(57)【要約】【課題】自然光照度センサの数の増加を防止しながら、昼光照明器の活用率が高くなる屋内照明装置を得る。【解決手段】自然光を屋内に採光する昼光照明器（１０）と、前記昼光照明器（１０）に隣接設置した自然光照度センサ（２０）と、屋内に設置した人工照明器（２５）と、前記自然光照度センサ（２０）の検出結果に基づいて前記人工照明器（２５）を制御する人工照明制御装置（２２）とを備える。前記自然光照度センサ（２０）の受光面は前記昼光照明器（１０）の自然光入射面と平行に配置する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然光を屋内に採光する昼光照明器と、前記昼光照明器に隣接設置した自然光照度センサと、屋内に設置した人工照明器と、前記自然光照度センサの検出結果に基づいて前記人工照明器を制御する人工照明制御装置とを備えることを特徴とする屋内照明装置。
【請求項２】
前記自然光照度センサの受光面は前記昼光照明器の自然光入射面と平行に配置したことを特徴とする請求項１記載の屋内照明装置。
【請求項３】
前記自然光照度センサは屋外側に設置されていることを特徴とする請求項１または２に 記載の屋内照明装置。
【請求項４】
前記自然光照度センサは屋内側に設置されていることを特徴とする請求項１記載の屋内照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自然光を採り入れる昼光照明器と人工照明器とを併用する屋内照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
室内において作業を行うとき、窓などの採光装置から取り入れられた自然光による照度が不足している場合には、作業者が手動で蛍光灯や電灯などの人工照明器の電源をＯＮにして、作業を行うために必要な照度を確保することは公知である。
また、作業者が手動で人工照明器の電源をＯＮにしたり、更に人工照明器の照度を調整する代わりに、作業場所に設置された昼光センサ（照度センサ）が作業場所の照度を検知して人工照明器の照度を自動調整する照明システム（特許文献１）も公知である。
【０００３】
しかし特許文献１に記載の従来の技術では、室内における作業場所が複数ある場合には、作業場所毎に複数の照度センサを設置する必要がありコストがかかるという課題があった。また、各作業場所によって必要な照度が異なる場合には、照度を自動調整するコントローラも複数設置する必要があるなどの課題があった。
【０００４】
また、従来の技術として、室内に設置した複数の照度センサと屋外に設置した１つの照度センサを有するものもあった。（特許文献２）
【０００５】
特許文献２に記載の従来技術では、屋外に設置した照度センサによる屋外の自然光の照度が所定値より高い、即ち明るすぎると判定された場合にブラインドなどの遮光手段で遮光することが開示されている。しかし、屋外の照度センサは遮光手段の動作可否のみに用いられている。また、屋外の照度センサは、天窓（トップライト）などの採光装置から離れており、かつ、採光装置の受光面の姿勢を含む受光条件との関係を考慮していないため、採光装置によって実際に屋内に取り込まれる光の強度とは必ずしも一致しないという問題があった。また、特許文献２に記載の従来技術では、屋内の複数の各エリアの床面の明るさは屋内の複数の照度センサで検知して各人工照明器の電源を制御するために、屋内において複数の照度センサやコントローラが必要となるなどの課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１３４６１２
【特許文献２】特開平７−２１８１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
出願人は、長年にわたって昼光照明器、即ち、トップライト（天窓）を主体とした昼光照明器の開発を行ってきた。本発明は、トップライトを室内を照明するための主照明光源として位置づけて、その主照明光源の照度を主照明光源の近傍位置に設置した自然光照度センサで測定し、その測定結果に基づいて屋内の各部における照度を算定し、その算定値に基づいて補助照明である人工照明器のＯＮ／ＯＦＦ並びに強度を制御するシステムを構築したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、自然光（太陽光）を屋内に採光する昼光照明器の隣接位置に自然光照度センサを設置し、該自然光照度センサの検出結果に基づいて人工照明器を制御することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の屋内照明装置は、昼光照明器部の自然光の照度を検出して人工照明器を制御するので、昼光照明器による自然光の採光を十分に生かして人工照明器を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】トップライトを１つ設置した場合を示す概略側面図である。
