照明設備

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照度計算2

2.実際の平均照度計算
　前回の記事で、　Ｅ＝ＦＮＵＭ／Ａ[lx]の式を紹介しましたが、実際は、その部屋が希望の照度になるために、何台の照明器具を設置しなければいかない？を求めなければなりませんので計算式は、

　　Ｎ＝ＥＡ／ＦＵＭ[台]

　　Ｅ：平均照度[lx]
　　Ｕ：照明率［％]
　　Ｆ：光束[lm]
　　Ｎ：器具台数[台]
　　Ｍ：保守率[％]
　　Ａ：面積[ｍ2]

という式を用いて台数を計算します。計算結果から、「適切な部屋配置になる台数」にして最終的な照度は何[lx]かを計算します。この「適切な部屋配置になる台数」というのは、たとえば、正方形の部屋に計算結果として、5台の照明器具で設計照度となったとします。そのとき、正方形の部屋に
5台の照明器具を均等に配置できるか？という問題が発生します。計算上は、5台であっても、実際の施工を考えると5台ではなく6台必要となり、計算上の最終的には6台設置しますので、6台での照度は？という計算を行います。

3.照明設計の手順整理
　1）部屋の用途を確認
　2）照明器具の選定
　3）反射率等の諸条件を設定
　4）部屋指数から、照明率を選定
　5）照度計算して必要台数を計算
　6）部屋の形状に合わせた、設置台数を決定
　7）決定した設置台数に合わせて最終的な設計照度を計算

という手順になります。

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照度計算1

照度計算は、概ね次の手順で設計していきます。
1.条件を確認（設定）する。
　1）部屋の用途を確認する。
　2）照度を設定する。
　3）器具を選定する。→光束、保守率、照明率などがきまる。
　4）部屋の壁、床、天井の反射率を設定(確認）する。
　5）部屋の面積と天井高さを設定(確認）する。

2.平均照度計算式
　　Ｅ＝ＦＮＵＭ／Ａ[lx]

　　Ｅ：平均照度[lx]
　　Ｕ：照明率［％]
　　Ｆ：光束[lm]
　　Ｎ：器具台数[台]
　　Ｍ：保守率[％]
　　Ａ：面積[ｍ2]

3.用語
　上の計算式でわからない言葉が出てきたかと思います。ひとつは、保守率です。
保守率は、時間経過に伴う照明低下の補正係数です。照明器具は、器具の汚れにより照度が　　落ちます。また、ランプもはじめは元気ですが徐々に光束が落ち、照度がさがります。一般　　的には、70％前後であることが多いです。これは、器具ごとに決まり形状によって異なりま　　す。カバーをしている器具葉、汚れやすいので保守率はさがる傾向にあります。ですので、　　保守率は、選定した照明器具よってかわりますので、メーカーのカタログから数値を探して　　きます。

次に照明率ですね。照明率は、保守率のようにカタログから単純に見つかりません。照明率は、「室指数」と天井、壁、床の反射率からメーカーの技術資料から選定します。
　
　ここで、また新しい言葉「室指数」ですが、次の計算式を使用します。

　　Ｋ(室指数）＝ＸＹ／Ｈ（Ｘ＋Ｙ）
　　Ｘ：部屋の開口[m]　　Ｙ：部屋の奥行き[m]　　Ｈ：部屋の高さ[m]

　室指数は、大きいほうが照明率もあがります。室指数は、部屋の形状が正方形に近いほうが数値があがります。細長い形状の部屋ですと床や天井面積に対して、壁面積が多くなり効果的に床面明るさを与えられないためと思われます。室指数は、大きいほうが照明率もあがります。

　次に、反射率ですが、反射率は、部屋の色合いにより異なります。色が白いほうが反射率は高くなります。主な反射率としては、
　・白しっくい　60～80[%]
　・白壁　　　　60[%]
　・コンクリート(生地)　25[%]
などです。より正確に計算する場合は、建築の意匠図から部屋の仕上げを読み取ったうえで計算すればよいのですが、実際は壁の仕様まで明確なるのは、最後の最後で建築電気設備の設計肯定にあいません。また、壁紙などの色合いも現場で変わることもありますので反射率については、明確にして計算する必要性は薄いです。実際の設計では、
　・執務エリア　天井70％　壁50％　床10％
　・倉庫　　　　天井50　　壁30％　床10％

