JP2012014928A - 室内及び廊下の照明装置配置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】適切な照度を確保することができる室内及び廊下の照明装置配置方法を提供する。
【解決手段】観測者から見た色票が空間内に置かれた物体として認識される輝度のレベルと自ら発光している光源として認識される輝度のレベルとの中間である不自然な色の見え方になるときの色票の輝度である色モード境界輝度Ａと、観測者の視野内における照明空間の特定領域の光源輝度を除く幾何平均輝度Ｂｂとの相関関係に基づき、観測者の視野内における照明空間の特定領域Ｇを、観測者の視線方向を中心とする上下左右方向の視野角内の領域とし、特定領域Ｇの光源輝度を除く幾何平均輝度Ｂｂの０．７乗に３を乗じた値で規定される色モード境界輝度Ａを用い、室内の色モード境界輝度Ａが、廊下の色モード境界輝度Ａより１２[ｃｄ／ｍ^２]大きくなるように、隣接する室内及び廊下の照明装置を配置した室内及び廊下の照明装置配置方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は、室内及び廊下の照明装置配置方法に関する。

住宅の居室や廊下での照明器具の配置は、照明器具の推奨範囲やＪＩＳ照度基準などを参考にして配置されている。

特開平０８−１９３４２６号公報 特開２００７−１７１０５５号公報

しかし、一般に明るさ不足に対する懸念から、照明器具の取り付け個数を必要以上に増やしてしまったり、出力の高い照明器具を選んでしまうといった傾向がある。

また、従来の照明器具の選択には、室内や廊下の壁面や天井面の反射率の影響を考慮せずに行われることが多く、高反射率の壁面や天井面を有する居室や廊下では、過剰に照明装置が配置され、明るくなりすぎるといった問題もあった。

特に、居室から廊下に移動した場合や、廊下から居室に移動した場合に、移動先で暗く感じることがないように必要以上に照明装置が配置されることが多かった。

一般家庭における消費エネルギーの２０％は照明器具によるものとされ、過剰な照明装置の配置は、消費エネルギーを増加させる原因となる。省エネルギー対策のためにも、適切な照明装置の配置を行うことが求められている。

本発明は、以上のような問題点に鑑み、適切な照度を確保することができる室内及び廊下の照明装置配置方法を提供することを課題とする。

本発明者は、調査・研究の結果、住宅内の隣接する居室と廊下の照明装置が、照明器具の推奨範囲やＪＩＳ照度基準を満たす以上に明るめに設定されるのは、照明器具の推奨範囲やＪＩＳ照度基準に選択の幅があり、選択の幅があるゆえに過剰気味に選択してしまうこと、居室から廊下や廊下から居室へと移動した場合に、２室間の照度の差や面積、空間形状、さらに壁面などの反射率の違いなどにより暗く感じるのを防ぐために、居室や廊下の照明を必要以上に明るめに選択してしまうということを突き止めた。

また、廊下の照度を居室の照度より暗くなるように照明装置を配置することで、廊下から居室に移動するときには、対比効果により、居室内を明るく感じることができるようになる一方で、居室から廊下に移動するときには、対比効果により、廊下が暗く感じられ、不快感を与えたり、転倒など安全性を損なってしまうため、廊下の照度も不具合が発生しないために、必要な明るさを確保する必要があることを把握した。

そして、居室と廊下との明るさの差について数々の評価試験を行った結果、廊下から居室に入る場合に、居室内が明るく感じられ、一方、居室から廊下に入る場合に、廊下の明るさが適度に確保され、不安感や安全性を伴わない居室と廊下の明るさの差を導き出した。

本発明は、上記の調査・研究の結果を元に導き出されたものであり、本発明の課題は、
建物内の隣接する室内及び廊下の照明装置の配置について、
照明空間において照明器具の光源とは別の光源を用いて表面の輝度が変化する色票を空間内に備えて、観測者から見た色票が空間内に置かれた物体として認識される輝度のレベルと自ら発光している光源として認識される輝度のレベルとの中間である不自然な色の見え方になるときの色票の輝度である色モード境界輝度と、観測者の視野内における照明空間の特定領域の光源輝度を除く幾何平均輝度との相関関係に基づき、
前記観測者の視野内における照明空間の特定領域を、観測者の視線方向を中心とする上方向３５°、下方向５０°、左方向５０°、右方向５０°の視野角内の領域とし、
前記特定領域の光源輝度を除く幾何平均輝度の０．７乗に３を乗じた値で規定される前記色モード境界輝度を用い、
室内の色モード境界輝度が、廊下の色モード境界輝度より１２[ｃｄ／ｍ^２]大きくなるように、隣接する室内及び廊下の照明装置を配置したことを特徴とする室内及び廊下の照明装置配置方法により解決される。

