照度計算

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点光源による照度

点光源と水平面の垂直方向との角度をθとした場合、太陽高度αはθではないので注意する。(α=90度ーθ)

点光源による照度計算

法線照度(En)

点と光源とを結ぶ直線の照度。

水平面照度(Eh)

地面(水平面)に垂直方向の照度。(一般的な水平面とは逆なので注意する)
点光源と水平面の垂直方向との角度をθとすると、水平面照度=法線照度cosθとなる。
点光源(太陽)と水平面の角度(太陽高度)をαとすると、θ=90度ーαより、水平面照度=法線照度sinαとなる。
太陽高度(点光源)が高いほど直射日光による地上の水平面照度は大きくなる。
太陽高度が等しければ、大気透過率が高いほど地表に到達する日射量の割合は高くなり、法線照度も大きくなるので、直射日光による水平面照度が大きくなる。

鉛直面照度(Ev)

地面(水平面)方向の照度。(一般的な鉛直面とは逆なので注意する)
点光源と水平面の垂直方向との角度をθとすると、鉛直面照度=法線照度sinθとなる。

点光源の照度計算

点光源の照度計算は以下の公式で求める。

法線照度 $\displaystyle En=\frac{I}{r^2} \ [lx] $

水平面照度 $\displaystyle Eh=\frac{I}{r^2}cosθ=\frac{I}{r^2}sinα \ [lx] $

鉛直面照度 $\displaystyle Ev=\frac{I}{r^2}sinθ=\frac{I}{r^2}cosα \ [lx] $

$I$:法線上の光度 [$cd$]
$r$:点光源からの距離 [$m$]
$θ$:点光源と地面の垂直方向との角度
$α$:太陽光度

点光源から円形テーブルの照度

$\displaystyle E=\frac{F}{S}=\frac{ωI}{πr^2}=\frac{2π(1-cosθ)I}{πr^2}=\frac{2I(1-cosθ)}{r^2} \ [lx] $

$E$:照度 [$lx$]
$F$:円形テーブルの光束 [$lm$]
$S$:面積 [$m^2$]
$ω$:立体角 [$sr$]
$I$:光度 [$cd$]
$r$:円形テーブルの半径 [$m$]

この場合の照度Fは、照らされる側(円形テーブル)の法線上の光束で、光源の光束ではないことに注意する。
点光源の光束がF’とすると、球の立体角は4πである。よって、立体角ωのときの円形テーブルの光束Fは、
F’:4π=F:ωより F=ω/4πF’となる。

直線円筒光源の照度

直線円筒光源からr離れた平面の点の法線照度。(円筒光源Fのとき)

$\displaystyle E_n=\frac{F}{S}=\frac{F}{2πr} \ [lx] $

$E_n$:法線照度 [$lx$]
$F$:光束 [$lm$]
$r$:点光源からの距離 [$m$]

作業面の照度

作業面の照度計算

作業面の照度は以下の公式で求める。
二種類の照明がある場合は、それぞれのF×Nを求めて加算する。

$\displaystyle E=\frac{FNUM}{S} \ [lx] $

$E$:照度 [$lx$]
$F$:照明1個の光束 [$lm$]
$N$:照明の個数
$U$:照明率
$M$:保守率
$S$:床面積 [$m^2$]

照明率(U)

照明器具から出る全ての光束のうち、被照面に達する光束の割合のこと。
照明設置時の部屋の形状や反射率などから算出するもので、時間経過による劣化を含まない。
室指数によって異なる。

保守率(M)

照度が時間の経過とともに低下してくる割合を予測した値で、新品の状態を1とする。
一定時間使用した後の平均照度の、新設時の平均照度に対する比である。
保守率は、光源の種類、照明器具の構造、照明の管理状況によって変わる。

平均路面輝度の計算

路面の平均路面輝度計算では、照明の配置によって照明個数を配列係数として計算する。
面積は、照明間隔と道幅、舗装の種類で平均照度換算係数(アスファルト15、コンクリート10)とする。
配列係数は、千鳥配列・片側配列N=1、向き合わせ配列N=2とする。

$\displaystyle L=\frac{FNUM}{IWK} \ [cd/m^2] $

$L$:平均路面輝度 [$cd/m^2$]
$F$:照明1個の光束 [$lm$]
$N$:配列係数
$U$:照明率
$M$:保守率
$I$:照明間隔 [$m$]
$W$:道幅 [$m$]
$K$:平均照度換算係数



Ver.1.2.2

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