日光係数

建築において、昼光係数（DF）^[1]は、建物内部の光レベルと建物外部の光レベルの比率です。次のように定義されます。

DF = (Ei / Eo) × 100%

ここで、 Ei =屋内作業面上の点における 日光による照度、 Eo = 曇り空の遮るもののない半球からの水平面上の同時屋外照度。

Ei を計算するには、建物の内部に届く外光の量を知る必要があります。光は、ガラス窓、天窓、またはその他の開口部から、次の 3 つの経路で部屋に到達します。

• 対象地点で見える空の部分からの直接光、これは天空成分（SC）として知られている。
• 外部表面から反射され、対象点に到達する光は、外部反射成分（ERC）として知られています。
• 窓から入ってきた光が内部表面で反射されて初めてその地点に到達します。これを内部反射成分 ( IRC ) と呼びます。

3 つの要素の合計は、対象ポイントの 照度レベル (通常はルクスで測定) を示します。

照度 = SC + ERC + IRC

日光係数は、SC を増やす (たとえば、窓を配置して、隣接する建物よりも空が見えるようにします)、ERC を増やす (たとえば、周囲の建物を白く塗る)、IRC を増やす (たとえば、部屋の表面に明るい色を使用する) ことで改善できます。ほとんどの部屋では、天井と床は固定色で、壁の多くは家具で覆われています。そのため、壁の色を変えることで日光係数を変更する柔軟性は予想よりも低くなっています^[2]。つまり、SC を変更することが、優れた日光設計の鍵となることがよくあります。

建築家やエンジニアは、建築や建物の設計において、作業面や表面で感じられる内部の自然光レベルを評価するために昼光係数を使用します。この情報を使用して、居住者が通常の活動を行うのに光が十分かどうかを判断します。昼光係数の計算に使用する設計日は、9 月 21 日午後 12 時の標準 CIE 曇天、地上周辺光レベルが 11921 ルクスのときに基づいています。CIE はCommission Internationale de l´Eclairage、つまり国際照明委員会です。

日光係数の計算には複雑な計算の繰り返しが必要なため、通常はRadianceなどの複雑なソフトウェア製品を使用して行われます。これは照明シミュレーションを実行するためのツール スイートで、レンダラーやシミュレートされた光のレベルを測定するための他の多くのツールが含まれています。すべての照明計算はレイ トレーシングを使用して実行されます。これらの計算の多くで問題となるのは、壁掛けや家具を壁に立てかけずに計算が完了することが多いことです。これにより、日光係数の予測値が実際よりも高くなる可能性があります。^[3]

日光係数の良し悪しの影響を評価するには、ある計算結果を公表されている設計ガイドラインと比較するとよいでしょう。英国では、CIBSE照明ガイド10（LG10-1999）がこれに該当し、平均的な日光係数を大まかに以下のカテゴリーに分類しています。^[4]

• 2歳未満 – 十分な照明がない – 常に人工照明が必要
• 5以上 – 十分に明るい – 夜明けと夕暮れを除いて人工照明は通常必要ありませんが、まぶしさと太陽光の入射により問題が発生する可能性があります

• 採光
• 光の権利
• 気候に基づく日光モデリング

• 国際照明委員会