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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

配光特性資料の見方

1.配光特性各項目の意味

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[a]光源
光源(ランプ)の品名を示しています。

[b]BZ分類
→「配光分類」参照
照明器具の配光を分類する1つの方法で、下方の配光をBZ1からBZ10まで、10分類します。一般的にいって、BZ番号の小さい配光ほど、真下の方へ出る光が多く、照明の効率が高くなり、また横の方へ出る光が少なく不快なグレアは少なくなります。

※ BZ6/2.5/BZ5と示している場合、室指数が2.5より小さい場合はBZ6、室指数が2.5より大きい場合はBZ5の分類になることを示しています。

[c]器具効率
照明器具からでてくる光束と、光源(ランプ)の光束との比です。これは、下方にでる光束と上方にでる光束に分かれますが、その各々の比もあわせて示しています。

[d]下方投影面積
照明器具の発光部分を下方に投影した面積を示します。

[e]等価発光面積
光源が直接見える照明器具では、光源(ランプ)と反射面の輝度は異なります。この照明器具の下向光度と等しくて、光源の輝度と同じである大きさの発光面におきかえた場合、この発光面の面積を等価発光面積とします。

[f]保守率
→平均照度の計算法「保守率とは」参照。
光源、照明器具は、使用時間とともに暗くなっていきます。そのため、暗くなった時点でも必要な照度を確保するため、設計計算のときに算入する数値が保守率です。

[g]器具間隔最大限
→「所要台数計算」のLesson「照明器具の配置について」参照
器具間隔最大限とは、良い水平面照度分布を確保するために照明器具の設置間隔を最大限どの程度まで離しても良いかを、器具の取り付け高さごと(作業面より照明器具までの高さ)に示している値をいいます。すなわち、照明器具間隔がこの数値以下になっていれば、良好な水平面照度分布が得られることになります。(逐点法による面倒な照度分布の計算を省略することができます。)

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照明率表(屋内)の使い方 1.主要台数の計算時に使用します。
※ この器具間隔最大限は、照明器具の直下の照度の半分の照度になる水平距離(器具直下より)を求め、これを2倍して算出しています。横(A)とは、蛍光灯の場合、管軸(ランプ軸)に垂直な鉛直面内での数値を示し、縦(B)とは、管軸を含む(管軸に平行な)鉛直面内での数値を示します。

[h]照明率表
→「照明率表」参照。
光源(ランプ)から出た光は、作業面を明るく照らします。この光には、「ランプから直接作業面に到達する光」「天井から反射する光」「壁から反射する光」「床から反射する光」および「これらの光が何度も反射を繰り返した相互反射による光」などがあります。
それらの作業面に到達する光がどれほどかを示す割合が照明率です。この表によって照明器具の所要台数や設計照度が求められます。

[i]配光曲線
→「配光曲線の使い方」参照。
配光曲線は、照明器具からの光がどの方向へどれだけの強さ(光度)で出ているのかを示すものです。この曲線より読みとった光度(cd)は、光源(ランプ)の光束が1,000 lmの場合の値ですので、記載のランプ光束に応じ比例計算で光度が求められます。
また、算出した光度(cd)から、どの距離でどれだけの照度(lx)が得られるかを求められます。

[j]直射水平面照度
→「直射水平面照度の使い方」参照。
直射水平面照度は、照明器具を高さH(m)に取り付けた場合の照明器具直下からの水平距離(横軸)の点における水平面照度を求める際使用します。この曲線より読みとった照度は、光源(ランプ)の光束が、1,000 lmの場合の値ですので、記載のランプ光束に応じ比例計算で照度を求めます。

非常用照明器具の場合

※非常時に点灯するランプのデータを掲載しています。


[a]配光曲線
→「配光曲線の使い方」参照。
配光曲線は照明器具からの光がどの方向へどれだけの強さ(光度)で出ているのかを示すものです。この曲線より読みとった光度(cd)は、光源(ランプ)の光束が、1,000 lmの場合の値ですので、記載のランプ光束に応じ比例計算で光度が求められます。
また、算出した光度(cd)から、どの距離でどれだけの照度(lx)が得られるか求められます。

[b]光源
光源(ランプ)の品名を示しています。

[c]光束
設計曲線は非常点灯30分後(長時間用は60分後)に所定の照度を満足できるように器具配置を決めるために使います。そのため計算光束は(定格光束×光束維持率)で求めた光束を使います。この光束維持率とは常時点灯光束に対する非常時点灯30分後(長時間用は60分後)の光束比率であり、非常点灯時に使われる照明器具や光源の種類によって異なります。

