(57)【要約】【課題】暗い空間において光触媒効果が発揮されて健康快適な空間が得られ、しかも雨漏りの危険性がないとともに施工性に優れた建築物を提供する。【解決手段】内部に区画された複数の空間が形成され、かつ開口部を有するとともにこの開口部を通して太陽光が多く入射する明るい空間と、太陽光の入射が少ない暗い空間とを有する建築物であって、前記暗い空間には、光触媒加工体が設けられ、前記明るい空間と暗い空間との間に、明るい空間の光を暗い空間へ伝達する光伝達手段が配設されることを特徴とする。【選択図】図１
2008013941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に区画された複数の空間が形成され、かつ開口部を有するとともにこの開口部を通して太陽光が多く入射する明るい空間と、太陽光の入射が少ない暗い空間とを有する建築物であって、
前記暗い空間には、光触媒加工体が設けられ、
前記明るい空間と暗い空間との間に、明るい空間の光を暗い空間へ伝達する光伝達手段が配設されることを特徴とする建築物。
【請求項２】
前記光伝達手段は、明るい空間に設けられて光を受け入れる受光部と、暗い空間に設けられて光を出す照射部と、受光部乃至照射部の間に設けられて受光部で受けた光を照射部へ送る導光部とを具えることを特徴とする請求項１記載の建築物。
【請求項３】
前記受光部は、強い光を暗い空間へ向けて送るため、集めた光を収束する光収束手段を有することを特徴とする請求項２記載の建築物。
【請求項４】
明るい空間に、光を前記受光部に向けて反射することにより集光する集光装置を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の建築物。
【請求項５】
前記光触媒加工体は、光触媒被膜を設けた壁紙であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の建築物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、明るい空間の光を採り入れることにより、暗い空間において光触媒効果を発揮して健康快適性を高めることのできる建築物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギー資源の枯渇問題、及び地球環境問題が深刻化していることから、石油など化石燃料依存からの脱却が求められ、代替燃料として、クリーンで無尽蔵な自然エネルギーとしての太陽エネルギー利用が注目されている。そこで、太陽光発電などの技術開発が進歩して、実用化が普及しているが、イニシャルコストが高くつくとともに設備メンテナンスが必要となる課題を抱えている。
【０００３】
これに対して、太陽光自体をできるだけ多く建築物内部に採り入れて、照明、或いは暖房源として活用するため、開口部構造の改良など種々工夫が重ねられている。そして、これら開口部からの採光に加え、屋根、或いは屋上部分に受光部を設置し、光チューブなどの光伝導路を介して、太陽光を建築物内部に導入する太陽光集光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
更に進んで、これら太陽光集光装置により導入した自然光を、例えばカーテンなどに光触媒コートを被覆するなどした加工品に照射することによって、光触媒の持つ消臭、抗菌、防汚、空気浄化、及び浄水効果を活性化させて、健康快適な空間を創り出すシステムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３０７５２２号公報      特開２００４−１５９８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記太陽光集光装置では、受光部が雨露に曝されることから、防水性能、防錆性能が求められるため装置として複雑化し、また屋根或いは屋上部分を貫通して施工することから、雨漏りを生じる危険性が高い。更には、個別に異なる屋根勾配、或いは瓦の種類などに応じて、適切な防水施工を施す必要があるため工事に専門性が要求されて工期も長くかかることから、コストが高くなる。特に既築建物に後付けする場合には、既存のシール層を貫通して施工することから防水の信頼性を高める必要があり、取付部の下地の補強を含め、施工が煩雑化、長期化するという問題が生じる。
【０００７】
また、太陽光との関係から受光部の配置には一定の制約がある一方、屋根の形状、勾配、或いは瓦の種類、形状、寸法によって機器類の取付け構造が異なることから、設置用架台、或いは取付金物は、個別に設計、製造する必要があり、施工性が低下するとともに工期、コストが嵩むという問題がある。
