채광 (조명)
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
1. 개요
채광(조명)은 외부에서 빛을 실내로 끌어들이는 기술로, 실내 온도 유지, 곰팡이 및 세균 억제, 에너지 절약 등의 기능을 한다. 채광에는 창문, 채광창, 레이라이트, 아트리움, 반투명 벽, 원격 분배 등 다양한 종류와 방법이 있으며, 수동 채광과 능동 채광으로 나뉜다. 채광 조절 장치로는 블라인드, 루버, 커튼 등이 사용되며, 능동형 채광, 스마트 유리, 태양광 조명, 도광 등의 기술이 채광 효율을 높인다. 채광 설계는 건축 디자인의 중요한 요소이며, 심미적 측면뿐 아니라 인간의 건강과 업무 효율에도 영향을 미친다. 채광 성능은 조도 측정, 전산 시뮬레이션 등을 통해 평가하며, 주광 자율성, 유효 주광 조도 등의 지표가 활용된다.
채광은 외부에서 빛을 끌어들일 뿐만 아니라 다음과 같은 기능을 한다.[51] 실내를 따뜻하게 하여 결로 발생을 억제한다.[51] 직사광선이 닿는 부분에서는 열, 건조, 자외선 등의 효과로 곰팡이나 세균 발생을 억제한다.[51] 겨울철 난방이나 낮 동안의 조명 절약으로 이어지는 등 에너지 절약 효과가 있다.[51]
수동 채광은 움직이지 않는 고정된 시스템(예: 창문, 미닫이 유리문, 채광창, 라이트 튜브)을 사용하여 햇빛을 모으고, 라이트 선반과 같은 요소를 사용하여 모아진 자연광을 더 깊숙이 반사하는 시스템이다. 수동 채광 시스템은 '''능동 채광''' 시스템과 다른데, 능동 채광 시스템은 태양을 추적하거나 따라가며 이를 위해 기계적인 메커니즘에 의존한다. 채광은 건축 외피를 통해 낮 동안의 햇빛의 밝기를 받아들이는 것이다.[52]
채광 기술에서 직사광선은 차단해야 할 대상으로 취급되었기 때문에, 일반적으로 직사광선을 차단하는 장치를 "일사 차폐 장치"라고 부른다.[52] 그러나, 광 환경이라는 관점에서는 직사광선을 단순히 차단하는 것이 아니라 조정해야 한다는 관점에서 "일사 조정 장치"라고 불리기도 한다.[52]
2. 채광의 기능
3. 채광의 종류 및 방법
==== 창 (Windows) ====
창문은 공간에 자연광을 받아들이는 가장 일반적인 방법이다. 창문의 수직 방향은 하루 중, 그리고 일 년 중 다른 시간에 햇빛을 선택적으로 받아들이고 자연광을 확산시킨다는 의미이다. 따라서 기후와 위도에 따라 건물에 적합한 빛의 조합을 만들기 위해서는 여러 방향의 창문을 결합해야 하는 경우가 많다.[4] 창문은 건물 내로 자연광을 유입시키는 것 외에도 외부를 볼 수 있는 시야를 제공한다.[5] 보이는 시야의 질을 향상시키기 위해 시야 내용, 시야 접근성, 시야 선명도라는 세 가지 주요 변수를 확보해야 한다.[6]
다양한 종류와 등급의 유리와 다양한 창문 처리 또한 창문을 통한 빛 투과량에 영향을 미칠 수 있다. 창유리의 종류는 VT 계수(시각 투과율)로 표현되는 중요한 문제이며,[8] 시각광선 투과율(VLT)이라고도 한다. 낮은 VT(0.4 미만)는 방으로 들어오는 빛의 양을 절반 이상 감소시킬 수 있다. 하지만 높은 VT 유리에 대해서도 주의해야 한다: 높은 VT 값(예: 0.60 이상)은 눈부심의 원인이 될 수 있다.
창으로부터 이용할 수 있는 빛의 양을 높이는 방법은 세 가지가 있다:[56]
채광에는 일반적으로 측면 창(또는 허리 높이 창)이 사용된다. 광 환경은 측면 창의 면 수, 형태, 위치에 크게 영향을 받는다[52]。천장 부근의 높은 위치에 수직 방향으로 설치한 창을 상측면 창이라고 하며, 실내 안쪽 부분까지 빛이 잘 도달하여 방 전체를 밝게 할 수 있다[52]。
==== 채광창 (Skylights) ====
채광창(스카이라이트)은 건물의 지붕 공간의 전부 또는 일부를 형성하는 빛을 투과시키는 창호이다. 주거용 및 상업용 건물에서 주간 조명 설계에 널리 사용되며, 단위 면적당 가장 효과적인 주광원이라는 장점이 있다.
채광창의 대안은 지붕 랜턴이다. 지붕 랜턴은 지붕 위에 설치되는 주광 쿠폴라로, 건축적 특징이자 공간에 자연광을 도입하는 방법으로 사용된다. 일반적으로 여러 개의 유리 패널이 있는 나무 또는 금속 구조물이다.
천장에 뚫린 개구를 천창 (탑라이트, 정광 채광)이라고 부른다. 천창이 광 환경에 미치는 영향은 계절과 시각에 따라 크게 변동한다. 설치 상황에 따라서는 60,000룩스 이상으로 과도하게 밝아지기 때문에 일조 조정 장치와의 병용도 고려된다.