本発明では、室内の照度を規定する値として、色モード境界輝度を用い、室内の色モード境界輝度が、廊下の色モード境界輝度より１２[ｃｄ／ｍ^２]大きくなるように設定しているため、廊下から居室に入る場合に、居室内が明るく感じられ、一方、居室から廊下に入る場合に、廊下の明るさが適度に確保され、不安感や安全性を伴わない居室と廊下の明るさを確保することができる。

本発明は以上のとおりであるから、適切な照度を確保することができる室内及び廊下の照明装置配置方法を提供することができる。

本発明の実施形態である、室内及び廊下の照明装置の配置方法を示す住宅の平面図である。 図（ａ）（ｂ）は、幾何平均輝度を算出する領域を示す平面図である。 実験設備を示す図である。 幾何平均輝度を算出する領域を視線方向から見た図である。 図（ａ）（ｂ）（ｃ）は、照明器具毎の実験結果を示す図である。 領域Ｇの幾何平均輝度と色モード境界輝度との相関を示す図である。 テストパッチ輝度提示装置の構成を示す側面図である。 色モード境界輝度を用いた２室間を移動したときの明るさ感の比較試験の実施室平面図と実験の流れを示す図である。 同実験の居室における実験条件を示す図である。 同実験の廊下における実験条件を示す図である。 同実験の試験結果で、居室と廊下の色モード境界輝度の差と明るさ感の関係を示す図である。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に示す住宅内の照明装置の配置を示す住宅の１階の平面図において、１は居室、２は廊下であり、居室１と廊下２は連続している。３，３は居室１内に設置された照明装置、４，４，４，４は廊下に設置された照明装置である。なお、１階の他の和室５、台所６、浴室７、トイレ８等もそれぞれ廊下２を介して行き来できるように配置されている。

居室１内の照明装置３，３は、居室１内の色モード境界輝度が５０[ｃｄ／ｍ^２]となるように配置され、廊下２内の照明装置４，４，４，４は、廊下２内の色モード境界輝度が３８[ｃｄ／ｍ^２]となるように配置され、居室１内の色モード境界輝度が廊下２の色モード境界輝度よりも１２[ｃｄ／ｍ^２]大きくなるようになされている。

居室と廊下の色モード境界輝度の差が１２[ｃｄ／ｍ^２]以上としていることで、廊下から居室に入ったときに居室の明るさ感が感じることができるとともに、居室から廊下に入ったときに廊下の暗さ感を感じないような照明装置の配置とすることができる。つまり、廊下の照明装置の配置において、廊下にとって必要最低限の照明装置の配置をしたうえで、居室の色モード境界輝度が廊下の色モード境界輝度より１２以上大きくなるように、居室の照明装置を配置することで、廊下から居室に入った時も、居室から廊下に出た時も、暗く感じない適切な照明装置の配置を行うことができる。そして、過剰な照明装置の配置による、コストの増加やエネルギーの消費を抑制することができる。

ここで、「色モード境界輝度」とは、照明された部屋に置かれた色票（以下、テストパッチと呼ぶ）を観測者（被験者）から見た見え方が、その部屋内に置かれた物体（物体色）として認識される輝度のレベルと自ら発光している光源（光源色）として認識される輝度のレベルとの中間である、その部屋に置かれた物体としては不自然な色の見え方になる輝度のレベルのことであり、照明された部屋の明るさ感を定量的に表すものである。なお、「色モード境界輝度」の単位は[ｃｄ／ｍ^２]である。

また、不均一な照明環境において色モード境界輝度の加法性が成り立つことが示されており（参考文献１：不均一な照明環境における空間の明るさ感の加法性、第３６回照明学会全国大会講演論文集、Ｐ１５４、２００３、山口他）、ある照明環境Ｋ１が、照明環境Ｋ２とＫ３との和であるとき、照明環境Ｋ２，Ｋ３における各々の色モード境界輝度の和で照明環境Ｋ１における色モード境界輝度が予測できることが実証されている。

以上から、照明認識視空間の概念における「色モード境界輝度」によって、空間の明るさ感を定量的に把握することができ、ある照明器具を設置した部屋の明るさ感を「色モード境界輝度」により規定することが技術的に可能であるといえる。

