建物照明設計計算のステップバイステップガイド：電気配線設置の基礎

建物における照明設計計算の方法 - 電気配線設置

プロの現場では適切な照明設計が極めて重要です。照明不足は設計目的の作業効率を低下させ、過剰照明は企業の過剰支出を招きます。小規模では差は小さいですが、大型ビル、プラント、工場等では今日の電気配線設置において非常に重要になります。

照明必要量を計算するシンプルで基本的なアプローチは、部屋の総必要光束を1灯あたりの光束（ルーメン）で割ることです。これは一般家庭の平均的な部屋では基本的なアプローチですが、実用的な精度には欠けます。

実務では、何も理想的ではないため、いくつかの他のパラメータを計算に考慮する必要があります。例えば、照明器具のルーメン出力は寿命を通じて一定ではなく、ランプへの埃堆積も時間とともに出力を低下させるため清掃性も重要パラメータです。明るい色の部屋は暗い色の部屋より多くの光を反射するため、両者の照明必要量は異なります。

したがって、計算を始める前に照明設計の基本用語を理解することが重要です。

室指数（Room Index）- 部屋の形状と大きさに基づきます。部屋の長さ、幅、高さの比率を表します。通常0.75〜5の範囲です。

ここで 「l」 は部屋の長さ、

「w」 は部屋の幅、

h_wc は作業面（作業台）から天井までの高さです。

この室指数式は、部屋の長さが幅の4倍未満の場合にのみ適用可能です。

維持率（メンテナンスファクター）：

特定期間経過後のランプ光束と、新品時の光束の比率です。内部要因（素子飽和）や外部要因（埃堆積）によるコンポーネント経年劣化で光束は低下します。例えば、涼しく埃のない場所で使用される器具の維持率は、高温多塵環境で使用される器具より良好です。

1以下の値を取ります。

照明計算で一般的に使用される典型値：

• 0.8 - オフィス・教室
• 0.7 - クリーン工場
• 0.6 - ダーティ工場

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室反射率

室内は以下の3つの主要面で構成されると見なします：

1. 天井
2. 壁
3. 床

これら3面の実効反射率が、作業面で受ける反射光量に影響します。白、黄色など明るい色は反射率が高く、青、茶色など暗い色は低くなります。

利用率（ユーティリゼーションファクター）

利用率（UF）は、有効光束と光源総光束の比率です。照明方式の有効性を測る指標です。

以下に依存します：

• 照明器具の効率
• 照明器具の配光特性
• 空間の幾何学形状
• 室反射率
• 極曲線

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器具間隔高さ比（スペーストゥハイトレシオ）

隣接照明器具間距離（中心間）と、作業面からの器具取付高さの比率です。

ここで、

• H_m = 取付高さ
• A = 総床面積
• N = 照明器具台数

メーカー提供の器具最大SHRを超えないようにする必要があります。

注： 一般的なリビングルームには20 lm/ft²（≒215 lm/m²）必要。

学習室・教室には300 lm/m²必要。

（環境・条件により異なる基準あり。例：多くの多国籍企業では夜勤者向けにオフィスで600 lm/m²維持を要求）

それでは手順に入ります。とある学校の特定フロアレイアウトを想定し、各セクションの照明必要量を分析します。

計算容易化のため、採用するすべての照明器具と定格はフィリップス製としています。フィリップス提供の各種器具と仕様はこちらで確認可能です。

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教室の照明設計計算

教室断面積 = 6×9 = 54m²、天井高 = 3m

必要光束 = 54 × 300 = 16,200 lm

以下の表は照明器具の利用率算出用参照表です。機種・メーカーにより異なります。概念理解用に単一参照表を使用します。実際の表はメーカー提供で、多少異なる場合があります。

室反射率			室指数
C	W	F	0.75	1	1.25	1.50	2.00	2.50	3.00	4.00	5.00
0.70	0.50	0.20	0.43	0.49	0.55	0.60	0.66	0.71	0.75	0.80	0.83
	0.30		0.35	0.41	0.47	0.52	0.59	0.65	0.69	0.75	0.78
	0.10		0.29	0.35	0.41	0.46	0.53	0.59	0.63	0.70	0.74
0.50	0.50	0.20	0.38	0.44	0.49	0.53	0.59	0.63	0.66	0.70	0.73
	0.30		0.31	0.37	0.42	0.46	0.53	0.58	0.61	0.66	0.70
	0.10		0.27	0.32	0.37	0.41	0.48	0.53	0.57	0.62	0.66
0.30	0.50	0.20	0.30	0.37	0.41	0.45	0.52	0.57	0.60	0.65	0.69
	0.30		0.28	0.33	0.38	0.41	0.47	0.51	0.54	0.59	0.62
	0.10		0.24	0.29	0.34	0.37	0.43	0.48	0.51	0.56	0.59
0.00	0.00	0.00	0.19	0.23	0.27	0.30	0.35	0.39	0.42	0.46	0.48

