博 士 論 文
疲労と作業成績による室内環境の知的生産性評価 に関する研究
The Effect of Indoor Environment on Workplace Productivity, Evaluated by Measuring Fatigue and Performance
2010 年 2 月
疲労と作業成績による室内環境の知的生産性評価に関する研究
The Effect of Indoor Environment on Workplace Productivity, Evaluated by Measuring Fatigue and Performance
第1章 序論
1.1 本研究の背景と目的･････････････････････････････････････････････････････ 3 1.2 既往の研究･････････････････････････････････････････････････････････････ 10 1.2.1 心理的要因と知的生産性･････････････････････････････････････････ 10 (1) モチベーション ･･････････････････････････････････････････････ 10 (2) 覚醒 ････････････････････････････････････････････････････････ 11 1.2.2 室内環境と知的生産性･･･････････････････････････････････････････ 13 (1) 光環境と知的生産性 ･･････････････････････････････････････････ 13 (2) 環境の個人制御と知的生産性 ･･････････････････････････････････ 15 (3) 温熱環境と知的生産性 ････････････････････････････････････････ 17 1.2.3 知的生産性の評価手法･･･････････････････････････････････････････ 19 1.2.4 シックビルディング症候群･･･････････････････････････････････････ 23 1.2.5 疲労･･･････････････････････････････････････････････････････････ 25 1.2.6 知的生産性の経済性評価･････････････････････････････････････････ 28 1.3 本論文の構成 ･･････････････････････････････････････････････････････････ 29
第2章 シックビルディング症候群が知的生産性に与える影響
2.1 シックビルディング症候群と知的生産性に関する文献調査方法 ･･････････････ 41 2.1.1 対象文献 ･･････････････････････････････････････････････････････ 41
2.1.2 シックビルディング症候群と知的生産性評価項目の分類と評価方法 ･･ 42
(1) シックビルディング症候群の分類と評価方法 ････････････････････ 42 (2) 作業成績の分類と評価方法 ････････････････････････････････････ 42 (3) 病欠日数の分類と評価方法 ････････････････････････････････････ 43 (4) 対象研究の分類 ･･････････････････････････････････････････････ 43 2.2 シックビルディング症候群が作業効率に及ぼす影響 ････････････････････････ 44
2.2.1 不定愁訴を患っている人の割合と作業効率の比較 ･･････････････････ 44
2.2.2 各居住者が患っている不定愁訴の強さと作業効率の比較 ････････････ 45
ii
2.3.1 刺激症状を患っている人の割合と病欠日数の比較 ･･････････････････ 46
2.3.2 各居住者が患っている刺激症状の強さと病欠日数の比較 ････････････ 47
2.4 まとめ ････････････････････････････････････････････････････････････････ 48
第3章 短時間曝露における机上面照度の違いが疲労と作業成績に与える影響 3.1 被験者実験方法････････････････････････････････････････････････････････ 55
3.1.1 実験期間・場所 ････････････････････････････････････････････････ 55 3.1.2 実験条件 ･･････････････････････････････････････････････････････ 55 3.1.3 被験者 ････････････････････････････････････････････････････････ 56 3.1.4 測定項目 ･･････････････････････････････････････････････････････ 57 (1) 視環境調査票 ････････････････････････････････････････････････ 57 (2) 光環境に関する申告 ･･････････････････････････････････････････ 60 (3) 眼精疲労に関する申告 ････････････････････････････････････････ 60 (4) 自覚症状しらべ ･･････････････････････････････････････････････ 62 (5) 日本語版NASA-TLX（NASA-Task Load Index） ･････････････････ 64 (6) 音声疲労計測 ････････････････････････････････････････････････ 66 (7) フリッカー値 ････････････････････････････････････････････････ 69 (8) 作業成績 ････････････････････････････････････････････････････ 70 (9) 朗読作業 ････････････････････････････････････････････････････ 70 3.1.5 実験手順 ･･････････････････････････････････････････････････････ 71 3.1.6 統計解析 ･･････････････････････････････････････････････････････ 72 3.2 被験者実験結果･･･････････････････････････････････････････････････････ 73 3.2.1 室内環境の評価 ････････････････････････････････････････････････ 73 (1) 環境測定結果 ････････････････････････････････････････････････ 73 (2) 光環境に関する申告 ･･････････････････････････････････････････ 74 3.2.2 人体反応の評価 ････････････････････････････････････････････････ 78 (1) メンタルワークロード ････････････････････････････････････････ 78 (2) 自覚症状しらべ ･･････････････････････････････････････････････ 81 (3) 自覚症状しらべ尺度つき ･･････････････････････････････････････ 83 (4) 眼精疲労 ････････････････････････････････････････････････････ 89 (5) 音声疲労計測 ････････････････････････････････････････････････ 92 (6) フリッカー値 ････････････････････････････････････････････････ 95 3.2.3 知的活動の評価 ････････････････････････････････････････････････ 96 (1) 作業成績 ････････････････････････････････････････････････････ 96 3.3 考察･･････････････････････････････････････････････････････････････････ 97 3.4 まとめ････････････････････････････････････････････････････････････････ 98
