次の要件を満たすために、室内に照明が設置されています。
- 安全な作業環境の提供を支援する
- 視覚的なタスクの実行を支援する
- 適切な視覚環境を開発する。
安全な作業環境を提供することは、優先順位のリストの最上位にある必要があり、一般的に、安全性は危険をはっきりと見えるようにすることで向上します。 他の XNUMX つの要件の優先順位は、内装の用途に大きく依存します。 タスクの詳細をより見やすくすることで、タスクのパフォーマンスを向上させることができます。また、インテリア内のオブジェクトや表面に与えられる照明の強調を変えることで、適切な視覚環境が開発されます。
士気や疲労など、私たちの一般的な幸福感は、光と色の影響を受けます。 照明レベルが低いと、オブジェクトの色や形がほとんどまたはまったくなくなり、遠近感が失われます。 逆に、過剰な光は、光が少なすぎるのと同じくらい望ましくない場合があります。
一般的に、人は窓のない部屋よりも明るい部屋を好みます。 さらに、外界との接触は幸福感を助長すると考えられています。 自動照明制御の導入と、蛍光灯の高周波調光により、昼光と人工光の制御された組み合わせをインテリアに提供することが可能になりました。 これには、エネルギーコストを節約できるという追加の利点があります。
インテリアの特徴の認識は、インテリアとエクステリアの両方の目に見える表面の明るさと色の両方に影響されます。 内部の一般的な照明条件は、昼光または人工照明を使用するか、または両方を組み合わせることで実現できます。
照明の評価
一般的な要件
商業用インテリアで使用される照明システムは、一般照明、局所照明、局所照明の XNUMX つの主要なカテゴリに分類できます。
一般的な照明設備は、通常、作業面全体にわたってほぼ均一な照度を提供します。 このようなシステムは、平均照度が次のようなルーメン設計法に基づいていることがよくあります。
平均照度 (ルクス) =
局所的な照明システムは、一般的な作業エリアに照度を提供し、同時に隣接エリアの照度レベルを下げます。
ローカル照明システムは、視覚タスクを組み込んだ比較的小さな領域に照度を提供します。 このようなシステムは通常、指定されたレベルの一般照明によって補完されます。 図 1 は、説明したシステム間の一般的な違いを示しています。
図 1. 照明システム
視覚的なタスクが実行される場合、要求されるレベルの照度を達成し、その品質に影響を与える状況を考慮することが不可欠です。
作業を照らすために日光を使用することには、メリットと制限の両方があります。 昼光を内部に取り入れる窓は、優れた XNUMX 次元モデリングを提供し、昼光のスペクトル分布は XNUMX 日を通して変化しますが、その演色性は一般的に優れていると考えられています。
ただし、自然光は変動が大きいため、自然光だけではタスクに対する一定の照度を提供することはできず、タスクが明るい空と同じ視野内にある場合、無効化グレアが発生する可能性が高く、それによってタスクのパフォーマンスが低下します。 . 作業照度に対する日光の使用は、部分的な成功にとどまり、より高度な制御が可能な人工照明が重要な役割を果たします。
人間の目は、それらから反射された光を通してのみ表面や物体を認識するため、表面の特性と反射率の値、および光の量と質が環境の外観に影響を与えることになります。
インテリアの照明を検討するときは、 照度 レベルを調べ、さまざまなタスクの推奨レベルと比較します (表 1 を参照)。
表 1. さまざまな場所または視作業で維持される照度の一般的な推奨レベル
|
推奨維持照度(ルクス)の代表例 |
総合事務局 |
500 |
コンピュータ ワークステーション |
500 |
工場組立エリア |
|
ラフワーク |
300 |
ミディアムワーク |
500 |