==== 레이라이트 (Laylights) ====
레이라이트는 건축에서 자연광 또는 인공광을 받아들이기 위해 천장과 수평으로 설치된 유리창 패널이다.[11] 레이라이트는 일반적으로 스테인드 글라스나 렌즈를 사용하지만, 다른 재료를 사용할 수도 있다.[12][13] 예를 들어, 라임 미술 협회 갤러리는 스카이라이트 아래에 반투명 흰색 머슬린 레이라이트를 사용한다.[14]
레이라이트는 유리창(또는 닫힌) 스카이라이트와 다른데, 스카이라이트는 지붕의 창문 또는 개구부 역할을 하는 반면, 레이라이트는 실내 공간의 천장과 수평을 이룬다.[15][16] 경사진 지붕에 지붕 등불 또는 스카이라이트와 함께 사용될 때, 레이라이트는 실내 조명 디퓨저 역할을 한다.[17] 전기 조명이 등장하기 전에는 레이라이트가 더 큰 건물에서 층 사이의 빛을 전달할 수 있었으며, 항상 스카이라이트와 짝을 이루지는 않았다.[18]
==== 아트리움 (Atrium) ====
아테리움은 건물 내부에 있는 넓고 개방된 공간이다.[19] 아테리움은 유리 지붕이나 벽을 통해 들어오는 자연광으로 중앙 순환 공간이나 공공 구역에 빛을 비추는 데 자주 사용된다. 아테리움은 인접한 작업 공간에 어느 정도의 자연광을 제공하지만, 그 양은 종종 적고 멀리까지 침투하지 못한다.[19] 아테리움의 주요 기능은 작업 공간에 있는 사람들에게 시각적 경험과 외부와의 어느 정도의 접촉을 제공하는 것이다.
아테리움에 인접한 연속적인 층의 방에 자연광을 비추는 것은 상호 의존적이며 균형 잡힌 접근 방식이 필요하다.[20] 하늘에서 오는 빛은 상층부에는 쉽게 침투할 수 있지만, 바닥에는 침투하기 어려우며, 바닥은 바닥 반사광과 같이 아테리움의 내부 표면에서 반사된 빛에 주로 의존한다.[21] 상층부 층은 하층부 층보다 창 면적이 덜 필요하며, 아테리움 벽이 밝은 색상이면 상층부 벽은 하층부 층을 향해 빛을 반사한다.[9]
==== 반투명 벽 (Translucent walls) ====
유리 블록으로 만들어진 벽은 반투명에서 투명에 가깝다. 전통적으로 유리 블록은 속이 비어 있으며 고운 콘크리트 그라우트로 채워지지만, 일부 현대식 유리 블록 벽은 투명 접착제로 채워진 단단한 주조 유리로 만들어진다.[22] 접착제가 유리의 굴절률과 일치하면 벽은 상당히 투명해질 수 있다.
콘크리트의 양을 늘려 병 벽은 벽을 통과하는 병을 심어 빛을 전달한다. 유리 프리즘이 관통하는 콘크리트 벽도 만들어졌다. 더 저렴한 광섬유와 광섬유 콘크리트 벽의 출현으로, 햇빛(및 그림자 이미지)이 단단한 콘크리트 벽을 직접 통과하여 반투명하게 만들 수 있다. 광섬유는 굴곡을 따라 수십 미터 이상 빛을 전달한다.[25] 일반적으로 빛의 몇 퍼센트만 투과된다(투과율은 섬유 표면의 약 절반이며, 일반적으로 약 5%의 섬유만 사용된다).[26][27]
유리와 콘크리트는 모두 단단할 때 열을 상당히 잘 전달하므로 이러한 벽은 단열 성능이 좋지 않다. 따라서 종종 두 개의 가열된 공간 사이의 분리대(이미지 참조)로 실외 또는 매우 온화한 기후에서 사용된다.
온실 벽(및 지붕)은 가능한 한 많은 빛을 투과시키고 열을 적게 전달하도록 만들어진다. 다양한 재료를 사용하며 투명하거나 반투명할 수 있다.
==== 원격 분배 (Remote distribution) ====
거울, 프리즘, 광선관과 같은 원격 분산 장치를 통해 창문이나 채광창을 설치하기 어려운 공간에 주광을 제공할 수 있다. 이를 비(非)이미징 광학에서 유래한 무방향 조명이라 부른다. 인간의 눈은 빛에 대해 비선형적 반응을 보이기 때문에, 빛을 방의 넓은 영역에 퍼뜨리면 방이 더 밝게 보이고 더 많은 부분이 유용하게 비춰진다.[28] 원격 주광 분배 시스템은 빛을 더 멀리 보내야 하고 경로가 복잡할수록 효율성이 떨어진다.[28] 맑은 날씨에서 흐린 날씨로 변하면 많은 원격 분배 시스템의 효율성이 크게 달라지기도 한다. 그럼에도 불구하고, 다른 방법으로 주광을 확보하기 어려운 공간에서는 원격 분배 시스템이 유용하다.[19]
과거 사무실 건물에서 널리 사용되었던 수동 조절식 빛 반사판은, 인공 조명과 다른 방법의 조합으로 대체되면서 현재는 거의 사용되지 않는다. 하지만 현대식 전기 조명에 비해 인공 조명의 선택이 좋지 않은 경우에는 빛 반사판이 선호되기도 했다. 빛 선반은 구조물의 적도 방향 측면에 있는 창문에서 들어오는 조명을 개선하는 효과적인 방법이다. 흰색 또는 반사성 금속으로 만들어진 빛 선반을 창문 외부에 설치하면,[19] 처마에 의해 생기는 그림자를 넘어 햇빛을 천장으로 반사시킨다. 반사된 빛은 열 함량이 적고, 천장에서 반사되기 때문에 짙은 그림자를 줄여 일반 조명의 필요성을 감소시킨다.[29]
겨울철 바닥에 눈이 쌓이면 자연적인 빛 선반 효과가 발생한다. 겨울의 낮은 태양 궤도는 눈에서 반사된 빛을 적도 방향 유리를 통해 실내로 들이고, 이는 방의 천장을 밝게 한다. 이 경우, 눈부심을 막기 위한 커튼이 필요할 수 있다.
