スポーツ施設の照明
スポーツ施設における照明の考え⽅
健康増進、体⼒向上などの⽬的で、スポーツが盛んになっています。そのための場所として、住⺠の為の体育館やグラウンドなどの施設が数多く建設されたり、学校のスポーツ施設が開放されたりするケースもあります。このような施設は、だれでもが何時でも快適に利⽤できることに主眼が置かれ、その⼀環として、照明も重要視されています。
また、プロスポーツや国際レベルの競技会、さらにはテレビジョン放送される競技会などにおいては⾮常に⾼品質な照明が要求される場合があります。このような場合には照明設計に格段の配慮が必要です。
スポーツ施設の照明環境
スポーツ競技場は、スポーツ競技者、審判員などの競技関係者、観客、テレビジョン放送関係者などが、安全、円滑、かつ、快適に競技を⾏ったり、観戦したり、⼜は撮影したりするために、スポーツ競技が明瞭に⾒えるように照明しなければなりません。このため、競技場内には適切な明るさと⾊の対⽐があり、すべての場所に⼗分な光が適切に配分され、グレアが適切に制限されていることが重要です。
1.スポーツの区分
スポーツを⾏う際に要求される照明環境は、スポーツの⽔準や種類により異なります。JIS Z 9127スポーツ照明基準（2011）1）では、⽔準により表1のように区分し、特定のスポーツ競技（球技、運動競技、陸上競技、⽔泳、ウインタースポーツ、格闘技など）毎に照明要件を定めています。
表1：運動競技の区分及び適⽤例
| 運動競技の区分 | 適⽤例 |
|---|---|
| Ⅰ | 観客のいる国際、国内、地域全体⼜は特定地域における最⾼⽔準の運動競技会。最⾼⽔準のトレーニング。 |
| Ⅱ | 観客のいる地域全体⼜は特定地域における⼀般的な運動競技会。⾼⽔準のトレーニング。 |
| Ⅲ | 観客のいない特定地域の運動競技会、学校体育⼜はレクリエーション活動。⼀般のトレーニング。 |
2.光⾊
対象物を明瞭に⾒せることも必要ですが、レクリエーションなどでも⻑時間にわたって⾏うスポーツ施設では、照明による雰囲気作りも必要です。
光⾊が快適であると感じる印象は照度レベルの影響で変化する場合がありますが、光⾊から受ける印象は⼀般的に表2のようなものであるとされています。
純粋な競技⽬的専⽤ではなくレクリエーションが主⽬的のスポーツの場
（例えば、⾼齢者が軽い運動を⾏うこともあるような多⽬的共⽤ホールなど）では、照明による雰囲気作りのため、暖かい感じの⾊が好ましい場合もあります。しかし、特別な理由のない場合には、テレビジョン撮影及び写真撮影にも影響を及ぼすので、⾃然昼光及び⼈⼯光を併⽤する場合を考慮して、⾃然昼光と調和しやすい約4,000K〜6,500K程度の光⾊が多く⽤いられます。
表2：光源の光⾊から受ける印象の傾向
| 相関⾊温度（K） | 受ける印象 |
|---|---|
| （⾼）5,300以上 | 涼しい |
| （中）5,300〜3,300 | どちらとも感じない |
| （低）3,300未満 | 暖かい |
3.演色性
⾊の⾒え⽅はほとんどのスポーツにおいて重要です。演⾊性の悪い光源を使⽤し、顕著な⾊ずれが⽣じると、競技者の肌の⾊の⾒えや、ユニフォームの⾊の⾒えなどに違和感が⽣じます。JIS Z 9127スポーツ照明基準（2011）1）では、光源の平均演⾊評価数Raを60以上としています。ただしテレビジョン撮影の場合は、Ra80以上としています。
また、テレビジョン放送の超⾼精細度化の流れとともに、オリンピックなどの国際的に注⽬されるレベルの競技ではRa90以上の⾼い演⾊性を有する光源が選定されるケースが増加しています。
4.明るさ（照度）
⼀般に⼈⼯照明で得られる照度は、⾃然昼光に⽐べると⾮常に低い値です。しかし、競技の⾒え⽅は⽬の順応レベル、光の⽅向性、照度などによって決まるため、適切に設計された照明設備が設置されれば、⼈⼯照明によっても、⾮常に良好な⾒え⽅を得ることができます。
