平均天空に基づく昼光照明の計算方法に関する研究

(1)

九州大学学術情報リポジトリ

Kyushu University Institutional Repository

平均天空に基づく昼光照明の計算方法に関する研究

穴井, 謙

九州大学人間環境学研究科空間システム専攻

https://doi.org/10.11501/3166827

出版情報：Kyushu University, 1999, 博士（工学）, 課程博士バージョン：

権利関係：

(2)

(3)

。

博士論文

平均天空に基づく昼光照明の計算方法に関する研究

2000

年

1

月

穴井謙

(4)

(5)

第

1

章序論

1 . 1

研究の背景

1 . 2

研究の目的

1 .

3 本論文の構成

1i

司 ︑ ︼戸 ︑

J

第

2

章標準天空と昼光照明計算

2 . 1

標準天空

7 2 . 2

平均天空

9 2 . 3

^{その他の標準天空}

1 3

2 . 3 . 1

一様天空

1 3

2 . 3 . 2 CIE

標準曇天空

1 3 2 . 3 . 3 CIE

標準晴天空

1 5

2 . 3 . 4

中間天空

1 6

2 . 3 . 5 BRE Average S k y 1 8 2 . 3 . 6 Homogeneous S k y 1 9 2 . 3 . 7

連続的標準天空

2 1 2 . 3 . 8 A l l S k y Model 24

2 . 4

昼光照明計算

27 2 . 4 . 1

平均天空

2 7

2 . 4 . 2

一様天空

3 5

2 . 4 . 3 CIE

標準曇天空

3 7

2 . 5

まとめ

3 8

1

(6)

第

3

章平均天空の数式化

3 . 1

平均天空の構成方法

42 3 . 2

日本の平均天空

46 3 . 3

数式化のための基本式

50 3 . 4

基本式の係数あるいは係数項の確定

52 3 . 5

平均天空を表す式

58 3 . 6

まとめ

62

第

4

章側窓採光による昼光率の予測

4 . 1

側窓採光による昼光率

4 . 2

立体角投射の法則と直接昼光率

4 . 3

単位立体角投射率あたりの直接昼光率を表す式

4 . 4

作業面切断の式と間接昼光率

4 . 5

窓面の直接昼光率を表す式

4 . 5 . 1

窓面の下向き直接昼光率

4 . 5 . 2

窓面の上向き直接昼光率

4 . 5 . 3

窓面の直接昼光率に関する提案式の精度

4 . 6

まとめ

AU

寸

ζ J

弓I

t

‑

‑ d n u n y n U

弓3

r A U f o f O

﹃ / 弓

f n y n y n u n U

噌E

A 4 E A

第

5

章天窓採光による昼光率の予測

5 . 1

天窓、採光による昼光率

5 . 2

天窓の下向き直接昼光率

5 . 3

天窓の下向き直接昼光率を表す式

. 1 0 5 .107 . 1 2 2

II

(7)

5 . 4

天窓の下向き直接昼光率に関する提案式の精度

5 . 5

まとめ

第 6章室内昼光照度の予測

6 . 1

全天空照度

6 . 2

全天空照度とその出現頻度の関係を表す式

6 . 3

天窓および側窓による昼光照度の計算手順

6 . 4

昼光照度の計算例

6 . 5

まとめ

第 7章総括

文献謝辞

III

. 1 3 3 . 1 3 6

. 1 3 7 . 1 3 9 . 1 4 6 . 1 4 8 . 1 5 8

. 1 5 9

(8)

(9)

第 1 章序論

(10)

第1章序論

1

.序論

1 . 1

研究の背景

近年，昼光利用を強く意識した建築が世界の各地で多く見うけられる。

昼光は，人工光のような安定性や信頼性には欠けるが，建築空間の居住者や利用者である人間に対して，視覚に必要な光を供給するだけでなく，

精神的な刺激も与える。また，昼光には，意識的あるいは無意識的に外界環境とのつながりを保持する心理的な作用もある。このように，昼光は建築空間の形成に大きく寄与する。

昼光照明は，建築空間への昼光の導入，さらに，昼光の導入による建築空間の光環境の構成を意味している。昼光照明計画では，屋外の光源から建築空間の検討点に至る過程を正確に把握し，照度に代表される光環境の諸要件を予測し，それらを十分に効果的に達成するように，窓の位置や大きさ，室内仕上げなどの建築形態を決定する。このような昼光照明計画を一般的に広く実施するための最も基礎的な要件は，建築空間における昼光照明環境の簡易な予測方法の開発である。

昼光は，季節や天候時刻によって，常時変動する。ときには激しく変動する。他方，建築の昼光照明用の開口，すなわち，採光用開口は固定的である。開口部に可動ルーバーやブラインドなどの昼光照明の制御装置を設置しでも，変動する昼光を十分に追従することはできない。昼光照明環境は，昼光の変動と共に多様に変動する。したがって，その時々の瞬時の昼光照明環境の予測とあわせて，固定的な採光用開口の計画や設計に対応する予測方法が必要である。

‑1‑

(11)

第 1章序論

昼光照明環境の予測は，標準天空と称する天空輝度分布に基づいて行う。したがって，標準天空は実際に現れる天空輝度分布に即していなければならない。天空の輝度に関する資料が乏しかった時代には，計算を

簡単に行うために，天空輝度分布を一様と仮定して昼光照明環境の予測を試みていた。しかし，実際の天空状態で，天空の輝度が一様分布となることは決してない。

C I E

注(国際照明委員会)は天空輝度分布のモデルとして，

C I E

標準曇天空 1)と

C I E

標準晴天空 2)を推奨した。また，

C I E

標準曇天空による昼光照明環境の予測方法 3)を勧告した。しかし，この方法は，予め決められた形態の建物にしか適用できない。さらに，

2 つ

の

C I E

標準天空は，両極端な天空状態，すなわち，天空全体が厚い雲に覆われた状態と完全に晴れ上がった状態を示すものである。これらに近

似する天空が実際に現れることは少ない。いわゆる中間天空と称する晴れと曇りの聞の天空状態の方が，はるかに多く出現する。常に変動する実際の天空輝度分布に即した固定的な採光用開口のための標準天空として，平均天空

(MeanSky)

4・9)が提案されている。平均天空は，任意の検討地点における任意の検討期間，任意の検討時間帯に現れるすべての天空輝度分布の平均として構成するものである。日本で適用するために，北緯

