(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーチ状の構造体により屋根面が支持されてなるドーム屋根であって、前記構造体の上部を屋根面上に突出させ、該突出部に自然光を採光するためのトップライトを設けてなり、
前記トップライトの下方に位置せしめて前記構造体の下部に半透光性材料からなる膜材を取り付けるとともに、少なくとも前記トップライトの近傍の天井面を光反射性の天井材により形成し、前記トップライトより採光した自然光の一部を前記膜材により天井面に向けて反射させかつ天井面により下方に向けて反射させる構成としたことを特徴とするドーム屋根。
【請求項２】
請求項１記載のドーム屋根であって、前記構造体の横断面形状を三角形としてその頂部を屋根面上に突出させ、前記トップライトを該構造体の頂部の形状に沿う山形に形成してなることを特徴とするドーム屋根。
【請求項３】
請求項１または２記載のドーム屋根であって、前記トップライトの下方に開閉可能な遮光手段を設けてなることを特徴とするドーム屋根。
【請求項４】
請求項３記載のドーム屋根であって、前記遮光手段を、下部が軸支されて上下方向に回動可能な遮光板を用いて構成し、該遮光板を上方に回動させて係止することで開いた状態を保持させ、係止を解除することで自重により下方に回動せしめて閉じる構成としたことを特徴とするドーム屋根。
【請求項５】
請求項１，２，３または４記載のドーム屋根であって、前記トップライトに換気や排煙用の開放可能な窓を設けたことを特徴とするドーム屋根。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば野球場やサッカースタジアム等の大規模施設に設けられるドーム状の屋根に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、この種の大規模施設には屋根が設けられないことが過去においては通常であったが、近年ではそれらの大規模施設にもその全体を覆うような屋根を設けることが普通に行われるようになってきている。そのような大規模施設に適用する屋根の構造としては、アーチ構造、シェル構造、立体トラス構造、吊り構造、空気膜構造等、種々のものが提案、実施されているが、その形態はドーム状のものが最も一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような施設を屋根により覆ってしまうと当然に自然光の採光ができなくなり、常時人工照明に頼らざるを得ない。そして、全面的に人工照明に頼ることは、必要な照度は確保できるものの内部の雰囲気が閉鎖的になってしまうことは否めず、開催される競技やイベントによっては好ましくない場合がある。また、全ての競技やイベントを人工照明で照度確保することは電気代等の維持管理費用が膨大なものとなり、このためこの種の施設に設ける屋根として自然光の採光が可能なものが望まれていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記事情に鑑み、本発明は、アーチ状の構造体により屋根面が支持されてなるドーム屋根であって、前記構造体の上部を屋根面上に突出させ、該突出部に自然光を採光するためのトップライトを設けてなり、前記トップライトの下方に位置せしめて前記構造体の下部に半透光性材料からなる膜材を取り付けるとともに、少なくとも前記トップライトの近傍の天井面を光反射性の天井材により形成し、前記トップライトより採光した自然光の一部を前記膜材により天井面に向けて反射させかつ天井面により下方に向けて反射させる構成としたことを特徴とする。
本発明においては、前記構造体の横断面形状を三角形としてその頂部を屋根面上に突出させ、前記トップライトを該構造体の頂部の形状に沿う山形に形成することが好適である。さらに、前記トップライトの下方に開閉可能な遮光手段を設けることが好適であり、その遮光手段を下部が軸支されて上下方向に回動可能な遮光板を用いて構成し、それを上方に回動させて係止することにより開いた状態を保持するとともに、係止を解除することで自重により下方に回動させて閉じる構成のものが好適である。また、トップライトに換気や排煙用の開放可能な窓を設けることも可能である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明する。図１は本実施形態のドーム屋根１の要部拡大断面図、図２および図３はその屋根１を設けたスタジアム施設の全体立断面図である。本実施形態の屋根１は平面視円形ないし楕円形状をなすドーム状のもので、多数のアーチ状の構造体２を主体とする中央屋根部３と、平行弦トラス４を主体とする外周屋根部５と、それらの境界部に位置するリングトラス６により構成されたものである。
