴム、610・・・スポンジゴム、620・・・第1のスポンジゴム(スポンジゴム)、630・・・第2のスポンジゴム(スポンジゴム)、640・・・2次シール材、710・・・ガスバリア層、720・・・第1のガスバリア層、730・・・第2のガスバリア層、910・・・光散乱部材、911・・・基材、912・・・光散乱部、1010・・・光散乱装置、1020・・・第3基材、1030・・・第2スペーサー、1040・・・光散乱部材、1041・・・基材、1042・・・光散乱部。

Claims (8)

  1. 既設の窓ガラスおよび該窓ガラスを支持する窓枠の少なくともいずれか一方に貼り付けて用いられる採光装置であって、
    光透過性の第1基材と、該第1基材の前記窓ガラスと対向する面の外縁部に設けられ、前記窓ガラスおよび前記窓枠の少なくともいずれか一方に貼り付けられる第1スペーサーと、前記第1基材の前記窓ガラスと対向する面側に設けられた採光部材と、を備え、
    前記採光部材は、光透過性の第2基材と、該第2基材の少なくとも前記窓ガラスと対向する面側に互いに隣接して設けられた複数の光透過性の突起状採光部と、を備える採光装置。
  2. 前記第1基材と前記採光部材の間にLow−E膜が形成された請求項1に記載の採光装置。
  3. 前記Low−E膜が、前記第1基材における前記窓ガラスと対向する面において、前記採光部材に覆われている請求項2に記載の採光装置。
  4. 前記採光部材における前記Low−E膜と対向する面にガスバリア層が積層されている請求項2に記載の採光装置。
  5. 前記第1基材の前記窓ガラスと対向する面と反対側の面側における、前記採光部材と対向する位置に、前記窓ガラスの天地方向と垂直な方向に光を散乱させる光散乱部が設けられている請求項1に記載の採光装置。
  6. 光透過性の第3基材と、該第3基材の前記第1基材と対向する面の外縁部に設けられた第2スペーサーおよび光散乱部と、を有する光散乱装置を備え、
    前記光散乱装置は、前記第1基材の前記窓ガラスと対向する面と反対側の面に、前記第1基材に前記光散乱部が対向するように前記第2スペーサーを介して貼り付けられた請求項5に記載の採光装置。
  7. 前記光散乱部は、前記第1基材の前記窓ガラスと対向する面と反対側の面に形成された微細な凹凸からなり、
    前記微細な凹凸は、前記第1基材が前記第1スペーサーを介して、前記窓ガラスおよび前記窓枠の少なくともいずれか一方に貼り付けられたとき、前記第1基材の天地方向となる方向に沿って形成されている請求項5に記載の採光装置。
  8. 前記光散乱部は、前記第1基材の前記窓ガラスと対向する面と反対側の面に、互いに平行かつ隣接して設けられた複数の凸レンズからなり、
    前記複数の凸レンズは、前記第1基材が前記第1スペーサーを介して、前記窓ガラスおよび前記窓枠の少なくともいずれか一方に貼り付けられたとき、前記第1基材の天地方向となる方向に沿って設けられている請求項5に記載の採光装置。
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