照度(ルクス)とは?ルーメンとの違いと計算入門
暗いオフィスは法律違反。。照明の必要台数を決める「光のルール」
【超解説】とても簡単に言うと何か?
「ルーメン」は電球そのものが放つ光のパワー(シャワーから出る水の総量)のことです。
「ルクス(照度)」は、実際に机の上や床の上といった「場所」がどれくらい明るいか(床が
どれくらい水で濡れているか)を示す数値です。
私たちが本を読んだり仕事をする上で一番大切にしなければならないのは、電球の
パワーではなく、手元が明るいかどうかを示す「ルクス(照度)」の方です。
1. 基本概要
LED時代における「ワット」の終焉
昔の白熱電球の時代は「60ワット(W)の電球」と言えば、明るさの基準として誰もが
イメージできました。
しかしLEDの登場により「たった数ワットで凄まじく明るい光を出せる」ようになったため、
消費電力であるW(ワット)=明るさ、という常識が崩壊しました。
そこで現在では、照明の明るさ自体を示す単位として「光束(ルーメン:lm)」が
使われるようになっています。
照度(ルクス)の重要性
いくらルーメンの数値が高い巨大なLEDを買ってきても、天井が高すぎる部屋につけたり、壁が
真っ黒な部屋につけたりすると、光が届かずに手元は真っ暗になってしまいます。
「そこで勉強する子供たちの目が悪くならないか」「工場で手元が暗くて指を切断する事故が
起きないか」を守るため、空間の明るさの最終的な着地点である「照度(ルクス:lx)」が日本の
現場において最も重要視されており、JIS規格(日本産業規格)や労働安全衛生規則によって
厳密な基準値が法律レベルで設定されています。
2. ルクス(照度)の構造や原理
距離の二乗に反比例する法則
光は、光源(照明)から離れれば離れるほど、面積が広がって薄まるため暗くなります。
具体的には「距離の2乗に反比例して暗くなる」という物理法則があり、例えば照明から
1メートルの距離にある机の上が「1000ルクス」だった場合、もし机を2メートル下(倍の距離)に
遠ざけると、明るさは半分の500ルクスになるのではなく、2の2乗(4)で割って「たったの
250ルクス」にまで激減してしまいます。
吹き抜けがある家で「想像以上に暗い」という失敗が後を絶たないのは、この物理法則が
原因です。
3. JIS照度基準(空間ごとの規格)
作業内容で求められる明るさは違う
JIS(日本産業規格)Z9110という規格において、どの部屋で何をするときに何ルクス以上の
明るさにするべきかが明確に表で定められています。
建築士や電気設計者は、新築時に必ずこの数値をクリアするように照明の数を計算して
配置しています。
- 1,500ルクス以上:精密な機械の組み立てライン、手術室(超高照度)
- 750ルクス以上:オフィスのデスクワーク、学校の黒板、スーパーの陳列棚(明るい環境)
- 500ルクス以上:一般的なご家庭の居間での読書、キッチンの手元
- 300ルクス以上:会議室、普通のオフィスの基準値
- 150ルクス〜50ルクス:くつろぐための寝室、映画館のロビーなど(落ち着いた暗さ)
- 10ルクス程度:神社の境内、夜の非常階段の歩行下限値
4. 照明の種類と色温度
昼光色・昼白色・電球色
同じルクスの明るさでも、光の「色(色温度:ケルビン)」によって人間の心理的なまぶしさの
感じ方は大きく変わります。
・昼光色(約6500K):青白い光。
文字がはっきり見え、脳が覚醒するためオフィスや勉強部屋に最適ですが、
リラックスできません。・昼白色(約5000K):太陽光に最も近い自然な白い光。
洋服の色等を確認するクローゼットや洗面台に最適です。
・電球色(約3000K):オレンジ色の温かい光。
150ルクス程度の低照度でも違和感がなく、寝室やホテルのロビーで副交感神経を優位に