必要な照度の要件は競技によって異なるため、JIS Z 9127スポーツ照明基準（2011）1）を参照してください。その他に、各スポーツの連盟や協会で独⾃に照明要件を設定されている場合もあり、特定の競技に供すことを主⽬的とするスポーツ施設ではこの点にも配慮が必要です。
また、競技がテレビ中継される場合は、直接⼈間の⽬で⾒る場合だけに必要な照度より⾼い照度が要求されます。
⼈やボールなどの⽴体的な視対象の⾒え⽅は、競技グランドなどの基準⾯の⽔平⾯照度だけでなく、それら視対象が動く空間の照度にも関係します。例えば、基準⾯上の対応する点における空間照度Espは、その点の⽔平⾯照度Ehに対して、次の式（1）の範囲とします。
注記空間照度は、⽔平⾯照度に直交する⽔平⽅向成分として、平均円筒⾯照度、半円筒⾯照度、互いに直交する鉛直⾯照度の4⽅向の平均値などを⽤います。
5.グレア
光源からのグレア（まぶしさ）は完全に避けることができないため、ある程度の不快感を競技者あるいは観客に与えることになります。しかし、グレアは競技中に視覚が過度に阻害されない程度に制限・抑制すべきです。グレア制限は種々の⽅法で実施することができます。
例えば、光源をルーバ⼜は深い反射鏡で覆うことによって⾏うこともできますし、照明器具を通常の競技中の主たる視線⽅向から離して設置することによって⾏うこともできます。
ただし、グレア制限のための⼿法は、他の照明所要条件を満⾜させる⼿法と時として相反します。
例えば、競技コートで互いに向い合い、ボールやシャトル（⽻根）などを打ち合うバレーボールやバドミントンなどの競技で極端な状況を仮定します。この場合、競技者や観客から⾒て真正⾯に近い⾓度で⼊射する光はグレアを⾼めます。反⾯、競技者や観客から⾒て真後ろに近い⾓度で⼊射する光は空中を⾶ぶボールやシャトルを明瞭に⾒せる空間照度を⾼めます。
このメリットとデメリツトの関係は相対するコートの逆側に居る競技者や観客には反転して⽣じます。
このようなことから、グレア制限と他の照明所要条件を満⾜させるためには、すくなからず妥協が必要となります。しかし、⼀般的には⾒え⽅が少し低下するという犠牲を払っても、グレアを効果的に制限することの⽅が望ましいことです。（表3）
表3：グレアの要素と対策
| まぶしさを左右する要素 | 対策 | |
|---|---|---|
 |
周囲が暗く、⽬が暗さになれているほどまぶしい | 競技⾯の周囲も適度な明るさにする |
 |
光源の輝度の⾼いほどまぶしい | 器具の配光を考慮する。輝度の低いランプを使う |
 |
視線に近いほどまぶしい |
器具を⾼く取り付ける。 ⽣視からそらせた位置に器具を取り付ける |
 |
⾒かけの⼤きさが⼤きいほどまぶしい | 遠くにある器具ほどまぶしさが減少する |
（a）減能グレア
スポーツ照明施設では、競技者や観客は視線をあらゆる⽅向に動かしますので、光源を直視したときに視覚に影響するような減能グレアを完全に防⽌することは⾮常に困難です。従って競技者や観客の『通常の視線⽅向』に投光器を配置しないようにして、減能グレアを軽減させることが⼤切です。
（b）不快グレア
光源を直視しない場合でも、施設によっては「⽬障り」に感じる場合があります。このようなグレアを不快グレアといい、この「⽬障り」の程度がきついと、⾒ようとする対象物が⾒づらくなります。それを定量的に表わす⽅法として次式のようなものがあります。
GR＝27＋24 log（Leq（I）/Leq（S）0.9）･･･････（2）
Leq（I）･･･････投光器による等価光幕輝度（cd/m2）
Leq（S）･･････投光器を除いた視野による等価光幕輝度（cd/m2）
CIE 112（1994）2）
GRの値の評価は、次のようになっています。
- 90：耐えられない
- 70：邪魔になる
- 50：許容できる限界
- 30：あまり気にならない
