在室者の快適性に及ぼす影響 昼光併用型色温度制御照明が

2019

昼光併用型色温度制御照明が 在室者の快適性に及ぼす影響

首都大学東京 大学院都市環境科学研究科 建築学域 博士前期課程

学修番号

18852543

-0-

目次

1

1.1

1.2

1.3

1.3.1

1.3.2

1.3.3

1.3.4

1.3.5

1.3.6 WELL

1.4

1.5

1.6

2

2.1

2.2

2.2.1

2.2.2

2.2.3

2.2.4

2.2.5

2.2.6

2.2.7

3

3.1

3.2

-1-

3.2.1

3.2.2

3.2.4

3.2.6

PMV

PPD ... 56

3.2.7

SET* ... 57

3.2.8 Griffith

3.3

3.3.1

3.3.2

3.3.3

Circadian Stimulus (CS) ... 61

4

4.1

4.2 S

4.2.1

4.2.2

4.2.3

4.3 T

4.3.1

4.3.2

4.3.3

4.3.4

5

5.1

5.2

5.2.1

5.2.3

5.2.5

5.2.7

5.3

5.3.1

-2-

5.3.3

5.4

5.5

6

■謝辞

■付録

-3-

-4-

第 1 章

序論

-5-

1 序論

1.1

本研究は昼光併用時の調光調色照明制御がオフィスビル在室者の快適性に与える影響を 明らかにしようとする研究である。特に本研究では、今後のオフィス環境で実際に活用さ れる可能性が高い、自動制御ブラインドによる昼光利用や

PC

LED

-6-

1.2

近年の日本は、少子高齢化による労働人口の減少で、今後の経済的優位性を保つのが困 難である。そのため、官民挙げて「働き方改革」に取り組むことで、一人ひとりが健康 で、効率よく、快適に働くことが重要であり、身体的・精神的・社会的面で働く環境、つ まりはオフィス環境を改善していく事が重要である。

その中で、建築物の評価機関である

GBCI(Green Building Certification Inc.)は、建物

LEED(Leadership in Energy and Environmental Design)という評価指標を持っているが、さらに同機関は環境的な持続性だけでなく、生

WELL

)を加えた。WELL

100

LEED

24.1%に対

98%を占めていて、省エネルギー性より人の健康・快適感に重点を置

Fig. 1.3.1-1 Comparison of evaluation item weight between WELL certification and existing environmental building certification system

98%

45%

24%

28%

30%

2%

20%

4%

0%

9%

15%

39%

49%

32%

20%

33%

21%

23%

0%

0%

3%

6%

0% 20% 40% 60% 80% 100%

WELL Certification Living Building Challenge LEED(BD+C) BREEAM(NC) CASBEE(NC)

Health/Comfortable

Duplicate items of Health / Comfortable and Energy / Resources Energy / Resources

Other Resilience

-7-

WELL

1

光に対する身体の反応は内因性光感受性網膜神経節細胞（ipRGC）である目の非像形成光受容体 によって促進されるため、従来の錐体・桿体細胞による照度ベースの指標だけではなく、

ipRGC

また、公益財団法人日本生産性本部が発表する報告書 [3]には時間当たりの労働生産性

（= GDP/就業者数(または就業者数×労働時間）)の国際比較(2018年版)では、日本は

OECD

35

20

7

Fig. 1.3.1-2 Per hour of OECD member countriesn Labor productivity (2017/36 countries compared)

労働生産性や健康が企業の利益にどの程度繋がるかは、NTT DATA経営研究所による 調査 [4]で次のように述べられている。健康に関連する企業のコストのうち、医療費など の直接費用は

