채광(건축)

Daylighting (architecture)
내부 조명을 제공하는 스카이라이트

일광화는 직간접 태양광이 효과적인 내부 조명을 제공할 수 있도록 창문, 천창, 기타 개구 및 반사 표면을 배치하는 관행입니다. 시각적 편안함을 극대화하거나 에너지 사용을 줄이는 것이 목표일 때 건물을 설계하는 동안 일광화에 특히 주의를 기울입니다. 에너지 절감은 인공(전기) 조명의 사용 감소 또는 수동 태양열 난방에서 달성할 수 있습니다. 인공 조명 에너지 사용은 일광이 있는 곳에 더 적은 수의 전기 조명을 설치하거나 일광이 있는 곳에 자동으로 조명을 조광하거나 소등함으로써 줄일 수 있습니다. 이것은 일광 수확이라고 알려진 과정입니다.

내부 공간에 수신되는 일조량은 그리드의 조도를 측정하거나 일조율 계산을 수행하여 분석할 수 있습니다. 래디언스와 같은 컴퓨터 프로그램을 사용하면 건축가나 엔지니어가 특정 설계의 이점을 신속하게 계산할 수 있습니다. 사람의 눈은 빛에 대한 반응이 비선형적이어서 같은 양의 빛을 더 고르게 분포시키면 방이 더 밝게 보입니다.

모든 낮의 근원은 태양입니다. 직접적인 빛과 확산되는 빛의 비율은 햇빛의 양과 질에 영향을 미칩니다.[1] "직사광선"은 지구 대기권 내에 흩어지지 않고 장소에 도달합니다. 대기 중에 산란되는 햇빛은 "확산된 일광"입니다. 벽과 땅에서 반사되는 햇빛도 일광화에 기여합니다. 각 기후는 이러한 일광의 구성이 다르고 구름의 범위도 다르기 때문에 일광화 전략은 현장 위치와 기후에 따라 다릅니다. 북반구의 9월분부터 3월분까지 (북반구의 9월분까지) 북반구의 9월분부터 3월분까지) 암 북위의 북쪽과 염소자리의 남쪽에 있는 위도에서 건물의 극측 벽에는 직사광선이 없습니다. 그리고 남반구의 3월 분점에서 9월 분점까지. 북반구에서 북향 벽은 "극면"이고 남반구에서는 남향 벽입니다.[2]

전통적으로, 집은 극 쪽에는 최소한의 창문이 있지만, 적도 쪽에는 점점 더 큰 창문(북반구에서는 남향 벽, 남반구에서는 북향 벽)으로 설계되었습니다.[3] 적도 쪽 창문은 일년 중 어느 화창한 날(여름의 열대 지방을 제외하고)에는 최소한 약간의 직사광선을 받기 때문에 창문에 인접한 집의 일광 영역에서 효과적입니다. 한겨울의 높은 위도에서는 빛의 입사 방향성이 높고 긴 그림자를 드리웁니다. 이는 광 확산, 광 파이프 또는 튜브 및 다소 반사된 내부 표면을 통해 부분적으로 개선될 수 있습니다. 여름에 상당히 낮은 위도에서, 동쪽과 서쪽을 향하는 창문과 때때로 더 가까운 극을 향하는 창문은 적도를 향하는 창문보다 더 많은 햇빛을 받습니다.[2]

종류들

패시브 데이팅(Passive Daylighting)은 정적, 비이동 및 비추적 시스템(예: 창문, 슬라이딩 유리 문, 대부분의 스카이라이트, 광관)을 사용하여 햇빛을 수집하고 수집된 햇빛을 광 선반과 같은 요소로 안쪽으로 더 깊게 반사하는 시스템입니다. 수동형 일광 시스템은 능동형 시스템이 태양을 추적 및/또는 따라가고, 기계적 메커니즘에 의존한다는 점에서 능동형 일광 시스템과 다릅니다.

