説明

照明設計方法

【課題】従来の水平面照度による明るさ感の評価方法を発展させた簡易な方法によって得られる、空間に配置された照明器具による光の方向性を反映させた新たな指標を用いて、住宅の居室部等の空間の明るさ感を適正に評価した照明設計を行うことのできる照明設計方法を提供する。
【解決手段】本発明の照明設計方法は、照明設計を行う空間の所定の代表的位置として、例えば居室部10の中央部分に仮想の六面体11を設けて、設計される光環境下において、仮想の六面体11の底面を除く5面の照度EV1、EV2、EV3、EV4、EHを各々計測又は算出し、4方の側面の平均照度EV0=(EV1+EV2+EV3+EV4)/4を上面の照度EHで除した値である鉛直水平照度率(RVH)を明るさ感の指標として、明るさ感を評価した空間(居室部)10の照明設計を行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、照明設計方法に関し、特に、明るさ感を評価した住宅の居室部等の空間の照明設計を行う照明設計方法に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば住宅の照明器具として、近年、多種多様なものが用いられるようになっており、住宅の照明設計を行う際には、例えばユーザが、各種の照明器具のカタログを見ながら、専門業者のアドバイスを受けて照明器具の種類や個数、照明器具を設置すべき位置等を決定していたが、カタログを見ただけでは、選択した照明器具が例えば住宅の居室部等の空間に設置された際に実際に体感される明るさ感を感じ取ることは困難である。
【0003】
また、明るさ感を考慮した照明設計を行う際の目安となるように、カタログ等には、照明器具のワット数等の照明の強さや弱さの情報の他に、例えばJIS Z 9100−1979照度基準(住宅)による水平面照度を概ね満足できる部屋の広さを特定した適合畳数が、例えば適合畳数「6〜8畳用」等として表示されていたが、適合畳数の表示では、上方から見た水平面照度が規定のレベルを満足するか否かという情報に過ぎないため、壁の方向を見ることが多い人の視野を通して空間全体を見た場合の明るさ感を適正に評価できるものとはいい難かった。
【0004】
このため、水平面照度によらない明るさ感の評価方法や、これに基づく照明設計方法が種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の明るさ感の評価方法では、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と、色モード境界輝度と、照明空間の明るさ感を表す明るさ感覚指標との相関関係とに基づいて、明るさ感覚指標を、幾何平均輝度の関数として規定して明るさ感を評価するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2007−171055号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1の明るさ感の評価方法では、室内の明るさ感を精緻に予測することができるが、色モード境界輝度を設定するための専門の装置を必要とすると共に、高度な専門知識を必要とすることから、例えば照明設計の初期段階でおおよその明るさ感を予測するために、手軽に利用することは困難である。
【0007】
これに対して、従来の水平面照度による明るさ感の評価方法と類似する簡易な方法として、ベクトル・スカラー比による評価方法や、平均円筒照度による評価方法が知られている。これらの評価方法によれば、人間の明るさ感の感覚は、水平面の照度の大小よりも、むしろ鉛直面の照度で示す方がふさわしいとして、鉛直面照度を基準とした明るさ感の指標を用いるものであるが、ベクトル・スカラー比による評価方法では、ベクトル・スカラー比を構成するベクトル照度は、光源が2つあるような場合でも、1つの向きにしかその値を定めることができないため、複数の光源を持つ空間の評価には不向きである。また、平均円筒照度による評価方法では、真上から到達する指向性の強い光に対する評価が困難である。
【0008】
