JP2000306406A - 建物の採光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 建物の内周部や採光が行い得ない建物に対し
て採光を可能とする。 【解決手段】 屋外光を建物内に導く経路となる光水平
シャフト４を建物内の天井裏空間に設け、該光水平シャ
フトに面する外壁には採光用開口部５を設け、該採光用
開口部には屋外光を光水平シャフトに入射せしめる入射
部材６を仰角調節可能に設ける。入射部材としては外倒
し窓の形態で設置する平板状の反射鏡や、突き出し窓の
形態で設置する平板状のプリズムを用いる。入射部材を
太陽高度に応じて上下方向に回動せしめてその仰角を調
節する駆動装置を具備する。光水平シャフト内に入射せ
しめられた屋外光を建物内へ出射する出射部材１４を設
ける。光水平シャフトは換気シャフトを兼ね、入射部材
は採光用開口部を開閉可能な窓を兼ねるものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は屋外光を建物内に採
光するための装置、特に太陽日射光を取り入れるための
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】建物への屋外光の採光、特に日射の取り
入れは、主として外壁に設ける窓によって行われるが、
窓に近い外周部分へは十分な採光が可能であるものの、
窓から遠い内周部にまでは十分な採光ができない。建物
の内周部への採光手段としてはトップライトがあるが、
トップライトを設置できるのは採光対象室が屋根面下に
あり（したがって通常の多層階建物では最上階のみ）、
かつその屋根面がトップライトを設置可能な形態、構造
である場合に限られ、広く一般に適用できるものではな
い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記事情に鑑み、本発
明は、建物の内周部や採光が十分に行い得ない建物に対
しても屋外光の採光を有効に行うことのできる採光装置
を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、屋外
光を建物内に導く経路となる光水平シャフトを建物内の
天井裏空間に設けるとともに、該光水平シャフトに面す
る外壁には採光用開口部を設け、該採光用開口部には屋
外光を前記光水平シャフトにほぼ水平に入射せしめる入
射部材を仰角調節可能に設けてなることを特徴とする。

【０００５】請求項２の発明は、前記入射部材は、その
下部が回動可能に支持された外倒し窓の形態で設置さ
れ、その内面で屋外光を反射させて前記光水平シャフト
に入射せしめる平板状の反射鏡であることを特徴とす
る。

【０００６】請求項３の発明は、前記入射部材は、その
上部が回動可能に支持された突き出し窓の形態で設置さ
れ、屋外光を屈折させて透過させることで前記光水平シ
ャフトに入射せしめる平板状のプリズムであることを特
徴とする。

【０００７】請求項４の発明は、前記入射部材を太陽高
度に応じて上下方向に回動せしめてその仰角を調節する
駆動装置を具備してなることを特徴とする。

【０００８】請求項５の発明は、前記光水平シャフト内
に、前記入射部材により入射せしめられた屋外光を建物
内へ出射する出射部材を設けてなることを特徴とする。

【０００９】請求項６の発明は、前記光水平シャフトは
換気シャフトを兼ね、前記入射部材は前記採光用開口部
を開閉可能な窓を兼ねるものであることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１〜図４は本発明の一実施形態
を示す。本実施形態の採光装置は集合住宅建物を対象と
して、図２（ａ）に示すような住戸１内のテラス２、あ
るいは同図（ｂ）に示すような２戸の住戸１間の中廊下
３に対して屋外光、特に太陽光を採光するためのもので
ある。

【００１１】本実施形態の採光装置は、各階の天井裏空
間に、屋外光を建物内に導く経路となる光水平シャフト
４を設け、その光水平シャフト４に面する両側の外壁に
は採光用開口部５を設け、その採光用開口部５には太陽
光を光水平シャフト４に入射せしめるための入射部材６
を設けてなるものである。

【００１２】上記の入射部材６は図３に示すようにその
内面において太陽光を反射する平板状の反射鏡であっ
て、通常の建具であるサッシ（窓枠）に取り付けられて
その下部が回動自在に軸支された外倒し窓の形態で設置
されている。そして、その入射部材６は、たとえば図４
に示すような駆動装置７によって回動せしめられてその
仰角が太陽高度に対応して刻々と最適に調節され、それ
によって太陽光を常に採光用開口部５から光水平シャフ
ト４に対してほぼ水平に入射させることができるものと
されている。

