特開 2024-27729 採光装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024027729

(43)【公開日】2024-03-01

(54)【発明の名称】採光装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 11/00 20060101AFI20240222BHJP

【ＦＩ】

F21S11/00 300

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022130777

(22)【出願日】2022-08-18

(71)【出願人】

【識別番号】390037154

【氏名又は名称】大和ハウス工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002572

【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】久野 悠太

(57)【要約】

【課題】ライトシェルフから採り込まれる開口部近傍への自然光を抑制し、建物奥側へ採り込まれる自然光を増やす採光装置を提供する。
【解決手段】採光装置１０は、建物１の開口部５の上部に固定され、外方に向けて下方に傾斜する上パネル部１２と、上パネル部に連続し、外方から室内に向けて下方に傾斜する下パネル部１３と、を有するライトシェルフ１１を備えている。上パネル部１２は、自然光を透過する透過部を有しており、下パネル部１３は、透過部を透過した一部の自然光を室内側に反射させる反射面１３ａを有し、透過部のうち、建物側の領域１２Ａの単位面積あたりの自然光の透過率に比べて、外方側の領域１２Ｂの単位面積あたりの自然光の透過率が高く、外方側の領域を透過した自然光は、反射面１３ａを反射して開口部５を通過し、建物側の領域を透過した自然光は、反射面を反射せず、開口部５を通過する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

自然光を建物の開口部を通して室内に採り込む採光装置であって、
前記採光装置は、
前記建物の開口部の上部に固定され、外方に向けて下方に傾斜する上パネル部と、前記上パネル部に連続し、外方から室内に向けて下方に傾斜する下パネル部と、を有するライトシェルフを備えており、
前記上パネル部は、自然光の一部が透過するものであり、
前記下パネル部は、前記上パネル部を透過した一部の自然光を室内側に反射させる反射面を有し、
前記上パネル部のうち、建物側の領域の単位面積あたりの自然光の透過率に比べて、外方側の領域の単位面積あたりの自然光の透過率が高く、
前記外方側の領域を透過した自然光は、前記反射面に反射して前記開口部を通過し、
前記建物側の領域を透過した自然光は、前記反射面に反射せず、前記開口部を通過することを特徴とする採光装置。

【請求項2】

前記建物側の領域と前記外方側の領域とには、自然光を透過する複数の貫通孔が形成されており、
前記建物側の領域に形成された単位面積あたりの貫通孔の開口面積率は、前記外方側の領域に形成された単位面積あたりの貫通孔の開口面積率よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の採光装置。

【請求項3】

前記上パネル部は、透明な材料からなる板材と、前記板材に貼り付けられたフィルムで形成されており、
前記建物側の領域に貼り付けられたフィルムの自然光の透過率は、前記外方側の領域に貼り付けられたフィルムの自然光の透過率よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の採光装置。

【請求項4】

前記上パネル部および前記下パネル部は、側面視において、水平線に対して線対称に配置されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の採光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建物の外壁面に開口する開口部を通して自然光を室内に採り込む採光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の採光装置としては、屋外側に張出した採光部と、壁を貫いた導光部と、屋内側に張出した放光部と、を備えた採光装置が提案されている。この採光装置は、採光部と放光部に、それぞれ上向きの透光パネルを有し、採光部の透光パネルは屋外側に向かって下り勾配で傾斜している。放光部内には、屋内側に向かって上り勾配で傾斜した第１反射板と第２反射板とが、屋外側から屋内側に連設されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５０３８１００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、前記構造の採光装置は、庇下部の日射遮蔽は可能であるが、庇上部からの日射は遮蔽できないとともに、庇上部で反射させた自然光は室奥に届き難く、窓際だけが明るくなり、窓際の熱負荷増大や眩しさが生じる問題点があった。また、屋外、室内への突出部が大きく、構成が複雑となる問題点があった。