本発明は、従来の水平面照度による明るさ感の評価方法を発展させた簡易な方法によって得られる、空間に配置された照明器具による光の方向性を反映させた新たな指標を用いて、住宅の居室部等の空間の明るさ感を適正に評価した照明設計を行うことのできる照明設計方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、照明設計を行う空間の所定の代表的位置に仮想の六面体を設けて、設計中の光環境下において、前記六面体の底面を除く5面の照度を各々計測又は算出し、4方の側面の平均照度を上面の照度で除した値である鉛直水平照度率を明るさ感の指標として、明るさ感を評価した前記空間の照明設計を行う照明設計方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【0010】
そして、本発明の照明設計方法は、前記照明設計を行う空間を模した実験室において、所定の代表的位置に仮想の六面体を設けて種々の光環境下における前記鉛直水平照度率を計測又は算出すると共に、前記種々の光環境下における明るさ感を複数の被験者に申告してもらって、前記実験室における明るさ感と前記鉛直水平照度率との相関関係を予め求めておき、前記照明設計を行う空間で計測又は算出された前記鉛直水平照度率を前記予め求めた前記明るさ感と前記鉛直水平照度率との相関関係にあてはめることで、明るさ感を評価した前記空間の照明設計を行うようにすることが好ましい。
【0011】
また、本発明の照明設計方法は、前記鉛直水平照度率が0.5〜1.5、前記仮想の六面体の4方の側面の平均照度が10〜60lxとなるように前記空間の照明設計を行うようにすることが好ましい。
【発明の効果】
【0012】
本発明の照明設計方法によれば、従来の水平面照度による明るさ感の評価方法を発展させた簡易な方法によって得られる、空間に配置された照明器具による光の方向性を反映させた新たな指標を用いて、住宅の居室部等の空間の明るさ感を適正に評価した照明設計を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の好ましい一実施形態に係る照明設計方法を説明する概念図である。
【図2】(a),(b)は、鉛直水平照度率(RVH)を求めるための数式である。
【図3】照明設計を行う空間を模した実験室を例示する略示平面図である。
【図4】鉛直水平照度率(RVH)と明るさ感との関係を示すチャートである。
【図5】実験スケジュールを例示するチャートである。
【図6】被験者に申告してもらう明るさ感の質問内容を例示する表である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明の好ましい一実施形態に係る照明設計方法は、例えば住宅の居室部として、10畳程度の広さの居間の照明設計を行う際に、照明器具の種類、ワット数による照明の強さや弱さ等の他、居住者が実際に体感する明るさ感を適正に評価した設計を行えるようにするものである。すなわち、従来の水平面照度による明るさ感の指標によれば、人は下を向いて部屋全体の明るさ感を感じるよりも、壁の方向を向いて部屋全体の明るさ感を感じるのが一般的であるため、空間全体を見た場合の明るさ感を適正に評価できるものとはいい難かった。本発明の照明設計方法は、照明器具の数や照明の方向性に左右されることなく、例えばソファに着座した際の目線の位置を居室部における代表的位置として、当該代表的位置における鉛直水平照度率(RVH)を求めて明るさ感の指標とすることにより、光がどの方向から当該代表的位置に到達するかを表現可能として、明るさ感を適正に評価できるようにするものである。
【0015】
そして、本実施形態の照明設計方法は、照明設計を行う空間の所定の代表的位置として、図1に示すように、例えば居室部10の中央部分に仮想の六面体11を設けて、設計される光環境下において、仮想の六面体11の底面を除く5面の照度EV1、EV2、EV3、EV4、EHを各々計測又は算出し、図2(a),(b)に示すように、4方の側面の平均照度EV0=(EV1+EV2+EV3+EV4)/4を上面の照度EHで除した値である鉛直水平照度率(RVH)を明るさ感の指標として、明るさ感を評価した空間(居室部)10の照明設計を行うようになっている。
