Question 1

測光量に関する記述として、最も不適当なものはどれか。

Accepted Answer

輝度は、面に入射する光束の量を表すもので、単位はカンデラである。。【解説】輝度とは、光源やものの表面をある方向から見たときに、その面がどれだけ明るく見えるかを表す量であり、単位面積当たりの光度として定義されます。単位は1平方メートル当たりのカンデラで表します。したがって、面に入射する光束の量と説明し、単位をカンデラとするのは誤りです。面に入射する光束の量を表すのは照度であり、単位はルクスです。輝度は人が実際に感じる明るさに最も近い量で、まぶしさを表すグレアの評価や、窓面と壁面の明るさの差を検討するときに用いられます。同じ照度で照らされていても、白い紙は明るく黒い紙は暗く見えるのは、反射率の違いによって輝度が変わるためです。【他の選択肢が不適切な理由】「光束は、光源から放射される光の量を人の視感度で評価した量である。」という記述は正しく、単位はルーメンです。「光度は、光源からある方向へ向かう単位立体角当たりの光束である。」という記述も正しく、単位はカンデラです。「照度は、面が受ける単位面積当たりの光束で、単位はルクスである。」という記述も正しいです。【試験の罠】四つの量は、光源から出る量が光束と光度、面が受ける量が照度、面から目に届く量が輝度、という順に整理します。単位はルーメン、カンデラ、ルクス、1平方メートル当たりのカンデラの順に対応します。照度と輝度の取り違えが最も多く問われます。

Question 2

昼光および昼光率に関する記述として、最も不適当なものはどれか。

Accepted Answer

昼光率は、屋外の明るさが変化するとそれに応じて大きく変動する。。【解説】昼光率は、室内のある点の水平面照度を、そのときの全天空照度で除した比率であり、百分率で表します。分子も分母も同じ空の明るさに比例して増減するため、比を取ると空の明るさの影響が打ち消され、値は屋外の明るさに関係なくほぼ一定になります。したがって屋外の明るさに応じて大きく変動するという記述は誤りです。昼光率が屋外条件によらず一定であるからこそ、窓の大きさや位置、室の奥行き、内装の反射率といった建築の側の条件だけで採光性能を評価でき、設計の指標として使えます。天候が変われば室内の実際の照度は変わりますが、昼光率そのものは変わりません。【他の選択肢が不適切な理由】「昼光率は、室内のある点の照度を全天空照度で除した値である。」という記述は正しいです。「全天空照度には、直射日光による照度は含めないものとする。」という記述も正しく、直射日光は方向と強さの変動が大きく指標に適さないためです。「昼光は、直射日光と天空光とに分けて取り扱われるのが一般的である。」という記述も正しいです。【試験の罠】昼光率は建築の形が決めるので一定、実際の室内照度は空の明るさで変わる、という二段構えで理解します。設計用の全天空照度は、快晴が10000ルクス、普通の日が15000ルクス、薄曇りが50000ルクスであり、快晴のほうが薄曇りより小さい点が繰り返し出題されます。

Question 3

建築基準法における居室の採光に関する記述として、最も不適当なものはどれか。

Accepted Answer

ふすまで随時開放できる2室は、それぞれ別々の室として採光を計算する。。【解説】建築基準法第28条第4項は、ふすま、障子その他随時開放することができるもので仕切られた2つの室は、1室とみなすと定めています。開け放てば実質的に一つの空間となり、隣の室の窓から光が入るからです。したがって、それぞれ別々の室として採光を計算するという記述は誤りです。この規定により、和室と縁側続きの居間のように、片方にしか窓がない場合でも、二室の床面積の合計に対して窓の面積が必要割合を満たしていれば採光上適法となります。ただし対象は随時開放できる建具に限られ、固定された壁や常時閉鎖する扉で仕切られている場合は別の室として扱います。【他の選択肢が不適切な理由】「住宅の居室の採光に有効な開口部は、原則としてその床面積の7分の1以上とする。」という記述は正しく、建築基準法施行令第19条によるものです。「小学校の教室の採光に有効な開口部は、その床面積の5分の1以上とする。」という記述も正しく、学校の教室は最も厳しい割合が求められます。「天窓は、同じ面積の側窓の3倍の採光に有効な面積を有するものとみなす。」という記述も正しいです。【試験の罠】割合は、学校の教室が5分の1、住宅の居室と病院の病室が7分の1、と用途で分かれます。天窓は3倍、幅90cm以上の縁側に面する開口部は0.7倍という補正も合わせて覚えましょう。なお住宅の居室は、照明設備の設置など一定の条件を満たせば10分の1まで緩和される規定が設けられています。