15％程度であるのに対し、健康問題による出勤時の生産性低下（プレゼンテ

60％を占め、一方で日本においても 80％を占める。この調査から、労働生産性と健康が組織の経営コストに大きく関わること

98 95 82

74 72 72 70 6968 68 65 62 62

60 58 5654 54 54

4844 43 42 42 42 40

37 37 36 36 35 35 34 32 28

21 54

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Ireland 1 Luxembourg 2 Norway 3 Belgium 4 Denmark 5 US 6 Germany 7 Netherlands 8 Switzerland 9 France 10 Austria 11 Sweden 12 Iceland 13 Finland 14 Australia 15 Italy 16 Spain 17 Canada 18 British 19 Japan 20 Slovenia 21 New Zealand 22 Israel 23 Slovakia 24 Turkey 25 Czech 26 Lithuania 27 South Korea 28 Portugal 29 Estonia 30 Greece 31 Hungary 32 Poland 33 Latvia 34 Chile 35 Mexico 36 OECD average

Purchasing power parity equivalent US dollar

-8-

建物の省エネギーに関しては、2016年

4

2000

60%以上（熱源有）のテナントビルを対象にしたエネルギ

21.3%を占め、これは熱源

2

Fig. 1.3.1-3Energy Consumption Rate

金らの研究 [7]では、東京における建物のガラス面積率、ガラス建築の物件数を示して おり、ガラス建築の需要の増加を示した（Fig. 1.3.1-4）。調査方法は、概ねガラスで構成 された外壁面を

1

10

7

8

4

43%以上の外

1

2030

Heat Source 31%

Heat Transfer Hot Water 12%

Supply 1%

Lighting 21%

Outlet 21%

Power 9%

Other

5%

-9-

Fig. 1.3.1-4 Cumulative transition in the number of glass building properties and glass area

Fig. 1.3.1-5 Forecast of flat glass demand in the global market

ガラス建築の増加に伴い、積極的な昼光利用による照明負荷の削減・眺望性の確保など の利点に注目が集まったが、一方でグレア発生や、日射の流出入による熱負荷の増加など のリスクが大きくなる。したがって、昼光利用を考慮する際は、執務者の視環境の確保と 照明・熱負荷エネルギーのバランスを意識することが重要である。したがって、昼光利用 を考慮した、照明制御および省エネルギー効果の追求が重要であると考えられる。

以上のことから、今後のガラス建築の増加に伴い、オフィス環境では屋外からの自然光 を利用することが必須となり、屋外自然光と人工照明の相互作用効果を考慮した照明制御 が重要である。したがって、昼光利用併用下で照明制御が視覚的応答や熱的快適性にどの ように影響するか調べることは、有益であると考えられる。

Glass Area[ten thousand㎡]

N=106

Numof Properties

Completion

Glass Area Num of Properties

0 500 1000 1500 2000 2500

2003 2008 2013 2018 2023 2030

Glass Area [million ㎡]

North American market Western European market Asia Pacific market (excluding Japan) Latin America Market Eastern European market Africa / Middle East Market

-10-

1.3

1.3.1 照明研究のトレンド

1990

LED

また近年は

LED

過去数十年にわたって、屋内照明の設計を支配する最も重要な技術的パラメーターは、

作業面の照度であったが、ほぼすべての室内照明規格が水平面の照度レベルを推奨してい るため、エネルギー効率の高い建物への圧力が高まっている。典型的な照明制御は、照明 器具のほとんどの光束を直接作業面に向けることであり、これは実際には多くの事例があ る [9]。しかし、近年のオフィスは

PC

従来の輝度測定は、デジタルカメラが無い時代には、現像した写真を微小濃度計を用い て濃度を測定するため大変な労力を要した。これが

1990

また

2002

retinal ganglion cell）の発見 [10]により、人の比視感度応答曲線による人の感じる明る

-11-

1.3.2 昼光利用効果に関する既往研究

昼光利用を想定した環境では、ブラインド制御や照明の調光制御を組み合わせること で、照明エネルギー負荷の削減効果や執務者の眺望性確保による視覚面での効果が多くの 既往研究で示されている。しかし、過度な昼光利用は日射の流入による室内熱負荷の増加 及び窓面グレアによる執務者の快適性の欠如が懸念される。したがって、執務者の快適性 と省エネルギー性のバランスを検討することが昼光利用効果を最大限引き出すことに繋が ると考えられる。また昼光利用による効果として、高照度光を人体に照射することによっ て生体リズムを改善させるサーカディアン照明手法が近年は注目されている。久米らの研 究 [11]では、ブラインド制御によって昼光の総量をコントロ一ルし、生体リズムに対して 最適な照度変化を演出することによって、オフィス照明の省エネ化と知的生産性の向上の 両面を同時に実現することを調べた。単純作業成績は机上面照度