35

⁰ 東経

135

。の地点における検討時間帯が午前

9

時から午後

5

時までの年間の平均天空が示されている。また，側窓を対象として，

平均天空に基づく昼光照明環境の予測方法 4，5，7)が提案されている。

現在，昼光照明の計画や設計は実務者の勘や経験によって行われて

注 CommissionInternationale de l'立clairageの略。国際照明委員会。 CIEは，光と照明に関する唯一の国際機関である。世界中の約 40ヶ国が加盟している。照明に関する基準や標準を定め，勧告を行い，また，研究の交流を図っている。その活動はISO/CIE等の国際規格やJIS 規格に強い影響をもっ。日本照明委員会 (JCIE)は主要な一員である。

‑2‑

(12)

第 1章序論

いると言っても過言でない。昼光照明に関する配慮がほとんど払われていない場合も稀ではない。昼光の実態に即した簡易な昼光照明の計画方法や設計方法が確立していないことによる。

昼光照明環境の予測は，建築空間の計画や設計の段階に応じて，用いるべき方法が異なる。建築空間の材料や色彩などの詳しい情報が得られる後期段階では，精織な昼光照明環境の予測を行うことが望ましい。しかし，初期の段階では，建築の計画や設計はその過程においてしばしば変更される。変更のたびごとに昼光照明環境も繰り返し検討する必要がある。そのためにも，多大な労力を要しない簡易な昼光照明，特に昼光照度の計算方法の開発が必須である。

1 . 2

研究の目的

本研究の目的は，日本での適用が可能で，建築の計画や設計の初期段階での使用が可能な昼光照明の計算方法を開発することである。屋外の障害物と室内の検討点との位置関係などの諸要件は既知であるとし，

実際の天空に即した簡易な昼光照明環境の予測を可能とする。そのため，

昼光照明の光源である標準天空は，日本の平均天空を用いる。

昼光照明環境を精度良く予測するためには天空の位置ごとに輝度を与える必要がある。しかし従来の平均天空の資料は大まかな天空の位置の値が，数表で示されている。実際に昼光照明の計算を行うときは，

与えられている値から数学的に補間するなどの手間が必要である。これは，利用者にとって非常に煩雑であり，コンビュータを用いる場合はプ

‑3一

(13)

第 1章序論

ログラムが輔鞍する。したがって，一般的に広く実施することのできる昼光照明の計算のために，平均天空を数式で示すことが必要である。本研究では，平均天空を再構成し，その後，数式化する。

昼光照明の計算には，昼光率がしばしば用いられる。昼光率は，建築空間の検討点における昼光照度の，全天空照度に対する比である。検討点の昼光率が求まれば，その点の昼光照度は，昼光率と全天空照度の積として求めることができる。また，建築空間の昼光照度は，直接照度と間接照度の 2つに分けて取り扱う。したがって，昼光率も，直接昼光率と間接昼光率の

2つの成分に分けることができる。直接照度は，昼光が

採光用開口から検討点に直接入射することにより生じる照度であり，間接照度は，採光用開口から入射した昼光が，建築空間で反射を繰り返した後に検討点に入射して生じる照度である。直接昼光率および間接昼光率は，直接照度および間接照度の，全天空照度に対する比である。

従来の，平均天空に基づく昼光照明の計算方法では，直接昼光率と間接昼光率を個別に計算し，それらの和として昼光率を求めている。直接昼光率は， i単位立体角投射率あたりの直接昼光率」と，関口部の立体角投射率との積として求める。間接昼光率は「窓面の直接昼光率」を用い，

作業面切断の式 10)を昼光照明に適用するために修正した式 4，5)により求める。計算に必要な，単位立体角投射率あたりの直接昼光率，および，

窓面の直接昼光率は，平均天空の資料と同様に，数値による表の形で示されている。しかし，計算の利便性を考慮すると，それらも数式で示す必要がある。本研究では，数式で示した平均天空に基づいて，新たに単

‑4‑

(14)

第1章序論

位立体角投射率あたりの直接昼光率，および，窓面の直接昼光率を求め，

これらを数式で示す。

また，従来の平均天空を用いた昼光照明の計算方法は，側窓、のみを対象としている。実用に供するためには，天窓も対象としなければ不十分である。したがって，本研究では，天窓による昼光照明の計算方法を新たに開発し，提案する。すなわち， I天窓の直接昼光率」を新たに定義し，

天窓による間接昼光率の計算を可能とする。

さらに，既に提案されている全天空照度とその出現頻度の関係を数式で表し，出現頻度を考慮した建築空間の昼光照度の予測を可能とする。

以上を総括して，本研究は，平均天空に基づく昼光照明の計算方法を提案する。すなわち，数式で示した平均天空を標準天空とし，建築空間の昼光照度の計算方法を提案する。最も基本的な採光用開口として鉛直な側窓と水平な天窓を取り扱い，関口部は矩形とする。

1 . 3

本論文の構成

本論文は

8

章で構成する。

第

1

章では，本研究の背景と目的を述べる。

第

2

章では，標準天空，および標準天空に関する既往の研究を簡単に紹介する。また，平均天空，一様天空，および，

CIE

標準曇天空に関する昼光照度の計算方法を簡単に紹介する。

第

3

章，第

4

章，第

5

章，および，第

6

章では，本研究の主題である平均天空に基づく昼光照度の計算方法について詳述する。

‑5一

(15)

第 1章序論

第

3

章では，平均天空の構成方法の概略を述べ，日本の平均天空を再構成する。昼光照度の計算の利便性を高めるため，また，コンビュータの利用に適するための，日本の平均天空の数式化について述べる。すなわち，日本の平均天空を数式化する。この数式で示した平均天空を，本研究で提案する昼光照度の計算方法の標準天空とする。

第 4章では，本研究の標準天空に基づく，側窓採光による直接昼光率，

および，間接昼光率の計算方法を提案する。すなわち，単位立体角投射率あたりの直接昼光率を数式で示し，窓面の直接昼光率の数式化について述べる。

第

5

章では，本研究の標準天空に基づく，天窓採光による直接昼光率の計算方法を示し，間接昼光率の計算方法を提案する。すなわち，天窓の直接昼光率を提案し，数式化する。

第 6章では，全天空照度と昼光率との積として，建築空間の昼光照度を求める方法について述べる。全天空照度に関する既往の研究を簡単に紹介し，既往の研究による全天空照度とその出現頻度の関係を，昼光照度の計算に容易に利用するために数式で示す。加えて，本研究で提案する方法の適用例を示す。すなわち側窓天窓および側窓と天窓を併用した場合の，日本の平均天空に基づく昼光照度の計算例を示す。

第

7

章では，本研究の総括を行う。

‑6‑

(16)

(17)

第 2 章標準天空と昼光照明計算

(18)

第2章標準天空と昼光照明計算

2 .