【0016】
本実施形態では、明るさ感の指標となるRVHは、図1及び図2に示すように、設計される各光環境下において、例えば居室部10の中央部分に設けた仮想の六面体11の底面を除く5面の照度EV1、EV2、EV3、EV4、EHを各々計測又は算出すると共に、4方の側面の平均照度EV0=(EV1、EV2、EV3、EV4)/4を上面の照度EHで除した値として求められる。ここで、各面の照度EV1、EV2、EV3、EV4、EHは、例えば居室部10の中央部分に設けた仮想の六面体11の5面に面するように、公知の各種の5台の照度計を各々取り付けて、各面の照度を直接計測することによって求めることができる。また、例えばコンピュータに公知の各種の照度算出用のプログラムを組み込んで、居室部10に設置される各照明器具のワット数、設置位置、仮想の六面体との距離や方向等の諸条件を入力することにより算出して、各面の照度EV1、EV2、EV3、EV4、EHを求めることもできる。
【0017】
そして、本実施形態によれば、RVHを算定するための鉛直面照度として、仮想の六面体11の4方の側面の平均照度(平均鉛直面照度)EV0を採用しているので、ベクトル・スカラー比による評価方法とは異なり、光源が2以上あるような場合でも、当該2以上の方向からの光源が及ぼす鉛直面への明るさを同時に反映させた適正な明るさ感の評価を行うことが可能になる。また、仮想の六面体11の4方の側面の平均鉛直面照度EV0を仮想の六面体11の上面の水平面照度EHで除した値として、RVHを算定しているので、平均円筒照度による評価方法とは異なり、上方の光源から到達する光による明るさを反映させた適正な明るさ感の評価を行うことが可能になる。
【0018】
したがって、本実施形態の照明設計方法によれば、従来の水平面照度による明るさ感の評価方法を発展させた簡易な方法によって得られる、居室部に配置された照明器具による光の方向性を反映させた新たな指標であるRVHを用いて、居室部の明るさ感を適正に評価した照明設計を行うことが可能になる。
【0019】
また、本実施形態では、照明設計を行う空間(居室部)10を模した図3に示す実験室12において、所定の代表的位置として、例えば実験室12の中央部分に仮想の六面体11(図1参照)を設けて、種々の光環境下におけるRVHを計測又は算出すると共に、種々の光環境下における明るさ感を複数の被験者に申告してもらって、実験室12における明るさ感とRVHとの相関関係を予め求めておき(図4参照)、照明設計を行う空間(居室部)10で計測又は算出されたRVHを予め求めた明るさ感とRVHとの相関関係にあてはめることで、明るさ感を評価した空間(居室部)の照明設計を行うことができる。
【0020】
すなわち、本実施形態では、例えば住宅の居室部10として、上述のように10畳程度の広さの居間の照明設計を行う際に、同様の広さの居間を模した空間である実験室12において、以下のような被験者実験を行って、種々の光環境下における明るさ感を複数の被験者に申告してもらい、実験室12における部屋全体の明るさ感とRVHとの相関関係(図4参照)を予め求めておく。
【0021】
〔実験概要〕
雰囲気照明による部屋全体の明るさ感や視的快適性とRVHとの関係を明らかにするために、居間を模した実験室12で被験者実験を行った。被験者の人数は全員で17名(男性1名、女性16名、19〜50才、平均35.8才)とした。
【0022】
実験室12を含む室内光体感設備13の平面図を図3に示す。室内光体感設備13の全体は3室(廊下14、実験室12、計測室15)から成り立っている。廊下14は実験室12へ至るための前室として設けてあり、被験者に待機してもらう室である。廊下14の部分の床面積は約2.5mである。実験室12は被験者が明るさ感の申告を行なう室で、10畳(16.6m)の広さを有している。計測室15は照度データの記録を行なう室である。天井高さは全て2.45mである。実験室12の天井、壁、床の反射率は、それぞれ0.88、0.68、0.22である。
【0023】