창문들

재래식 창
클리어스토리 창
주 기사: 창

윈도우는 햇빛을 공간에 받아들이는 가장 일반적인 방법입니다. 그들의 수직 방향은 그들이 햇빛을 선택적으로 인정하고 낮과 일년 중 다른 시간에 햇빛을 확산한다는 것을 의미합니다. 따라서 기후와 위도에 따라 건물에 적합한 빛의 조합을 만들기 위해 일반적으로 여러 방향의 창문을 결합해야 합니다. 창문에서 얻을 수 있는 빛의 양을 개선하는 방법은 [4]세 가지가 있습니다: (a) 창문을 연한 색의 벽에 가까이 두거나, (b) 안쪽 개구부가 바깥쪽 개구부보다 크게 되도록 창문 개구부의 측면을 경사지게 하거나, (c) 큰 색의 창턱을 사용하여 빛을 실내로 투사하는 방법입니다. 건물에 일광화를 허용하는 것 외에도 창은 일광화 실습에서 또 다른 기능을 수행하여 전망을 제공합니다.[5] 창에서 보는 뷰의 품질을 높이기 위해서는 뷰 컨텐츠(뷰에서 볼 수 있는 것), 뷰 액세스(윈도우 뷰의 표시 방법), 뷰 선명도(뷰를 얼마나 선명하게 볼 수 있는지)의 세 가지 주요 변수가 보장되어야 합니다.[6] 시야 선명도는 종종 심한 햇빛(예: 눈부심)으로부터 탑승자를 보호하기 위해 사용되는 블라인드 또는 장치에 의해 제공되는 음영의 양 또는 시각적 프라이버시의 이유에 의해 영향을 받습니다. 환경 기준은 창 뷰 콘텐츠의 품질을 측정하는 중요한 기준으로 작용합니다.[7] 이 기준은 다섯 가지 중요한 요소, 즉 위치, 시간, 날씨, 사람, 자연으로 증류될 수 있습니다. 특히 건물 주민들에게 자연에 대한 내용을 제공할 수 있는 견해는 다른 네 가지 환경 정보 기준보다 훨씬 많습니다.

다양한 종류와 등급의 유리와 다양한 창 처리 또한 창을 통한 빛의 투과량에 영향을 미칠 수 있습니다. 글레이징의 유형은 VT 계수([8]Visual Transmitance, VLT)로 표현되는 중요한 문제입니다. 이름에서 알 수 있듯이 이 계수는 창문으로 들어오는 가시광선의 양을 측정합니다. 낮은 VT(0.4 미만)는 실내로 들어오는 빛을 절반 이상 줄일 수 있습니다. 그러나 높은 VT 유리(예: 0.60 이상)는 눈부심의 원인이 될 수 있습니다. 다른 한편으로는 큰 창문의 바람직하지 않은 영향도 고려해야 합니다.

Windows(윈도우)는 반투명한 벽으로 등급이 매겨집니다(아래).

클리어스토리 창

일광화를 만드는 또 다른 중요한 요소는 선명한 스토리 창을 사용하는 것입니다. 높고 수직으로 배치된 창문입니다. 적도 방향으로 향할 때 직접적인 태양 이득을 높이는 데 사용할 수 있습니다. 태양을 향할 때는 투명한 이야기나 기타 창문이 허용할 수 없는 눈부심을 인정할 수 있습니다. 수동형 태양열 집의 경우, 투명한 이야기가 그렇지 않으면 조명이 켜지지 않는 극측(북반구의 북쪽, 남반구의 남쪽) 방에 직접적인 빛 경로를 제공할 수 있습니다. 또는 교실이나 사무실과 같은 공간을 고르게 비추는 (북반구의 북쪽에서) 분산된 일광을 허용하기 위해 클리어 스토리를 사용할 수 있습니다.

종종 투명한 스토리의 창문은 흰색이나 다른 밝은 색으로 칠해진 내부 벽 표면에도 빛납니다. 이 벽은 필요한 내부 영역에 간접광을 반사하도록 배치됩니다. 이 방법은 빛의 방향성을 줄여 더 부드럽고 확산시켜 그림자를 줄일 수 있는 장점이 있습니다.

톱니지붕

또 다른 지붕 각도의 유리는 톱니 지붕(오래된 공장에서 볼 수 있음)입니다. 톱니 지붕에는 확산된 빛을 포착하기 위해 건물의 적도 쪽을 향하는 수직 지붕 유리가 있습니다(혹한 직접적인 적도 쪽 태양 이득이 아님).[9] 유리 지지 구조물의 각진 부분은 불투명하고 시원한 지붕과 복사 장벽으로 잘 절연되어 있습니다. 톱니 지붕의 조명 개념은 여름 "태양광로" 스카이라이트 문제를 일부 줄여주지만, 추운 겨울에도 따뜻한 실내 공기가 상승하여 외부 루프 유리에 닿아 바람직하지 않은 열 전달을 크게 합니다.[10]

스카이라이트

주 기사: 스카이라이트
모던 스카이라이트

스카이라이트(skylight)는 건물 공간의 지붕 전체 또는 일부를 형성하는 빛을 투과하는 펜네스티레이션(창문, 문 [according to whom?]등도 포함된 건물 외피의 개구부를 채우는 제품)입니다. 스카이라이트는 주로 단위 면적 기준으로 가장 효과적인 일광 공급원이기 때문에 주거용 및 상업용 건물의 일광 설계에 널리 사용됩니다.

