(57)【要約】【課題】室内への自然採光性能を向上可能な技術を提供する。【解決手段】建物は、窓が設けられた外壁と、室中央において外周大梁下端よりも高くに位置する水平天井部と前記外壁に向かって低くなる傾斜天井部（第１傾斜天井部）とを含む天井と、窓の外側または内側に設けられ日射を前記傾斜天井部に導く光制御部と、を備える。斜天井部の窓側の端部の高さは、外周大梁下端の高さと略等しくするとよい。また、前記窓が設けられた外壁と対向する壁に向かって低くなる第２の傾斜天井部を含むことも好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窓が設けられた外壁と、
室中央において外周大梁下端よりも高くに位置する水平天井部と、前記外壁に向かって低くなる傾斜天井部と、を含む天井と、
室外または室内に設けられ、日射を前記傾斜天井部に導く光制御部と、
を備える、建物。
【請求項２】
前記天井は、前記窓が設けられた外壁と対向する壁に向かって低くなる第２の傾斜天井部を含む、
請求項１に記載の建物。
【請求項３】
前記傾斜天井部の前記窓側の端部の高さは、前記外周大梁下端の高さと略等しい、
請求項１または２に記載の建物。
【請求項４】
前記光制御部は、ブラインド、ライトシェルフ、採光フィルムの何れかを含む、
請求項１から３のいずれか１項に記載の建物。
【請求項５】
前記光制御部は、ブラインドを含み、日射強度または太陽高度の少なくともいずれかに応じて前記ブラインドのスラット角度を制御する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の建物。
【請求項６】
窓直交大梁の側面を間接照明の照射面とする照明部をさらに備える、
請求項１から５のいずれか１項に記載の建物。
【請求項７】
前記天井に直接設けられた、または、前記天井から吊り下げられた、ライティングレールをさらに備える、
請求項１から６のいずれか１項に記載の建物。
【請求項８】
前記水平天井部の少なくとも一部は膜材料により構成される、
請求項１から７のいずれか１項に記載の建物。
【請求項９】
前記天井とスラブの間の空間を空調の給気経路とし、前記傾斜天井部の前記窓付近に空調空気の吹き出し口が設けられる、
請求項８に記載の建物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物に関し、特に、採光性能を高めた建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
業務用ビルの室内への日射採光性能を高める工夫として、次のような提案がされている。特許文献１は、天井を外壁付近で折り上げることで、収納スペースを確保しつつ高窓を設置可能とすることを提案する。また、特許文献２−６は、それぞれ、ライトシェルフ、光ダクト、採光型ブラインド、せり上がり式ブラインド、採光フィルムを用いることで、室内への採光性能を高めることを提案する。
【０００３】
しかしながら、上述のような採光手法は、専用の反射材料・素材、反射形態、伝光構造を用いる必要があり、特殊性が高い。また、窓面積を増やす手法（特許文献１）は、空調負荷が増大するという問題や、建物外周大梁を省略する特殊な構造計画が必要となるという問題がある。
【０００４】
ところで、天井に石膏ボードやロックウールボードを用い、天井内に空調装置や照明器具等を設置することが一般的である。しかし、大地震時には天井が落下するおそれがあり、人身に危険を及ぼす可能性がある。このような観点から、天井自体や天井内器具の軽量化が求められている。また、室内開放感向上のために天井高を高めることも求められている。
【０００５】
空調方式は、エアコン室内機やＦＣＵ（ファンコイルユニット）を天井内に設置し、直接もしくはダクトを介して室内に冷暖房空気を供給することがほとんどである。より快適性を高める空調方式として、天井パネルに冷温水パイプを設ける放射空調方式もある。
【０００６】
照明方式は、天井材に照明器具を取り付ける方式がほとんどである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−８１４１１号公報
【特許文献２】特許第３２８１３３０号公報
【特許文献３】特許第５４８２４３３号公報
【特許文献４】特許第３６５６３８５号公報
【特許文献５】特許第５７０９０００号公報
