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P.L.A.M. PLAM プラム | 照明設計サポート設計知識とツール 照明設計資料

照明設計資料

オフィスの照明

1.オフィス照明の重要性

 現在、オフィスにおける「知的生産性」が重要視されており、オフィス環境を快適で創造性が高い空間とするための設備が重要とされています。一方、環境への配慮や法規制の強化により、省エネルギーの重要性も増しています。快適性と省エネルギー性の両立を目指すために、オフィス環境全体に影響を及ぼし、また、オフィス全体での消費電力量に対する割合が大きい設備である照明について検討を行うことの重要性が増してきています。

2.考慮する事項

 照明設計の際、考慮する対象を
(1) 視作業対象
(2) 環境
の2つに分けて検討します。

1 視作業対象

 オフィス照明において考慮すべき重要な視作業対象としては、
(1) 書類
(2) 人の顔
(3) VDT(Visual Display Terminal)
の3つが挙げられます。(3)のVDTとはPC画面などを指し、現代のオフィスワークでは欠かせないツールとなっています。

2 作業環境

 作業環境を快適なものとするためには、輝度分布を適正なものとすることが必要です。このうち、重要なものは次の2つです。
(1) 室内の立体対象
 室内の立体対象に当たる光の性質(指向性の光か、拡散性の光か)は、その部屋が晴れたような明るい感じになるか、曇天下のような暗い感じになるかに大きな影響を及ぼします。
 なお立体対象として、重要なものは人の顔です。人の顔は対面している場合の視作業対象として重要であり、同時に、環境を形成する対象の一つとしても重要であるといえます。
(2) 部屋を構成している面(光源・天井・壁など)
 事務の途中であたりを見回すときに目に入る面のうち、重要なものは比較的輝度が高い面か立体角の大きな面です。これには光源・天井・壁などがあります。

3.照明上の必要条件

 上に述べた各対象について照明上の必要条件をまとめます。

1 書類

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(1) 作業面照度
 通常、「照度」と呼ばれているものです。実用上は現在の照明基準総則(JIS Z 9110-2010)1)を参照してください。
 JISの照度基準に関する、種々の調査資料は大体青年を対象としています。これに対して「オフィス照明設計技術指針」(照明学会)では、照度と視力の関係と、執務者の年齢層の中心をわが国の実情に基づき40歳代前半として推奨照度を定めています(表2)。この基準では、一般的な書類などを作成する作業に必要な推奨照度は750 lx、また製図など細かい図形を見分ける作業に必要な照度は1500 lxとされています。
 「オフィス照明設計技術指針」では、推奨照度は作業区画内(オフィス内の、定常的に視作業が行われる領域。一般的には壁から1m以内を除く領域)の作業面の平均値を示しています。
(2) 水平面照度分布
  机の配置などが前もって決められないオフィスでは、水平面照度の変化はできるだけ少ないことが望ましく、水平面照度の均斉度(最小照度/平均照度)は、0.6以上とする必要があります2)
(3) 反射グレア
 書類上にわずらわしい手暗がりや、光源による反射グレアを生じないために、光源は点光源でなく比較的大きな面積(立体角)を有する光源であることが望まれます。蛍光ランプを用いる場合はそれほど問題とはなりませんでしたが、昨今光源がLED化し、高輝度な点光源部を持つ照明器具が出現し始めています。そのような器具の場合は、以下の点を考慮することが推奨されます。
  一般に水平な視作業は、図1に示すように大部分が鉛直角0〜40°の範囲で見られており、この視作業範囲に反射グレアが生じる天井の範囲には、照明器具を配置しないことが望ましいとされています。

2 人の顔

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(1) 必要照度
 通常の輝度を有する壁の前の人の顔の場合、「人の顔の表情を」認めるのに必要な照度は、
 I. 最適 2400 lx(1000〜4000 lx)
 II. 許容できる 170 lx(100〜200 lx)
 III. 識別ができる 10 lx
 と言われています4)5)
 また、当社の実験でも、机上面照度が750 lxの場合、
 I. 最適 650〜850 lx
 II. 下限 110〜200 lx
 という値が得られています6)
 一般に、オフィス向けのベースライトであれば、水平面照度を700〜1,500 lxに設計すれば、鉛直面照度は280〜600 lx得られることになり、上記の必要条件を満たします。なお、人の顔の背景が特別に明るい場合、例えば、昼間の窓のような場合の必要条件については、PSALIとして別の章に解説しました。
(2) 光の方向性
 人の顔を好ましく見せるために必要な光の方向性の条件については、別章「モデリング」で説明しました。その結論は通常の天井配置の照明設備では、照明器具はBZ6以下の配光のものを選び、作業面の等価的反射率を0.25〜0.3になるように設計することが望ましいということです。

