【照明の基礎知識】ランプ効率(lm/W)と本当の省エネとは?

近年、LED電球や蛍光灯などの省エネランプが注目を集めていますが、照明における「省エネ」とはどういう事でしょうか?


IKEA / monoooki

省エネというと、一般的には「電気代が安い」「消費電力が低い」などが上げられます。しかし、照明の場合は電気代が安くても、消費電力が低くても、照明自体が暗くなってしまえば本末転倒です。したがって照明においての本当の省エネとは、「消費電力が低くても明るい」という事なのです。

これを「ランプ効率」と言い、単位はルーメンパーワット(lm/W)で表します。

【ランプ効率】(lm/W)=【明かりの総量である全光束(lm)】 ÷ 【消費電力(W)】


どこかにいる子供がある動きをしたら灯る電球。 / hirosh

この単位の意味は、1Wの消費電力(W)当たり、どれだけの光(lm)を出すかという事であります。例えば… 白熱電球と電球形蛍光灯とLED電球のランプ効率を比較してみましょう。

・白熱電球 LW100V36W(40W形)
 消費電力:36W 全光束:485(lm) ランプ効率:約13.5(lm/W)

・電球形蛍光灯 EFA10EL/7H2(40W形)
 消費電力:7W 全光束:485(lm) ランプ効率:約69.2(lm/W)

・LED電球(一般電球形)LDA7L-G(30W形)
 消費電力:7.2W 全光束:390(lm) ランプ効率:約54.2(lm/W)
※パナソニック ランプカタログ参照値

上記3つの比較だと、1W当たりで比較すると1番光を出しているのは実は電球形蛍光灯69.2(lm/W)になります。

冒頭に戻りますが、近年省エネランプが注目を集め、購入を検討する場合、電気代の削減だけでなく、明るさが維持できるかという点も比較し、最後は「ランプ効率」を見て省エネ商品の選択をする事をオススメ致します。

参考までに、各種光源別のランプ効率の比較表を参照下さい。

各種光源別のランプ効率

(※参考資料:パナソニック 2012ランプカタログ)

【照明の基礎知識】明るさの4つの単位、全光束(ルーメン)、照度(ルクス)、光度(カンデラ)、輝度とは

生活している中で、よく「明るい」「暗い」と表現します。しかし、一言で「明るい」と言っても感覚の話であって、個人差があります。


Glow / www.drawperfect.com

では、「明るさ」とは何をもって判断できるのでしょうか?

実は、明るさには4つの単位があります。

光束 光度 照度 輝度 の概念図

(パナソニック社カタログより引用)

「全光束」ルーメン(単位:lm)

光源から出る、全方向に放射される光の総量を「全光束」(ぜんこうそく)と言い、単位をlm(ルーメン)で表します。

一般的に全光速の数値が大きい光源(電球)を明るい光源と言います。

ランプの明るさというと、W(ワット)を思い浮かべますが、W(ワット)というには消費電力の事であって明るさではありません。


Incandescent Light Bulb in Rural Community Center / jaliyaj

例えば…

白熱電球 LW100V54W(60W形)
→消費電力:54W 全光束:810ルーメン

電球形蛍光灯 EFA15EL/10H2(60W形)
→消費電力:10W 全光束:810ルーメン

上記のように、白熱電球と電球形蛍光灯では、消費電力は約1/5なのに対し、明るさは同じ810ルーメンになります。消費電力と明るさとは関係ないものなのです。

「照度」ルクス(単位:lx)

光源によって照らされている面の明るさを照度といいます。照明設計の基本になるもので、場所や作業内容ごとに照度基準がJIS規格で定められてます。

例えば…

・事務所(オフィス)の照度は750ルクス~1500ルクス (労働基準法に準ずる)


office / mahiro1322

・バーやクラブなどの夜のお店の照度 5ルクス以上 (風営法に準ずる)


Nuestro Bar / tj scenes

JIS照度基準表 事務所

JIS Z9110照度基準

「光度」カンデラ(単位:cd)

光源から出る、光の強さ(ある方向に放射される光の量)を光度といいます。中心光度、最大光度という使われ方が一般的です。

光源(電球)の光は全方向に均一に放射されているものではなく、方向によって光の強さのバラつきがあります。また、あえて、反射ミラーなどを使って、光の方向をコントロールしている電球や照明器具もあります。その中で、光が一番強い方向の1点の数値を中心光度や最大光度といいます。

「輝度」カンデラ(単位:cd/㎡)

照度(ルクス)とは照射面の明るさを表しますが、輝度とは、照射面を別のある方向から見た時にどれだけ明るく見えるかを表す値になります。言葉の通り、輝きやまぶしさを表す数値です。


Red Glare (Club Shoo) / bhav.bhav

LED電球は輝度が強い??
LED電球の光を直視すると、まぶしく感じる事が多いのですが、これは他の光源に比べて輝度が高いためです。しかし、まぶしいからと言って全体の明るさが明るい(全光束が大きい)かというとそうでもありません。

このように、日常生活の中で様々なアカリの中にいると、「明るい」「暗い」「まぶしい」など、感じますが、それぞれの光を細かく分析すると、上記4つの数値により、様々な特徴のある光である事が分かります。光やアカリは適材適所の使い方があるため、目的に合った光源をお選び下さい。

【照明の基礎知識】光の演色性(Ra)とは

光によって色の見え方が変わる??