【0005】

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、建物の開口部上部に設置されたライトシェルフから採り込まれる開口部近傍への自然光を抑制し、建物奥側へ採り込まれる自然光を増やすことで、開口部近傍の熱負荷増大や眩しさを抑制できる採光装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題に鑑みて、本発明に係る採光装置は、自然光を建物の開口部を通して室内に採り込む採光装置であって、前記採光装置は、前記建物の開口部の上部に固定され、外方に向けて下方に傾斜する上パネル部と、前記上パネル部に連続し、外方から室内に向けて下方に傾斜する下パネル部と、を有するライトシェルフを備えており、前記上パネル部は、自然光の一部が透過するものであり、前記下パネル部は、前記上パネル部を透過した一部の自然光を室内側に反射させる反射面を有し、前記上パネル部のうち、建物側の領域の単位面積あたりの自然光の透過率に比べて、外方側の領域の単位面積あたりの自然光の透過率が高く、前記外方側の領域を透過した自然光は、前記反射面に反射して前記開口部を通過し、前記建物側の領域を透過した自然光は、前記反射面に反射せず、前記開口部を通過することを特徴とする。

【0007】

前記のごとく構成された本発明の採光装置によれば、上パネル部の建物側の領域は、外方側の領域に比べて自然光の透過率が低いため、透過した自然光が、窓などの開口部から室内に直接採り込まれたとしても、自然光による熱負荷の増大が抑えられる。一方、上パネル部の外方側の領域は、建物側の領域に比べて自然光の透過率が高いため、透過した自然光が、下パネル部の反射面で反射して室内の奥まで効果的に採り込まれる。

【0008】

この結果、たとえば窓際など開口部近傍における直射日光などの自然光による熱負荷の増大を抑制するとともに、室内奥まで反射光を送ることができる。このため、反射光により室内照度を改善し、照明用電力を削減することができる。なお、単位面積あたりの自然光の透過率とは、その領域を通過する前の自然光の光量に対する、その領域を通過した後の自然光の光量のことである。

【0009】

より好ましい態様としては、前記建物側の領域と前記外方側の領域とには、自然光を透過する複数の貫通孔が形成されており、前記建物側の領域に形成された単位面積あたりの貫通孔の開口面積率は、前記外方側の領域に形成された単位面積あたりの貫通孔の開口面積率よりも小さい。

【0010】

この態様によれば、複数の貫通孔の大きさおよび貫通孔の配置密度などを設定することにより、貫通孔の開口面積率を変更し、建物側の領域と外方側の領域との自然光の透過率を調整した上パネル部を簡単に作製することができる。この結果、直射日光の遮光および反射光の取り込みを最適に行うことができる。さらに、開口部に窓が設置されない場合には、上パネル部に形成された貫通孔から室内に外気を取り込むことができる。

【0011】

なお、ここでいう「建物側の領域に形成された単位面積あたりの貫通孔の開口面積率」とは、上パネル部を平面視したときに、建物側の領域の全体面積（貫通孔を含む面積）に対する建物側の領域に形成された全ての貫通孔の総開口面積の割合のことをいう。同様に、「外方側の領域に形成された単位面積あたりの貫通孔の開口面積率」とは、上パネル部を平面視したときに、外方側の領域の全体面積（貫通孔を含む面積）に対する外方側の領域に形成された全ての貫通孔の総開口面積の割合のことをいう。

【0012】

上述した貫通孔の開口面積率の関係を満たすべく、たとえば、前記建物側の領域の単位面積あたりの貫通孔の個数を、前記外方側の領域の各貫通孔の単位面積あたりの貫通孔の個数よりも少なくしてもよい。別の態様としては、前記建物側の領域の各貫通孔の大きさを、前記外方側の領域の各貫通孔の大きさよりも小さくしてもよい。これらの態様によれば、建物側の領域および外方側の領域に形成される各貫通孔の個数または大きさを設定することにより、建物側の領域と外方側の領域との自然光の透過率を調整した上パネル部を簡単に作製することができる。

【0013】

より好ましい態様としては、前記上パネル部は、透明な材料からなる板材と、前記板材に貼り付けられたフィルムで形成されており、前記建物側の領域に貼り付けられたフィルムの自然光の透過率は、前記外方側の領域に貼り付けられたフィルムの自然光の透過率よりも低い。

【0014】

この態様によれば、上パネル部は、透明な板材にフィルムが貼り付けられているので、建物側の領域をムラなく均一に透過した自然光を、室内に直接採り込むことができる。一方、外方側の領域をムラなく均一に透過した自然光を、反射面に反射させて、室内奥に採り込むことができる。さらに、上パネル部自体には、貫通孔等が形成されていないので、下パネル部の反射面に対して、外気からの埃および塵等が付着し難いため、反射面の清掃を低減することができる。