4.1.2 実験条件 ･･････････････････････････････････････････････････････ 103 4.1.3 被験者 ････････････････････････････････････････････････････････ 104 4.1.4 測定項目 ･･････････････････････････････････････････････････････ 105 (1) 環境測定 ････････････････････････････････････････････････････ 105 (2) 心理量および生理量の測定 ････････････････････････････････････ 106 (3) 作業成績 ････････････････････････････････････････････････････ 111 4.1.5 実験手順 ･･････････････････････････････････････････････････････ 113 4.1.6 統計解析 ･･････････････････････････････････････････････････････ 114 4.2 被験者実験結果･･･････････････････････････････････････････････････････ 115 4.2.1 室内環境の評価 ････････････････････････････････････････････････ 115 (1) 環境測定結果 ････････････････････････････････････････････････ 115 (2) 室内環境に対する不満に関する申告 ････････････････････････････ 119 (3) 光環境に関する申告 ･･････････････････････････････････････････ 121 4.2.2 人体反応の評価 ････････････････････････････････････････････････ 124 (1) メンタルワークロード ････････････････････････････････････････ 124 (2) 自覚症状しらべ ･･････････････････････････････････････････････ 126 (3) 眼精疲労 ････････････････････････････････････････････････････ 133 (4) 活力度 ･･････････････････････････････････････････････････････ 136 (5) フリッカー値 ････････････････････････････････････････････････ 136 4.2.3 知的活動の評価 ････････････････････････････････････････････････ 137 (1) 自己評価による知的生産性申告 ････････････････････････････････ 137 (2) 作業成績 ････････････････････････････････････････････････････ 138 4.2.4 知的生産性評価結果の相関 ･･････････････････････････････････････ 141 (1) 知的生産性申告および快適性の相関 ････････････････････････････ 141 (2) 主観申告値と作業成績の相関 ･･････････････････････････････････ 141 4.3 考察･･････････････････････････････････････････････････････････････････ 144 4.4 まとめ････････････････････････････････････････････････････････････････ 145
第5章 長時間曝露における室内温度28℃環境が疲労と作業成績に与える影響 5.1 被験者実験方法････････････････････････････････････････････････････････ 149
5.1.1 実験期間・場所 ････････････････････････････････････････････････ 149 5.1.2 実験条件 ･･････････････････････････････････････････････････････ 149
iv
5.1.4 測定項目 ･･････････････････････････････････････････････････････ 151 (1) 環境測定 ････････････････････････････････････････････････････ 151 (2) 心理量および生理量の測定 ････････････････････････････････････ 152 (3) 作業成績 ････････････････････････････････････････････････････ 153 5.1.5 実験手順 ･･････････････････････････････････････････････････････ 155 5.1.6 統計解析 ･･････････････････････････････････････････････････････ 155 5.2 被験者実験結果･･･････････････････････････････････････････････････････ 156 5.2.1 室内環境の評価 ････････････････････････････････････････････････ 156 (1) 環境測定結果 ････････････････････････････････････････････････ 156 (2) 室内環境に関する申告 ････････････････････････････････････････ 156 (3) 胸部皮膚温・衣内温湿度 ･･････････････････････････････････････ 160 5.2.2 人体反応の評価 ････････････････････････････････････････････････ 161 (1) メンタルワークロード ････････････････････････････････････････ 161 (2) 自覚症状しらべ ･･････････････････････････････････････････････ 163 (3) 活力度 ･･････････････････････････････････････････････････････ 171 (4) フリッカー値 ････････････････････････････････････････････････ 172 5.2.3 知的活動の評価 ････････････････････････････････････････････････ 173 (1) 自己評価による知的生産性申告 ････････････････････････････････ 173 (2) 作業成績 ････････････････････････････････････････････････････ 175 5.2.4 知的生産性評価結果の相関 ･･････････････････････････････････････ 177 (1) 知的生産性申告および快適性の相関 ････････････････････････････ 177 (2) 主観申告値と作業成績の相関 ･･････････････････････････････････ 177 5.3 考察･･････････････････････････････････････････････････････････････････ 180 5.4 まとめ････････････････････････････････････････････････････････････････ 182
