Architectural Arohiteotural Institute エnstitute of of Japan Japan 4010 平成 23 年 度 口 本建 築 学 会 近 畿 支 部 矧 究 発 表 会 分 光 相 互 反 射 を考 慮 したタス ク ・ア ン ビエ ト照 明 の 演 色性 評 価 に 関す る 研 究 ン 正 会 員 ○ 辰 己紘 樹 th “ 2 同 上 谷芳昭 / 4. 環 境 工 学 一 6. 光 ・色 演 色性 , 有彩色 , 間 接光 , 相互 反 射 タ ス ク ・ア , ン ビエ ン ト照 明 1.研 究 の 背 景 と 目 的 源 の 分光 放射 束 と作 業 面 に お け る 分光 放射 直接 照 度 の 色 の 見 えに 影 響す る 光源 の ト 生質 に 演 色 1 生が あ る。演 相 対分 光 分布 は 等 し い 、 よ っ 色 性 評価 に は 主 に 演 色 の 忠 実 「 生を 示 す 演 色 評価 数 が 用 度を Ed[ 図 W /m21nm られ る が 、こ れ は 光 源 の 分 光 分 布 か ら算 出 さ れ る 。 [ い て 作 業 面に お け る 直接 照 E と す る と 、分 光 放 射 直 接 照 度 】 は以 下の 式( 2−3)よ り得 られ る d 。 (λ) 。 内壁 が 有彩 色 で あ る 場合 に は 間 接光 の 分 光分布 は =Y ( λ)= λ) Ed ( 2− 3) Eed ( Y (λ ) は 光 源 の 分 光分 布 特 1 生に よ て 決 ま る 、 全光束 直 接 光 の も の か ら変 化 し、物 体 色 の 見 え が 変 化 す ( 直接 照度 ) を分光 放 射束 ( 分 光放 射直接 照度 ) に変 しか しこ の る。 こ 方 法 は 間接 光 が 考慮 され て い ない っ 換 す る補 正 値 で あ る 。 こ の 値 は 1 節 の た め 作 業 面 に 入 射 す る 光 の ドで は 色 ず れ の が 大 き くな り 、作 業 に 支 障 が 出 る 可 能 性 が あ る 本 研 究 で 光 放 射 照 度 を 求 め 、こ の ン ビエ ン 上 の 演 色 陛を持 っ 光源 を タ ス 、 の り得 られ る 。 k 2,2.2 分 光放 射照 度 の 算 出 光束 伝達 計算 法 を応 用 よ び 室 の 同等ま た は それ 以 ク照明 と した タ ス ク TA 照 明) に よ っ ト照 明 ( て以下 ・ア 形 状 、内 壁 し 、分 光 放 射 直 接 照 度 お 分 光反 射率 か ら波長 別 相 互 の 反 射 計 算 に よ り 分光 放 射 間 接 照 度 も含 め た 分 光 放 て 全般 照明よ りも 射 照 度 を 求 め る 。 以 ドに 方 法 を示 す 。 高 演色 な照 明 環 境 とす る こ とが で きない か を 検 討 する 図 2. 1 に 示 す よ う な放 射 輝 度 分 布 が ン ビ ン エ 。 2 .波 長 別 相 互 反 射 を 考慮 した 分 光 分布の 拡 散性 算出 方法 の っ 。 h な お 光源 。 − _ 獸 Xk ; K 。 鷹 S・ ( λ) V( λ) dλ 図 一 E ・ z… ・ 2.2.1 分 光 放 射 直 接 照 度 の 算 出 の 欝 \ …i転 \ 轡 \ : ヲ 響 2 −2) ( 2.2 分 光 放 射 照 度 の 算 出 一一 光源 が つ 分光 放 射 照 度 畷覊野 。 畷 を 最 大 視 感度 得 られ る Φk と き 、こ 。 驚 683[ lm /W ])、V (λ)を 明 所 標 準 比 視 感 度 とす る と ( 急 は式 ( 2 2) で の 驫欝 , 2・ 1)で 表 され る 。 