주광 조명에 프리즘을 사용한 가장 오래된 예는 배의 갑판 아래로 빛을 전달하기 위해 설치된 갑판 프리즘이다. 이후, 보도 블록 조명이 보도 아래 지하실을 밝히는 데 사용되었다.[30] 전반사를 이용해 빛을 옆으로 보내 방의 깊은 곳을 밝히는 프리즘은 나중에 인기를 얻었다. 초기 두껍고 천천히 냉각되는 주조 유리 프리즘 타일은 주요 제조업체 이름을 따서 "럭스퍼 타일"로 불리기도 했다.[30] 이 타일은 창문 상단에 사용되었으며, 어둡고 분할된 빅토리아 시대 인테리어를 밝고 개방된 형태로 바꾸는 데 기여했다는 평가를 받는다. 주광 반사 창 필름 (DRF)은 오래된 유리 프리즘 타일의 얇은 플라스틱 버전으로, 불투명 블라인드를 대체할 수 있다.[31]
집광 장치(TDD)는 지붕에 설치되어 실내의 특정 영역으로 빛을 전달하며, 천장에 매입된 조명 기구와 유사하다. 표면적이 작아 채광창만큼 많은 열을 전달하지 않는다. TDD는 최신 기술을 사용하여 불투명한 벽과 지붕을 통해 가시광선을 전송한다. 튜브 자체는 단순한 반사 내부 코팅 또는 빛을 전도하는 광섬유 번들로 구성된 수동 구성 요소이다. 투명한 지붕 장착형 돔 "빛 수집기"로 덮여 있으며, 주간광을 실내로 유입하고 가용한 빛 에너지를 균등하게 분산시키는 확산기 어셈블리로 종단된다. 집광 장치는 1986년 솔라튜브 인터내셔널에서 발명되었으며, 1991년 호주에서 처음 출시되었다.
3. 1. 창 (Windows)
창문은 공간에 자연광을 받아들이는 가장 일반적인 방법이다. 창문의 수직 방향은 하루 중, 그리고 일 년 중 다른 시간에 햇빛을 선택적으로 받아들이고 자연광을 확산시킨다는 의미이다. 따라서 기후와 위도에 따라 건물에 적합한 빛의 조합을 만들기 위해서는 여러 방향의 창문을 결합해야 하는 경우가 많다.[4] 창문은 건물 내로 자연광을 유입시키는 것 외에도 외부를 볼 수 있는 시야를 제공한다.[5] 보이는 시야의 질을 향상시키기 위해 시야 내용, 시야 접근성, 시야 선명도라는 세 가지 주요 변수를 확보해야 한다.[6]
다양한 종류와 등급의 유리와 다양한 창문 처리 또한 창문을 통한 빛 투과량에 영향을 미칠 수 있다. 창유리의 종류는 VT 계수(시각 투과율)로 표현되는 중요한 문제이며,[8] 시각광선 투과율(VLT)이라고도 한다. 낮은 VT(0.4 미만)는 방으로 들어오는 빛의 양을 절반 이상 감소시킬 수 있다. 하지만 높은 VT 유리에 대해서도 주의해야 한다: 높은 VT 값(예: 0.60 이상)은 눈부심의 원인이 될 수 있다.
창으로부터 이용할 수 있는 빛의 양을 높이는 방법은 세 가지가 있다:[56]
채광에는 일반적으로 측면 창(또는 허리 높이 창)이 사용된다. 광 환경은 측면 창의 면 수, 형태, 위치에 크게 영향을 받는다[52]。천장 부근의 높은 위치에 수직 방향으로 설치한 창을 상측면 창이라고 하며, 실내 안쪽 부분까지 빛이 잘 도달하여 방 전체를 밝게 할 수 있다[52]。
3. 2. 채광창 (Skylights)
채광창(스카이라이트)은 건물의 지붕 공간의 전부 또는 일부를 형성하는 빛을 투과시키는 창호이다. 주거용 및 상업용 건물에서 주간 조명 설계에 널리 사용되며, 단위 면적당 가장 효과적인 주광원이라는 장점이 있다.
채광창의 대안은 지붕 랜턴이다. 지붕 랜턴은 지붕 위에 설치되는 주광 쿠폴라로, 건축적 특징이자 공간에 자연광을 도입하는 방법으로 사용된다. 일반적으로 여러 개의 유리 패널이 있는 나무 또는 금속 구조물이다.
천장에 뚫린 개구를 천창 (탑라이트, 정광 채광)이라고 부른다. 천창이 광 환경에 미치는 영향은 계절과 시각에 따라 크게 변동한다. 설치 상황에 따라서는 60,000룩스 이상으로 과도하게 밝아지기 때문에 일조 조정 장치와의 병용도 고려된다.
3. 3. 레이라이트 (Laylights)
레이라이트는 건축에서 자연광 또는 인공광을 받아들이기 위해 천장과 수평으로 설치된 유리창 패널이다.[11] 레이라이트는 일반적으로 스테인드 글라스나 렌즈를 사용하지만, 다른 재료를 사용할 수도 있다.[12][13] 예를 들어, 라임 미술 협회 갤러리는 스카이라이트 아래에 반투명 흰색 머슬린 레이라이트를 사용한다.[14]
레이라이트는 유리창(또는 닫힌) 스카이라이트와 다른데, 스카이라이트는 지붕의 창문 또는 개구부 역할을 하는 반면, 레이라이트는 실내 공간의 천장과 수평을 이룬다.[15][16] 경사진 지붕에 지붕 등불 또는 스카이라이트와 함께 사용될 때, 레이라이트는 실내 조명 디퓨저 역할을 한다.[17] 전기 조명이 등장하기 전에는 레이라이트가 더 큰 건물에서 층 사이의 빛을 전달할 수 있었으며, 항상 스카이라이트와 짝을 이루지는 않았다.[18]
3. 4. 아트리움 (Atrium)
아테리움은 건물 내부에 있는 넓고 개방된 공간이다.[19] 아테리움은 유리 지붕이나 벽을 통해 들어오는 자연광으로 중앙 순환 공간이나 공공 구역에 빛을 비추는 데 자주 사용된다. 아테리움은 인접한 작업 공간에 어느 정도의 자연광을 제공하지만, 그 양은 종종 적고 멀리까지 침투하지 못한다.[19] 아테리움의 주요 기능은 작업 공간에 있는 사람들에게 시각적 경험과 외부와의 어느 정도의 접촉을 제공하는 것이다.