第6章 室内環境の改善と経済効果
6.1 知的生産性評価項目とコスト項目････････････････････････････････････････ 187 (1) 室内環境 ････････････････････････････････････････････････････ 188 (2) 知的活動成果 ････････････････････････････････････････････････ 188 (3) 人体反応 ････････････････････････････････････････････････････ 188 6.2 日本における室内環境改善がもたらす経済効果････････････････････････････ 190 6.3 室内環境が知的生産性へ与える経済的影響････････････････････････････････ 192
6.3.1 作業効率の人件費換算による経済効果の算出 ･･････････････････････ 192
(1) タスク・アンビエント照明 ････････････････････････････････････ 192 (2) 室内温度28℃環境････････････････････････････････････････････ 193
6.3.2 知的生産性を考慮した省エネルギー手法の経済性評価 ･･････････････ 194
図表一覧 研究業績 謝辞
第 1 章
第1章 序論
1.1 本研究の背景と目的
オフィス空間等の設計には在室者の快適性や健康性に加えて，知的生産性の向上が求められる ようになってきた。過酷な環境となりにくいオフィス等の室内環境においては在室者の快適性が 特に注目されてきたが，ビジネスが工場生産から知的生産へとシフトしてきた現代では，オフィ スの生産性が重視されるようになったからである。近年の研究では，欧米を中心に，室内環境改 善による経済効果を評価する研究が行われており，執務者の人件費の高さから，室内環境を改善 することで執務者の知的生産性が上がれば，経済的にも効率が良いことが報告されている。Fisk1） による報告では，アメリカにおける室内環境改善がもたらす経済効果は，疾患や健康被害による ものを除き，作業効率の向上だけで1.2～12.5兆円にのぼる可能性があるとしている。しかし，室 内環境が知的生産性に与える影響は未だに明らかにされておらず，その評価手法についても定ま っていない。そのため，経営上の視点からは，室内環境質の維持や向上に要する支出は，費用削 減のため縮小される傾向にある。また，地球環境問題から省エネルギー性の向上が重視されるよ うになり，知的生産性の観点から室内環境質を考慮する機会は少ない。室内環境に起因する知的 生産性の低下が生じていても，その状態を把握し，改善できない危険性があり，大きな問題とな りかねない。知的生産性の評価手法を確立し，室内環境が知的生産性に与える影響を解明するこ とが急務である。
室内環境が知的生産性に与える影響について，室内環境質が低下すると作業成績に負の影響を 与える可能性があるという報告があるが2）～5），室内環境以外の要因により作業成績は影響を受け るため，室内環境と知的生産性の関係について統一した見解は得られていない。室内環境以外の 要因として，（1）組織や作業者の要因（組織体制や個人能力等），（2）心理的要因（覚醒やモチベ ーション等），（3）課題の特性，（4）作業時間などが挙げられている2）, 6）～8）。特に心理的要因の 影響は大きいとされ，ホーソン効果に関する研究は有名である。課題の特性については，被験者 実験において課す模擬課題が実オフィスでの生産性を再現できているかという問題が挙げられる。
また，実験室実験などにおいては，作業時間の短さが作業成績に影響している可能性がある。
第1章 序論
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本研究では，人体反応に着目し，疲労と作業成績による知的生産性の新しい評価手法を提案し，
その有効性を確認することを目的とした。室内環境は，心理状態と生理状態に影響を与え，その 状態は活動に関連し，作業成績に影響を与えると考えられる。そのため，知的生産性評価には，
作業成績の測定だけではなく，疲労等の人体反応を心理量，生理量を用いて測定する必要がある。
しかし，従来の研究では，知的生産性を評価する際に作業成績にのみ着目することが多く，心理 状態と生理状態を表す人体反応，特に疲労に重点をおいた研究は少ない。短時間作業において高 いモチベーションを維持した場合，室内環境の違いによる作業成績の差は認められないが，作業 後の疲労状態に違いが生じ，疲労の違いは時間の経過とともに作業成績の低下を招くと考えられ，
疲労計測は短時間かつ簡易な知的生産性評価手法として期待できる。また，作業成績を数値化す ることが難しい仕事内容や職場に対しても，疲労を測定することで知的生産性を有効に評価でき る可能性がある。
本研究の研究範囲は，室内環境が疲労等の人体反応と作業成績に与える影響について定量的に 測定すること，室内環境評価において疲労と作業成績の関係を明らかにすることとした。また，
短時間曝露だけではなく，長時間曝露における室内環境の影響を評価し，疲労と作業成績による 知的生産性評価手法の有効性を検討した。さらに，室内環境を改善した際の経済効果を試算する ことを研究範囲とした。
評価対象はオフィス環境とし，机上面照度の違いが疲労と作業成績に与える影響，タスク照明 を用いた個人による机上面照度の調節が疲労と作業成績に与える影響，室内温度28℃環境が疲労 と作業成績に与える影響について検討を行った。室内環境が知的生産性に与える影響に関する研 究は，実験室実験やフィールド実験による検討が行われており，対象とされる室内環境は，空気 質環境，温熱環境，音環境，個人制御，光環境が重要だと認識されている9）。
具体的には，次の5項目について研究を行った。
1） シックビルディング症候群が知的生産性に与える影響
2） 短時間曝露における机上面照度の違いが疲労と作業成績に与える影響 3） 長時間曝露における机上面照度の調節が疲労と作業成績に与える影響
4） 長時間曝露における室内温度28℃環境が疲労と作業成績に与える影響 5） 室内環境の改善と経済効果
以下に，各項目について概要を示す。
1） シックビルディング症候群が知的生産性に与える影響
人体反応を用いた知的生産性評価を行うことを目的として文献研究を行った。シックビルディ ング症候群と作業成績，もしくは，病欠日数を定量的に評価している論文を集め，シックビルデ ィング症候群と作業成績，病欠日数の評価方法の分類を行い，数量データを用いてこれらの関係 について検討した。「不定愁訴を患っている人の割合」と「作業効率」の比較，「各居住者が患っ ている不定愁訴の強さ」と「作業効率」の比較，「刺激症状を患っている人の割合」と「病欠日数」
の比較，「各居住者が患っている刺激症状の強さ」と「病欠日数」の比較を定量的に行った。
2） 短時間曝露における机上面照度の違いが疲労と作業成績に与える影響
光環境を対象とした被験者実験により，机上面照度の大きな違いが，短時間の紙面上の計算作 業に与える影響について調査した。作業成績の測定に加えて疲労の測定を行うことにより，知的 生産性を評価し，疲労を用いた知的生産性評価手法について検討した。疲労の測定には，主観的 評価として自覚症状しらべを行い，客観的評価として音声から算出されるリアプノフ数およびフ リッカー値を用い，その有効性についても検討した。