【図２】建物の床面を９分割した概略平面図である。
【図３】トップライトを２つ設置した場合を示す概略側面図である。
【図４】トップライトの受光面が同一面または平行である場合を示す概略側面図である。
【図５】トップライトの受光面が平行でない場合を示す概略側面図である。
【図６】昼光照明器及び人工照明器の取り付け状態を示す断面図である。
【図７】図６の要部拡大断面図である。
【図８】自然光照度センサの第２設置例を示す要部拡大断面図である。
【図９】自然光照度センサの第３設置例を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、自然光照度センサの数の増加を防止しながら、昼光照明器の活用率が高くなる屋内照明装置を得るようにしたものである。
【実施例１】
【００１２】
ここで、トップライト（昼光照明器）および自然光照度センサの設置位置及び数の設定、ならびに人工照明器の電源の制御方法等について説明する。
【００１３】
トップライト等の入射光を透過及び散乱させる機能を有する昼光照明器の配光特性（配光曲線）は、公知の自動変角光度計（ゴニオフォトメーター）によって解析することができる。これにより、外部から進入した自然光が、昼光照明器によって透過、散乱されたあと建物内の床面でどのような照度となるかの照度分布を算定することができる。
【００１４】
トップライトを１つ設置した場合の事例を図１、図２、及び表１を用いて説明する。
図１は建物１を側面から見た断面図であって、屋内９の矢印は透過、散乱した後の光の照射イメージを示している。
自然光照度センサ２０は、トップライト１０の近傍の屋外側に設置されている。また、太陽光などの自然光がトップライト１０の受光面に入射する入射角度と自然光照度センサ２０の受光面に入射する入射角度が同一になるように設置されている。また、図１では、トップライト１０と自然光照度センサ２０とを同一平面上に記載したが、トップライト１０と自然光照度センサ２０の受光面の高さが異なっていても、トップライト１０と自然光照度センサ２０の受光面が平行であれば自然光の入射角度は同一になるので構わない。
【００１５】
図２は建物１の床面９ａをエリア１〜エリア９まで９分割したもの。表１は、自然光照度センサ２０による自然光照度の測定値とエリア１〜９における照度の算定値との相関を示すテーブルの事例である。ここでは、制御ステップを説明することが目的のため、具体的な照度や算定値は記載しない。
【００１６】
なお、エリア１〜９の各床面の照度の算定については、建物１の各部の寸法やトップライト１０の設置位置を加味して算定される。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
次に、トップライト１０を２つ設置した場合の事例を説明する。図３は、建物１を側面から見た断面図であって、矢印は透過、散乱した後の光の照射イメージを示している。この場合、２つのトップライト１０の受光面は平行であるため、１つの自然光照度センサ２０が設置されている。
この場合も、図２で示したように床面を９分割し、表１で示したように、各エリアの照度を算定することができる。
【００１９】
なお、図２及び表１の説明では床面を９分割で説明したが、分割方法および分割数はこれに特定されるものではない。床面の分割方法および分割数は、建物１の各エリアの使用用途等によって任意に設定することができる。
【００２０】
前述した事例では、トップライト１０を２つ設置した場合を述べたが、トップライト１０の設置数および設置位置は任意に設定することができる。
【００２１】
図１、図３の事例では、トップライト１０の受光面が同一面または平行であるため、自然光照度センサ２０を１個設置したが、建物１の屋根５の形状により複数の自然光照度センサ２０を設置する必要がある。