[d]保守率
→「平均照度の計算法」参照。
光源、照明器具は、使用時間とともに暗くなっていきます。そのため、暗くなった時点でも必要な照度を確保するため、設計計算の時に算入する数値が保守率です。

[e]直射水平面照度
→「直射水平面照度の使い方」参照。
直射水平面照度表は照明器具を高さH(m)に取り付けた場合の照明器具直下からの水平距離(横軸)の点における水平面照度を求める際使用します。この曲線より読み取った照度は光源(ランプ)の光束が1,000 lmの場合の値ですので、記載のランプ光束に応じ比例計算で照度を求められます。また、設計照度が2.0 lx・1.0 lx・0.5 lx以上となる範囲(水平距離)が求められます。

[f]非常用照明器具配置表
→「防災照明(非常用照明器具)の使い方」参照。

道路照明器具・トンネル照明器具 街路灯・投光器の場合

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[a]配光曲線(街路灯)
→「配光曲線の使い方」参照。
配光曲線は照明器具からの光がどの方向へどれだけの強さ(光度)で出ているのかを示すものです。この曲線より読みとった光度(cd)は光源(ランプ)の光束が1,000 lmの場合の値ですので、記載のランプ光束に応じ比例計算で光度を求められます。

[b]照明率曲線
→「照明率曲線(屋外用)の使い方」参照。
照明率とは、道路灯や街路灯を等間隔で連続的(計算範囲の前後に十分な数の器具が存在する)に設置した場合に、照明器具中のランプの定格光束の何%が道路面に達するかを(道路面に達する光束)/(ランプの定格光束)の比で表したものです。この照明率を用いて、道路面の平均照度や、必要照度を得るための器具の取り付け間隔を求めることができます。

[c]等照度曲線図
→「等照度曲線図の使い方」参照。
この曲線図を使って、各々の灯具高さにおける水平面照度が、読みとれます。

[d]配光曲線(投光器)
→「配光曲線(投光器)の使い方」参照。
配光曲線は照明器具からの光がどの方向へどれだけの強さ(光度)で出ているのかを示すものです。この曲線より読みとった光度(cd)は光源(ランプ)の光束が1,000 lmの場合の値ですので、記載のランプ光束に応じ比例計算で光度を求められます。

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配光曲線の使い方

配光曲線は、照明器具からの光がどの方向へどれだけの強さ(光度)で出ているのかを示すものです。

●この曲線より読みとった光度(cd)は、光源(ランプ)の光束が1,000 lmの場合の値ですので記載のランプ光束に応じ比例計算で光度が求められます。

Lesson
ここで実際に配光曲線より光度を求めてみます。
例1)ですと40W白色蛍光灯のランプ光束は3,000 lmありますから、読みとり光度を3.0倍、2灯用の場合はその数値をさらに2倍にします。

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●点光源器具においては、算出した光度(cd)から、下記の計算式によってどの距離がどれだけの明るさ(lx)になるかが求められます。

ある点の照度は、光度に比例し、光源からその点(P)までの距離の2乗に反比例する。
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Lesson
例2)の配光で、使用する光源が100W白熱電球の場合、照明器具の直下1m、2m、3mの照度を求めてみます。

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●器具や計算面が斜めになるときなど詳しくは、
→「点光源の計算法」参照。

直射水平面照度の使い方

直射水平面照度とは、照明器具を高さH(m)に取り付けた場合、照明器具直下よりの水平距離(横軸)の点における水平面照度(lx)を示します。また、求められた水平面照度(lx)は照明器具より直接出力される光(直射分)による照度で、天井、壁などで反射した光(反射分)は含まれていません。

●この曲線より読みとった照度は、光源(ランプ)の光束が1,000 lmの場合の値です。記載のランプ光束に応じ比例計算で照度を求めてみます。

Lesson
例1)40W白色蛍光灯のランプ光束は3,000 lmあります。
読みとり照度を3.0倍、2灯用の場合はその数値をさらに2倍してください。ここでは直下3mの照度を求めてみます。

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●非常用照明器具の場合、直射水平面照度曲線により、設計照度が2.0 lx・1.0 lx・0.5 lx以上となる範囲(水平距離)が求められます。

※直射水平面照度曲線は、1,000 lmあたりのデータのため、各器具による光束違いによる2.0 lx・1.0 lx・0.5 lxに相当する値は図例3の適用品番の読みとり照度をご利用ください。