室間隔高さ比 SHR_Room = 1.5 の利用率表

教室の反射率コード = 752

すなわち、天井反射率70%、壁50%、床20%（白/明色壁の一般基準）

室指数 R.I. = 1.8、反射率コード 752 で、利用率（U.F）= 0.66

教室/オフィスの維持率 = 0.8（標準）

N = 必要照明器具台数

• E = 作業面上の平均照度
• A = 作業面積
• n = 1器具あたりのランプ数
• F = 照明設計ルーメン/ランプ（初期裸ランプ光束）
• UF = 作業面の利用率
• M.F. = 維持率

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フィリップス Green Perform LEDバテンライト 40Wを使用する場合

ルーメン/ワット：4000lm/40W

光色：ナチュラルホワイト 4000K

演色性指数 >80

寿命 L70*：50,000時間

会議室の照明設計計算

会議室断面積 = 6×9 = 54m²、天井高 = 3m

必要光束 = 54 × 300 = 16,200 lm

• 室指数 R.I. = 1.8、反射率コード 752 で、利用率（U.F）= 0.66
• 維持率 M.F. = 0.8（標準）

フィリップス UltraSlim ラウンドLEDパネルライト 22Wを使用する場合

ルーメン/ワット：1,760 lm/22W

 

ホールの照明設計計算

ホール断面積 = 31×3 = 93m²、天井高 = 3m

必要光束 = 93 × 215 = 19,995 ≒ 20,000 lm

• 室指数 R.I. = 1.82、反射率コード 753 で、利用率（U.F）= 0.66
• 維持率 M.F. = 0.8（標準）

フィリップス MASTER TL5 高効率 ECO 35Wを使用する場合

ルーメン/ワット：3,650 lm/35W

演色性指数 - 85

平均寿命：25,000時間

階段配線の照明設計計算

注：階段配線設置の詳細を参照。

階段断面積 = 6.4×2.7 = 17.28m²、天井高 = 3m

必要光束 = 17.28 × 215 = 3,715 lm

室指数 R.I. = 1.26、反射率コード 752 で、利用率（U.F）= 0.55

維持率 M.F. = 0.8（標準）

フィリップス MASTER TL5 高効率 ECO 35Wを使用する場合

ルーメン/ワット：3,650 lm/35W

演色性指数 - 85

平均寿命：24,000時間

トイレ（WC）の照明設計計算

• WCトイレ1&2 断面積 = 1.425×1.2 = 1.71m²、天井高 = 3m

必要光束 = 1.71 × 215 = 367 lm

• 室指数 < 0.75 のため利用率表適用外
• 維持率 M.F. = 0.8（標準）

フィリップス TL ミニチュア 8Wを使用する場合

ルーメン/ワット：410 lm/8W

演色性指数 - 60

平均寿命：10,000時間

• WCトイレ3&4 断面積 = 1.5×1.8 = 2.7m²、天井高 = 3m

必要光束 = 2.7 × 215 = 580 lm

• 室指数 < 0.75 のため利用率表適用外
• 維持率 M.F. = 0.8（標準）

フィリップス MASTER TL5 高効率 ECO 14Wを使用する場合

ルーメン/ワット：1,350 lm/14W

平均寿命：40,000時間

• 両トイレで単一LEDチューブを共有使用可能

洗面所エリアの照明設計計算

洗面所断面積 = 6×6.6 = 40m²（※原文49.5m²の誤記と思われる）、天井高 = 3m

必要光束 = 49.5 × 215 = 10,642 lm

• 室指数 R.I. = 1.05、反射率コード 752 で、利用率（U.F）= 0.49
• 維持率 M.F. = 0.8（標準）

フィリップス Pacific LED 防水バテン 35Wを使用する場合

• ルーメン/ワット：4,200 lm/35W
• 演色性指数 - 85
• 平均寿命：50,000時間

注：照明器具は均等間隔で配置し、室内の均一な配光を実現してください。実際の教室必要器具数は計算値より少なくなります。LED照明の利用率は計算で用いた値より良好ですが、手順は同じです。

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