(57)【要約】【課題】直射光を利用できない隣棟間隔が狭い場所や窓の小さい建物であっても室内に光を十分に採り込むことが可能な採光装置を提供する。【解決手段】この採光装置１は、開口部Ｗ上に突設されて光を透過可能な庇１０に、建物の外壁Ｂに沿って鉛直下方に落ちる光を集光する集光手段１１が設けられ、光が集光手段１１により開口部Ｗのガラス面Ｗａ近傍に集光されることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の外壁に沿って鉛直下方に落ちる光を、前記外壁に設けられた窓を介して建物内に採り込む採光装置であって、
前記窓上に突設されて前記光を透過可能な庇に、前記光を集光する集光手段が設けられ、
前記光が、前記集光手段により前記窓のガラス面近傍に集光されることを特徴とする採光装置。
【請求項２】
前記集光手段はリニアフレネルレンズであることを特徴とする請求項１に記載の採光装置。
【請求項３】
前記リニアフレネルレンズは、紫外線及び赤外線を反射させるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の採光装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の採光装置を備えることを特徴とする建物。
【請求項５】
建物の室内の窓下端近傍に、前記採光装置によって室内に採り込まれた光を反射させる反射装置を備えることを特徴とする請求項４に記載の建物。
【請求項６】
前記反射装置は、曲面状の反射面を有することを特徴とする請求項５に記載の建物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光を室内に導く建物の採光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、建物の屋外の光（直接光や天空光）を屋内に採り込むための採光装置を、建物の開口部（窓など）の近傍に取り付けて屋内の明るさを確保する技術が提案されている。例えば近年においては、建物の開口部の外側に庇（「ライトシェルフ」とも称される）を取り付け、このライトシェルフにプリズム面を設けた採光装置が提案されている（下記特許文献１、２参照）。
【０００３】
下記特許文献１、２に記載された採光装置によれば、建物の開口部に取り付けたライトシェルフにより屋外の光を反射させ、当該反射させた光を建物の開口部から取り入れて室内側に導入することが可能となっている。このようなライトシェルフを利用することで、間接照明光として室内を明るくすることでき、照明エネルギー等を低減することができるため、特に注目されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１８６６９５号公報
【特許文献２】特開２００５−２３５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１、２記載の採光装置のように、ライトシェルフにプリズム面を設けた場合、プリズムの大きさ（出寸法）と窓の大きさに制限があり、例えば窓が小さい場合にはプリズムによる分光の問題（プリズム面で反射（屈折）させた光が窓から屋内に入らないおそれ）があった。
【０００６】
また、上記特許文献１、２に記載されたライトシェルフにあっては、太陽の方位、高度に影響を受けるため、太陽の直射光を利用できない（直射光が建物の開口部から室内に入らない）隣棟間隔が狭い場所では、太陽光を室内に十分に採り込むことができず採光装置としての効果が限定的となってしまう問題があった。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、直射光を利用できない隣棟間隔が狭い場所や窓の小さい建物であっても、室内に光を十分に採り込むことが可能な採光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明に係る採光装置は、建物の外壁に沿って鉛直下方に落ちる光を、前記外壁に設けられた窓を介して建物内に採り込む採光装置であって、前記窓上に突設されて前記光を透過可能な庇に、前記光を集光する集光手段が設けられ、前記光が、前記集光手段により前記窓のガラス面近傍に集光されることを特徴とする。
【０００９】