스카이라이트의 대안은 루프 랜턴입니다. 루프 랜턴은 지붕 위에 있는 일광 큐폴라로, 지붕의 구조에 맞는 스카이라이트와는 대조적입니다. 지붕등은 자연광을 공간에 도입하는 방식과 건축적인 특징을 동시에 가지고 있으며, 일반적으로 목재 또는 금속 구조물로 여러 개의 유리 패널이 있습니다.

레이라이트

라임 아트 어소시에이션 갤러리의 조명등 위의 스카이라이트

건축 요소로서 레이라이트는 자연광 또는 인공광을 허용하기 위한 목적으로 일반적으로 천장과 수평을 이루는 유리 패널입니다.[11] 레이라이트는 일반적으로 글레이징에 스테인드 글라스나 렌즈를 사용하지만 대체 재료를 사용할 수도 있습니다.[12][13] 예를 들어, 라임 아트 어소시에이션 갤러리는 스카이라이트 아래의 반투명한 흰색 모슬린 레이라이트를 사용합니다.[14] 광선등은 지붕창이나 조리개의 역할을 하는 반면 광선등은 내부 공간의 천장과 같은 평면이라는 점에서 유리로 된(또는 폐쇄된) 광선등과 다릅니다.[15][16] 경사진 지붕의 루프 랜턴이나 스카이 라이트와 짝을 이루면, 레이라이트는 실내 광 확산기의 기능을 합니다.[17] 전기 조명이 등장하기 전에는, 조명등이 더 큰 건물에서 층 사이에 빛을 전달할 수 있게 해주었으며, 스카이라이트와 항상 짝을 이루지는 않았습니다.[18]

아트리움

주 기사: 아트리움 (건축)

아트리움은 건물 내에 위치한 넓은 개방 공간입니다. 유리 지붕이나 벽을 통해 들어오는 일광으로 중앙 순환이나 공공 장소를 밝히는 데 자주 사용됩니다. 아트리아는 인접한 작업 영역에 약간의 일광을 제공하지만, 양이 적고 그다지 멀리 침투하지 않는 경우가 많습니다.[19] 아트리움의 주요 기능은 작업 영역에 있는 사람들에게 시각적 경험과 외부와의 접촉 정도를 제공하는 것입니다. 아트리움에 인접한 방의 연속 층별 채광은 상호 의존적이며 균형 잡힌 접근 방식이 필요합니다.[20] 하늘의 빛은 바닥 반사광과 같은 아트리움의 내부 표면에서 반사되는 빛에 주로 의존하는 위쪽 층은 쉽게 침투할 수 있지만 아래쪽 층은 쉽게 침투할 수 없습니다.[21] 위층은 아래층보다 창문 면적이 적으며, 아트리움 벽의 색이 밝으면 위층 벽은 아래층으로 빛을 반사합니다.[9]

반투명벽

유리벽돌벽, 야외
유리벽돌벽, 실내
병벽

유리 벽돌로 만든 벽은 반투명에서 투명합니다. 전통적으로 그들은 속이 비어있고 고운 콘크리트 그라우트로 그라우트되어 있지만, 일부 현대 유리 벽돌 벽은 투명 접착제로 그라우트된 고체 주조 유리입니다[22].[23][24] 접착제가 유리의 굴절률과 일치하면 벽이 상당히 투명해질 수 있습니다.

콘크리트의 양을 증가시켜 병 벽은 벽을 통해 바로 이어지는 병을 내장하여 빛을 전달합니다. 유리 프리즘이 관통하는 콘크리트 벽도 만들어졌습니다. 더 저렴한 광섬유와 광섬유 콘크리트 벽의 출현으로 햇빛(및 그림자 이미지)은 단단한 콘크리트 벽을 직접 통과하여 반투명하게 만들 수 있습니다. 광섬유는 수십 미터 이상 구부러진 곳에서 빛을 유도합니다.[25] 일반적으로 빛의 몇 %만 투과됩니다(투과율은 섬유인 표면의 약 절반이며, 일반적으로 ~5%의 섬유만 사용됩니다).[26][27]

유리와 콘크리트 모두 고체일 때 열을 상당히 잘 전도하기 때문에 이 벽들 중 어느 것도 잘 절연되지 않습니다. 따라서 야외, 두 개의 가열된 공간(이미지 참조) 사이의 분배기 또는 매우 온화한 기후에서 종종 사용됩니다.

온실 벽(및 지붕)은 가능한 한 많은 빛과 적은 열을 전달하도록 만들어졌습니다. 다양한 재료를 사용하며 투명하거나 반투명할 수 있습니다.