- 10：気にならない
GRの計算点及び⽅向は、各照度測定点から各照明塔⽅向とし、視線⽅向は下向き2度で計算します。スポーツ競技のサイドラインに沿って照明器具が列状に配置されている場合には、⽔平距離の最短⽅向及び最遠⽅向について計算します。
JIS Z 9127スポーツ照明基準（2011）1）では、グレアを考慮する必要があるスポーツの場合には、許容できるGRの上限値（GRL）を競技により50または55としています。
6.ストロボスコピック現象
放電灯を交流点灯した場合、ランプから発せられる光はフリッカ（ちらつき）を⽣じます。この現象は、ストロボスコピック現象と呼ばれ、ボールのスピードの速い球技を⾏う場合には、このことが問題となることがありますので、光源の選定には注意を払う必要があります。ストロボスコピック現象の程度を表わす⽅法に、フリッカインデックスがあり、この数値の⼤⼩によって、各光源のちらつきの程度を判断し、⽬的に応じた光源の選定の参考とします。次に光源別によるフリッカインデックスの参考値を⽰します。（表4）
表4：光源別によるフリッカインデックスの参考値
| 配線⽅式 | 光源 | フリッカインデックス |
|---|---|---|
| 単相 | ⽔銀ランプ | 0.24 |
| ⾼圧ナトリウムランプ | ||
| ハイゴールド（効率本位形） | 0.19 | |
| ハイカライト（演⾊本位形） | 0.25 | |
| メタルハライドランプ | ||
| マルチハロゲン灯（S） | 0.11 | |
| マルチハロゲン灯（SC） | 0.16 | |
| スカイビーム | 0.18 | |
| セラミックメタルハライドランプ | 0.21 | |
| 蛍光ランプ | 0.07 | |
| LED | 0.07以下※ ※インバーターにより⾼周波点灯される場合 |
|
| 三相 | ⽔銀ランプ | 0.02以下 |
| ⾼圧ナトリウムランプ | ||
| ハイゴールド（効率本位形） | 0.02以下 | |
| ハイカライト（演⾊本位形） | 0.02以下 | |
| メタルハライドランプ | ||
| マルチハロゲン灯 | 0.02以下 | |
| スカイビーム | 0.02以下 | |
| セラミックメタルハライドランプ | 0.02以下 |
⼀般的に、テニス、野球、バレーボールなどの球技においては、ランプのフリッカインデックスが0.1以下であれば、ストロボスコピック現象は問題ないとされています。
単相配線の場合は、マルチハロゲン灯、または、蛍光ランプやLEDなどをインバータにより⾼周波点灯すればフリッカの影響はほとんどないといえます。
⽔銀ランプを使⽤する場合や、⾼圧ナトリウムランプ、メタルハライドランプなどで特にフリッカを減らす必要がある場合は、三相配線で3灯のランプを各相で点灯し、各ランプの光が重なり合うように（最低2台） 照明器具を配置すれば、ストロボスコピック現象は改善されます。
特殊なLED光源には、交流の商⽤電源をブリッジダイオードなどで整流したのみのもの、またそれをコンデンサなどで簡易的に平滑したのみの⽐較的簡易な電源で点灯されるものもあります。電源の脈流の影響を受けやすい簡易的な電源と組み合わされたLEDではフリッカが発⽣する場合もあり、この場合は留意が必要です。
フリッカインデックスの値が⼤きくなるほど、ストロボスコピック現象も⼤きくなります。
図1：フリッカインデックスの求め⽅
7.障害光
夜間の環境を保全するために、障害光を抑制します。障害光は、多くの場合、照明設備からの漏れ光によって引き起こされ、周辺環境または⼈々に、⽣態的および⽣理的な影響を及ぼす場合があります。JIS Z 9127スポーツ照明基準（2011）1）では、周辺環境の明るさに応じて、屋外照明設備における障害光の許容される最⼤値を定めています。
8.光源の選定
スポーツ照明の光源としては、下記のことを考慮して決定しなければなりません。