아테리움에 인접한 연속적인 층의 방에 자연광을 비추는 것은 상호 의존적이며 균형 잡힌 접근 방식이 필요하다.[20] 하늘에서 오는 빛은 상층부에는 쉽게 침투할 수 있지만, 바닥에는 침투하기 어려우며, 바닥은 바닥 반사광과 같이 아테리움의 내부 표면에서 반사된 빛에 주로 의존한다.[21] 상층부 층은 하층부 층보다 창 면적이 덜 필요하며, 아테리움 벽이 밝은 색상이면 상층부 벽은 하층부 층을 향해 빛을 반사한다.[9]
3. 5. 반투명 벽 (Translucent walls)
유리 블록으로 만들어진 벽은 반투명에서 투명에 가깝다. 전통적으로 유리 블록은 속이 비어 있으며 고운 콘크리트 그라우트로 채워지지만, 일부 현대식 유리 블록 벽은 투명 접착제로 채워진 단단한 주조 유리로 만들어진다.[22] 접착제가 유리의 굴절률과 일치하면 벽은 상당히 투명해질 수 있다.
콘크리트의 양을 늘려 병 벽은 벽을 통과하는 병을 심어 빛을 전달한다. 유리 프리즘이 관통하는 콘크리트 벽도 만들어졌다. 더 저렴한 광섬유와 광섬유 콘크리트 벽의 출현으로, 햇빛(및 그림자 이미지)이 단단한 콘크리트 벽을 직접 통과하여 반투명하게 만들 수 있다. 광섬유는 굴곡을 따라 수십 미터 이상 빛을 전달한다.[25] 일반적으로 빛의 몇 퍼센트만 투과된다(투과율은 섬유 표면의 약 절반이며, 일반적으로 약 5%의 섬유만 사용된다).[26][27]
유리와 콘크리트는 모두 단단할 때 열을 상당히 잘 전달하므로 이러한 벽은 단열 성능이 좋지 않다. 따라서 종종 두 개의 가열된 공간 사이의 분리대(이미지 참조)로 실외 또는 매우 온화한 기후에서 사용된다.
온실 벽(및 지붕)은 가능한 한 많은 빛을 투과시키고 열을 적게 전달하도록 만들어진다. 다양한 재료를 사용하며 투명하거나 반투명할 수 있다.
3. 6. 원격 분배 (Remote distribution)
거울, 프리즘, 광선관과 같은 원격 분산 장치를 통해 창문이나 채광창을 설치하기 어려운 공간에 주광을 제공할 수 있다. 이를 비(非)이미징 광학에서 유래한 무방향 조명이라 부른다. 인간의 눈은 빛에 대해 비선형적 반응을 보이기 때문에, 빛을 방의 넓은 영역에 퍼뜨리면 방이 더 밝게 보이고 더 많은 부분이 유용하게 비춰진다.[28] 원격 주광 분배 시스템은 빛을 더 멀리 보내야 하고 경로가 복잡할수록 효율성이 떨어진다.[28] 맑은 날씨에서 흐린 날씨로 변하면 많은 원격 분배 시스템의 효율성이 크게 달라지기도 한다. 그럼에도 불구하고, 다른 방법으로 주광을 확보하기 어려운 공간에서는 원격 분배 시스템이 유용하다.[19]
과거 사무실 건물에서 널리 사용되었던 수동 조절식 빛 반사판은, 인공 조명과 다른 방법의 조합으로 대체되면서 현재는 거의 사용되지 않는다. 하지만 현대식 전기 조명에 비해 인공 조명의 선택이 좋지 않은 경우에는 빛 반사판이 선호되기도 했다. 빛 선반은 구조물의 적도 방향 측면에 있는 창문에서 들어오는 조명을 개선하는 효과적인 방법이다. 흰색 또는 반사성 금속으로 만들어진 빛 선반을 창문 외부에 설치하면,[19] 처마에 의해 생기는 그림자를 넘어 햇빛을 천장으로 반사시킨다. 반사된 빛은 열 함량이 적고, 천장에서 반사되기 때문에 짙은 그림자를 줄여 일반 조명의 필요성을 감소시킨다.[29]
겨울철 바닥에 눈이 쌓이면 자연적인 빛 선반 효과가 발생한다. 겨울의 낮은 태양 궤도는 눈에서 반사된 빛을 적도 방향 유리를 통해 실내로 들이고, 이는 방의 천장을 밝게 한다. 이 경우, 눈부심을 막기 위한 커튼이 필요할 수 있다.
주광 조명에 프리즘을 사용한 가장 오래된 예는 배의 갑판 아래로 빛을 전달하기 위해 설치된 갑판 프리즘이다. 이후, 보도 블록 조명이 보도 아래 지하실을 밝히는 데 사용되었다.[30] 전반사를 이용해 빛을 옆으로 보내 방의 깊은 곳을 밝히는 프리즘은 나중에 인기를 얻었다. 초기 두껍고 천천히 냉각되는 주조 유리 프리즘 타일은 주요 제조업체 이름을 따서 "럭스퍼 타일"로 불리기도 했다.[30] 이 타일은 창문 상단에 사용되었으며, 어둡고 분할된 빅토리아 시대 인테리어를 밝고 개방된 형태로 바꾸는 데 기여했다는 평가를 받는다. 주광 반사 창 필름 (DRF)은 오래된 유리 프리즘 타일의 얇은 플라스틱 버전으로, 불투명 블라인드를 대체할 수 있다.[31]
집광 장치(TDD)는 지붕에 설치되어 실내의 특정 영역으로 빛을 전달하며, 천장에 매입된 조명 기구와 유사하다. 표면적이 작아 채광창만큼 많은 열을 전달하지 않는다. TDD는 최신 기술을 사용하여 불투명한 벽과 지붕을 통해 가시광선을 전송한다. 튜브 자체는 단순한 반사 내부 코팅 또는 빛을 전도하는 광섬유 번들로 구성된 수동 구성 요소이다. 투명한 지붕 장착형 돔 "빛 수집기"로 덮여 있으며, 주간광을 실내로 유입하고 가용한 빛 에너지를 균등하게 분산시키는 확산기 어셈블리로 종단된다. 집광 장치는 1986년 솔라튜브 인터내셔널에서 발명되었으며, 1991년 호주에서 처음 출시되었다.