원격배포

주 기사: 아이돌릭 조명

거울, 프리즘 또는 광관과 같은 원격 배전반 장치를 통해 창이나 스카이라이트의 가능성이 낮은 공간에 일광을 제공할 수 있습니다. 이것은 아이돌(비영상 형성) 광학에서 나오는 아이돌 조명이라고 합니다. 빛에 대한 인간의 눈의 비선형적인 반응은 빛을 방의 더 넓은 영역으로 퍼뜨리는 것이 방을 더 밝게 보이게 하고, 더 유용하게 빛을 발한다는 것을 의미합니다.

원격 일광 분배 시스템은 손실이 있으며, 일광을 더 멀리 전송해야 하고 경로가 복잡할수록 비효율성이 더 커집니다.[28] 또한 많은 원격 배포 시스템의 효율성은 맑은 하늘에서 흐린 하늘까지 크게 다를 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 공간에 일광을 제공할 수 있는 다른 가능성이 없는 경우 원격 배포 시스템을 사용할 수 있습니다.[19]

빛 반사기 및 선반

라이트선반
반사경
참고 항목: 건축용 광선반

사무실 건물에서 광범위하게 사용된 수동 조정 가능한 광 반사기는 인공 조명과 함께 다른 방법으로 대체되어 오늘날 거의 사용되지 않습니다. 반사기는 인공 빛의 선택이 현대식 전기 조명에 비해 저조한 조명을 제공하는 곳에서 선호도를 발견했습니다.

조명 선반은 구조물의 적도면에 있는 창문의 조명을 강화하는 효과적인 방법이며, 이러한 효과는 창문 외부에 흰색 또는 반사 금속 조명 선반을 배치함으로써 얻을 수 있습니다.[19] 일반적으로 창문은 돌출된 나뭇잎에 의해 여름 계절의 직사광선으로부터 보호될 것입니다. 광 선반은 이삭이 만든 그림자 너머로 돌출되어 햇빛을 위쪽으로 반사하여 천장을 비춥니다. 이 반사광은 열 함량이 거의 없을 수 있으며 천장에서 반사되는 조명은 일반적으로 깊은 그림자를 줄여 일반 조명의 필요성을 줄여줍니다.[29]

추운 겨울, 땅에 눈이 오면 자연광 선반이 만들어져 반사가 됩니다. 낮은 겨울 태양(태양 경로 참조)은 눈을 반사하고 적도를 향하는 유리를 통해 태양의 이득을 3분의 1에서 2로 증가시켜 이 방들의 천장을 밝게 비춥니다. 눈부심 제어(드레이프)가 필요할 수 있습니다.

프리즘

메인기사 : 프리즘조명
필름을 위쪽으로 구부리는 일광 방향 전환

일광화를 위한 프리즘의 가장 오래된 용도는 아래에서 빛을 전달하기 위해 배의 갑판으로 들어가는 갑판 프리즘일 것입니다. 나중에 보도 아래 지하 공간을 밝히는 데 포장등이나 금고등이 사용되었습니다.[30]

내부 전반사를 이용하여 빛을 옆으로 던져서 방의 더 깊은 곳에 불을 붙이는 프리즘이 나중에 인기를 끌었습니다. 초기의 두껍고 느리게 냉각되는 주조 유리 프리즘 타일은 종종 주요 제조업체의 이름을 따서 "럭스퍼 타일"로 알려졌습니다.[30] 창문의 윗부분에 사용되었고, 어떤 사람들은 어둡고 세분화된 빅토리아 시대의 인테리어에서 개방적이고 밝은 색상의 인테리어로 유행하는 데 기여했다고 믿습니다.[citation needed]

DRF(Daylight Redirecting Window Film)는 오래된 유리 프리즘 타일의 얇은 플라스틱 버전입니다. 불투명 블라인드의 대체재로 사용할 수 있습니다.[31]

광관

  • 왼쪽: 라이트 튜브의 다이어그램입니다.
  • 오른쪽: 튜브형 일광화 장치는 햇빛을 수확하여 고반사 튜브를 통해 천장 높이의 내부 공간으로 전달합니다.
주 기사: 광관

사용되는 또 다른 유형의 장치는 튜브형 일광 장치(TDD)라고도 불리는 광관인데, 이것은 지붕에 설치되어 빛을 내부의 집중된 영역으로 받아들입니다. 이들은 움푹 들어간 천장 조명 기구와 다소 유사합니다. 표면적이 적기 때문에 스카이라이트만큼 많은 열 전달을 허용하지 않습니다.

