《機械》〈照明〉[H23:問6]照明設備の省エネを目的とする照明制御システムに関する空欄穴埋問題

Contents

1 【問題】
2 【ワンポイント解説】
3 【用語の解説】
4 【解答】

【問題】

【難易度】★★★★☆（やや難しい）

次の文章は，照明制御システムに関する記述である。文中の$ \ \fbox{$\hskip3em\Rule{0pt}{0.8em}{0em}$} \ $に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選びなさい。

通信システムの急速な普及と拡大に伴って，照明設備の省エネルギーを図ることを目的に，照明制御システムが採用されるようになった。

一般に照明の制御方法には，手動で操作する方法とタイマーやセンサなどを用いて自動的に制御する方法とがある。照明制御システムでは，ランプの$ \ \fbox {　（１）　} \ $や点滅を時間的及び空間的にパターン化し，タイムスケジュールに従って自動的に運転する方法及びセンサの検知機能と連動させて運転する方法が採られる。センサとしては，$ \ \fbox {　（２）　} \ $などの光起電効果を応用した光センサ，人体が発する電磁波を$ \ \fbox {　（３）　} \ $赤外線センサなどで検出する人感センサなどがよく用いられる。

一方，照明設備の消費電力量は，照明器具$ \ 1 \ $台当たりの消費電力，照明器具数量及び点灯時間の積であるので，照明制御システムはこれら三つの要因を制御することでもある。このうちの照明器具数量は，光束法の照明計算に基づけば五つの要因で決まる。この五つの要因を用いて消費電力量を説明すると，照明制御システムは，ランプ光束を変化させることによって$ \ \fbox {　（４）　} \ $を制御するもの，及び空間的な$ \ \fbox {　（５）　} \ $を制御するものである。

〔問6の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&（イ）&　平均照度　　　　　&（ロ）&　保守率　　　　　　　&（ハ）&　調　光 \\[ 5pt ] &（ニ）&　ランプ効率　　　　　&（ホ）&　光電池　　　　　&（ヘ）&　抵抗変化形 \\[ 5pt ] &（ト）&　フォトレジスタ　　　　　　　&（チ）&　焦電形　　　　　&（リ）&　光電管 \\[ 5pt ] &（ヌ）&　減　灯　　　　　&（ル）&　熱電対形　　　　　&（ヲ）&　作業面の面積 \\[ 5pt ] &（ワ）&　室指数　　　　　&（カ）&　増　灯　　　　　&（ヨ）&　照明率 \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

照明制御システムに関する問題です。
現在当たり前のように使用されている照明制御システムですが，本問はそのメカニズムについて問う問題となっています。
少し難易度が高い問題になるかと思いますが，用語の知識をしっかりと持って正答を導き出すようにしましょう。

【用語の解説】

（イ）平均照度
光源によって照らされた面の平均の明るさを示す指標で単位はルクス$ \ \mathrm {[lx]} \ $となります。光束$ \ \mathrm {[lm]} \ $を面積$ \ \mathrm {[m^{2}]} \ $で割ったものとなります。

（ロ）保守率
初期照度からどの程度照度が低下するかを表すもので，照明器具の劣化や照明器具と室の表面の汚れによって低下します。

（ハ）調光
光の明るさを調節することができる機能をいいます。

（ニ）ランプ効率
光源効率ともいい，同じ消費電力でどれだけの光束を出せるかを示す指標です。全光束を消費電力で割った値です。

（ホ）光電池
光が当たると電気エネルギーが発生する光電効果を利用した電池で，太陽電池をイメージすれば良いです。

（ヘ）抵抗変化形
可変抵抗を利用した素子か何かがあるかもしれませんが，本問とは関係ないかと思います。

（ト）フォトレジスタ
入射する光の量で抵抗値が変化する抵抗です。

（チ）焦電形
誘電体が人体等から熱エネルギーを受けたとき，その表面に電荷が現れる現象を焦電効果といい，その現象を利用したセンサを焦電形赤外線センサといいます。

（リ）光電管
光電効果によって飛び出る電子を利用して光エネルギーから電気エネルギーを取り出し光の量を検出をする検出器です。

（ル）熱電対形
$ \ 2 \ $種類の異なる金属で閉回路を作り，接合点に温度差をつけると，起電力が生じるゼーベック効果を利用したものを熱電対といい，温度計に利用されます。

（ワ）室指数
ある室において，光源からどれだけの照度が得られるかを示す指標で，間口$ \ X \ \mathrm {[m]} \ $，奥行$ \ Y \ \mathrm {[m]} \ $，高さ$ \ H \ \mathrm {[m]} \ $とすると，以下の式で定義されます。
\[
\begin{eqnarray}
K&=&\frac {XY}{\left( X+Y\right) H} \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]

（ヨ）照明率
光源から出た光がどの程度床面まで到達するかを表す割合です。