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照明器具ごとのクローズドループ調光センサーにより、自然光の変化にかかわらず照度を維持します。

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スーパーマーケットおよび小売店向けデイライトハーベスティング調光ガイド

はじめに

このスーパーマーケットおよび小売店向けデイライトハーベスティング調光ガイドは、天窓が売上を助けるか損なうかを決めるひとつの問いに答えます。すなわち「自然光が強まったり弱まったりする中で、各照明器具がどう自ら調光し、棚を規格の照度に保つか」です。一言で言えば、デイライトハーベスティングは自然光と人工光を見る天井のフォトセルで目標照度を保つようドライバ出力を絞り、太陽がピークでも照らし過ぎずに生鮮を500〜750 lxの温かみのある見やすさに保ちます。スーパーマーケットのフォトセル・クローズドループによる昼光調光はフロア単位ではなく照明器具単位で保つため、当社の小売ゾーン向けワイヤレス調光バックボーンが照度ループを、トラックライトとライン照明のレイヤーを組み合わせた商業照明ソリューションが各ゾーンの調光対象を受け持ちます。時間基準のシーンと昼光基準の補正の違いは、本ガイドとエコ・トレーディング時間の5シーン・スケジュールを見比べてください。

通路に自然光を取り込むスーパーマーケットの高窓と天窓を備えたデライトハーベスト(昼光利用)調光ガイドのカバー
写真:高窓および天窓からの自然光が青果売場に差し込む中、トラックおよびライン照明のヘッドが目標照度を維持するために出力を調整している様子。

スーパーマーケットでデイライトハーベスティングが効果を発揮する理由

スーパーマーケットは他のどの小売業態よりも点灯時間が長く、多くの場合14〜24時間、生鮮カウンターは開店から閉店まで点灯しています。青果、ベーカリー、精肉の各カウンターは高演色の300〜750 lxの環境下にありますが、多くの青果売場の屋根にはすでにガラス部分が組み込まれています。ハーベスティングを行わない場合、その無料の光が人工光に上乗せされ、正午には店舗が明るすぎて無駄な電力消費につながります。ハーベスティングを導入すれば、500〜3000 m²の規模における200〜1000箇所の光源が、売場の作業環境を標準レベルに保ちながら、時間ごとに自然光の分を差し引いて調光します。

  • 自然光は無料ですがムラがあります — 高窓近くの売場では正午に空の光だけで500 lxを受け、日没後はほぼゼロになります。照明器具ごとの調光が暗い隅を作らずにその傾斜に追従します。
  • 照度の維持が売上を守る — EN 12464-1では、売場に300 lx、作業カウンターにそれ以上の照度が求められます。ホールドロジックにより、カウンターの明るさが200 lxでまぶしくなったり、800 lxで白飛びしたりせず、その範囲内に維持されます。
  • エネルギー効果が実証されている — LBNLのメタ分析では、デイライト・ディミング(自然光連動調光)による照明の省エネ率が平均約28%、人感センサーによる省エネ率が24%で、GSA(米国の一般調達局)の連邦施設では自然光連動による省エネ率が平均27%、単純投資回収期間は約4年です。
  • 単層よりもスタック — 小売業界に例えると、自然光の活用に人感センサーや施設ごとのチューニングを組み合わせることで 合計約38%の省エネを実現します。これは、すべての生鮮食品コーナーに独自の光センサーが備わっている場合にBLE Meshスタックが目指す上限値と同じです。

デイライトハーベスティング(自然光利用)が単なるエコの付加機能ではなく制御の指標である理由はここにあります。売場は買い物客には依然として十分明るく見えながら、メーター側では明所視の差し引きが効いています。通路の在席を判断する目については人感制御のためのPIR vs マイクロ波 vs 人感センサー比較ガイドを参照してください。

光センサーのクローズド・ループによるスーパーマーケットのデイライト・ディミング(自然光連動調光)の仕組み

フォトセルとは単に、受けた光に比例した信号を返すセンサーのことです。どこに付けるかで、何を保てるかが決まります。オープンループはセンサーを窓際に外向きに付け、制御する電気照明を一切見ずに室内照度を推定します。クローズドループはセンサーを天井から商品面に向けて付け、昼光と制御中の電気照明の両方を見て合計をコントローラーに返します。スーパーマーケットはベイごとに天窓・高窓の側光・トラックアクセントの混ざり方が違うため、照明器具ごとのクローズドループが最適です。

