JP2013201088A - 屋内照明設計方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】まぶしさ感を抑制しながら空間の明るさ感を増大させる。
【解決手段】 実施形態に係る屋内照明設計方法は、直下方向を0度として配光角90度以上120度以下に含まれる光束が器具光束の20%以上であり、かつ配光角60度以上90度未満に含まれる光束が器具光束の20%以下である配光特性を有する第1の照明器具を屋内空間を構成する天井面に配置し、前記第1の照明器具の配光角60度以上90度未満の範囲に存在する壁面を照明する第2の照明器具を前記屋内空間に配置する。
【選択図】図1

Description

本発明の実施形態は、屋内照明設計方法に関する。
照明は、オフィス環境や住宅環境の快適性に大きな影響を与える。このような照明環境の設計に際して、水平面照度を用いることがある。JIS(日本工業標準調査会)やJISE(社団法人 照明学会)では、室内照明、建築業向けに水平面照度を用いた照度基準を規定している。
しかし、水平面照度は、床や机に入射する単位面積当たりの光束を表すものであって、人間の目に届く光を表すものではなく、空間の印象を適切に評価できるとは限らない。
そこで、近年、空間観察時の視野に着目して人が感じる明るさを元に照明設計を行う手法が考えられている。例えば、屋内空間においては、人の視野範囲のなかに天井、壁、床等が存在し、人物の目にはこれらの反射光が入射する。従って、机上面の照度を明るくするだけでなく、天井や壁を照明することによって、人が感じる明るさ感を向上させることができるものと考えられる。
例えば、天井面に設置される照明器具として、非特許文献1には、逆富士形の反射板を用いた照明器具が開示されている。このような逆富士形の照明器具は、反射板により天井面も照らすことができ空間の明るさ感を高める効果を有する。また、非特許文献2にはLEDを用いた薄形ベースライトも開示されている。薄形ベースライトとしては、器具の最薄部が16mmのベースライトも開発されており、圧迫感がなく天井面と一体感のある空間を演出できる。
しかしながら、逆富士形の照明器具はランプがむき出しであり、ランプからの光がまぶしく感じられることがある。また、薄形の器具は逆富士に比べて明るさ感を得にくい。
このように、従来開発されている照明器具を用いて、空間の明るさ感を高めようとすると、まぶしさ感も増大し、快適な照明空間を得ることができないという問題があった。
直管形LED逆富士器具 http://www.tlt.co.jp/tlt/press_release/p110525/p110525.htm LED薄形ベースライト http://www.tlt.co.jp/tlt/press_release/p111027_3/p111027_3.htm
本発明の実施形態は、まぶしさ感を抑制しながら空間の明るさ感を増大させることができる屋内照明設計方法を提供することを目的とする。
実施形態に係る屋内照明設計方法は、直下方向を0度として配光角90度以上120度以下に含まれる光束が器具光束の20%以上であり、かつ配光角60度以上90度未満に含まれる光束が器具光束の20%以下である配光特性を有する第1の照明器具を屋内空間を構成する天井面に配置し;前記第1の照明器具の配光角60度以上90度未満の範囲に存在する壁面を照明する第2の照明器具を前記屋内空間に配置する。
本発明の実施形態によれば、まぶしさ感を抑制しながら空間の明るさ感を増大させることができるという効果を有する。
本発明の一実施の形態に係る屋内照明設計方法を説明するための説明図。 2種類の照明器具のうちの第1の照明器具15の概略的な断面構造を示す説明図。 周方向に鉛直下方を0度とする配光角をとり径方向に光度をとって、図2に示す照明器具15の配光特性を示す配光図。 第1及び第2の照明器具15,16を用いることによる明るさ感の変化を説明するための説明図。 周方向に鉛直下方を0度とする配光角をとり径方向に光度をとって、配光特性を示す配光図。 周方向に鉛直下方を0度とする配光角をとり径方向に光度をとって、配光特性を示す配光図。 周方向に鉛直下方を0度とする配光角をとり径方向に光度をとって、配光特性を示す配光図。 図5乃至図7の配光特性に示す照明器具を用いて所定の空間を照明した場合における明るさ感と作業面照度との関係を示すグラフ。 