電球を買いにお店に行くと、店員さんに「5ワットの電球をください」「20ワットの電球はいくらですか」などとよく聞きますよね。でも、ご存知ですか？電球の明るさをワットで測る時代は終わりました。これからはルーメンという新しい単位を理解する必要があります。そこで今回は、ワットとルーメンの関係、そしてなぜワットではなくルーメンを使うべきなのかを、順を追って説明していきます。.
ステップ 1: ワットとは何ですか?
ワット (記号: W) は電力の単位で、エネルギーの使用と消費の速度を反映します。ワット数が高いほど、ランプのエネルギー消費量も高くなります。電気代を支払うときは、使用したワット数に対して支払います。たとえば、15 ワットの電球は、15 ワットのエネルギーを消費することを意味し、1 時間あたり 0.015 キロワット時の電気料金に相当します。
ステップ 2: ルーメンとは何ですか?
ルーメンは、光源が単位時間あたりに放射する可視光の総量を反映しているため、ルーメン値が高いほど明るさが高くなります。歴史的な問題により、ルーメンが明るさの単位として人々に受け入れられるまでにはまだ時間がかかります。
ステップ 3: 発光効率を計算するには?
2つの問題を理解した後、 ワットとルーメン次に、発光効率を計算する必要があります。これにより、エネルギー消費量が少なく、明るさが高いランプを選択することができます。では、発光効率はどのように計算すればよいのでしょうか?
これまでの物理学から、光パワーを表す物理量として光束（記号はΦ）があることは誰もが知っていると思います。先ほど述べたルーメン（lm）はその単位を表します。また、ランプが光を発するときに一定量のエネルギーが失われることもわかっています。この2つを組み合わせると、光束と電力の比率である発光効率（lm/W）が得られます。
ステップ4: 有効ルーメンを維持して低消費電力と高輝度を実現する
これまでの説明から、ランプは光を発するときに必ずエネルギーを失うことがわかりますが、材料によって失われるエネルギーは異なります。
例えば、白熱電球は、光を発する前にフィラメントを加熱する必要があり、加熱プロセスによってエネルギーの90%が無駄になります。その結果、白熱電球は多くのエネルギーを消費しますが、明るさは高くなく、発光効率は非常に低くなります。
ハロゲンランプなどのランプにも同じ問題があります。ハロゲンランプは白熱電球の改良版ですが、発光効率は依然として高くありません。これは、白熱電球（無指向性ランプ）が全方向に同時に光を放射するため、明るさがさまざまな方向に均等に分散されるためです。
より高い明るさを実現するために、指向性ランプ（GU10 スポットライトなど）があり、これにより、できるだけ多くの光を 1 か所に照射し、同じエネルギーを消費してより高い明るさを実現します。
ただし、すべての指向性電球にこの問題が発生するわけではありません。LED 製の電球にはこの問題はありません。LED 電球のビーム角度は常に指向性があり、発する光はすべて部屋に入るためです。さらに、LED 電球は発光するために加熱する必要がなく、通電後に発光できるため、エネルギー損失は白熱電球よりもはるかに少なくなります。
誰もが低消費電力で高輝度のランプを使用できるようにするため、欧州連合は「有効ルーメン」という評価基準を導入しました。これは、標準化された90度の円錐状に放射される有効光を測定する方法です。「有効ルーメン」の評価値は、通常、総ルーメン出力よりも低くなります。これは、一部の光（例えば、周辺光）は有用ではないにもかかわらず、総ルーメン評価値に含まれているためです。.
なぜワットではなくルーメンを使用するのでしょうか?
明るさの単位としてワットを使用するのに慣れているのに、なぜルーメンを使用する必要があるのかと疑問に思う人もいるかもしれません。歴史的に、ワットのレベルによってランプの明るさが決まるため、初期の頃はワットがランプの明るさを測定するための主な単位でした。
しかし、省エネランプやLEDランプの登場により、ワット数で明るさを表すという人々の概念は変化しました。LEDライトは少ない電力消費でより多くの光を生み出すことができるため、経済的にも環境的にも、費用を抑えながらより良い結果が得られることを意味します。ですから、ランプを購入する際は、ワット数よりもルーメン数に注目することをお勧めします。.