してリラックスさせます。
5. メリット・デメリット(明るすぎることの弊害)
適正照度のメリット
JIS基準を満たす適正なルクスを確保することで、眼精疲労を防ぎ、作業効率や学習効率が
最大限に向上します。また工場等における労働災害の発生率を激減させることができます。
過剰照度(明るすぎる)のデメリット
「とりあえず明るければ良い」と1000ルクスを超えるような過剰な照明をリビングに
設置してしまうと、深刻なデメリットが発生します。
人間の脳は白くて明るい光を浴びると「まだ昼間である」と錯覚してメラトニン
(睡眠ホルモン)の分泌を止めます。その結果、不眠症や自律神経の乱れを引き起こします。
(これを光害と呼びます)。また、無駄に照明器具代と毎月の電気代が跳ね上がります。
6. 照度計算入門(光束法による必要台数の出し方)
本当に必要な照明の「台数」を出す魔法の公式
部屋に何台のダウンライトやシーリングライトを付ければ指定のルクスになるのかは、専用の
ソフトを使わなくても「光束法(こうそくほう)」と呼ばれる計算式で概算することができます。
【光束法の簡易計算式】
必要台数=(希望するルクス×部屋の床面積㎡)÷(電球1個のルーメン×保守率×照明率)
・保守率(約0.7):LEDが年数で劣化したり、ホコリが被って暗くなる分の「余裕度引き算」。
・照明率(約0.5〜0.6):天井から出た光が、壁などで吸収されず無事に床まで届く
「歩留まり率」。
(例:500ルクスにしたい10㎡の部屋に、1500ルーメンのダウンライトをつける場合)
500×10÷(1500×0.7×0.5)=5000÷525=【9.5台】となり、約10個のダウンライトが必要だと
わかります。
7. 更新周期と注意点・絶対にやってはいけない悪い使用方法
LEDの寿命と「設計寿命40000時間」の罠
LED自体は切れませんが、基板の電子部品が劣化するため約10年(40000時間)が寿命と
されています。
重要なのは、40000時間経ったときにパッと消えるのではなく、「新品の時の70%の明るさにまで
落ち込む」時期を寿命と定義している点です(これを光束維持率と呼びます)。
絶対にやってはいけない悪い使用方法
流行りのインダストリアルデザインで、部屋の壁も天井も「暗い色(黒や濃い木目)」にした家で起きる最悪のミスです。
悪い使用方法をするとどうなるか(末路)
光は壁や天井で「反射」して部屋を明るくします(白い壁紙は光を80%反射します)。
壁を黒色にすると光の反射率が約10%に激減し、同じ照明を付けても光が
ごっそりブラックホールのように壁に吸い取られ、計算上の半分以下の恐るべき暗さになります。
「黒い壁の部屋は、通常の2倍の照明が必要」という事実を知らないと後悔します。
8. 関連機器・材料の紹介
照度の管理や、コントロールに必要な機器です。
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照度計(ルクスメーター):机の上や床の上に置いて、現在のルクス値を一瞬で正確に測る手の
ひらサイズの測定器。
スマホのアプリでも簡易的に測れます。
▶ 詳細記事はこちら -
調光器(コントローラー):つまみを回すことでLEDへの電流を絞り、100%の明るさから5%程度の
ほのかな明るさまで自由にルクスを調整できるスイッチ。
▶ 詳細記事はこちら -
ダクトレール(ライティングレール):天井に設置する電気が流れるレール。
部屋の「手元が暗い」という不満に対し、後から照明の位置をスライドさせたり、
追加したりするのが極めて容易になる神アイテムです。※詳細記事は
作成次第リンクします▶詳細記事はこちら
9. 多角的なQ&A(20連発)
スマホのアプリで測ったら「10ルクス」でした。壊れてますか?