【0015】

より好ましい態様としては、前記上パネル部および前記下パネル部は、側面視において、水平線に対して線対称に配置されている。この態様によれば、上パネル部および下パネル部は、側面視において、水平線に対して線対称に配置されているので、建物側の領域を透過した自然光を直接的にバランス良く採り込み、外方側の領域を透過した自然光を、室内奥までバランス良く到達させることができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、ライトシェルフにおいて、自然光の透過率が比較的低い建物側の領域を透過した光を開口部近傍に採り込み、透過率が比較的高い外方側の領域を透過した光を反射させて室内奥側に採り込むことができ、窓際の熱負荷を抑制し、室内奥の室内照度を改善できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明に係る採光装置の一実施形態の要部構成を示す斜視図である。

【図2】図１に示す採光装置の一部を分解した状態の斜視図である。

【図3】図１に示す採光装置の中央部縦断面図である。

【図4】図１に示す採光装置のライトシェルフの分解斜視図である。

【図5A】（ａ）は、図１に示す採光装置の上パネル部の他の実施形態の分解状態を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す上パネル部の斜視図である。

【図5B】（ａ）は、図１に示す採光装置の上パネル部の他の実施形態の分解状態を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す上パネル部の斜視図である。

【図6】図１に示す採光装置の模式図である。

【図7】図６に示す採光装置の要部を拡大した模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明に係る採光装置の一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る採光装置の要部構成を示す斜視図、図２は、図１に示す採光装置一部を分解した状態の斜視図、図３は、図１に示す採光装置の中央部縦断面図、図４は、図１に示す採光装置のライトシェルフの分解斜視図である。

【0019】

図１～４において、本実施形態の採光装置１０は、自然光を建物１の開口部５を通して室内６側に採り込む装置である。建物１は、図１では模式的に表しているが、外装材として屋根材２、壁材３、床材（図示せず）等で形成されており、壁材３は鉛直面の外壁面３ａを構成し、開口部５は外壁面３ａに開口している。建物１は木質系、鉄骨系、コンクリート系等、適宜適用できるものである。本例では、建物１の開口部５には、ガラス等の透明材の窓７が窓枠８で支持され設置されている。

【0020】

採光装置１０は、建物１の開口部５の上部の窓枠８の外側に固定されている。採光装置１０は、建物１の開口部５の上部に庇のように突出して固定され、外方に向けて下方に傾斜する上パネル部１２と、上パネル部１２に連続し、外方から室内に向けて下方に傾斜する下パネル部１３と、を有するライトシェルフ１１を備えている。

【0021】

ライトシェルフ１１は、金属板材を板金加工して形成されている。ライトシェルフ１１は、下板部１１ａと、下板部１１ａの長手方向に沿って連続して折り返された折り返し部１１ｂと、下板部１１ａの長手方向の両端部から立ち上げた側板部１１ｃ、１１ｃと、２つの側板部を水平に連結する連結部１１ｄと、を備えている。下板部１１ａは下パネル部１３を兼用している。

【0022】

側板部１１ｃ、１１ｃは、側面視において、水平線ＨＬに対して線対称に配置され、二等辺三角形状に形成されている。すなわち、側板部１１ｃ、１１ｃの上辺は、下板部１１ａと同じ傾斜角度で折り曲げられ、上傾斜部１１ｅと下板部１１ａとが同じ傾斜角度に形成されている。

【0023】

具体的には、上傾斜部１１ｅと下板部１１ａとの角度をαとすると、水平線ＨＬと上傾斜部１１ｅとの角度は（α／２）であり、水平線ＨＬと下板部１１ａとの角度も（α／２）である。したがって、ライトシェルフ１１の上パネル部１２と下パネル部１３との成す角度はαとなり、上パネル部１２と下パネル部１３とは、水平線ＨＬを挟んで、同じ角度α／２で傾斜する。