TDD는 현대 기술을 사용하여 불투명한 벽과 지붕을 통해 가시광선을 투과시킵니다. 튜브 자체는 단순 반사형 내부 코팅 또는 광전도성 광섬유 번들로 구성된 수동 구성 요소입니다. 투명한 루프 장착 돔 "광집기"로 캡을 씌우고 햇빛을 내부 공간으로 들여보내고 사용 가능한 광 에너지를 균등하게 분배하는 디퓨저 어셈블리로 끝나는 경우가 많습니다(또는 조명이 켜진 공간의 사용이 합리적으로 고정되고 사용자가 원하는 경우 효율적으로).

튜브형 일광 장치는 1986년 솔라튜브 인터내셔널에 의해 발명되었고 1991년 호주에서 처음으로 시장에 나왔습니다.[dubious – discuss]

액티브 데이팅

능동적 일광화는 주어진 조명 목적에 대해 광 수집의 효율성을 높이기 위해 기계 장치를 사용하여 햇빛을 모으는 시스템입니다. 능동형 일광 시스템은 수동형 시스템이 정지해 있고 태양을 능동적으로 따라다니거나 추적하지 않는다는 점에서 수동형 일광 시스템과 다릅니다.[32] 능동형 일광 제어 시스템에는 폐쇄 루프 태양광 추적 시스템과 개방 루프 태양광 추적 시스템 두 가지가 있습니다.

  • 폐쇄 루프 시스템은 시야가 제한된 렌즈 또는 센서 세트에 의존하여 태양을 추적하고 태양을 향하며 항상 햇빛에 의해 완전히 조명됩니다. 태양이 움직이면서 하나 이상의 센서에 음영이 발생하기 시작하고, 이 센서가 모터 또는 액추에이터를 감지하고 작동시켜 모든 센서가 동일하게 켜지는 위치로 장치를 다시 이동시킵니다.[33]
  • 오픈 루프 시스템은 센서를 통해 태양을 물리적으로 따라가지 않고 태양을 추적합니다(단, 센서는 보정에 사용될 수 있습니다). 이러한 시스템은 일반적으로 수학 공식을 기반으로 태양을 따라가는 장치 모터 또는 액추에이터를 제어하는 전자 로직을 사용합니다. 이 공식은 일반적으로 미리 프로그래밍된 태양 경로 도표로, 주어진 위도에서 태양이 어디에 있을 것인지, 그리고 매일의 주어진 날짜와 시간에 자세히 설명합니다.

스마트 글라스

메인기사 : 스마트글라스

스마트 글라스는 투명 상태와 불투명, 반투명, 반사 또는 역반사 상태 사이에서 전환할 수 있는 물질 및 장치 클래스에 부여되는 이름입니다.[34] 스위칭은 재료에 전압을 인가하거나 간단한 기계적 작업을 수행하여 수행됩니다. 스마트 유리로 제작된 창문, 스카이라이트 등을 사용하여 실내 조명을 조정할 수 있어 실외의 조명 밝기와 실내에서 필요한 밝기의 변화를 보상할 수 있습니다.[35]

태양열 조명

헬리오스탯의 반사 거울
태양빛 가로등

헬리오스탯

태양이 하늘을 가로질러 이동함에 따라 햇빛을 일정한 방향으로 반사하기 위해 자동으로 움직이는 거울인 헬리오스탯을 사용하는 것이 에너지 효율적인 조명 방법으로 인기를 끌고 있습니다. 헬리오스탯은 필요한 곳에 빛을 분배하는 광관과 같은 광학 요소의 배열 또는 창문이나 스카이라이트를 통해 햇빛을 직접 비추는 데 사용할 수 있습니다. 이미지는 컴퓨터로 제어되고 모터로 구동되는 알타지무스 마운트에서 회전하는 거울을 보여줍니다.

태양열 가로등

태양광 가로등은 조명 구조물에 일반적으로 장착된 태양광 패널로 구동되는 광원을 높였습니다. 이러한 오프 그리드 PV 시스템의 태양열 어레이는 충전식 배터리를 충전하여 야간에 형광등이나 LED 램프에 전원을 공급합니다. 태양열 가로등은 독립형 전력 시스템으로 기존의 가로등에 비해 초기 비용이 높음에도 불구하고 트렌치, 조경 및 유지 관리 비용과 전기 요금을 절약할 수 있는 장점이 있습니다. 최소 일주일 동안 작동을 보장할 수 있도록 충분히 큰 배터리로 설계되었으며 최악의 상황에서도 약간만 희미해질 것으로 예상됩니다.

하이브리드 태양열 조명

주 기사: 하이브리드 태양열 조명

오크리지 국립 연구소(ORNL)는 하이브리드 태양 조명이라고 불리는 스카이라이트의 새로운 대안을 개발했습니다. 이 디자인은 광섬유 케이블에 투명한 막대가 연결된 루프 장착형 광 집광기, 대구경 광섬유, 변형된 효율적인 형광 조명 기구를 사용합니다. 주간 자연 실내 조명에는 본질적으로 전기가 필요하지 않습니다.