標準天空と昼光照明計算

昼光照明の光源は，直射日光と天空光に分けて考えることができる。

直射日光は，たとえば，建築空間内の特定の検討点の照度を極端に高くし，また，照度あるいは照度分布の急激な変動の原因となり，視環境を悪化させることが多い。したがって，建築空間の設計や計画は，直射日光が直接に射入しないように行うべきであり，昼光照明の計算では，一般に，直射日光を除き，天空光を光源とする。本研究では，従来の一般的な昼光照明計算と同様に直射日光を除外し，天空光，すなわち，天空の輝度分布を光源とする。

2 . 1

標準天空

標準天空とは，昼光照明の光源として設定する天空輝度分布のことである。昼光照明計算は，後述する標準天空に基づいて行われる。

人工照明の光源である人工光はほとんど変動しない。人工光は，空間的にも時間的にも非常に安定している。したがって，人工照明の計画や設計は比較的容易である。一方，昼光照明の光源である天空の輝度は極めて不安定である。天候，天空の状態，季節，時刻により，天空の輝度は常に変動する。天空の位置によっても輝度は異なる。しかし，建築の採光用開口は固定的である。建築空間の昼光照明環境は，天空の輝度の変動にともない常に変動する。したがって，実際に出現する天空輝度分布に基づ、いて，昼光照明計画を行うことは容易ではない。採光用関口の計画や設計は，特定の天空輝度分布，すなわち，標準天空を想定し，そ

‑7‑

(19)

れに基づいて行う必要がある。

天空の輝度に関する資料が乏しかった時代には，天空の全体で輝度を一様と仮定する一様天空により，昼光照明の計算が行われていた 11)。現

在，種々の考え方に基づいて，いくつかの標準天空の推奨あるいは提案がある。

C1E

は，諸研究者の成果をまとめた

P .Moon

と

D .E . 8pencer

の曇天空の輝度分布の提案 12)を，

C1E

標準曇天空として

1955

年に推奨

した 1)。また，

R . Ki t t l e r

の晴天空の輝度分布の提案 13)を，

C1E

標準晴天空として

1973

年に推奨した ²⁾⁰

C1E

が定める昼光の標準は，

1989

年の

180

注(国際標準化機構)と

C1E

との協定により，そのまま

180/C1E

国際標準原案 14)とし，

180

の場で審議することとなった。最近，

C1E

標準曇天空，および，

C1E

標準晴天空は，

180/C1E

国際標準となった 15)。曇天空と晴天空の聞の，いわゆる中間天空の輝度分布については，

C1E

によって標準化されていない。中村らの中間天空 16，17)，

P . J . L i t t l e f a i r

の

Average8ky

18‑21)，

R . Ki t t l e r

の

Homogeneous8k y

22，23)，などの提案がある。また，採光用開口の計画や設計に用いるために工夫された標準天空として，中村らの平均天空 ⁴^‑⁹⁾の提案がある。最近では，すべての天空状態を表す標準天空として松浦と松津の連続的標準天空 ²⁴⁾，井川らの

A l l8ky Mode1

^25‑²⁸⁾などの提案もある。一般に，標準天空は，天空輝度分布が天頂輝度に対する相対値で示されている。天空輝度の絶対値を求めるときは，各標準天空とそれぞれの天頂輝度49，50，54・63)を積算する。

各標準天空による昼光照明の計算方法で国際的に認められている方法

注 InternationalOrganization for Standardizationの略。国際標準化機構。各国の標準化圏内委員会相互の協力を図る非政府組織。非電気分野を担当 ( 電気分野は International Electrotechnical Commissionが担当)。

‑8‑

(20)

は，

CIE

が勧告している，

CIE

標準曇天空による採光計算法 3)のみである。これについては，本章第

4

節第

3

項でその概略を紹介する。

2 . 2

平均天空

中村らは，一定の検討時間，および，一定の期間の平均の昼光率を求めるために，任意の検討地点の平均的な天空輝度分布を示す標準天空の構成方法を工夫した。この標準天空を平均天空

(MeanSky)

4‑9)という。

平均天空の天空輝度分布は，天頂輝度に対する相対値ではなく，絶対値で示されている。平均天空は，

CIE

標準曇天空，

CIE

標準晴天空，および，中村らの中間天空 16，17)を用いて構成される。

CIE

標準曇天空は本章第

3

節第

2

項で，

CIE

標準晴天空は同第

3

項で，中間天空は同第

4

項で，

それらの概略を紹介する。また，平均天空の構成方法の概略は第

3

章第

1節で述べる。同氏らは，この平均天空に基づく側窓を対象とした簡易

な昼光照明の計算方法を提案している 4，5，7)。この計算方法の概略は，本章第

4

節第

1

項で紹介する。

平均天空は，検討する地点の緯度と経度，検討期間と検討時間，および，その地点での日照率により構成することができる。すなわち，日本だけでなく世界各地の平均天空を構成することができる。ここでは，検討期間を通年，検討時間帯を午前 9時から午後 5時までの 8時間として構成した，日本，中国およびヨーロッパの各地の平均天空をいくつか紹介する。

中村らは，理科年表に記載されている，日本の

80

地点の

30

年間

(1951

‑9‑

(21)

年から

1980

年)の日照時間の記録から，年平均日照率を

4 5 . 2%

29，30)とした。日本(北緯

35

⁰，東経

135

⁰⁾ の平均天空を，図 ‑

2 . 1

に示す。

同氏らは，中国の

31都市において日照時間のデータを収集し，それ

より日照率を構成し，中国での平均天空の適用を可能とした 8)。北京および上海の年平均日照率を，それぞれ

6 5 . 2

%，

4 4 . 2

%としている。図 ‑

2 . 2

に，北京の平均天空，図

‑2.3

に，上海の平均天空を示す。

また，同氏らは，ヨーロッパの各地においても，平均天空の適用を可能とした ⁹⁾。図

‑2.4

にマルセイユ(フランス)，図

‑2.5

にストックホルム(スウェーデ、ン)の平均天空を示す。

N

W E

S [kcd/m^2]

図 ‑

2 . 1

日本の平均天空

(北緯

35

⁰

0 0 '

，東経

135

⁰

0 0 '

，年平均日照率

45.2%)

[H. Nakamura， et al.: "The Mean Sky composed taking account of

the relative sunshine duration

ぺ

19861nternational Daylight

Conference， 11 (1989). ITable 2 The Mean Sky in JapanJに基づき作成]

n u

唱i

(22)

N

W

S

[kcd/m^2]