周方向に鉛直下方を0度とする配光角をとり径方向に光度をとって、配光特性を示す配光図。 周方向に鉛直下方を0度とする配光角をとり径方向に光度をとって、配光特性を示す配光図。 周方向に鉛直下方を0度とする配光角をとり径方向に光度をとって、配光特性を示す配光図。 図9乃至図11の配光特性に示す照明器具を用いて所定の空間を照明した場合における明るさ感とUGR(Unified Glare Rating)との関係を示すグラフ。 変形例を示す説明図。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
実施形態に係る屋内照明設計方法は、直下方向を0度として配光角90度以上120度以下に含まれる光束が器具光束の20%以上であり、かつ配光角60度以上90度未満に含まれる光束が器具光束の20%以下である配光特性を有する第1の照明器具を屋内空間を構成する天井面に配置し、前記第1の照明器具の配光角60度以上90度未満の範囲に存在する壁面を照明する第2の照明器具を前記屋内空間に配置する。
また、実施形態に係る屋内照明設計方法は、前記第2の照明器具を、前記第1の照明器具の配光角60度以上90度未満の範囲に存在する壁面と前記第1の照明器具との間の前記天井面に配置する。
また、実施形態に係る屋内照明設計方法は、前記第1の照明器具を、配光角60度以上180度以下に含まれる光束のうちの80%以上が配光角90度以上110度未満に含まれる配光特性を有するように構成する。
また、実施形態に係る屋内照明設計方法は、前記第1及び第2の照明器具の両方によって照明した壁面の照度均斉度を、前記第1及び第2の照明器具の一方によって照明した前記壁面の照度照度均斉度よりも高くするように前記第1及び第2の照明器具を配置する。
図1は本発明の一実施の形態に係る屋内照明設計方法を説明するための説明図である。
本実施の形態においては、まぶしさ感を抑制しつつ、明るさ感を増大させる屋内照明を構築するために、配光特性が異なる2種類の照明器具15,16を採用する。
図1において、天井面11、壁面12及び床面13によって屋内空間14が構成されている。天井面11には照明器具15,16が配設されている。
図2は2種類の照明器具のうちの第1の照明器具15の概略的な断面構造を示す説明図である。
第1の照明器具15は、例えば薄形の直方体形状や円柱形状を有する。照明器具15の上面部21を図示しない取付部材によって天井面に取り付けることができるようになっている。照明器具15には1つ以上の光源22が設けられており、各光源22からの光は、光路制御部23によって、配光が制御されるようになっている。
図2の矢印は光源22からの光路を示しており、光路制御部23によって、光源22からの光の一部は、照明器具15の側面部25を介して水平方向よりも上方に出射される。本実施の形態における照明器具15は、側面部25を介して出射される光の配光角が、鉛直下方を0度として、90〜120度の範囲において十分大きな光度値が得られるように設計されている。
また、光路制御部23には、下方に突出したルーバー24が設けられており、このルーバー24によって、照明器具15の下方に出射される光が遮られる。これにより、照明器具15は、配光角60度〜90度未満における光度値が減少する。例えば、照明器具15においては、配光角85度における輝度が、6874[cd/m2]である。
図3は周方向に鉛直下方を0度とする配光角をとり径方向に光度をとって、図2に示す照明器具15の配光特性を示す配光図である。
一般的な照明器具は、0〜90度に広がりを有する円形型、楕円型、水滴型、つぼ型等の配光特性を有する。また、天井面への照明も考慮して、0〜90度にも十分な広がりを有すると共に、90〜120度にも広がりを有するハート型等の配光特性を有する照明器具も開発されている。
これに対し、図2の照明器具15は、図3に示すように、0〜約60度において十分な光度を得る配光の広がりを有すると共に、約60度〜90度未満における光度は十分に小さい。即ち、照明器具15は、下方側には、0〜60度の範囲に配光が制限されている。更に、照明器具15は、90〜約120度の範囲において、比較的大きな光度の配光特性を有する。
即ち、照明器具15は、約60〜90度未満における光度が十分に抑制されていると共に、90〜約120度の範囲において十分な光度に設定されているという特徴を有する。