【００１３】図４に示す駆動装置７は、モータ８により
連結シャフト９を介してプッシュプルチェーン１０を押
し引きし、それによって入射部材６を回動せしめて起倒
させる構成のものであり、季節ごとおよび時刻ごとの太
陽高度データに応じて予め設定したプログラムに従って
自動的に作動して入射部材６を常時適正な仰角となるよ
うに自動制御するよう構成されたものである。この駆動
装置７による入射部材６の傾斜角度の調節は、たとえば
各種のセンサやリミットスイッチによって連結シャフト
９の回転数や回転時間、プッシュプルチェーン１０のス
トローク、入射部材６の傾斜角度等を検出することで高
精度で行うことができる。図４における符号１１は連結
シャフト９の回転を検出するセンサ、１２はそれに基づ
きモータを制御するシーケンサーである。なお、夜間等
の非使用時には入射部材６を起立せしめて採光用開口部
５を閉じるように制御すれば、入射部材６の表面の汚れ
とそれによる入射効率の低下を抑制できる。

【００１４】また、図１および図２に示すように上記の
テラス２または中廊下３の天井面１３はガラス板やルー
バ等により透光可能なものとして形成されているととも
に、その上方の光水平シャフト４内には出射部材１４が
設けられている。出射部材１４としては入射部材６と同
様の反射鏡が用いられ、光水平シャフト４に入射せしめ
られた光がこの出射部材１４により下方に向けて反射さ
れ、天井面１３を通してテラス２あるいは中廊下３に出
射されるようになっている。なお、天井面１３にシャン
デリアのような器具を取り付けて出射部材１４によりそ
の器具に対して光を当てたり光を導くような構成とすれ
ば、その器具をあたかも照明器具のように機能させるこ
とができる。

【００１５】上記の光水平シャフト４の内面は光反射性
が高いことが望ましく、そのためには白色系の塗装を施
したり光反射膜や光沢金属板等を取り付けて光反射率を
高めることが望ましい。なお、光水平シャフト４に面す
る上階の床スラブの下面にデッキプレートが設けられる
場合、その表面が電気亜鉛メッキされていればそれ自体
で光反射性を持たせることができる。また、天井板の上
面に断熱あるいは遮音用のグラスウールが設置される場
合、その表面のアルミ箔サンドイッチビニール膜により
光反射性を持たせることができる。さらに、上階からの
万一の漏水に備えて天井裏空間に防水シートが設けられ
る場合、その防水シートにアルミ箔等を取り付けて光反
射性を持たせることも考えられる。そのように光水平シ
ャフト４の内面の光反射率を高めると、入射部材６によ
って入射せしめられた光が反射しながら光水平シャフト
４内全体に拡散してその内部全体が明るく照らされ、し
たがって光水平シャフト４に面して透光性材料を設けれ
ばそれ自体があたかも光天井のように自ずと明るく輝く
ものとなるから、そのような場合には上記のような出射
部材１４を省略したとしても光水平シャフト４から室内
への採光ができる。

【００１６】さらに、上記の光水平シャフト４を利用し
て建物内の自然換気を行うことも可能である。すなわ
ち、建物の天井面に光水平シャフト４に通じる換気口を
設けておくと、入射部材６を開いた際には、室内空気が
その換気口から光水平シャフト４を通って採光用開口部
５から屋外に排出され、あるいは逆の経路で建物内に外
気が流入するような自然換気経路が形成され、それによ
って建物内および天井裏空間を効率的に換気することが
可能となる。この場合、光水平シャフト４は換気シャフ
トを兼ね、採光用開口部５は換気用開口部を兼ね、入射
部材６はそれを開閉する窓を兼ねるものとなり、これに
よって室内空気環境の維持と夏期における冷房負荷軽減
に有効であるし、天井裏空間を介しての換気となること
から、室内の窓を開放しての直接的な換気を行う場合に
比較して天井付近に滞留する高温空気の換気や外部騒音
の侵入防止の点で有利である。

【００１７】以上のような採光装置を建物に設置するこ
とにより、自然採光が不可能であった建物内部空間にま
で十分な採光を行うことが可能となり、好ましい環境を
得ることが可能となる。特に、太陽高度に応じて入射部
材６の仰角を変えるだけで日射を常に光水平シャフト４
に誘導することができる。また、図１に示しているよう
に建物の両面側から採光することにより、太陽が移動し
て一方が影になっても他方からの採光を行うことができ
るし、建物の向きの如何に拘わらずいつでも採光が可能
である。

【００１８】そして、上記の採光装置は、入射部材６お
よび出射部材１４として単なる反射鏡を用い、かつ入射
部材６の仰角を調節するための駆動装置７を備えただけ
の簡便な構成であり、また駆動装置７以外は動力源が不
要であるのでさほどの設備費と運転費を必要としない
し、入射部材６はサッシに組み込んで通常の外倒し窓の
形態で設置することができるから建物の外観を制約した
り損ねることもなく、これを設置するに当たっての意匠
的な問題もない。

