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光ダクトの活用ノウハウ:住宅密集地での導入による照度向上の効果


住宅密集地では、日当たりが悪く、1Fのお部屋がどうしても暗くなりがちです。


鋼鈑商事の光ダクト「どこでも光窓」は、日当たりの悪い住宅に対して、光ダクトによる明るさ改善効果をシミュレーションを行いてご提案しています。


今回は、過去検討した住宅密集地のモデルについて、明るさのシミュレーションを行い、光ダクト有り無しでの明るさ比較検討結果をご紹介します。


>>鋼鈑商事の明るさのシミュレーション技術についてもっと詳しく


目次[非表示]

  1. 1.住宅密集地と光ダクト
  2. 2.検討モデルについて
  3. 3.光ダクトの照度向上の効果
    1. 3.1.室内の明るさの様子
    2. 3.2.床面照度分布
  4. 4.まとめ



住宅密集地と光ダクト


住宅密集地では、隣家との距離が近く住宅が密集した状態となっているため、騒音やプライバシーなど、トラブルの原因になる問題を抱えています。日当たりの悪さも、住宅密集地における問題の一つです。


住宅密集地に家を建てる場合、ほとんどの敷地で道路に面する方向を除き、隣の住宅で囲まれています。都市部では、敷地面積が大きくないという理由もあり、3F建て住宅が多くなる。そのため1Fの部屋は、直射光が入らないばかりか、天空光や建物の反射光もほとんど入らず、非常に暗い部屋となってしまっています。


こういった敷地では、光ダクトの効果が非常に大きくなります。

光ダクトは、天窓や高い位置の窓にある採光の良い窓と暗い部屋を、鏡状となった管(光ダクト)でつなぐことで、自然光を効率よく暗い部屋へ届けられます。


住宅密集地においても高さ制限はあるため、天窓であれば十分に採光の良い窓となります。間取り上、暗くなることが想定されていても、光ダクトなら明るくすることが可能です。


住宅密集地に光ダクトという考え方を加えることで、住宅の間取りや利用方法も大きく変える可能性があるのです。


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検討モデルについて


住宅密集地における光ダクト導入の効果を検証するため、コンピューター上で検証用のモデルを作りました。次の図が、検証用モデルとなります。


住宅密集地における光ダクト設置検証 周辺状況


敷地は西側を間口とする旗竿地とし、中央の灰色のモデル住宅を配置し、周囲に3F建て住宅を設定しました。真ん中付近の白い四角が天窓で、開口サイズは500mm×500mmとしています。

透かして見ると下図のような感じになります。


住宅密集地における光ダクト設置検証 ダクトの様子


天窓から下に青く伸びているものが光ダクトとなります。光ダクト開口部と同じで、縦横500mm×500mm、長さが約6mです。

モデル住宅の立面図が下図になります。

住宅密集地における光ダクト設置検証 住宅立面図


1Fの南西にある6畳の部屋の天井に光ダクトを導入しました。窓は、南面、西面ともに大きめの窓が設置されています。

住宅密集地での窓の明るさも含めて検証しました。


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光ダクトの照度向上の効果


室内の明るさの検証は上記モデルを用いて、春分12:00時点をシミュレーションすることで行いました。天気は、必要最低限の明るさを調査するため、曇天と設定しました。


室内の明るさの様子

まずは、室内の明るさを輝度画像から見てみましょう。

輝度は、そのものが放つ光を表していて、実際に目で見たものと同じような画像になります。明るい部分は明るい色で、暗い部分は暗い色で表しています。


住宅密集地1Fの室内の明るさの様子 光ダクトなし


この図は、部屋の北東角から、南西側を向いた状態での輝度画像となります。天井の暗い部分は光ダクトの放光部ですが、今回は光が出てこないように閉じた設定としました。

南面側窓の外は、隣家の壁が見えていて暗く、西面側窓は隣家の間が明るく見えています。床面では、南面にやや明るい部分が見られました。


次に光ダクトから光が出ている状態の輝度画像となります。


住宅密集地1Fの室内の明るさの様子 光ダクト設置


光ダクトを閉じた設定と比べ、窓の外の色は変わりませんが、光ダクト放光部が光っており、窓と比べても明るくなっていることがわかります。

光ダクトからの光が室内を照らしているため、壁や床もしっかりと明るくなっています。


輝度画像から、光ダクトの光を計算することで見た目的に明るくなることがわかりました。


床面照度分布

続いて、部屋の床面を中心とした照度分布から見てみましょう。

照度は、その面にどのくらいの光が当たっているかを表しています。輝度とは違い、窓や光ダクト自体は明るく表示されません。今回の照度分布図は、カラーバーをレインボーとし、暗い部分は青く、明るくなるにつれて赤くなるように設定しました。


まずは、光ダクトなしの状態での照度分布図となります。


住宅密集地1Fの床面照度分布 光ダクトなし


南側の窓付近の照度がやや高く、250lx以上出ているところがあります。それ以外では、床面中央付近と東側の壁面が少し照度が高くなっていて50lx程度でした。ですが、全体として0lx~50lxの範囲の青い部分が多く、全体として暗い部屋となっていることが良くわかります。


続いて、光ダクトを導入した場合の照度分布図を示します。


住宅密集地1Fの床面照度分布 光ダクトあり


北側天井付近に光ダクトを設定しているため、北側の壁面や床面を中心に、緑色の領域が広くなりました。部屋全体の明るさが大きく向上していることが確認できました。


本シミュレーションは曇天の設定ですので、直射光が入る晴天時では、さらに明るくなることが予測されます。

室内の大きさや光ダクトの大きさといった条件にもよりますが、光ダクトを用いることで、住宅密集地1Fでも曇天時50~100lxの照度が得られることがわかりました。


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まとめ


シミュレーションから、窓から光が入らない住宅密集地の1Fでも明るくなることがわかりました。


住宅密集地で家を建てる際、光ダクトを用いることで、間取り上諦めていた暗い部屋も明るくなる可能性があります。

住宅の形状や間取りを考える際には、光ダクトも含めて検討してはいかがでしょうか。


>>光ダクトの活用ノウハウ:効率の良い光ダクト設計のための注意点

>>光ダクトの活用ノウハウ:お勧めしたい光ダクトの利用シーン ベスト3



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