본문 바로가기
배우는 도시이야기

Co2배출 줄이는 그린빌딩(Green Building)설계(8)조명: 주광율

by urbandesign 2012. 1. 6.
앞서까지는 외피에 대한 내용을 다뤄왔으면, 이제 더욱 시스템적이면서도 메카니즘적인 조명분야에 대한 내용을 대해 알아보겠습니다.

주광율(DF)는 실내와 실외 밝기간의 관계를 수치로 나타낸것입니다.
자연채광을 통한 건물의 그린빌딩화(?)를 설계전략에서 매우 중시하고 있습니다.

하늘의 기후는 항상 변하기 때문에 하루, 한달, 1년 동안의 변화에 대해 일관되는 즉, 동일한 에너지 효율을 얻어내는 것인 쉽지 않는 일입니다.
하지만, 조명과 관련하여서는 일반적으로 시간에 따른 안정된 주광율, 즉 실외 밝기에 대한 실내 밝기의 비율이 안정적이라면, 그린빌딩 전략에 들어맞다 하겠습니다.
즉, 그린빌딩 설계 전략에서 매우 유용한 사항인 것입니다.

정확한 주광율을 검증하기 위해서는 (최근에서는 컴퓨터 그래픽을 활용한 툴을 이용하기도 하지만) 실내외 센서를 이용한 모델을 이용합니다.
모델의 개념은 다음 단면도와 같습니다. 실내와 실내에 각각 센서를 설치하는 것입니다.

 

전형적으로 연구모형을 아래와 같이 축소하여 만들어 측정하게 되는 방식도 있습니다.


주광율의 가장 중요한 사항은,
외부의 빛을 건물 내부의 특정한 지정므올 전달하여 전체적으로 자연채광이 효율적으로 전체 건물에 작용하는 것을 의마합니다.

주광율은 다음과 같은 설계요소와 관련이 됩니다.

- 주광 개구부의 크기(창문, 천공광 등)
- 주광 개구부의 위치(측창채광, 천창채광 등)
- 주광에 대한 접근(부지, 건물 및 실내 공간에서의 방향 등)
- 실내 공간의 기하학적인 구조(높이, 폭, 깊이)
- 개구부와 관련한 관심지점의 위치
- 투과체의 투과율
- 실내 표면과 가구의 반사율
- 개구부로 들어오는 햇빛에 영향을 주는 실외 펴면의 반사율
- 자연채광 개선장치의 효과(광선반 등)


아래 그림은 자연채광 측정값으로서 주광율 대 조도이며 조도값은 하루 동안 변화할 것이지만 주광율은 하루 중에 큰 변화 없이 안정적인 모습을 보이게 된다.



아래 그림과 같이 축소모형을 현장에 놓고, 현장에서 주광율의 조도를 측정하는 방법도 있습니다.
정확한 예측을 위해 표면반사율 등을 모형에 세심하게 표현해야 합니다.



모형을 제작하여 주광율을 측정하기 위해서는 몇개의 광센서를 실내와 실외에 설치하여 아래 그림과 같이 재현하여 보는 것입니다.
글레이징, 즉 유리창을 설치하지 않고서 주광율을 설치하는 방법이지만,
현장에서의 조건(방위, 고도 등)을 가장 유사하게 실험해 볼수 있는 방법입니다.


밝기를 측정하고 주광율을 계산하기 위해 실내외 광센서를 측정하고 있는 모형의 모습은 다음과 같습니다.


하지만, 최근에는 컴퓨터 프로그램(예, Radiance)을 통하여 주광뮬을 예측합니다. 이 데이터를 이용함으로서 설계에 대한 질적 평가, 즉 정확한 데이터값을 적용하도록 할 수 있습니다.

 

조명의 주광율을 고려한 설계절차는 다음과 같습니다.

1. 건물내 다양한 공간에 대한 주광율 설정
2. 자연채광의 방법 선정 : 측창채광, 천창채광, 광파이프 또는 유도장치 등
3. 자연채광 개구부의 크기 선정
4. 자연채광 성능에 대한 모형 선정 (1차 모델링)
5. 개구부크기, 투과율, 표면반사율, 광선반 등의 조정
6. 자연채광 설계기준 재확인 및 검토