【００１９】図５は上記実施形態の採光装置を高架軌道
下の建物に適用した場合の例を示す。この建物は最上階
の天井裏空間に光水平シャフト４を設けて太陽光を入射
部材６により光水平シャフト４に入射せしめ、光水平シ
ャフト４から出射部材１４により建物内の光露地１６に
出射させるようにしたものである。また、入射部材６に
より採光した屋外光の一部をたとえば反射鏡等の反射手
段１７、１８により反射させて住戸（図示例のものはメ
ゾネットタイプの住戸）の各所に導くようにしている。
このように、上記の採光装置によれば、本来であれば全
く採光が望めないような建物に対しても採光が可能とな
り、たとえばドライエリアがあれば地下建物にも適用可
能である。

【００２０】以上で本発明の実施形態を説明したが、本
発明は上記実施形態に限定されることなく、以下に列挙
するような種々の設計的変更が可能である。

【００２１】入射部材６としては上記のような反射鏡に
限らず、図６に示すように屋外光を屈折させつつ透過さ
せる平板状のプリズムを用いて、それをその上部を回動
可能に支持した突き出し窓の形態で設置することでも、
屋外光を光水平シャフト４に対して水平に入射させるこ
とができる。このようなプリズムからなる入射部材６は
北東面や北西面、北面に設置される場合のように太陽高
度が比較的低い場合に好適である。逆に、太陽高度が比
較的高い場合には入射部材６として図３に示した上記実
施形態の反射鏡を用いることが好適である。また、出射
部材１４としても上記と同様のプリズムを採用可能であ
る。

【００２２】駆動装置７としては入射部材６を所望の仰
角となるように起倒させることができるものであれば良
く、図４に示したものの他、たとえば各種シリンダによ
るもの、ワイヤーの巻き取り繰り出しによるもの、動力
伝達機構としてスプロケットとチェーンあるいはギア列
を用いるもの等、適宜のものを任意に採用可能である
し、必要に応じて手動操作を行い得るものや、さらには
手動操作のみによるものでも良い。

【００２３】駆動装置７は、上述したように予め設定し
たプログラムによる自動制御に加えて、天候や建物内の
使用状況に応じてよりきめ細かな制御を行うものとする
ことが考えられ、そのためにはタイマーや各種センサー
（光センサー、雨センサー、風センサー、温度センサ
ー、在室センサー等）を備えれば良い。また、防災対策
として入射部材６を火災感知器や煙感知器と連動させて
強制的に閉じるような構成も考えられるし、光水平シャ
フト４の要所に防火ダンパーが設けられる場合も同様に
すれば良い。

【００２４】光水平シャフト４は上記実施形態のように
換気シャフトを兼ねるものとすることが好適であるが、
火災時の排煙シャフトを兼ねるものとし、採光用開口部
５を排煙口として機能せしめることも不可能ではない。
また、光水平シャフト４は、採光の障害にならない限り
は通常の天井裏空間としての利用、たとえばダクトや配
管類の設置スペースとしての利用を妨げるものではな
い。勿論、光水平シャフト４を採光専用のものとして確
保しても良く、その場合は入射部材６の内側にはめ殺し
ガラス窓を設ける等して、採光用開口部５を採光可能な
状態で常時閉じておいても良い。また、上記実施形態の
ように天井裏空間自体を光水平シャフト４とすることに
代えて、天井裏空間に光水平シャフト４としてのダクト
を設置してそのダクトを通して採光することも可能であ
る。さらに、採光用開口部５は横方向に連続する連窓式
のものでも個々に独立している窓であっても勿論良い
し、採光用開口部５の幅方向両側に垂直反射板を設ける
等して光水平シャフト４への採光効率を高めることも考
えられる。

【００２５】入射部材６は上記実施形態のように上下方
向に回動して仰角を調節するのみならず、太陽を追尾し
て水平方向にも回転するように構成することも不可能で
はない。ただし、そのように構成する場合は、入射部材
６を水平回転させるための機構や太陽追尾のための制御
機構が必要となるので、上記実施形態のものに比較して
複雑化とコスト増が避けられず、また建物の外観にも影
響を及ぼすので、それらの条件が満たされる場合に限ら
れる。

【００２６】なお、本発明の採光装置は、建物の規模や
形態、用途の如何を問わず広く適用可能であることは言
うまでもないし、たとえば共同住宅と店舗といった複合
用途の建物に適用して天井裏空間を建物全体で共用して
全面的に利用することで建物全体への採光を有効に行う
ことが可能である。