【特許文献６】特許第４８８７０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、室内への採光性能を高めることが可能な新規な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明は以下のような構成を採用する。本発明の一態様は、窓が設けられた外壁と、室中央において外周大梁下端よりも高くに位置する水平天井部と前記外壁に向かって低くなる傾斜天井部（第１傾斜天井部）とを含む天井と、室外または室内に設けられ日射を前記傾斜天井部に導く光制御部と、を備える建物である。前記傾斜天井部の前記窓側の端部の高さは、前記外周大梁下端の高さと略等しくするとよい。
【００１０】
このような構成によれば、室内への日射が傾斜天井部において反射して室中央まで届く。すなわち、窓付近だけでなく室中央の明るさを向上させることが可能となる。
【００１１】
上記態様に係る建物は、前記窓が設けられた外壁と対向する壁に向かって低くなる第２の傾斜天井部を含むことも好ましい。なお、外壁と対向する壁は、外壁であってもよいし内壁であってもよく、外壁である場合にはそこに窓が設けられていても設けられていなくてもよい。
【００１２】
このような構成によれば、第１傾斜天井部と第２傾斜天井部との間の形態係数が大きくなり、第１傾斜天井部で反射した光が第２傾斜天井部に到達し、第２傾斜天井部およびその直下を明るくすることができる。なお、窓から入射した光は窓付近の床や什器等においても反射する。第２傾斜天井部を採用することで床や什器等での太陽光反射面との形態係数も大きくでき、これらの反射光によって第２傾斜天井部およびその直下を明るくすることができる。
【００１３】
上記態様において、光制御部は、日射を前記傾斜天井部に導くことができればどのような構成であってもよいが、例えば、ブラインド、ライトシェルフ、採光フィルムのいずれかを含むように構成されてよい。ブラインドを採用する場合、夏の日射遮蔽効果を優先すると室外に設けることが合理的である。また、前記光制御部は、日射強度または太陽高度の少なくともいずれかに応じて、前記ブラインドのスラット角度の制御やスラットの上げ下げの制御を自動的に行うとよい。
【００１４】
上記態様において、窓直交大梁の側面を間接照明の照射面とする照明部をさらに備えることも好ましい。上記態様では、室中央の水平天井部は大梁下端よりも高い位置に配置されるので、窓直交大梁の側面を間接照明の照射面にできる。このような構成によれば、人の視界内の輝度向上が図れる。したがって、机上面照度を抑えて省エネを実現しつつ、空間の明るさ感を高めることができる。また、大地震により落下しにくい部材（大梁）に照明器具を設置できるので安全性が高まる。
【００１５】
上記態様において、前記天井に直接設けられた、または、前記天井から吊り下げられた、ライティングレールをさらに備えることも好ましい。このような構成によれば、室内の什器レイアウト変更時でも机上直上などに照明器具を移動でき、照度環境を高められると共に省エネを実現できる。
【００１６】
上記態様において、前記水平天井部の少なくとも一部は、布などの膜材料（薄層材料）によって構成することも好ましい。天井部を軽量化することで、大地震発生時でも天井落下が発生しにくく、また、仮に落下しても安全である。
【００１７】
上記態様において、前記天井とスラブの間の空間を空調給気の経路とし、前記傾斜天井部の前記窓付近に前記空調の吹き出し口が設けられることも好ましい。このような構成により、天井からの輻射効果が得られ室内で気流感が少ない快適な空気調和が可能になり、かつ、空調負荷の大きな窓側では吹き出し口からの空調空気により快適な空気調和が可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、室内への採光性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態に係る建物の鉛直断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る建物の矢視図である。
【図３】第１の実施形態に係る建物に窓から入射する太陽光の光線軌跡を模式的に示した図である。
【図４】天井形態別の机上面昼光照度の試験結果を示すグラフである。
【図５】第２の実施形態に係る建物の鉛直断面図である。
【図６】第２の実施形態に係る建物の矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る建物の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。なお、以下の説明は、本発明の実施形態を例示的に説明することを目的とするものであり、本発明の技術的範囲をその実施形態に限定するものではない。
【００２１】
［第１の実施形態］