図

‑2.2

北京の平均天空

(北緯

39

⁰

5 6 '

，東経

17

⁰

0 0 '

65.2%)

[H. Nakamura， et al.:Mean Skies in China"， 1S^tLUX

PACIFICA (1989). iTable 1 Mean Sky in BeijingJに基づき作成]

N

W E

S [kcd/m^2]

図 ‑

2 . 3

上海の平均天空

(北緯

31

⁰

1 0 '

，東経

126

⁰

2 6 '

44.2%)

[H. Nakamura， et al.:Mean Skies in China"， 1S^tLUX

PACIFICA (1989). iTable 2 Mean Sky in ShanghaiJ に基づき作成]

'i

唱i

(23)

N

W

S

[kcd/m^2]

図

‑2.4

マルセイユの平均天空

(北緯

43

⁰

2 7 '

，東経

5

⁰

1 3 '

59%)

[H. Nakamura， et al.:Mean Skies at various points in Europe"， 6^t^hLUX EUROPA (1989). ITable 2‑1 Mean Sky in MarseilleJに基づき作成]

N

W E

S [kcd/m^2]

図

‑2 . 5

ストックホルムの平均天空

(北緯

59

⁰

2 1 '

，東経

18

⁰

0 4 '

44%)

[H. Nakamura， et al.:Mean Skies at various points in Europe

ぺ

6^t^hLUX EUROPA (1989). ITable 2^・2 Mean Sky in StockholmJに基づき作成]

ヮ

唱EA

(24)

2.3 その他の標準天空 2.3.1 一様天空

全天空の輝度を一様と仮定する天空輝度分布を一様天空という。天空の任意の部分，すなわち，天空要素を面光源と仮定すると，天空要素を光源とする直接昼光率は，天空要素の光束発散度を 1として基準化すれば立体角投射率となる。コンビュータの普及以前は，立体角投射率を求める方法として図から直読する方法などn:が開発され，立体角投射率の算定がそのまま昼光照明の計算であるとしていた。

一様天空は，昼光照明の計算において，昼光の取り扱いを簡易にする。

したがって，現在でも，計算によっては天空輝度分布を一様天空と仮定することがある。しかし，実際の天空輝度分布は決して一様天空ではない。一様天空に近似できる分布でもない。

2.3.2 CIE標準曇天空

CIE

標準曇天空に近似する実際の天空は，濃い雲が全天を一面に覆い，

太陽の位置が認められないような暗い天空である。標準天空を，

CIE

標準曇天空とした計算は，屋外の照度が低くて条件が悪い場合に，室内に必要とする最低限の照度を確保するための検討に有用である。

CIE

標準曇天空は，

P .Moon

と

D . E . S p e n c e r

が

1 9 4 2

年に公表した，

次の曇天空の輝度分布 12)によっている。

L ; C R ( r )

⁼

~ +k ・ sin r

l+k

注文献8)，p.64 付録N投射率諸解法の紹介参照。

( 2 . 1 )

円 ︒

噌i

(25)

ここで

L ; C R : Moon‑Spencer

の曇天空の相対輝度[‑]

y

:天空要素の高度

[ r a d . ]

k :係数[‑] (1，または，2

)

係数

k

に関して，

P . Moon

と

D .E . Spencer

は，通常は

2

とし，特に地表面の反射率が高いとき，たとえば雪で覆われているときなどは

1と

するとしている。

CIE

は，

P . Moon

と

D .E . Spencer

の式から，

k

が

1

となる場合を削除して，これを曇天空の輝度分布の標準，すなわち，

CIE

標準曇天空と

して

1955

年に推奨した。

一 ‑

v t

R

O L

( 2 . 2 )

ここで

L吋 :

CIE

標準曇天空の相対輝度[‑]

y

[ r a d . ]

CIE

標準曇天空に比較的よく一致する天空が実際に出現する頻度は，

たとえば，日本ではおよそ

25%

程度でありそれほど多くない。

CIE

標準曇天空だけで，実際に出現する天空輝度分布すべてを表すことはできないと考える。

本研究では，後に，日本の平均天空を求めるための曇天空の輝度分布として，

CIE

標準曇天空を用いる。

‑14‑

(26)

2 . 3 . 3 CIE 標準晴天空

CIE 標準晴天空は，きれいに晴れ

上がったときの天空輝度分布に非常

によく

一致する。

CIE 標準晴天空は， R . Ki t t l e r

の

1967

年の提案 13)に基づき，さらに，

N. M. Gusev が提案する，大気が汚染されているときの散乱イン

ディカ

トリックスを求める式を追加し， CIE により推奨されている

2)。

︑ _l

︐f

今 ︐

h

II If

‑

π

︑ ・

1 /‑

‑︐

︐ ︐

a・ ︑

いV一

AV

‑V/

︑

hFf一

v i p﹂二一

f

一

ρ

一Z一FI

‑ ‑

F﹂d

γi

v d

/t

・

1R L

( 2 . 3 )

ただし

1(')=0.91+10

・

e x p (‑ 3 ，， ) + 0

.4

5

・

c o 山

(散乱インディカトリックス)

ゅ ⁽ ^y) = 1‑e x p ( ‑ 0 . 3 2 / s i n y )

1 ( J r / 2 ‑ Y s )

=

0 . 9 1 + 1 0

・

e x p { ‑ 3 ' (

Jr

/ 2‑ y s ) } + 0

.4

5

'CO

ジ ( J r / 2 ‑ y s ) ゅ ( J r / 2 )

⁼

1‑e x p ( ‑ 0 . 3 2 )

、F 、~ ‑r:，、

」ー L ‑ ¥よ.

L_clR :

CIE 標準晴天空の相対輝度 H

Ys .

太陽高度 [ r a d . ]

y :天空要素の高度 [ r a d . ]

， :天空要素と太陽との角距離 [ r a d . ]

1 ( ， ) : R . Ki t t l e r による散乱インデ

、

イカトリックス(清浄な大気) [ ‑ ]

大気が汚染されているとき，次の N.M. Gusev の提案による散乱インディカトリックスを適用する。しかし，

一般には用いられていない。

1 ' ( ' )

⁼

0 . 8 5 6 + 1 6

・

e x p( ‑ 3 . ， ) ⁺ ⁰ ^. ³ ^. ^c ^o 山 ( 汚染された大気 )

(27)

f ' ( l i j 2 ‑Y s )

=

0 . 8 5 6

+

1 6

叫

{ ‑ 3 . ( l i j 2 ‑Y s ) }

+

0.3ω 2 ( l i j 2 ‑ Y s )

なお，天空要素と太陽との角距離は，一般に次の式で求めることができる。

1

; ⁼

arcω( s i n

Y s •

s i n

y +

ω

y s •

c o s

y .

c o s 1 α s ‑ α 1 )

ここで

y s .