Lesson
例2)は、非常用蛍光灯器具単体型器具の直射水平面照度(1,000 lmあたり)です。取り付け高さ2.6mの場合の、管軸に垂直及び、平行で、非常用ランプ中心を通る直線上で、2.0 lx・1.0 lx・0.5 lx以上となる範囲を求めてみます。

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1. まず器具の光束(3,000 lm×0.25×0.7=525 lm)による設計照度E=2.0 lx・1.0 lx・0.5 lxを得るための1,000 lmあたりの読取照度Eは、配光資料に記入しているように、E'= 3.8 lx・1.9 lx・1.0 lxとなります。(例3参照)

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2. 次にH=2.6mの直射水平面照度曲線の縦軸のE'=3.8 lx・1.9 lx・1.0 lxの目盛を読み、A断面、B断面の水平距離を読みとります。(例4参照)
読み取った水平距離が、その非常用照明器具の各々2.0 lx・1.0 lx・0.5 lxの明るさが確保できる範囲です。(例5参照)

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照明率表(屋内用)の使い方

詳しくは
→「平均照度の計算法」参照。

光源(ランプ)から出た光が作業面を照らす際、「ランプから直接作業面に到達する光」「天井から反射する光」「壁から反射する光」「床から反射する光」および「これらの光が何度も反射を繰り返した相互反射による光」などがあります。それらが作業面に到達する光がどれほどかを示す割合が照明率です。

●所要台数、設計照度を求める際、照明率が必要となります。
(下式参照)
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照明率は照明率表を使って求めます。

Lesson
例を用いて照明率を求めてみます。
1.まず照明率を求める際 (A)反射率と (B)室指数を求める必要があります。

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(A)反射率の求め方
反射率は部屋の材料・色に応じて、各種材料反射率の表から割り出します。

(B)室指数の求め方
室指数は下記の計算式で求めます。

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H=作業面から光源(照明器具)までの高さ(m)
作業面とは、一般に机、作業台を含む水平面をいいます。

2.反射率、 室指数がもとめられたら下記のように照明率を求めます。
(例)反射率・天井50%、壁30%、床10%、室指数・3.0の場合

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表からもとめられた値74を0.01倍した数値0.74が照明率です。

Lesson
下の照明器具を使って一般事務室の所要台数、設計照度を下記の条件で計算してみます。

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1.所要台数の計算

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照明器具の配置を考え、使用台数を決めます。

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照明器具の配置(上図)より
器具台数…4×11= 44(台)となります。

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2.設計照度の計算

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非常用照明器具設計曲線の使い方(参考)

非常用照明器具設計曲線は非常用照明器具の配置を簡単に決めるため、照明範囲、取り付け間隔を曲線で表わしたものです。

●設計曲線には単体配置、直線配置(A-A'方向、B-B'方向の2種類)、 四角配置の4種類の曲線があります。(図1参照)

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図2は非常用照明器具を天井高さ2.6mに設置した場合の設計曲線ですが、シンボルマークを記した点(座標軸の原点)に照明器具があると考えます。

単体配置は、1灯の照明範囲を表わしており、図1(a)のように部屋の四隅が曲線に内接する場合、規定に基づいた照明〈1 lx(蛍光灯では2 lx)〉ができます。なお単体配置の曲線は室の隅1mが規定の照度以下でもよいという緩和を見込んだ曲線になっています。

直線配置は、2灯を直線状に配置した場合、1 lx(蛍光灯では2 lx)以上に照明できる取り付け間隔を表わします。原点に1灯の照明器具があるとすると、次の器具の取り付け位置が曲線内にある場合には上記の照度が確保できます。照明器具の配列により図1(b)(c)のように直線配置・A-A'方向(1)、直線配置・B-B'方向(2)を使い分けてください。

四角配置は、4灯を四角形に配置した場合、1 lx(蛍光灯では2 lx)以上に照明できる取り付け間隔を表わします。図1(d)の通り4灯が曲線内に含まれる場合、4灯の対角線の交点Pで上記の照度が確保できます。

(注)この場合、P点は規定の照度が確保されてもQ点、R点では確保できないことがあります。四角配置の取付間隔は、直線配置の取付間隔S1・S2以下にした場合xに規定の照度が確保できます。設計曲線は保守率、30分間(長時間用は60分間)非常点灯による光束低下を見込んでありますので直接曲線より配置が決められています。予備電源別置型は30分間(長時間用は60分間)非常点灯した場合、器具の端子電圧が90%に低下する値を基に表わしてありますので注意してください。

