조명 기구 설계의 일반적 사항
조명 기구 설계자는 사용 목적, 사용 환경, 사용 광원 등 많은 사항을 고려해야 합니다. 조명 기구의 설계는 광원으로부터의 광을 목적에 대응한 배광으로 하기 위한 광학 설계를 해야 하며, 광원에 전기 공급을 안전하고 확실하게 하기 위한 전기 설계와 배선 설계가 되어야 합니다. 광원의 유지나 보호, 기구 설치 구조나 강도, 열, 내후성, 내광성 등의 기구 기능을 유지하기 위한 기계 설계나 열 설계가 이루어져야 합니다.
기구 효율
기구 효율은 일반적으로 광학 설계와 재료 선정으로 결정됩니다. 에너지 절약화에 대응한 기구 효율의 향상과 자원 절감화에 대응한 기구의 소형화와 박형화에는 반사율이 90%를 넘는 백색 도료, 알루미늄 표면에 여러 겹의 박막을 시설한 증반사 알루미늄재, 다이크로익 리플렉터 등은 유효한 재료입니다. 특히 반사율이 큰 재료는 기구 내에서 다중으로 반사하는 경우에는 기구 효율을 크게 개선할 수 있는 수단으로써 효과적입니다.
또한 형광등 기구의 경우는 형광 램프의 광출력 특성이 주위 온도에 따라 변동하므로 기구 내에서의 공기 대류나 상정되는 사용 환경에 대응한 기구 구조의 배려가 필요합니다.
고주파 점등
고주파 점등은 에너지 절약화, 밝기의 향상, 램프의 어른거림의 없음, 소음의 낮음, 경량화, 순시 점등, 전원주파수 공용화 등을 특징으로 하고 있지만 상용 전원을 한번 직류로 변환하고 그것을 고주파로 변환한 전력으로 램프를 점등시키고 있기 때문에 고주파 잡음을 발생시키기 쉽고 외부 잡음의 영향을 받기 쉽습니다.
기구 설계 시는 점등 장치의 성능에 의하지만 전원에서 점등 장치로의 배선과 점등 장치에서 램프로의 배선의 속선을 극력 피하거나 배선 길이를 가능한 짧게 하여 최적화하는 등의 주의가 필요합니다. 그 밖에 특수한 용도로 사용하는 경우는 기구 내에 잡음 방지 필터를 설치하거나 페라이트 코어 등으로 잡음을 억제하는 방법이 있습니다. 다른 기기로의 영향 및 다른 기기에서 받은 영향을 충분히 고려하여야 합니다. 또한 높은 정밀도를 필요로 하는 기기나 높은 레벨의 잡음을 발생하는 기기 곁에 기구 설치가 계획되는 경우는 사전에 그 환경의 잡음 레벨을 확인할 필요가 있습니다.
진동
진동은 건축물이나 자연환경에서 받는 진동, 지진 등의 재해시에 받는 진동이 있습니다. 전자는 사용 시에 확실한 점등을 할 수 있는 것을 고려해야 하고, 후자는 재해시에 2차 재해로 연결되지 않도록 배려가 필요합니다. 높은 천장용의 조명 기구는 들보 등을 타고 오는 진동이나 천장 뒤에서 불어오는 바람에 의한 진동이 배려된 기구 구조를 생각하는 것이 좋습니다. 또 특별한 진동이 발생하는 장소는 램프 선정도 중요합니다. 가로등이나 도로등은 자동차 통행이나 바람에 의한 진동에 대한 배려로서 램프의 확실한 전기적 접속이 가능한 특별한 램프 소켓을 사용하기도 합니다. 형광등 기구는 보조적인 진동을 억제하는 램프 홀더를 구비하고 램프 소켓을 특별한 것으로 할 필요가 있는 경우가 있습니다.
열분배
매입형, 직접부착형, 현수형 등의 기구 형태에 따라 건출물에의 영향이 다르지만 재료의 가시역, 적외역의 반사율이나 흡수열을 숙지하면 각각의 기구 형상에 대응한 양호한 반사판이나 열 흡수재로서 선택할 수가 있습니다. 매입 기구로서 가시역에서 큰 반사율을 가지고 적외역에서 큰 흡수율을 나타내는 재료를 선정하면 거주 공간에 유효한 에너지를 조사하고 천장 뒤에 불필요한 열을 배열하는 효과적인 조명이 될 것으로 예상됩니다.
또한 재료의 선정에 따라 기구 내에 장착되는 부품에의 열 영향도 달라지기 때문에 동일한 형상과 구조의 기구라도 표면 처리나 재질의 상위에 의한 열 영향에 배려가 필요합니다. 특히 할로겐램프나 HID램프 등의 고온의 광원에 있어서는 다이크로익 리플렉터를 사용함으로써 효과적인 열 분배가 가능합니다.
주위환경
주위 환경의 요소로는 주위 온도, 습도, 부식성 가스, 전자장, 공기의 대류, 태양광 등이 있습니다. 조명 기구 설계자는 주위 환경에 따라 조명 기구가 해를 받지 않도록 배려할 필요가 있습니다. 또 불필요한 곳에 조명이 가지 않도록 하거나 조명광에 의해 조사물의 색이 변하지 않도록 주위 환경에 배려를 하여 조명기구를 설계할 필요가 있습니다.
배광 제어(글레어)
광원을 그대로 노출시키면 가장 기구 효율이 높은 조명기구가 됩니다. 그러나 조명하여야 할 장소에는 조명광이 그다지 도달하지 않고 결국 비효율적인 조명이 될 수 수 있습니다. 다시 또 불필요한 방향으로 조명광이 방출되면 글레어나 해로운 광과 같은 폐해를 초래하는 결과가 될 수 있습니다. 배광을 적절하게 제어하는 것이 조명 기구의 가장 중요한 요건입니다. 이러한 관점에서의 조명 기구 설계는 설계할 기구에 요구되는 배광 성능, 즉 글레어 레벨이나 누설광 레벨을 파악하여 목표로 하는 배광을 명확히 정의하는 것부터 시작됩니다.