3） 長時間曝露における机上面照度の調節が疲労と作業成績に与える影響
タスク・アンビエント照明方式を対象とした被験者実験を行い，タスク照明を用いた個人によ る机上面照度の調節が知的生産性に与える影響について調査した。知的生産性の評価として，疲 労等の人体反応および作業成績の測定を行った。被験者に課す作業は計算作業，辞書引き作業，
テキスト・タイピング作業とし，作業の違いによる影響を調査した。また，前述の被験者実験に 比べて長時間の作業を被験者に課すことにより，疲労と作業成績の関係について知見を得ること とした。
第1章 序論
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4） 長時間曝露における室内温度28℃環境が疲労と作業成績に与える影響
室内温度と着衣量に違いを設けた被験者実験を行い，室内温度28℃環境が知的生産性に与える 影響について調査した。知的生産性の評価として，疲労等の人体反応および作業成績の測定を行 った。また，これまでの被験者実験に比べてより長時間の計算作業を被験者に課すことで，温熱 環境においても疲労と作業成績の関係を調査し，疲労を用いた知的生産性評価手法を検討した。
5） 室内環境の改善と経済効果
知的生産性向上による経済効果を試算するために，知的生産性評価項目とコスト項目を関連付 けるフロー図を作成した。また，日本における室内環境の知的生産性向上による潜在的経済効果 を試算した。さらに，タスク・アンビエント照明（タスク照明の調光機能）および室内温度28℃ 環境について，環境の違いにより生じる作業効率の差を，場所や時間単位の人件費へ置き換え，
知的生産性の経済効果を試算した。試算結果は，コスト・パフォーマンス指標である回収年数お よび熱経済性ベクトル図等を用い，省エネルギー性と経済性について検討した。
本論文では，知的生産性について論じていくが，ここでは，知的生産性の解釈を検討し，関連 する用語について以下に説明する。
生産性とは，生産過程に投入される労働・資本などの生産要素が，生産物の産出に貢献する程 度のことである。そして，知的生産性（Workplace Productivity）とは，執務空間における生産性を 意味する。執務空間とは知識を生産する場であり，オフィス，学校，病院，住宅までさまざまな 分野が対象となるが，産業・経済分野における知識の処理・創造の現場であるオフィスが最も関 心を持たれている10）。
生産性は，一般的にインプットに対するアウトプットの割合で表される。工場における生産性 の場合，一定の機能と品質を有する生産物を，単位コスト（時間から還元）あたりどれだけ生産 できるかによって評価される。一方，知的生産性の場合，知的活動成果（サービスなど）の品質 が一定であれば，コストあたりのサービス提供数によって評価され得る。しかし，アウトプット
およびインプットの定義は様々であり，活動により定量評価が難しい。また，時間軸の中でのそ れぞれの関係も明確ではない。こうした状況が知的生産性の評価を容易ではないものとしている が，本研究における知的生産性の概念を以下に定義する。
知的生産性に影響を与える環境は，個人的環境，社会的環境，人間的環境，物理的環境が代表 的なものとして挙げられており11），その影響は多様なため建築計画学から経営学まで多くの分野 で研究が進められている。本研究では，物理的環境に該当する温熱や光などの室内環境が知的生 産性に与える影響について考察する。室内環境はその他要因とは無関係に直接的に執務者に影響 を与え，基本的かつ重要な分野であると考える。
また，知的生産性は個人の知的生産性と集団（グループ，組織など）の知的生産性に分けるこ とができるが，ここでは個人を対象とした研究を行う。集団の知的生産性を上げるためには，個 人の知的生産性の向上は十分条件ではないが必要条件であり，個人の知的生産性のメカニズムを 解明することが重要である。なお，集団の知的生産性について考察する場合，コミュニケーショ ンやマネジメントなど経営的要素を考慮することが不可欠となる。また，生産性は組織の目標に 対する作業の出来高や効率の大きさであるため，個人の作業成績が高かったとしても，組織の目 的と一致しなければ，生産性は低いことをParsons12）は指摘しており，注意が必要である。
知的生産性におけるアウトプットは知的活動成果であるが，知的活動について村上13）は3つの 階層を提言している。第1階層は情報処理である。知識情報の定型処理・事務処理が該当する。
第 2階層は知識処理である。たとえば，知識情報の調査探索・加工処理，知的価値向上が当ては まる。第3階層は知識創造である。価値創造やイノベーションを意味する。工場生産の場合，オ フィスワーカーは情報処理によって生産現場を支援するという間接部門的な役割が強く，第1階 層の知的活動が多かったが，近年，知識創造によって価値を生み出すという直接部門的な役割も 求められるようになり，第3階層の知的活動も重視されてきた。つまり，「いかに分母たるコスト を削減するか」という議論だけでなく，「いかに分子たる価値を増大するか」という議論が追加さ れた。そして，各階層の活動の性質上，求められるものも異なり，一般的に第1 階層では効率性 の向上が，第3階層では創造性の向上が求められる。
本研究では，効率性を対象とし，作業効率による評価を行った。単位時間あたりの正答数やタ
第1章 序論
- 8 -
イプ数などの作業成績により評価する。作業効率を研究対象とすれば，実験を行う上では，仕事 の目標を一定に設定することができ，個人ごとの定量評価が可能である。また，作業効率の向上 を，場所と時間単位の人件費に換算することで，経済的価値への換算も可能である。欧米を中心 に行われている経済効果の試算の多くは，医療費や人件費への換算により評価が行われている。
効率性を評価することで経営的影響が支出に限定されたとしても，人件費の高さからその経済的 影響は大きい。なお，室内環境の改善により作業効率が向上した場合，創造性への影響も同様に 期待できる。独創性や創造性が求められる活動はある種の無駄が避けられなくなると言われてい るが14），仕事の仕方や思考のプロセス，目標が異なるためであり，細分化された個々の活動への 室内環境の影響は同じであることが予想されるためである。ただし，創造性が求められる活動に 室内環境が与える影響に関する検討は，本研究の研究範囲外とした。
上述した知的生産性に関する概念をまとめた図を図 1-1 に示す。本研究の特徴は，室内環境に より心理状態や生理状態が影響を受け，その人体反応が知的活動および成果（作業成績）に影響 を与えるという点である。図 1-1 では，室内環境，タスク，人体反応，知的活動成果の関係を示 している。また，個人の能力を四角形の大きさで示し，訓練によって能力が拡張することを表し た。能力は対象となる仕事に対する技術レベルや経験により決まる。能力が高い者は，能力に対 して仕事の負荷が低くなるため，環境より負荷がかかったとしても，作業成績への影響が小さい と考えられている。
最後に，経営指標としての知的生産性の考え方を示す。設備改修等による知的生産性の変化を 見る場合，「知的生産性の向上を金額換算し，これに費やしたコスト要因で除算したもの」として 算出し，建物オーナーや企業経営者が室内環境改善に対する投資判断や投資効果を確認するため の指標とすることができる15）。
知的生産性
Productivity
アウトプット
Output
インプット
Input
=
エネルギーコスト、室内環境質の改善に費やしたコスト要因 etc.
室内環境
Indoor Environment 光環境 温熱環境 個人制御 etc.
時間（コストへの換算）
【集団】
第1～3階層の 知的活動成果
Performance 作業成績
（量や質、
もしくは、両方）
経済的価値 への換算
タスク
Task
【個人】
人体反応
（心理状態と生理状態）
Human Response 疲労、活力 覚醒、モチベーション シックビルディング症候群
メンタルワークロード 脳内酸素代謝 満足度、快適性 etc.