Question 4

住居系の用途地域内において、開口部の直上にある建築物の部分から隣地境界線までの水平距離が4.0m、その部分から開口部の中心までの垂直距離が8.0mであるとき、この開口部の採光補正係数として正しいものはどれか。

Accepted Answer

1.6。【解説】採光補正係数は、建築基準法施行令第20条により、水平距離を垂直距離で除した値に用途地域ごとの数値を掛け、さらに定数を差し引いて求めます。住居系の用途地域では、その数値が6.0、差し引く定数が1.4です。本問では水平距離4.0mを垂直距離8.0mで除して0.5となり、これに6.0を掛けると3.0、そこから1.4を引くので1.6となります。採光補正係数は、開口部の実面積に掛けて採光に有効な面積を算出するための係数で、隣の建築物や敷地境界が近いほど値が小さくなり、有効な採光面積も小さく評価されます。なお係数の上限は3.0と定められており、これを超える場合は3.0として扱います。【他の選択肢が不適切な理由】「2.6」は、用途地域ごとの数値を工業系の8.0と取り違え、差し引く定数だけを住居系の1.4のまま用いた場合の値です。採光関係比率0.5に8.0を掛けた4.0から1.4を引くと2.6となりますが、数値と定数は用途地域ごとに組で定められており、片方だけを入れ替えることはできません。「3.0」は、採光関係比率0.5に住居系の数値6.0を掛けた段階で計算を止め、定数1.4を差し引くことを忘れた値です。なお採光補正係数の上限も3.0であるため、上限値と取り違えやすい値でもあります。「4.0」は、商業系その他の用途地域の数値10.0と定数1.0を用いて算定した値であり、住居系の地域には適用できません。仮にこの値が算出されたとしても、上限の3.0に読み替えることになります。【試験の罠】用途地域ごとの数値と定数の組は、住居系が6.0と1.4、工業系が8.0と1.0、商業系その他が10.0と1.0です。数値が大きい地域ほど密集を前提に緩やかに評価されると理解すると覚えやすくなります。天窓は算出した係数を3倍し、上限は3.0である点も押さえましょう。

Question 5

光度600cdの点光源が床面から高さ3.0mの位置にある。この点光源の直下から水平方向に4.0m離れた床面上の点における水平面照度として、最も近いものはどれか。

Accepted Answer

14.4lx。【解説】点光源による水平面照度は、光度を光源からその点までの距離の2乗で除し、さらに入射角の余弦を掛けて求めます。これを逆2乗の法則と入射角余弦の法則といいます。本問では、高さ3.0mと水平距離4.0mから、光源とその点との距離は3と4を辺とする直角三角形の斜辺にあたる5.0mとなります。光度600cdを距離の2乗である25で除すと24.0となります。次に入射角の余弦は、高さ3.0mを距離5.0mで除した0.6ですから、24.0に0.6を掛けて14.4lxが求める照度です。距離が離れるほど照度が急激に落ちるのは、2乗で効く距離の影響と、斜めから当たることによる余弦の影響が重なるためです。【他の選択肢が不適切な理由】「8.6lx」は、入射角の余弦0.6を2回掛けてしまった場合の値です。光度600cdを距離の2乗25で除した24.0に0.6を2回掛けると8.64となりますが、余弦を掛けるのは受照面が傾いている効果を1回見込むためであり、重ねて掛ける根拠はありません。「19.2lx」は、入射角の余弦ではなく正弦を掛けた場合の値です。水平距離4.0mを斜めの距離5.0mで除した0.8は正弦であって、水平面照度の計算に用いるのは高さ3.0mを5.0mで除した余弦0.6のほうです。「24.0lx」は、逆2乗の法則だけを適用し、入射角の余弦を掛け忘れた値です。光が斜めから当たると単位面積当たりの光束が減ることを見込んでいないため、実際より大きい照度を見積もることになります。【試験の罠】照度の計算は、距離の2乗で割ってから余弦を掛ける、という二段階を必ず踏みます。ここでいう距離は高さではなく光源からその点までの斜めの距離です。余弦は高さを斜めの距離で除した値であり、水平距離を用いるのは正弦ですから取り違えないようにしましょう。

