20.【大林組】 NEDO省エネフォーラム_口頭発表

ＮＥＤＯ 省エネルギー技術フォーラム 2015

研究開発期間：2012年1月～2016年3月

(株)大林組

共同研究先：東京工業大学

委託先：（株)ビジュアル・テクノロジー研究所

＜明るさ感指標を利用した光環境

制御技術の開発＞

戦略的省エネルギー技術革新プログラム

実用化開発

2

１．研究開発の背景、目的、目標

１．１．背景

＜

ZEBに向けて＞

・照明消費電力は建物の２０％程度を占める

・環境配慮・

ZEB化のため照明消費電力の一層

の削減が必須

＜市場と技術動向＞

・

LED照明など調光・調色可能な制御デバイス

の製品化が加速

・震災以降、節電のため低照度が定着

→照明をスマートに使うための新しい光環境評価・

省エネ制御技術が必要

3

１．２．従来の課題、目的、目標

１．研究開発の背景、目的、目標

従来技術

開発技術

全般照明+照度センサー制御

タスク・アンビエント照明

明るさ感指標を利用した

タスク・アンビエント照明

机上面に必要な照度を室内全

体に与える手法。余分な明か

りが出ているため、省エネの

余地が大きい。

アンビエント照明を下げ、机

上面に必要な照度をタスクラ

イトで補う手法。暗い雰囲気

にならない配慮が必要。

人の感じる明るさを基にする

ことで、快適な光環境と省エ

ネルギー性を両立できる新し

い計画手法。

さらに昼光を効果的に利用。

８０

（全般照明の消費電力量を

１００とした場合）

６０

４０

窓

4

２．１．研究開発体制

２．研究開発体制、研究開発内容

委託

共同研究

株式会社 大林組

・輝度測定システムの開発

・光環境評価システムの開発

・調光システムの実証試験装置の構築と

検証・改善

・明るさ感を利用した照明計画ガイドの作成

国立大学法人 東京工業大学

・光環境制御ロジックの開発

・調光システムの実証試験装置の構築と検証・

改善

・明るさ感を利用した照明計画ガイドの作成

株式会社 ﾋﾞｼﾞｭｱﾙ・ﾃｸﾉﾛｼﾞｰ研究所

・光環境制御プログラムの開発

・調光システムの実証試験装置の構築と検証・

改善

・明るさ感を利用した照明計画ガイドの作成

研究開発責任者

5

２．２．研究開発内容

（１）開発技術の背景

２．研究開発体制、研究開発内容

– 人の感じる

明るさ感を数値化

し、その数値を基に照明やブラインド等を

適切に制御

。

– 快適な光環境と省エネルギー化

を実現。

（１）明るさ感と照度

（２）提案技術

これまで光環境の設計・評価には、

照度（ある面に当たる光の量）が用

いられてきた。

室内の

明るさ感は、輝度（壁面など

から目に入る光の量）に左右される。

⇒明るさ感を利用した省エネ計画方

法の確立が必要

_{照明器具の}

中央配置

（5灯:床面照度420lx）

照明器具の

分散配置

（4灯:床面照度290lx）

＜

明るさ感

大林組シミュレーション結果

【印象と照度の比較】

6

照

度

モノに当たる光の量

目に入る光の量

輝

度

（２）開発システムの概要（照度と輝度）

２．研究開発体制、研究開発内容

２．２．研究開発内容

7

明るさ感は、目の

順応や輝度対比

といった人の視覚特性を加味した、実際に感じる

明るさを評価できる指標。本提案では、東京工業大学中村准教授開発の

「NB」値

（明るさ尺度値）

を利用。１から１３段階で明るさ感を評価できる。

昼光を含めて明る

さ感を評価できる唯一の手法。

13 非常に明るい

11 明るい

9 やや明るい

7 どちらでもない

5 やや暗い

3 暗い

1 非常に暗い

明るさ感

による評価

（明るさ画像

に変換）

中心部の色（輝度）は同じだが、周

囲の影響で見え方は違う

（左の方が明るく見える）

明るさ画像

輝度

（7.5NB）

_（6NB）

明るさ感指標は、見え方の違いを数値化す

ることが可能

（左中心部の明るさ感の数値が高い）

[NB]