訓練などにより拡張 能力、技術
知的生産性
Productivity
アウトプット
Output
インプット
Input
=
エネルギーコスト、室内環境質の改善に費やしたコスト要因 etc.
室内環境
Indoor Environment 光環境 温熱環境 個人制御 etc.
時間（コストへの換算）
【集団】
第1～3階層の 知的活動成果
Performance 作業成績
（量や質、
もしくは、両方）
経済的価値 への換算
タスク
Task
【個人】
人体反応
（心理状態と生理状態）
Human Response 疲労、活力 覚醒、モチベーション シックビルディング症候群
メンタルワークロード 脳内酸素代謝 満足度、快適性 etc.
訓練などにより拡張 能力、技術
図1-1 知的生産性の概念図
第1章 序論
- 10 - 1.2 既往の研究
1.2.1 心理的要因と知的生産性
(1) モチベーション
心理的要因は作業成績に大きな影響を与えるとされ，知的生産性の評価を困難にしている。心 理的要因は，モチベーション（動機付け），満足感などが挙げられる。特にモチベーションの影響 は大きく，多くの経営論にモチベーションが重要な問題として扱われている。モチベーションは Wyon16）により以下のように説明されている。モチベーションは被験者の成功への根元的な意欲も しくはやる気であり，それは教育や教化，報酬やその他の仕事に取り組む姿勢に影響を与える状 況要因によって変わる。それゆえ，決して一定ではなく，この内省的にしか測ることのできない 根元的な心構えと，その結果として生じた，与えられた時間に仕事を行う場合の努力とは区別さ れる。
モチベーションに関連する既往研究としてホーソン実験が有名であり，Roethlisberger と
Dickson17）は，作業者のモチベーションを高くすることによって，照度が非常に弱い時でさえ作業
成績が改善されると報告した。これは，モチベーションを高くする心理の管理によるものだと提 言している。また，Wyon ら18），19）は，教室の空気温度が20℃，27℃，30℃の環境において，子 供たちに読書をさせた実験を行い，作業成績が悪く疲労の訴えが増加した27℃条件において，よ りモチベーションの高い子供たちのグループでは，20℃の条件とほぼ同じ作業成績が得られ，努 力を要する程度が高くなったと報告している。なお，Goldman20）は，動機付けとして，「高い給料」
を有力なものとして挙げているが，このほかに「仕事のやりがい」，「チームワーク」，「達成感」
等が重要であるとしている。
また，McIntyre6）は，オフィスの仕事において，モチベーションの高い作業者にとって，温度が
作業成績に与える影響は小さいと述べており，Sommer21）は，環境による不快要因が作業成績に与 える影響は，モチベーションにより相殺される可能性について述べている。このように，モチベ ーションが高ければ，室内環境に対する要求の閾値も低くなり，悪い環境にも耐えることができ ると考えられる。
本研究の被験者実験では，被験者は自発的に参加しており，正当な報酬に加えて成績優秀者に はボーナスを支払うことを事前に告知している。ボーナスは，実験中の被験者の作業に対するモ チベーションを一定に保つためである。さらに，通常の仕事と比較して実験は短期間で終了する ため，被験者はモチベーションを高く維持することが容易であり，室内環境条件により作業成績 が低下しない場合が予想される。そのため，作業成績による評価だけではなく，疲労等の人体反 応を評価することが重要であると考えられる。
(2) 覚醒
覚醒とは意識の活性化の程度であり，作業成績に影響を与えると考えられている。Yerkes and
Dodsonの法則では，作業成績は，覚醒が中程度の場合に最も高くなり，それより高くても低くて
も作業成績は低下するとされている22）。さらに，複雑作業はそれ自体が覚醒を促し，単純作業よ りも，低い覚醒レベルにおいて作業成績が良くなるとしている。なお，この覚醒は，前述のモチ ベーションや努力などにより増加すると考えられている。
McIntyre6）は，Yerkes and Dodsonの法則22）を応用し，空気温度による影響と作業の難易度によ
る影響を合算して，作業難易度ごとに空気温度と作業成績の関係を示した。図 1-2 に覚醒度と作 業成績を，図1-3に空気温度と覚醒度を，図1-4に単純作業時の空気温度と作業成績を，図1-5に 複雑作業時の空気温度と作業成績を示す。覚醒度が最も高い時に作業成績が最大になり，低温あ るいは高温自体が覚醒度を向上させる要因であり，若干暖かいと感じる環境が最も覚醒度を低下 させるとしている。また，複雑作業時には若干暖かいと感じる環境で作業成績が最大になるが，
単純作業時には若干暖かいと感じる環境では作業成績がいくらか低下し，その前後の空気温度で 作業成績が最大になるとしている。
第1章 序論
- 12 -
図1-2 覚醒度と作業成績 図1-3 空気温度と覚醒度
図1-4 単純作業時の空気温度と作業成績 図1-5 複雑作業時の空気温度と作業成績
（McIntyre6））
この覚醒と作業成績に関する仮説は広く受け入れられているものの，覚醒と作業成績の関係を 実証するような研究はほとんど行われていない。その理由として，覚醒の生理的指標が実際の覚 醒度と必ずしも一致するとは限らず，覚醒度を測定することが非常に困難であることが挙げられ ている。また，McIntyre6）が指摘する単純作業と複雑作業の違いと空気温度の関係についても，具 体的に明らかにされていない。温熱環境と作業成績の関係については，「1.2.2 室内環境と知的生 産性」にて後述した。本研究では，人体反応の評価として疲労計測を行い，覚醒とは異なるアプ ローチで作業成績への影響を評価した。
1.2.2 室内環境と知的生産性 (1) 光環境と知的生産性
光環境が作業者の作業成績に与える影響に関する研究では，照度や輝度，グレア等に着目した 研究が行われている。工場における作業成績に関する研究では，Cabak23）は織物工場において照 度を変化させて作業をさせたところ，図1-6に示すように1000lxで誤りが最も少なくなったこと を示した。また，オフィス等での事務作業を対象とした研究では，Barnaby24）は生命保険会社の書 類業務において，照度変化による作業の正確性への影響を調べ，550lxを基準に1100lxで2.8%，