そして、「幾何平均輝度」として、人間の有効な視野の範囲に基づいて、被験者の視点位置Ｐから視線方向Ｐ１に対して上方向θ１＝３５°、下方向θ２＝５０°、左方向θ３＝５０°、右方向θ４＝５０°の視野角内の領域Ｇを設定し、領域Ｇ内の「幾何平均輝度Ｂｂ」と、「色モード境界輝度Ａ」との相関を（数１）に基づいて規定する。

（数１）
Ａ ＝ ３．０Ｂｂ^０．７

上記の［数１］の相関は以下のようにして規定した。図２（ａ）（ｂ）に示すように、人間の有効な視野の範囲に基づいて、被験者の視点位置Ｐから視線方向Ｐ１に対して上方向θ１＝３５°、下方向θ２＝５０°、左方向θ３＝５０°、右方向θ４＝５０°の視野角内の領域Ｇを設定し、領域Ｇ内の「幾何平均輝度Ｂｂ」を、各照明器具Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の配光データから、ラジオシティ法を用いた計算シミュレーションによって算出する。

図３に示す住宅居室Ｒにおいて、被験者の視点位置Ｐから正面壁Ｒ２の略中心を注視したときの領域Ｇは図４に示すように立体的な領域となる。

そして、住宅居室Ｒ内に、間接照明系の３台の照明器具Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を、被験者からは光源が見えないように配置し、各照明器具Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３単体で点灯した場合の「色モード境界輝度Ａ１，Ａ２，Ａ３」を測定した。この「色モード境界輝度Ａ１，Ａ２，Ａ３」の測定は、各照明器具Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を調光して、部屋の床面中央部に設置した照度計１４によって測定される「床面中央照度」を変えた複数の条件下で３回づつ行った。

また、上記複数の条件下において、領域Ｇの「幾何平均輝度Ｂｂ」の値を、各照明器具Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の配光データから、ラジオシティ法を用いた計算シミュレーションによって算出した。ここで、照明器具Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の各「幾何平均輝度Ｂｂ」の値を、「幾何平均輝度Ｂｂ１，Ｂｂ２，Ｂｂ３」とする。

図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、上記「色モード境界輝度Ａ１，Ａ２，Ａ３」の測定結果、および上記領域Ｇの「幾何平均輝度Ｂｂ１，Ｂｂ２，Ｂｂ３」のシミュレーション結果を示す表であり、図５（ａ）は照明器具Ｌ１単体で点灯した場合の結果、図５（ｂ）は照明器具Ｌ２単体で点灯した場合の結果、図５（ｃ）は照明器具Ｌ３単体で点灯した場合の結果を各々示す。

なお、実験設備の内装面の反射率を実際に測定しており、上記シミュレーションに用いる住宅居室Ｒの内装面の反射率の設定は、天井の反射率を７９％、壁の反射率を８１％、床の反射率を９．８％とし、さらにはロールスクリーンの反射率を６８％とする。

図６は、領域Ｇの「幾何平均輝度Ｂｂ」を対数目盛の横軸に、「色モード境界輝度Ａ」を対数目盛の縦軸にとって、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す「床面中央照度」を変えた各条件での「色モード境界輝度Ａ１，Ａ２，Ａ３」の測定結果の平均値と「幾何平均輝度Ｂｂ１，Ｂｂ２，Ｂｂ３」のシミュレーション結果との関係をグラフに示したものである。

図６中の直線は、全てのプロット点に対して線形回帰で求めた直線であり、線形回帰分析の結果、その決定係数は０．９３と高い値を示している。すなわち、「色モード境界輝度Ａ」と上記領域Ｇの「幾何平均輝度Ｂｂ」との間には高い相関関係があるといえ、「色モード境界輝度Ａ」は、上記領域Ｇの「幾何平均輝度Ｂｂ」から推定することができる。