【０００８】
しかも、屋根、或いは屋上で受けた太陽光を屋内へ送り込むことからその経路が長くなり、施工性が悪くなるとともに、コストが高くなる。しかも必ずしも直線状でない長い経路を進む間に光量のロスを生じるため、採光の効率が低下しがちである。
【０００９】
本発明は、前記暗い空間に光触媒加工体が設けるとともに、明るい空間と暗い空間との間に、明るい空間の光を暗い空間へ伝達する光伝達手段が配設されるを基本とし、暗い空間において光触媒効果が発揮されて健康快適な空間が得られ、しかも雨漏りの危険性がないとともに施工性に優れた建築物の提供を課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、請求項１に係る発明では、内部に区画された複数の空間が形成され、かつ開口部を有するとともにこの開口部を通して太陽光が多く入射する明るい空間と、太陽光の入射が少ない暗い空間とを有する建築物であって、前記暗い空間には、光触媒加工体が設けられ、前記明るい空間と暗い空間との間に、明るい空間の光を暗い空間へ伝達する光伝達手段が配設されることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明では、前記光伝達手段は、明るい空間に設けられて光を受け入れる受光部と、暗い空間に設けられて光を出す照射部と、受光部乃至照射部の間に設けられて受光部で受けた光を照射部へ送る導光部とを具え、請求項３に係る発明において、前記受光部は、強い光を暗い空間へ向けて送るため、集めた光を収束する光収束手段を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明では、明るい空間に、光を前記受光部に向けて反射することにより集光する集光装置を設け、請求項５に係る発明において、前記光触媒加工体は、光触媒被膜を設けた壁紙であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明においては、光伝達手段によって、明るい空間の光が暗い空間へ伝達され、その光が暗い空間に設けられた光触媒加工体の光触媒を活性化することにより、抗菌、脱臭、防汚、大気浄化、及び浄水等の光触媒の有する諸機能が発揮され、その結果健康快適な空間が得られる。しかも光伝達手段は、全てが建物内部に設けられて、屋根面、或いは屋上を貫通することがないことから、雨漏りの危険性がないとともに、屋根形状、瓦の種類などの条件に影響を受けることなく簡単に取付けできる。従って取付け具など使用部品を標準化できるため、施工性を向上しうるとともに工期を短縮し、その結果コストを低減することができる。また屋根形状などによる光伝達手段の設置場所の制約がないことから、建築物内の明るい空間と暗い空間とを結ぶ最短の経路で光伝達手段を構成できるため、光量のロスを最小限に抑えることができるとともに、施工性を高めてコストを抑制しうる。
【００１４】
特に既築建物に後付けで施工する場合、屋根面、或いは屋上部分に対する施工を含まないことから、構造がシンプル化して施工性が良い。また屋根形状などによる光伝達手段の設置場所の制約がないことため、平面プランの決まった既築建物においても、光伝達手段を自由に配置することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明のように、建築部の内部である明るい空間に光を受け入れる受光部を設けると、受光部を介して雨漏りを生じる危険性がないとともに施工性が向上する。しかも受光部自体、雨露に曝されることがないことから、受光部に防水性能、防錆性能が要求されないため、装置の構成をシンプル化することができ、その結果受光部の取付け施工が簡単となるとともにコストを削減しうる。
【００１６】
請求項３に係る発明のように、集めた光を収束する光収束手段を受光部に設けると、明るい空間から暗い空間へ向けて強い光を効率的に送り込むことができるため、暗い空間に配された光触媒加工体の光触媒を、より強く活性化することができる。
【００１７】
請求項４に係る発明のように、明るい空間に、光を前記受光部に向けて反射することにより集光する集光装置を設けると、暗い空間へより多くの光を伝達できることから、光触媒機能が更に活発に発揮される。
【００１８】
