Question 1

光束法により室の平均照度E〔lx〕を求める式として正しいものは。ただし、Fは光源1灯の光束〔lm〕、Nは灯数、Uは照明率、Mは保守率、Aは室の面積〔m²〕とする。

Accepted Answer

E＝FNUM／A。【詳細解説】光束法は、光源が出した全光束のうち実際に作業面に届く分を見積もって平均照度を求める方法で、E＝F×N×U×M／A で表します。分子は「光源の光束F×灯数N」に、作業面へ到達する割合である照明率Uと、汚れや劣化による低下を見込んだ保守率Mを掛けたもので、これを室の面積Aで割ると1m²あたりの光束、すなわち照度になります。照明率と保守率はどちらも1以下の係数なので、必ず分子側に置きます。保守率や照明率を分母に置いた式は、係数が小さいほど照度が大きく出ることになり誤りです。面積Aを分子に置いた式も、室が広いほど明るくなることになり成り立ちません。灯数を求めたいときは式を変形して N＝E×A／（F×U×M） とします。設計で使うのはこの形です。【他の選択肢が不適切な理由】照明率と保守率はどちらも1以下の係数なので、必ず分子側に置きます。これらを分母に置いた式では、汚れて照明率が下がるほど照度が大きく出るという不合理が生じます。面積を分子に置いた式も、室が広いほど明るくなることになり成り立ちません。分母は面積だけ、と形で覚えておけば、灯数を求める式へ変形するときも迷いません。

Question 2

面積200m²の事務室の平均照度を500lxにしたい。光源1灯の光束が5000lm、照明率0.5、保守率0.8であるとき、必要な灯数〔灯〕は。

Accepted Answer

50。【詳細解説】光束法の式 E＝FNUM／A を灯数について解くと、N＝E×A／（F×U×M）となります。数値を代入すると、分子は 500×200＝100000、分母は 5000×0.5×0.8＝2000 です。したがって N＝100000／2000＝50灯となります。40灯は保守率を掛け忘れた場合（100000／（5000×0.5））、25灯は照明率を掛け忘れた場合（100000／（5000×0.8））、20灯は両方とも掛け忘れた場合（100000／5000）に出る値です。実際の設計では計算値を上回る整数の灯数を選び、器具の配置が均等になるように列数と行数の積で決めます。分母に係数を三つまとめて掛ける、と手順を固定しておくと計算間違いが減ります。【他の選択肢が不適切な理由】照明率と保守率はどちらも1より小さいので、これらで割ると必要な灯数は増えます。40灯は保守率、25灯は照明率、20灯は両方を分母に入れ忘れた値で、いずれも必要数を下回るため、そのまま設置すると設計した照度に届きません。求めた灯数を式に戻して500lxになるかを確かめれば、掛け忘れはその場で分かります。

Question 3

面積100m²の室に、1灯の光束が3000lmの照明器具を20灯設置した。照明率0.6、保守率0.75のとき、この室の平均照度〔lx〕は。

Accepted Answer

270。【詳細解説】平均照度は E＝F×N×U×M／A で求めます。分子は 3000×20×0.6×0.75 です。順に計算すると 3000×20＝60000、60000×0.6＝36000、36000×0.75＝27000 となります。これを面積100m²で割ると E＝27000／100＝270lx です。360lxは保守率を掛け忘れた値（36000／100）、180lxは照明率を0.4と取り違えた場合の値、225lxは照明率を0.5とした場合の値です。照明率も保守率も1より小さい係数なので、掛けるたびに照度は下がります。答えが「光束の総量÷面積」より必ず小さくなることを確かめれば、掛け忘れに気づけます。【他の選択肢が不適切な理由】照明率も保守率も1より小さい係数なので、掛けるたびに照度は下がります。360lxは保守率を掛け忘れた値で、光束の総量を面積で割った600lxへ近づく方向にずれています。180lxと225lxは照明率を0.4や0.5と読み違えた場合の値です。答えが必ず600lxを下回るかどうかを見るだけでも、掛け忘れには気づけます。