ループタイプ光センサーの向き測定対象スーパーマーケットでの使用タイミング
オープンループ窓や高窓に設置され、人工光から遮蔽されている昼光のみ初期の推計や、複数のベイを持つ青果売り場ではなく、1つのファサードを持つ単一ゾーンのオフィス
クローズドループベイの上の天井に設置され、作業面の広い視野を持つ昼光と人工光昼光の移動に伴い、500〜750 lxを維持する必要がある青果、惣菜、または通路の各ベイ
商品面を向いた天井上の閉ループ式照度センサーが、ベイごとのデライトハーベスト(昼光利用)を制御
画像:ベイ上の混合光(昼光、トラックライト、ライン照明)を検知するクローズドループ調光センサー。各ドライバを目標のlxに維持するように調整する信号。

コミッショニングにより維持レベルを一度設定する。シャッターを閉じた状態で設置者がドライバを目標のlxに調整し、その後昼光を開放すると、コントローラーが昼光比率を学習する。比例型クローズドループに関するLBLテストでは、センサーが広い視野を持ちながらも直射日光の眩しさから遮蔽されている場合に最高の維持効果が得られることが示され、狭いスポットに結び付けられた積分リセット型ループで発生した発振を回避できる。この 照明器具取付型センサー向けの DALI Part 351 準拠の D4i 制御デバイス は、器具ごとのその受光部への最新のバス電源供給経路を説明しており、Zhaga Book 20 は、照明器具を開けずに同じ受光部を交換できるようにするソケットを定義している。

スーパーマーケットが小売店向けに昼光を取り入れ、28%の削減を実現する方法

すべてのスーパーマーケットで同じように昼光を有効活用できるわけではない。削減効果は、屋根からすでに自然光を取り入れられる場所に集中する。北向きの高窓やリニアトップライトの下にある青果売り場は、浅い奥行き、高反射率の天井、空を向いたカウンターという、教科書通りの昼光ゾーンである。ガラスカーテンウォールやエントランスロビーの近くにある側面採光のペリメーターベイがそれに続くが、窓の上端の高さの1倍を超えると奥行きとともに効果は急激に低下する。トップライトのないソリッドルーフの通路は、引き続き人工光のみとなり、昼光利用を意図すべきではない。

生鮮カウンター上でデライトハーベスト(昼光利用)を行うリニア天窓下のスーパーマーケット青果売場
画像:拡散トップライトの下の青果売り場。店舗全体ではなく、売り場(ホール)単位で小売店の昼光利用による28%の削減効果を蓄積する昼光ゾーン。
  • 青果売り場のトップライト — Hannaford LEED Platinumの店舗などの4×4メートルの拡散ユニットは、空の光を均一に拡散させます。側光の高窓採光は、直射眩惑なしに朝と夕方の光を取り入れます。
  • 外周のフレッシュ売場の壁 — ガラス壁に沿ったデリカおよびベーカリーは、窓の上端高さの1倍から1.5倍以内の側光のゾーンを共有します。それより離れると、光センサーは空ではなく天井をとらえます。
  • エントランスおよびレジ周辺 — ガラス扉からは季節ごとに自然光が差し込みます。ベイごとの調光により、最初のエントランス付近の2つのベイによって通路全体が過度に明るくなるのを防ぎます。
  • 対象外のゾーン — 頑丈な金属製デッキの下にある閉鎖的なグロッサリー通路は、ASHRAEやTitle 24のデイライトゾーンではありません。ここは光センサーではなく人感センサーだけで調光します。
日没とともに青果通路の照度を維持する白色 PANE-P ライン照明
写真:ラックスホールドの稼働状況 — 天窓の光が暗くなるにつれて電動のライン照明が明るくなり、レタスのディスプレイ棚の照度を色彩確認と査定に適した500〜750 lxの範囲に維持します。

EN 17037およびEN 12464-1に準拠したラックスホールドの設計

2つの欧州規格が、デイライト調光の下限値を決めています。EN 17037は人工照明が助けに入る前に空間が確保すべき自然光を、EN 12464-1は人工照明が作業面で保つべき維持照度を定めています。デイライトハーベスティングは両者の間にあります。空から光が来るときは自然光を取り入れ、来ないときは作業面の維持照度を人工照明で保ちます。

EN 17037では、気候に基づくシミュレーション、または中央の拡散光を用いた昼光率により検証された上で、基準面の少なくとも半分が日照時間の半分以上において300 lxに達し、さらに面の95%にわたって少なくとも100 lxが確保されることが求められます。トップライトのある青果売場の場合、目標値は半年間の期間を通じて売場全体で300 lxです。これはハーベスティングが遵守すべき基準線であり、置き換えるものではありません。自然光が最初の300 lxをまかない、不足分を人工照明で商業空間の作業用に補います。

