一級建築士試験の環境・設備科目において、「光の単位と法則」は毎年確実に押さえておきたい最重要テーマの一つです。計算問題だけでなく、正誤問題の選択肢としても頻出するため、それぞれの定義や関係性を整理していきましょう。
光の単位
光の環境を評価する上で基本となる5つの単位です。単位と記号、そして「何を表しているのか」をセットで覚えるのがポイントです。
光束（こうそく）F
-
-
単位： [lm]（ルーメン）
-
説明： 光源から放射される可視光の「総量」を表します。単位時間に流れる光のエネルギー量のことであり、照明器具そのものの明るさ（能力）を示す指標です。数値が大きいほど多くの光を出していることになります。
-
白熱電球と蛍光灯の明るさの感じ方の違い：
同じ消費電力であっても、白熱電球よりも蛍光灯のほうが効率（発光効率）が良く光束の値が大きいため、室内がより明るく感じられます。試験では、光束は人間の目の感度（比視感度）を考慮して測った光の物理的な総量であり、光源の種類による効率の違いや光束の大小が実際の明るさ感に直結する点に注意が必要です。
-
光度（こうど）I
-
単位： [cd]（カンデラ）
-
説明： 光源から「特定の方向」へ放射される光の「強さ」を表します。全方向に均一に光を放つわけではない照明器具などの配光特性を考える上で重要な基本単位です。
照度（しょうど）E
-
単位： [lx]（ルクス）
-
説明： 光が当たっている「面」の明るさを表します。例えば、勉強机の上がどれだけ明るいかを測る際などに用いられ、建築基準法などの基準にも広く使われています。
光束発散度（こうそくはっさんど）M
-
単位： [rlx]（ラドルクス）
-
説明： 照明器具や壁面などの「単位面積あたりから出入りする光束」を表します。面から光が放射される場合や、反射して出ていく場合の密度を示す指標です。
輝度（きど）L
-
単位： [cd/㎡]
-
説明： ある方向から見たときの「見かけのまぶしさ」を表します。光源や反射面の「ある方向に向かう単位投影面積あたりの光度」であり、人間の目が実際に眩しさを感じる度合いに直結します。
照度と輝度の違い
最も混同しやすいのが「照度」と「輝度」の違いです。試験でもこの違いを問う問題がよく出ます。
-
照度（[lx]）： 光が「当たっている面」の明るさ（受光側の明るさ）
-
輝度（[cd/㎡]）： 光を放っている、あるいは反射している「物体そのもの（光源や面）」のまぶしさ（発光・反射側の明るさ）
例えば、デスクライトの光が当たっている「机の表面の明るさ」は照度ですが、点灯している「電球そのものや、まぶしく光るパソコンの画面」を見る場合のまぶしさは輝度になります。「面を見るか、光源を見るか」で区別すると分かりやすくなります。
逆自乗の法則（点光源の法則）
一級建築士の計算問題で頻出するのが、この「逆自乗の法則（ぎゃくじじょうのほうそく）」です。
-
法則の内容：
点光源からの光によって照らされる面の照度（E）は、光源からその面までの距離（r）の「2乗」に反比例し、光度（I）に比例します。
-
計算公式：
E = I/ｒ²（E：照度 [lx]、I：光度 [cd]、r：距離 [m]）
-
試験でのポイント：
距離が「2倍」になると、照度は 1/2² = 1/4（4分の1）になります。「距離が2倍なら照度も半分」と勘違いしやすいため、「2乗に反比例する」という点を絶対に忘れないようにしましょう。また、光線が斜めに入射する場合は、これに余弦（コサイン）を掛け合わせる「余弦則」も合わせて出題されます。
まとめ
光の分野は、単位の漢字の意味（「束」「度」「照」「散」「輝」）と、それぞれの単位記号・計算公式をリンクさせて覚えると得点源にしやすくなります。過去問を解くときは「いま求めているのは面上の明るさ（照度）なのか、まぶしさ（輝度）なのか」を意識しながら演習を進めましょう！
免責事項
本記事は一級建築士試験の学習を補助する目的で作成されており、特定の試験問題の出題を保証するものではありません。学習においては、必ず公式のテキストや過去問題、最新の法規をご確認ください。
コメント