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電灯設備:電気設備の基礎知識5

電気設備の基礎知識

更新日:2021年2月19日(初回投稿)
著者:東海大学 工学部 電気電子工学科 元教授(現非常勤講師) 森本 雅之

前回は、動力設備について説明しました。今回は、電灯設備を解説します。電灯設備は、単相100V・200Vを使う設備を指します。その名のとおり電灯、すなわち、照明の設備が中心です。その他に、弱電機器のためのコンセントなど、電灯分電盤から配線する機器も含んでいます。ここでは、代表的な電灯設備である照明を中心に説明していきます。

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1. 照明設備

照明の目的は、部屋の明るさを確保することです。しかし、ただ明るくするだけでなく、まぶしくしないということも要求されます。そのため、照明の設計は、照度、グレア、演色性などの数値を考えて行います。

・照度
照度は、照明の基本量で、光の当たる面の明るさを示す量です。照度の単位はルクス(lx)で表されます。

・グレア
グレアは、まぶしさの指標です。まぶしさは、光源の輝度の影響が最も大きく、加えて、光源の大きさや光源への距離も関係します。光源の輝度の単位はカンデラ(cd)で表されます。グレアを評価するためにグレア評価値(UGR)を計算します。グレア評価値は不快感を示す数値で、小さいほどまぶしくないことを表します。グレアは基準値が定められているので、この値を超えないようにする必要があります。

・演色性
演色性は、光源がどの程度、太陽光に近いかの指標です。光源の色により、物の色の見え方が異なってしまいます。太陽光の演色性を100とした演色評価数が使われます。

この他にも、さまざまな指標があります。それは、照明の性能が物理量だけでなく、人間の感度を考慮した心理物理量も含めて考える必要があるからなのです。このような指標を使って、照明器具の配置(照明計画と呼ばれます)を行います。照明器具の配置は、複数の光源と作業面との関係で設計されます。

それぞれの部屋の用途によって、必要な明るさは異なります。例えば、JISで定められている照明基準として照度の例を、表1に示します。実際の配置に当たっては、基準値だけではなく、明るさのばらつき(照度の均斉度:ある面の平均照度と最小照度の比率)も考えて行われます。

表1:照明基準の例(参考:JIS 9110:2010照明基準総則より抜粋)

表1:照明基準の例

2. 照明器具

照明器具は、電気設備として最も目につく存在です。表1に示したように、用途によって必要な明るさが異なるのに加え、さらに、照明による雰囲気や照明手法も異なります。照明手法は、表2に示すように分類されます。従って、照明器具は性能や手法など、さまざまな要因を考えて選定されています。

表2:照明方式(参考:森本雅之、電気エネルギー応用工学、森北出版、2015、P.110をもとに作成)

表2:照明方式

照明の光源には、従来は白熱灯や蛍光ランプが使われていました。今後は主にLED(発光ダイオード)が使われていくと考えられます。LEDは、半導体を使用しているため、低消費電力で長寿命なのが特長です。LEDで白色光を作るには、青色LEDを使います。青色LEDの青色光と、青色LEDにより発光する黄色蛍光体の黄色光を合成すると、白色光になります。蛍光体の種類により、昼光色や電球色など、各種の光色が得られます。また、LEDディスプレイなどで、光そのものを見せる場合には、光の3原色(赤色・緑色・青色)のLEDを組み合わせることで白色光を作ります。

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3. 非常用照明

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