は以 下 の 式( − λ)≡XkSk ( λ) k( Φ e , (2 1) K lm ]、 全 光 束 を Φ k[ 一様で 均 等 S1 の 分 光 放 射 束 発 散 度 が 1 面 た 面 S2 上 の 1 点 P の れ に 向 き合 2.1 光 源 の 分 光 放 射 束 の 算 出 E , λ) 2 −5) で 表 され る 2( は以 下 の 式 ( = 〜 < λ< 780nm ) Lk k 1 rn ) の 波長 λ ( 380nm 光源 ( み λ) に お け る相 対分 光 分布 を Sk( 、光源 h の 分 光放 射束 の 最大値 を 臨 とす る と、分 光放 射 束 Φ , k( λ) W !nm ] 燃 【 の , , 分 光 の 演色 評価数 ( 以 ド 「作 ト照 明 に 対 し い 2 −4 )よ 式( λ) とΦ , k( Φk Φ , λ) k( − = = Y〔 λ) (2 4 ) Φ tw1) を 算 出 す る 。 業 面演色 評 価 して ア を用 。 は 可 視 光 線 を 波 長 別 に 相 互 反 射 計 算す る こ とで 間接光 も含 め た 作 業面 に 入 射 す る光 の そ 。 1 均 等 拡 散 面 の 分 光 放射 束 伝 達 2. 瓜響 λ) 2( を 面 S2 上 E , 。 ・s・ で 積 分す れ ば S2 に 直射 入 射 す る 分 光 放 射 束 場 合や 同 種 の 光源 を使 用す る 場 合、光 2 −・・ ・ 面 S1か ら出 て 面 が 得 られ る 。 g ,(λ) an Evaluation of Color Rendering Property of Task and Ambient Lightirlg System Consider {ng Spectral Interreflection 八 Study on TATSUMT Hiroki and UETANI Yoshiaki 37 一 NNII-Electronic 工 工 Eleotronio Library Service Library Architectural Arohiteotural Institute エnstitute of of Japan Japan 9e… 妖響 一 g (λ)を 。 散度 1 S S1上 の の ときの 面 f, λ) 12 ( とす れ ば 以 f… 2 … 式( 2−7)で 表 され トの , 平 均 分光放 射 照度 で あ i し 、面 2−7 ) Φ ・・ ・)一¢ i( 1 Σ= pj() ,ji() ・)+ d・ i( ・ , ) ・ ・ ・ ・ ¢ こ で ρ 1( λ) は こ i 面 に 向 き合 う他 λ) 射 全 分 光 放 射 東 、f , は ji( 。 j面 か 面 らi面 へ の の − ・ ・ もの が 1 ある る た め に 調 光 を行 う。調 光 率 の 調 光 に 対 応 ま ま に 、光 源 の 分 光 分 布 を 作 業 面 照 明器 具 の 大 きさが受照点ま で 個 に 分割 し 下 で あ る 全 光 束 が 11n す 。 e を作業 面 っ の ベ の に 入 つ の 計算で きる 。 こ とで ・ 率〉 の 関係 の lta 、 を図 −一 の n の の 消 費電 力 3. 1 に示す 。 1/5 琴 こ 以 115 の 主 で あ る場 合 の 2 した分割光源 軸 欝 臟 離猷 嚇 の グラ %1と 照 度 比 x [ %亅( 調 y[ を 線 形 近 似 し、 光源 Lk の 定格 消 費電 フ よ り消 費 電 力 W }、 調 光 率 を Xk [ 力 を Po , k[ % ]とす る と実 際の 消 費 電 力 Pk [ W ]は 式 (3 −4)で 表 さ れ る 。 9Xk + 10)・ P k 3 −4 ) ny =(0 ・ ( , 全 光 源 の 消 費 電 力 の 和 を 消 費 ネル ギ ー とす る。 。 エ 4.混 光 の 特 性 の 算 出 お よ び 評 価 4.1各種 条件 の 設定 − (3 ・) ・ ・ 羅 光率) の 関係 0. 19934 > と す る − 3 1) で 算 出 され る 。 ( (0) 点 光源 Lk を分割 1 調 光 率 と消 費 電 力 の 関 係 図 3. 個 の 光 源 の 集 合 とみ な 距 離の 1 !5 以 下 で 主 要寸 法 が 距離 の θ △ .