The Tunnel of Haneda / Dick Thomas Johnson

ドライブをしている時に、トンネルの中に入ったとたん、着ていた白い服がオレンジ色になったり、青い服が黒色になったりした経験はありませんか?

これは、トンネル照明に使われている光の特性として、色の再現性が低く、色を識別できない種類の光によるため、このような現象が起こります。

普段の太陽光の下であれば、赤い服は赤色に見え、青い服は青色に見えます。これは、当たり前の事のように思いますが、実は光やアカリの種類によっては、赤色が朱色や赤紫っぽく見えたり、青色が紺色に見えたりしています。

太陽 / 柏翰 / ポーハン / POHAN

同じような現象で言うと、洋服店で試着した服の色が気に入り買ったものの、家に帰って改めて着てみると色の雰囲気が違って見えたり、スーパーのお肉売り場でおいしそうなお肉の色が、家に帰って見るとそうでもなかったり…

塩のお肉 / rhosoi

これは、お店で使っている照明は演色性が高いため色鮮やかに見えますが、家の蛍光灯の光は演色性が低いため、本来の色とはやや違う雰囲気に見えたりします。

このように、本来持っているモノの色を忠実に再現できるかどうかを数値化したものを演色評価指数(Ra)と言います。

下図は演色評価数の基準になる色標で、これらの色が忠実に再現できるかを試験してRaを決めます。
演色評価色

高演色性ランプ

トンネルの中で見える景色のように、モノ自体はなにも変わらなくても光源が変わることによって、人間の目は物体の色を違ったようにとらえます。

トンネルの中で使われているオレンジのランプは演色性が低い極端な例ですが、小学校や中学校の体育館でつかわれている水銀灯や、古いオフィスなどに利用されている40Wタイプの蛍光灯も演色性が低いランプのひとつです。ただし演色性が低いことのメリットとして、トンネルで使われているランプは、寿命が長くランプ効率が高かったり、水銀灯や蛍光灯などは値段が安価だったりします。

体育館 / kynbit

一方、色を評価したりする作業場や、衣服や装飾品など色が重視される物販店などでは、演色性の高いランプが利用されています。現在では、セラミックの発光管を利用したフィリップス社のCDMをはじめとするセラミックメタルハライドランプや高演色型蛍光灯など、色の再現性が高い様々なランプが各社から販売されております。

LEDの演色性

ダイクロハロゲンタイプや直管蛍光灯タイプ、水銀灯タイプなど、ここ数年でLEDランプも様々なラインナップが市場に投入され、既存の光源の代替えで使用されるようになってきています。

当初、LED製品は光量を確保することが一番の課題でしたが、最近では光の質にこだわった商品もでてきており、そういった商品は演色性や配光に特長があったりします。既存の光源と同じように、高い演色性が求められる作業場や店舗などでも使用できるLEDが出てくるのも、思ったよりも早いかもしれませんね。

【照明の基礎知識】 光の3原色「RGB」とは

光には様々な色が存在しますが、代表的な色が3つあります。

「RGB」つまり「赤」「緑」「青」の3色です。

光の3原色

この3色を光の3原色と言います。

ではなぜ、この3色が代表的な色なのでしょうか?

その答えは、この光の「RGB」を全て合わせると「白色」になるからです。また、「赤」「緑」「青」と3つの色を混ぜる割合を調節することで、この世にある全ての色を表現できるといわれております。

これを、「 光の三原色と加法混色」と言います。

ただしこれはあくまでも「光」の色の話です。

たとえば、「赤」と「緑」と「青」の絵の具を画用紙の上で混ぜ合わせても白にはなりませんよね。光ではなく、プリンターのインクや絵の具のようなものを「色材」と呼び、これは先ほどの「光の三原色」とは逆で、なにも色をつかわない状態が白、3原色を全て使った時が黒になります。

なので、「光の三原色と加法混色」に対して、「色材の三原色と減法混色」という考え方になります。

照明の基礎知識 光とは…【1】

分光(スペクトル)とは

私達が普段【光】といっているものは電磁波という波のある部分を言います。電磁波には他に病院の放射線治療の時に使う「ガンマ線」や、レントゲン検査装置で利用されている「X線」、私達がTVや携帯電話などの通信で使用する「ラジオ電波」などがあります。