- ①効率（lm/W）
- ②寿命
- ③演⾊性
- ④イニシャルコストとランニングコスト
- ⑤⼨法、形状、重量
9.照明器具の配置及び取り付け⾼さ
照明器具の配置は、平均照度、照度均⻫度及びグレアが適切な状態になるように決定します。屋内及び屋外運動競技施設で⽤いる照明器具の配置及びその特徴を、表5、および、表6に例⽰します。
表5：屋内運動競技施設で⽤いる照明器具の配置及びその特徴
| 照明⽅式 | 照明器具の配置 | 特徴 | |
|---|---|---|---|
| 直接照明 ⽅式 |
分散配置 | 反射がさ⼜は投光器を1台ずつ天井全体に分散配置する。 | 最も⼀般的な配置で、⽐較的低い照度でも良好な均⻫度を得やすい。 |
| 反射がさ又は投光器を複数個まとめて、大型の装置として天井に分散配置する。 | 均⻫度を良好に保ちながら、照度を段階的に下げることができる。混光照明に適する。照明器具数を少なくすることができる。 | ||
| サイド配置 | 運動競技場の両サイドに、照明器具を列状に配置する。 | 観客⽅向への鉛直⾯照度が得られやすく、⽴体感も得やすい。⼀⽅、グレアが⽣じやすい。壁際で保守ができる。 | |
| 併⽤配置 | 分散配置のいずれかとサイド配置とを組み合わせる。 | テレビジョン撮影など、⽔平⾯及び鉛直⾯の照度が⾼い値を必要とする場合に最も適している。 | |
| 全周配置 | 反射がさ⼜は投光器を運動競技⾯の全周に沿って天井に配置する。 | 効率よく運動競技⾯を照明することができる。 | |
| 間接照明 ⽅式 |
サイド配置 | 運動競技⼤会の両サイドに、照明器具を列状に配置し、斜め上⽅向を照射する。 | 天井⾯が拡散性に富む、かつ、反射率が⾼い場合に適する。天井に照明器具を取り付けられない場合に適する。壁際で保守ができる。 |
表6：屋外運動競技施設で⽤いる照明器具の配置及びその特徴
| 照明⽅式 | 照明器具の配置 | 特徴 | |
|---|---|---|---|
| 直接照明 ⽅式 |
サイド配置 | 運動競技場の両サイドに、照明器具を配置する。 | 最も一般的な配置で、運動競技者の主な視線方向と照明器具の照射方向とが直交するため、グレアが少ない。照明器具の取付け高さを比較的低くすることができる。 |
| コーナー 配置 |
運動競技場のコーナー部に、照明器具を配置する。 | 照明器具をコーナー部の4ヶ所にまとめることによって、建柱費⽤の削減を図ることができる。運動競技⾯中⼼から照明器具までの距離が⻑くなるため、照明器具の取付け⾼さが⾼くなる。 | |
| 全周配置 | 運動競技場の全周に照明器具を配置する。 | 効率よく運動競技面を照明することができ、かつ、良好な照度分布を得やすい。一般に、運動競技者の視野内に照明器具が入りやすいため、特にグレアについて配慮する必要がある。 | |
（1）屋内運動競技施設
（a）分散配置
（b）サイド配置
（c）サイド配置び分散配置の併⽤
サイド配置及び分散配置を併⽤する場合の照明器具の取付け⾼さは、（a）及び（b）を共に満⾜することが望ましい。
（d）全周配置
（e）間接照明⽅式
間接照明⽅式の照明器具は、運動競技空間外に設置します。特にサイド配置では、⼈が容易に触れるおそれのない⾼さとします。
（2） 屋外運動競技施設
（a）サイド配置
○陸上競技場・兼⽤競技場
陸上競技場・兼⽤競技場の取り付け⾼さ
○テニスコート
（b）コーナ配置
○サッカー専⽤競技場
（c）全周配置
○野球場の照明器具配置と取り付け⾼さ
野球場の取り付け⾼さ
○屋外スピードスケートリンク
10.テレビジョン撮影のための照明
JIS Z 9127スポーツ照明基準（2011）1）では、テレビジョン撮影のための照明基準を以下としています。
（1）撮影のための照度
撮影のための照度は、被写体の速度及び撮影距離に基づいて、表7に規定する空間照度とします