例 距離の の ク トル が 成 す 角 度 (△ θ ≒ INT 調光率 と消費電力 l 刪…丗 婦l … 自 i 田 “ …覊l ガ 欝 ク トル が 成 す 角 度 、 △ θ を 光 源 と最 小 と な る n は 式 − 3 “3) ( 鑿mp 射 受照 点 と光源 の 両端 そ れ ぞれ を 要 寸法 が 受 照点 まで ベ し た 照 明器 具 の の 比 あ れ ば 点光 源 と して 計 算す る 。そ うで な い 揚 合 、光 源 結ぶ 2 と す る。 欝 3.2 作 業 面 照 度 と 調 光 率 の 算 出 3.2.1 直 接 照 度 の 算 出 n 無い もの は ( 定格 時 の 消費 電力 に 対 す る 各調 光率 計 算 方 法 1)に お い て 基 準 の の す る 光 の 分光 分布 に 置 き換 え る を適 当 な 変化 演 色 性 評 価 の 指 標 とす る 作 業 面 演 色 あ る。演色評 価数 光は そ は E を定 3.3 消費エ ネ ル ギーの 算 出お よ び比 較 ・ 評 価 数 は 作 業 面 に 入 射 す る光 の 演 色 性 の 評 価 方 法 で x E5 。 3.演 色性 ・調 光 率 ・消費エ ネ ル ギーの 算 出方 法 3.1 作 業面 演色 評 価数の 算出 て 。 力 の 光源 に よ る 作業 面 照 度 を 設 定 照度 に Ex = 、 本研 究 に 算出 ら 光 束 伝 達 計 算 法 に よ り求 め る に よ る 相 対分 光分布 の ・) ・) ・. ・)( 2−・) Pj( 煽 ( j( Σ. E・ ・) E d , ・)+ i( i( 定格 出 一 一 致 させ した (全 照 度 ) の 対 す る 調 光 時 の 光 束 の 比 率 を 指 す も の と し 、調 光 入 光放 射束分 布係 数 で あ る。 な お 分 光放 射照 度 で 表 ・ 求 め られ る 。 な お 調 光 率 は 光 源 の 定 格 時 の 光 束 に 固 有分 2 −9)で 式( り得 ら れ る 。 格 時 の 全 照 度 、Eo を設 定 照 度 と す る と 式 ( 3−3)よ り jの そ れ ぞ jそ れ ぞ れ れ の 分光 平均 反 射率 、Φ , j(λ)は 面 , の Lklの 作 業 面方 向 の 3.2.3 調 光 率 の 算 出 ・)( 2 −8 ) , j( ・ , Lklか ら作業面 ま で の 距 離、 tlS2akl 直接 照度か 式( 2 −8)で 表 され る。 、 は 、Φ , (λ〉 Ek 國 lll1sl Σ: : . ; : (3 − ) 3.2,2 照 度 λ〉 光 放 射 束 を Φ ,, 、( 、光 源 か ら直 接 受 け る 分 光 放 射 Φ 。, di( λ) とすれ ば に よ る 直接 照度 ’]C ! ! ・ 1 一 、 入 射す る分 へ 光源 Ikl 射角 、 [ cd 】 を 分 割 光源 り 、 光 度 とす る と式 ( 3 −2)よ 。 ・s ・・s … 一 閉面 を 均等 な n 個 に 分割 束を kl を 入 α ・・ 響羝 梺 一 る の で あ り、 llkl [ m1 を 分 割 光 源 S2 が 分 光 放 射 束 発 で割っ た もの が面 ・ 直接照度 の 合 計が そ 2 −・・ ・ ・S ・dS2 4.1,1 室 形 状 およ び什器 の 配 置 一 Om の 立 方 体 とす る 。平 面 図 を 図 4 . 1 室 は 辺 3. 1 1〜n ) に よ る ( = に 、机 上 の タ ス ク 照明 の 配 置 を 図 4. 2 に 示 す 、観 38 一 NNII-Electronic 工 工 Eleotronio Library Service Library Architectural Arohiteotural Institute エnstitute of of Japan Japan 1 の 星 印 )は タ ス 測点 ( 図 4. ク照明の 潮畳竃力 直 下 で ある。 愈 髭 Im 色題 度 圓 跼 呂9川 弼 恥 70 645 . 一 . 一. . 一 . 田 」 L ヨ 卜 一 自 じ ト ロ . 阻1o 」 ア… : ・ ・ 漁 1 珊・ キ 繕 、 i ヒ 卩ヨ ¥ 繕 蠢 P一r方 iEI 》 ・ 川 1 一翫 ’ ’ , 燧巖 8 卜 峠 m マ 冒 可 m “ 晩 ゆ ロ 旧 』 h h : 1 艤 費 、 . 