一般的にその電磁波の中でひとつあたりの波の長さ、いわゆる波長が380nm〜780nm(ナノメートル)の範囲にあるものを、目に見える光の電磁波ということで「可視光」と言います。

ちなみに、病院のスリッパや、サウナでクシがはいっている箱についている青い光は、紫外線という電磁波の一種で350nmあたりの波長の電磁波を使っています。

光の波長

(電磁波の波長) 
※パナソニックランプカタログより

通常私たちは、可視光を無色の光として見ていますが、実は光には様々な色があり波長の短い方から青紫、青、青緑、緑、黄緑、黄、黄赤、赤の光色に分かれ、虹のような縞模様となっています。このように光の色が分かれている事を分光(スペクトル)と言います。

分光分布とは

光には様々な色が存在しますが、その光の波長を測定する事で、どの色がどの程度の割合で含まれているかを表したものが分光分布です。
使っている光源によって、空間の雰囲気が違うのは感じている方は多いかと思いますが、それは、光源によって分光分布が違うからなのです。下記が一般的な光源別の分光分布図を御紹介します。

●LED電球、白熱電球、ハロゲンランプ、電球形蛍光灯、蛍光灯、高輝度放電灯(HID)
分光分布図

(図 分光分布図)
※パナソニックランプカタログより

調光タイプの器具(回路)にLEDを入れるとチカチカしてディスコみたいになるけど1本普通のハロゲンを入れておくと大丈夫だった件

おはようございます。あっという間に金曜日。明日は、はじめて息子の幼稚園の保護者参観に行ってくるのでなんか緊張しているスマートライト中畑(@nakachon)です。

さて、昨日はお客さんのところにLEDランプの納品にいってきました。

こちらのお客様、JDR100V40Wのハロゲンランプに調光をかけて使っていて、これを、PHILIPSのJDR100Vダイクロハロゲンランプ代替え型LEDランプMaster-LED 5.5-40W 100V(MASTER LEDspot MV PF)に交換し、消費電力を削減することとなったので、早速ランプ交換。

ダウンライトと、
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スポットライト!
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調光に対応していないランプだから、とりあえず、調光しない状態(100%)であれば点灯するだろうと思いきや、点灯してみると……….

ありゃりゃりゃー

こっちもだー

ちなみに、この問題は以前の記事でご紹介したように、もともとLEDランプの様な低い電力で点灯することを想定していないため、このようなことが起こったりします。

スマートライト|照明についてのポータルサイト » Blog Archive » 調光器対応タイプのLED電球で調光がうまくいかない時の解決策

ということで、1つの調光回路の中の1灯だけを、既存のハロゲンランプに戻しました。

すると、

このように、見事フリッカーが収まりました。

全てのケースで同じように解決するかどうかはわかりませんが、もし、同じようなことが発生したら、1本だけ今までのランプに戻すということを試してみてください。

電気工事はじめました。ギークフィードさんでオフィス用蛍光灯器具の安定器を交換してきた(後編)

さて、「電気工事はじめました。ギークフィードさんでオフィス用蛍光灯器具の安定器を交換してきた(前編)」の続きです。

まずは、今回工事をしていただく、かつよしさんと待ち合わせ。

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二人で、株式会社ギークフィードさんのオフィスに訪問。ドアがあいていたので中をのぞいてみると…..

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不思議な会社、株式会社ギークフィード

最初は何か打合せをしているのかと思ったのですが、なぜだか、皆さん、スタンディングで仕事をしているようです。部屋に入って反対側をみると、

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え?!

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私達の訪問など意に介せず、不思議なフォーメーションで仕事を続けております。このままだと、私達の仕事にならないので社長の内さんを捕まえ、ご依頼いただいた安定器交換にきたことをお伝えしました。

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ということで、かつよしさんにお願いし、安定器交換の作業を始めさせていただきました。

安定器交換作業スタート

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ついた!

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ということで、かつよしさんの活躍により、無事に2台の安定器が交換されました。実は、もともとついていた安定器は生産終了になっており、新しいタイプだと大きさが変わっていてねじ穴が合わなかったため、ドリルで穴を空けて取り付けました。

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お客様と一緒によろこびのポーズ

1年前に内さんが会社を創業して以来、ずっと暗かった照明器具から、この度無事に明るい光が差すこととなりました。ギークフィードのスタッフのかたがたも、みなさん喜んでくれたようです。
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そもそも、みんなが使っているあれは何?