2500lx

1500lx

下で

750lx

量の増加率から机上面照度

2500lx

Fig. 1.3.2-1 Increase number of correct answers for addition test

Fig. 1.3.2-2 Increase rate of amylase secretion

-12-

1.3.3 色温度・照度の組み合わせとその光環境評価に関する既往研究

Kruithof [12]は照明の照度と相関色温度の組み合わせにより人が感じる快適感の指標を

20~30%と述べている。

Fig. 1.3.3-1 Kruithof Curve

No. 1

Bright illumination reduces parietal EEG alpha activity during a sustained attention task

著者 Byoung-KyongMin Young-ChulJungbc1EosuKimcdJin YoungParkce 掲載

Brain Research Volume 1538, 13 November 2013, Pages 83-92

【内容】 VDT 作業において、背景の明るさ条件（150lx・700lx×3000K・7000K）が執務者に与 える影響を脳内のアルファ―波を計測し調査した。

●高照度(700lx)では持続的な注意作業中の反応時間が遅くなり、頭頂部のアルファ活動を 低下させた。

●700lx背景照明条件は、通常の注意処理と持続的注意作業中の参加者の注意をそらすに は明るすぎる可能性があると示す。

●150lx背景照明に対する刺激の輝度コントラスト（輝度：38.26 cd / m 2）は

1 / 1.25

1 / 5.56

-13- No. 2

タイトル Non-image forming effects of illuminance and correlated color temperature of office light on alertness, mood, and performance across cognitive domains 著者 Taotao Ru, Yvonne A.W.de Kort Karin C.H.J.Smolders Qingwei Chen,Guofu

Zhou

掲載

Building and Environment Volume 149, February 2019, Pages 253-263

【内容】

昼間の勤務時間中の主観的な覚醒、気分、異なる認知領域に対する多色光の 照度レベルとスペクトル構成の個々の組み合わせた効果を体系的に調査した

●高い照度レベルにさらされている間、持続的注意障害、聴覚反応抑制、および作業記憶 の観点からパフォーマンスが悪化した。

●17000 Kの光は

4000 K

2900 K

●1000lxの光は明るい知覚され、100lxの光と比べて、ソフト・快適ではないと示された が、タスクパフォーマンスにおいて有効だと分かった。(Fig. 1.3.3-2)

●6500Kの光は

3000K

Fig. 1.3.3-2 Subjective beliefs and preference of lighting in different experimental conditions.

-14- No. 3

タイトル

Bright light and mental fatigue: Effects on alertness, vitality, performance and physiological arousal

著者 Karin C.H.J.Smolders Yvonne A.W.de Kort

掲載

Journal of Environmental PsychologyVolume 39, September 2014, Pages 77- 91

【内容】 明るい光への暴露が精神的疲労・覚醒・活力・パフォーマンス・生理的覚醒に与 える影響を被験者実験から調査した。

●2つの前条件（疲労

vs

2

200lx

1000 lx、4000 K）の効果をテストした(昼光の寄与は無い)。

●200lxと比べて、1000lxで眠気の間隔が低くなり、活力が増加した。(Fig. 1.3.3-3)

●精神的疲労を感じている被験者のみ、自己申告による眠気に対する照明条件の有意な効 果が示された。(Fig. 1.3.3-3)

●日中に明るい光にさらされると、活力が長引くのか、それとも過剰暴露により精神的な 消耗につながるのかは不明と述べた。

Fig. 1.3.3-3 Development sleepiness (upper row) and vitality (lower row) over time in session in 200 lx (left) and 1000 lx (right) condition for fatigued vs. rested participants.