請求項５に係る発明のように、光触媒被膜を設けた壁紙を用いて光触媒加工体を構成すると、広い面積に亘って光触媒効果が発揮されることから、抗菌、脱臭など大きな効果が得られる。従って、曇天、或いは冬季など、多少光量が弱い場合にも、全体として顕著な光触媒効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１に示すように、建築物１は、内部に間仕切り壁２１、或いは二階床２２などによって区画された複数の空間が形成され、しかもその空間には、明るい空間３と暗い空間４とが含まれる。建築物１は、具体的には住宅、ケアーハウス或いはグループホームなどの福祉施設、ホテル或いは旅館など宿泊施設、事務所オフィス或いは店舗など商業施設、学校、図書館或いは公民館など公共施設などが含まれる。
【００２０】
前記明るい空間３は、開口部２が形成され、この開口部２を通して太陽光が多く入射する空間であり、主として南面に配置されたサンルーム、リビングルーム、吹き抜け空間、などが含まれる。
【００２１】
前記開口部２は、外壁２３に設けられた、掃き出し口２Ａ、腰高窓２Ｂ、及び屋根面２４に設けられた天窓（トップライト）２Ｄなどを含み、主に透明板ガラス、型板ガラスなどの透光性に優れたガラスにより遮蔽されている。特に南側の屋根面２４Ｓに形成された天窓２Ｄを具えた明るい空間３は、昼間太陽光が豊富に入射するため、非常に明るい空間として構成される。
【００２２】
他方暗い空間４は、納戸、地下室、廊下などのように無開口の空間、或いは設備窓などの小さな開口を具えるものの、北面に配置されることから太陽光の直射がなく、一日中薄暗い浴室、洗面所、脱衣室、トイレなどのサニタリー空間、及びキッチンなどの空間が含まれる。
【００２３】
前記明るい空間３と暗い空間４との間に光伝達手段６が設けられる。この光伝達手段６は、明るい空間３の太陽光を、暗い空間４へ伝達して、暗い空間４を一定程度明るくする機能を有する。そして、本形態では、受光部７と、照射部８と、導光部９とを含み構成されたものが例示される。
【００２４】
前記受光部７は、明るい空間３の光を受け入れるために設けられ、本形態では図２に示すように、横向き半球状の受光具２５を明るい空間３の間仕切壁２６に取り付けて形成される。前記受光具２５は、半球体の本体部２５Ａと、この本体部２５Ａの外周縁に一体に設けられたリング状の縁部２５Ｂとからなる。
【００２５】
前記本体部２５Ａは、高い透光性を有し、明るい空間３の光を低下させることなく受け入れることができるものである。そしてガラス、及びポリスチレン、メタクリル樹脂、メタクリルスチレン樹脂、ポリカーボネートなどのプラスチック材料その他を用いて形成される。
【００２６】
前記縁部２５Ｂは、断面Ｌ字状の環体であり、前記本体部２５Ａの周面方向に沿う主面部２６と周面方向に直角かつ外側に小幅でのびる鍔部２７とからなる。そして、本形態の縁部２５Ｂは、本体部２５Ａと同じ材料を用いて構成され、本体部２５Ａと一体形成される。
【００２７】
前記間仕切壁２６に穿設された取付け孔２８に、受光具２５の縁部２５Ｂを挿入することによって、取付け孔２８の内周面に主面部２６が嵌合するとともに、鍔部２７が取付け孔２８に係合して、受光具２５が間仕切壁２６に安定した状態で支持される。更に受光具２５の縁部２５Ｂを、図示されないビスなどの固着具によって間仕切壁２６に固着し、これによって受光部７が構成される。
【００２８】
前記照射部８は、暗い空間４に光を放出するために設けられ、本形態では図３に示すように、上に開口した半球状の照射具２９を暗い空間３の天井３０に取り付けて形成される。本形態の照射具２９は、本体部２９Ａと、縁部２９Ｂとを含み構成され、前記受光具２５と共通の部品が用いられる。そして、天井３１に穿設した取付け孔３２に、嵌合するとともに、図示されないビスなどの固着具によって天井３１に固着することにより、照射部８が構成される。このように、照射具２９、及び受光具２５に共通の部品を用いると、施工性を向上できるとともに、コストを抑制しうる点で好ましい。
【００２９】
前記導光部９は、受光部７乃至照射部８の間に設けられ、受光部７で受け入れた光を照射部８へ向けて送るものである。本形態の導光部９は、チューブ状をなすとともに内周面が反射面に形成されている。また導光部９は、直筒状のメインチューブ９Ａと、エルボ９Ｂとを複数本接続して形成される。そしてメインチューブ９Ａは、例えば９８０ｍｍの単位長さに形成され、複数本を接続することにより、任意長さの導光部９を構成できる。プランの制約上、導光部９に折れ曲がり部を形成する場合は、メインチューブ９Ａの間にエルボ９Ｂが介装される。本形態では、図３に示すように、導光部９の終端部にエルボ９Ｂが接続される。
【００３０】