【0024】

ライトシェルフ１１の側板部１１ｃ、１１ｃは、連結部１１ｄにより連結されている。連結部１１ｄは、下方傾斜部１１ｆを備えている。上パネル部１２は、下方傾斜部１１ｆ、上傾斜部１１ｅ、および折り返し部１１ｂにより形成された支持面で、支持されている。上傾斜部１１ｅと、連結部１１ｄの下方傾斜部１１ｆとは、溶接、ビス等で固定されている。ライトシェルフ１１は、開口部５の上部に固定され、庇として機能する。ライトシェルフ１１は、連結部１１ｄの水平部に形成された固定孔と、側板部１１ｃ、１１ｃに形成された固定孔にビス等を通して窓枠８周囲の壁材３に固定される。

【0025】

ライトシェルフ１１では、下方傾斜部１１ｆ、上傾斜部１１ｅ、１１ｅ、折り返し部１１ｂにより、上パネル部１２の支持面が形成され、この支持面に上パネル部１２が固定される。上パネル部１２は金属板材で形成され、自然光を透過する複数の貫通孔１５を有している。図１～図４に示す本実施形態では、複数の貫通孔１５の配置密度等を変更することで開口面積を調整し、自然光の透過率（貫通孔１５の開口面積率）を変更している。

【0026】

上パネル部１２は、平面視で長方形をしており、幅ａの建物側の領域１２Ａと、幅ｂの外方側の領域１２Ｂとを有している。建物側の領域１２Ａは、壁材３の外壁面３ａに接近する領域であり、外方側の領域１２Ｂは、建物側の領域１２Ａよりも外側の領域で、建物１から離れた領域である。一方、上パネル部１２は、建物側の領域１２Ａの単位面積あたりの自然光の透過率に比べて、外方側の領域１２Ｂの単位面積あたりの自然光の透過率が高くなるように設定されている。単位面積あたりの自然光の透過率とは、その領域を通過する前の自然光の光量に対する、その領域を通過後の自然光の光量のことである。

【0027】

本実施形態では、建物側の領域１２Ａと外方側の領域１２Ｂとには、自然光を透過する複数の貫通孔１５が形成されている。建物側の領域１２Ａに形成された単位面積あたり貫通孔１５の開口面積率は、外方側の領域１２Ｂに形成された単位面積あたりの貫通孔１５の開口面積率よりも小さい。

【0028】

具体的には、建物側の領域１２Ａに形成された単位面積あたりの貫通孔１５の開口面積率は、上パネル部１２を平面視したときに、建物側の領域１２Ａに形成された全ての貫通孔１５の総開口面積を、建物側の領域１２Ａの全体面積（貫通孔を含む矩形状の面積）で除算することにより算出される。同様に、外方側の領域１２Ｂに形成された単位面積あたりの貫通孔１５の開口面積率は、上パネル部１２を平面視したときに、外方側の領域１２Ｂに形成された全ての貫通孔１５の総開口面積を、外方側の領域１２Ｂの全体面積（貫通孔を含む矩形状の面積）で除算することにより算出される。

【0029】

建物側の領域１２Ａと外方側の領域１２Ｂとに形成された貫通孔１５の大きさは同じであり、これらは円形であり、これらの直径は同じである。上述した関係を満たすべく、本実施形態では、建物側の領域１２Ａでは、外方側の領域１２Ｂに比べて、複数の貫通孔１５の配置密度（上パネル部１２の単位面積当たりの貫通孔数）を少なくすることで開口面積を減らして透過率が相対的に低くなるようにしている。本実施形態では、建物側の領域１２Ａと外方側の領域１２Ｂに形成された貫通孔１５は、それぞれ別々の等ピッチで形成されており、建物側の領域１２Ａの隣接する貫通孔１５のピッチは、外方側の領域１２Ｂの隣接する貫通孔１５のピッチよりも広い。

【0030】

上パネル部１２は、ライトシェルフ１１の上部に、（α／２）の傾斜角度で、外方に向けて下方に傾斜して固定される。上パネル部１２の傾斜角度（α／２）は、説明の便宜上、２０°程度に傾斜している。後述するように上パネル部１２と下パネル部１３との成す角度αは、太陽の高度が４５°～７５°に変化することを想定すると、５３°から１２４°の範囲に設定すると好ましい。

【0031】

本実施形態では、上パネル部１２および下パネル部１３は、側面視において、水平線に対して線対称に配置されている。したがって、上パネル部１２と下パネル部１３との成す角度αが、５３°から１２４°の範囲にある場合、上パネル部１２の水平面に対する傾斜角度は２６．５°から６２°の範囲であり、同様に下パネル部１３の水平面に対する傾斜角度も２６．５°から６２°の範囲である。

