JP3877020B2 - 不快グレア評価システムおよび照明器具 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不快グレア評価システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
(社)照明学会 照明学会・技術基準JIEC-001:オフィス照明基準(1992)(文献)によると、例えば、オフィス照明基準では、執務者に照明器具によるグレアを与えないように、例えば、蛍光灯照明器具の鉛直角φ60゜〜90゜の輝度を図9または図10に示す値以下にするグレア規制を決めている。
【0003】
グレア規制では2つの分類を設けて、これを照明器具のグレア分類と称している。1つは視覚特性から照明器具の輝度を制限するもので、これを照明器具のG分類と規定している(図9参照)。もう1つはVDT画面の反射グレア防止のために照明器具の輝度を制限するもので、これを照明器具のV分類と規定している(図10参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、オフィス照明基準のグレア分類に準じて設計された照明器具において、器具の鉛直角φが60゜以下で不快グレアを感じることがしばしばある。
【0005】
本発明は、全ての鉛直角φ(0〜90゜)の配光について、不快グレアの有無が判断できる不快グレア評価システムを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を達成するための手段】
照明器具の配光曲線に基づいて、この器具の発光面からの法線方向と視点への方向がなす角を規定する鉛直角φ毎に、放射される光の光度Iを求め、視点から照明器具までの高さ H 、視点から照明器具までの水平距離 R 、照明器具に配設された光源の管軸方向の変位Tの各パラメータで示されるH / RとT / Rとの関係から求められる Guth の位置指数p、背景輝度Lb、光源の輝度 L 、および光源の立体角ωによって次の式1によって表される不快グレア指数UGRの任意の定数および次の式2で示されるGuthの位置指数pに対して照明器具の発光面面積A、鉛直角φ、発光面高から視点高の距離Hおよび背景輝度Lbを規定することによって、次の式から理想光度Iを求めるとともに、直管光源の長手方向に直交する方向に対する鉛直角φ毎に、光度Iと理想光度Iとを比較して、鉛直角φに任意の UGR を超える光度 I があるかどうかを判断するグレア検知手段を具備していることを特徴とする不快グレア評価システム。
【数4】
Figure 0003877020
【数5】
Figure 0003877020
【数6】
Figure 0003877020
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について、図1ないし図8を参照して説明する。
【0010】
まず、CIE Pub.117:DISCOMFORT GLARE ININTERIOR LIGHTING(1995)によると、CIEは、不快グレアを評価する手法としてUGRを推奨している。
【0011】
本実施の形態では、照明器具の配光特性とUGRとの関係を調べ、不快グレアの評価システムを構築している。
【0012】
まず、照明器具の配光特性とUGRとの関係について説明する。例えば屋内で使用される照明器具は、用途によって、逆富士型、下面開放型、バッフル付きおよびルーバー付き等がある。これらの照明器具は、それぞれに異なった配光特性を有しており、この配光特性がUGRの値を決定している。
【0013】
照明器具の配光特性を示す配光曲線は、図1に示すように、器具からどのように光が放射されているかを示すものであり、この器具の発光面からの法線方向と視点への方向がなす角を規定する鉛直角φ[゜]毎に、放射される光の光度I[cd/1000 lm]で表される。
【0014】
ここでは、器具の不快グレアの特性を調べるために、鉛直角φ毎のUGRを求める。UGRの計算条件として、図2に示すように、器具は天井に配設され、観測者の視点は、器具に配設される例えば、直管形蛍光ランプの管軸に対し、垂直方向のライン上に位置させている。また、視点の位置を固定して器具を天井面に沿って移動させるか、または、照明器具を固定して視点を水平に移動する等して、視点および器具を相対的に移動させて鉛直角φを変化させることとした。
【0015】
まず、UGRは、背景輝度Lb[cd/m2]、光源である例えば器具の輝度L[cd/m2]、光源である器具の立体角ω[sr]および図3で規定されているGuthの位置指数p(position index)によって、下記式2で表される。なお、pは、図3で規定されているように、パラメータH/RおよびT/Rでマトリクス配置されている。ここで、Hは、図2における光源である器具までの高さ、Rは、同じく視点から器具までの水平距離、またTは、器具に配設された光源の管軸方向の変位を示している。
【0016】
【数5】
Figure 0003877020
鉛直角φが変化すると式1のパラメータL、ωおよびpがそれぞれ変化する。そして、L、ωおよびpは、次の式3で与えられる。なお、本実施の形態の位置指数pにおいては、観測者と光源である照明器具との位置関係は、照明器具が天井に取り付けられているとき、観測者は、照明器具の管軸に対して垂直方向のライン上に位置したときの式である。
【0017】
【数6】
Figure 0003877020
式3のそれぞれを式2に代入すると、UGRは、式4のように表される
【数7】
Figure 0003877020
なお、UGR値とグレアの不快感覚との関係は、例えば図4に示すように規定されているものがある。この感覚とUGR値は、器具の設置場所や使用目的等によって、いろいろ作成できるものである。
