JP5880198B2 - 屋内照明設計方法 - Google Patents

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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の照明器具とは離間した位置に配置され前記第１の照明器具と同時に点灯される第２の照明器具であって、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前記第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の照明器具とは離間した位置に配置され前記第１の照明器具と同時に点灯される第２の照明器具であって、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前記第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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