素晴らしい仕事 |
750 |
非常に良い仕事 |
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計器の組み立て |
1,000 |
ジュエリーの組み立て・修理 |
1,500 |
病院の手術室 |
50,000 |
視覚的作業のための照明
細部を見分ける目の能力—視力—タスクのサイズ、コントラスト、視聴者の視覚的パフォーマンスに大きく影響されます。 照明の量と質の向上も大幅に向上します ビジュアルパフォーマンス. タスクのパフォーマンスに対する照明の影響は、タスクの重要な詳細のサイズと、タスクと周囲の背景とのコントラストに影響されます。 図 2 は照度が視力に及ぼす影響を示しています。 視覚タスクの照明を検討するときは、視覚タスクを迅速かつ正確に実行する目の能力を考慮することが重要です。 この組み合わせは、として知られています ビジュアルパフォーマンス. 図 3 は、特定のタスクの視覚的パフォーマンスに対する照度の典型的な影響を示しています。
図 2. 視力と照度の一般的な関係
作業面に到達する照度の予測は、照明設計において最も重要です。 しかし、人間の視覚系は視野内の輝度分布に反応します。 視野内のシーンは、表面の色、反射率、照明を区別することによって解釈されます。 輝度は、表面の照度と反射率の両方に依存します。 照度も輝度も客観的な量です。 ただし、明るさに対する反応は主観的なものです。
視覚的な満足感、快適さ、パフォーマンスを提供する環境を作り出すためには、視野内の輝度のバランスを取る必要があります。 理想的には、タスクの周囲の輝度は徐々に減少し、それによって粗いコントラストを回避する必要があります。 タスク全体での輝度の推奨変動を図 4 に示します。
図 4. タスク全体の輝度の変化
照明設計のルーメン法は、作業面の平均水平面照度につながり、この方法を使用して、内部の壁と天井の平均照度値を確立することができます。 部屋表面の平均反射率値の詳細から、平均照度値を平均輝度値に換算することができます。
輝度と照度を関連付ける式は次のとおりです。
図 5 は、推奨される反射率とともに、主要な部屋の表面の相対的な照度値 (オーバーヘッドの一般照明システムから) を持つ典型的なオフィスを示しています。 人間の目は、視覚シーンの最も明るい部分に引き寄せられる傾向があります。 より高い輝度値は、通常、視覚タスク領域で発生することになります。 目は、タスクの明るい部分と暗い部分を区別することにより、視覚タスク内の詳細を認識します。 視覚課題の明るさの変化は、 輝度コントラスト:
コラボレー
Lt = タスクの輝度
Lb = 背景の輝度
両方の輝度は cd·m で測定されます-2
この式の垂直線は、輝度コントラストのすべての値が正と見なされることを意味します。
視覚タスクのコントラストは、タスク自体の反射特性の影響を受けます。 図 5 を参照してください。
照明の光制御
裸ランプを照明器具で使用すると、配光が許容範囲内に収まる可能性が低くなり、システムが不経済になることはほぼ確実です。 このような状況では、むき出しのランプは部屋の居住者にまぶしさの原因となる可能性が高く、一部の光は最終的に作業面に到達する可能性がありますが、まぶしさのために設置の有効性が大幅に低下する可能性があります。
何らかの形式の光制御が必要であることは明らかであり、最も頻繁に使用される方法を以下に詳述します。
妨害
図 6 に示すように、ランプが光を逃がす開口部が XNUMX つしかない不透明な筐体内に設置されている場合、配光は非常に制限されます。
図6 障害物による照明出力制御
反射
この方法では反射面を使用します。反射面は、非常にマットな仕上げから非常に鏡面仕上げまたは鏡のような仕上げまでさまざまです。 この制御方法は、迷光が収集されて必要な場所にリダイレクトされるため、障害物よりも効率的です。 関連する原理を図 7 に示します。
