2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of architectural natural daylight lens using non-imaging optical method
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17K18916
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
小林 光 東北大学, 工学研究科, 准教授 (90709734)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 自然採光 / 採光レンズ / 非結像光学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では建築物の省エネルギー化及び、執務空間などの知的生産性の向上に寄与する事を目的とした、固定型の自然採光装置（窓面設置ルーバー）の開発を目的とした。最終年度においては、第二年度に初年度の成果をベースに開発を行った透明採光ルーバーの効率向上を意図した開発を行った。同時に採光ルーバーの計画手順を明解にすることで、目的とする採光条件（太陽光の入射角度、配光範囲など）に応じた検討を可能とした。具体的には、第二年度のルーバーは春秋分から冬至の中-低高度の太陽光にKohler Integratorと呼ばれる非結像光学の技術を適用し、春秋分から夏至の高高度に初年度に開発した採光ルーバーの方法を対応させ、これらを組み合わせることで広範囲の入射光に対応可能としたが、２つの採光技術をシームレスに組み合わせることができず、採光上重要な中間高度に問題を生じた。そこで最終年度においては、第二年度の結果を受けてKohler Integratorを目的に合わせて変更するとともに高高度への対応方法を見直すことで中間高度での採光を可能とした。ルーバー形状の検討はアルゴリズムエディタによる机上検討、光線追跡解析による検討、採光シミュレーション、レーザーカッターによる試験体作成によって実施した。模型検討の後に、実際の窓に設置可能な採光装置を試作し、実験室に於いて採光特性を測定するとともに、目視による光環境の確認を行った。解析より高高度の太陽光に対して若干居住域に配光を確認したため、実大実験ではまぶしさについても確認（主観評価）を行なった。高高度の太陽光は採光量が少ないこともあり、過剰な眩しさは生じないと考えられるものの、今後の検討課題である。
本年の成果にて出現頻度の最も多い中高度の採光が確保された。このルーバーはトップライトへの応用も可能である。本研究が意図した建築の省エネルギー化等への貢献が期待できる。
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