規格スーパーマーケットの作業面における基準値デイライトハーベスティングが果たすべき役割検証
EN 17037 採光基準日照時間の半分以上において、平面の50%で300 lx、95%で100 lxトップライトや高窓を活用してパッシブに基準を満たし、その上回る分のみ電気照明を調光します。地域特有の天空光を考慮した気候シミュレーションまたは昼光率により、年間2190時間を検証します。
EN 12464-1 売り場売場床面 300 lx、レジ・包装台 500 lx、UGR 22、Ra 80クローズドループ・トリム制御により青果・生鮮カウンターを500〜750 lxに維持し、床面は300 lxとします。スケジュールに応じた作業面での維持照度、均斉度はテーブルの制限値を下回らないこと
スーパーマーケットの実践的なオーバーレイ葉物野菜 500〜750 lx、2700〜3000Kの温白色、一般環境照度 30〜50 fcベイごとのフォトセルにより葉物野菜の照度帯を厳格に維持しつつ、周囲の一般照明はそれに追従します。トップライトからの深度に沿ってカウンターの高さでスポットメーター計測を行い、調光カーブを記録します。

実用的な校正は、短い手順に従います:自然光を遮断し、EN 12464-1に従ってドライバを維持照度に設定します。自然光を取り入れ、作業面の照度に比例するフォトセルの信号を読み取ります。目標レベルを、維持照度に等しいフォトセル範囲のパーセンテージとして選択します。雲の移動によるハンチングを防ぐため、10%前後の不感帯を設定します。フロスト加工または傾斜した照明器具でも、ベイ上の均斉度が0.6以上を維持していることを検証します。

青果売り場における昼光調光の照度維持(Lux Hold)の仕様選定要件

仕様選定こそが、28%の省エネという約束を実際の配線選択に変えるプロセスです。商業照明の小売チェーンでは、通路を封鎖せずにレトロフィットを行うことが好まれるため、天井を閉じたままで施工できる1〜100%調光機能付きのワイヤレス照明一体型センサーが選ばれます。露出デッキ構造の新築物件では、各ベイに有線DALIを配線しつつ、同じD4iデータ要件を満たすことが可能です。 商業照明向けTRIAC vs 0-10V vs DALI調光ガイド では配線方式とローエンドフリッカーによるバスの選択肢を分類しており、このセクションではソケットと動作による昼光センサーを分類しています。

器具ごとのセンサーで電気照明を抑制する BLE Mesh デライトハーベスト(昼光利用)スーパーマーケット通路
画像:ベイごとのBLE Mesh調光 — 各ライン照明やトラックライトのヘッドが独自の照度維持ループを持ち、4000ノードのメッシュネットワークがどのベイで昼光利用を行うかを規定するシーンを保持します。
  • 昼光利用ベイごとに1つのフォトセル — 店舗に1つではなく、6つのベイを持つホールには、商品に向く6つのクローズドループセンサーが必要であり、それぞれ固有のターゲットとデッドバンドを持ち、天窓下のベイがより深く調光されます。
  • D4iおよびZhaga Book 20ソケット — 屋内用照明器具用にParts 251〜253データとBook 20スロットを備えたD4iドライバを指定することで、昼光・人感モジュールをドライバの変更なしでプラグイン交換でき、相互運用性が認定されます。
  • ベイごとのBLE MeshまたはDALI — 信号配線が禁止されており、4000ノードがアプリによるグループ化で施設をカバーする場所にはBLE Mesh、1バスあたり64アドレス、300メートルの配線長が新築のシェルに適合する場所にはDALI有線を採用します。
  • 1〜100%のフリッカーフリーの範囲 — 証明ポイントは以下の通りです VUE-S TR0103は20〜32W、145lm/W、15〜36度、PANE-P LL1615は40〜70W、165lm/Wのデュアルパネル、DL01-BLEは10〜30W、150lm/W、FORT-Aは80〜200W、170lm/Wです。 — 同じメッシュ、同じシーン、ベイごとに異なる配光。
  • パーセントではなく、lx単位でコミッショニングされたターゲット — 「葉物野菜には500 lx、通路の環境光には300 lxを維持する」と記述し、フォトセル(照度センサー)のターゲットレベルをそれに相当するパーセント値に設定します。パーセントのみでは器具の間隔によって値がズレてしまいます。
スーパーマーケットのデライトハーベスト(昼光利用)向け屋内照明器具用 Zhaga Book 20 D4i 照度センサーモジュール
画像:D4iフォトセルモジュールを備えたZhaga Book 20屋内スロット — 青果売り場の昼光利用による調光照度(lx)を維持する標準的なアイです。