ギークフィードの方々が使われていた、パソコンを立ったまま使用できる前リュックを私も試しに使わしてもらいました。
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これ、最初は恥ずかしいですが、自分の世界に入り込むと、普通にこれでコーディングできます。

ただ、この前リュックだけだと荷物が入りきらないので、私がもし使う場合は、このスタイルにならざるをえません。
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ちなみに、私の家は町田なので、毎日それなりの通勤時間がかかっています。で、早朝でも電車で座れないこともあるので、そんなときはこの前リュックさせあれば、新宿に到着するまでの時間で、ブログのエントリーができたり、コーディングができたりします。

きっと、周りの普通の人達からは白い目で見られたり、こっそり写メとられて笑いものにされたりする可能性はありますが、限られた自分の人生の時間を、単なる移動時間ではなく、開発や記事執筆に当てることができるという意義のことを考えると、世間体はもはや二の次でいいかもしれないと、思うようになりました。

そして、かっちゃいました!

立ったまま開発できる前リュック

まとめ

以上、株式会社ギークフィード様にて、蛍光灯安定器を交換した様子についてご紹介させていただきました。

今回工事をしていただいたかつよしさん曰く、ある時期を境に安定器が次々と故障しやすくなるので、交換される場合には一度に全部交換してしまった方が、その都度工事の人を手配して交換するよりもコストを安く抑えられるので、おすすめですよ!とのことでした。

今のところ、スマートライトでは首都圏を中心にしか電気工事の案件はお受けできませんが、今後、工事を一緒にしてくれる人達とのネットワークをつくり、日本全国で照明についての相談と解決ができるようにしていきたいと思っております。

以上、安定器交換についてのご報告でした!

電気工事はじめました。ギークフィードさんでオフィス用蛍光灯器具の安定器を交換してきた(前編)

調光器対応タイプのLED電球で調光がうまくいかない時の解決策

最近、「調光器対応タイプLED」や「調光タイプLED」などが発売されており、かつて、”ここにはLED電球は使ってはいけません”と注意書きがされていたようなアプリケーションにも対応した、LED電球が各社から販売されています。

さて、今回は、調光器対応タイプのLED電球についてのお話です。

一般的に調光器がついている現場とは、「飲食店」「ホテルの客室」「バー」「スタジオ」「クラブ」「舞台」などがあります。

明るさを変える事によって空間に様々な表情を見せたい時などに調光器が使われており、それだけプロ向けで照明にこだわった空間に使われている事が多いです。

調光器には「位相制御(いそうせいぎょ)サイリスタ」方式と「PWM」方式の2つがあります。調光器には、製品によって予めアンペア数、消費電力の(ワット数)の容量が決められており、その容量の範囲内でしか調光が利かない仕組みとなっております。

例えば、10A(100Vの場合は1000W)が定格容量の調光器の場合、照明器具のワット数の合計が約700W(容量の約70%)までに抑えるのが一般的です。

では、調光器つきのある店舗のランプをLEDランプに変更する例を上げてみます。

【既存のランプ】
■調光器:700W(定格は1000W)が上限の調光器。
■照明:ダイクロハロゲン50W
■数量:14個
■合計消費電力:700W

【LEDランプ】
■調光器:700W(定格は1000W)が上限の調光器。
■照明:ダイクロ形LEDランプ4.5W
■数量:14個
■合計消費電力:63W

このケース、LED電球に変える事で消費電力は10分の1以下にまで削減しています。

しかし、まれに調光がうまく利かない場合もあります。

これは、調光器の性能として下限(消費電力の最低負荷)があることが原因となっていることがあります。

この場合の対策としては、負荷を増やす事で解決します。たとえば、既存のダイクロハロゲンを1つそのまま点灯するなどです。

LED電球の普及によりLEDが使用されるケースは増えていますが、本来、白熱やハロゲンランプ用に設計された装置では予想されなかった状況になることで、うまく動作しないケースがあります。

上記の様に、既存ランプを1個点灯するだけで解決するようなこともあれば、装置を丸丸交換しなければならないようなことなどさまざまです。

ここら辺、ランプや電源、照明器具についての知識だけではなく、実は「経験値」も重要になってくるので、なにかお困りのことがありましたら、お気軽にスマートライトまでご相談ください。

ご相談はこちらから

ちなみに、調光に対応したLED電球はこんなラインナップがありますよ!

調光タイプ ハロゲン形LED電球

001

ウシオ LDR5L-M-E11/D/27/5/18
ウシオ LDR5L-W-E11/D/27/5/30

調光タイプ ミニレフ形LED電球

002

ウシオ LDR100V3.5W27/VW/E17
ウシオ LDR100V3.5W30/VW/E17

■調光タイプ シャンデリア電球形LED電球はこちら
003

ウシオ Let調光タイプ(ULEF~)

■調光タイプ 一般電球形LED電球はこちら
Pa LDA8LA1D 500
【パナソニック】 LDA8LA1D 30W相当 電球色

Pa LDA8DA1D 500
【パナソニック】 LDA8DA1D 40W相当 昼白色