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、トップライト１０の受光面が同一面または平行であるため、自然光照度センサ２０を１個設置する場合であり、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、トップライト１０の受光面が平行でないため、自然光照度センサ２０を２個設置する場合である。
【００２２】
このようにして算定された各エリアの照度に基づいて、各エリアにおける人工照明器の設置数、設置位置、更には人工照明器の電源ＯＮ／ＯＦＦ基準値を含む制御システムを設定することができる。
【００２３】
以上ここまでの説明では、これから建設する建物１の設計図面および使用するトップライト１０の仕様、数量、設置位置等に基づいて人工照明器の設置数、設置位置および制御システム  を設定する場合を説明した。
【００２４】
前述した事例では、表１における各エリアの照度は、トップライト１０に隣接した自然光照度センサ２０の測定値に基づいた算定値として説明した。しかし、実際に建物１が建設され、トップライト１０及び隣接する自然光照度センサ２０が設置された後には、床面の各エリアにおける照度を実測することができる。
トップライト１０に隣接した自然光照度センサ２０で自然光照度を実測しつつ、同時に、分割した床面の各エリアに可搬式の照度センサを持ち込んで床面の照度を実測する。その実測データを前述した表１の形態にまとめて、その内容に従って床面の各エリアにおける人工照明器の設置数、設置位置、更には人工照明器の電源ＯＮ／ＯＦＦ基準値を含む制御システムの見直し設定をすることができる。
【００２５】
前述した事例では、トップライト１０に隣接した自然光照度センサ２０は屋外側に設置した場合について述べたが、屋内９側に設置することもできる。このようにすることにより、自然光照度センサユニットの防水性や耐衝撃性、または、埃／ゴミ等の付着や汚れなどの配慮を軽減することができ、かつ、耐久性の向上、コストダウンの効果もある。
【実施例２】
【００２６】
図６において、１は工場、倉庫、ショッピングセンター等の建物であり、柱２によって支持される桁３に多数の梁４を所定ピッチで並列に渡架し、該梁４に波形に屈曲した折板屋根（屋根）５を載置し、該折板屋根５を山形の受け金具、ボルトを介して梁４に固定してなる。前記折板屋根５は、図７に示すように、内折屋根材６に外折屋根材７を重ね、両者間に断熱材８を介在させた二重構造からなる。
【００２７】
前記折板屋根５の所定箇所に自然光を取り入れる昼光照明器（天窓）１０を設置し、該昼光照明器１０から照射する自然光によって屋内（床部）９の各部が規定の照度、即ち、屋内９で区画された作業室、展示室、格納室等の各エリアで必要とする照度が決められている場合、各エリアの床面積、及び各エリアにおける屋根（折板屋根）５の高さ等を計測し、好天時における昼光照明器１０の採光で前記各エリアで必要とする照度が得られるよう、屋根５に設置する昼光照明器１０の数及び間隔を設定する。
【００２８】
前記昼光照明器１０は、１個当たりの面積が幅約１ｍ、縦約１．５ｍの長方形となっており、これを折板屋根５に縦並び、あるいは所定の間隔をおいて横並びに設置する。前記昼光照明器１０は、図７に示すようになっている。即ち、板金材により長方形状に形成された枠体１３内に熱線入り透明ガラス製の外窓１１と半乳白色に着色されたポリカーボネイト製の内窓１２とを上下に間隔をおいて重ね配置し、外窓１１は、その端縁を枠体１３の上部に内方に向けて突出形成したリブ１３ａにゴム製のジッパーガスケット１４を介して挟持固定し、内窓１２は、その端縁を前記枠体１３の下部に内方に向けて突出固定した枠受け金具１５に当て板及びシール材を介して圧接固定する。
【００２９】
前記外窓１１及び内窓１２は共に厚さ約６ｍｍとし、両者は上下に約１５ｍｍの間隙Ｃを保持して重ね合わされている。また、内窓１２は、中空に形成されるとともに、内部に多数の縦リブを有し、外窓１１から入射した自然光（太陽光）を拡散（散乱）して屋内９に照射し、屋内９の各エリアを広範囲に照明するようになっている。
【００３０】
