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문제 정의
- 본 연구에서는 표 1과 같은 형태의 Worksheet를 만들고 조명계산 및 조명경제 비교에 필요한 데이터만 입력하면 간단히 계산 되도록 하였다. 그리고 일반적인 사무실과 고천장 공장에서의 조명이 실시될 공간에 대하여 비교 평가하였다.
제안 방법
- 조명시스템에서 초기비용, 연간 전력비, 보수비용은 다른 시간대에 발생하므로 그것들은 직접적으로 비교 될 수 없다. 그러므로 상이한 시점에서 발생한 비용 또는 편익을 동일한 시점의 가치로 환산하여 비교한다. 정밀 분석방법으로는 대안비교방법이 주로 사용되는데 절대적인 관점에서 비용/편익 분석방법을 수행할 수 있다.
- 조명계산 데이터들을 입력시켜 조명기구 수가 구해지면 조명이 실시될 공간의 형태에 따라 기구배치를 고려하여 사용기구 대수를 결정하고, 조명경제 데이터들을 입력시키면 조도와 조명경제가 계산된다. 그리고 마지막으로 전체 비용이 현재가치나 연차지불등가액으로 환산되어 경제성을 비교 평가한다.
- 입력하면 간단히 계산 되도록 하였다. 그리고 일반적인 사무실과 고천장 공장에서의 조명이 실시될 공간에 대하여 비교 평가하였다. 사무실인 경우 광원, 안정기, 등기구 등을 변화시키면서 시스템을 구성하고, 공장 조명에서는 HID 광원을 각각 다르게 시스템을 구성하여 조명 경제성을 비교 평가하였다.
- 본 연구에서는 정밀조명경제 분석을 이용하여, 조명이 실시될 공간에 대하여 광원, 조명기구, 배선설비공사비, 전기요금, 유지보수비 등에 할인율을 적용하여 전체 비용을 현재가치 또는 연금화로 환산하여 경제성을 비교 평가하는 워크시트를 개발하고, 이를 이용하여 사무실 및 공장에서의 조명 시스템 평가를 수행하였다.
- 사무실 길이가 18m, 폭이 12m 천장 높이가 2.8m이고 반사율은 천장 70%, 벽 50%, 바닥 10%인 공간에서 형광등기구 하면 개방형 조명시스템을 설계하고자 할 경우 형광램프 안정기, 등기구 등을 각각 다르게 시스템을 구성하여, 전체비용을 현재가치로 환산하고 또 운용시 매년 지불되는 연간지불액으로도 환산하여 다음과 같이 조명경제성을 비교 평가하였다. 여기서 사용된 데이터들은 한국산업규격, 물가자료, 제조회사에서 제공되는 카탈로그들의 자료를 참고하였다.
- 단순 조명경제 분석방법으로는 대체로 대안비교 분석방법이 채용되는데 분석의 검토 대상기간은 대상으로 선정되는 각 광원의 수명기간을 기준으로 한다. 이 방법은 비용을 중심으로 고려하며 비용 중에서도 램프, 안정기 및 전력요금 등의 조명에 필수적인 요소 항목만을 고려하여 단위광속 및 단위시간당 비용, 즉 단위시간 동안 같은 빛을 내는데 소요되는 비용을 계산하고, 이를 서로 비교함으로써 비용이 적게드는 설비를 선택할 수 있도록 한다.
- 조명 경제성 평가를 간편히 수행할 수 있도록 7단계로 구분되어 있는 Worksheet의 각 구성 요소들, 즉 조명계산 데이터 입력, 조명계산, 조명설계 결과 출력, 조명경제 데이터 입력, 조도계산, 조명경제 계산, 조명경제 결과 비교들에 대한 세부항목을 살펴보면 다음과 같다.
- 표 5는 천장이 10m, 길이 60m, 폭이 24m이고 반사율은 천장 50%, 벽 30%, 바닥 10%인 고천장 공장에서 HID 광원 램프를 각각 다르게 시스템을 구성하여 경제성을 비교 평가한 것이다. 고압나트륨램프, 메탈핼라이드램프, 고압수은램프 순으로 비용이 적게 투자되는 것으로 나타났다.
대상 데이터
- 8m이고 반사율은 천장 70%, 벽 50%, 바닥 10%인 공간에서 형광등기구 하면 개방형 조명시스템을 설계하고자 할 경우 형광램프 안정기, 등기구 등을 각각 다르게 시스템을 구성하여, 전체비용을 현재가치로 환산하고 또 운용시 매년 지불되는 연간지불액으로도 환산하여 다음과 같이 조명경제성을 비교 평가하였다. 여기서 사용된 데이터들은 한국산업규격, 물가자료, 제조회사에서 제공되는 카탈로그들의 자료를 참고하였다.