4. 채광 조절
개구부에 설치하는 것으로는 단 유리, 유리 블록 등이 있다. 단 유리는 조망이 가장 좋지만, 직사광선의 확산성이 거의 없다.[52] 유리 블록은 조망은 그다지 좋지 않지만, 직사광선의 확산성이 높다.[52]
내부 부속물로는 수평 블라인드, 수직 블라인드, 장지(창호), 롤 스크린, 레이스 커튼 등이 있다. 수평 블라인드는 전 방향에 대응 가능하며, 조망 및 직사광선의 조정은 날개의 간격 및 각도로 변화한다.[52] 수직 블라인드는 전 방향에 대응 가능하며, 조망의 조정은 날개의 간격 및 각도로 변화한다.[52] 직사광선이 창면에 대해 각도가 있을 때 유효하다고 여겨진다.[52] 장지(창호)는 태양 고도가 낮을 때 유효하며 직사광선의 확산성이 우수하지만, 조망은 거의 없다.[52] 롤 스크린은 태양 고도가 낮고 특히 동서면에 적합하며, 조망은 말아 올려서 조정한다.[52] 레이스 커튼은 태양 고도가 낮을 때 적합하며, 조망과 직사광선의 확산성은 소재에 따라 다르다.[52]
외부 부속물로는 수직 루버, 차양, 어닝, 수평 루버, 수평 블라인드, 격자 루버, 발 (가리개) 등이 있다. 수직 루버는 직사광선이 창면에 대해 각도가 있을 때 유효하며 조망도 좋다.[52] 차양은 태양 고도가 높을 때 적합하며, 조망도 좋지만, 태양 고도가 낮으면 직사광선이 입사하기 쉬워진다.[52] 어닝은 조망이 좋고, 고정된 차양에 비해 태양 고도가 낮아도 대응할 수 있다.[52] 수평 루버는 태양 고도가 높을 때 적합하며, 직사광선을 날개로 반사시켜 실내를 밝게 한다.[52] 수평 블라인드는 전 방향에 대응 가능하며, 조망 및 직사광선의 조정은 날개의 간격 및 각도로 변화한다.[52] 격자 루버는 수평 루버와 수직 루버의 양쪽 특징을 모두 갖는다.[52] 발 (가리개)은 동서면이나 태양 고도가 낮을 경우에 적합하며, 자연 소재라는 점에 의한 시각적 효과도 있지만, 조망은 그다지 좋지 않다.[52]
5. 채광과 관련된 기술
5. 1. 능동형 채광 (Active daylighting)
'''능동형 주광(조명)'''은 기계 장치를 사용하여 햇빛을 모아 특정 조명 목적의 빛 수집 효율을 높이는 시스템이다. 능동형 주광 시스템은 수동형 시스템과 달리 고정되어 있으며 태양을 능동적으로 따라가거나 추적하지 않는다.[32] 능동형 주광 제어 시스템에는 '''폐쇄 루프''' 태양 추적 시스템과 '''개방 루프''' 태양 추적 시스템의 두 가지 유형이 있다.5. 2. 스마트 유리 (Smart glass)
스마트 유리는 투명, 불투명, 반투명, 반사 또는 재귀 반사 상태 사이를 전환할 수 있는 재료 및 장치에 부여된 이름이다.[34] 전압을 가하거나 간단한 기계적 조작을 통해 상태를 전환할 수 있다. 스마트 유리로 만들어진 창문이나 채광창은 실내 조명을 조절하고, 실외 밝기 변화와 실내에서 요구되는 밝기를 보상하는 데 사용될 수 있다.[35]
5. 3. 태양광 조명 (Solar lighting)
헬리오스타트는 태양이 하늘을 가로질러 움직임에 따라 자동으로 움직여 햇빛을 일정한 방향으로 반사하는 거울로, 에너지 효율적인 조명 방법으로 인기를 얻고 있다. 헬리오스타트는 햇빛을 창문이나 채광창으로 직접 비추거나, 광섬유와 같이 빛을 필요한 곳으로 분산시키는 광학 요소 배열에 사용할 수 있다.
태양광 가로등은 일반적으로 조명 구조물에 장착된 태양광 전지 패널로 전력을 공급받는 높은 광원이다. 이러한 독립형 태양광 발전 시스템의 태양광 어레이는 충전식 배터리를 충전하며, 배터리는 야간에 형광등 또는 LED 램프에 전력을 공급한다. 태양광 가로등은 독립형 전력 시스템이며, 기존의 가로등에 비해 초기 비용이 더 높음에도 불구하고, 참호 공사, 조경, 유지 관리 비용 및 전기 요금을 절약할 수 있다는 장점이 있다.
오크리지 국립 연구소(ORNL)는 채광의 새로운 대안으로 하이브리드 태양광 조명을 개발했다. 이 설계는 지붕에 설치된 빛 수집기, 대구경 광섬유, 광섬유 케이블에 연결된 투명 막대가 있는 수정된 효율적인 형광 조명 설비를 사용한다. 낮 동안의 자연 채광 실내 조명에는 기본적으로 전기가 필요하지 않다.