-15-

色温度と照度の組み合わせによる評価に関する研究は、Kruithof らの研究に始まり、多くの検 討が行われている。しかし、Kruithof らの研究は居住空間を対象にしているため、オフィス空間の 評価を追加で行う必要がある。

No. 1

注意作業を行った場合、作業中の反応が鈍くなり、背景輝度コントラストが高いとパフォーマンス の悪化に繋がることを示した。No. 2の研究では 17000K の高色温度で主観的な注意力とタスク パフォーマンスの向上が見られ、反対に 3000K の低色温度の光環境では主観的気分の利益に 繋がると示された。また、No. 3の研究では 1000lx の高照度で活力が増加し、精神的に疲労を感 じている被験者には 200lx で眠気に対する有効な効果を示した。

複数の研究により、持続的注意、反応抑制、作業記憶など、異なる照度と色温度の組み 合わせが認知に及ぼす効果が明らかになった。それに加えて、いくつかの調査 [13]によ り、参加者は持続的注意障害、聴覚反応抑制、および作業記憶の観点から高い照度レベル にさらされている間、パフォーマンスがさらに悪化することが明らかになった。しかし、

実験室の条件下による評価のため、実際のオフィス環境を想定した評価が、今後の色温度 制御照明の導入に有益だと考える。また照明の影響を受ける人間の快適性要素の中には、

空間的な色の均一性、明るさレベル、色、まぶしさ、ちらつきなどがあるが、人間がどの ように光から影響を受けるか評価するには輝度による測定も考慮していく必要がある。

-16-

1.3.4 照明の色温度が熱的快適性に与える影響に関する既往研究

No. 4

Influence of lighting colour temperature on indoor thermal perception: A strategy to save energy from the HVAC installations

著者 Iacopo Golasi, Ferdinando Salata, Emanuele de LietoVollaro, AntonioPeña-Garcí ローマサピエンツァ大学

掲載 Energy and Buildings

Volume 185, 15 February 2019, Pages 112-122

【内容】 照明色温度が 11,530 K、4000 K、1772 K(照度 500lx)の時に与える熱的快適性につい てアンケートによる主観評価から比較を行った。

●室温は

22℃前後で、30

●（左図）11,530Kの場合、タスク前後で温熱感の

7

26%

7.5%と 11%となった。

4000K

33.1%だが、(-1)⇒(0)への増加も 22.2%

となり、結果が緩和された。1772Kの場合

38.5%が評価を変えなかった。

●（右図）PMVと温熱感評価において両方とも(0)と回答した割合は、4000K（図

B）の

条件で

56%に対して、11,350K

40％となった。

Fig. 1.3.4-1

左図 冷（A）、中性（B）、温（C）光への暴露前後の熱知覚に関するインタビュー対象者の票の比較 右図 予測平均投票（PMV）モデルに由来する値と、冷（A）、中性（B）、温（C）光での試験

-17- No. 5

タイトル Occupant response to different correlated colour temperatures of white LED lighting 著者 Jørn Toftum, Anders Thorseth, Jakob Markvart, Ásta Logadóttir

Technical University of Denmark 掲載 Building and Environment

Volume 143, 1 October 2018, Pages 258-268

【内容】 照明の相関色温度が熱環境や知覚に与える影響を定量化し、それによって得られる 冷暖房の省エネルギー効果を示した。

●照度は約

1000lx、相関色温度（CCT）、アンケートのタイミングは Fig. 1.3.4-2

19℃・22℃・27℃の 3

●室温が

22℃の快適域にあった場合で被験者は CCT

●効果の大きさは、実験で適用された最小

2750K

6200K

0.35

clo）、風速(0.1 m / s）、28％の相対湿度の PMV

に変換された。バークレーの熱的快適性ツールを使用して計算を行い、21.2°Cで

2750 K

の

CCT

22.9°C

6200 K

CCT

●CCTは熱中性に近い状態で温冷感に関連し、1.7°℃の等価温度差から、建物の総エネ ルギー使用量の約

8%が削減できると示した。

Fig. 1.3.4-2 CCT schemes used during the experiments.