実験室12の照明条件は、a)シーリングライト(以下、シーリング)、b)天井に間接照明(以下、間接照明)、c)アッパーライト(以下、アッパー)、d)スタンドライト(以下、スタンド)、e)フロアライト(以下、フロア)の5条件とした。b)〜e)の照明条件には、手元の明るさを得るためにソファ左横に読書灯を設けた。a)のシーリングへの投入電力の決定は、部屋の広さに基づいて定めた。シーリングは、住宅照明で一般的に使われている40W蛍光灯2本からなる乳白パネル付照明器具で、1260×180mmのもを使用した。b)〜e)の投入電力は、シーリングへの投入電力の合計である80Wを下回るように設定した。b)の間接照明では、長さ1000mmの30Wの蛍光灯2本を、深さ150mm、2500×150mmの開口部をもつ折上げ天井のふところに直列に並べて設置する。蛍光灯の設置断面は、幅250mm、高さ150mmである。c)のアッパーは、8Wの電球型蛍光灯を高さ1800mmの支柱の端部に設置したもので、その上に直径300mmのシェードをかぶせたものであり、主として天井面を照射する。d)のスタンドは、長さ1000mmの40W蛍光灯を鉛直に設け、高さ1380mmの縦型のシェードをもつもので、主として壁面を照射する。e)のフロアライトは、8Wの電球型蛍光灯に高さ160mm×幅160mm×奥行90mmのシェードをかぶせたもので、主として床を照射する。読書灯は、7WのLEDランプを長さ750mmの支柱の端部に取り付けたもので、ソファの横に置いてある高さ600mmの袖机の上に設置した。実験に使用した蛍光灯は全て電球色のもので統一した。
【0024】
廊下14の照明は、廊下14の中央の天井面に設置された、天井から廊下14の全体を照射するもの(以下、天井付)と、廊下14の長辺方向の壁の中央部分における床上1750mmのところに設置された、壁から廊下14の全体を照射するもの(以下、壁付)の2種類を設けた。双方ともに8Wの電球型蛍光灯を用いた。
【0025】
以上の実験室12での5条件と廊下14での2条件で、全部で10種類の組み合わせについて実験を行った。被験者にはこれら10種類の照明の組み合わせをランダムに提示し、全ての照明の組み合わせについて明るさ感と視的快適性の申告をしてもらった。
【0026】
図5に、実験スケジュールを示す。実験時間は被験者一人につき約2時間(117分)とする。被験者には廊下14に10分間待機してもらい、その間に実験手順と回答方法を説明し、自宅居間の照明方式などについての質問を行なった。その後、前述した5条件のいずれか一つで照明を行なっている実験室12に入室し、ソファに着座後、質問用紙への申告(1回目)を行なってもらう。その後はくつろいだ姿勢で読書をしてもらい、6分経過後に2回目の申告を行なってもらい、7分後に退室する。廊下で再び3分間の順応後、1番目とは異なる条件の照明を行なっている実験室12に再入室してもらう。以上を11回繰り返す。
【0027】
実験室12の照明条件の変更は、被験者が廊下14で待機している間に行ない、廊下14の照明方式の変更は、被験者が実験室12で申告している間に行なう。1番目と11番目の廊下14と実験室12の照明の組み合わせは、同じ照明条件とした。1番目の申告は、被験者が実験に慣れてもらうための練習用とし、2番目以降11番目までの申告をデータとして採用した。
【0028】
実験室12の中央部分に設けたテーブルの中央で床から700mm程度の高さの位置を照明設計を行う代表的位置として、仮想の六面体11を設けた。この仮想の六面体11の上面の照度を水平面照度EHとして照度計を用いて計測すると共に、各壁面に正対する4方の側面の照度を鉛直面照度EV1、EV2、EV3、EV4として各々計測し、これらの計測値から5種類の各照明条件について、各々鉛直水平照度率(RVH)を求めた。また、読書灯の直下の水平面照度を測定した。被験者の額には携帯型小型照度計を装着してもらい、曝露照度を測定した。
【0029】