1600lxで8.1%の上昇が見られたと報告している。被験者申告では，高照度環境下ではよりストレ
スが少なく，動機付けが高く，生産性が高いと評価されたと報告した。また，Saunders25）は，読 書時の作業面照度を申告によって被験者に評価させたところ，図 1-7 のように照度が上がるにつ れて自己申告の作業成績も上がるが，一定値を越えるとその影響は次第に小さくなると報告した。
一方，VDT作業に特定した研究では，VDT作業者に仕事場の照度を調節させたところ，推奨照
度は500～1000lxにもかかわらず，100～250lxに選択が集まったとShahnavaz26）は報告している。
Hedge ら 27）は作業場の照明をアップライトとダウンライトで比較し，VDT 作業ではグレアが眼
や作業成績に負担を与えることを報告した。同様に，Slater28）は作業の正誤率を指標として作業成 績を調査し，最も影響する光環境要素は輝度対比であると報告している。これらの研究から，VDT 作業ではグレアや輝度対比の影響が大きく，紙面上の書類業務では照度の影響に注目する必要が あると考えられる。
図1-6 作業面照度とミス率（Cabak23）） 図1-7 作業面照度の評価（Saunders25））
第1章 序論
- 14 -
このように光環境条件により作業成績は影響を受けるという報告がされているが，影響を受け ないという報告も多い。ホーソン実験として有名な Mayo29）による組み立て作業を対象とした研 究においては，照度レベルを下げたとしても生産性が向上したことを示し，Roethlisberger と
Dickson17）は，作業者のモチベーションを高くすることによって，照度が非常に弱い時でさえ作業
効率が改善されると報告した。その背景として，作業者が被験者として選ばれたことにより作業 者のモチベーションが上がり，結果として生産性が向上するという，ホーソン効果を挙げている。
VeitchとNewsham30）による研究では，光の質と量を変えた9種類に及ぶ照明システムを用いて言
語能力や事務作業の効率に与える影響を評価したが，統一した見解は得られなかったと報告して いる。また，被験者が光環境に順応することにより，作業成績に差が見られなくなるとKatzev31） は報告する。
さらに，光環境が人体反応に与える影響に関する研究も行われている。多くの研究において光 の質を評価対象とし，光の質が向上すれば頭痛や疲労等の人体反応が改善されるとしている。
Wilkins ら 32）は高周波点灯形電子安定器を採用すると頭痛などの発生率が半減したことを示し，
Ure と Dunham33）は，人感センサーや昼光利用システム，照度制御機能付きの照明器具を採用す
ることで居住者の頭痛や眼精疲労の申告が 25%減少したと報告している。また，昼光レベルがサ ーカディアン周期に影響し，自然の光のパターンを崩すと，混乱，不眠，精神的疲労を引き起こ す可能性があると，Cawthorne34）は報告している。McCormack35）は，フルスペクトル・ライトを 浴びることで学校では生徒の疲労が低減され，工場では欠席数が減少されることを報告している。
上述のように，光環境が作業成績に与える影響に関して統一した見解は得られていない。その 理由は，前項で述べたように，モチベーションや覚醒などの心理的影響が考えられる。また，光 環境が人体反応に影響を与えるという報告はされているが，作業成績と人体反応の関係に着目し ている研究は少ない。したがって，作業成績だけではなく，疲労等の人体反応をともに測定する ことが重要である。本研究では，机上面照度に大きな違いを設け，紙面作業を被験者に課すこと で，知的生産性に与える影響を調査した。知的生産性評価として，作業成績だけではなく疲労等 の人体反応の測定を行った。机上面照度の大きな違いは作業成績と人体反応に影響を与える可能
性が高いと考えられる。
なお，紙面上の作業では文字の可読性について注意が必要である。井上36）は，文字の可読性が 明視三要素（作業面照度・文字寸法・対比）により決まり，明るさ感が大きく影響すると報告し ている。中根37）は，印刷文字の見易さおよび適正照度について文字を見せてその見え方と環境の 関係を評価したところ，8ポイントの文字の読書に適当な照度は，白熱電球で500lx～1400lx，蛍
光灯では500lx～5500lxであると報告した。被験者実験では，これらの条件を加味することとした。
あ あ あ あ
【基準】 【作業面照度】 【文字寸法】 【輝度対比】
図1-8 明視三要素
(2) 環境の個人制御と知的生産性
環境を個人で制御できるということが作業者の満足度を向上させ，ストレスを軽減させると考 えられている。さらには作業成績への影響も考察されており，例えば，作業者が自分のいる環境 の熱ストレスを制御できないと気づき「あきらめる」ことで作業成績は低下するとされている。
環境の個人制御に関する研究として，Rawら38）は，作業者自身に照明の制御をさせると，作業 者による作業成績の自己評価が高くなると報告した。Slater39）は，作業者に照明システムの制御と その装置に関する知識を与えることにより，作業者の満足度が増したと報告した。田中，西原ら
40），41）は，自己調節可能な気流が作業効率に与える影響について被験者実験を行ったところ，作 業成績には条件間で有意な差が見られなかったが，気流強度の調節が可能な条件の方が調節不可 能な条件よりも自覚症状しらべの総合訴え率およびII群の訴え率が低くなると報告した。また，
第1章 序論
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秋元ら42）は個人制御による非等温タスク空調方式が熱的快適性と知的生産性に与える影響につい て被験者実験を行い，タスク空調使用不可の条件では自覚症状しらべの訴え率が上昇したのに対 し，タスク空調制御可能の条件では訴え率が減少し，タスク空調を長時間使用した時には疲労を 軽減できる可能性があると報告している。