前記メインチューブ９Ａ、及びエルボ９Ｂは、例えば紙、プラスチック、薄鋼板などを用いた筒状基体の内周面に、アルミ蒸着することにより反射面を形成している。しかして、明るい空間３から受光部７が受け入れた光が、導光部９内部の反射面によって反射されることにより暗い空間４へ向かって送られるとともに、照射部８から暗い空間４へ照射する光伝達手段６が建物の内部において形成される。このように光伝達手段６は、屋根、屋上を貫通しないことから、雨漏りの危険性がなくなり、また屋根形状、瓦の種類などの建物毎の各種条件に影響を受けることなく、受光部７、及び導光部９を簡単に取付けできる。またこれに関連して取付け具など使用部品を標準化できるため、施工性を向上しうるとともに工期を短縮し、その結果コストを低減することができる。
【００３１】
前記の如く、屋内に設置される光伝達手段６は、設置場所に関して、屋根形状などによる制約がないことから、明るい空間３と暗い空間４とを結ぶ最短の経路で光伝達手段６を構成できる。そのため、光のロスを最小限に抑えて、伝達効率を向上できるとともに、施工性を高めてコストを抑制しうる。
【００３２】
また屋根面、或いは屋上部分に対する施工を含まないことから、特に既築建物に後付けで施工する場合においては、構造がシンプル化できることのメリットが大きく、施工性を大巾に改善できる。更には前記の如く屋根形状に起因して、光伝達手段６の設置場所が制約されることがないため、既築建物の平面プランに対応して、光伝達手段６を自由に配置できる。
【００３３】
また本形態の光伝達手段６では、受光部７を屋内である明るい空間３に設置するため、受光部７を介して雨漏りを生じる危険性がないとともに施工性が向上する。しかも受光部７自体、雨露に曝されることがないことから、受光部７に防水性能、防錆性能が要求されないため、装置の構成をシンプル化することができ、受光部７の取付け施工が簡単となるとともにコストを削減しうる。
【００３４】
照射部８が光を照射する暗い空間には、光触媒加工体５が設けられる。この光触媒加工体５は、光触媒を担持したものであって、具体的には、壁紙、床材、天井材などの建物仕上げ材、カーテン、ブランド、カーペーットなどの室内装備品、浴槽、洗面化粧台、キッチン、便器などのサニタリー設備機器、或いは、寝具、ソファー、テーブルその他の家具類が含まれる。
【００３５】
光触媒は、酸化チタンに代表され、紫外線、或いは可視光を受けて活性酸素を発生し、その強い酸化分解作用で汚れ、細菌、悪臭等を二酸化炭素、水に分解し、除菌、抗菌、空気・水の浄化、防汚、脱臭、マイナスイオン等の効果がある。超親水性を有し、水滴付着防止、曇り止め等にも使用される。
【００３６】
前記各種の光触媒加工体５において、その表面に光触媒被膜を成膜することによって光触媒が担持される。具体的に、光触媒被膜をつくる方法としては、酸化チタンを水、溶剤などに溶かしたスラリーを塗料に混合して成膜させるやり方、無機系樹脂などのバインダーを用いて酸化チタンを定着させる方法、酸化チタンを含む溶液（ゾル）を反応させたゲルを加熱処理して薄膜化させる所謂ゾルゲル法などにより光触媒被膜を形成する公知の方法が用いられる。
【００３７】
このような光触媒加工体５が設置された暗い空間４に対し、明るい空間３の光が光伝達手段６によって伝達されることから、光触媒加工体５の光触媒が活性化されて、抗菌、脱臭、防汚、大気浄化、及び浄水等の光触媒の有する諸機能が発揮され、その結果健康快適な空間が得られる。特に、昼間は人の出入りが少なくて、小窓があるにしても閉めたままで薄暗い状態におかれるサニタリー空間などが、南面の明るい空間３に入射する太陽光が伝達されて、光触媒効果によって除菌、大気浄化などが作用して快適空間が形成されると、夜間に清潔な快適環境の中で、健康的で気持ちよく使用できるという大きな効果が得られる。
【００３８】
さらに前記のように、光触媒加工体５として光触媒被膜を設けた壁紙を用いると、壁面の広い面積に亘って光触媒効果が得られることから、抗菌、脱臭など顕著な効果が得られる点で好ましい。また、曇天、或いは冬季など、多少光が弱い状況にあっても、全体として大きな光触媒効果が得られる。
【００３９】
図４は他の実施形態を例示している。以下異なる内容について説明し、それ以外は図中に表れた主要構成に同じ符号を付すだけとする。本形態の光伝達手段６は、光ファイバー３３を用いた導光部９、光ファイバーへ光を送るために、集めた光を収束する光収束手段１０を具えた受光部７、及び光ファイバーで送られた光を暗い空間４に照射する照射部８を含み構成される。
【００４０】
前記光ファイバー３３としては、石英ガラスファイバー、プラスチックファイバーが一般に使用される。本形態では直径３ｍｍのプラスチックファイバーを用いる。プラスチックファイバーは、石英ガラスファイバーに比べて損失が大きいという欠点を有するが、安価である上、取り扱いが容易であることから一般の施工業者でも断線の心配なく簡単に工事することができる点で好ましい。なお光ファイバー３３は、直径３ｍｍ程度のものが複数本バンドルして使用され、全体として大口径の受光径を確保している。図４では、模式図的に５本の光ファイバー３３をバンドルした形態を図示しているが、これに限定されるものではない。