亅 一 四 篇 託 ・ ’ rゴ1宀 厂 訟 7墨謙 一・ 繕 4 ア ン ビエ ン ト照 明 の 詳 細 図 4. 帽9扮 光 分布 配光 曲 讎 門 総 D 7 旨 の 口 飜 1 爵 0 毒 L 誉 冒 目 畧 配 藏呂 ま 目 尻 冨 雲 哥 霞 畿長 一 4. 1 平 面 図 およ び 断 面 図 図 「 一 1200 卍 一 ⊥ GOl 一 1 一 O . 2 デ ス クとタス ク照 明 の 寸 法 お よ び配 置 図 4. 5 タス ク 照 明 ( 三 波長 型 蛍光 灯 )の 詳細 図 4. ° °「 一 一. 一 一 一 一 一 一 一 一 . . 一 1一 口r… 一 8070ト・ ’ 『 ’ 16 1 9 は 全 て 同 色 と し 反射率 色 票 か ら orange の 29 . 33 % )、bluish green 、 150 ヒ ト 1 1 130 ( 視感 一 ‘ 口 11一 . ” . . n. }. } 「 .「 1一 nr} . 1 一 一一 ヱ ロ 一 : 8 9h 円 叮 叮 可 田 の A い ゆ P り h h (42 , 73 % )、yellow ー 0 43 . 66 % ) yellow ( 59 . 64 % ) を 選 択 し た 。 green ( 3 に 示 す。 こ れ らの 分 光反 射 率 を図 4 . 0 、 舅 日 寄 旨 冒 鼠 $ 窩 鼠 冒 臼 壽 銭畏 光 曲鯉 「 碧穆、 轡擁 鰭 態覊 :歪 き 1.濺 噛 鏤 1. 一 二 慰 声 冫三ぞ璽 蝦 難『 鰍・丶 飜 、 _ y 下〆 ノ ・ 髪 〉こ へ 勺 媛’ 、誘 バ 丶 尸 1匸 ゴ 1 「 ゴ’由ρ 广ド 、 、宀 、 角「 . 餌 e 4 6 タス ク 照 明 (高演 色 性 蛍 光 灯 )の 詳 細 図 4. ユ e E 相 対 分尭 分 布 。 Macbeth Color Checker m 』 5D29 975 色 温 度 20 8go 4.1.2 内 壁 の 分 光反 射 率 お よ び 視 感 反 射 率 壁 、 天 井 、 床 (以 ド 内 壁 ) 全光 東 [ 1 曜 力 全光 東 1 湧 力 79 K 随 4器 4 a54 410 一 一 一 闇 一 噛 「 」 ゴ「 一 9D 己L 一 .一 一 一一 」 一广 一 . . 一 . 广 馳 一 「 「 1 . 卜5 一一.一. 、 崩 … ヒ … 印 o : −目 一}} 「 , 相 対 分光 分 布 osD7 配 光曲蝕 100 」 1ヒ /戸 、 〆 、 D … へ ズ 鎌 ∵ 70 60 / ≦鋳 \ ! ゆ q 0 」 . 1 ! 〜 . ヨ ド / 丶、 r, . ゴ 一 ー / 1D O 鞨 騰 諮 雖 §塞繋 睾鍵 げ …げ 一 へ 誠長 7 タス ク照 明 (LED )の 詳細 図 4. 1 タス ク 、 ア ン ビエ ン ト両 照 度 の 設 定 表 4. 羅§寧弱 §§露 爺 罷 量歸 霞霞無 § 咳曇 3 使 用 する色 票 の 分 光 反 射 率 図 4. 4.1.3 光 源 の 演 色 性 等 の 特 性 ア ン ビ エ ン ト照 明 は 類 とした。 照 明器具 の 1 種類 、 4 〜図 4 . 7 に示 詳細を図4. 務 室 を 想 定 し 7501x と した エ ン TA 比 ) は 2 ( ト比 タ ス ク 、ア ン ビ エ ン 3種 タス ク照 明は 4.1,4 照 明 の 各種基 準の 設定 設 定 照 度 は 、JIS2)の 照 明 基 準 の 、 。 1 、 0 。 執 ・ア ン ビ こ の 際の lx] 度匚 2 500 1 375 D 0 演色 性 。 数 Ra とした ト両 照 度 を表 す うち事 務 所 の ま た タス ク タス ク 照 TA 比 に 関 して は の基準が 色 評価数 Ra ’ ア ン ビ エ ン ト照 度 匚 lx] 250 375 750 全照 度[ lx] 750 750 750 JIS2)に お け る 平均 80 以 上 で あ る か ら も基 準 値 を 80 と す る 、 演色評 価 平均 作 業 面 演 。 