はじめに

最近の研究によると、人類の3分の1は私たちの銀河系である天の川を見ることができないことが判明しており、その主な原因は都市の明かりにある。毎晩、無数の街灯が道路や歩道を部分的に照らすにとどまり、残りの光は地平線の上へと漏れ出し、空を明るく照らし、光害を引き起こしている。.

この人工的な光は年々強まっており、その被害は単に星を隠してしまうだけにとどまりません。まぶしい光は交通安全を損ない、照明は不必要なエネルギーを浪費し、野生生物の昼夜のリズムを乱し、過度な夜間照明は人間の健康にも悪影響を及ぼす可能性があります。だからこそ、適切に設計された街灯がこれほど重要になるのです。.

最新のLED街路灯は、十分な明るさを確保するだけでなく、配光の改善や不要な光の放出の低減にも重点を置いています。最適化された光学設計、適切な設置角度、そしてスマートな照明制御により、LED街路灯は、安全かつ効率的な照明を維持しつつ、まぶしさや光害を軽減することができます。.

グレアと光害について

グレアとは何か、そしてなぜ危険なのか？

グレアは、従来の街路灯システムにおいて最もよく見られる問題の一つです。これは、過度な明るさが人の目に直接入ったり、明るい部分と暗い部分の間に強いコントラストが生じたりすることで発生します。主な原因の一つは、LED街路灯の明るさが強すぎるか、光の照射方向が適切でないことです。.

この種の照明は、運転者の目に直接光が当たることがあります。そのため、車両が高速で走行している際、運転者の視界が一時的に遮られる可能性があります。.

多くの旧式の道路照明システムでは、照明器具に遮光カバーが取り付けられておらず、不適切な角度で設置されていることが一般的です。そのため、光の分布が不均一になってしまいます。.

そのような照明が以下の場所の近くに設置されている場合：

• 歩道
• 交差点
• 歩行者専用区域

その結果、明るすぎたり暗すぎたりする部分が生じる可能性があります。.

その結果、これらの地域を夜間に徒歩や車で移動する人は、安全上のリスクにさらされる可能性があります。.

光害とその影響

都市の照明システムにおけるもう一つの大きな問題は、光害です。光の方向が適切に制御されていない場合や、遮光機能のある照明器具が使用されていない場合、過剰な光が上空へと漏れ出してしまうことがあります。.

これにより「スカイグロー」が発生し、夜空が明るくなり、星の見え方が悪くなるだけでなく、夜間の自然環境にも影響を及ぼします。.

もちろん、それは不必要なエネルギーの浪費にもつながります。こうした過剰な照明対策は、安全性の向上にはつながらず、むしろ電力消費を増大させ、自然環境や野生生物にとっても好ましくないものです。.

優れた街路照明の設計原則

まぶしさや光害を軽減するには、まず適切な照明設計が不可欠です。単に明るさを上げるのではなく、街路灯は適切な場所に、適切なタイミングで、適切な量の光を提供すべきです。以下の原則は、効果的かつ持続可能な街路灯設計の基礎となります。.

1. 実際に役立つ場合にのみ照明を設置する

あらゆる照明には、明確かつ実用的な役割が必要です。街灯を設置または交換する前に、その照明が本当に必要かどうかを確かめ、可能な限り不要な照明は避けるようにしましょう。.

2. ターゲットゾーンのみを照らし、光は下向きに保つ

街灯は、道路面のみを照らし、近隣の住宅や植生、あるいは夜空に光が漏れないようにすべきです。まぶしさや光害を軽減するためには、適切な配光が不可欠です。.

3. 必要最低限の明るさに抑える

街路照明は、EN13201などの適用される照明基準を満たすとともに、エネルギーを浪費したり不必要なまぶしさを引き起こしたりするような過度な明るさになってはならない。.

4. スマート制御機能で厳格な稼働時間を設定する

屋外照明は、必要なときのみ点灯させるべきです。タイマー、センサー、人感センサーを活用することで、安全性を確保しつつ、不要な照明を削減することができます。.

5. 青色光を軽減するには、色温度の高い光を選ぶ

色温度（CCT）の高い照明は、青色光の含有量が少ないため、夜間でも快適な視認性を確保しつつ、人間や野生生物への影響を軽減するのに役立ちます。.

まぶしさや光害を低減するための街灯設計戦略

上記の原則は、より良い街路照明の基盤となります。実際のプロジェクトにおいて、まぶしさや光害を低減するには、照明器具の選定、光学設計、設置方法、およびスマート照明制御が重要となります。以下の設計手法は、これらの原則を現代のLED街路照明システムにどのように適用できるかを示しています。.

1. ローアングル・ディレクショナルライティング

光が地平線より上、夜空に向かって上向きに放たれることがないようにしてください。.

上方向や後方への光の漏れを防ぐため、カバーやバイザー付きのランプモデルを選びましょう。.