새로운 HSL 기술의 2006년과 2007년에 실시된 현장 테스트는 유망했지만, 소량의 장비 생산은 여전히 비용이 많이 듭니다. HSL은 가까운 미래에 더 비용 효율적으로 될 것입니다. 풍랑에 견딜 수 있는 버전이 2008년 이후에는 기존의 상업용 형광 조명 시스템을 개선된 구현으로 대체하기 시작할 수 있습니다. 미국의 2007년 에너지 법안은 HSL R&D를 위한 자금 지원을 제공하고 있으며, 다수의 대형 상업용 건물은 HSL 애플리케이션 개발 및 배치에 자금을 지원할 준비가 되어 있습니다.

야간에 ORNL HSL은 가변 강도의 형광 조명 전자 제어 밸러스트를 사용합니다. 해질녘 해질녘 햇빛이 점차 낮아지면서 형광등을 점차 올려 낮부터 바깥이 어두워질 때까지 거의 일정한 수준의 실내 조명을 제공합니다.

HSL은 곧 상업용 인테리어 조명의 옵션이 될 수 있습니다. 받는 직사광선의 약 절반을 투과시킬 수 있습니다.[36]

솔라륨

주요 기사: 선룸 앤 온실

솔라리움, 선룸, 온실 등이 있는 잘 설계된 고립된 태양 이득 건물에서는 일반적으로 적도 쪽에 상당한 유리가 있습니다. 선룸과 내부 거실 사이에도 넓은 면적의 유리를 추가할 수 있습니다. 저가, 대량 생산된 파티오 도어 안전 유리는 이 목표를 달성하기 위한 저렴한 방법입니다.

객실에 들어갈 때 사용하는 문은 선룸 내부 유리 맞은편에 있어야 사용자가 대부분의 객실에 들어갈 때 바로 밖을 볼 수 있습니다. 대신 열린 공간을 사용하여 홀을 최소화해야 합니다. 사생활 보호나 방 격리를 위해 홀이 필요한 경우 홀 양쪽에 저렴한 파티오도어 안전유리를 둘 수 있습니다. 내부 유리 위에 드레이프를 사용하여 조명을 제어할 수 있습니다. 드레이프는 실내 점유율, 일광, 실내 온도 및 시간을 인식하는 센서 기반 전기 모터 컨트롤로 선택적으로 자동화할 수 있습니다. 중앙 공조 시스템이 없는 수동형 태양열 건물은 시간별, 일별, 계절별, 온도별, 일별 빛의 변화에 대한 제어 메커니즘이 필요합니다. 온도가 정확하고 방이 비어 있으면 커튼이 자동으로 닫혀서 어느 방향으로든 열 전달을 줄일 수 있습니다.

적도에서 가장 멀리 떨어진 방의 측면에 햇빛을 분산할 수 있도록 저렴한 천장에서 바닥까지의 거울을 사용할 수 있습니다.

건축 법규는 화재 시 두 번째 대피 수단을 필요로 합니다. 대부분의 디자이너는 침실 한쪽에 있는 문과 외부 창문을 사용하지만 서쪽 창문은 여름 열 성능이 매우 좋지 않습니다. 서쪽을 향한 창문 대신, 디자이너들은 R-13 폼으로 채워진 고체 에너지 효율적인 외부 도어를 사용합니다. 내부 문을 열었을 때 빛이 통과할 수 있도록 외부에 유리 폭풍 문이 있을 수 있습니다. 동서 유리 문과 창문은 위에서 아래로 완전히 그늘을 드리우거나 태양 에너지 증가를 줄이기 위해 스펙트럼 선택 코팅을 사용할 수 있습니다.

설계.

건축가와 인테리어 디자이너는 종종 일광을 디자인 요소로 사용합니다. 좋은 일광화는 디자인의 질적 측면과 양적 측면 모두에 주의를 기울여야 합니다.[19]

정성적

자연광을 활용하는 것은 건축의 디자인 측면 중 하나입니다. 1929년, 프랑스 건축가 르 코르뷔지에는 "건축 재료의 역사는... 빛을 향한 끝없는 투쟁... 다시 말해, 창문의 역사입니다." 그가 (예: Notre Dame du Haut) 자신의 건축에서 강조했듯이, 일광화는 주요 건축 디자인 요소였습니다(예: MIT 예배당 및 빛의 교회 참조). 미적인 측면뿐만 아니라 일광화가 인간의 건강과 업무 성과에 미치는 영향도 질적인 일광화로 간주됩니다.[37] 현재 연구에 따르면 작업장의 조명 조건은 작업 만족도, 생산성 및 웰빙과 관련된 다양한 요인에 기여하며 조명보다 일광 하에서 시각적 수용 점수가 훨씬 더 높습니다.[38] 연구들은 또한 빛이 일주기 리듬에 영향을 미치는 방식 때문에 인간의 건강에 직접적인 영향을 미친다는 것을 보여주었습니다.[39]