No. 4・No. 5

の色温度は有意に働くことが示された。しかし、実験的な室内での評価だったため、昼光 利用の影響や

VDT

-18-

1.3.5 サーカディアン照明に関する既往研究

No. 6

タイトル

Effect of Light on Human Circadian Physiology

著者

Jeanne F. Duffy, M.B.A., Ph.D.a,* and Charles A. Czeisler, Ph.D., M.D.b,c

Sleep Med Clin. 2009 June ; 4(2)

【内容】

サーカディアンリズムに関する、光が人間の概日系に与える影響の研究結果を示 した。

●光に対する人間の概日系の強度依存的応答において、リセット応答とメラトニン抑制は 照度に非線形に関連しており、最小応答は

100

1,000

●等しい光子密度の

460nm

555nm

460nm

●光の位相応答曲線

露光のタイミングと位相シフトの量との関係は、位相応答曲線（PRC）を使用して提示さ れ((右)Fig. 1.3.5-2)、曲線は、縦軸の位相シフト量と横軸の光刺激のタイミング（一定の 刺激強度）をプロットすることで作成された。これは

6.5

(左)Fig. 1.3.5-1 Phase shifts (panel A) and melatonin suppression (Panel B) in response to a 3-cycle 5- hour light stimulus in young adults.

(右)Fig. 1.3.5-2 Phase response curve to a single 6.5-hour episode of bright light in young adults.

-19- No. 7

タイトル

Measuring and using light in the melanopsin age

著者

Robert J. Lucas,1,Stuart Peirson,2, David M. Berson,3 Timothy M. Brown,1 Howard M. Cooper,4 Charles A. Czeisler,5 Mariana G Figueiro,6 Paul D.

Gamlin,7 Steven W. Lockley,5 John B. O’Hagan,8

Published online 2013 Nov 25. doi: 10.1016/j.tins.2013.10.004

【内容】

サーカディアン及び神経行動調節のための光測定の手法に関する研究で、光に対 する ipRGC の応答の仕組みとそのスペクトル感度について示した。

●光の生物学的・行動的影響は、従来の桿体細胞および錐体細胞に加えて、固有の感光性 網膜神経節細胞（ipRGC）を含むメラノプシン光受容体の影響を受ける。

● ipRGCは網膜の外側から入力を受け取るため、錐体細胞で起こる信号と複合的な反応 をする。((左)Fig. 1.3.5-3)

●生物学的と行動的光応答は光色素のスペクトル効率と眼のスペクトル透過特性によって 明確なスペクトル感度が定義される。((右)Fig. 1.3.5-4)

(左)Fig. 1.3.5-3 A. Schematic of the relevant retinal circuitry in humans.

(右)Fig. 1.3.5-4 B.the melanopsin-driven phototransduction mechanism within the ipRGC itself, and remote photoreception in rods and cones

-20- No. 8

タイトル Circadian-Effective Light 著者 Lighting Research Center

掲載 https://www.lrc.rpi.edu/cscalculator/CircadianEffectiveLight.pdf , March 28,2019

【内容】 建築現場にサーカディアン光の効果を利用するために、人間の概日系スペクトル感度 を数学的に定義した。

●CLAは光受容体の概日系スペクトル感度を考慮した、単位面積当たりのスペクトル加重 フラックスの観点から測定されたスケールで、長い波長での

CL

1・下)は ipRGC-

CL

1・上)

は

ipRGC-メラノプシンと S

Equation 1

●概日系に対する概日効果

CL

CLA=100

14%、CLA=1000

53%となる。

-21-

Fig. 1.3.5-5 plotted as a function of log10 (CLA)

●朝の時間（午前

8

CS = 0.15

時間中に

CS = 0.30

15a）は、より良い主観的な活力の感覚

（主観的活力スケール[SVS]、図

15b）を報告し、仕事中の眠気が少なくなった。

Fig. 1.3.5-6 Average illuminance at the occupants’ corneas in four different spaces, before and after intervention (CS; a) together with associated subjective measures of vitality (SVS; b) and sleepiness

(KSS; c).