太陽高度

[ r a d . ] y

[ r a d . ]

α:

太陽の方位

[ r a d . ] α:

天空要素の方位

[ r a d . ]

CIE

標準晴天空によく一致する天空が実際に出現する頻度は，たとえば，日本ではおよそ

5%

程度であり，それほど多くない。

CIE

標準晴天空だけで，実際に出現する天空輝度分布すべてを表すことはできないと

考える。

本研究では，後に，日本の平均天空を求めるための晴天空の輝度分布として，清浄な大気のときの

CIE

標準晴天空を用いる。

2 . 3 . 4 中間天空

中間天空という用語は，中村らが提案する両極端の天空状態を示す

2

つの

CIE

標準天空の聞の，太陽高度別の平均天空輝度分布に対して用い

られた。しかし，現在では，

2

つの

CIE

標準天空の間の天空を表す一般的な用語としても用いられている。

(28)

中村らは写真測光法を開発し31・33)，天空輝度分布の実測を試み，膨大な資料を蓄積した。それに基づき中間天空を提唱した 16，17)。さらに，中間天空を，太陽高度，天空要素の高度，天空要素と太陽との角距離の関数として数式化した。

L.~=

^̲ ^Lin⁽^y^s^'^y

^， c )

nR

L

_i_n

( Y s

，TC/2，TC/2 ‑

Y s ) ( 2 . 4 )

ただし

L

in

( y s

，

Y

，

C ) = a ( y s

，

y )仰い ( Y s ' y ) . C }

a

( Y s ' y )

=

0

.4

3 . [ y + 4 . 7 9 9 +

1.

3 5 . { s i n ( 3 . 5 9 . y ‑0 . 0 0 9 ) + 2 . 3 1 } . s i n ( 2 . 6 0 . y s + 0 . 3 1 6 ) ]

b(y s 'y)=

ー

0 . 5 6 3 . { ( y

+1.

0 5 9 ) . ( y s ‑ 0 . 0 0 8 ) + 0 . 8 2 1 }

Lin

( Y s

，TC/2，TC/2 ‑

Y s )

=

0 . 9 8 8 . { s i n ( 2 . 6 0 . y s + 0 . 3 1 6 ) + 2 . 7 7 2 }

叫 {1.

4 8 1 . ( y s + 0 . 3 0 1 ) . ( y s

‑1.

5 7 1 ) }

、f 、.，. ‑r;;、 tー」ーに

L_i_nR:中間天空の相対輝度

H

y s .

太陽高度

[ r a d . ]

y :天空要素の高度

[ r a d . ]

C

:天空要素と太陽との角距離

[ r a d . ]

同氏らはこの天空輝度分布を，中間天空，あるいは，

Intermediate Sky

と称した。

中村らの中間天空は，太陽高度が低いときから比較的高いときまでの実測に基づいて提案されている。世界の各地での適用が可能と考える。

実際に出現する天空は，

CIE

標準曇天空と

CIE

標準晴天空の聞の天空がほとんどである。中間天空の輝度分布を，実際に出現する天空を代表

巧t

唱Bム

(29)

とすることもできると考える。本研究では，より実際に出現する天空に即して昼光照明の計算を行うため，

CIE

標準曇天空

CIE

標準晴天空，

および，中村らの中間天空より，平均天空を構成する。

2 . 3 . 5 BRE A v e r a g e

Sky

P . J

. L

i t t l e f a i r

は， J. Wegnerの実測データ 34，35)

n :

1に基づいて，

1981

年に

BRE

注2

Average Sky

を提唱した ¹⁸^‑²¹⁾。

P .

J.

L i t t l e f a i r

は， J.

Wegner

の実測データを，直射日光成分，太陽周辺光成分，および，天空光成分に関する太陽高度の関数として表した。

さらに，これを南東イングランドでの実測データにより検討し，そこで適用できるように修正した。これを

BRE Average Sky

という。

BRE Average Sky

は，次のように表されている。

L

B脳 V

( Y ' s Y _，~

)

= a ( y s ) .

exp (

-~ / 4 0 )

+

d ( y s )

・

( 5‑2

・sin

y ) / 3 ( 2 . 5 )

ただし

a

( y s )

=

0 . 1

+

0

.4

2 . y s ‑ 0 . 7 '

sin

( 7 . 2 . y s )

d ( 九 ) = { ( 9 / 叫 J r } ' ⁽ ⁰ ^. ³

⁺

⁰

^似

^y ^s‑ ^0.0ω 川

ここで

L_{BREAV :}

BRE Average Sky

の輝度

[kcd/m

2]

Y S

:太陽高度

[ d e g . ]

y :天空要素の高度

[ d e g . ]

C

[ d e g . ]

tt 1 J. Wegnerは，精密な自動操作型天空輝度測定装置を開発し， 1968年から 1969年までの 1 年間，ベルリンで天空輝度分布の連続測定を試みた。

注2Building Research Establishmentの略。英国建築研究所。 P.J. Littlefairはこの機関に所属している。

QU

噌EA

(30)

また，

BRE Average Sky

による地表面での法線直射照度は，次のように示されている。

E町 REAV

( Y S )

= 2.45 + 0.8788.

Y S ‑

0.007.

Y S

² ⁽²^.⁶⁾ ここで

Evs_B_脳 V :

BRE Average Sky

による地表面での法線直射照度

[ k l x ]

Y_S• 太陽高度 [deg.]

BRE Average Sky

は，直射日光や太陽の周辺の輝度の高い天空も含む，

太陽高度ごとの平均的な天空輝度分布といえる。また，

BRE Average Sky

は，高緯度であるベルリンで測定した天空輝度分布のデータに基づ

いている。同様に，高緯度である南東イングランドの実測データで確認している。したがって，太陽高度が高いとき，たとえば，

60

⁰_以上の場合の適用には疑問が残る。

本研究では，昼光照明の光源として直射日光を除外している。また，

日本では太陽高度は

60

⁰以上となる場合もある。したがって，日本の平均天空を構成する中間天空の輝度分布として，

BRE Average Sky

は適当でないと考える。

2.3.6 Homogeneous Sky

R . Ki t t l e r

は，天空の状態が

CIE

標準晴天空から

CIE

標準曇天空へと均質に混濁し変化すると仮定して，混濁因子を指標として，その聞の天空輝度分布を数式で表した。すなわち，完全に晴れ上がった晴天空が，

(31)

全天が均質な露曇，薄曇，曇，

CIE

標準曇天空と漸次連続的に移行するとして，その聞の天空輝度分布を提案している。これを

Homogeneous Sk

_y22，23)という。

Homogeneous Sky

は，次のように表されている。

C

_o

rG(y

，

ρ) . R ( y s ) . A‑B L

HOMO

( y

^s，

Y ，~

) = L‑0 ・ [ 岬

m y s

L

m s y ‑ my ( 2 . 7 ) {m y s . m y . f(~)-x} ‑3}‑2.(A+B)]

ただし

Co

=ーと • 1 6 .