【００４１】
前記受光部７は、本形態では、光収束手段１０と、この光収束手段１０を収容する受光シェルター３４をとを含み構成されたものが例示される。本形態の光収束手段１０は、凸レンズ、或いはドーム型のフルネルレンズなどの集光レンズを用いて構成され、光を円錐状に収束させることによって、前記光ファイバー３３に向けて集光するものである。この他、凹面鏡を用いて光を収束する光収束手段１０を用いることもできる。しかして受光部７に光収束手段１０を設けると、明るい空間３から暗い空間４へ向けてより強い光を効率的に送り込むことができるため、暗い空間４に配された光触媒加工体５の光触媒を、より強く活性化することができる点で好ましい。
【００４２】
前記受光シェルター３４は、横に向き開口するラッパ状の容器体からなり、前記光収束手段１０、及びこれに接続された光ファイバー３３の端部を収容するとともに、明るい空間３の間仕切り壁２６の取付け孔２８に嵌合して固着されている。
【００４３】
前記照射部８は、本形態では、光ファイバー３３の先端部に接続されて発光し、暗い空間４を照明する照明具３５と、この照明具３５を収容する照明シェルター３６とを含み構成されたものが例示される。
【００４４】
光ファイバー３３の端部から光がそのまま放射される場合には、約４５度の角度で拡散して放射される。前記照明具３５は、光ファイバー３３の端部に屈折率の異なる光導体を接続することにより、光導体の部分で光りを効果的に拡散して放出されるように構成したものが例示される。暗い空間４に装備された光触媒被覆膜を設けた壁紙、床材、天井材など、比較的広い面積に光を照射する場合には、このような拡散タイプの照明具３５が好適である。しかしながら、光触媒コーティングした浴槽、洗面化粧台、キッチン、便器などのサニタリー設備機器にスポット的に光を照射する場合は、レンズ、反射鏡などを組み合わせて光を集中照射する照明具３５が使用される。
【００４５】
前記照明シェルター３６は、下に開口するラッパ状の容器体からなり、前記照明具３５、及びこれに接続される光ファイバー３３の端部を収容するとともに、暗い空間４の天井３０の取付け孔３２に嵌合して固着されている。また照明シェルター３６の内面は、アルミ蒸着するなどして輝面に形成され、光を前方へ反射して効率を高めている。
【００４６】
図５に示す実施形態では、天窓２Ｄから明るい空間３へ入射する太陽光を受けるとともに、受光部７へ向けて反射する集光装置１１が設置されている。この集光装置１１は、凹面状をなす反射鏡４０と、この反射鏡４０を建物矩体に固定する支持台４１とからなる。前記支持台４１は、天井部から水平にのびる支持基部４１Ａと、この支持基部４１Ａ上に設けられて、前記反射鏡４０の裏面中央部を軸支する回転支持部４１Ｂとを含み構成される。さらに反射鏡４０裏面と、前記支持基部４１Ａとの間には、小型モータの正転、逆転によりロッドが本体筒部から伸び縮み自在に構成された電動シリンダ４２Ｓを使用した伸縮具４２が取り付けられる。この伸縮具４２の伸縮によって、反射鏡４０の傾斜角度を調整し、太陽高度の変化に追従することにより、太陽光を受光部７に向けて集光することができる。このような集光装置１１を設けると、暗い空間４へ向けて多くの光を伝達することができる。
【００４７】
尚、叙上の説明は本発明の実施の形態を例示したものである。従って本発明の技術的範囲はこれに何ら限定されるものではなく、前記した実施の形態の他にも、各種の変形例が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施の形態を例示する断面図である。
【図２】その要部拡大図である。
【図３】他の部分の要部拡大図である。
【図４】他の実施形態を例示する要部拡大断面図である。
【図５】更に他の実施形態を例示する要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１      建築物
２      開口部
３      明るい空間
４      暗い空間
５      光触媒加工体
６      光伝達手段
７      受光部
８      照射部
９      導光部
１０      光収束手段
１１      集光装置
【図１】
2008013941.tif 000003
【図２】
2008013941.tif 000004
【図３】
2008013941.tif 000005
【図４】
2008013941.tif 000006
【図５】
2008013941.tif 000007