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LED照明の特徴|熱に弱い理由・色温度と演色性の違い

けんせつる

けんせつる

LED照明って何がいいの?熱に強いから熱い場所にも置けるんだよね?

この記事の要点

LED照明は長寿命(定格寿命約40,000時間)・省エネで、紫外線や赤外線をほとんど出さないのが特徴です。一方で、LEDの素子そのものは熱に弱く、高温の発熱体周辺の設置には向きません。

光の色みは色温度(K)、色の見え方の自然さは演色性(Ra)で表します。この2つは別の指標です。施工管理では放熱環境・調光器との適合・色温度の指定を確認します。

けんせつるのように「LEDは熱に強い」と思っている人は多いです。

ところが、これは逆なんです。なぜかというと、LEDは光の向きに熱を出しにくいだけで、素子自体は高温に弱いからです。ここが試験でも現場でも一番のひっかけになります。

LED照明にはどんな特徴があるのか

LED照明が従来の白熱灯・蛍光灯に置き換わったのは、次のような利点があるからです。

ザックリ言えば、LEDは「長持ち・省エネ・余計な光(紫外線・赤外線)を出さない」光源ということです。

LEDは熱に強いのか弱いのか

ここが過去問でも繰り返し問われる核心です。

LEDは光を出す方向には熱(赤外線)をほとんど出しません。だから照らされる物が熱くなりにくく、生鮮食料品や美術品の照明に向いています。

ところが、LEDの素子や基板そのものは高温に弱く、熱がこもると寿命が縮んだり故障したりします。だから器具には放熱の仕組みが組み込まれているわけです。

「LEDは熱に強いので高温の発熱体周辺に設置してよい」というのは誤りです。これは2級の試験でも誤答の選択肢として頻出します。

例えば、厨房のコンロ近くやボイラー周りのような高温になる場所では、LEDであっても放熱条件を確認しないと早期故障につながります。

色温度と演色性はどう違うのか

LEDを選ぶとき混同しやすいのが、色温度と演色性です。ここは混乱しやすいところですね。役割がまったく違います。

色温度は光の色みを表し、単位はケルビン(K)です。数値が低いほど赤みのある暖色、高いほど青白い寒色になります。

演色性は、その光で物の色がどれだけ自然に見えるかを表し、平均演色評価数(Ra)で示します。Ra100に近いほど自然光に近い見え方で、一般にRa80以上が演色性の高い光源とされます。

ザックリ言えば、色温度は「光の色」、演色性は「色の見え方の正確さ」ということです。明るさそのものではない点に注意します。

LEDが信号灯や屋外照明に向くのはなぜか

過去問では、LEDが特定の用途に向く理由もよく問われます。これも特徴から説明できます。

施工管理で何を確認しなければならないか

放熱・設置環境

LEDは熱に弱いので、器具の放熱が妨げられない取付になっているか、高温になる場所でないかを確認します。断熱材に密着させる施工は、断熱施工器具(SB形・SGI形など)の指定があるかを確認します。

調光器との適合

調光する回路では、器具が調光対応かどうかを確認します。非対応のLEDを調光回路につなぐと、ちらつきや故障の原因になります。

色温度・演色性の指定

設計図書で指定された色温度・演色性の器具が使われているかを確認します。同じ室内で色温度が混在すると、仕上がりの印象が大きく変わります。

明るさの確保

必要な明るさが出ているかは、竣工時に照度測定で確認します。LEDは経年で光束が低下するため、維持照度の考え方で見ます。

管理人からのコメント

2級の学科で繰り返し出るのは「LEDは熱に強い」という誤り選択肢です。覚え方は「光の向きには熱を出さないが、素子そのものは熱に弱い」です。照らす先は熱くならない、でも本体は熱が苦手、と分けて覚えると間違えません。

色温度(K=光の色)と演色性(Ra=色の見え方)を混同する人も多いです。別物だと押さえておきましょう。

混同しやすい用語の整理

色温度(K) vs 演色性(Ra)

色温度は光の色み(低い=暖色/高い=寒色)。演色性は物の色の見え方の自然さ(Ra100に近いほど自然)。指標が別物。

「熱を出さない」 vs 「熱に弱い」

LEDは照射方向に熱(赤外線)をほとんど出さない。一方で素子自体は高温に弱い。両者は矛盾せず、向き先と本体で話が別。

照度 vs 色温度

照度は面の明るさ(lx)。色温度は光の色み(K)。明るさと色は別の指標。

一問一答

Q.

LEDが高温の発熱体周辺の設置に向かないのはなぜか。

LEDの素子(基板)そのものが熱に弱く、熱がこもると寿命低下・故障につながるため。「熱に強い」は誤り。

Q.

LEDが屋外照明で虫が寄りにくいとされる理由は何か。

光に紫外線をほとんど含まないため。虫は紫外線に集まる性質があるため寄りにくい。

Q.

色温度が低い光はどのような色みか。

赤みのある暖色(電球色、約3,000K)。数値が高いほど青白い寒色(昼光色、約6,500K)になる。

Q.

物の色の見え方の自然さを表す指標は何か。

平均演色評価数(Ra)。Ra100に近いほど自然な見え方で、一般にRa80以上で演色性が高いとされる。

まとめ

電気設備の確認ポイントは設備にまとめています。

参考資料

・JIS Z 9112 蛍光ランプ・LEDの光源色及び演色性による区分

・JIS Z 9110 照明基準総則

・照明器具メーカー技術資料(パナソニック・東芝ライテック等)

けんせつる

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務し、建築構造設計に従事。設計者として施工図確認・工程会議・検査立会いなど施工管理と協働してきた経験と、JIS・公共建築工事標準仕様書・メーカー技術資料等の一次資料をもとに執筆しています。

「建築学生が学ぶ構造力学」(kentiku-kouzou.jp)を2010年より運営。著書「わかる構造力学」(工学社)。

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