【０００６】
上記構造体２は、その詳細を図１に示すように、２本のアーチ材７と、それらアーチ材７に対する補剛材として機能するトラス８と、それらアーチ材７とトラス８とを連結する束材９とにより構成されたものである。上記のトラス８は上弦材８ａ、２本の下弦材８ｂ、それらを連結するラチス材８ｃにより構成された三角形断面のもので、各下弦材８ｂに対してアーチ材７が束材９により連結されることでこの構造体２全体が三角形状をなすものとされている。そして、互いに隣合う構造体２どうしの間にはトラス８の下弦材８ｂどうしを連結する連結材１０が架設され、それら連結材１０上に屋根材１１が取り付けられて中央屋根部３の屋根面３ａが形成されているとともに、その連結材１０の下面側の位置には天井材１２が取り付けられて天井面１２ａが形成されている。なお、上記の連結材１０は構造体２の内側にも設けられているが、後述するトップライト１４からの採光を可能とするべく、そこには天井材１２は取り付けられていない。また、上記の天井材１２の素材としては、トップライト１４から採光した自然光を反射させることを目的として、少なくとも構造体２の近傍の範囲においては光反射性を有する素材たとえば鋼板が用いられている。
【０００７】
上記のように、構造体２の高さ方向ほぼ中間位置に屋根面３ａが形成されていることにより、上記の構造体２の頂部は屋根面３ａ上に突出することになり、その突出している頂部には屋根面３ａに連続するように、かつ構造体２の頂部の形態に沿って山形をなすようにガラス１３が装着されることにより、自然光を採光するための山形のトップライト１４が形成されている。
【０００８】
そして、構造体２を形成している２本のアーチ材７の間には、光透過率がたとえば４０％程度（換言すれば光反射率が６０％程度）の半透光性材料からなる膜材２０が、その幅方向中央部を張設部材２１によって上方へ引き上げられることで両側へ若干傾斜しかつ弛むことのないように張設されている。したがって、上記のトップライト１４を通して入射した自然光は、図１中の矢印で示す如く、その一部が膜材２０を透過して拡散されるが、他は膜材２０により構造体２の外側に向けて反射され、さらに光反射性を有する天井材１２によって形成されている天井面１２ａにより下方に向けて反射されるようになっている。これにより、トップライト１４から自然光が施設内に有効に取り入れられて晴天時においてはそれのみで十分な照度を確保できるし、内部での競技等に支障を来す懸念のある直射光を膜材２０により遮ることができるものとなっている。
【０００９】
また、上記構造体２の内側の天井面１２ａの位置には、必要に応じてトップライト１４からの採光を遮るための開閉可能な遮光手段３０が設けられている。本例における遮光手段３０は、下部が軸３３により軸支されて上下方向に観音開き状に開閉する２枚の遮光板３１が用いて構成されている。それら遮光板３１は実線で示すごとく上方へ回動した状態で係止されて開状態を保持し、必要に応じて係止が解除されることにより自重により速やかに下方に回動して鎖線で示す如く水平姿勢となって閉状態となり、その閉状態ではトップライト１４からの入射光を遮って施設内を暗転させることが可能なものである。本例における遮光板３１の開閉機構は、遮光板３１の上部に連結したワイヤ３２をローラ３３に巻回しておき、そのワイヤ３２を遠方にて操作することで遮光板３１の係止およびその解除を行うものとされ、簡便な機構でありながら特に遮光板３１の係止を解除して閉じる動作を瞬時に行わしめることが可能なものである。
【００１０】
上記のようなトップライト１４を備えた屋根１にあっては、この屋根１により施設全体を覆いながらも中央屋根部３の全面にわたって設けた多数のトップライト１４により十分な自然光の採光が可能なものであり、施設内部の雰囲気を開放的なものとできる。特に、トップライト１４を屋根面３ａを支持する構造体２に組み込むようにしたから、トップライト１４を屋根面３ａ全体に支障なく分散配置することができ、かつ、構造体２の形態を有効に利用した無理のない構造のものとできる。また、本例ではトップライト１４の形態が構造体２の頂部の形態に対応して山形とされているので、採光面積を大きく確保することが可能であるし、設置向きによっては両方向からの採光が可能である。