表7：撮影のための照度（S/N⽐50dB及び標準的なカメラ）
| 被写体の速度 | 撮影距離 | ||
|---|---|---|---|
| 25m | 75m | 150m | |
| A（⽐較的緩やか）a） | 500 lx | 700 lx | 1,000 lx |
| B（中程度の速度）b） | 700 lx | 1,000 lx | 1,400 lx |
| C（⽐較的速い）c） | 1,000 lx | 1,400 lx | - |
|
|||
（2）最⼤照度に対する最⼩照度の割合
基準⾯の⽔平⾯照度及び空間照度の最⼤照度に対する最⼩照度の割合は、表8とします。また、⽔平⾯照度の勾配は、5m当たり25%を超えてはいけません。
表8：最⼤照度に対する最⼩照度の割合
| 空間照度 | 最⼩/最⼤≧0.3 |
| ⽔平⾯照度 | 最⼩/最⼤≧0.5 |
（3）光⾊
光源の相関⾊温度は、3,000K〜6,500Kとし、屋外設備を薄暮から夜間にかけて使⽤する場合には、相関⾊温度は、4,000K〜6,500Kとします。
（4）演⾊性
光源の平均演⾊評価数Raは、80以上とします。また、テレビジョン放送の超⾼精細度化の流れとともに、国際的な競技ではRa90以上の⾼い演⾊性を有する光源が選定されるケースが増加しています。
（5）観客席の照度
映像または画像の背景となる観客席などの照度は、基準⾯における空間照度の平均値の25%以上とします。
スポーツ施設の照明の照度計算⽅法
近年はコンピュータによる照度計算が発達・普及しています。しかし、およその照度の⽬安を、別途、計算で求めるに際し、光束法や逐点法のような⽅法があります。
1.光束法による照度計算
平均照度や必要台数を簡易的に求める場合に便利な計算⽅法です。レクリエーション施設や広場などで⽔平⾯照度を求める場合の照明計算にご使⽤ください。
- E：設定の平均⽔平⾯照度（lx）
- A：被照⾯の⾯積（m2）
- F：光源の全光束（lm）
- N：投光器台数
- U：照明率
- M：保守率
- U：照明率は「照明器具ないしは光源から発せられる全光束の内、目的とする被照面内に到達する光束の割合」です。照明率が高いほど、被照面に直射される光束が高い状態となります。
- M：保守率は「照明施設をある⼀定の期間使⽤した後の平均照度と、その施設の新設時に同じ条件で測定した平均照度に対する⽐」です。照明施設は、使⽤に伴い、個々の光源の減光、不点、照明器具の汚れなどにより、その性能が低下します。従って、実際の照明設計では、使⽤に伴う照明設備の性能低下を⾒込んでおく必要があります。このようなことから、保守率は、新設時に⾒込む照度（初期照度Ei）と、保守作業直前の照度（その設備で確保すべき照度Et）との⽐Et/Eiで定義し、通常Mで表します。
保守率に関しては通常、照明学会技術指針JIEG-001（2005）3）、および、そのLEDに関する増補版の照明学会技術指針 JIEG-001（2013）4）が参照されます。
2.逐点法による照度計算
⽬的とする点に、光源から与えられる照度を直接的に求める場合に便利な計算⽅法です。
点Pの⽔平⾯照度Eは
-
ただし、
Iθ=光軸よりθ離れた方向の光度（cd）
（投光器の配光曲線参照）
H：投光器の取り付け高さ（m）
ℓ：投光器と点Pとの距離（m）
A：光軸と被照面との交点
逐点法の計算
（参考文献）
- 1）⽇本規格協会：JIS Z 9127スポーツ照明基準（2011）
- 2）CIE 112：Glare Evaluation System for Use within Outdoor and Area Lighting（1994）
- 3）照明学会：JIEG-001照明学会技術指針 照明設計の保守率と保守計画 第3版（2005）
- 4）照明学会：JIEG-001照明学会技術指針 照明設計の保守率と保守計画 第3版 LED対応増補版（2013）