スマホの照度センサーは画面の明るさ自動調整のためのものであり、専用の照度計に
ついている白いドーム(光を全方位から集める拡散球)がないため、かなり低めの適当な
数値が出ることが多々あります。大まかな目安としてのみ使用してください。
読書灯として「300ルーメン」のデスクライトを買いました。本は読めますか?
ルーメン自体は小さいですが、デスクライトのように「近い距離(30cmなど)」から
一点に光を照射する使い方の場合は、本の上の「ルクス(照度)」は1000ルクスを超え、
十分すぎるほど明るく読書が可能です。距離が近いことが重要です。
リビングの照明を蛍光灯からLEDに替えたら、なんだか部屋の隅が暗くなりました。
丸い蛍光灯は全方位360度に光をばら撒きますが、LEDは「前方にまっすぐ光を飛ばす」
指向性が非常に強いためです。
真下は蛍光灯より明るいのに、天井や部屋の隅に光が回らなくなり「暗く感じる」のは
LED製品の典型的な特性です。広配光タイプのLEDを選び直す必要があります。
調光式にすれば明るすぎても絞れるので、とりあえず過剰に明るく設計しておけば
安心ですか?
安心です。現状、空間の明るさは「足すことは難しいが、減らす(調光等で絞る)のは非常に
簡単」です。
ただし、調光器対応のLED照明は器具代自体が数割高くなる点に注意が必要です。
シーリングライト(大きな円盤の照明)とダウンライトはどちらが明るいですか?
一灯での総合パワー(ルーメン)は、巨大な基板を持つシーリングライトが圧倒的に
強力で、部屋全体を万遍なく数百ルクスに照らします。
ダウンライトは部分的に強烈な光を落とすため、明暗のメリハリを作りたいお洒落な
カフェ空間などに向いています。
「ルクス」と「カンデラ(cd)」は何が違うのですか?
ルクスは「対象の面がどれだけ明るいか(照度)」、カンデラは「光源からある
アングル・一方向に対してどれだけ強烈なビームが出ているか(光度)」です。
車のヘッドライトの車検や、遠くを照らすサーチライトの強さなどはこの「カンデラ」で
評価されます。
ダウンライトを天井の壁際(端っこ)ギリギリに付けたいのですが。
壁面を照らすウォールウォッシャー効果を狙う場合は良いですが、通常のダウンライトを
壁際に寄せすぎると、光が下まで到達する前に壁に吸われてしまい、ルクス計算上の
歩留まり(照明率)が激減するため規定の床面照度をクリアできなくなります。
高天井(4メートル)に普通の500ルーメンのダウンライトをつけても大丈夫ですか?
距離の2乗で照度が落ちるため、4mの高さからでは床にはほぼ光が届きません。
高天井用専用の挟角レンズ(光を拡散させずに鋭くビーム状にして下まで届かせる)が
付いた特殊な器具を使うか、ペンダントライトで器具自体を下に吊り下げる必要があります。
JIS基準ではオフィスの机は750ルクスですが、施主から「まぶしい」と怒られました。
LED特有のグレア(まぶしさ・不快感)が原因です。
照度計の数値(ルクス)を満たしていても、白い机の反射や直接目に入る光源の強さが
不快感を与えます。
ルーバー(羽)付きの照明器具に変えるか、グレアカット(UGR値の低い)器具を
提案してください。
壁が白いクロスと、素地のコンクリート打ちっ放しではどれくらい照明率が変わりますか?
白いクロスは反射率約70〜80%ですが、グレーのコンクリートは反射率およそ30〜40%しか
ありません。
つまり全く同じ照明をつけても、コンクリート打ちっ放しの部屋は半分以下の照度
(ルクス)しか確保できないため、計算係数を大きく修正する必要があります。
店舗の引き渡し時の照度測定は、いつ・どこで測るのが正解ですか?