かかる構成を採用すると、建物の外壁に沿って鉛直下方に落ちる光は、建物の窓上の庇に設けられる集光手段により窓のガラス面近傍に集光される。これにより、直射光が窓から入らない隣棟間隔が狭い場所であっても、集光手段を経由して窓から効果的に室内に光を採り込むことができ、室内の明るさを向上させることができる。また、集光手段によって屋外の光を窓のガラス面近傍に集光することができるので、例えば建物の窓が小さい場合でも、集光手段を経由して屋外の光を窓に導くことができる。このため、窓の大きさの制限を少なくすることができる（窓の大きさの自由度を高くすることができる）。更に、集光手段により光を集光することによって、例えば集光手段の出寸法を大きくしたとしても、当該集光手段と窓の取り付け高さを変更することで対応可能であるため、集光手段の出寸法の制限を少なくすることができる。
【００１０】
また本発明に係る採光装置において、前記集光手段はリニアフレネルレンズであることも好ましい。また本発明に係る採光装置において、前記リニアフレネルレンズは、紫外線及び赤外線を反射させるように構成されていることも好ましい。
【００１１】
かかる構成を採用すると、太陽光に含まれる有害な紫外線及び赤外線を反射させることができるので、室内に有害な紫外線及び赤外線が導入されることを抑制することができる。その結果、例えば夏季の日差しが強い時期においても、紫外線や赤外線を抑制しながらリニアフレネルレンズによる採光をすることができる。
【００１２】
また本発明に係る採光装置を建物に備えることも好ましい。また本発明に係る採光装置を備えた建物において、建物の室内の窓下端近傍に、前記採光装置によって室内に採り込まれた光を反射させる反射装置を備えることも好ましい。
【００１３】
かかる構成を採用すると、リニアフレネルレンズによって窓のガラス面近傍に集光した光を反射装置により反射させるので、小さな反射装置であっても集光した光を反射させることができ、建物の室奥（室内の奥側）まで光を採り込むことができる。
【００１４】
また本発明に係る採光装置を備えた建物において、前記反射装置は、曲面状の反射面を有することも好ましい。
【００１５】
かかる構成を採用すると、リニアフレネルレンズにより集光した光を反射する反射装置には曲面状の反射面を有するので、当該反射面により集光した強い光を室内に導入することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、直射光を利用できない隣棟間隔が狭い場所や窓の小さい建物であっても室内に光を十分に採り込むことが可能な採光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一実施形態に係る採光装置の概略構成を説明するための構成図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る採光装置の概略構成を説明するための構成図である。
【図３】変形例における反射装置の概略構成を説明するための構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態はあくまでも好適な適用例であって、本発明の適用範囲がこれに限定されるものではない。
【００１９】
まず、本発明の第一実施形態に係る採光装置の構成について説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係る採光装置の概略構成を説明するための構成図である。
【００２０】
図１に示す採光装置１は、屋外の光（直接光や天空光）Ｌを、建物の外壁Ｂに設けられた開口部Ｗ（例えば窓など）を介して屋内（室内）に採り込むための装置である。都市部の場合、例えば低層階の開口部Ｗに対しての直射光は望めないので、図１に示すような建物の外壁Ｂに沿って鉛直下方に落ちてくる光Ｌを室内に採り込むために採光装置１が必要となる。採光装置１は、屋外の光Ｌを開口部Ｗに透過可能な庇１０（以下、「ライトシェルフ１０」とも称する）を備えている。
【００２１】
ライトシェルフ１０は、図１に示すように、所定の出寸法を有する小屋根であり、開口部Ｗ上から屋外側に突出して設けられている。ライトシェルフ１０は、光Ｌを透過又は反射する素材で形成されている。ライトシェルフ１０にはリニアフレネルレンズ１１（集光手段）が装着されている。なお、図１には、ライトシェルフ１０全体がリニアフレネルレンズ１１で構成されている例が示されているが、この例に限定されず、ライトシェルフ１０の一部がリニアフレネルレンズ１１で構成されていても良い。つまり、ライトシェルフ１０にリニアフレネルレンズ１１が組み込まれているものであっても良い。また、以下では、リニアフレネルレンズ１１として焦点Ｆを有するもの（光を一点に集光させるもの）の例について説明するが、本実施形態におけるリニアフレネルレンズ１１としては、光を集光させる機能を有するものであれば、焦点Ｆがないもの（光が一点に集光しないもの）であっても良い。