【0032】

ライトシェルフ１１の上パネル部１２は、自然光に対して非透過性を有した材料からなる。具体的には、上パネル部１２は、複数の貫通孔１５が形成された金属板材であり、下パネル部１３は、下板部１１ａであり、下板部１１ａの上面は反射面１３ａとなっている。

【0033】

下パネル部１３は、金属材料からなり、自然光を反射するように、鏡面加工された反射面１３ａを有してもよい。この他にも、反射面１３ａとしては、反射フィルムを貼着したもの、鏡を固定したもの等を用いてもよい。反射面１３ａは、ライトシェルフ１１の上パネル部１２の複数の貫通孔１５を透過した一部の自然光を室内側に反射させる機能を有する。

【0034】

具体的には、下パネル部１３では、外方側の領域１２Ｂを透過した自然光は、反射面１３ａで反射され、開口部５の窓７を通過して室内６側に進むように構成されている。また、建物側の領域１２Ａを透過した自然光は、反射面１３ａに至らず、開口部５の窓７を通過して直接室内６側に進むように構成されている。

【0035】

前記の如く構成された本実施形態の採光装置１０の作用について以下に説明する。図３に示すように、建物１の開口部５に固定されたライトシェルフ１１の上パネル部１２に、太陽からの自然光が当たると、上パネル部１２に形成された複数の貫通孔１５を通して、開口部５から室内６に自然光が採り込まれる。建物側の領域１２Ａの単位面積あたりの自然光の透過率に比べて、外方側の領域１２Ｂの単位面積あたりの自然光の透過率が高いため、建物側の領域１２Ａの透過光量が少なく、外方側の領域１２Ｂの透過光量が多くなる。

【0036】

建物側の領域１２Ａを透過する自然光Ｒ１は、外方側の領域１２Ｂと比較して、相対的に透過率が低いため、熱エネルギーの小さい自然光Ｒ１が室内６の開口部５近傍に到達する。これに対して、外方側の領域１２Ｂを透過する自然光Ｒ２は、建物側の領域１２Ａと比較して、相対的に透過率が高いため、熱エネルギーの大きい自然光Ｒ２は、下パネル部１３の反射面１３ａで反射され、室内６の奥まで到達する。図３に示すように、たとえば、ライトシェルフ１１の角度αを小さくすると、反射光は天井に向けて室内６側に進むが、角度αを大きくすると、水平方向あるいは下方に向けて進む。したがって、建物１の室内６の奥行きの大きさに合わせて角度αを設定することが好ましい。

【0037】

このように、建物側の領域１２Ａを透過した自然光Ｒ１は、開口部５の近傍の室内６に直接進むため、窓７付近の熱負荷を抑制することができ、眩しさを低減することができる。また、外方側の領域１２Ｂを透過した自然光Ｒ２は、下パネル部１３を構成する下板部１１ａの反射面１３ａで反射され、室内６の奥側まで進むことができる。このため、室内奥の照度を増やすことができ、照明用の電力を削減できる。また、建物１の開口部５に窓７がない場合、上パネル部１２に穿設された複数の貫通孔１５を通して外気が流通するため、室内６に外気を取り込むことができる。

【0038】

つぎに、図５Ａ、図５Ｂを参照して、採光装置の他の実施形態を説明する。これらの採光装置が、図１～図４に示すものと相違する点は、上パネル部１２の構造である。したがって、この点のみを以下に説明する。

【0039】

図５Ａ（ａ）、（ｂ）に示すように、上パネル部１２は、ガラスまたは樹脂などの透明な材料からなる板材（ガラス板または透明樹脂板）２１と、板材２１に貼り付けられたフィルム２２で形成されている。板材２１は矩形状であり、フィルム２２は、自然光の一部を透過するフィルムである。したがって、この実施形態では、上パネル部１２全体が、自然光を透過する透過部となる。