【0018】
次に、現行の照明器具である例えば、東芝ライテック株式会社製型番FHR42833の配光曲線と不快グレアを制限した配光特性を計算した。式1から光度Iを求めるに際し、次のようにパラメータを設定した。すなわち、器具の発光面面積A=0.37[m2]、全光束=9000[lm]、UGR=16、H=1.4[m]、Lb=20[cd/m2](背景輝度Lbは、実際の事務所等では、20〜120[cd/m2]程度である。ここでは、LXにより間接鉛直面照度Eiを求め、Ei/πにより算出している。)
本発明の実施の形態である不快グレア評価システムにおいて、器具光度抽出手段では、現行の照明器具の配光曲線に基づいて、この器具の発光面からの法線方向と視点への方向がなす角を規定する鉛直角φ毎に、放射される光の光度Iを求めた。次に、理想光度抽出手段では、任意の定数の不快グレア指数UGR、Guthの位置指数p、照明器具の発光面面積A、鉛直角φ、発光面高から視点高の距離Hおよび背景輝度Lbを規定することによって、次の式1から理想光度Iを求めた。
【0019】
【数8】
Figure 0003877020
そして、グレア検知手段では、鉛直角φ毎に、光度Iおよび理想光度Iを比較して不快グレアの有無を判断した。本実施の形態では、現行照明器具の光度が理想光度を超えている鉛直角φに不快グレアがあると判断するものである。
【0020】
図5は、現行の照明器具の配光曲線と不快グレア指数 UGR が16のときの理想配光曲線を示す。これによると、鉛直角φ30゜付近で現行の器具の配光特性の光度が理想光度を超えており、鉛直角φに不快グレアがあると判断することとしている。
【0021】
この結果、鉛直角φ30゜付近で現行の器具の光度を抑えるべきであることが分かる。そして、図5の結果から鉛直角φ30゜〜40゜の光度値を抑えて計算し、現行の照明器具の配光曲線と不快グレアを制限する、変更された理想配光曲線を図6に示す。この結果、現行器具の配光曲線が、理想配光より低く抑えられていることが確認できる。
【0022】
また、図7は、発光面面積Aを修正(0.37から0.60 m2)して得た、現行の照明器具の配光曲線と不快グレアを制限する理想配光曲線である。
【0023】
さらにまた、図8は、光源の全光束を修正(9000から7000 lm)して得た、現行の照明器具の配光曲線と不快グレアを制限する理想配光曲線である。
【0024】
ともに、現行の照明器具の配光曲線は、不快グレア指数が16のときの理想配光のものより低い値に抑えられており、全鉛直角において、不快グレアが所定のレベル以下にすることができる。
【0025】
したがって、本発明の一実施の形態を用いて構成された照明器具は、照明器具の配光曲線に基づいてこの器具の発光面からの法線方向と視点への方向がなす角を規定する鉛直角φ毎に、放射される光の光度Iが、全ての鉛直角φにおいて、不快グレア指数UGRを16とし、Guthの位置指数p、照明器具の発光面面積A、鉛直角φ、発光面高から視点高の距離Hおよび背景輝度Lbを規定することによって、上記式1から求められた理想光度I以下になるように構成されているものである。
【0026】
【発明の効果】
請求項1の発明では、現行照明器具の光度と理想光度とを比較して鉛直角φに不快グレアがあるかどうか判断できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す現行照明器具の配光曲線図。
【図2】同じく、視点および照明器具の位置関係図。
【図3】位置指数p(position index)を示すパラメータH/RおよびT/Rのマトリクス表。
【図4】、UGR値(グレアインデックス)と不快グレアの感覚(感覚的なグレアの程度)との関係を示す図。
【図5】現行の照明器具の配光曲線と不快グレアを制限する理想配光曲線を示す図。
【図6】現行の照明器具の配光曲線と不快グレアを制限する、変更された理想配光曲線を示す図。
【図7】発光面面積Aを修正して得た、現行の照明器具の配光曲線と不快グレアを制限する理想配光曲線を示す図。
【図8】光源の全光束Φを修正して得た、現行の照明器具の配光曲線と不快グレアを制限する理想配光曲線を示す図。
【図9】視覚特性から照明器具の輝度を制限した照明器具のG分類表。
【図10】VDT画面の反射グレア防止のために照明器具の輝度を制限した照明器具のV分類表。
【符号の説明】
1…照明器具
2…視点

Claims (1)

  1. 照明器具の配光曲線に基づいて、この器具の発光面からの法線方向と視点への方向がなす角を規定する鉛直角φ毎に、放射される光の光度Iを求め、視点から照明器具までの高さ H 、視点から照明器具までの水平距離 R 、照明器具に配設された光源の管軸方向の変位Tの各パラメータで示されるH / RとT / Rとの関係から求められる Guth の位置指数p、背景輝度Lb、光源の輝度 L 、および光源の立体角ωによって次の式1によって表される不快グレア指数UGRの任意の定数および次の式2で示されるGuthの位置指数pに対して照明器具の発光面面積A、鉛直角φ、発光面高から視点高の距離Hおよび背景輝度Lbを規定することによって、次の式から理想光度Iを求めるとともに、直管光源の長手方向に直交する方向に対する鉛直角φ毎に、光度Iと理想光度Iとを比較して、鉛直角φに任意の UGR を超える光度 I があるかどうかを判断するグレア検知手段を具備していることを特徴とする不快グレア評価システム。
    Figure 0003877020
    Figure 0003877020
    Figure 0003877020
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