.7r ^E^v.v ^o^(E• vo

=129. 1 [ k l x

，] Co

=7

，

795[kcd/m

2])

G(y

，

ρ) = 0 . 8 +ρ3 +

1.

6 4 . ( 1 ‑0 . 7

・

ρ 3) . s i n y + ( 1 ‑ρ) . ( 1 ‑1 . 5 . s i n y ) .

A

R ( y

^s⁾

= 1 + B +

1.

5 . ( 1 ‑B) . s i n y

^s

A

= e x p ( ‑a

_vR

.my

.T_vL)

B= 叫(

^‑a_vR•

mys . T

_vL)

Z =1+ 九. ( 0 . 0 7 5 ‑0 . 0 2 5 . x } ) . ( 1 ‑ ρ)

X}

= 0 . 1 1 5 3 7 5

・N

f(~)=l+N.{叫(

^‑ ³ ^. ~ ⁾ ^‑0 ^. ⁰ ⁰ ⁹ ^} ⁺

M ω2~

N = 4 . 3 . T

_vL1.9 .

e x p ( ‑ 0 . 3 5 . T

vL)

M =

0 . 7 1 / 九

⁰^.⁵

~ = arcω( s i n y s . s i n y

+

ω y s . c o s y ω￨αs

一

α 1 )

、F 、~ ‑‑r;:、 L Lに

L_HOMO:太陽高度が

y s

のときの

HomogeneousSky

の輝度

[kcd/m

2]

y s

:太陽高度

[ r a d . ]

y

[ r a d . ]

(32)

~ :天空要素と太陽との角距離

[ r a d . ] α :

太陽の方位

[ r a d .o r d e g . ]

α:

天空要素の方位

[ r a d .o r d e g . ]

九:照度混濁因子[‑]

mys .太陽高度がysのときの大気路程[‑]

my :天空要素の高度がyのときの大気路程日

ρ:地面反射率[‑]

a_v_R• 乾燥清澄大気による直射日光の消散係数[-]

Homogeneous Sky

は，理論的に紋密に組み立てられているが，変数が多く，かなり複雑な式となっている。

Homogeneous Sky

は，

1985

年に公表された。それ以後，この標準天空に関して実測データによる検討，あるいは，さらなる応用についての報告はない。日本の平均天空を構成する中間天空の輝度分布として，

Homogeneous Sky

は適当でない

と考える。

2.3.7 連続的標準天空

松浦，松津らは極限の晴天空を

CIE

標準晴天空，極限の曇天空を

CIE

標準曇天空とし，その聞の天空を中村らの中間天空とし，これらを合成

して連続的標準天空 24)を提案している。

3

つの天空の合成は，クラウド・

レイショから求めた重み係数により割合を決定している。

任意のクラウド・レイショに対応する連続的標準天空は次のように構成している。

まず，求める連続的標準天空の太陽高度，昼光に関する大気透過率，

‑21‑

(33)

クラウド・レイショを求める。同じときの中間天空のクラウド・レイショを次式で正規化する。

CV n (YS)‑CV i

^c^/

( Y s ， P ν )

C九 (

y s ) ‑ Cv

c/

( y s ， PV )

C νi nN ( y s

，

Pν ) = = ( 2 . 8 ) CV

_o_c_‑

CV

c/

( y s

，

Pν) l‑C ν

CI

( Y s

，

Pν )

で

C v i n N

:正規化した中間天空のクラウド・レイショ[・]

Cv

， :中間天空のクラウド・レイショの理論値[‑]

CV

_c_l :晴天空のクラウド・レイショの理論値[‑]

CV

_oc:曇天空のクラウド・レイショの理論値[‑](1[・])

Y s .

太陽高度

[ r a d . ]

Pv :昼光に関する大気透過率[‑]

次に，求める連続的標準天空のクラウド・レイショを次式により正規化する。

Cv ‑CV

_c_l

( Y s

，

Pv) C ν ‑ Cv

c[

( y s

，

Pv )

CνN(ys

，

P v ) = = ( 2 . 9 ) C ν

oc ‑

Cv

c[

( y s

，

Pv ) 1 ‑ Cv

CI

( y s ， Pv )

、ず、ずー~、

L..l.ーに

CvN :正規化した任意のクラウド・レイショ[‑]

Cv :正規化する任意のクラウド・レイショ[‑]

CV

c[ :晴天空のクラウド・レイショの理論値日

CV

_oc :曇天空のクラウド・レイショの理論値[・](1[・])

Y s

:太陽高度

[ r a d . ]

Pv :昼光に関する大気透過率[‑]

求める連続的標準天空の正規化したクラウド・レイショと，中間天空の

(34)

正規化したクラウド・レイショの値を比較し，その大小によって，次のいずれかの式で連続的標準天空の輝度分布を構成する。

中間天空の正規化したクラウド・レイショの値が求める連続的標準天空の正規化したクラウド・レイショの値より大きいとき，すなわち，

O

壬

CνN

壬

C ν

n

N

のときは次の式を用いる。

L(y s 'y ，~) = L c l (Ys ， y ，~ ) ' W _+L _l _c i n (Y s ， y ，~ )'Wc~

⁽²^.¹⁰⁾ ただし

H T

C v i n N ( y s

，

P ν ) ‑ CvN ( y s

，

Pv)

… ー

rr

‑ l c C v i n N ( y

5'

Pv )

HT'

CvN ( y s

，

PV)

… ー~~

‑ l c C v i n N ( Y s ' P v )

ここで

L :連続的標準天空の輝度

[ k c d / m

2]

L c l : CIE

標準晴天空の輝度

[ k c d / m

2]

L. :中間天空の輝度

[ k c d / m

2]

U :

^l :

CIE

標準晴天空に乗じる重み係数[‑]

w ; ; :

中間天空に乗じる重み係数[‑]

Cv . ̲N:正規化した中間天空のクラウド・レイショ H

CvN :正規化した任意のクラウド・レイショ日 y s .

