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本研究の目的は、申請者が開発した「環境共生昼光照明システム」に、申請者が開発した「気象衛星画像による全天空輝度分布予測法」を連結することで、日本だけでなく、中国などアジア各地の人工照明に起因する二酸化炭素排出量の削減に貢献できるシステムを開発することである。環境共生昼光照明システムとは、三つの特徴「地球環境に優しい」、「ヒトに優しい」、「造るヒトに優しい」を持ち、昼光を活用して人工照明に起因する二酸化炭素を大きく削減することが可能である。インターネットとPCを活用して、気象衛星画像から天空輝度分布を算出して室内の昼光照度を算出し、昼光によるグレアを制御しつつ、基準照度に不足する最小限の照度を補うよう照明システムを制御するものである。
日本の静止気象衛星MTSATの1年間の画像と、マレーシア・中国・日本の日射量の地上観測データを用いて、アジアの昼光照度分布として1年間の1時間毎の照度分布地図を作成した。またこれを用いて地域別・季節別の昼光シミュレーションを行い、有効性を示した。
魚眼レンズ付きデジタルカメラにビデオ測色法を適用し、CIE XYZ三刺激値の全天空分布を連続測定した。これを入力データとして室内の任意の点の昼光による照度および相関色温度を算出できるように昼光シミュレーションを改良した。
JIS照明基準に照明の演色性が追加されたことを受け、可視光線を波長別に相互反射計算することで間接光も含めた作業面に入射する光の分光放射照度を求め、この光の演色評価数(作業面演色評価数)を算出する方法を開発した。
昼光照明計算の基になる昼光光源は、天空光・直射日光・地物反射光からなるが、都市空間では多くの地物すなわち建物の壁面の反射率を逐一測定するのは煩雑である。そこでビデオ測色法を用いてデジタルカメラで撮影した画像からマンセル記号を精度よく計測する手法を開発した。
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