【００２２】
リニアフレネルレンズ１１は、入射した光Ｌを開口部Ｗのガラス面Ｗａ近傍に集光させる機能、詳細には、入射した光Ｌを開口部Ｗのガラス面Ｗａ近傍に設定された焦点Ｆに向けて収束させる機能を有する。図１に示すように、建物の外壁Ｂに沿って鉛直下方に落ちる光Ｌは、リニアフレネルレンズ１１に対してほぼ垂直に入射し、リニアフレネルレンズ１１で屈折する。その後、屈折した光は、開口部Ｗのガラス面Ｗａ近傍に位置する焦点Ｆで収束する。このように本実施形態では、屋外の光Ｌを、リニアフレネルレンズ１１によって開口部Ｗのガラス面Ｗａ近傍に設定された焦点Ｆに収束させ、この収束させた光を、室内に採り込むことが可能となっている。なお、本実施形態におけるリニアフレネルレンズ１１とは、その溝が直線状であり、光を線状に集光することを特徴とするレンズを含み、例えば平面のシリンドリカルレンズ等、光を一方向に集光又は拡散させるレンズを含む。また、リニアフレネルレンズ１１は、図１では鉛直方向に対して略平行に配置されているが、この配置に限定されず、例えば鉛直方向に対して所定角度をなした状態で傾斜配置させても良く、適宜その配置は選択可能である。
【００２３】
リニアフレネルレンズ１１について更に説明する。図１に示すように、リニアフレネルレンズ１１は、その上面が平坦であり、下面は鋸刃状である。そして、同図に示すように当該鋸刃状に形成された各刃１２の高さは先端ほど大きく、各刃１２の傾斜角θａは先端側ほど大きい。またリニアフレネルレンズ１１は、紫外線及び赤外線を反射させるように構成されていても良く、例えば紫外線及び赤外線の反射率が高い素材（紫外線及び赤外線の反射率３０％以上）をリニアフレネルレンズ１１に含ませても良い。これにより、屋外の光Ｌに含まれる紫外線及び赤外線の導入を抑えながら可視光線を主に開口部Ｗから室内に導入することが可能となる。
【００２４】
続いて、第二実施形態に係る採光装置の構成について説明する。図２は、本発明の第二実施形態に係る採光装置の構成を説明するための構成図である。図２に示す採光装置は、第一実施形態で示した採光装置におけるリニアフレネルレンズの向き（第一実施形態では、上面が平坦、下面が鋸刃状）を変化させたもので、それ以外の構成及び機能は第一実施形態の採光装置と同じである。したがって、第一実施形態の採光装置と同じ部分についてはその説明を省略する。
【００２５】
図２に示す採光装置１におけるリニアフレネルレンズ１１は、その上面が鋸刃状であり、下面が平坦になるように設けられている。そして、鋸刃状の各刃１２の高さは先端ほど大きく、各刃１２の傾斜角θｂは先端ほど大きくなっている。このようにリニアフレネルレンズ１１を配置しても、リニアフレネルレンズ１１に入射した光Ｌを所定の焦点Ｆに収束させることが可能である。すなわち、建物の外壁Ｂに沿って鉛直下方に落ちてくる光Ｌがリニアフレネルレンズ１１に入射すると、当該光Ｌがリニアフレネルレンズ１１で屈折し、開口部Ｗのガラス面Ｗａ近傍に設定されたリニアフレネルレンズ１１の焦点Ｆに光が収束する。その後、焦点Ｆで収束された光は開口部Ｗから室内に採り込まれることとなる。なお、第二実施形態に係る採光装置１においても、紫外線及び赤外線を反射させるようにリニアフレネルレンズ１１を構成することも可能である。
【００２６】
図１及び図２を参照しながら説明した採光装置１において、図３に示すように、反射装置１３を設けても良い。以下では、図３（Ａ）、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）を参照しながら反射装置１３について説明する。なお、図１及び図２を参照しながら説明した採光装置１と同じ部分についてはその説明を省略する。
【００２７】
図３（Ａ）に示すように、反射装置１３は、屋内の開口部Ｗの下端Ｗｂ近傍に設けられている。この反射装置１３は、リニアフレネルレンズ１１を経由して集光された光を所定位置（例えば室内の奥側）へと導く反射面１３ａを備えている。このように反射装置１３が設けられることにより、リニアフレネルレンズ１１を経由して焦点Ｆで集光された光は、焦点Ｆの後方において反射され、室内の上方側や奥側へと導くことが可能となる。反射装置１３は、例えば金属等で構成することができる。なお、反射装置１３の大きさは、太陽の高度等を考慮して設計されるものであるが、例えば、開口部Ｗが南向きに配置されている場合、太陽方位は採光に対する影響が少ないため、太陽の高度のみを考慮して設計される。例えば太陽の高度が最も低くなる冬至においては、リニアフレネルレンズ１１を経由して集光される焦点Ｆを通る延長線上に、反射装置１３の端部１３ｂが位置するように反射装置１３を設けることが好適である。