太陽高度

[ r a d . ]

y

[ r a d . ]

~ :天空要素と太陽との角距離

[ r a d . ] PV :昼光に関する大気透過率[‑]

求める連続的標準天空の正規化したクラウド・レイショの値が中間天空の正規化したクラウド・レイショの値より大きいとき，すなわち，

(35)

C v i nN

壬

CνN

三三

1

のときは，次の式を用いる

。

L ( y s ' y

，

C )

⁼

L o c ( y s

，

y

，

C ).W o c +L n i ( y s ， y ， C ).W : c

⁽²^.¹¹⁾ ただし

ここで

W ̲ ̲ ‑ ν ) ‑ C v i n N ( y s ， Pv)

1‑

C v i n N ( y s ， Pv)

W̲'̲ = _‑1‑

CvN ( y s ， P ν )

1‑

C v i n N ( y s ， P ν )

L

:連続的標準天空の輝度

[ k c d / m

2]

L̲̲ :

CIE

標準曇天空の輝度

[ k c d / m

2]

L. :中間天空の輝度

[ k c d / m

2]

W

o c : CIE

標準曇天空に乗じる重み係数[‑]

W̲'̲ :中間天空に乗じる重み係数[‑]

Cv

，N :正規化した中間天空のクラウド・レイショ[‑]

CvN:正規化した任意のクラウド・レイショ日 y s .

太陽高度

[ r a d . ]

y

[ r a d . ]

C

[ r a d . ] Pv

:昼光に関する大気透過率日

2.3.8

A I I Sky Model

井川らは晴天空から曇天空に連続的に変移する

A l lSky ModeI

²⁵‑28)を提案している。

A l lSky Model

は，グローバル照度より導く，天空状態を表すための正規化グローバル照度と称する指標により構成されている。

天空輝度を絶対値で示す

A l lSky Model

を構成するには，天頂輝度に対する相対天空輝度分布である全天型天空輝度分布と，同氏らが提案す

(36)

る全天型天頂輝度の積を求める。

Lva(y s ， y ， t ; ， Ne

ν

g) =L

ν

( Y s ， y ， t ; ， N e

ν

g ) . L v z ( Y s ， N e

ν

g) ( 2 . 1 2 )

ここで

Lva : A l l Sky Model

による輝度 [cd/m²]

Lν:全天型天空輝度分布による相対輝度[‑]

L v z

:全天型天頂輝度 [cd/m²]

全天型天空輝度分布は次のように表されている。

ゅ ( y ) ' f ( t ; )

Lv(y ， t ; ， Ne ν g)=

ゅ ( n ‑ / 2 ) ' f ( ‑ n / 2‑y s ) ⁽ ² ^. ¹ ³ ⁾

しだた

ゅ

(y) = 1 + a . ( 1 ‑sin 0.6 y )

f ( ; t

)=l+b'[叫

( c . t ; )

一叫 (c . n‑

/ 2 ) ]

+ d . co

む

a

=

9 . 9 3 ' Nevg3 ‑ 1 0 . 6 8 ' Nevg 2

+

7 . 0 9

・

Nevg‑2 . 1 1

b =

2 3

.4・(1.

6

・Nevg)59・叫

( ‑ 0 . 1 7 'Nevg ) .

(1.

1‑Nevg t

⁵

c =

6 2 . 1 6 ' Nevg

⁶‑

2 5 7 . 6 2

・

Nevg

⁵+

4 0 5 . 6 7 ' Nevg

⁴

‑ 2 9 6 . 6

・

Neν g 3

+

9 9 . 3 0

・

Neν g 2 ‑ 1 6 . 3 4 ' Nevg

+

0

.4

3

d =

2 . 0 6

・

Nevg

⁵‑

6

.4

0

・

Nevg

⁴+

6 . 0 2

・Nug3

‑1.31，

Ne

ν

g 2

+

0 . 0 8 ' Nevg Nevg

=

Evgm / Evgm 巾 s )

Eν

gm=m'Evg/E

νo

E l

伊 IS

( Y s )

=

‑ 0 . 3 2 3 ' y :

+

1486. バ ‑ ² ^. ⁵ ⁸ ¹ ^' ^y ^:

⁺

² ^. ⁰ ⁹ ⁰

^・

^y ^s

⁺

⁰ ^. ¹ ⁹ ⁰

m

2 (~ふ ωS幻附 i

0 . 0 0 3 1 4 6 5

(37)

ここで

Lv

:全天型天空輝度分布の相対輝度[‑]

Nevg

:正規化グローバル照度[・]

Evgm

:無次元グローバル照度[‑]

Evgms

:基準無次元グローバル照度[・]

(昼光に関する大気透過率

Pν=0.825

のときの

CIE

標準晴天空の無次元グローバル照度[‑])

Eνg

:水平面ク、ローバル照度

[ l x ]

Evo

:大気圏外の法線直射照度

[ l x ] (137

，

7 0 0 [ l x ] )

Ys .太陽高度

[ r a d . ]

m.

大気路程[‑]

また，全天型天頂輝度は次のように表されている。

、‑r ...."... ‑n、

L I.̲ーに

Lvz ( y s ， Nevg)

=

e x p [ ( 1 8 . 3 7 3 . y s

+

9 . 9 5 5 ) . Nevg

⁵ +

( ‑ 5 2 . 0 1 3 . y s ‑ 3 7 . 7 6 6 ) . Nevg

⁴

+ ( 4 6 . 5 7 2 .

y ^s

+ 59

.3

5 2 ) . Nevg

³

+ ( 1

飢 ys 2

‑16

.4

9 8 .

y s ‑

4 8 . 6 7 0 ) . Nevg

²

+

( 1 . ¹ ² ⁴

^・

y s +19.738).Nevg + ( 1 . 1 7 0 .

ln ( y ^s⁾

+ 6 . 3 6 9 ) ]

L v z

:全天型天頂輝度

[cd/m

2]

y s

:太陽高度

[ r a d . ]

Ne νg

:正規化グローバル照度日

( 2 . 1 4 )

(38)

2 . 4

昼光照明計算

2 . 4 . 1

平均天空

中村らの提案による，日本の平均天空に基づく側窓を対象とした昼光率の計算方法の概要を以下に紹介する。

日本における検討の代表とする地点を，北緯

35

⁰，東経

135

⁰，検討期間を

1

年間，検討時間帯を午前

9

時から午後

5

時までとしている。晴天空，中間天空，および，曇天空の出現頻度を日本における日照率の平均よりそれぞれ4.1%，68.2%，および， 27.7%36，37)としている。同氏らが構成した平均天空の輝度分布を表‑