3 VDT(Visual Display Terminal)

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 VDT作業が普及し始めた頃の画面はCRT(Cathode Ray Tube:ブラウン管)ディスプレイであり、画面への照明の映り込みが懸念されていましたが、昨今のPC画面はLCD(Liquid Crystal Display:液晶ディスプレイ)であり、その多くのディスプレイは表面にノングレア加工が施されているため映り込みが問題となるケースは減少しています。しかし、減少しているとはいえ、部屋の用途によっては映り込みを厳しく制限しなければならない場合があります。現在、照明基準総則(JIS Z 9110-2010)1)において、VDT画面への映り込みを防止するための基準として、映り込みを起こす照明器具の平均輝度の限界値を、表3のような区分で推奨をしています。垂直または15度傾いた表示画面を通常の視線方向(水平)で使用するところでは、照明器具の下半球光束による輝度の限界値は、照明器具の鉛直角65度以上の平均輝度に適用する、とされています。

(備考)
a)一般の事務室としては事務室(b)を選択する。細かな視作業を伴う場合、および昼光の影響により窓外が明るく、室内が暗く感じる場合は(a)を選択することが望ましい。

4 部屋の各面

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(1) 光源
 光源の問題は、輝度が高い場合に不快グレアを生じることです。この対策については別章「グレアの評価」において詳しく説明しましたが、グレア対策の講じられる照明器具を用いることが望まれます。
(2) 壁
 好ましい壁の輝度は、作業面照度によって変わり、また、壁面の反射率によっても異なります。なぜならば、反射率の低い壁に高い照度を与えた場合と、反射率の高い壁に低い照度を与えた場合では、輝度が同じであるからといって同じ心理的効果をもたらすとはいえないからです。
 必要な壁の輝度を、一般の照明計算は照度の計算の形で行われることが多く、かつ便利なので、照度の形で表したものを図2に示します。これは、Fischerのデータ7)を変形したものです。
 通常、壁の反射率は30〜50%程度に設計されることが多く、この反射率より壁面の必要照度が定まります。

4.照明方式と照明設備計画

 照明方式は、照明の目的に適したものを選択し、照明設備は光源・照明器具(安定器を含む)・制御システムなどの個々の効率だけでなく、照明システム全体の効率を考慮して決定するのが望ましいといえます。また、初期設備費だけでなく電力費、維持費を含めた設備稼動全期間の総費用が少なくなるように計画することが必要です。

1 照明方式

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(1) 全般照明方式
 一つの部屋全体を一様に照明する方式です。この特長は、室内の什器、事務機器の配置の変更が行われても照明器具の種類や配置を変更する必要がないことです。
(2) 局部的全般照明方式
 視作業対象や作業場所に応じて照明器具を機能的に配置し、これらの器具で部屋全体の照明も兼ねる方式です。この特長は、作業に応じて最適の配置をすることにより光を有効に活用でき、影、直接グレア、反射グレアを防ぐことができることです。
(3) 局部照明方式
 作業対象ごとの狭い範囲を個別に照明する方式です。この特長は、必要な対象に希望の条件で照明が行え、点滅も容易なことです。
(4) タスク・アンビエント照明方式
 局部照明と全般照明を機能的に組み合わせる方式です。ここではオフィスにおけるタスク・アンビエント照明について説明します。タスク・アンビエント照明方式の詳細な説明については「タスク・アンビエント照明」の章を参照してください。
 昨今、省エネのために、この方式をとるオフィスが増えています。タスク・アンビエント照明方式とは作業を行う領域には所要の照度を与え、その他の領域には、これより低い照度を与える照明方式を指します。アンビエント照明(全般照明)は控えめに点灯し、タスク照明を用いることで作業領域だけを必要な照度に引き上げる手法です。これにより全般照明方式と比較して30〜50%の大幅な省エネが可能となります。ただし、単純にこの方式を用いた場合、空間全体の明るさ感が低下し、陰鬱な空間となり、好ましくありません。当社実験より、オフィスにおいては明るさ感評価指標であるFeu値が8以上必要という結果が得られています8)が、例えば一般的な照明器具でアンビエント照度を300 lxとした場合、Feu値8以下となってしまいます。アンビエント照度を下げながらFeu値8以上を確保する手法として天井や壁面を照らすといった手法が考えられます。
  大規模オフィスでは天井面が視野領域を占める割合が大きいので、空間の明るさ感を向上させるためにパネル付きのベースライトや上下配光ペンダント器具を用いて天井面を明るくすることが効果的であり、小規模オフィスでは壁面が視野領域を占める割合が大きいため、ウォールウォッシャを使用して壁面を明るくすることが効果的です。これらについてまとめたものを図3に示します。
  以上のことを考慮することで快適性を維持しつつ、省エネを実施することができます。