Question 4

照明設計で用いる保守率の意味として、正しいものは。

Accepted Answer

時間経過による照度低下を見込む係数。【詳細解説】保守率Mは、使用にともなうランプの光束低下や、器具・室内面の汚れによる照度の減少をあらかじめ見込んでおく係数です。新設時の照度に保守率を掛けた値が、設計上保証したい照度になります。「光源から出た光束のうち作業面に届く割合」は照明率Uの意味で、器具の配光や室内面の反射率、室の形で決まる別の係数です。「室の形状と光源の高さで決まる指数」は室指数のことで、照明率を表から読み取るために使う値です。「光源1本あたりの全光束」はランプ自体の性能値で係数ではありません。清掃や交換を計画的に行う場所ほど保守率は高く設定できます。【他の選択肢が不適切な理由】光源から出た光束のうち作業面に届く割合は照明率の意味で、器具の配光や室内面の反射率、室の形で決まる別の係数です。室の形状と光源の高さで決まる指数は室指数のことで、照明率を表から読み取るために使う値です。光源1本あたりの全光束はランプそのものの性能値であって、1以下の係数ではありません。三つとも照明計算に出てくる量ですが、時間の経過による低下を扱うものではありません。

Question 5

照明設計で用いる照明率の意味として、正しいものは。

Accepted Answer

光源の全光束のうち作業面に達する割合。【詳細解説】照明率Uは、光源が出した全光束のうち、実際に作業面へ到達する光束の割合です。器具の配光特性、天井・壁・床の反射率、そして室指数によって決まり、メーカーの照明率表から読み取ります。「汚れや劣化による照度低下の見込み」は保守率Mの意味で、時間の経過にともなう低下を扱う別の係数です。「面積を取付高さで割った値」は室指数の考え方に似ていますが、室指数は間口と奥行の積を高さと辺の和の積で割るもので、式そのものが異なります。「1Wあたりの光束」はランプ効率〔lm/W〕です。室が広く天井が低いほど光が壁で失われにくく、照明率は高くなります。【他の選択肢が不適切な理由】汚れや劣化による照度低下の見込みは保守率の意味で、時間の経過にともなう低下を扱う別の係数です。面積を取付高さで割った値という説明は室指数に似ていますが、室指数は間口と奥行の積を、高さと二辺の和の積で割るもので式が異なります。1Wあたりの光束はランプ効率で、光源の性能を表す値です。作業面へ到達する割合を表すのはこの係数だけです。

Question 6

間口10m、奥行15mの室で、作業面から光源までの高さが3mであるとき、この室の室指数は。

Accepted Answer

2.0。【詳細解説】室指数Kは K＝X×Y／{H×（X＋Y）} で求めます。Xは間口、Yは奥行、Hは作業面から光源までの高さです。数値を代入すると、分子は 10×15＝150、分母は 3×（10＋15）＝3×25＝75 です。したがって K＝150／75＝2.0 となります。1.5は高さを4mとした場合（150／（4×25））、1.2は高さを5mとした場合（150／（5×25））、3.0は高さを2mと取り違えた場合（150／（2×25））の値です。Hは天井高さそのものではなく、机上面など作業面から器具までの距離である点に注意します。室指数が大きいほど光が壁に逃げにくく、照明率表で読み取る照明率も大きくなります。設計ではまず室指数を出し、次に反射率と組み合わせて照明率を求めます。【他の選択肢が不適切な理由】室指数は分母に高さが入るので、高さを読み違えるとそのまま結果が変わります。1.5は高さを4m、1.2は5m、3.0は2mとした場合の値です。ここでの高さは天井までの距離ではなく、机上面などの作業面から器具までの距離である点を取り違えやすく、天井高さをそのまま入れると室指数が小さく出て、照明率も低く読み取ることになります。

Question 7

室指数と照明率の関係についての記述として、正しいものは。

Accepted Answer

室指数が大きいほど照明率は高くなる。【詳細解説】室指数が大きいということは、室が広く、作業面から光源までの高さが相対的に低いことを意味します。この場合、光源から出た光は壁で吸収されずに作業面へ届きやすくなるため、照明率は高くなります。逆に、天井が高く床面積が狭い細長い室では室指数が小さくなり、壁での吸収が増えて照明率は下がります。室指数と照明率が無関係とする記述は、照明率表が室指数を引数にしていることと矛盾します。室指数は保守率を求めるための係数ではありません。保守率は汚れや光束低下を見込む別の値です。「広くて低い室ほど光の無駄が少ない」と結びつけると関係を思い出せます。【他の選択肢が不適切な理由】室指数が大きいほど照明率が低くなるという記述は、広くて天井の低い室ほど光が壁で吸収されずに作業面へ届くという関係と逆です。無関係とする記述は、照明率表が室指数と反射率の組合せから値を読み取る形になっていることと矛盾します。保守率を求めるための係数とする記述も、保守率が汚れや光束低下を見込む別の値であることと合いません。