성능/효과
- 경제성을 비교 평가한 것이다. 고압나트륨램프, 메탈핼라이드램프, 고압수은램프 순으로 비용이 적게 투자되는 것으로 나타났다. 또 메탈핼라이드와 고압나트륨램프가 사용된 두 시스템을 비교해 보면 고압나트륨램프가 메탈핼라이드보다 광속이 많고, 수명이 길며, 동일 공간에서 소요 대수가 적어 소비전력도 적으므로 초기설비비, 연간조명비가 적게 나타났다.
- 전자식이 래피드형 보다 가격이 비싸므로 조명기구비가 높게되고 따라서 초기설비비가 높게 나타났으나 소비전력이 적어서 연간조명비가 적다. 그러므로 이 시스템의 전체 비용을 가치로 환산 비교하면 전자식 안정기가 사용된 조명시스템이 현재가치로 환산시 약 89,000원 정도 연간비용으로 환산시는 약 18,000원 정도 적게 투자됨을 알 수 있다.
- 26mm 32W 램프가 광속이 많고 수명이 길며 소비전력이 적으므로 동일한 공간에 시설되는 수량도 적게되어 연간보수비 및 연간조명비가 적게 나타났다. 또 26mm 32W가 32mm 40W 보다 가격이 비싸므로 초기설비비가 많게 나타났으며 전체 시스템 비용을 가치로 환산하여 비교해 보면 26mm 32W의 조명시스템이 현재가치로 환산시 약 888,000원 정도 연간비용으로 환산시는 182,000원 정도 적게 투자됨을 알 수가 있다.
- 고압나트륨램프, 메탈핼라이드램프, 고압수은램프 순으로 비용이 적게 투자되는 것으로 나타났다. 또 메탈핼라이드와 고압나트륨램프가 사용된 두 시스템을 비교해 보면 고압나트륨램프가 메탈핼라이드보다 광속이 많고, 수명이 길며, 동일 공간에서 소요 대수가 적어 소비전력도 적으므로 초기설비비, 연간조명비가 적게 나타났다. 그러나 우수한 조명시스템을 구성하기 위해서는 시설될 공간에서의 경제성, 명시성, 연색성 등을 고려하여 조명시스템을 구성하여야 한다고 생각된다.
- 전자식 안정기와 26mm 32W 램프를 사용한 시스템이 래피드 안정기와 32mm 40W 시스템보다 램프의 광속이 많고, 수명이 길며, 안정기 소비전력이 적어서 연간조명비가 적게 나타났으며, 초기설비비는 두 시스템중 전자가 후자보다 많았다. 또 전체비용을 현재가치로 환산하여 비교해 보면 전자식 안정기 26mm 32W의 시스템이 약 322,000원 정도 적게 투자됨을 알 수 있다.
- 결과가 표 4이다. 전자식 안정기와 26mm 32W 램프를 사용한 시스템이 래피드 안정기와 32mm 40W 시스템보다 램프의 광속이 많고, 수명이 길며, 안정기 소비전력이 적어서 연간조명비가 적게 나타났으며, 초기설비비는 두 시스템중 전자가 후자보다 많았다. 또 전체비용을 현재가치로 환산하여 비교해 보면 전자식 안정기 26mm 32W의 시스템이 약 322,000원 정도 적게 투자됨을 알 수 있다.
- 있다. 조명이 전체 전기에너지 소비전력의 18~20%를 차지하고 있다고 볼 때 등기구 하나 당 소비전력이 다른 전기기구에 비하여 작다는 것을 감안하면 사용되는 등 기구 수량은 매우 많다는 것을 알 수 있다. 따라서 어떠한 조명시스템을 설계하는 경우 경제성을 설계초기에 평가하여 같은 기능을 가진 시스템에서 최소의 비용이 드는 시스템을 선정하여야 할 것이다.
후속연구
- 수 있다는데 의미가 있다. 또한 보다 더 정확한 조명경제성 평가를 위해서는 보수율에 관련된 여러 가지 요소들이 고려되어야 하며 더 나아가서 조명시스템으로부터 얻을 수 있는 편익도 가치로 환산하여 경제성 평가에 반영하여야 한다고 본다.
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