2 光源の選定

 昼光が多く入射する執務エリアでは人工光と昼光の光色の差を考慮し、色温度が4000K以上の光源を用いることが一般的です。人が長時間働いたり、滞在したりする場所には、Ra80以上の光源を用いることが望ましく、また、印刷やデザイン関係の仕事など、色が正しく見えることが求められる空間ではRa90以上が望ましいといえます2)

3 照明器具の選定

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 オフィスは快適かつ創造的な空間として、環境面の充実が必要であり、照明機能と雰囲気の両面でふさわしい照明器具を選択する必要があります。また、省エネ性も考慮する必要があります。照明機能上からみた配光、あるいは空間デザインの観点で、その空間にふさわしいものを選定する必要があります。表4に使用器具例を示します。
 また、レイアウト変更が発生する場合やテナントビルにおけるテナント変更に対応する器具として、フリーコンフォートがあります。フリーコンフォートは、レイアウトや用途が未定の段階で基本灯具を配置し、レイアウトや用途が決定後、光学系のオプションとしての最適なプラスユニットを組み合わせる方式を採用しています。空間それぞれに適応するフリーコンフォートのプラスユニットも表4に示します。

4 照明器具の配置

 照明器具の取り付け間隔があまりに大きい場合、作業面の照度均斉度が低くムラが生じる場合や人の顔の照度が低くなる可能性があります。特に顔面照度は、その部屋の雰囲気に大きく影響を及ぼします。現在の一般オフィスの天井高さは、2.7m前後の場合が多く、遮光角15°のコンフォート15であれば、取り付け間隔は3.6m以下とするのが望ましいといえます。

5 オフィスの機能と照明要件

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 オフィスビルの大きな機能の一つは、その企業の成否を左右する情報処理のレベルとスピードを高めることです。
 このために、作業に適した照明が必要です。また、作業者の快適性を損なわないことも、効率よく業務が実行される要因となります。オフィスにおける主な人の行動と、照明の働き、照明要件の例を表5に示します。

6 オフィスの空間用途別ウォーム・クール感と影の濃さ

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 オフィス空間の雰囲気を大きく左右する要件にウォーム・クール感と影の濃さがあります。前者は、光源の色温度で対応でき、後者は、光源のみかけの大きさ、すなわち照明器具の種類や照明手法で実現できます。
 快適性を実現するために、空間別に望まれるウォーム・クール感に基づく光源の色温度と、空間別に望まれる影の濃さから決定した照明手法を図4に示します。

5.オフィス照明の節電・省エネ手法

 2011年3月に日本を襲った東日本大震災以降、省エネの意識が高まっており、多くの企業において、オフィス照明の節電が実施され始めました。節電方法として以下の3つが挙げられます。
 1.ランプの間引き点灯
 2.高効率照明器具への交換
 3.照明制御の利用

1 ランプの間引き点灯

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 1つ目として、ランプの間引き点灯の実施が考えられます。電力需給緊急対策本部がまとめた「小口需要家の節電行動計画の標準フォーマット」における具体的な行動として、執務エリアの照明を半分程度間引きするということを推奨しています。この手法を用いると、建物全体の電力量に対して13%の節電となります。簡便かつ節電効果の高い方法ではありますが、一律半分に間引きしてしまうと視作業に支障が出てくる可能性があるので、場所によって間引きの程度を変え、トータルで半分程度の間引きにすることを推奨します。照明学会が発表した照明電力緊急節電対策10)では、オフィスの間引き方法として以下のような例を紹介しています。