光環境を個人で調節できる照明方式として，タスク・アンビエント照明方式（TAL: Task and Ambient Lighting）がある。周囲をアンビエント照明で照らし，特定の作業面を個別にタスク照明 で照明する方式である。このタスク照明を個人で調節できることで，快適性や省エネルギー性が 高まると言われている。坂田ら43）や竹村ら44）はタスク・アンビエント照明の作業時における快 適性を評価したところ，快適性の視点からアンビエント照明は最低 300lx を必要とし，タスク照
明は350lx以下，タスク・アンビエント比は1以下が好まれると報告した。また，机上面照度750lx
環境において，タスク・アンビエント比が1 のタスク・アンビエント照明の消費電力量は，全般 照明に比べ3分の2程度の電力量で済むことを示している。また，坂田ら45）は，被験者にタスク 照明を調光・可動させ，タスク照明が固定された時との快適性の違いを検討したところ，タスク 照明を可動できる条件において最も快適性が高くなり，次いで調光，固定の順になると報告した。
渡部ら46）は，実際のオフィスにてフィールド調査を行い，アンビエント照明を300～400lx，タス
ク照明を280lx，もしくは，調光可能とした場合に快適性が最大となると報告した。
このようにタスク・アンビエント照明方式を採用することで快適性や省エネルギー性が向上す ることは報告されているが，作業成績に着目している研究は少ない。また，快適性と知的生産性 の関係は明らかにされておらず，エネルギー使用量への影響も明らかではない。本研究では，タ スク照明を用いて机上面照度を個人で調節できることが疲労および作業成績に与える影響を調査 した。また，前項の被験者実験よりも長時間に及ぶ作業を被験者に課し，疲労と作業成績の関係 について定量的に検討した。さらに，光環境についての快適性，タスク照明の電力消費量を計測 し，作業成績との関係を検討した。
(3) 温熱環境と知的生産性
初期の研究では工場施設を対象とした研究が多かった。Vernon47）がブリキ工場における季節に よる生産高の変化について調査を行い，夏季の生産高がおよそ 10%低下したことを報告し，
Chrenko48）が温度による事故率の増加について報告している。しかし，これらの実測においては，
温熱環境以外に生産性に影響を与える多くの要因を含んでおり，温熱環境がどのようなメカニズ ムで生産性に影響を与えているかを明らかにするには至っていない。
近年になり，オフィスや学校において，精神作業を対象とした研究が行われるようになった。
Wyon49）は，一般に，熱的に快適な環境下では生産性が高くなるが，最適な熱的快適環境において 最大効率にならないことを報告し，従来の研究結果より温度と作業成績の関係図を示した（図1-9）。 また，Seppänen50）は温熱環境と作業成績に関する既往研究のレビューを行い，作業成績が最大と なる温度を 22℃とし，21-22℃に至るまでは作業効率が向上し，23-24℃を超える環境では作業効 率が低下するモデルを提案している（図1-10）。これらの温度と作業成績に関するモデルは，最適 な熱的快適環境よりも低い温度において作業成績が最大になるとしているが，前述の McIntyre6） の覚醒理論が示すような，単純作業と複雑作業ごとの温度と作業成績の特徴はみられない。評価 対象となった研究における作業課題が単純作業から複雑作業まで様々であったことが要因として 考えられるが，単純作業と複雑作業の違いについては未だ不明点がある。
図1-9 温度と作業成績の関係（Wyon49））
第1章 序論
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図1-10 温度と作業成績の関係（Seppänen50））
このように，精神作業について温度と作業成績の関係が報告されているが，Lorsh と Abdou51）
やHeathとMendell2）が指摘するように，室内の温熱環境要素が作業効率に与える影響については，
未だに決定的な知見が得られていない。その原因としては，McIntyre6）が指摘しているように，覚 醒やモチベーション等の心理的要因が作業成績に関係していることが考えられる。また，西原と 田辺52）は，短時間作業では室内温度が作業成績に与える影響について統一した見解が得られなか ったが，33℃条件において最も疲労が生じる結果が得られたと報告している。本研究では，室内 温度25℃環境と28℃環境を設け，知的生産性に与える影響を調査した。知的生産性評価として作 業成績だけでなく疲労等の人体反応を測定し，西原ら52）による短時間曝露実験よりも長時間に及 ぶ被験者実験を行うことで，疲労と作業成績の関係について検討した。従来の研究では，室内環 境評価において長時間曝露時の疲労と作業成績の関係は検討されておらず，定量的に二つの関係 を評価する点が本研究の特徴である。
1.2.3 知的生産性の評価手法
知的生産性評価のために様々な測定方法が提案されている。表 1-1 に作業効率の代表的な測定 方法を示す。客観的評価は信頼性が高いが，作業内容により定量評価が難しく，実際のオフィス ワークとの比較も難しい。一方，主観的評価は生産性に関して聞きたいことを測定できるが，回 答者の解釈や態度の影響を受けやすい特徴がある。
既往の研究では，知的生産性の評価手法について以下のように報告されている7），53）。主観的評 価は，曖昧な聞き方をしなければ，客観的評価と同様の結果が得られる。ただし，評価内容に対 する回答者の解釈の違いにより，8-11%ほど過剰評価されることもある。また，在室者の健康状態 は知的生産性に大きく影響する。例えば，SBS の症状の訴え数と，主観的評価で求めた作業効率 の間には良い相関関係が認められる（r=0.98）。
表1-1 作業効率の代表的な測定方法（橋本54）を参照し，筆者加筆）
作業効率・作業量
分類 概要 測定方法
直接測定 間接測定 総合作業効率・生産性増減 ○
快適性・満足度・疲労度 ○
自覚症状しらべ ○
NASA-TLX ○
BOSTI質問票 ○
主観的 評価
自己申告 質問回答
POEM-O ○