などと、部屋用途に合わせて、決めてしまい計算することが多いです。

　　
　　　

　　

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照度設定

各部屋の用途に合わせて、設計照度を設定します。一般住宅であれば、何畳用という部屋の面積に合わせて購入すればほぼ問題ないのですが、ビルなどの大型建築物ですと、それぞれの部屋毎に照度計算が必要です。
　ここで、一般住宅ではなぜ何畳用ということで器具が決まるのでしょうか。一般住宅では、部屋の用途はほぼ居室、標準的な部屋面積や天井高さで仕切られ、壁紙の仕様（色など）もほぼ白いことが多いのではないでしょうか。このように、照度計算に必要な要素が概ね決まっていることから、何畳用という器具を選べば、概ね問題とはなりません。
　では、ビル等での照度計算を考えてみますと、部屋の面積は、それぞれの用途でことなりますし、照明器具の種類も多数あります。また、作業環境なのか？会議室なのか？倉庫なのかと？と用途も異なります。ですので、それぞれの用途に合わせて照度を設定する必要があります。基準としては、ＪＩＳ規格にありますが、概ね次の様な照度が設定されることが多い思います。設計事務所や国交省基準などもありますの。
　最近は、ベース照明の照度は、さけてタスク照明で補うという方法もとられる場合もあります。

設計照度
　1.事務エリア　　500～1000[lx]
　2.倉庫　　　　　100～200[lx]
　3.会議室　　　　300～500[lx]

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照明設備で使用する用語1

照明設備を理解する上で、必要な用語としては、

1.照度：明るさのことで［ｌｘ]という単位を使用します。その部屋がどの位の明るさであるかを表　　　　します。数値が高いほど、その部屋は、明るいということになります。
2.光束：漢字の通り、光の束の数です。光の量のことで、照明器具の種類により異なります。単位は　　　　[lm]という単位を使用します。照明器具のカタログに記載されています。
3.発光効率：ｌｍ／ｗ(ルーメン　パー　ワット）という単位で、照明器具の省エネ性を示す単位で　　　　　す。最近は、ＬＥＤ照明でも100lm/wを超える器具が開発されてきました。

などがあります。それ以外にもたくさんありますが、徐々にですね。
次に照度の計算方法ですが、一般的は、平均照度の計算を行いますが、基本として、器具の真下が一番明るく照度が高く、遠く離れれば光束が減るので照度は落ちます。器具が複数台あれば、ある点には、複数台からの光の束があつまってきた明るさとなります。この複数台設置されたある平面の照度計算の方法が平均照度の計算となります。

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はじめに(照明器具）

照明設備を理解する上で、色々覚えなければいけない用語はありますが、その前に、照明ってどんな設備だろう？を考えてみたいと思います。
　昔の日本家屋は、なるべく太陽光を部屋内に入れる構造をとっています。これは、光源が、ろうそくの光しかなかったため、なるべく太陽の光でを入れることにありました。1879年にエジソンが白熱電球を開発し、1938年に蛍光灯が発明され、人間の生活環境が飛躍的に発展しました。
　現在の住宅は、省エネの観点から、高気密高断熱となり、プライベートの保護の観点からも窓(太陽光をいれる目的）がすくなくなり、照明器具はより明るく、より省エネ性が必要となっています。このように、建築の進化あわせ、照明器具も進化しています。照明器具は、建築と密接した関係にあり、照度だけではなく、デザイン的な要素も含まれる設備です。意匠性を気にする建築設計の方は、自ら照明設計を行う方もいますので、建築電気設備の設計者も建築的な知識が必要となります。
　ですので、照明器具の選定には、建物用途や部屋用途に合わせた適切な照明器具を選ぶ必要があります。ランプはなにが良いか？色や形状はどのようなのが良いか？適切な照度は？など、照明設備の設計には、計算知識以外にデザイン的センスが必要な設備だと思います。

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