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シミュレーション照明と実際の照明の違い

 -- なぜDialuxの設計に誤差が生じるのか





シミュレーション照明と実際の照明の違い:なぜDialuxの設計に誤差が生じるのか

シミュレートされた照明と設置された照明の比較

太陽光街灯のシミュレーション照明と実際の照明の違い

簡単に言うと、Dialuxでのシミュレーション結果と実際の設置結果の間には10~20%の差が生じることを予想し、その差を考慮して設計を行う必要があります。その最大の原因はソフトウェアではなく、照明器具の取り付け高さの設定です。多くの設計ではポールの高さを照明器具の高さとして扱っていますが、実際には照明器具はポールの先端から1~2メートル下に設置されます。 以下に、顧客から送られてくる設計書に基づいて、各要因がどの程度誤差を引き起こすかを順位付けしています。

取り付け高さの設定による誤差(照度に最大30%の影響)

道路の照度は、照明器具の取り付け高さの二乗にほぼ比例します。ポールの高さが8メートルで、アームの長さが1.5メートルの場合、照明器具の実際の高さは約6.5~7メートルになります。さらに、基礎部分が地面から0.3~0.5メートル突き出ていると、照度がさらに変わります。設計時にはポールの高さを8メートルとして計算しても、実際には6.7メートルで設置されると、道路表面の照度が約30%低下します((6.7/8)² ≈ 0.70)。

この問題の解決策は単純な計算です。照明器具の実際の高さ = ポールの高さ − アームの長さ + 基礎部分の突き出し。光度計算を行う前に、ポールの図面(アームの長さや後退距離も含めて)を確認する必要があります。ポールの高さだけを基に設計を行うと、最初の照明器具を設置する前から結果が間違っていることになります。

IESファイルが実際に配送される照明器具の仕様を正確に記載していない

シミュレーションの精度は、使用される光度データの正確さに依存します。設計時に「より多くの光が得られるはずだ」という不満のほとんどは、以下の3つの理由によるものです:

  • 出力光束の違い。 設計時に使用されたIESファイルでは4,000ルーメンの照明器具が想定されていたが、実際に配送された製品では3,200ルーメンのものだった。筐体は同じでも、使用されるレンズが異なるためです。
  • LEDの配置の変更。 LEDの配置がIESファイルで測定されたものと異なる場合、総ルーメン数が同じでも光の分布が変わります。
  • 筐体やレンズの改良。 筐体が光を屈折・散乱させ、レンズが光の方向を変えるため、光の分布が変わります。これらの変更により、古いIESファイルでは製品の正確な特性が反映されなくなります。

当社のルールとしては、IESファイルは各レンズのバージョンごと、および各生産ロットごとに作成され、ファイルに記載されたルーメン数は照明器具の定格ルーメン数と数パーセント以内で一致していなければなりません。供給業者が配送される照明器具に合ったIESファイルを提供できない場合は、シミュレーション結果をあくまで推定値として扱う必要があります。

シミュレーションでは考慮されない現場条件

現場の条件によって、測定結果に大きな影響が生じることがあります。主な要因は以下の4つです:

  1. 地図のスケールの誤差。 現場図を読み込む際のスケール設定の誤りにより、モデル内の距離が実際の距離と異なります。モデルで5%長いとされていた間隔は、実際には5%短くなります。
  2. 地形の影響。 Dialuxのソフトウェアでは平らな地形を想定していますが、実際の道路は湾曲していたり傾斜していたりします。3%の勾配がある場合、近くの車線の照度が地図の誤差以上に変わります。
  3. 障害物の存在。 木々や建物、看板などが光の進路を遮るため、シミュレーションでは予想されない影響が生じます。設置前に現場を実際に確認することが重要です。

4 周囲の環境光。 店舗のファサードや反射光により、測定される照度が変わることがあります。

長期的な損失に対して、設計時にすでに考慮すべき要素

シミュレーションでは、初日から全く新しい照明器具が使用されている状態が想定されている。しかし、実際の設置では時間とともに光出力が低下する。例えば、LEDの光束減少(中出力タイプの製品では5万時間経過時のL70値が約50%になることが一般的であり、これは1日12時間使用した場合で約11年に相当する)や、レンズの汚れなどが原因だ。DC接続方式の照明器具では、配線の太さが適切であれば電力損失はほとんど発生しない。ただし、分離型システムで長期間使用すると、それでもわずかな損失が生じる。

私たちは、設計時に0.7~0.8のメンテナンスファクターを考慮に入れている。これは、初期設計値を適切に割り引いたものであり、設備の使用寿命の半ばでも目標の光出力が維持されるようにするためのものだ。初期光出力の100%を保証するというシミュレーション結果は、マーケティング上の数値であり、工学的な根拠ではない。

実際に誤差を解消するための3つの習慣

私たちが見てきたほとんどの誤差は、以下の3つの習慣によって解消される:

  • 最初に設置された照明器具でルクスメーターを使用して照度を確認する。 10台目の器具ではなく、最初に設置された器具で道路の平均照度を測定する。図面だけでは解決できない問題も、メーターの測定値によって明確になる。
  • 光学部品が変更された場合は、再び光度データを更新する。 レンズやハウジング、発光体が変更された場合は、新しいIES(International Electrotechnical Commission)データファイルを作成する必要がある。
  • 契約書に公差を明記する。 設計値はメンテナンスファクターを考慮したものであることを明確にする。メンテナンスファクターが記載されていない数値は比較対象とならない。

このページでは、DC接続方式の照明器具に関する光度検証方法について説明している。AC接続方式のシステムやトンネル照明、スポーツ照明、コントローラーによる調光戦略については説明していない。これらは物理的な仕組みが異なるため、適用される規則も異なる。正しい取り付け高さでプロジェクトを設計するには、当社の照明設計ツールを使用してください。ハードウェアに関する詳細は、「オールインワン型ソーラーストリートライト」シリーズをご覧ください。この製品は、各ユニットに対応する光学部品のIESデータファイルが同梱されている。

次のステップ: ポールの設計図と道路の断面図を当社に送ってください。そうすれば、取り付け高さが正しく検証された光度データをご提供します。大量購入を決定する前に、このデータをご確認ください。