JIS規格に基づき、外からの太陽光などの影響を排除するため夜間(またはブラインドを
完全に閉めた状態)で測ります。
また床面照度ではなく、一般的な作業面の高さである「床から85cm(机の高さ)」に
照度計を水平に置いて測定するのがルールです(和室なら座卓を想定し床から約40cm)。
非常照明(非常口の上の灯り)にも法律のルクス基準はありますか?
最も厳しい法律(建築基準法施行令第126条の5)の基準があります。
火災や全停電時において、内蔵バッテリーにより白熱灯・蛍光灯の場合は「床面において
1ルクス以上」、LED光源の場合は「床面において2ルクス以上」の照度を30分間(一部は
60分間)確保し続けなければなりません(※LEDは分光特性が異なり暗所での視認性が
やや劣るため、平成26年国土交通省告示第861号により基準が厳しく設定されています)。
完了検査で消防署が照度計を持って実測しに来ます。
タスク・アンビエント照明とはどのような考え方ですか?
近年のオフィス設計の主流で、アンビエント(部屋全体の天井照明)はあえて
300ルクス程度の薄暗い落ち着いた明るさに抑えて電気代を削減し、タスク(手元の
デスクライト)で必要な個所だけ750ルクス以上の高照度を確保する、という
省エネかつ眼に優しい照明設計手法です。
照度計算書を提出したところ「保守率0.6は低すぎる」と指摘されました。
保守率は「将来汚れた時の暗さの計算値」です。
昔の蛍光灯は汚れと球の劣化が激しかったため0.6等を使いましたが、現在のLED器具
(屋内良環境)は劣化が少ないため「0.7〜0.8」で計算するのが一般的です。
カタログの推奨保守率を確認してください。
空間の「演色性(Ra)」とは照度のことですか?
いいえ。演色性は「どれくらい太陽光の下での色に近いか(色が正しく見えるか)」を
示す指標で、Ra100が最高です。
アパレル店舗や美術館などで、いくらルクスが高くても演色性(Ra)が低い安いLEDを
使うと、服の赤色や肌の色がくすんで見え、商品価値がゼロになります。
現場に応じてRa90以上の高演色LEDを選定してください。
労働基準監督署の立ち入りで「照度不足」の是正勧告を受けました。
労働安全衛生規則において、精密な作業を行う場所は300ルクス以上、普通の作業は
150ルクス以上の維持が事業者に法的義務として課せられているためです(法改正で
数値が簡略化強化されました)。
速やかに照明を増設するか、手元灯を支給して改善報告を出さなければなりません。
マンションのエントランスが暗いとクレームが来ました。法律上の基準は?
マンションの防犯環境設計指針などによると、エントランスホールは約50ルクス以上、
顔の識別ができる明るさが推奨されています。
ダウンライトの切れた電球を放置していることが原因であるケースが多く、こまめな
管球交換が必要です。
蛍光灯のオフィスからLEDへ全交換する際、業者が「同じルクスでも少し暗く
感じるかも」と言っていました。
事実です。
机の上(作業面)はルクス計で測ると規定を満たしていても、LEDは光が天井や壁に
広がらないため、天井の上が真っ暗の「洞窟のような空間」になり、人間の瞳孔が開かず
心理的に「なんだか薄暗く感じる」クレームがよく発生します(空間照度の不足)。
コンビニの店内はどうしてあんなに異様に明るいのですか?
多くのコンビニは意図的に1000〜1500ルクス以上という手術室並みの超高照度に
設計しています。
「明るい場所には虫などの本能のように人が吸い寄せられる(集客効果)」心理学と、
万引きを抑止する防犯効果のため、意図的に電気代を追加してまで明るくしています。
窓辺の席だけ明るすぎるので、自動で照明を暗くする仕組みはありますか?
はい。「初期照度補正」や「昼光利用センサー」と呼ばれる機能を持った照明制御システムが
あります。
天井のセンサーで机の上のルクスを常に監視し、外の太陽の光が差し込んでいる昼間は、
自動的にLEDを絞って500ルクスを平滑に維持し、大幅な電気代削減を実現するシステムです。