【００２７】

【発明の効果】請求項１の発明は、屋外光を建物内に導
く経路となる光水平シャフトを建物内の天井裏空間に設
けるとともに、該光水平シャフトに面する外壁には採光
用開口部を設け、該採光用開口部には屋外光を前記光水
平シャフトにほぼ水平に入射せしめる入射部材を仰角調
節可能に設けてなるものであるから、屋外光を採光用開
口部から光水平シャフトに入射せしめて建物内に出射さ
せることにより、外壁から遠い建物の内部や、本来であ
れば採光が望めないような建物に対しても屋外光の採光
が可能となる。

【００２８】請求項２の発明は、入射部材として外倒し
窓の形態の平板状の反射鏡を用いるので、屋外光を確実
かつ効率的に光水平シャフトに入射させることができる
とともに、外観上は通常の窓と同様であるので、建物の
外観を損ねることはないし、非使用時には窓を閉じた状
態で起立せしめておくことで内面の汚れや反射効率の低
下を防止できる。

【００２９】請求項３の発明は、入射部材として突き出
し窓の形態の平板状のプリズムを用いるので、同じく屋
外光を確実かつ効率的に光水平シャフトに入射させるこ
とができるとともに、外観上は通常の窓と同様であるの
で、建物の外観を損ねることはないし、非使用時には窓
を閉じた状態としておくことで汚れや反射効率の低下を
防止できる。

【００３０】請求項４の発明は、駆動装置によって入射
部材を回動させてその仰角を調節可能としたので、太陽
高度に応じて仰角を刻々と調節して常に最適な採光を行
い得る。

【００３１】請求項５の発明は、光水平シャフト内に入
射せしめた屋外光を建物内へ出射する出射部材を設けた
ので、光水平シャフトから建物内への出射を確実かつ効
率的に行い得る。

【００３２】請求項６の発明は、光水平シャフトが換気
シャフトを兼ね、かつ入射部材が開閉可能な窓を兼ねる
ものとしたので、採光のみならず換気をも効率的に行う
ことができ、居住性向上とエネルギー節約に十分に寄与
し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態である採光装置を採用した
建物の例を示す立面図である。

【図２】 同建物の平面プランの例を示す図である。

【図３】 同採光装置における入射部材の一例を示す図
である。

【図４】 同採光装置における駆動装置の例を示す図で
ある。

【図５】 同採光装置を高架軌道下の建物に適用した場
合の例を示す立面図である。

【図６】 同採光装置における入射部材の他の例を示す
図である。

【符号の説明】

４ 光水平シャフト ５ 採光用開口部 ６ 入射部材 ７ 駆動装置 １３ 天井面 １４ 出射部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊谷 武紀 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 塩川 英世 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 鈴木 健司 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 勝沢 勝栄 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 石川 敏行 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 大河内 徹 東京都港区芝大門一丁目３番２号 オイレ ス工業株式会社内 (72)発明者 松本 武 愛知県名古屋市緑区鳴海町字上汐田68番地 中央発條株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 屋外光を建物内に導く経路となる光水平
   シャフトを建物内の天井裏空間に設けるとともに、該光
   水平シャフトに面する外壁には採光用開口部を設け、該
   採光用開口部には屋外光を前記光水平シャフトにほぼ水
   平に入射せしめる入射部材を仰角調節可能に設けてなる
   ことを特徴とする建物の採光装置。
2. 【請求項２】 前記入射部材は、その下部が回動可能に
   支持された外倒し窓の形態で設置され、その内面で屋外
   光を反射させて前記光水平シャフトに入射せしめる平板
   状の反射鏡であることを特徴とする請求項１記載の建物
   の採光装置。
3. 【請求項３】 前記入射部材は、その上部が回動可能に
   支持された突き出し窓の形態で設置され、屋外光を屈折
   させて透過させることで前記光水平シャフトに入射せし
   める平板状のプリズムであることを特徴とする請求項１
   記載の建物の採光装置。
4. 【請求項４】 前記入射部材を太陽高度に応じて上下方
   向に回動せしめてその仰角を調節する駆動装置を具備し
   てなることを特徴とする請求項１，２または３記載の建
   物の採光装置。
5. 【請求項５】 前記光水平シャフト内に、前記入射部材
   により入射せしめられた屋外光を建物内へ出射する出射
   部材を設けてなることを特徴とする請求項１，２，３ま
   たは４記載の建物の採光装置。
6. 【請求項６】 前記光水平シャフトは換気シャフトを兼
   ね、前記入射部材は前記採光用開口部を開閉可能な窓を
   兼ねるものであることを特徴とする請求項１，２，３，
   ４，または５記載の建物の採光装置。