  • ?@執務エリアなどは、JIS 推奨照度750 lxの通りに設計している場合には、推奨照度範囲は500〜1000 lxであるので、下限値500 lxに低減するとすれば、3 台に1台程度間引く。やむを得ずさらに多くのランプを間引く場合、または、間引き点灯のために500 lxが確保できなくなった席には、作業性を維持するために、執務者にスタンドなどのタスクライトを提供する必要がある。
  • ?A執務エリア内にある打ち合わせコーナーやコピー周辺などは、JIS では300 lxが推奨されているので、個別に消灯できない場合には、2台に1台程度間引く。
  • ?B執務室内の通路や荷物置場など消灯しても支障のない部位は、優先的に間引く。
  • ?C常時使用しない会議室、応接室、休憩室は、使用時間以外は消灯する。
  • ?D通路は、昼光が十分利用可能ならば消灯する。昼光が利用できない場合は、安全確保のために、照度をチェックして推奨照度下限値の75 lxが確保できるように間引く。
    これらの実施例を図5に示します。

2 高効率照明器具への交換

 現在、世界中で広く利用されている銅鉄式蛍光ランプ器具から、Hf蛍光ランプ器具への交換で約20%、直管LED照明器具へと変更することで約40%の省エネとなります。
 近年、LED照明技術が急速に発達し、それに伴い直管LEDも普及し始めていますが、直管LEDへの交換には多くの注意点があります。一般的な直管形蛍光ランプはG13と呼ばれる口金であり、ここ数年流通を開始した直管LEDランプもこのG13口金を有しており、あたかも蛍光ランプと互換性があるような印象を与えています。しかし、安全性などに問題があり、一般社団法人日本照明工業会から「LED照明適正使用ガイド」として誤装着時の発煙や感電、光学性能、重量、品質面といった懸念事項が報告されていました。これらの問題を解決するために、一般社団法人日本照明工業会の規格を制定しました。更に直管LEDランプの規格として、JIS C 8159-1:2013 「一般照明用GX16t-5口金付直管LEDランプ−第1部:安全仕様」及びJIS C 8159-2 :2013「一般照明用GX16t-5口金付直管LEDランプ−第2部:性能要求事項」が制定されています。また、電気用品安全法でもLED照明器具を適用することとなっています。ただし、2013年8月現在、直管LEDランプ単体の場合は電気用品安全法対象外となっています。

3 照明制御の利用

 器具の変更に加え、スケジュール制御やセンサを用いて照明器具をきめ細やかに、また適切に制御することで更なる省エネを図ることが可能です。一例を示しますと、色温度と照度を同時にスケジュール制御することによって、照度を下げて省エネを行いながらも作業効率や覚醒感を維持できます(省エネ率約10〜15%)。センサについては「センサによる照明省エネ制御」の項で詳しく説明しますが、例を示しますと、最新の人感センサを利用することで約30〜60%の大幅な省エネを行うことができます。

〔参考文献〕
1) 照明基準総則(JIS Z 9110-2010)
2) オフィス照明設計技術指針 JIEG-008(2002)
3) IES Code for Interior Lighting, IES London(1977)
4) Fischer, D.:Beleuchtungsstarken, Leuchtdichten und Farben in Arbeitsraumen. Lichttechnik 24(1972)411
5) De Boer, J, B. and Fischer, D.:Interior Lighting, Philips Technical Library.
6) 田淵義彦,松島公嗣:在室者に必要な顔面照度に及ぼす壁面照度と机上面照度の影響,照学誌,77-6,pp.355-363(1993)
7) Fischer, D.: Bevorzugte Leuchtdichten von Wanden und Decken. Lichttechnik 28(1976)92
8) 藤野,矢澤,西村:オフィスにおけるタスク・アンビエント照明に関する検討,照明学会全国大会(2011)
9) 松島公嗣:光源の特徴と使い分け,電気設備学会誌,15-1,pp.11-21(1995)
10) 照明学会:照明電力緊急節電対策(ピーク時間帯での照明電力の節減)(2011)

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