ASRAE 1992 Workshop on IAQ推奨方法 ○ ○
顧客対応時間（コールセンター） ○ 書類の作成数（保険業務） ○ 実タスク
による測定
タイピング数（入力業務） ○
テキストタイピング ○
PAB作業 ○
クレペリンテスト ○
ナンバートレース法 ○
擬似タスク による測定
計算・記憶作業 ○
脳内酸素状態 ○
脳波測定（スペクトル，事象関連分析） ○ 心拍運動解析（R-R間隔など） ○
会話パターンの変化 ○
フリッカー値 ○
瞬目，眼球運動 ○
客観的 評価
生理指標 による測定
音声疲労 ○
第1章 序論
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また，伊藤と村上55），56）らは室内環境性能を満足度で測定すると同時に作業効率を定量的に測 定し，室内環境の質と生産性レベルの関係を定量的に把握することが可能なOSS-RPM（Occupant Satisfaction Survey – Remote Productivity Measurement）ツールを開発した。杉浦ら57）は知的生産性 の評価方法として，標準的な主観的評価票として SAP（Subjective Assessment of workplace Productivity）を作成した。従来用いられてきた室内環境評価票が室内環境の快適性評価に重きを 置いているのに対し，SAPはその調査対象を室内環境が知的生産性に及ぼす影響に特化しており，
従来の室内環境評価票における主観的評価法をベースに，知的生産性に関する項目を付加するこ とで評価票が構成されている。
本研究では，これらの既往研究を参考に，主観的評価手法および客観的評価手法を組み合わせ，
知的生産性を評価した。具体的には，室内環境評価，メンタルワークロード，疲労，活力，主観 による知的生産性評価，作業成績について被験者実験では測定した。疲労の評価は本研究の特徴 であり，主観的手法および客観的手法を用いて測定した。また，単に疲労の程度を把握するのみ ではなく，室内環境や作業種別の違いによって，どのような特徴をもった疲労が生じるのかを明 らかにすることを目的とした。主観による知的生産性評価については，満足度，作業のし易さ，
作業性に関する複数の申告を行うことで，信頼度を高めた。
被験者実験において作業成績による評価を行う場合，表 1-1 に示すようなオフィスワークを疑 似した作業58）を被験者に課し，そのスピードや正確さを評価することが多いが，採用されている 作業は様々であり統一されていない。そのため，被験者実験に適した作業は具体的に明らかでは ないが，比較的多く用いられるのは，単純な計算作業である。単純な計算作業は，特殊技術が必 要とされず作業の特性が被験者に与える影響が小さく，作業者の能力に左右されない，練習時間 を多く必要としない，正誤の判定が単純である，などの特徴があり，被験者実験において利用し やすい。
特殊技術が必要とされないという点は，被験者実験において室内環境が作業成績に与える影響 を評価する上では重要である。環境のストレスが作業成績に与える影響は，その仕事に対する人 間の技術レベルに依存すると言われているためである。Mackworth59）はモールス信号のオペレー
ターを用いた研究で，オペレーターの技術レベルが高いほど，環境がかなり極端な温度まで上昇 した場合でも，熱ストレスがパフォーマンスに与える影響は小さいということを実証している。
しかし，特殊技術が必要ない場合においても，被験者が作業を繰り返すことで学習効果が働く可 能性がある52）。そのため，本研究では，学習効果による作業成績への影響を除くため被験者実験 の第1 回目に練習条件を設け，その他の条件と同様のスケジュールで被験者には練習であること を知らせずに行った。さらに，実施回数による作業成績の向上の影響を除くため，参加日ごとの 作業成績の比率を算出し，全作業成績を最終日の作業成績に揃えた後に，各条件に振り分けた60）。
このように被験者実験において単純な計算作業の利点は大きいが，単純作業であるが故，作業 への意欲を維持しにくいという問題もある。そのため，モチベーションを高く一定に保つ工夫が 必要である。モチベーションについては，「1.2.1 心理的要因と知的生産性」で述べた。
執務空間における知的活動は，極めて単純な情報処理行動から，創造や独創に関わる知的活動 まで多岐にわたる。多様な知的活動に求められる能力も様々であり，何を支援すれば生産性が最 も向上するのか未だ明らかではない61）。こうした未知の部分があるものの，計算作業などの単純 な知的活動は執務空間における基本的な活動であり，執務空間の生産性へ与える影響は大きい。
特に効率性が求められる空間では，その評価は重要である。一方，創造や独創に関わる知的活動 についてはSECIモデル62）により複数のプロセスがあることが提言されており，効率性を求める ことは容易ではないが，個々のプロセスや細分化された活動の効率的な実行には，単純な知的活 動に求められる能力の向上が影響する可能性がある。プロセスの移行や活動の方向性等に関して は，野中62）が指摘するように，リーダーシップやワーカーへのはたらきかけ，マネジメント等の 要素も重要である。また，加藤63）は，創造や独創に関わる知的活動を脳の中における情報のコピ ーや思考の繰り返しとその際の変動のチェックによる汎化と分化の結果とし，計算作業などの単 純な知的活動の効率が上がれば，頭の中で行われる模倣活動，思考の繰り返し回数も増え，創造 や独創が生じる可能性は増すであろうとしている。
以上の報告より，本研究では，単純な計算作業を対象とし，室内環境が作業成績に与える影響 を定量的に評価した。さらに，辞書引き作業やタイピング入力作業といった複数の作業を被験者
第1章 序論
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に課すことで，作業の違いによる影響を調査した。また，各作業の比較を行うために，NASA-TLX を使用してメンタルワークロードを測定し，各作業の特徴を把握した。既往の研究では作業自体 の特徴を定量的に示しているものは少なく，比較が困難な場合が多かった。