Question 6

床面積100平方メートルの事務室において、平均照度500lxを得るために必要な照明器具の台数として、最も近いものはどれか。ただし、器具1台当たりの光束を4000lm、照明率を0.60、保守率を0.70とする。

Accepted Answer

30台。【解説】室全体の平均照度を求める光束法では、必要な器具台数は、目標照度に床面積を掛けた値を、器具1台の光束に照明率と保守率を掛けた値で除して求めます。本問では、目標照度500lxに床面積100平方メートルを掛けると50000となります。一方、器具1台の光束4000lmに照明率0.60と保守率0.70を掛けると1680となります。50000を1680で除すと約29.8となり、切り上げて30台が必要となります。照明率とは、器具から出た光束のうち作業面に届く割合をいい、室の形状や内装の反射率で変わります。保守率とは、経年による光源の劣化や器具の汚れによる照度低下を見込む係数で、必ず1より小さい値をとります。【他の選択肢が不適切な理由】「18台」は、保守率0.70だけで除し、照明率0.60を掛け忘れた場合の値です。50000を4000に0.70を掛けた2800で除すと約17.9となり18台となりますが、器具から出た光束のうち作業面に届かない分を見込んでいないため、実際には必要照度に届きません。「21台」は、保守率を1.0とみなして経年による劣化と汚れを考慮しなかった場合の値です。50000を4000に0.60を掛けた2400で除すと約20.8となり21台となりますが、時間の経過とともに照度が設計値を下回ります。「36台」は、照明率を0.50と小さく取り違えた場合の値であり、50000を4000に0.50と0.70を掛けた1400で除すと約35.7となります。必要以上の器具となり、初期費用と消費電力が無駄になります。【試験の罠】分母に照明率と保守率の両方を掛けることを忘れないようにします。どちらも1より小さいので、掛けるほど必要台数は増えます。台数は端数を切り上げます。照明率は室の条件、保守率は時間の経過と清掃の条件が決めるものだと役割を分けて覚えるとよいでしょう。

Question 7

光源の色に関する記述として、最も不適当なものはどれか。

Accepted Answer

色温度が低い光源ほど、高い照度で用いると快適である。。【解説】光源の色温度と照度の組合せについては、色温度が低い暖かい光色は低い照度で、色温度が高い涼しい光色は高い照度で用いると快適に感じられるという関係が知られています。これをクルーゾフ効果といいます。夕暮れの弱い光が赤みを帯び、真昼の強い光が白いという自然界の経験と一致するためと説明されています。したがって、色温度が低い光源ほど、高い照度で用いると快適であるという記述は逆であり誤りです。実際、電球色の光を非常に高い照度で用いると、暑苦しく落ち着かない印象になり、逆に昼光色の光を低い照度で用いると陰気で寒々しい印象になります。住宅の寝室に電球色を低照度で、事務室に昼白色を高照度で用いるのは、この関係に沿った選択です。【他の選択肢が不適切な理由】「色温度が高い光源ほど、青みを帯びた白い光色となる。」という記述は正しく、単位はケルビンです。「電球色の蛍光ランプの色温度は、昼光色のものより低い。」という記述も正しく、電球色はおよそ3000ケルビン、昼光色はおよそ6500ケルビンです。「平均演色評価数は、値が大きいほど演色性が良いことを示す。」という記述も正しく、基準光での見え方に近いほど100に近づきます。【試験の罠】色温度は物理的に高いほど青いという点が、感覚でいう暖色と寒色と逆になるので混乱しやすいところです。低い色温度は赤く暖かい、高い色温度は青く涼しい、と機械的に覚えます。演色性を表す平均演色評価数は最大が100であり、色温度とはまったく別の指標です。