Figure 7. 反射による光出力制御
ランプが半透明の素材の中に取り付けられている場合、光源の見かけのサイズが大きくなり、同時に明るさが減少します。 残念なことに、実用的なディフューザーは放出された光の一部を吸収するため、照明器具の全体的な効率が低下します。 図 8 は、拡散の原理を示しています。
図 8. 拡散による光出力制御
屈折
この方法は「プリズム」効果を使用します。通常、ガラスまたはプラスチックのプリズム材料が光線を「曲げ」、その際に必要な場所に光をリダイレクトします。 この方法は、一般的な室内照明に非常に適しています。 これには、良好なグレア制御と許容可能な効率を組み合わせるという利点があります。 図 9 は、屈折が光学制御にどのように役立つかを示しています。
多くの場合、照明器具は、説明されている光学制御方法の組み合わせを使用します。
図 9. 屈折による光出力制御
輝度分布
照明器具からの光出力分布は、その後の視覚条件を決定する上で重要です。 説明した XNUMX つの光学制御方法のそれぞれは、照明器具から異なる光出力分布特性を生成します。
ベール反射 多くの場合、VDU が設置されている地域で発生します。 このような状況で発生する通常の症状は、画面自体に望ましくない高輝度の画像が表示されるために、画面上のテキストを正しく読み取る能力が低下することです。 インテリアの机の上の紙にもベール反射が現れる状況が発生する可能性があります。
室内の照明器具が光出力の強い垂直下向き成分を持っている場合、そのような照明器具の下の机の上の紙は、紙を読んだり作業している観察者の目に光源を反射します. 用紙が光沢仕上げの場合、状況は悪化します。
この問題の解決策は、物理学の基本法則 (入射角 = 反射角) に従って、反射されたグレアが最小限に抑えます。 図 10 は、問題と解決策の両方の典型的な例を示しています。 問題を克服するために使用される照明器具からの光出力分布は、 バットウィング配布.
図 10. ベール反射
照明器具からの配光も、 直接まぶしさ、この問題を克服するために、ローカル照明ユニットは、図 45 に示すように、11 度の「禁止角度」の外側に設置する必要があります。
図 11. 禁止角の図式表現
視覚的な快適さとパフォーマンスのための最適な照明条件
視覚的な快適さとパフォーマンスのための照明条件を調査するときは、詳細を見る能力に影響を与える要因を考慮することが適切です。 これらは、オブザーバーの特性とタスクの特性の XNUMX つのカテゴリに細分できます。
オブザーバーの特徴。
これらを含める:
- サイズ、コントラスト、露光時間に対する個人の視覚系の感度
- 過渡適応特性
- 眩しさ
- 年齢
- 動機と心理的特徴。
タスクの特徴。
これらを含める:
- 細部の構成
- ディテール/背景のコントラスト
- 背景輝度
- 細部の鏡面性。
特定のタスクに関して、次の質問に答える必要があります。
- タスクの詳細は見やすいですか?
- タスクは長期間にわたって実行される可能性がありますか?
- エラーがタスクの実行に起因する場合、その結果は深刻であると見なされますか?
最適な職場照明条件を生み出すためには、照明設備に課される要件を考慮することが重要です。 理想的には、タスク照明はタスクの色、サイズ、レリーフ、および表面の品質を明らかにすると同時に、潜在的に危険な影、まぶしさ、およびタスク自体に対する「過酷な」環境の作成を回避する必要があります。
グレア。
視野内に過度の輝度があると、グレアが発生します。 グレアが視覚に与える影響は、次の XNUMX つのグループに分けることができます。 障害者のまぶしさ & 不快なまぶしさ.