밤에는 ORNL HSL이 가변 강도 형광 조명 전자 제어 안정기를 사용한다. 일몰에 햇빛이 점차 감소함에 따라 형광 설비는 외부가 어두워진 후까지 주간 조명에서 거의 일정한 수준의 실내 조명을 제공하도록 점차적으로 켜진다.
HSL은 곧 상업용 실내 조명 옵션이 될 수 있다. 수집하는 직사광선의 약 절반을 전달할 수 있다.
5. 4. 도광 (Light guiding)
한때 사무실 건물에서 광범위하게 사용되었던 수동 조절식 빛 반사판은 인공 조명과의 조합으로 대체되면서 오늘날에는 거의 사용되지 않는다. 빛 선반은 구조물의 적도 방향 측면에 있는 창문에서 들어오는 조명을 향상시키는 효과적인 방법으로, 창문 외부에 흰색 또는 반사성 금속 빛 선반을 배치하여 이러한 효과를 얻을 수 있다.[19] 빛 선반은 처마에 의해 생기는 그림자를 넘어 천장으로 햇빛을 반사한다. 이 반사된 빛은 열 함량이 적을 수 있으며, 천장에서 반사되는 조명은 일반적으로 짙은 그림자를 줄여 일반 조명의 필요성을 감소시킨다.[29]
추운 겨울에는 바닥에 눈이 내리면 반사 효과가 생겨 자연적인 빛 선반이 만들어진다. 겨울의 낮은 태양(태양 궤도)은 눈에서 반사되어 적도 방향 유리를 통해 1/3에서 2/3까지의 태양열 획득을 증가시켜 이 방들의 천장을 밝게 비춘다.
주광 조명에 프리즘을 사용한 가장 오래된 예는 빛을 아래로 전달하기 위해 배의 갑판에 설치된 갑판 프리즘일 것이다. 이후, 보도 블록 조명이 보도 아래 지하실 구역을 밝히는 데 사용되었다.[30] 전반사를 사용하여 빛을 옆으로 던져 방의 더 깊은 부분을 밝히는 프리즘이 나중에 인기를 얻었다. 초기 두껍고 천천히 냉각되는 주조 유리 프리즘 타일은 주요 제조업체 이름을 따서 "럭스퍼 타일"로 알려지는 경우가 많았다.[30] 주광 반사 창 필름 (DRF)은 오래된 유리 프리즘 타일의 얇은 플라스틱 버전이다. 이는 불투명 블라인드를 대체하는 데 사용할 수 있다.[31]
집광 튜브(TDD)는 지붕에 설치되어 실내의 특정 영역으로 빛을 전달한다. TDD는 최신 기술을 사용하여 불투명한 벽과 지붕을 통해 가시광선을 전송한다. 튜브 자체는 단순한 반사 내부 코팅 또는 빛을 전도하는 광섬유 번들로 구성된 수동 구성 요소이다. 투명한 지붕 장착형 돔 "빛 수집기"로 덮여 있으며, 주간광을 실내 공간으로 유입하고 가용한 빛 에너지를 균등하게 분산시키는 확산기 어셈블리로 종단된다. 집광 장치는 1986년 솔라튜브 인터내셔널에서 발명되었으며, 1991년 호주에서 처음 출시되었다.
JR 히메지역 빌딩
채광을 통해 들여온 빛을 실내 안쪽으로 유도하는 기법을 도광이라고 한다[52]。 공간 구성에 의한 도광(천장 뚫린 공간이나 인방 등), 마감면 반사에 의한 도광, 장치적인 도광 등이 있다[52]。 공간 구성에서는 건축물 중앙부에 채광 목적으로 설치하는 광정(코트야드)이나 지하 실에서의 채광・통풍을 가능하게 하는 드라이 에어리어도 있다. 장치적인 도광으로, 직사광선을 천장면으로 유도하기 위한 차양인 라이트 셸프 등의 장치가 있다[52]。 고층 건축물의 천장 뚫린 공간(아트리움)의 천장 부분에서 태양 추적 장치가 달린 반사판에 의해 빛을 끌어들이는 기법도 있다[53]。
미세한 프리즘을 조합한 형태의 파이프를 통해 빛을 도입하는 기술은 1990년대에 개발된 프리즘 라이트 가이드 기술이다. 페트병에 물과 부패 방지를 위한 표백제를 넣고 천장에 구멍을 내어 설치하는 기법은 리터 오브 라이트/Liter of Light영어라고 불린다.[54]
6. 채광 설계
건축가와 실내 디자이너는 종종 채광을 디자인 요소로 사용한다. 훌륭한 채광 설계는 디자인의 질적, 양적 측면에 대한 주의를 필요로 한다.[19]
자연광을 활용하는 것은 건축의 설계 측면 중 하나이다. 1929년 프랑스의 건축가 르 코르뷔지에는 "건축 자재의 역사는... 빛을 위한 끊임없는 투쟁이었다... 다시 말해, 창문의 역사이다."라고 말했다. 그의 건축물(예: 노트르담 뒤 오)에서 강조했듯이, 채광은 주요한 건축 설계 요소였다(예: MIT 채플과 빛의 교회 참조).[37] 심미적 측면뿐만 아니라 채광이 인간의 건강과 업무 성과에 미치는 영향 또한 질적 채광으로 간주된다.[37] 현재 연구에 따르면, 직장의 조명 조건은 업무 만족도, 생산성 및 웰빙과 관련된 다양한 요인에 기여하며, 전기 조명보다 채광 하에서 시각적 수용 점수가 훨씬 높게 나타난다.[38] 또한 연구에 따르면 빛은 생체 리듬에 영향을 미치는 방식으로 인해 인간의 건강에 직접적인 영향을 미친다.[39]
잘 채광된 공간은 적절한 조명 수준과 잘 분산된 빛이 모두 필요합니다. 현재 건설 업계에서 주광은 건물 성능 지표로 간주되며, LEED와 같은 친환경 건물 인증 프로그램에서 활용된다. 조명 공학회(IES)와 조명 학회(SLL)는 각 공간 유형에 대한 조도 권장 사항을 제공한다. 주광이 권장 조명 수준에 얼마나 기여하는지가 건물의 주광 성능을 결정한다. IES가 주광 성능을 평가하기 위해 승인한 두 가지 지표는 공간 주광 자율성(sDA)과 연간 일광 노출(ASE)이다. sDA는 실내 환경에서 연간 주변 주광 수준의 충분성을 설명하는 지표이다.[40]