【0040】

ここで、フィルム２２は、板材２１の建物側の領域２１Ａと外方側の領域２１Ｂに貼り付けられている。板材２１の建物側の領域２１Ａと外方側の領域２１Ｂとには、自然光を透過する透過率が異なるフィルム２２Ａ、２２Ｂが貼り付けられている。具体的には、板材２１の建物側の領域２１Ａに貼り付けられたフィルム２２Ａの自然光の透過率は、板材２１の外方側の領域２１Ｂに貼り付けられたフィルム２２Ｂの自然光の透過率よりも低い。これにより、建物側の領域１２Ａの単位面積あたりの自然光の透過率に比べて、外方側の領域１２Ｂの単位面積あたりの自然光の透過率が高くなる。

【0041】

このようにして、上パネル部１２のうち、建物側の領域１２Ａの単位面積あたりの自然光の透過率に比べて、外方側の領域１２Ｂの単位面積あたりの自然光の透過率を高くすることができる。なお、フィルム２２Ａとフィルム２２Ｂは、樹脂製のフィルムに着色料または染料等を含有させることにより、自然光の透過率を調整することができる。

【0042】

図５Ａに示す実施形態によれば、上パネル部１２は、透明な板材２１にフィルム２２（２２Ａ、２２Ｂ）が貼り付けられているので、上パネル部１２に自然光がムラなく透過する。したがって、建物側の領域１２Ａをムラなく均一に透過した自然光を、室内に直接採り込むことができる。一方、外方側の領域１２Ｂをムラなく均一に透過した自然光を、反射面１３ａに反射させて、室内奥に採り込むことができる。さらに、上パネル部１２自体には、貫通孔１５等が形成されていないので、下パネル部１３の反射面１３ａに対して、外気からの埃および塵等が付着し難いため、反射面１３ａの清掃を低減することができる。

【0043】

図５Ｂに示す実施形態が、図５Ａに示す実施形態と相違する点は、上パネル部１２を構成するフィルムである。したがって、他の構成は同じであるので、その詳細な説明を省略する。図５Ｂ（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態では、透明な板材２１に、自然光を透過しない遮光性を有したフィルム２３が貼り付けられている。フィルム２３には、上述した貫通孔１５と同様の配置関係で、複数の貫通孔２５が形成されている。

【0044】

本実施形態では、フィルム２３は、光を透過しないフィルムであり、たとえば、黒色のフィルムであってもよく、アルミ箔などの金属箔の一方側（外方側）の表面に、樹脂フィルムがラミネートされたものであってもよい。

【0045】

本実施形態では、フィルム２３のうち、建物側の領域２３Ａと外方側の領域２３Ｂとに形成された貫通孔２５の大きさは同じであり、これらは円形であり、これらの直径は同じである。建物側の領域２３Ａと外方側の領域２３Ｂに形成された貫通孔２５は、それぞれ別々の等ピッチで形成されており、建物側の領域２３Ａの隣接する貫通孔２５のピッチは、外方側の領域２３Ｂの隣接する貫通孔２５のピッチよりも広い。

【0046】

このようにして、上パネル部１２のうち、建物側の領域２３Ａの単位面積あたりの自然光の透過率に比べて、外方側の領域２３Ｂの単位面積あたりの自然光の透過率を高くすることができる。なお、このような透過率の関係を満たすことができるのであれば、フィルム２２に形成された貫通孔２５のピッチおよび大きさは、特に限定されず、上述した貫通孔１５の大きさおよび配置密度で例示したものであってもよい。たとえば、複数の貫通孔２５の配置密度を同じに設定し、建物側の領域２３Ａに位置する複数の貫通孔２５の直径を小さくし、外方側の領域２３Ｂに位置する複数の貫通孔２５の直径を大きくしてもよい。また、複数の貫通孔２５の直径を変化させるとともに、配置密度も変更することで、上述した透過率の関係を満たすようにしてもよい。

【0047】

図５Ｂに示す実施形態によれば、図５Ａの実施形態で示した効果に加えて、遮光性を有した一枚のフィルム２３に、貫通孔２５を設けることにより、建物側の領域１２Ａと外方側の領域１２Ｂとの単位面積あたりの自然光の透過率を簡単に調整することができる。

【0048】

ここで、図６、図７を参照して、太陽高度、採光装置１０の形状や寸法について検討する。まず、太陽高度は４５°から７５°の範囲とし、冬至等の太陽高度の低い季節については室内に採り込まれる自然光が少ないため除外する。また、ライトシェルフ１１の上パネル部１２と、下パネル部１３との成す角度αは前記のように５３°から１２４°の範囲とする。