【００２８】
上述した図３（Ａ）に示す反射装置１３は、鉛直方向に対して略平行に配置されるものであるが、図３（Ｂ）に示すように、反射装置１３を鉛直方向に対して所定角度をなした状態で傾斜配置しても良い。このように反射装置１３を傾斜配置すると、反射装置１３を鉛直方向に対して略平行に配置した場合と比較して、リニアフレネルレンズ１１を経由し焦点Ｆで集光された光を、より多く室内に反射させることが可能となる。
【００２９】
また図３（Ｃ）に示すように、反射装置１３は、その反射面１３ａが断面放物線状（断面曲面状）、より詳細には反射面１３ａが断面凹曲面状をなした状態で配置可能である。このような反射装置１３を設けることにより、リニアフレネルレンズ１１を経由して焦点Ｆに収束した光は、当該焦点Ｆを通り室内側に導かれた後、反射面１３ａで平行光に変換して反射される。このように焦点Ｆを通り室内側に放出された光を、断面凹曲面状の反射面１３ａを有する反射装置１３で反射させることで、集光した強い光を室内に導くことができ、より一層室内の明るさを向上させることができる。なお、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示した反射装置１３の形状や大きさは一例であり、焦点Ｆを通り室内側に放出された光を反射させる機能を有するものであれば、その形状や大きさは適宜選択可能である。
【００３０】
以上説明した実施形態に係る採光装置１においては、開口部Ｗ上のライトシェルフ１０に設けられるリニアフレネルレンズ１１の焦点Ｆが開口部Ｗのガラス面Ｗａ近傍に設定されているので、建物の外壁Ｂに沿って鉛直下方に落ちる光Ｌを、リニアフレネルレンズ１１によって開口部Ｗのガラス面Ｗａ近傍に集光することができる。これにより、直射光が開口部Ｗから入らない隣棟間隔が狭い場所であっても、リニアフレネルレンズ１１を経由して開口部Ｗから効果的に室内に光を採り込むことができ、室内の明るさを向上させることができる。
【００３１】
また本実施形態に係る採光装置１においては、リニアフレネルレンズ１１によって屋外の光Ｌを開口部Ｗのガラス面Ｗａ近傍に集光することができるので、例えば建物の開口部Ｗが小さい場合でも、リニアフレネルレンズ１１により屋外の光Ｌを集光させて開口部Ｗに導くことができる。このため、開口部Ｗの寸法の制限を少なくすることができる（開口部Ｗの大きさの自由度を高くすることができる）。またリニアフレネルレンズ１１によって屋外の光Ｌを集光することができるので、例えばリニアフレネルレンズ１１の出寸法（開口部Ｗから屋外側に突出する寸法）を大きくしたとしても、当該リニアフレネルレンズ１１と開口部Ｗとの取り付け高さを変更することで対向可能であるため、リニアフレネルレンズ１１の出寸法の制限を少なくすることができる。
【００３２】
また本実施形態に係る採光装置１においては、リニアフレネルレンズ１１によって開口部Ｗのガラス面Ｗａ近傍に集光した光を、開口部Ｗの下端Ｗｂ近傍に設置された反射装置１３により反射させるように構成されているため、小さな反射装置１３であってもリニアフレネルレンズ１１を経由して開口部Ｗから導入される光を、室奥（室内の奥側）まで反射させることができる。
【００３３】
また本実施形態に係る採光装置１においては、反射装置１３が曲面状の反射面１３ａを有しているため、当該反射面１３ａにより集光した強い光を室内に導入することができる。
【００３４】
また本実施形態に係る採光装置１においては、リニアフレネルレンズ１１は、紫外線及び赤外線を反射させるように構成されているため、太陽光に含まれる有害な紫外線及び赤外線を反射することができ、室内に有害な紫外線及び赤外線が導入されることを抑制することができる。その結果、例えば夏季の日差しが強い時期においても、紫外線や赤外線を抑制しながらリニアフレネルレンズによる採光をすることが可能となる。
【００３５】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１：採光装置
１０：庇
１１：リニアフレネルレンズ（集光手段）
１３：反射装置
１３ａ：反射面
Ｂ：外壁
Ｆ：焦点
Ｌ：光
Ｗ：開口部（窓）
Ｗａ：ガラス面
【図１】
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【図２】
2016115492.tif 000004
【図３】
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