【００１１】
なお、上記実施形態では、横断面形状が三角形をなす構造体２にトップライト１４を組込んだ形態であるので、トップライト１４は自ずと山形の形態をなすものとなっているが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、適宜の形態の構造体に対してそれに対応する適宜の形態のトップライトを設けることができる。
【００１２】
また、上記の膜材２０を巻き取りや折り畳み可能あるいは構造体２に対して着脱可能として必要なときのみ展開するように構成することも可能であるし、その膜材２０に吸音材あるいは音響反射材としての機能を付加し、施設内部の音響特性の調整、改善に利用することも可能である。
【００１３】
また、遮光手段３０の構成も、上記のような遮光板３１を回動させて開閉させる構成のものに限らず、たとえば巻取り式のロールスクリーンの如き形態の遮光手段を採用することも可能である。
【００１４】
さらに、図１に鎖線で示すように、トップライト１４の頂部に開放可能な窓４０を設けて、それを換気あるいは排煙もしくはその双方の目的にために使用することも考えられる。
【００１５】
さらになお、このような施設を寒冷地や多雪地域に設ける場合、冬季においてトップライト１４を構成するガラス１３に内面結露が生じたり、屋根面３ａ上に積った雪によりトップライト１４が埋ってしまって採光の支障になることも想定されるので、それを防止するべく、たとえばトップライト１４の内側をダクトとして温風を吹き出して結露を防止したり、トップライト１４の周囲に融雪用のヒータを設けておくことが考えられる。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、本発明のドーム屋根は、屋根面上に突出する構造体の上部に自然光を採光するためのトップライトを設けたものであるから、その屋根により施設全体を覆いながらもトップライトより十分な自然光の採光が可能であり、開放的な雰囲気が得られるとともに人工照明が節約できて電気代を含む維持管理費を軽減できるものである。また、そのトップライトを屋根面を支持する構造体に組み込むようにしたから、トップライトを屋根面全体に支障なく分散配置することができるとともに構造体の形態を有効に利用した無理のない構造のものとできる。
しかも、トップライトの下部に位置せしめて半透光性材料からなる膜材を取り付け、その近傍の天井面を光反射性の天井材により形成したので、トップライトからの採光の一部が膜材を透過して拡散され、かつ膜材および天井面を反射して間接的にも取り入れられ、十分かつ均一な照度を確保できるとともに直射光を膜材により遮ることもできる。
【００１７】
また、構造体の横断面形状を三角形としてその頂部を屋根面上に突出させ、トップライトの形態を構造体の頂部に沿うような山形のものとすることにより、採光面積を大きく確保することが可能であるし、設置向きによっては両方向からの採光が可能である。さらに、トップライトの下方に開閉可能な遮光手段を設ければ必要に応じて施設内を暗転させることができ、その遮光手段として自重により回動して閉じる構成の遮光板を採用すれば簡単な機構で速やかに閉じることが可能である。また、トップライトに開放可能な窓を設ければそれを換気や排煙のために使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態である屋根の要部を示す断面図である。
【図２】  同屋根を備えた施設の全体立断面図である。
【図３】  同、他方向の全体立断面図である。
【符号の説明】
１  ドーム屋根
２  構造体
３  中央部屋根
３ａ  屋根面
１１  屋根材
１２  天井材
１２ａ  天井面
１４  トップライト
２０  膜材
３０  遮光手段
３１  遮光板
４０  窓
【図１】
0003784904.tif 000002
【図２】
0003784904.tif 000003
【図３】
0003784904.tif 000004