以下に具体的に配置設計手順を紹介しておりますので、あわせてご覧ください。

Lesson
実際に非常用照明器具の配置設計手順をご紹介します。
(H=2.6mの場合)

1.まず部屋の隅の照明器具位置を設定します。

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例えば、壁面より3mの位置に設定するとすればa,b,c,dは単体配置の設計曲線の範囲内(太線内)となり照度を満足します。

2.次に壁面に沿った照明器具間隔を設定します。

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次に、ab,dc,bc,adの各点の延長上で直線配置の設計曲線と交わる点、e,f,g,hを求めます。この例では、(イ)点の照明器具より、e点とf点までの距離は同じですが、g点とh点までの距離は異なっています。そのため、規定の照度を満足する器具取り付け間隔は g点、 h点までの距離の短い方の数値を採用する必要があります。(a・h線上に b・gの距離に等しい点として g'を設定します。) a・e=d・f=9.0m、a・g´=b・g=8.2mとなります。

3.最後に4灯を四角形に配置した時に、その範囲内が規定の照度を満足できる器具間隔を求めます。

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直線配置で求めた点、e・fとg'・gを結んだ線を延長し延長上の交点i が四角配置の設計曲線の範囲内(太線内)であれば照度を満足することができ、図の照明器具(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)の最大器具間隔は9.0m×8.2mとなります。(もし交点 i が太線外になれば、交点 i が太線内に入るよう、e点・f点やg点・g'点を変更します。)

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非常用照明器具配置表の使い方は「防災照明(非常用照明器具)」をご覧下さい。

照明率曲線(屋外用)の使い方

照明率とは照明器具中のランプの定格光束の何%が道路面に達するか、即ち(道路面に達する光束)/(ランプの定格光束)の比で表わしたものでこの照明率曲線を用いて求めます。

●照明率は、道路照明における、道路面の平均照度や、必要照度を得るための器具取り付け間隔を求める際必要となります。(下式参照)

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照明率は、道路断面と照明器具の高さ及び、オーバーハングが定まると下の式により求められます。
照明率(U)=車道側の照明率(U1)+歩道側の照明率(U2)

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Lesson
では実際に右の器具を使って道路照明の設計を行います。(下記の条件より、照明率を算出し、必要な光源光束の算出を行います。)

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■設計条件

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1.照明率の算出

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2.必要な光源光束の算出
照明器具の取り付け間隔を35m 以下としますと、必要な光源光束は

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となります。したがって、この光束値より大きく、一番近い光束をもつ蛍光水銀灯は250W (ランプ光束F=12,700 lm)となります。ここで求まった光源W 数が使用した照明データの光源W 数と一致しない場合は、光源W 数の異なる照明データを用いて照明率の計算を繰り返し、検討する必要があります。蛍光水銀灯250W を使用したときの平均路面輝度(L')は次のようになります。

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したがって、平均照度は平均照度輝度換算係数×平均路面輝度より求まりますから、15 lx/(cd/?u)×0.76 cd/?u=11.4 lxとなります。

配光曲線(投光器)の使い方

配光曲線は、照明器具からの光がどの方向へどれだけの強さ(光度)で出ているのかを示すものです。

●投光器の配光曲線よりビーム角を求める際、最大光度の1/10光度となる点で角度を表わします。

Lesson
例1)の配光曲線でビーム角(1/10ビーム角)を求めてみます。

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最大光度が3,000(cd/1,00 lm)で、その1/10光度は300(cd/1,000 lm)ですから、角度θは23度です。従ってビーム角は46度となります。

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等照度曲線図(屋外用)の使い方

この曲線図を使って、各々の灯具高さにおける水平面照度が読みとれます。

●等照度曲線図は、データの上部分に測定条件を掲載しておりますが、ワット数(ランプ)違いや、取り付け高さを変える場合も、記載の補正係数を使って簡単にデータを知ることができます。正確には使用する光源W数に基づいたデータを用いる必要があります。

Lesson
下の等照度曲線図を使って、それぞれ
1.ランプを200W水銀灯に変えた場合のデータ、
2.取り付け高さを4mに変えた場合のデータを求めてみます。

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1.400W水銀灯(光束22,000 lm)を200W水銀灯(光束12,700 lm)に変更した場合の等照度曲線を確認するには
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2.取り付け高さが変わる場合も等照度曲線図の中の照度値と距離を変えることにより任意の取り付け高さの場合の等照度曲線図を作成することができます。
等照度曲線図下の補正係数を使って4mの場合なら1.562の値を乗じます。※?@

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