7. 채광 성능 평가 방법
기존 건물에서 채광 성능을 평가하기 위해 현장 측정을 수행할 수 있다. 격자 형태의 조도 측정은 공간의 평균 조도를 도출하는 기본적인 방법이다.[41] 측정 지점 간 간격 및 높이는 프로젝트 목적 및 주요 작업 위치에 따라 달라지며, 대부분 사무 공간에서는 책상 높이(바닥에서 0.762m)를 측정한다.[41] 측정을 기반으로 평균 조도, 최대 대 최소 균일도 비율 및 평균 대 최소 균일도 비율을 계산하여 권장 조명 수준과 비교한다.[41] 조명에 특화된 진단 조사를 통해 건물 사용자의 만족도를 분석할 수도 있다.[41]
전산 시뮬레이션은 수작업 계산이나 축소 모형 테스트보다 빠르고 자세하게 공간의 주광 조건을 예측할 수 있게 한다.[9] 전형적인 기상 연도의 시간별 기상 데이터를 사용하여 기후의 영향을 반영하며, 내부 반사광의 변화를 예측할 수 있는 컴퓨터 모델이 존재한다.[9] 레디에이셔니티(Radiosity)와 광선 추적법(ray-tracing)은 복잡한 기하학 및 하늘 분포를 처리하고 사실적인 이미지를 생성할 수 있는 방법이다.[9] 레디에이셔니티 방법은 계산 시간을 줄이기 위해 모든 표면이 완벽하게 확산된다고 가정하며, 광선 추적 기술은 정확성과 이미지 렌더링 능력을 갖추고 있다.[9]
주광 자율성은 주간 조명 수준이 지정된 목표 조도보다 높은 시간의 백분율을 나타내는 지표이다.[42] 연간 데이터를 기반으로 계산되며, 전기 조명 없이 개인이 공간에서 얼마나 오랫동안 작업할 수 있는지, 그리고 최적의 시각적 및 물리적 편안함을 제공하는지를 결정하는 것을 목표로 한다.[42] 주광 자율성은 주광이 공간에 들어와 비추는 방식을 결정할 때 유용하지만, 휘도 수준에 상한선이 없어 불편함을 야기하는 높은 내부 열 이득이 있는 공간도 좋은 평가를 받을 수 있다는 단점이 있다. 주광 자율성을 달성하기 위해서는 건물 형태, 부지 선정, 기후, 건물 구성 요소, 조명 제어 및 조명 설계 기준을 안내하는 통합 설계 접근 방식이 필요하다.
연속 주광 자율성은 주광 자율성과 유사하지만, 주광 조도가 최소 조도 수준보다 낮은 시간 단계에도 부분적인 점수를 부여하는 방식으로, 허용 가능한 조도에 대한 엄격한 임계값을 두지 않고 주어진 공간 내에서 현실적인 선호도를 반영한다.[43] 예를 들어, 목표 조도가 400 럭스이고 계산된 값이 200럭스인 경우, 주광 자율성은 0점을 부여하지만, 연속 주광 자율성은 0.5점(200/400 = 0.5)을 부여한다.[43] 사무실 사용자는 잠재적인 눈부심과 과도한 대비를 피하기 위해 조도 임계값 아래에서 일하는 것을 선호하는 경향이 있다.[43]
유효 주광 조도는 공간으로 들어오는 직사광선에 초점을 맞추는 지표이다.[44] 특정 지점이 조도 값보다 낮거나, 그 사이에 있거나, 높은 시간의 백분율을 계산하는 세 가지 요소를 기반으로 하며, 일반적으로 100~2,000럭스 범위이다. 유효 주광 조도는 주광 자율성과 유사하지만, 눈부심과 열적 불쾌감을 해결하는 추가적인 이점을 제공하며, 상한 임계값은 눈부심이나 열적 불쾌감이 발생하는 시점과 해결 필요 여부를 결정하는 데 사용된다.[44]
수평면에 얼마나 많은 조도가 수신되는지 결정하는 것 외에도, 일광에 대한 연간 조도 분포를 분석하는 방법이 개발되었다.[45] 주성분 분석을 사용하여 각 연간 조도 분포를 비교하며, 건축적 특징과 조도가 생성되는 연중 시간에 따라 유사한 일광 패턴을 그룹화한다. 이를 통해 건물 전체에서 일년 내내 일광이 공간에 어떻게 퍼지는지 쉽게 해석할 수 있다.
8. 한국의 채광 관련 법규
한국의 채광 관련 법규에 대한 내용은 현재 충분하지 않다. 이 절의 가필이 요구된다.
참조
[1]
서적
Daylighting Handbook 1
Christoph Reinhart
2014
[2]
서적
The Science of Renewable Energy
https://archive.org/[...]
CRC Press; 1 edition
2011
[3]
웹사이트
http://www.nrel.gov/[...]
2009-01-17
[4]
서적
Building for Energy Independence: Sun/Earth Buffering and Superinsulation
https://archive.org/[...]
Community Builders
1983
[5]
간행물
Evaluation of the effect of landscape distance seen in window views on visual satisfaction
https://escholarship[...]
2021-08-11
[6]
간행물
A Window View Quality Assessment Framework
https://www.tandfonl[...]
2021-11-30
[7]
간행물
Predicting Window View Preferences Using the Environmental Information Criteria
https://www.tandfonl[...]