4.2 照 明 器 具 の 設 定 4.2.1 ア ン ビエ ン ト照 明 4, 1 に 示 す。 内壁 3751x の 色 に 関 わ ら ず 、 設 定 照 度 2501x お よ び で は 1 台 、照 度 7501x で は 2 台設 置 した 。 39 一 NNII-Electronic 工 工 Eleotronio Library Service Library Architectural Arohiteotural Institute エnstitute of of Japan Japan こ の 4 混光の 平 均 作 業面 演色評 価 数 表 4. 8 に 示す 。 際 の 照 明器 具 の 配 置 を 以 下 の 図 4 . また ア ン ビユ 配置 に お ける この ト照 明 の 照 明 ン oran 呂e ( 5YR60 内 壁色 タス ク 昭 明 タス ク 照 度 2 に示 す。 器 具 の 調 光 率 を 表 4. 丁A 比 Ra ’ 壁色 タス ク照明 タス ク 照 度 Ro 「 内 壁色 タス ク 照明 タス ク照 度 TA 比 R8 ’ o121212 77173280 . 4831871859893 70 /6. 0) (2 . 5BG bluish green 3波 長 o121212 . 83 283 . . . 1500 タス ク照度 TA 比 1さOO ’ 8 台 数 別 の 照 明器 具 の 配 置 図 4 . 2 ア ン ビエ ン ト照 明 の 調 光 率 表 4 . 雪 . 、 . . . D 3 波長 o3755QO3755003 o121212 72 174 877 . . . 59. 64 29 33 42 73bluish 43 66ellow 4 .2.2 . . . 3 50 8 覧 reen45 鴇 ellow382 覧 照 明 を配 置 go. 6% 鮎 . . 電 力削 減率 80 6 % 79 8 % δ54 % % % % 反 1色 射 率 (% 2933 4273bluish 4366 5964 oran llow 爬 率を ellOw 覧 設定 照 度 (lx) 2933 4273blulsh 43 66ellow Qran 巳 . 5964 e 已 . oran 4273bluish 4366ellow 5964 % % 584 500 937 e re2n926 障 en925 ・有 彩 色 % 光源 黠 賜 % ア03 瑞 % 695 694 683 覧 各 照 明器具 を使 用 した % 分 光 放 射 照 度分 布 を 算 出 し、Ra を 求 め た 。内 壁 4, 4 に示 す 。 * . . . . 539 . 958 . 0445546399 515 645 % 覧 484 604 % % 515 覧 645 % 空 間 で は 作 業 面 演 色 評 価 数 は 、使 用 す る の 演 色 評 価 数 よ り も小 さ くな る 場 合 が あ る 。 が で き る。ま た TA 比 が 大 き い ほ どそ の 改 善の に関 して して い る の は 高演色性 、タ ス 蛍光 灯 ク 照 明 に 最 も適 で あ り 、ま た 同 程 演 色 評 価 数 を 持 つ 光 源 な が ら 、LED の 長 型 蛍 光 灯 ま た は 三波 1 京 都 大 学 大 学 院 丁 学 研 究 科 都 市 環 境 工 学 専 攻修 + 課 程 2 京 都 大 学 大 学院 T . 学研 究 科 建 築学専攻 准教授 T . 博 は LED をタ ス ク照明 とし て 使 る ほ うが よ り小 さ く す る こ と が で き た 。 用 す に お け る 消 費電 力 お よ び 全 般 照 明 の 消費 電 力 を基 準 と し た 際 の 電 力 削 減 率 を 表 4 . 5 に示す。 * . . 長 型 蛍 光 灯 に 比 べ よ り高 い 評 価 性 を 示 した 。 ・消 費 電 力 に 関 し て は 高 演色 性 蛍 光 灯 に 比 べ 三 波 4,4 消 費 電 力 の 算 出 各 条件 . . . 