정량적

햇빛이 잘 드는 공간에는 적절한 조명 수준과 잘 분산된 빛이 모두 필요합니다. 현재 건축 산업에서 일광화는 LEED와 같은 녹색 건축 인증 프로그램에서 건축 성능 척도로 간주됩니다. IES(Illuminating Engineering Society)와 SLL(Society of Light and Lighting)은 공간 유형별로 조도 추천을 제공합니다. 권장 조명 수준에 일조량이 얼마나 기여하는지가 건물의 일조 성능을 결정합니다. IES가 일조 성능을 평가하기 위해 승인한 지표는 공간 일조 자율성(sDA)과 연간 일조량 노출(ASE) 두 가지입니다. sDA는 내부 환경에서 주변 일조량의 연간 충분성을 설명하는 지표입니다.[40] 자세한 내용은 일광 자율성 및 LEED 설명서 섹션을 참조하십시오.

평가방법

현장 측정

기존 건물에서는 자연채광 성능을 평가하기 위해 현장 측정을 수행할 수 있습니다. 그리드의 조도 측정은 공간의 평균 조도를 도출하는 기본 수준입니다. 측정 지점의 간격은 프로젝트 목적에 따라 다릅니다. 이 점들의 높이는 기본 작업이 수행되는 위치에 따라 달라집니다. 대부분의 사무실 공간에서 책상 높이(바닥에서 0.762m)를 측정합니다. 측정값을 기반으로 평균 조도, 최대 대 최소 균일도 비율, 평균 대 최소 균일도 비율을 계산하여 권장 조명 수준과 비교합니다.[41] 조명에 특화된 진단 조사를 실시하여 건물 거주자의 만족도를 분석할 수 있습니다.[41]

컴퓨터 시뮬레이션

컴퓨터 시뮬레이션은 손으로 계산하거나 축척 모델 테스트보다 훨씬 빠르고 상세하게 공간의 일광 조건을 예측할 수 있습니다. 시뮬레이션은 전형적인 기상 연도의 시간별 날씨 데이터로 기후의 영향을 허용합니다. 내부 반사광의 변화를 예측할 수 있는 컴퓨터 모델을 사용할 수 있습니다. 라디오시티와 광선 추적은 복잡한 기하학을 처리하고 복잡한 하늘 분포를 허용하며 잠재적으로 사실적인 이미지를 생성할 수 있는 방법입니다. 무선성 방법은 모든 표면이 계산 시간을 줄이기 위해 완벽하게 확산된다고 가정합니다. 광선 추적 기술은 정확성과 이미지 렌더링 능력이 있습니다.[9]

일광 측정 기준 및 분석

일광 자율성은 일조량 수준이 물리적 공간 또는 건물 내에서 지정된 목표 조도 이상인 시간의 백분율입니다.[42] 계산은 연간 데이터와 미리 결정된 조명 수준을 기반으로 합니다. 계산의 목표는 개인이 전기 조명을 필요로 하지 않고 공간에서 얼마나 오래 일할 수 있는지를 결정하는 동시에 최적의 시각적, 물리적 편안함을 제공하는 것입니다.[42]

일광 자율성은 일광이 공간에 어떻게 들어가고 조명을 비추는지 결정할 때 유용합니다. 그러나 휘도 수준에 대한 상한이 없다는 단점이 있습니다. 따라서 내부 열 증가율이 높은 공간은 거주자가 불편하다고 생각되는 공간이지만 여전히 분석에서 우수한 성능을 발휘할 것입니다. 일광 자율성을 달성하기 위해서는 건물 형태, 배치, 기후 고려 사항, 건물 구성 요소, 조명 제어 및 조명 설계 기준을 안내하는 통합 설계 접근 방식이 필요합니다.