2022-11-09
[8]
웹사이트
Energy Performance Label
http://www.nfrc.org/[...]
2019-03-04
[9]
서적
CIBSE Lighting Guide 10: Daylighting and window design
CIBSE
1999
[10]
간행물
Lighting Research and Technology: "Daylighting performance of sawtooth roofs of industrial buildings "
[11]
웹사이트
Definition of LAYLIGHT
https://www.merriam-[...]
[12]
웹사이트
Single Laylight Combines Natural, Artificial Light in Seating Area
https://www.athletic[...]
2016-06-09
[13]
웹사이트
Library's Historic Laylight Removed for Restoration
https://www.johnjerm[...]
2021-10-19
[14]
간행물
A Museum owned by Artists
https://books.google[...]
American Association of Museums
1921
[15]
웹사이트
What is the Difference Between Skylights, Veluxes, and Roof Windows? | Information Blog Post | First Class Roofing Service
https://bmroofers.co[...]
2021-10-19
[16]
웹사이트
The future is bright
https://northeasttim[...]
2015-12-03
[17]
웹사이트
Sloped Glazing | WBDG - Whole Building Design Guide
https://www.wbdg.org[...]
[18]
뉴스
Answer Man sheds some light on curious glass panels at the U.S. Capitol - The Washington Post
https://www.washingt[...]
[19]
서적
The SLL Lighting Handbook
Chartered Institution of Building Services Engineers; 1st edition
2009
[20]
서적
Daylighting in atrium buildings
BRE Information Paper IP3/98
1998
[21]
간행물
Reflectance distributions and atrium daylight levels: a model study
[22]
웹사이트
MVRDV integrates terra-cotta brick and glass for a facade in Amsterdam - Archpaper.com
https://archpaper.co[...]
2016-04-21
[23]
뉴스
MVRDV replaces traditional facade with glass bricks that are stronger than concrete
https://www.dezeen.c[...]
2017-11-06
[24]
뉴스
Glass bricks "stronger than concrete" clad Amsterdam's Crystal Houses
https://inhabitat.co[...]
2017-11-06
[25]
웹사이트
See-through concrete: LiTracon
https://www.tfod.in/[...]
2014-11-14
[26]
간행물
TRANSLUCENT CONCRETE
http://www.ijsrp.org[...]
2013-10
[27]
웹사이트
Anidolic Daylight Concentrator of Structural Translucent Concrete Envelope
http://sinberbest.be[...]
2018-08-04
[28]
간행물
Review Paper: Innovative daylighting: Review of systems and evaluation methods
[29]
간행물
Light shelves: Computer assessment of daylighting
[30]
웹사이트
Prism Glass {{!}} glassian
http://www.glassian.[...]
2017-11-06
[31]
웹사이트
EW-201014 Fact Sheet
https://www.serdp-es[...]
2017-11-06
[32]
웹사이트
Active Daylighting
http://www.tpub.com/[...]
2010-02-02
[33]
웹사이트
A new strategy for EUCLIDES subdegree solar tracking
http://www.inspira.e[...]
2020-09-12
[34]
간행물
Properties, requirements and possibilities of smart windows for dynamic daylight and solar energy control in buildings: A state-of-the-art review
2010
[35]
간행물
Energy and visual comfort performance of electrochromic windows with overhangs
2007
[36]
웹사이트
Design and Analysis of Hybrid Solar Lighting and Full-Spectrum Solar Energy Systems
http://www.ornl.gov/[...]
Oak Ridge National Laboratory
2007-12-23
[37]
간행물
Daylight and health: A review of the evidence and consequences for the built environment
https://surfsharekit[...]
[38]
간행물
Effects of realistic office daylighting and electric lighting conditions on visual comfort, alertness and mood
[39]
간행물
Does architectural lighting contribute to breast cancer?
[40]
서적
Approved Method: IES Spatial Daylight Autonomy (sDA) and Annual Sunlight Exposure (ASE)
Illumination Engineering Society
2013
[41]
서적
Performance Measurement Protocols for Commercial Buildings
American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, U.S. Green Building Council and The Chartered Institution of Building Services Engineers
2010
[42]
간행물
Dynamic Daylight Performance Metrics for Sustainable Building Design
http://isites.harvar[...]
2014-12-11
[43]
간행물
The 'adaptive zone' – A concept for assessing discomfort glare throughout daylit spaces
[44]
간행물
Useful daylight illuminances: A replacement for daylight factors
[45]
간행물
A dimensionality reduction method to select the most representative daylight illuminance distributions
https://escholarship[...]
[46]
웹사이트
Daylight and views - daylight
http://www.usgbc.org[...]
USGBC
2014-12-10
[47]
서적
IESNA Lighting Handbook
https://archive.org/[...]
Illuminating Engineering; 9 edition (July 2000)
2000
[48]
웹사이트
Daylight
http://www.usgbc.org[...]
USGBC
2014-12-10
[49]
웹사이트
採光
https://sumaity.com/[...]
カカクコム
2022-07-17
[50]
웹사이트
昼光照明
https://www.matsushi[...]
松下進建築・照明設計室
2022-07-17
[51]
웹사이트
11.採光・照明
https://www.hokeniry[...]
東京都保健医療局
2024-03-22
[52]
웹사이트
第5章 昼光利用・照明システム（A5）
https://www.nilim.go[...]
国土交通省 国土技術政策総合研究所
2024-03-22
[53]
웹사이트
太陽光採光システム『T-Soleil（ティーソレイユ）』の開発
https://www.taisei.c[...]
大成建設株式会社
2022-07-17
[54]
웹사이트
ペットボトルが電球代わりに。電気のない場所に光を届ける運動が広がりを見せる
https://karapaia.com[...]
2022-09-17
[55]
웹사이트
採光
https://www.token.co[...]
東建コーポレーション
2022-07-17
[56]
서적
Sun/Earth Buffering and Superinsulation
본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.
문의하기 : help@durumis.com