（２）開発システムの概要（明るさ感）

２．研究開発体制、研究開発内容

２．２．研究開発内容

8

（２）開発システムの概要（システム概念）

２．研究開発体制、研究開発内容

２．２．研究開発内容

輝度測定システム

ブラインド面や壁面の輝度を測定

光環境評価システム

輝度値を基に明るさ感指標に変換

照明・ブラインドの制御量を算出

照明制御・ブラインド制御装置

照明の調光量やブラインドの開閉

信号を送出

【制御の概念図】

アンビエント照明

輝度測定

システム

照明制御装置

ブラインド制御装置

光環境評価

システム

制御信号

輝度

画像

制御量

輝度カメラ

（屋内）

ブラインド

タスクライト

輝度カメラ

（屋外）

【制御システム構成図】

9

２．研究開発体制、研究開発内容

10

明るさ画像に変換

輝度画像に仮想ブラインドの重ね合わせ

直射光・反射光の検出

屋外輝度画像

[簡易測定]

の読み込み

スラット角決定、動作指令

まぶしさ判定

直射光あり

スラット角＝保護角

反射光あり

スラット角＝遮蔽角

直射光・反射光なし

スラット角＝水平

【遮光判定】

【窓面明るさ判定】

屋外輝度画像

[通常測定]

の読み込み

屋内輝度画像の読み込み

人工照明が与える輝度を取り除き

自然光のみによる明るさ画像

を作成

目標の明るさ画像

を作成・逆変換、

修正輝度画像を作成

目標輝度を得るための調光率を算出

調光率送信

【ブラインド制御】

【即時割込み制御】

【アンビエント照明制御】

（２）開発システムの概要（統合システムフロー図）

11

晴天

太陽光高度が高い時間

帯は、羽を内倒しするこ

とによって、直射日光を

遮りながら天井面に反

射することができ、室内

の明るさ感を向上し照

明（調光率）を下げるこ

とができる。

・省エネ・快適

太陽光高度が低い時

間帯は、羽を外倒し、

確実に直射日光を遮

り、まぶしさや不要な

熱負荷の侵入を防ぐ。

・快適

曇天

どんよりとした曇りや雨

天日は、羽を水平にし

て、できる限り自然光を

取り込む。

薄日のあるような明る

い曇天日や、隣棟の

反射光が急に射して

きた際に、ブラインド

を即時に制御する。

・快適

夜間

夜間は、羽を内倒しで

閉じる（逆全閉）ことに

よって、室内照明の明

かりを有効利用すること

ができ、照明（調光率）

を下げることができる。

夜間、電動ブラインド

のひもをリセットする

ために、午前2時に強

制制御を行う。

・省エネ

内倒し（逆方向）

外倒し（順方向）

水平

即時遮蔽

逆全閉

_順全閉

２．研究開発体制、研究開発内容

２．２．研究開発内容（制御イメージ）

12

３．１．成果（システム図）

３．成果、実績、展望等

電動ブラインド

TU盤

個別操作スイッチ (２箇所)

アンビエント照明器具

調光制御装置

輝度測定システム・タスクライト管理システム

輝度測定用カメラ（計３台）

HUB2

照明制御

ブラインド制御

タスクライト本体（

20台分）

制御停止SW

手動調光SW

HUB1

13

３．１．成果（平面図）

カメラ

ダウンライト

照明調光単位

グリッド照明（LED）

ブラインド制御グループ

操作スイッチ ブラインド／照明

G2

G1

G4

G3

G6

G5

G9

G8

G7

G15

G12

G11

G10

G14

G13

南西面

G3

G1

G2

G3

G2

G1

北西面

３．成果、実績、展望等

14

３．１．成果（導入写真）

執務室（ブラインド開）

執務室（ブラインド閉）

執務室（夜間）

15

３．１．成果（省エネルギー性評価）

60％省エネ

４月27日（晴れ）

４～６月平日昼間（

9:00～17:00）

44％省エネ

時刻別照明消費電力量

３ヶ月間の平日昼間照明消費電力量

照明消費電力密度

2.95Wh/㎡（平日9:00～17:00平均）

３．成果、実績、展望等

16

３．１．成果（ブラインド制御評価）

３．成果、実績、展望等

0

20000

40000

60000

80000

100000

12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00

2015/3/12晴天日

ス

ラ

ッ

ト

角

度

[°

]