図１は、本実施形態に係る建物１の構造を示した鉛直断面図である。図２は、Ａ−Ａ線方向からの矢視図である。図から分かるように、建物１の天井は、室中央にある水平天井部２と、窓６側の外壁７に向かって低くなる傾斜天井部３と、外壁７と対向する壁８に向かって低くなる傾斜天井部４とを有する。水平天井部２の高さは、外周大梁９の下端９ａよりも高くに位置する。傾斜天井部３は、室中央側の端部では水平天井部２と同じ高さであり、外壁７側の端部では外周大梁９の下端９ａ（本実施形態では窓６の上辺）と同じ高さである。傾斜天井部４も同様に、室中央側の端部では水平天井部２と同じ高さであり、壁８側の端部では外周大梁９の下端９ａと同じ高さである。
【００２２】
水平天井部２は、布や樹脂系フィルムなどの膜（薄層）状の材料からなる膜天井である。膜天井の構造自体は特に限定されず、既存の任意の手法が採用可能である。本実施形態では、スラブ１０から吊り下げられた支持体２１，２２に膜材料を張って張力を与えている。もっとも、水平天井部２は全体として水平であれば、張力を弱くしたり自由懸垂させたりして曲面状としても構わない。
【００２３】
傾斜天井部３，４は、本実施形態では、スラブから吊り下げられた化粧石膏ボードにより構成する。傾斜天井部３，４の大きさや勾配は室の形状に応じて適宜設計すればよいが、例えば、水平長さ１．５ｍで高低差４０ｃｍとする。傾斜天井部３，４の表面は、光を効率良く反射するように白色塗装する。傾斜天井部３と傾斜天井部４の形状や傾きは同一であってもよいし、異なっていてもよい。なお、傾斜天井部３，４を膜天井としてもよい。
【００２４】
また、本実施形態に係る建物１は、室外に電動ブラインド１１とその制御装置（不図示）を備える。制御装置は、電動ブラインド１１のスラットの巻き上げ・巻き下げおよびスラット角度の調整を行う。制御装置は、日射強度や太陽高度に応じてスラットを制御し、直射日光が室内へ入射することを抑制しつつ、太陽光がスラットで反射して傾斜天井部３を照らすようにする。具体的には、制御装置は、どのような日射強度および太陽高度のときにスラットをどのように制御するかをあらかじめ記憶しておき、日時に基づいて太陽高度を取得し、日射センサによって日射強度を取得し、これらに基づいてスラットの制御を行う。なお、地表面で反射した太陽光はスラットを透過して傾斜天井部を照らす。
【００２５】
本実施形態では、電動ブラインド１１を室外に設けているが、電動ブラインド１１は室内に設けられてもよい。ただし、冷房負荷削減のための夏の日射遮蔽には、内付けのブラインドよりも外付けのブラインドの方が効果的である。
【００２６】
図３は、本実施形態に係る建物１において、窓６から入射する太陽光の光線軌跡を模式的に示した図である。ブラインド１１のスラットで反射した太陽光や地表面で反射した太
陽光は、窓６付近の天井、すなわち、傾斜天井部３を照射する。傾斜天井部３は室内ほど高くなるように傾斜しているので、傾斜天井部３で反射した光は室の中央付近にまで届きやすく、室を明るくする採光ができる。
【００２７】
また、窓６と反対側の壁８付近の傾斜天井部４は、壁８側ほど低くなるように傾斜しており、傾斜天井部３と傾斜天井部４の形態係数が大きい。また、傾斜天井部４は、ブラインド１１のスラット、スラット間に見える天空や、窓６付近の床や什器等の太陽光反射面との形態係数も大きい。したがって、傾斜天井部３やスラット、床、什器等で反射した光がより多く傾斜天井部４を照射する。傾斜天井部４が明るくなることで、その直下も明るくなる。すなわち、室の奥（壁８側）まで明るくする採光ができる。
【００２８】
図４は、本実施形態による効果を確認するために行った天井形態別の床上０．８ｍの机上面昼光照度の試験結果を示すグラフである。この試験では、高さ１．７ｍの窓とその外部にブラインドを有する南面の室において、高さ２．４ｍの水平天井（点線・従来手法）と、窓付近から１．５ｍかけて高さ２．４ｍから高さ２．８ｍまで４０ｃｍ高くした折り上げ天井（実線・本手法）について、机上面照度を測定した。なお、比較実験を容易に行うために、水平天井と折り上げ天井の両形態において天井全体を布（膜天井）により作成している。
【００２９】
図４からも分かるように、折り上げ天井を採用することで、窓から２ｍ以上離れた室奥について、水平天井の場合よりも机上面照度を約１５％上昇させる効果が確認できた。すなわち、折り上げ天井を採用することで、昼光を室中央まで導けることが確認できた。
【００３０】
本実施形態により得られる効果は、採光性の向上だけではない。天井を折り上げることによって天井高を高くでき、室内開放感を向上させることができる。また、同じ天井高の場合に階高を縮小できるので、建物１の断熱性能が向上し、また躯体のコストダウンが図れる。また、天井を膜天井とすることで、地震による天井落下の可能性を抑制可能であり、仮に天井落下が発生しても人身に危険を及ぼす可能性を抑制できる。