Question 8

作業に必要な高い照度を得るために、作業箇所の近くに専用の照明器具を設ける照明方式は。

Accepted Answer

局部照明。【詳細解説】局部照明は、机上や検査台など特定の作業箇所だけを近距離から照らして必要な照度を確保する方式です。全般照明で室全体を高い照度にするより消費電力を抑えられます。全般照明は室全体をほぼ均一な照度で照らす方式で、作業箇所を特定しません。間接照明は光を天井や壁に当て、その反射光で室内を照らす方式で、明るさの分布はやわらかくなりますが高い照度を得る目的には向きません。投光照明は屋外の広い場所や建物の外観を遠くから照らす方式です。全般照明を控えめにして局部照明を併用する方式はタスク・アンビエント照明と呼ばれ、省エネルギーの手法として広く採用されています。【他の選択肢が不適切な理由】全般照明は室全体をほぼ均一な照度で照らす方式で、特定の作業箇所を狙うものではありません。間接照明は光を天井や壁に当てて反射光で照らす方式なので、明るさはやわらかくなる反面、高い照度を得る目的には向きません。投光照明は屋外の広い場所や建物の外観を遠くから照らす方式で、作業箇所の近くに器具を置くという考え方とは前提が違います。

Question 9

照明設備の保守率を高く保つために有効な方法として、正しいものは。

Accepted Answer

器具の清掃と光源の交換を計画的に行う。【詳細解説】保守率が下がる主な原因は、ランプ自体の光束低下と、反射板やカバーに付着する汚れです。したがって、清掃と光源交換の周期を定めて計画的に実施することが保守率を高く保つ直接の方法になります。作業面から光源までの高さを高くすると室指数が小さくなり照明率が下がりますが、保守率の改善にはつながりません。色温度は光の色を表す値であり、汚れや光束低下とは無関係です。器具の台数を増やせば照度は上がりますが、これは保守率を上げているのではなく初期照度を上げているだけで、汚れによる低下はそのまま残ります。保守率は設計値であると同時に、維持管理の約束でもあります。【他の選択肢が不適切な理由】作業面から光源までの高さを高くすると室指数が小さくなって照明率が下がるだけで、汚れや光束の低下とは関係がありません。色温度は光の色を表す値なので、高く選んでも照度の低下は防げません。器具の台数を増やすのは初期の照度を上げているだけで、時間とともに進む低下そのものは残ります。原因が汚れとランプの劣化にある以上、対策もそこへ向ける必要があります。

Question 10

照明器具の光を天井や壁に向けて放ち、その反射光で室内を照らす間接照明の特徴として、正しいものは。

Accepted Answer

同じ照度を得るための電力が増える。【詳細解説】間接照明は、光がいったん天井や壁で反射してから作業面に届きます。反射のたびに光の一部が吸収されるため照明率が低くなり、同じ照度を得るには直接照明より多くの電力が必要になります。いっぽう、光が広い面から拡散して届くので影がやわらかくなり、強い影ができやすいという記述は誤りです。器具の直下だけが明るくなるのは、光を下向きに絞る直接照明の配光の特徴です。光源が視線から隠れるため輝度が直接目に入りにくく、まぶしさ（グレア）が少ないことも間接照明の利点です。省電力より快適さや意匠を重視する空間で採用される方式だと整理しておきます。【他の選択肢が不適切な理由】光が天井や壁で拡散してから届くため影はやわらかくなり、強い影ができやすいという記述は逆です。器具の直下だけが著しく明るくなるのは、光を下向きに絞る直接照明の配光の特徴です。光源が視線から隠れる配置になるので輝度が直接目に入りにくく、まぶしさが少ないことが利点であり、直接目に入りやすいという記述も実際と反対です。

照度計算と照明設計の一問一答