なし

直射光あり

反射光あり

-80

-60

-40

-20

0

20

40

12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00

南西面

_{:遮光状況}

南西面

_{:スラット角}

14:00

13:20

14:30

_15:20

屋上全天照度

全

天

照

度

[k

ｌｘ

]

100

20

0

40

60

80

[cd/m

_]

10

10

10

10

10

照度計写真

遮光判定

17

３．２．実績等

３．成果、実績、展望等

日付

学会名

発表テーマ

2013.4.17 国際照明委員会フランス大会 DEVELOPMENT OF AUTOMATIC LIGHTING CONTROL SYSTEM USING BRIGHTNESS IMAGE 2013.8.31 建築学会大会 明るさ感を向上させた省エネルギー照明システムに関する研究 2013.9.4 電気設備学会全国大会 明るさ感を向上させた省エネルギー照明システム 2013.9.7 照明学会全国大会 明るさ感を向上させた省エネルギー照明システム 2014.6.19 プレスリリース 明るさ感指標を利用した光環境制御システムを開発 2014.6.20 日経産業新聞、日刊工業新聞、建設工業新聞、建設通 信新聞、建設産業新聞 明るさ尺度値でオフィス省エネ－大林組が光環境制御システム 他 2014.6.24 電気新聞 「明るさ感」を基に光環境を制御 2014.8.11 週刊ビル経営 光環境制御システムを産学協同で開発 2014.9.5 新エネルギー新報 大林組、明るさ感指標を利用した光環境制御システム開発 2015.1 建築設備と配管工事 明るさ感指標を利用した光環境制御システム 2014.8.29 電気設備学会全国大会 明るさ感を向上させた省エネルギー照明システム 2014.9.4 照明学会全国大会 明るさ感を向上させた省エネルギー照明システム 2014.9.14 建築学会大会 明るさ感を向上させた省エネルギー照明システムに関する研究 2015.6.3 プレスリリース 明るさ感指標を利用した光環境制御システムにブラインド制御機能を追加 2015.6.4 日刊工業新聞、建設工業新聞、建設通信新聞、建設産 業新聞、電気新聞 都内ビルに光環境制御システム導入 低照度で室内明るく 他 2015.6.25 日経アーキテクチュア 輝度による照明制御で電力6割カット

2015.6.29 国際照明委員会イギリス大会 LIGHT ENVIRONMENT CONTROL SYSTEM USING PERCEPTION OF BRIGHTNESS 2015.7.23 日刊工業新聞 「人の感じる明るさ」で省エネ

2015.8.27 照明学会全国大会 明るさ感を向上させた省エネルギー照明システム 2015..9.2 電気設備学会全国大会 明るさ感を向上させた省エネルギー照明システム

2015.9.5 建築学会大会 明るさ感を向上させた省エネルギー照明システムに関する研究 2015.9 建築技術 光環境制御システムにブラインド制御機能を追加

18

３．成果、実績、展望等

３．３．今後の展望

「明るさ感」は照明設計基準の新たな指標となり、

認知・利用され始めました。

今後、この開発技術を広く普及させるため、自社

施設をはじめ、支社・支店を多数持つ企業への

展開など、新規需要と併せてストックマーケット

に対しても強力に導入推進を図ります。

そして、光環境制御の先行技術として、ＺＥＢ社

会実現にむけて貢献できるように取り組みます。

19

３．４．原油換算省エネ効果

３．成果、実績、展望等

2020年

2030年

国内

国外

国内

国外

指標A（効果量）

8.28 ℓ

/㎡・年

－

8.28 ℓ

/㎡・年

－

指標B（導入量）

5,900,730 ㎡

-

17,702,190 ㎡

-省エネルギー効果（kℓ/年）

48,800

－

146,574

－

省エネルギー効果（想定）

(1)2020年 ＝ 累計 48,800 kℓ

(2)2030年 ＝ 累計146,574 kℓ

【タスクライト調光制御採用によって、

2.6％効果量アップ】

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