-22- No. 9

タイトル Designing with Circadian Stimulus

著者 Mariana G. Figueiro

掲載 https://www.lrc.rpi.edu/resources/newsroom/LDA_CircadianStimulus_Oct2 016.pdf

【内容】

Lighitng Research Center は建築環境にサーカディアン照明を取り入れるための設 計手法を Circadian Stimulus(CS)という指標をベースに提案した。

●1日の早い時間に

0.3

CS

●夕方にも執務を行う場合は、照明システムを暗くするまたは、SPDを調整して

CS

0.15

Fig. 1.3.5-7 Tunable luminaires can be programmed to deliver customized CS dosage schedules. As with the schedule shown in Figure 2, this schedule should be regarded as a specific example and not a

general prescription.

-23-

サーカディアンに関する

Lucas

3

胞

ipRGC

ルを示した。またそれぞれの分光感度に対して等価になる、等価メラノピックルクス

（EML）を提案し、非視覚的な光受容体が受ける要素を考慮した明るさ指標を示した。こ のメラノピックの分光感度を参考に、Lighting Research Center(No. 8)は人の概日刺激に どの程度作用するかという指標に

CA（Circadian Stimulas）,CLA(Circadian Light)を提

No. 6

ムの改善につながるが、長時間の照射や適切でないタイミングの照射は、執務者の疲労や サーカディアンリズムの望ましくない位相にシフトする可能性があることがわかる。した がって、No. 9より、オフィスでは覚醒状態から安静状態へのシフトが重要であることが 示されている。

しかし、実際に

EML

CS

-24-

1.3.6 WELL認証に関して

WELL-Building-Standard

2012

目的として、米国で開発された認証制度である。評価項目には

7

100

11

「サーカディアン照明」の項目では、午前中

4

EML

250

EML

光に関する評価項目(11)

必須 机上面の明るさ,サーカディアン照明,照明のグレア制御,

昼光のグレア制御

加点 机上面のグレア防止,照明の色,表面反射率,自動調光

照明,昼光利用,昼光モデリング,採光窓

-25-

1.4

健康評価・昼光利用・省エネへの重要性が注目されているため、昼光利用と色温度可変 照明制御を併用した際の視覚的評価や熱的快適性などの快適性を明らかにすることを目的 とする。したがって、以下に詳細な目的を示す。

(1) 昼光併用型の色温度制御照明が在室者の快適性に与える影響を把握

従来制御と色温度制御を比較することで得られたアンケート評価から、在室者の快適性 に与える影響を把握する。特に光環境の満足度や知的生産性、疲労感に及ぼす影響を把握 する。

(2) 色温度照明制御による熱的快適性の把握

アンケート評価による熱的快適性の評価から、異なる照明の色温度が実際の在室者に及 ぼす温冷感申告を生理的に中立な温度に変換し、色温度が温冷感に与える影響を把握す る。

(3) 昼光併用型の色温度制御照明の設計・制御基準を明らかにすること。

昼光併用時の色温度制御の明るさ感や色味に関するアンケート評価から、照明の照度・

色温度の適切な範囲を示し、設計・制御の基準を明らかにする。

(4) 異なる窓性能による昼光利用効果を明らかにすること。

執務者の視界の輝度画像を撮影しグレア評価を行い、適切な窓面性能を把握する。また 分光スペクトルを測定し、EMLや

CS

-26-

1.5

本研究は、本文

6

第

1

第

2

アンケート項目などの実測手法に関する概要を記す。

第

3

第

4

第

5

第

6

-27-

1.6

[1] Green Building Japan, https://www.gbj.or.jp/well/about_well/, 2019/09.

[2]

WELLNESS

る知的生産性恒等式の提案～,” 年報

NTT

No.

28, 2017/06.

[3]

net.jp/intl_comparison/, 2018.

[4]

出推進事業,” https://www.meti.go.jp/meti_lib/report/2016fy/000251.pdf, H28/03.

[5]

CO2

2-5,” 2016/02.

[6]

2019.

[7]

究,” 日本建築学会環境系論文集 第

74

646

[8]

告書,” 経済産業省委託調査報告書, 2015.

[9] Qi Daia, Yingying Huang, Luoxi Hao, Yi Lina,b, Kaixuan Chenc,

spectral illumination design for energy-effcient circadian lighting,” Building and Environment, 146, Pages 216-225, 2018.