本実施の形態においては、図1に示すように、照明器具15は、上面部21を天井面11に当接させて天井面11に取り付けられる。照明器具15の下方に出射される照明光は、図1の矢印にて示す範囲17に向けて照射される。範囲17は、配光角0〜約60度に相当し、この範囲において屋内空間14は、十分な明るさの照明が行われることになる。
また、照明器具15の側面部25から出射される照明光は、図1の矢印にて示す範囲18に向けて照射される。範囲18は、配光角90〜約120度に相当し、この範囲において屋内空間14の天井面11には、十分な明るさの照明が行われる。
一方、第2の照明器具16は、配光角が例えば0〜90度に広がった一般的な照明器具によって構成される。本実施の形態においては、照明器具16は、照明光を壁面12に向けて照射する。図1に示すように、第1の照明器具15は、配光角約60〜90度における光度が十分に抑制されており、この範囲に対応する壁面12は十分には照明されない。本実施の形態においては、第2の照明器具16は、例えば、第1の照明器具15よりも壁面12に近接した天井面11に配設され、第1の照明器具15によっては十分な照明が行われない壁面12の範囲を照明するように、配光角が規定されている。こうして、図1に示すように、照明器具16からの光は、図1の矢印に示す範囲19に向けて照射される。
なお、照明器具16は、人がまぶしく感じないような照明光によって、第1の照明器具15では照明されない壁面を照明すればよく、照明器具16の配光角、設置場所等は適宜変更可能である。例えば、照明器具16を、壁面及びその近傍に配設して間接照明を行う照明器具によって構成してもよい。
第1の照明器具15は、約60〜90度未満の範囲における光度が十分に抑制されていることから、第1の照明器具15からの照明によって人がまぶしく感じることを防止することができる。一方、第2の照明器具16は、壁面12に向かって照明が行われており、人がまぶしく感じることはない。
また、第1の照明器具15は、90〜約120度の範囲において天井面11を照明しており、明るさ感の増大に寄与する。一方、第2の照明器具16は、第1の照明器具15によって十分な照明が行われていない壁面12の領域を照明しており、全体的に明るさ感を向上させることができる。
図4は第1及び第2の照明器具15,16を用いることによる明るさ感の変化を説明するための説明図である。
図4(a)乃至(c)は同一の空間31を異なる照明条件で照明した場合における撮影結果を示している。図4(a)乃至(c)は同一空間31の同一位置において同一視野を撮影したものである。なお、図中の線状の模様は、図面の解像度を低下させることによって生じたものであり、実際の撮影画像には線状の模様は写されていない。図4(a)乃至(c)において、空間31は、天井面32、壁面33及び床面34によって囲まれている。
図4(a)は、天井面32に1つの照明器具15を取り付けて空間31を照明した状態を示している。照明器具15によって床面34が照明されているだけでなく、天井面32の一部の領域35も照明されていることが分かる。しかし、照明器具15の配光角約60〜90度の領域においては、十分な照明が行われないので、壁面33の一部の領域36は比較的暗い。
図4(b)は、天井面32に5つの照明器具16を取り付けて空間31を照明した状態を示している。照明器具16は、照明器具15によって十分な照明が行われない壁面33の一部の領域36を照明しており、この領域36が明るくなっていることが分かる。
図4(c)は、天井面32に1つの照明器具15と5つの照明器具16を取り付けて空間31を照明した状態を示している。照明器具15によって床面34及び天井面32の一部の領域35が照明されており、照明器具15によって壁面33の一部の領域36が照明されている。即ち、照明器具15,16によって、床面34だけでなく、天井面32及び壁面33が十分に照明されている。このように、第1及び第2の照明器具15,16を用いることによって、天井面32及び壁面33が十分に明るく照明され、全体的に十分な明るさ感が得られることが分かる。
しかも、人の目に直接光が入射する配光角約60〜90度における照明器具15からの光は、光度が十分に抑制されており、人が第1の照明器具15の照明をまぶしく感じることを防止することができる。また、照明器具16は壁面33に向かって照明を行っており、第2の照明器具15によって人がまぶしさを感じることはない。