よくある質問

天井のフォトセルは、商品面上の昼光と人工光を検知し、ベイがEN 12464-1のターゲットを維持するようにドライバを調整します。 昼光のみの場合、器具は最小値付近でアイドル状態になり、昼光が弱まるにつれてコントローラーが電気出力を比例して増加させ、過剰な照明にすることなく青果に500〜750 lxを維持します。

EN 12464-1に準拠し、売場床面では300 lx、レジおよび包装作業エリアでは500 lxを維持し、実際の運用では葉物野菜の陳列台で500〜750 lxを維持します。 EN 17037は、それよりも上位の昼光採光基準として位置付けられており、昼光時間の半分以上にわたって平面の半分以上で300 lxを確保するものであり、人工光の補光によってこの値を下回ってはなりません。

各売場で自然光の入り方が異なるスーパーマーケットでは、売場ごとにクローズドループ型を使用してください。オープンループ型は窓際の初期予測にのみ使用します。 センサーが調光する自身の電気光を検知する必要があるため、クローズドループ型を選択してください。そうしないと、雲が通過する際に青果売り場が明るくなったり暗くなったりしてしまいます。

LBNL(ローレンス・バークレー国立研究所)のメタ分析では、昼光調光による照明の省エネ効果が平均約28%、人感センサーによる効果が約24%、GSA(米連邦一般調達局)の連邦施設では27%という結果が出ています。 小売店におけるデイライト・ハーベストでの28%の省エネ効果は、売場ごとに適用されたLBNLの28%に基づいています(天窓のある青果売り場では達成されますが、屋根が頑丈な食料品通路では達成されません)。

トップライト(天窓)のある青果売り場と、高窓(クリアストーリー)に面した生鮮食品の壁面が真のゾーンであり、頑丈な屋根の食料品通路は異なります。 ASHRAE(米国の空調学会)の基準に従って、窓の上端の高さと天窓のウェルの深さによってゾーンをマークし、光を収穫可能な売場ごとにクローズドループの受光部を1つ設置し、電気照明のみの通路は人感センサー制御のみに任せます。

Parts 250 to 253に対応するD4iドライバーとZhaga Book 20屋内用スロットを指定し、売場ごとにD4i光センサーおよびBLE Meshモジュールを装着します。 VUE-S TR0103、PANE-P LL1615、DL01-BLE、FORT-Aはすべて同じD4iバスまたはBLEアダプターを備えているため、青果売り場の昼光調光の照度維持にはこのハードウェアが正確に出荷されます。

まとめ

スーパーマーケットのデイライトハーベスティング(自然光利用調光)は、1つの受光センサーで全体を一括調光することではありません。EN 17037の自然光導入が最初の300 lxを賄う間、EN 12464-1の基準で昼光の入るベイごとに照度を保つことです。買い物客の目に見える明るさを捉えられるのは照明器具ごとのクローズドループだけで、費用対効果が出るのはトップライトのある青果売場と高窓(クレアストーリー)周辺だけです。Zhaga Book 20対応のD4iは受光部を交換可能に保つソケットです。葉物野菜は500〜750 lxの維持照度、雲の動きによるハンチング対策に10%の不感帯(デッドバンド)を設け、ベイごとの28%に人感制御の省エネを上乗せして合計約38%を狙います。自然光が衰えた後に同じベイを制御する時計は夜間向けのタイマー連動シーン・スケジュール、時計と照度ループの両方を新しい信号線なしで運ぶワイヤレスメッシュはスケジュールおよび自然光ループ対応ワイヤレスメッシュを参照してください。同じ売り場のレジでグレアの苦情も出ている場合は、ダウンライトグリッドのUGR中心レトロフィット解説が各制限の根拠となる観察者席での確認手順を解説しています。

コミッショニングは、一度限りの昼光キャリブレーションです。広範囲ながらシールドされた視野を持つクローズドループ光電センサーが、青果売場を500~750 luxに、約10%の不感帯で維持します。この各売場での維持により、トップライトのあるホールは、雲の動きに合わせて変動することなく、計測された省エネ効果を確保できます。

ローレンス・バークレー国立研究所、昼光追従システムの光電制御

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