【0049】

まず、ライトシェルフ１１の外壁面３ａからの奥行（突出量）Lについて図６を参照して検討する。図６に示すL、H、H’、およびθは、以下のとおりである。
L：ライトシェルフの奥行（ｍｍ）
H'：ライトシェルフの下端高さ（ｍｍ）
H：ライトシェルフの全高さ（ｍｍ）
θ：太陽高度（°）

【0050】

図６から明らかなようにLは以下の式（１）のように表すことができる。
L=( H' ＋ H/2 ) × tan(90 - θ)…（１）

【0051】

（１）式に、太陽高度θとして、４５°と、７５°を代入し、ライトシェルフ１１の下端高さH'として、１３００ｍｍと、２１００ｍｍを代入し、ライトシェルフ１１の全高さHとして、６００ｍｍを代入すると、以下の表１に示す結果を得ることができる。

【0052】

【表1】

【0053】

表１から、Lは、最小値として４２９ｍｍ、最大値として２４００ｍｍとなる。したがって、ライトシェルフ１１の奥行の寸法Lは４２９～２４００ｍｍとなる。

【0054】

つぎに、建物側の領域１２Ａの幅ａと、外方側の領域１２Ｂの幅ｂについて、検討する。幅ａおよび幅ｂは、以下の式（２）および式（３）により算出することができる。
a=H/2 - H (1 - tanα' × tan(90 - θ)) / 2(1 + tanα' × tan(90 - θ))…（２）
b=H (1 - tanα' × tan(90 - θ)) / 2(1 + tanα' × tan(90 - θ))…（３）

【0055】

ここで、以下の式（４）および式（５）のように、Ａ、Ｂの値を定義する。
A=1 + tan α' × tan(90 - θ)…（４）
B=1 - tan α' × tan(90 - θ)…（５）

【0056】

この式（４）および式（５）を式（１）および式（２）に代入すると以下ａ、ｂは以下の式（６）、（７）のように
a=H/2 - H × B/2A…（６）
b=H × B/2A…（７）
となる。

【0057】

前記の各式に、太陽高度θとして７５°を代入し、ライトシェルフ１１の下端高さH'として１３００ｍｍと、２１００ｍｍを代入し、ライトシェルフ１１の全高さHとして、６００ｍｍを代入すると、以下の表２に示す結果を得ることができる。

【0058】

【表2】

【0059】

表２より、ａ／ｂは、０．３３～１．２９の範囲が得られる。したがって、上パネル部１２の建物側の領域の幅ａと、外方側の領域の幅ｂとの比は、０．３３～１．２９の範囲から選択することができる。

【0060】

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。本発明は、或る実施形態の構成を他の実施形態の構成に追加したり、或る実施形態の構成を他の実施形態と置換したり、或る実施形態の構成の一部を削除したりすることができる。

【0061】

なお、図１～４では、上パネル部１２の貫通孔１５のピッチを調整することにより、建物側の領域１２Ａと外方側の領域１２Ｂとの単位面積あたりの貫通孔１５の個数を調整した。しかしながら、建物側の領域１２Ａと外方側の領域１２Ｂとの単位面積あたりの自然光の透過率を、上述した関係に調整することができるのであれば、建物側の領域１２Ａと外方側の領域１２Ｂとの貫通孔１５のピッチを同じにし、建物側の領域１２Ａの貫通孔１５の大きさを、外方側の領域１２Ｂの貫通孔１５の大きさよりも小さくしてもよい。

【0062】

さらに、上述した実施形態では、上パネル部１２と下パネル部１３とを別体としたが、たとえば、鋼板またはアルミニウム板などの金属板のうち、上パネル部１２に相当する部分に貫通孔１５を穿設した後、これをくの字状に屈曲させることにより、これらを一体的に成形してもよい。

【符号の説明】

【0063】

１：建物、５：開口部、６：室内、１０：採光装置、１１：ライトシェルフ、１２：上パネル部、１２Ａ：建物側の領域、１２Ｂ：外方側の領域、１３：下パネル部、１３ａ：反射面、１５：貫通孔、２１：板材、２２，２３：フィルム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】