図6に、実験室12において被験者に申告してもらった明るさ感の内容を示す。質問内容は、実験室12の全体の明るさと手元の明るさについて、「明るすぎる」から「暗すぎる」までの5肢のいずれか、実験室12の明るさと手元の明るさのそれぞれについて、「もっと明るくしたい」か「このままでよい」か「もっと暗くしたい」かの3肢、実験室12全体の視的快適性について、「とても快」から「とても不快」までの4肢のいずれかで回答してもらった。図6の最下段の「読書灯を点けたいですか?」の質問は、7分間のあいだの1回目のみに回答してもらい、「はい」と回答した被験者には、読書灯を点灯してもらい、好みの明るさになるよう調光してもらったうえで、読書してもらった。テーブルには、あらかじめ雑誌を複数用意しておき、好みに応じて適当に選んで読んでもらった。実験中は、実験室12の室温をエアコンによりほぼ27℃で一定に制御した。
【0030】
図4に、上述の被験者実験によって得られた、部屋全体の明るさ感とRVHとの関係を示す。またこられの実験結果を回帰分析して、部屋全体の明るさ感とRVHとの相関関係を示す回帰直線を算出する。
【0031】
そして、本実施形態によれば、このようにして求められた明るさ感とRVHとの相関関係に基づいて、好ましくはRVHが0.5〜1.5、仮想の六面体11の4方の側面の平均照度EV0=(EV1、EV2、EV3、EV4)/4が10〜60lxとなるように、設計対象となる居室部の照明設計を行うことにより、居室部の明るさ感を適正に評価した、ほどよい明るさ感が得られる照明設計を行うことが可能になる。また、例えば居住者が、暗くて落ち着いた照明環境を望む場合には、RVHが大きくなるように設計することで、一方、明るくて活気のある照明環境を望む場合には、RVHが小さくなるように設計することで、居住者が要望する光環境を容易に形成することが可能になる。さらに、RVHが同様の大きさとなった照明器具による複数の光環境のうち、照明器具の電力消費がより少ないものを選択することで、所望の明るさ感を保持しつつ、照明用の投入電力の削減を効果的に図ることが可能な照明設計を効率良く行うことが可能になる。
【0032】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、本発明の照明設計方法は、居間等の住宅の居室部の他、その他の種々の建物の屋内空間の照明設計を行う際にも採用することができる。また、照明設計を行う空間の所定の代表的位置は、当該空間の中央部分である必要は必ずしもない。
【符号の説明】
【0033】
10 居室部(照明設計を行う空間)
11 仮想の六面体
12 実験室
13 室内光体感設備
14 廊下
15 計測室

【特許請求の範囲】
【請求項1】
照明設計を行う空間の所定の代表的位置に仮想の六面体を設けて、設計中の光環境下において、前記六面体の底面を除く5面の照度を各々計測又は算出し、4方の側面の平均照度を上面の照度で除した値である鉛直水平照度率を明るさ感の指標として、明るさ感を評価した前記空間の照明設計を行う照明設計方法。
【請求項2】
前記照明設計を行う空間を模した実験室において、所定の代表的位置に仮想の六面体を設けて種々の光環境下における前記鉛直水平照度率を計測又は算出すると共に、前記種々の光環境下における明るさ感を複数の被験者に申告してもらって、前記実験室における明るさ感と前記鉛直水平照度率との相関関係を予め求めておき、前記照明設計を行う空間で計測又は算出された前記鉛直水平照度率を前記予め求めた前記明るさ感と前記鉛直水平照度率との相関関係にあてはめることで、明るさ感を評価した前記空間の照明設計を行う請求項1記載の照明設計方法。
【請求項3】
前記鉛直水平照度率が0.5〜1.5、前記仮想の六面体の4方の側面の平均照度が10〜60lxとなるように前記空間の照明設計を行う請求項1又は2に記載の照明設計方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2011−233330(P2011−233330A)
【公開日】平成23年11月17日(2011.11.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−101914(P2010−101914)
【出願日】平成22年4月27日(2010.4.27)
【出願人】(000183428)住友林業株式会社 (540)
【Fターム(参考)】