계속되는

연속적인 주간 자율성은 주간 자율성과 유사하지만 부분적인 신용은 주간 조도가 최소 조도 수준보다 낮은 시간 단계에 기인합니다.[43] 예를 들어, 목표 조도가 400룩스이고 계산된 값이 200룩스인 경우, 주간 자율성은 0.5 크레딧을 제공하는 반면, 주간 자율성은 0.5 크레딧을 제공합니다(200/400 = 0.5). 지속적인 일광 자율성의 이점은 허용 가능한 조도의 단단한 임계값을 제공하지 않는다는 것입니다. 대신 전환 영역을 처리하여 주어진 공간 내에서 현실적인 선호도를 얻을 수 있습니다. 예를 들어, 사무실 입주자들은 일반적으로 조도 기준 이하의 낮 시간에 작업하는 것을 선호합니다. 이 수준은 잠재적인 눈부심과 과도한 대비를 방지하기 때문입니다.[43]

유용조도

유용한 일광 조도는 공간에 떨어지는 직사광선에 초점을 맞춥니다. 유용한 일광 조도 계산은 한 점이 조도 값보다 작거나, 그 사이 또는 그 이상인 시간의 백분율, 세 가지 요인에 기초합니다. 이러한 요인의 범위는 일반적으로 100-2,000lux입니다. 유용한 일광 조도는 일광 자율성과 유사하지만 눈부심과 열적 불편함을 해결하는 추가적인 이점이 있습니다.[44] 상한 임계값은 눈부심이나 열 불편이 발생하는 시기를 판단하는 데 사용되며 해결이 필요할 수 있습니다.

조도분포

수평면에서 얼마나 많은 조도를 받는지를 파악하는 것 외에도 일광에 대한 연간 조도 분포를 분석하는 방법이 개발되었습니다.[45] 모든 연간 조도 분포는 주성분 분석을 사용하여 서로 비교됩니다. 이것은 각 패턴 간의 관계를 비교합니다. 건축적 특징으로 인해 서로 더 유사한 일광 패턴과 조도가 생성되는 연도의 시간이 함께 그룹화됩니다. 그룹은 해당 건물의 가장 대표적인 패턴을 형성하는 데 사용됩니다. 이 방법을 사용하면 모든 건물에서 일년 내내 햇빛이 공간에 어떻게 퍼져 있는지 쉽게 해석할 수 있습니다.

LEED 설명서

LEED 2009 자연광 표준은 최적의 자연광 기술과 기술을 사용하여 건물 거주자와 실외를 연결하기 위한 것이었습니다. 이 기준에 따르면 4가지 접근 방식을 통해 최대 1점의 값을 얻을 수 있습니다. 첫 번째 접근 방식은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 맑은 하늘 조건에서 9월 21일 오전 9시부터 오후 3시 사이의 낮 조도 수준 108-5,400룩슨을 보여줍니다. 또 다른 처방적 접근법은 두 가지 유형의 측면 조명과 세 가지 유형의 상단 조명을 사용하여 사용된 공간에서 최소 75%의 일광화를 달성하는지 확인하는 방법입니다. 세 번째 접근법은 실내 조명 측정을 사용하여 공간에서 108-5,400룩스가 달성되었음을 보여줍니다. 마지막 접근 방식은 다른 세 가지 계산 방법을 조합하여 일광 조명 요구 사항을 충족한다는 것을 증명하는 것입니다.[46]

LEED 2009 설명서는 일광 계수 계산을 기반으로 합니다. 일조율 계산은 균일한 흐린 하늘을 기반으로 합니다. 북유럽과 북미 일부 지역에서 가장 적용 가능합니다.[47] 일광 계수는 "평면의 한 지점, 일반적으로 수평 작업면에서 휘도 분포가 알려진 하늘에서 직간접적으로 받은 광속과 같은 하늘의 방해받지 않는 반구에서 생성된 수평 작업면에서의 조도의 비율"[47]입니다.

LEED v4 일광 기준은 2014년 기준으로 가장 최신입니다. 새로운 기준은 예전 기준과 비슷하지만, "일주기 리듬을 강화하고, 공간에 일광을 도입하여 전기 조명 사용을 줄인다"는 의도도 있습니다.[48] 이 두 개의 가장 최근 포인트의 최대값을 얻기 위한 두 가지 옵션이 존재합니다. 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 최소 50%의 시간 동안 300룩스의 공간 일광 자율성과 연간 250개의 점유 시간 동안 1,000룩스의 연간 햇빛 노출이 공간에 존재함을 입증하는 것이 하나의 옵션입니다. 또 다른 옵션은 이 공간에서 바닥 면적의 75% 또는 90%에 대해 춘분의 맑은 날 오전 9시에서 오후 3시 사이에 300룩스에서 3,000룩스 사이의 조도를 보여주는 것입니다.[48] LEED v4 일광 측정 기준의 전체적인 목표는 빛의 양과 질을 모두 분석하고 글레이징을 사용하여 더 많은 빛과 더 적은 냉각 부하를 보장하는 것입니다.

참고 항목

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외부 링크

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