【００３１】
本実施形態において、室内への入射光を傾斜天井部３に導く手段（光制御部）としてブラインド１１を採用しているが、同様の効果が得られるその他の構成を採用してもよい。例えば、ライトシェルフまたは採光フィルムあるいはこれらの両方を採用してもよい。この場合には、電動ブラインドのように状況に応じてスラットの制御を行う代わりに、想定されるあらゆる太陽光入射角度において室奥まで採光可能な形状のライトシェルフを用いることになる。
【００３２】
［第２の実施形態］
第１の実施形態では、自然光採光について主に説明した。本実施形態では、第１の実施形態に係る建物構造に対して好適な照明計画および空調計画を提案する。
【００３３】
第１の実施形態に係る建物では、水平天井部２が大梁下端よりも高くに位置するため、大梁が露出する。そこで、本実施形態では、露出する大梁の側面を間接照明の照射面とする。また、ライティングレールを設けて移動可能な照明器具（タスクライト）を設置する。さらに、天井内を空調空気の供給経路として、空気式天井放射空調を採用する。以下、図面を参照して説明する。
【００３４】
図５は、本実施形態に係る建物１の構造を示した鉛直断面図である。図６は、Ｂ−Ｂ線方向からの矢視図である。図６に示すように、本実施形態では、窓直交大梁１３が露出する。そこで、窓直交大梁１３に、支持部材１４を取り付け、当該支持部材１４上に大梁１３に沿って照明器具１５を設置する。照明器具１５は、例えばＬＥＤライン照明を利用で
きるが、ＬＥＤ電球を並べたりしてもよいし、ＬＥＤ以外に蛍光灯などを利用してもよい。
【００３５】
このように露出した大梁１３の側面を間接照明の照射面として利用することで、人の視界内の輝度向上が図れ、机上面照度を抑えて省エネを実現しつつ、空間の明るさ感を高めた照明計画が可能となる。また、大地震により落下しにくい部材（大梁１３）に照明器具１５を設置しているので安全性も高まる。
【００３６】
また、机上面照度を高めるために、スラブ１０からライティングレール１２を吊り下げ方式で設ける。これにより、ライティングレール１２上の照明器具１２ａを所望の位置に移動可能となる。したがって、室内の什器レイアウト変更時でも机上直上に照明器具１２ａを移動でき、照度環境を高められると共ともに、省エネを実現できる。
【００３７】
なお、本実施形態では、大梁側面を照射面とした間接照明を採用しているが、スラブ１０と水平天井部（膜天井）２の間に照明器具を設けて、スラブ１０や水平天井部２で光を拡散させる間接照明を採用してもよい。
【００３８】
また、本実施形態では、空気式天井放射空調を採用する。壁８側の傾斜天井部４上に室内機３１が設置され、天井スラブ１０下には断熱材１６が設置される。室内機３１から吹き出される空調空気は、矢印３２で示すように、天井内を移動する。窓６側の傾斜天井部３と大梁９のあいだには隙間が設けられており、天井内を移動した空調空気の吹出口３３として機能する。このようにして、天井からの放射（輻射）によって室全体の空気調和が行え、気流感の少ない快適な空調が実現できる。また、空調負荷が高い窓側では、空調空気の吹き出しによって効果的な空調が実現できる。
【００３９】
なお、空気式天井放射空調を採用することで、天井内のダクトを省略することができ、天井懐の縮小による室内開放感の向上、および天井や天井内収容物の軽量化による安全性の向上が実現できる。
【００４０】
［その他の実施形態］
上記の実施形態の説明は例示的なものであり、そこで説明される特徴を全て備える必要なく、また、適宜の変更を加えることもできる。
【００４１】
例えば、上記の実施形態において水平天井部２は膜天井であるものとして説明したが、自然光の採光性能向上という観点からは、水平天井部２の材料はどのようなものであっても構わない。例えば、水平天井部２に石膏ボードを用いてもよい。
【００４２】
また、上記の実施形態では、窓６側だけでなくその反対側にも傾斜天井部を設けているが、傾斜天井部は窓６側だけに設けてもよい。窓６側に傾斜天井部３があることで、窓６から入射する光を室中央まで導くという効果は得られる。
【符号の説明】
【００４３】
１：建物    ２：水平天井部    ３，４：傾斜天井部      ６：窓    ７，８：壁
９：外周大梁    １０：スラブ    １１：電動ブラインド
１２：ライティングレール    １２ａ：照明器具
１３：窓直交大梁    １４：支持部材  １５：照明器具
３１：空調室内機    ３３：吹出口
【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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