[10] M. T. David M. Beron,

the Circadian Clock,” Science, vol 295, 2002 .

[11]

生工学会大会学術講演論文集

H54,p2221-2224, 2006.

[12] A.A.Kruithof,

Philips Technical Review vol.6 No.3 p.65-73, 1941.

[13] Karin C.H.J.Smoldersab, Yvonne A.W.de Kortab,

fatigue: Effects on alertness, vitality, perfomance and physiological arousal,”

Journal of Environmetal Psycology Volume 39, Pages 77-91, 2014/09.

-28-

[14] Seo Yoon Kang, Nara Youn, Heakyung Cecilia Yoon,

of environmental lighting: The effect of illuminance and correlated color

temperature,” Building Environment Volume 62, Pages 30-41,

[15] Jeanne F. Duffy, M.B.A., Ph.D.a, Charles A. Czeisler, Ph.D., M.D.,

Light on Human Circadian Physiology,” Sleep Med Clin: 4(2) Pages 165-177, 2009/01.

[16] Robert J. Lucas,Stuart Peirson, David M. Berson, Timothy M. Brown, Howard M.

Cooper, Charles A. Czeisler, Mariana G Figueiro, Paul D. Gamlin, Steven W.

Lockley, John B. O’Hagan,

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[17] KyleKonisPh.D.,

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-29-

-30-

第 2 章

実測手法

-31-

2 実測手法

2.1

本章では、被験者実験を行ったオフィスビルの概要や光環境計測・温熱環境計測の測定 項目や調査項目、アンケート調査の手法、質問項目の概要、照明制御パターンについて示 す。

2.2

2.2.1 実測建物概要

実測を行った

S

T

Table 2.2.1-1

AFW＋自動制御ブラインドで昼光利用が容

Table 2.2.1-1

Building name S building T building

Country Singapore Japan

City Dover Kanagawa

Total floors 4F,B2 11F,B1

Typical floor area [㎡] 1,100 1,700

Ceiling height[m] 2.8 2.7

Direction of perimeter zone South and West South

Window type Float glass

+ Roll curtain AFW

+ Auto Blind

AC time 8:00-20:00 8:00-18:00

Set temperature [℃] 22 22,24,26

Survey period 2020/01/06-2020/01/9 2019/09-2019/12

Target floor 2F 4F

Survey target space area

[㎡] 1,100 163.8

Subjects

(male:female)[people] 29

(23:6) 100

(60:40)

Appearance of building

-32-

2.2.2 調査項目

表に測定項目の概要を示す。代表点計測の測定項目は空気温度、グローブ温度、相対湿 度、照度とし、24時間計測で、測定間隔は

1

5

Table 2.2.2-1

Variables

Points Height

from the floor [mm]

S building T building Reference

point

Air temperature [℃]

Globe temperature [℃]

Relative humidity [%]

Illuminance [lx]

8 6 1100

Manual measuremen

t

Wind velocity [m/s]

Spectrum data [μW/㎠]

Luminance image [-]

5 or 6 - 1200

Window

environment Vertical illuminance [lx]

Vertical solar radiation [W/m2] 1 1 -

Outdoor environment

Vertical illuminance [lx]

Vertical solar radiation [W/㎡]

Outdoor temperature [℃]

1 1 -

-33-

2.2.3 計測機器設置レイアウト

Fig. 2.2.3-1 S

Fig. 2.2.3-1

A∼H

8

Fig. 2.2.3-1 S

Reference point (temperature, humidity, globe temperature, illuminance) Vertical temperature distribution

CO2 concentration measurement point Air outlet measurement point

Manual measurement point (wind velosity)

Manual measurement point (llumincance image, vertical spectrum)

Light environmet around window (solar radiation, illuminance, window temp)