2 . 1

注に示す。

まず，直接昼光率を計算する。天空と屋外の障害物による検討点の直接昼光率をそれぞれ区別して求める。検討点と天空あるいは障害物の幾何学的関係，すなわち，検討点から側窓を通して望める天空あるいは障害物の，それぞれの中心の高度と方位を求め，表

‑2.2

注より単位立体角投射率あたりの直接昼光率を求める。対象が障害物の場合は，障害物の単位立体角投射率あたりの直接昼光率を正確に予測することは困難であるため，相当する天空の輝度の

1 / 1 0とする。

次に，検討点からの天空あるいは障害物の立体角投射率を計算する。

天空あるいは障害物の立体角投射率が 5%を越えるときは，それぞれを 5%以下に分割して複数の天空あるいは障害物を想定するとしている。

1つの天空あるいは障害物による直接昼光率を，その天空あるいは障

害物の単位立体角投射率あたりの直接昼光率と立体角投射率の積として，

次の式より求める。

注 H.Nakamura， et al.:The mean sky composed taking account of the relative sunshine duration"， Proc. 1986 International Daylighting Conference (1986)より引用。

‑27‑

(39)

D d =d'C

_w ここで

Dd

:直接昼光率[%]

d :単位立体角投射率あたりの直接昼光率[‑]

cw:検討点からの側窓の立体角投射率[%]

( 2 . 1 5 )

側窓、による直接昼光率は，天空および障害物による直接昼光率を合計して求める。天空あるいは障害物を分割したときや，同

ー

の壁面に複数の側窓がある場合は，それぞれの直接昼光率を求めて加算する。複数の壁面に側窓があるときは，それぞれによる直接昼光率を求めて加算する。

間接昼光率は，窓面の法線の方位と，側窓、の前面の障害物の平均高度から，表‑

2 . 3 注

より窓面の下向き直接昼光率および上向き直接昼光率を求める。これらを用いて，間接昼光率を，作業面切断の式 10)から導いた次の式より求める。この式については，第

4

章第

4

節で詳しく述べる。

ただし

、F 、.，.‑r、七

」ー L L

Dr:間接昼光率[%]

D S^w

' ( DW 1'

^ρ¹

+DW2) .

ρ2 S '(1‑ρ1・ρ2)

p一 A.

P m

川I 1

一 ( い S } 一 ( S } 一

A)'Pん庁m川』は1

p 一 A

' P m

叫2

2‑ {S2‑(S2‑

A)

ρ m 2 }

D _W ₁

:窓面の下向き直接昼光率[%]

D_w2:窓面の上向き直接昼光率[%]

( 2 . 1 6 )

注 H.Nakamura， et al.:The mean sky composed taking account of the relative sunshine duration"， Proc. 1986 International Daylighting Conference (1986)より引用。

(40)

sw:

側窓の面積

[m

2]

S :作業面の面積

[m

2]

P e 1

:上向き等価反射率

H

P e 2

:下向き等価反射率日

P m 1

:下部空間の平均反射率日

Pm 2

:上部空間の平均反射率[‑]

S l

:下部空間の内表面積

[m

2]

S2 :上部空間の内表面積

[m

2]

同ーの壁面に複数の側窓があるときは，それぞれの側窓の面積を合計して，上式を適用する。

昼光率は，直接昼光率と間接昼光率の和として求める。

ここで

D:昼光率[%]

Dd

:直接昼光率[%]

D :間接昼光率[%]

D=Dd+Dr ( 2 . 1 7 )

なお，実際の計算では，窓ガラスの透過率やその保守の状態を考慮しなければならない。また，窓サッシによる窓面積の低減や壁の厚さの影響なども無視できない場合があることに留意する。

昼光照度は，昼光率と全天空照度の積として求めることができる。同氏らは，北緯

35

⁰，東経

135

⁰の地点で，検討時間帯を午前

9

時から午後 5時としたときの年間の全天空照度の累積出現頻度を示している。これを表ー 2.4注に示す。これによれば，たとえば，総検討時間の 80%は，

t1 H. Nakamura， et al.:The mean sky composed taking account of the relative sunshine durationぺProc.1986 International Daylighting Conference (1986)より引用。

(41)

1 3 . 5 6 2 [ k l x ]

以上の全天空照度を期待できる。

昼光率に表

‑2.4

の値を乗じると，検討点での出現頻度別の全天空照度を求めることが可能である。必要とする照度が

5 0 0 [ l x ]

で、あるならば，

それから検討点の昼光照度を減じた照度以上になるように人工照明器具を点灯しなければならない。この点灯に要するおおよその消費電力量は簡単に推定できる。

この消費電力量を全天空照度の出現頻度で累積すれば，全消費電力量を求めることができる。これに総検討時間数を乗じて，検討期間中に必要とする総電力量を推定できる。

平均天空に基づく昼光照明の計算方法に関する研究

九州大学学術情報リポジトリ

Kyushu University Institutional Repository

平均天空に基づく昼光照明の計算方法に関する研究

穴井, 謙

https://doi.org/10.11501/3166827

。

博 士 論 文

平均天空に基づく昼光照明の計算方法に関する研究

2000

1

穴 井 謙

1

1 . 1

1 . 2

1 .

司 ︑ ︼ 戸 ︑

2

2 . 1

7

2 . 2

9

2 . 3

1 3

2 . 3 . 1

1 3

2 . 3 . 2 CIE

1 3 2 . 3 . 3 CIE

1 5

2 . 3 . 4

1 6

2 . 3 . 5 BRE Average S k y 1 8 2 . 3 . 6 Homogeneous S k y 1 9 2 . 3 . 7

2 1 2 . 3 . 8 A l l S k y Model 24

2 . 4

27

2 . 4 . 1

2 7

2 . 4 . 2

3 5

2 . 4 . 3 CIE

3 7

2 . 5

3 8

3

3 . 1

42

3 . 2

46

3 . 3

50 3 . 4

52

3 . 5

58

3 . 6

62

4

4 . 1

4 . 2

4 . 3

4 . 4

4 . 5

4 . 5 . 1

4 . 5 . 2

4 . 5 . 3

4 . 6

5

5 . 1

5 . 2

5 . 3

. 1 0 5 .107 . 1 2 2

5 . 4

5 . 5

6 . 1

6 . 2

6 . 3

6 . 4

6 . 5

. 1 3 3 . 1 3 6

. 1 3 7 . 1 3 9 . 1 4 6 . 1 4 8 . 1 5 8

. 1 5 9

博士論文

穴井謙

司 ︑ ︼戸 ︑

第 1 章序論

第 2 章標準天空と昼光照明計算