照 明 は全般 照 明 と比 べ 演 色 性 を改善す る こ と 度 色 、タ ス ク 照 明 、TA 比 そ れ ぞ れ の 条 件 に お け る 混 を表 覧 ・TA 際の 混光 ’ ’ 664 なし ・作 業 面 の 演 色 性 馬 の Ra % 度 合 い は 大 きい 。 % こ の 光の 536 % 375 % 910 ellOW 覧 即 gre 本 研 究 で は 以 下の 知 見 を 得 た 。 459 450 450 433 覧 . 5.結 論 % に て . yellow ’ 力 削 減 ・D . 0覧 瓢 4 .3 混 光 の 作 業 面 演 色 評 価 数 の 算 出 調光率 . 消費 電 力[ W11254 % 375 % reen600 LED 設 定 照 度 (lx} 29 33 611 n600 ellOW 視 感反射率 ( % )色 500 LED 3波 長 LED 高 演色 o3 ア55003 フ5500375500 W ] 13763945 267 451 063 946 2 消費 電 力 [ 0 0 % 53 5% 66 3% 50 9 覧 629 雅 535 % 664跖 電 力削 減率 内壁の色 yellOW 3 波長 LED タス ク照 明 なし 高 演色 o375500375500375500 タス ク照度 高演 色 視 感 反 射 率 〔% 》色 LED なし 色 の タス ク照 明 375 覧 en363 nge 色 の . 277 273 272 265 . 35 . 4 reen36 酵 500 370 拓 3% e し た 際の 調 光 内壁 波 長 三 「 臼 blui崩 green 3波 長 高演色 0375500375500375500 タス ク照 度 消 力 W139644466 δ80513644465 電 力削 減 0 0 % 53 5 % 66 4% 51 0 % 63D % 内壁 タス ク照 明 ク照 明 の 調 光 率 設 定 照 度 (lxl . 6 . . . . 971 . 051 . 0 O. 0 覧 54. 4咒 67. 2巽 52. 1% 64. 1骼 54 . 4% 673% タス ク照 度 3 に 示す。 以 ドの 表 4 . 3 各タス 表 4 . 視感 . 790 . 185 . 082286 o 1・ . タス ク . 3波 長 高 演色 明 なし o375500375500375500 タス ク照度 消 力 W15671 051 1 フ4 755 タス ク照明 それ ぞれ の ア5500 内壁の色 2台 762 685 680 573 ア% reen45 LED 高 演色 タス ク照 1台 巳 Qran 、 . 9 (5Y a 0 /11 5 各 条 件 に お ける消 費 電 力 および 削 減 率 表 4. 375750 1x250 器 具 台 数 色 1 視 感 反 射 率 (% 日召 Ra 、 、 1 5a3 990 493483 684 yellDw green 〔5GY 71 /91 ) 3 波長 LED 高 演色 なし D375500375500375500 o121212 78879 680 B87 291081632 タス ク照 明 なし 1500 LED 高演 色 なし D375500375500375500 内 壁 色 yellow 1500 LED 0375500375500375500 丙 TA 比 〆110 > 萵演 色 3波 長 な し 謝 辞 本研 究 は科 学 研 究 費補 助金 ( 課題 番号 2056 548 ) に よ る、 : 参考文 献 1) 業 規格 光 源 の 演 色 性 評 価 方 法 . JIS Z 8726 , 199D 日本T . 2> JIS Z 9125 , 2007 目本 工 業 規格 屋 内 作業 場 の 照 明 基 準 , Graduate student U 冂ivers1 しy , Kyoto Assoc . Prof . Kyoto University , , Dr , Eng 40 一 NNII-Electronic 工 工 Eleotronio Library Service Library
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