1.7MB - 新エネルギー・産業技術総合開発機構

ＮＥＤＯ 省エネルギー技術フォーラム 2016
戦略的省エネルギー技術革新プログラム
フェーズ名：実用化開発、実証開発
＜明るさ感指標を利用した光環境制御技術の開発＞
(株)大林組
共同研究先：東京工業大学
委託先：（株)ビジュアル・テクノロジー研究所
研究開発期間：平成25年1月～平成28年2月
１－１．研究開発の背景
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＜ZEBに向けて＞
・照明消費電力は建物の２０％程度
・ZEB化のため照明に対しても徹底した省エネが必要
＜市場と技術動向＞
・LED照明など調光・調色可能な制御デバイス登場
・震災以降、低照度への理解
・輝度を指標にした照明環境規準の発刊（建築学会）
→快適性と省エネ性を両立できる新しい制御技術
が求められている。
１－２．研究開発の目的、目標
3
大林組シミュレーション結果
照度
＜
低輝度
高輝度
消費電力
照明器具（５台）を中央に配置
＜
床面照度420lx
床面照度290lx
照明器具（４台）を壁際に配置
空間の明るさ感は、輝度によって決まる。
・建築学会「照明環境規準AIJES-L0002-2016）
環境照明の設計規準に推奨輝度を採用
１－２．研究開発の目的、目標
4
明るさ感の指標（東京工業大学で開発された明るさ尺度値）
明るさ感
＜
明るい
暗い
照度
明るい
＜
消費電力
＜
暗い
照明器具（５台）を中央に配置
照明器具（４台）を壁際に配置
開発の目的
「自然光の入る空間において明るさ感指標を利用し、明るい印象
を与える低照度（省エネ）な照明設計・制御技術を実現する」
１－２．研究開発の目的、目標 （従来技術との比較）
従来技術
全般照明+照度センサー制御
5
開発技術
明るさ感指標を利用した
タスク・アンビエント照明
タスク・アンビエント照明
（750lx）
窓
人工照明の
エネルギー
消費量
（300lx）
昼光利用
による効果
机上面に必要な照度を室内全
体に与える手法。余分な明か
りが出ているため、省エネの
余地が大きい。
アンビエント照明を下げ、机
上面に必要な照度をタスクラ
イトで補う手法。暗い雰囲気
にならない配慮が必要。
人の感じる明るさを基にする
ことで、快適な光環境と省エ
ネルギー性を両立できる新し
い計画手法。
さらに昼光を効果的に利用。
８０
（全般照明の消費電力量を
１００とした場合）
６０
４０
１－２．研究開発の目的、目標 （技術の概要）
6
照明に必要な３要件を輝度を基に全て制御
①不快グレア（まぶしさ）を抑えること（ブラインド制御）
②空間全体が陰鬱な雰囲気にならないこと（アンビエント照明制御）
③視作業に必要な照度を確保すること（タスク照明制御）
輝度カメラ
アンビエント照明
輝度カメラ
評価エリア
タスク照明
ブラインド
２－１．研究開発体制
研究開発責任者
株式会社大林組
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共同研究先
国立大学法人 東京工業大学
委託先
株式会社ﾋﾞｼﾞｭｱﾙ・ﾃｸﾉﾛｼﾞｰ研究所
２－２．研究開発内容
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開発システムの概要（システム概念）
輝度測定システム
ブラインド面や壁面の輝度を測定
輝度カメラ
（屋内）
タスクライト
光環境評価システム
輝度値を基に明るさ感指標に変換
照明・ブラインドの制御量を算出
輝度
画像
照明制御・ブラインド制御装置
照明の調光量やブラインドの開閉
信号を送出
制御量
ブラインド
照明制御装置
輝度測定 光環境評価
システム システム
制御信号
ブラインド制御装置
【制御の概念図】
輝度カメラ
（屋外）
アンビエント照明
【制御システム構成図】
２－２．研究開発内容
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(１)輝度測定システムの開発
魚眼レンズを利用した輝度測定と明るさ感評価のための
平面化画像変換と自動測定システムの開発
天空パノラマ画像
水平パノラマ画像
円周画像
装置構成図
地物パノラマ画像
２－２．研究開発内容
(２)光環境評価システムの開発（照明制御）
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自然光を最大活用し、最小電力で明るさ感を確保
屋内輝度測定
人工照明が与える輝度を取り除き、
自然光のみによる明るさ画像を作成
自然光のみの明るさ画像
夜間ブラインド全閉による明るさ感向上
ブラインド
全閉状態
目標の明るさ画像を作成・逆変
換、修正輝度画像を作成
目標明るさ画像
目標明るさ感を
得るための
調光率を算出
２－２．研究開発内容
(２)光環境評価システムの開発（ブラインド制御）
11
屋外輝度測定
高速制御
通常制御
直射光・反射光の遮光判定
直射光判定
窓面明るさ判定
106
106
105
105
104
104
103
103
13:20
閉
14:00
開
14:30
15:20
閉
開
まぶしい反射光判定
106
105
104
103
102
屋外可視画像
屋外輝度画像
[cd/m2]
周辺建物の変化にも対応可能
2015年3月
2016年5月
102
[cd/m2]
102
[cd/m2]
ブラインド重ね合せ画像
屋外輝度画像
明るさ（まぶしさ）判定
即時遮光制御
スラット角決定・動作指令
３－１．成果
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サイトＣ(200㎡）における結果
照明消費電力量［kWh/年］
①年間照明用エネルギー削減効果（9-17時）
7,000
タスク照明
6,000
アンビエント照明
5,000
約79％減
4,000
3,000
2,000
1,000
0
従来方式（Hf全般照明）
明るさ感制御方式
年間平均照明消費電力密度 3.29W/㎡を達成
３－３．省エネルギー効果
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2018年時点： 824 kL/年(累計： 1,649kL )
2030年時点： 4,122 kL/年(累計：32,976kL )
指標Ａ：
①全般照明オフィス（昼光制御なし）
②明るさ感利用タスクアンビエント
（実績）
③システム消費電力
④日点灯時間
⑤年間点灯日数
照明消費電力密度 16W/㎡
照明消費電力密度 3.3W/㎡
①年間施工床面積
②2018年
③2030年
10,000㎡ ×3棟＝30,000㎡/年
累積3年
90,000㎡
累積15年
450,000㎡
機器消費電力密度 0.0768W/㎡
12時間
240日
指標Ｂ：
※ 省エネルギー効果量=指標A×指標B