道路の中央に沿って街灯を設置することで、光が横方向に均一に広がるようになります。.

光学設計が不適切な場合、0～15度の傾斜をつけた固定具を使用すると、光が上空に向かってしまうため、このような設置方法は絶対に避けるべきです。.

理想的な街灯は、水平面から90度以上上方には光を一切放出しません。.

2. すべての光をターゲット面に集中させる

適切に設計された光学系は、周囲の領域に光が漏れることなく、実際に照明が必要な領域にのみ光を集中させます。.

光利用率は、有用な地面に当たる光の量と、光害の原因となる無駄な散乱光の割合を示す指標です。.

標準的な街灯については、稼働率を75%以上に保つことをお勧めします。.

数式：

光束利用率（U）＝ 対象面が受け取る光束 ÷ ランプの総出力光束

街灯は、それぞれその照明目的に合わせて設計されるべきです。.

3. 明るすぎる照明は避ける

あらゆる道路種別には公式の照明基準が定められているため、プロジェクトの計画担当者は、要求される正確な照度レベルを確実に把握しておく必要があります。.

照明シミュレーションソフトウェアを使用して、需要を満たしつつ、点数と消費電力が最小限の照明器具を選定してください。.

明るさを過度に強くしたり、不必要な面を照らしたりすることは避けてください。.

EN13201規格は、道路照明に関する明確な基準を定めており、実際の輝度は、必要最低値の100%～120%の範囲内であるべきです。.

明るさが強すぎない街灯を選びましょう。.

4. スマート照明制御システムの導入

LED屋外照明には、柔軟な制御機能が搭載されるようになり、視認性を損なうことなく、時間帯ごとに明るさを調整できるようになりました。.

センサー、あらかじめ設定された調光プログラム、および無線信号により、以下の条件に基づいてランプの光量を調整します：

• 通行量
• 車両の流れ
• 場所の種類

具体的には：

• 歩道
• 広場
• 住宅団地
• 道路

街灯の一般的な制御モードを以下に示します：

タイマー調光

タイマーによる調光プログラムは、LEDドライバに直接組み込まれています。.

追加の外部コントローラは必要ありません。.

深夜帯には、照明の明るさが自動的に抑えられ、夜間の不要な照明の使用を抑えることができます。.

定輝度（CLO）

LEDの明るさは、時間の経過とともに自然に低下していきます。.

CLO技術は、内蔵ドライバーとTM21カーブによって、この低下を補います。.

電源は、安定した輝度を維持するために、電流を徐々に増加させます。.

これにより、メーカーが当初からワット数を過大に設定することを防ぐことができる。.

モーションセンサー

人または車両が通りかかったときのみ、ランプは最大出力で点灯します。.

動きが検知されない場合、明るさが弱まるか、完全に消灯します。.

これにより、以下の点が改善されます：

• エネルギー効率
• 光害対策
• 運営コストの削減

モーションセンサーは、特に次のような場面で効果を発揮します：

• 交通量の少ない道路
• 住宅街
• 駐車場

ワイヤレス制御

ZigbeeおよびLoRaの無線モジュールは、街灯の管理に広く採用されています。.

ワイヤレススマート照明システムでは、以下のことが可能です：

• 遠隔監視
• 明るさの調整
• 故障検出
• エネルギー管理

5. クールトーンの照明を減らす

クールホワイトの光（5000K～6500K）はくっきりとして明るく見えますが、ウォームホワイトの光（2700K～4000K）は青色光の含有量がはるかに少なく、人間や生態系への負担が軽くなります。.

アンバー色のLEDライト（1800～2000K）は、LEDチップのモデルによって若干のばらつきはあるものの、青色光の放出量を10%未満に抑えています。.

多くの国でブルーライトの制限が導入されています：

• チェコ共和国は、500nm未満の放射線を10%未満に制限している。
• チリはさらに厳しい制限を実施している

CCTが調整可能な街灯を選び、夜にはより温かみのある色合いに切り替えられるようにしましょう。.

概要

光害は、私たちが取り組まなければならない喫緊の課題です。そのため、街灯の選定、設置、管理の方法は極めて重要となります。.

まぶしさや光害を軽減するには、単に街灯の数を減らすだけでは不十分です。より優れた街路照明システムを設計することが重要です。適切な光学設計を採用し、光の方向を制御し、適切な照度レベルを選定し、スマートな照明制御を導入し、適切な色温度を選択することで、都市は交通安全を確保しつつ、不要な光の放出を大幅に削減することができます。.

これらの改善策は、まぶしさや光害を軽減するだけでなく、エネルギー消費量の削減、運用コストの削減、視覚的快適性の向上をもたらし、より持続可能な都市開発を後押しします。.

LED街路灯の技術が進化し続ける中、適切に設計された照明システムは、安全性、効率性、そして環境保護の間のより良いバランスを実現することができます。.