別の観点から見ると、ワット数が高いほど明るさは高くなりますが、エネルギー消費量も高くなります。 以前は、照明の明るさは一般的に低かったため、ワット数と電球の明るさの間には正の相関関係があると考えられていました。 つまり、ワット数が高ければ高いほど、電球は明るくなります。
しかし、電球の明るさがどんどん高くなるにつれて、研究者たちは、これらの電球はワット数と正の相関関係にないことを発見しました。むしろ、一定の明るさに達すると、ワット数の増加は電球の明るさに影響を与えなくなります。
第二に、材料の変化もワットと明るさの関係に影響を与えます。例えば、同じ1000lmのエネルギー消費量を生み出すには、白熱電球は100Wが必要ですが、 LEDランプ 必要な電力は約 12W です。両者の差は 8 倍にもなるため、新しい測定単位に変更することが推奨されます。
ルーメンとワットを変換するにはどうすればいいですか?
材質や形状の違いなどの要因によってワットとルーメンの関係は異なりますが、ここではルーメンからワットへの変換を明確に理解していただくために平均値を算出しました。
| 汎用電球のルーメンからワットへの変換表 | ||||
| ルーメン(lm) | 白熱灯(w) | HID(w) | CFL(w) | LED(w) |
| 100 | 7 | 6 | 5 | 2 |
| 250 | 25 | 18 | 6 | 2-3 |
| 375 | 25 | 20 | 18 | 4 |
| 560 | 40 | 29 | 10 | 3-6 |
| 800 | 60 | 43 | 13 | 7-10 |
| 1100 | 75 | 53 | 18 | 10-15 |
| 1600 | 100 | 72 | 23 | 15-20 |
| 2600 | 150 | 100 | 42 | 20-30 |
| 3000 | 200 | 175 | 120 | 32 |
私のシーンには何ルーメン必要ですか?
部屋や空間ごとに必要な光は異なります。たとえば、寝る寝室では柔らかい光が必要ですが、逆にリビングルームではさまざまな活動を行うために明るい光が必要です。したがって、プロジェクトを設計する際には、各空間に必要なルーメン数を知ることが特に重要です。参考までに、いくつかの値をまとめました。
| エリア | ルーメン/平方メートル |
|---|---|
| 台所 | 300-400 |
| キッチン（タスク） | 700-800 |
| リビングルーム | 400-500 |
| 廊下 | 300 |
| 寝室 | 300-400 |
| 寝室（タスク） | 700-800 |
| バスルーム | 500-600 |
| バスルーム （洗面台) | 700-800 |
| 読書エリア | 400 |
| プールの周り | 300 |
| 庭 | 400-500 |
電球に記された他の特性は何を意味しますか?
ワットとルーメンという一般的な 2 つの値に加えて、電球には通常、ランプ ホルダーの仕様、色温度、演色評価数などのランプ パラメータも記載されています。 1 つずつ見ていきましょう。
ランプホルダー仕様（E）
ランプホルダーの仕様に注意しないと、購入した電球が正常に機能しない可能性があります。ランプホルダーの仕様は、電球プラグのネジを通して測定された直径で、Eで表されます。たとえば、直径が14mmの場合、E14ランプホルダーです。日常生活で一般的な仕様は、E10、E12、E14、E17、E27、E40です。
色温度（K）
電球から発せられる色は色温度と呼ばれ、Kで表されます。値が低いほど、光の色は黄色または赤くなり、値が高いほど、光の色は白または青くなります。一般的に、電球の色が黄色っぽい場合、色温度の値は3000程度、電球が白色の場合、色温度は5000～7000程度です。
演色評価数（Ra/CRI）
演色評価数は、照明源の下で表示される色が太陽光の下での色と似ているかどうかを表します。演色評価数が高いほど、色の歪みが少なくなり、表示される色が太陽光で照らされた色に近くなります。演色評価数が低いほど、色の歪みが大きく、表示される色が太陽光で照らされた色から大きく外れます。