なお、この色モード境界輝度の測定には、図７に示すテストパッチ輝度提示装置１１を使用する。テストパッチ輝度提示装置１１は、設置プレート１１ｇ上に設置された、光源にハロゲン電球を用いたスライドプロジェクターで構成される光源システム１１ｂを収納した光源ボックス１１ａ、回転濃度フィルター１１ｄを収納した光学系ボックス１１ｃ、可動式平面ミラー１１ｅ、支持具１１ｆによって設置プレート１１ａから１１００ｍｍの高さに設けられたテストパッチＴとからなる。テストパッチＴは、光源システム１１ｂから回転濃度フィルター１１ｄを通った光が可動式平面ミラー１１ｅで反射して局所照明されている。被験者は、手元のスイッチで回転濃度フィルター１１ｄを回転させることで自由にテストパッチＴの輝度を調節することが可能である。また、テストパッチＴは照明の影響をほとんど受けないように照射面を下向きに斜め４５°に傾けてある。テストパッチＴは、６０ｍｍ×６０ｍｍの大きさで、被照射面はＮ５，グレーの紙面からなる。

次に、色モード境界輝度を用いた２室間を移動したときの明るさ感の比較試験を行った。

実験は、１４畳のリビング・ダイニング空間（幅６３７０ｍｍ×奥行き３６４０ｍｍ×天井高２４００ｍｍ）と附属する廊下（幅９１０ｍｍ×天井高２４００ｍｍ）において、図８に示すように、被験者はまず廊下のポイント（１）で廊下行きの評価を行いう。続いて入口1の条件の場合はリビングのポイント（２）で評価し、その後廊下のポイント（３）で廊下帰りの評価を行う。入口２の場合は、同じくポイント（１）で評価した後、ポイント（４）および（５）で評価を行う。入口１と２はいずれも、廊下行き、リビング、廊下帰りの３つのポイントで評価を行う。 尚、実験の最初は３分、その後条件毎に１分間の順応時間を設けている。

評価項目は、明るさ感、呈示された空間の明るさを許容できるか（廊下は「歩行空間」として、リビングは「団らん・くつろぎの空間」として）、まぶしさの３項目により行った。

実験条件は、図９に示すリビングの照明パターン６種類、図１０に示す廊下の照明パターン２種類、入口２種類を組み合わせた全２４種類おこなった。なお、照明器具は、全て電球色の蛍光灯を使用した。

そして、それぞれの実験条件において、居室、リビングにおける幾何平均輝度を行い、幾何平均輝度から[数式１]に基づいて色モード境界輝度を算出した。

その結果、図１１に示すように、居室と廊下の色モード境界輝度の差が１２[ｃｄ／ｍ^２]以上ある場合に、廊下から居室に入ったときに居室の明るさ感が感じることができるとともに、居室から廊下に入ったときに廊下の暗さ感を感じないような照明装置の配置とすることができる。つまり、廊下の照明装置の配置において、廊下にとって必要最低限の照明装置の配置をしたうえで、居室の色モード境界輝度が廊下の色モード境界輝度より１２[ｃｄ／ｍ^２]以上大きくなるように、居室の照明装置を配置することで、廊下から居室に入った時も、居室から廊下に出た時も、暗く感じない適切な照明装置の配置を行うことができる。そして、過剰な照明装置の配置による、コストの増加やエネルギーの消費を抑制することができる。

以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、住宅の居室と廊下と関係について述べたが、２室の関係は住宅の居室の廊下の関係に限定されることはなく、例えば商業ビルや学校などの執務室や教室と廊下との関係であってもよいし、執務室と執務室など同様の目的で利用する２室の関係であってもよいのはいうまでもない。

Ａ・・・・色モード境界輝度
Ｂｂ・・・幾何平均輝度
Ｇ・・・・観測者の視野内における照明空間の特定領域

Claims (1)

1. 建物内の隣接する室内及び廊下の照明装置の配置について、
   照明空間において照明器具の光源とは別の光源を用いて表面の輝度が変化する色票を空間内に備えて、観測者から見た色票が空間内に置かれた物体として認識される輝度のレベルと自ら発光している光源として認識される輝度のレベルとの中間である不自然な色の見え方になるときの色票の輝度である色モード境界輝度と、観測者の視野内における照明空間の特定領域の光源輝度を除く幾何平均輝度との相関関係に基づき、
   前記観測者の視野内における照明空間の特定領域を、観測者の視線方向を中心とする上方向３５°、下方向５０°、左方向５０°、右方向５０°の視野角内の領域とし、
   前記特定領域の光源輝度を除く幾何平均輝度の０．７乗に3を乗じた値で規定される前記色モード境界輝度を用い、
   室内の色モード境界輝度が、廊下の色モード境界輝度より１２[ｃｄ／ｍ^２]大きくなるように、隣接する室内及び廊下の照明装置を配置したことを特徴とする室内及び廊下の照明装置配置方法。

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