また、図4(a)乃至(c)における奥の壁面33における照度均斉度を求めたところ、夫々、0.25、0.3、0.45であった。即ち、壁面の照度均斉度は、照明器具15,16を夫々単独で点灯させた場合よりも、照明器具15,16の両方を点灯させた場合の方が高い。
このように本実施の形態においては、約60〜90度未満における光度が小さく、90〜約120度において比較的大きな光度で照明を行う第1の照明器具を天井に配置すると共に、第1の照明器具によって照明されない約60〜90度未満の範囲に相当する壁面を照明する第2の照明器具を採用していることから、十分な明るさ感を得ると共に、まぶしさ感を抑制した屋内照明を得ることができる。しかも、壁面において比較的高い照度均斉度を得ることができる。
次に、図5乃至図12を参照して、まぶしさ感を抑制すると共に、十分な明るさ感を得るための第1の照明器具15の最適な配光特性について説明する。
図5乃至図7及び図9乃至図11は周方向に鉛直下方を0度とする配光角をとり径方向に光度をとって、配光特性を示す配光図である。図8は図5乃至図7の配光特性に示す照明器具を用いて所定の空間を照明した場合における明るさ感と作業面照度との関係を示すグラフである。また、図12は図9乃至図11の配光特性に示す照明器具を用いて所定の空間を照明した場合における明るさ感とUGR(Unified Glare Rating)との関係を示すグラフである。なお、UGR値は人がまぶしいと感じる程、値が大きくなる。
図5乃至図7は、夫々、照明器具の配光角90〜120度における光束が器具全体の光束の約10%、20%又は30%の例を示している。即ち、図5は配光角0〜60度における光束が器具全体の光束の大部分を占めており、配光角90〜120度における光束が器具全体の光束の約10%である。この場合には、天井は僅かしか照明されないことから、空間の明るさ感は比較的低く、逆に、作業面における照度は高いものと考えられる。
照明器具の設計の自由度を考慮すると、配光角90〜120度における光束の割合を増加させると、下方への光束の割合が減少する。図6は配光角90〜120度における光束が器具全体の光束の約20%であり、この場合には、配光角0〜60度における光束の割合は図5の場合に比べて減少している。更に、図7は配光角90〜120度における光束が器具全体の光束の約30%であり、この場合には、配光角0〜60度における光束の割合は図6よりも更に減少している。即ち、配光角90〜120度における光束の割合を増加させることにより、空間の明るさ感を向上させることができる反面、作業面の照度は低下することが考えられる。
図8はこの関係を示すものであり、実線は図5乃至図7の配光特性を有する照明器具で屋内空間を照明した場合における空間の明るさ感指標Wを示し、破線は図5乃至図7の配光特性を有する照明器具で屋内空間を照明した場合における作業面照度を示している。
図8に示すように、照明器具の全体の光束に対する配光角90〜120度における光束の割合が10%から20%に変化するまでの空間の明るさ感指標Wの増加量に対し、配光角90〜120度における光束の割合が20%から30%に変化するまでの空間の明るさ感指標Wの増加量は小さい。また、照明器具の全体の光束に対する配光角90〜120度における光束の割合が10%から20%に変化するまでの作業面照度の低下量は、配光角90〜120度における光束の割合が20%から30%に変化するまでの作業面照度の低下量よりも小さい。
従って、照明器具の全体の光束に対する配光角90〜120度における光束の割合が20%近傍となる照明器具を採用した場合に、効率よく、十分な作業面照度を得ながら、十分な空間の明るさ感を得ることができることが分かる。空間の明るさ感を増大させるためには、照明器具の全体の光束に対する配光角90〜120度における光束の割合を20%以上、好ましくは20%近傍の値となるように設計した方がよい。
図9乃至図11は、夫々、照明器具の配光角60〜90度未満における光束が器具全体の光束の約10%、20%又は30%の例を示している。即ち、図9は配光角60〜90度未満における光束が器具全体の光束の約10%の例である。この場合には、壁面が十分に照明されないことから、空間の明るさ感は比較的低い反面、人がまぶしく感じる度合いが低いと考えられる。