前記内折屋根材６及び外折屋根材７は、山型となっている頂部に上方に突出する半円弧状の接合部６ａ，７ａを有し、隣接する内折屋根材６及び外折屋根材７は、前記接合部６ａ，７ａ同士を重ね合わせて互いに連結するようになっている。そして、折板屋根５に昼光照明器１０を設置する際には、該当する内折屋根材６及び外折屋根材７の接合部６ａ，７ａを離脱することによって前記該当する内折屋根材６及び外折屋根材７を取り外し、これに変えて昼光照明器１０を取り付ける。
【００３１】
前記昼光照明器１０は図７に示すようにして折板屋根５に取り付ける。即ち、前記枠受け金具１５の外側端部に形成した断面倒立溝形の嵌合部１５ａを前記外折屋根材７の接合部７ａに被せてボルト締め固定する。前記枠体１３は断面倒立溝形に形成され、該枠体１３を外折屋根材７の頂部に載置して前記枠受け金具１５の嵌合部１５ａを覆う。前記枠体１３内に断面倒立溝形の押え金具１６を嵌合させ、その両側下端を枠体１３の両側下端部に形成された内方かつ上方に屈曲する鉤型の係止片１３ｂに係合させる。  
【００３２】
前記押え金具１６は枠受け金具１５の嵌合部１５ａを覆い、該押え金具１６の天板にボルト１７を下方に向けて挿通する。該ボルト１７の下部は外折屋根材７の頂部から下方に突出させ、該突出端部に、外折屋根材７の頂部下面に当接する当て板１８を挿通するとともに、該ボルト１７の下部にナット１７ａを螺合させる。そして、前記ナット１７ａを締め付け操作し、前記押え金具１６と当て板１８とで外折屋根材７の頂部を挟持することによって前記枠体１３を外折屋根材７の頂部に一体的に固定する。
【００３３】
前記枠体１３の天板に自然光（太陽光）の照度を検出する自然光照度センサ２０を取り付ける。該自然光照度センサ２０はその受光面を昼光照明器１０の自然光入射面、即ち外窓１１の面と平行に配置し、昼光照明器１０部の照度に近似する照度が検出できるようにする。前記自然光照度センサ２０のリード線２１は屋内９の所定箇所に設置した人工照明制御装置２２（図６）に接続する。
【００３４】
前記屋内９の天井部には、図６に示すように、人工照明器（電灯）２５が所定の間隔をおいて設置され、該人工照明器２５を点灯させることによって屋内の各部、即ち、屋内９で区画された作業室、展示室、格納室等の各エリアが必要な照度となるように設定されている。前記人工照明器２５は電源コード２６を介して前記人工照明制御装置２２に接続され、前記昼光照明器１０からの照射量が低下して屋内９の照度が規定値以下になった際には、該屋内９が人工照明器２５によって規定の照度に確保される。
【００３５】
この場合、前記人工照明制御装置２２は、前記人工照明器２５に供給する電圧、あるいは電流が可変となるインバーター回路を採用し、昼光照明器１０の照度が低下するに従って人工照明器２５の出力が次第に高くなるようにするとよい。
【００３６】
なお、前記自然光照度センサ２０は、図８に示すように、受光面を上向きにして外窓１１と内窓１２との間隙Ｃに設けるようにしてもよい。また、図９に示すように、内窓１２の直下に配置し、昼光照明器１０を通過した自然光の照度を検出するようにしてもよい。このようにすれば、自然光照度センサ２０が昼光照明器１０によって保護され、雨水、塵埃による受光面の汚れ、障害物による損傷が防止されることになる。また、長期の使用によって昼光照明器１０の透過率が低下した場合、自然光照度センサ２０が前記透過率の低下した昼光照明器１０部の照度を検出することになり、昼光照明器１０の照射機能変化に対応して人工照明器２５を制御することになる。図９において、１５ｂは内窓１２の直下に配置した自然光照度センサ２０を支持するブラケットである。
【符号の説明】
【００３７】
１    建物
２    柱
３    桁
４    梁
５    折板屋根
６    内折板屋根材
６ａ  接合部
７    外折板屋根材
７ａ  接合部
８    断熱材
９    屋内
１０    昼光照明器
１１    外窓
１２    内窓
１３    枠体
１３ａ  リブ
１３ｂ  係止片
１４    ジッパーガスケット
１５    枠受け金具
１５ａ  嵌合部
１５ｂ  ブラケット
１６    押え金具
１７    ボルト
１７ａ    ナット
１８    当て板
２０    自然光照度センサ
２１    リード線
２２    人工照明制御装置
２５    人工照明器
２６    電源コード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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