-34-

Figure 2.2.3-1, Figure 2.2.3-2

T

2,5m, 5m, 8m

3

Figure 2.2.3-1. T

Figure 2.2.3-2. T

-35-

2.2.4 温熱環境計測_Sビル

2.2.4.1 代表点計測

Table 2.2.4-1

テーションにクランプを用いて設置した。測定には

T&D

Table 2.2.4-1

変数 機器名称 型番

代表点計測

空気温度[℃] おんどとり＋空気湿度 センサー＋照度センサ

ー

TR-74Ui+THA- 3151+ISA-3151 相対湿度[%]

照度[lx]

グローブ温度[℃] おんどとり TR-52i

グローブ球 石川式グローブ球

Fig. 2.2.4-1

-36-

2.2.4.2 上下温度分布計測

Table 2.2.4-2

況を示す。測定には塩ビ管を用いて作成したポールに

T

Table 2.2.4-2

変数 機器名称 型番

上下温度分布計測 空気温度[℃] 熱電対 熱電対タイプ T

データロガー MCR-4TC

Fig. 2.2.4-2

-37-

Table 2.2.4-3

測定方向は下向きとした。

Table 2.2.4-3

変数 機器名称 型番

手動計測

風速[m/s] 熱線式風速計 testo 425 空気温度[℃] おんどとり＋空気湿度

センサー＋照度センサ ー

TR-74Ui+THA- 3151+ISA-3151 相対湿度[%]

照度[lx]

グローブ温度[℃] おんどとり TR-52i

グローブ球 石川式グローブ球

Fig. 2.2.4-3

-38-

2.2.5.1 窓周り光環境計測

Table 2.2.5-1

し、窓面に対して鉛直向きに測定を行った。

Table 2.2.5-1

変数 機器名称

窓周り光環境計測

鉛直面照度[lx] 室内照度計

鉛直面日射量[W/㎡] 室内日射計

窓表面温度[℃]

熱電対タイプ T 窓近傍温度[℃]

窓面熱流量[W/㎡] 熱流センサー

データロガー Thermic

2.2.5.2 屋外気象計測

Table 2.2.5-2

脚に固定し、南向きに設置した。

Table 2.2.5-2

変数 機器名称

屋外気象計測

鉛直面照度[lx] 屋外照度計

鉛直面日射量[W/㎡] 屋外日射計

屋外気温[℃] 熱電対タイプ T

データロガー Thermic

-39-

2.2.5.3 分光スペクトル計測

Table 2.2.5-3

は測定点で、窓面に対して

0°(Window), 90°(Parallel), 180°(Away), 270°(Parallel)の 4

1200mm

Table 2.2.5-3

変数 機器名称 型番

分光スペクトル計測 スペクトルデータ[μw/㎡] 分光光度計 Lighting Passport Pro Standard

Fig. 2.2.5-1

-40-

Table 2.2.5-4

向きに行った。１回の計測でシャッタースピード８段階を変更して撮影を行う。

Table 2.2.5-4

変数 機器名称 型番

輝度計測 輝度[cd/㎡] CCD カメラ

Fig. 2.2.5-2CCD

-41-

Table 2.2.5-5

スマートフォン用のアプリケーションで遠隔操作行い、在室者の席で撮影を行う。

Table 2.2.5-5

変数 機器名称 型番

視界要素計測 - 360°カメラ RICOH THETA

Fig. 2.2.5-3 360°カメラの設置状況

-42-

2.2.6 アンケート調査

Table 2.2.6-1

者が実際にオフィスで働く在室者であるため、10:00にアンケートを配布し、11:00、

15:00、オフィスを離れる時の 3

り集めたため、10:00, 11:50, 13:00, 15:10, 16:30, 17:20の

6

PC

Web

Table 2.2.6-1.

Time S building T building

9:40 Experiment explanation

10:00 Questionnaire Distribution Entry to room + Q&A_1

10:15 Office work start

11:00 Questionnaire 1

(11.00 a.m.)

11:50 Q&A_2

12:00 noon break(1h)

13:00 Q&A_3

13:10 Office work start

15:10 Questionnaire 2 Q&A_4

15:20 Break(30min)

15:50 Office work start

16:30 Questionnaire 3

(Before leaving office)

Q&A_5(Autumn/ Winter only)

17:20 Q&A_6

17:30 Dissolution