図10は配光角60〜90度における光束が器具全体の光束の約20%であり、この場合には空間の明るさ感は図9の場合よりも増加するが、人がまぶしく感じる度合いも増加する。更に、図11は配光角60〜90度における光束が器具全体の光束の約30%であり、この場合には、空間の明るさ感は図10の場合よりも増加する反面、人がまぶしく感じる度合いも更に増加する。即ち、配光角60〜90度未満における光束の割合を増加させることにより、空間の明るさ感を向上させることができる反面、人がまぶしく感じる度合いも増加することが考えられる。
図12はこの関係を示すものであり、実線は図9乃至図11の配光特性を有する照明器具で屋内空間を照明した場合における空間の明るさ感指標Wを示し、破線は図9乃至図11の配光特性を有する照明器具で屋内空間を照明した場合におけるUGR値を示している。
図12に示すように、照明器具の全体の光束に対する配光角60〜90度における光束の割合が10%から20%に変化するまでの空間の明るさ感指標Wの増加量に対し、配光角60〜90度における光束の割合が20%から30%に変化するまでの空間の明るさ感指標Wの増加量は大きい。しかし、UGR値は、照明器具の全体の光束に対する配光角60〜90度における光束の割合の増加に略比例して増加する。
従って、まぶしさ感を十分に低減させるためには、照明器具の全体の光束に対する配光角60〜90度未満における光束の割合を20%以下にした方がよい。なお、照明器具の全体の光束に対する配光角60〜90度未満における光束の割合が20%近傍となる照明器具を採用した場合に、効率よく、まぶしさ感を低減しながら、十分な空間の明るさ感を得ることができることが分かる。
なお、上記実施の形態においては、第1の照明器具の形状が直方体形状又は円柱状であると説明したが、第1及び第2の照明器具の形状、大きさ、空間内の個数等は限定されるものではなく、適宜変更可能である。
また、第1の照明器具を天井面に1つ設ける例を示しているが、複数の第1の照明器具を用いてもよい。図13は第1及び第2の照明器具をいずれも複数用いた例を示す説明図である。
図13においては、天井面41の略中央に、一列に3つの第1の照明器具15を配置し、各照明器具15相互間に、照明器具15よりも壁面42側に近接させて8個の第2の照明器具16を配置した例である。照明器具15相互間に照明器具16を配置していることから、図13の例では壁面42における照度均斉度を向上させることができる。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
11…天井面、12…壁面、13…床面、14…屋内空間、15…第1の照明器具、16…第2の照明器具、17〜19…配光の範囲。

Claims (4)

  1. 直下方向を0度として配光角90度以上120度以下に含まれる光束が器具光束の20%以上であり、かつ配光角60度以上90度未満に含まれる光束が器具光束の20%以下である配光特性を有する第1の照明器具を屋内空間を構成する天井面に配置し;
    前記第1の照明器具の配光角60度以上90度未満の範囲に存在する壁面を照明する第2の照明器具を前記屋内空間に配置する;
    ことを特徴とする屋内照明設計方法。
  2. 前記第2の照明器具を、前記第1の照明器具の配光角60度以上90度未満の範囲に存在する壁面と前記第1の照明器具との間の前記天井面に配置することを特徴とする請求項1に記載の屋内照明設計方法。
  3. 前記第1の照明器具を、配光角60度以上180度以下に含まれる光束のうちの80%以上が配光角90度以上110度未満に含まれる配光特性を有するように構成することを特徴とする請求項1又は2に記載の屋内照明設計方法。
  4. 前記第1及び第2の照明器具の両方によって照明した壁面の照度均斉度を、前記第1及び第2の照明器具の一方によって照明した前記壁面の照度照度均斉度よりも高くするように前記第1及び第2の照明器具を配置することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載の屋内照明設計方法。
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