Question 8

室内の照明環境に関する記述として、最も不適当なものはどれか。

Accepted Answer

同じ照度を得る場合、間接照明は直接照明より消費電力が少なくなる。。【解説】間接照明は、光源の光をいったん天井や壁に当て、そこで反射した光で室を照らす方式です。反射のたびに面の反射率に応じて光が失われるため、作業面に届く光束の割合を示す照明率が低くなります。同じ照度を得るには、直接照明より多くの光束が必要となり、消費電力は増えます。したがって消費電力が少なくなるという記述は誤りです。それでも間接照明が用いられるのは、影が柔らかく、光源が直接目に入らないためまぶしさを感じにくく、天井面が明るくなって空間が広く感じられるという質的な利点があるからです。効率と快適性は別の評価軸であり、目的に応じて使い分けます。【他の選択肢が不適切な理由】「照度の均斉度は、その値が大きいほど照度分布が均一であることを示す。」という記述は正しく、最小照度を平均照度または最大照度で除して求めます。「グレアは、視野内に極端に輝度の高い部分があるときに生じやすい。」という記述も正しいです。「間接照明は、直接照明に比べて陰影が柔らかく、グレアが生じにくい。」という記述も正しいです。【試験の罠】間接照明は快適だが効率は低い、という組合せを押さえます。均斉度は大きいほど良い、演色評価数は大きいほど良い、グレアは小さいほど良い、と評価の向きを一覧で整理しておくと、言い換えの設問に強くなります。

Question 9

昼光利用と窓の計画に関する記述として、最も不適当なものはどれか。

Accepted Answer

側窓は天窓に比べると、室内の照度分布が均一になりやすい。。【解説】側窓は壁面に設けるため、窓に近い場所は非常に明るく、奥へ行くほど急激に暗くなり、室内の照度分布は不均一になりやすくなります。これに対し天窓は天井面から光を落とすので、室の中央部にも直接光が届き、同じ面積であれば照度分布ははるかに均一になります。したがって側窓のほうが均一になりやすいという記述は誤りです。建築基準法が天窓を同面積の側窓の3倍として扱うのも、天窓のほうが採光上有利であることの表れです。ただし天窓は夏の日射熱の流入が大きく、雨仕舞いや清掃の難しさもあるため、採用にあたっては日射遮蔽の手立てを併せて計画する必要があります。【他の選択肢が不適切な理由】「室の奥行が深いほど、奥の部分の昼光率は小さくなるものである。」という記述は正しく、窓から見える空の立体角が小さくなるためです。「窓の位置を高くするほど、室の奥まで昼光が届きやすくなる。」という記述も正しいです。「内装の反射率を高くすると、室の奥の間接昼光率は大きくなる。」という記述も正しく、天井や壁で反射した光が奥へ回り込むためです。【試験の罠】昼光率は、窓から直接空が見えることによる直接昼光率と、室内で反射した光による間接昼光率の和です。窓の近くは直接分が支配的、奥は間接分が支配的になるので、奥を明るくしたいときは内装を明るくするという対策が効きます。

Question 10

照明設計および照度基準に関する記述として、最も適当なものはどれか。

Accepted Answer

保守率は、照明施設の経年による照度低下を見込む1以下の係数である。。【解説】保守率とは、照明設備を使い続けるうちに光源自体の光束が低下し、また器具や室内面に汚れが付くことで照度が下がることを、あらかじめ設計に織り込むための係数です。新設時の照度に対する一定期間経過後の照度の比として定義されるため、必ず1以下の値をとります。光束法で必要な器具台数を求める際に分母へ掛けるので、保守率が小さいほど必要台数は増えます。値は、器具の構造がほこりの入りにくいものか、室の汚れが少ないか、清掃の頻度が高いかによって変わり、清掃計画と一体で決めるべきものです。【他の選択肢が不適切な理由】「照明率は、器具から出た光束のうち天井に達する割合を示す値である。」という記述は誤りで、正しくは作業面に到達する光束の割合です。「事務室の設計照度は、住宅の居間の設計照度より低く設定される。」という記述も誤りで、細かい文字を扱う事務室のほうが高い照度を要します。「タスクアンビエント照明は、室全体を一様に高い照度で照らす方式である。」という記述も誤りで、作業面を局部照明で明るくし、周囲は控えめな全般照明とする方式です。【試験の罠】光束法の分母に入るのは照明率と保守率で、どちらも1以下であり、小さいほど必要台数が増えます。タスクアンビエント照明は、必要な場所だけ明るくすることで消費電力を抑える省エネルギーの手法であり、全般照明の照度を下げられる点が要点です。

環境工学：採光と照明の一問一答