暗闇の中で対向車のヘッドライトがまぶしくなる例を考えてみましょう。 目は、車両のヘッドライトと道路のはるかに暗い明るさに同時に順応することはできません。 これは障害グレアの一例です。これは、高輝度光源が光学媒体内での光の散乱により障害効果を生み出すためです。 障害者のまぶしさは、問題のある光源の強度に比例します。
屋内で発生しやすい不快なまぶしさは、タスクとその周囲とのコントラストを下げることで、軽減または完全になくすことができます。 光沢仕上げや鏡面反射仕上げよりも、つや消しの拡散反射仕上げを作業面に使用することをお勧めします。問題のある光源の位置は、通常の視野の外にある必要があります。 一般に、タスク自体が周囲よりも明るい場合に視覚的パフォーマンスが良好になりますが、過度に明るい場合はそうではありません。
不快なまぶしさのレベルが許容できるかどうかを予測するために、不快なまぶしさの程度に数値が与えられ、基準値と比較されます。 英国などで使用されているグレア指数値の計算方法は、「測定」で考慮されます。
測定
照明調査
よく使用される調査手法の 0.85 つは、検討中の領域全体にわたる測定点のグリッドに依存しています。 この手法の基本は、内部全体を多数の等しい領域に分割することです。各領域は理想的には正方形です。 各領域の中心の照度を机上の高さ (通常は床から XNUMX メートル) で測定し、照度の平均値を計算します。 平均照度の値の精度は、使用する測定点の数に影響されます。
を可能にする関係が存在する. 最小 の値から計算する測定点の数 ルームインデックス 検討中のインテリアに適用されます。
ここで、長さと幅は部屋の寸法を指し、取り付け高さは光源の中心と作業面の間の垂直距離です。
参照される関係は次のように与えられます。
最小測定点数 =(x + 2)2
どこ "x” は、次に大きい整数に対するルーム インデックスの値です。 RI 3以上、 x この式は測定点の最小数を示しますが、条件によっては、使用するためにこの最小数よりも多くの点が必要になることがよくあります。
作業領域とそのすぐ周囲の照明を考慮する場合、照度または 均一 照度を考慮する必要があります。
あらゆる作業領域とその周辺で、均一性は 0.8 以上であるべきです。
多くの職場では、すべてのエリアを同じレベルで照らす必要はありません。 局部的または局部的な照明は、ある程度のエネルギー節約を提供する場合がありますが、使用するシステムに関係なく、室内全体の照度の変動が過度であってはなりません。
多様性 の照度は次のように表されます。
内部の主要な領域のどの点においても、照度の多様性は 5:1 を超えてはなりません。
照度と輝度の測定に使用される機器は、通常、人間の視覚系の応答とは異なるスペクトル応答を持っています。 多くの場合、フィルターを使用して応答を修正します。 フィルターが組み込まれている場合、機器は次のように呼ばれます。 色補正.
照度計には、検出器セルに当たる入射光の方向を補正する追加の補正が適用されています。 入射光のさまざまな方向からの照度を正確に測定できる機器は、 コサイン補正済み.
グレア指数の測定
英国で頻繁に使用されるシステムは、他の場所でもバリエーションがありますが、基本的に XNUMX 段階のプロセスです。 最初の段階では、 未補正グレア指数 値 (UGI)。 図 12 に例を示します。
図 12. 例で使用される典型的な内部の立面図と平面図
高さ H は、光源の中心と座っている観察者の目の高さの間の垂直距離で、通常は床から 1.2 メートルと見なされます。 次に、部屋の主な寸法を H の倍数に変換します。したがって、H = 3.0 メートルなので、長さ = 4H、幅 = 3H となります。 図 13 に示すレイアウトに従って最悪のシナリオを決定するには、UGI を XNUMX 回個別に計算する必要があります。
図 13. 例で検討されている室内での照明器具の向きと視線方向の可能な組み合わせ
表は、室内の生地の反射率の特定の値に対して、X と Y の値の組み合わせごとに補正されていないグレア インデックスの値を指定する照明機器メーカーによって作成されます。
プロセスの第 XNUMX 段階では、ランプ出力光束の値と高さ (H) の値の偏差に応じて、UGI 値に補正係数を適用します。
次に、最終的なグレア インデックス値を、CIBSE Code for Interior Lighting (1994) などの参考文献に記載されている、特定のインテリアの制限グレア インデックス値と比較します。