선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서, 본 연구에서는 소규모 사무공간을 대상으로 주광과 인공조명의 성능 평가를 위한 디밍 제어 시스템의 실험을 실시함으로써, 사무소 건물의 조명 에너지 절약을 도모할 수 있는 성능평가 자료를 제시하고자 한다.
- 본 연구에서는 소규모 사무공간의 조명환경을 분석하기 위하여, 1차적으로 K 대학교의 연구실을 대 상공 간으로 선정한 후 실제 성능평가자료를 취득하기 위해 대상 공간 천장에 주광 센서를 부착하고, 인공조명 등기구에는 디밍용 안정기와 이를 제어할 수 있는 조명제어시스템을 설치하여 실험을 실시하였다. 본 연구에서는 주광 분석을 위해 외부조도에 따라 세 가지 천공 type(청천공, 부분담천공, 담천공) 으로 구분하였으며, 외부조도에 따른 주광 및 인공조명에 의한 작업 면 조도와 광센서의 조도를 측정하였다.
- 본 절에서는 대표적인 3가지 천공(담 천공, 부 분담 천공, 청 천공^서 주광의 증가에 따른 인공조명과 전체조도의 변화를 평가하고자 하였다.
제안 방법
- 다주간(4/1~4/30 중 유효 측정일 21일) 일반적인 작업시간대(오전 8시 ~오후 6시)의 외부조도와 작업 면 조도 에너지 사용량이 측정되었다. 측정 기간동안 평균 작업면 조도는 579[lux] 이었고, 등기구의 평균 점등율은 40.
- 본 연구에서는 주광 분석을 위해 외부조도에 따라 세 가지 천공 type(청천공, 부분담천공, 담천공) 으로 구분하였으며, 외부조도에 따른 주광 및 인공조명에 의한 작업 면 조도와 광센서의 조도를 측정하였다. 또한 시스템의 성능과 주광에 따른 디밍 시스템의 에너지 절감을 평가하기 위하여 조명 에너지 소비량을 측정하였다.
- 본 실험에서 2장에서와 동일한 대상공간(그림 1) 에서 직접조명방식으로 실 깊이에 따라 창으로부터 멀수록 등기구의 점등율을 높게 유지하도록 등기구 별로 점등율을 변화시켜 실내조도분포를 측정하였다. 본 실험에서 사용한 둥기구는 40[W](T12) 2등으 로, 실험실 내에 3개의 등기구를 설치하였으며, 등기 구 배치는 창으로부터 가장 먼 곳에 위치한 것을 #1 으로, 창으로부터 가장 가까운 곳에 #3로 명명하였다.
- 본 연구에서 조도계는 7개를 설치하였으며(외부 조도 1, 작업 면 조도 5, 센서 조도 1), 작업 면 조도는 실 중앙부 5개 지점의 평균값을 기준으로 분석하였다 센서는 천장에 설치하였으며, 개방형(unshielded type)으로 실험하였다. 측정실험은 약 40일간(3/1 8-4/30) 실시하였으며, 일반 작업 시간대인 오전 8시 ~오후 6시까지 매 5분 단위로 측정하였다.
- 본 실험에서 사용한 둥기구는 40[W](T12) 2등으 로, 실험실 내에 3개의 등기구를 설치하였으며, 등기 구 배치는 창으로부터 가장 먼 곳에 위치한 것을 #1 으로, 창으로부터 가장 가까운 곳에 #3로 명명하였다. 본 연구에서는 등기구의 점등율 제어를 위해 디 밍용 전자식안정기를 설치하여 실험하였고, 디밍 범 위는 100~40[%] 의 조명 출력으로 구분하였다.
- 본 연구에서는 소규모 사무공간의 조명환경을 분석하기 위하여, 1차적으로 K 대학교의 연구실을 대 상공 간으로 선정한 후 실제 성능평가자료를 취득하기 위해 대상 공간 천장에 주광 센서를 부착하고, 인공조명 등기구에는 디밍용 안정기와 이를 제어할 수 있는 조명제어시스템을 설치하여 실험을 실시하였다. 본 연구에서는 주광 분석을 위해 외부조도에 따라 세 가지 천공 type(청천공, 부분담천공, 담천공) 으로 구분하였으며, 외부조도에 따른 주광 및 인공조명에 의한 작업 면 조도와 광센서의 조도를 측정하였다. 또한 시스템의 성능과 주광에 따른 디밍 시스템의 에너지 절감을 평가하기 위하여 조명 에너지 소비량을 측정하였다.
- 본 장에서는 인공조명에 의한 실내 조명환경을 평 가하기 위하여 대상공간에서 인공조명에 따른 작업 면 조도분포와 센서조도를 측정하였다.
- 본 장에서는 주광에 의한 실내 조명환경을 평가하기 위하여 대상 공간에서 외부조도에 따른 작업 면 조도분포와 센서 조도를 측정하였다.
- 작업면 조도(Ed)와 주광 성능에 따라 디밍 시스템에 영향을 주는 센서조도 (Sd)는 상관관계가 있으며, 모든 조명제어 알고리즘은 주광 조건에 따라 일정하 게 유지되는 Ed/Sd 비를 필요로 한다. 본 절에서는 디밍 시스템의 성능과 주광에 따른 에너지 절감을 평가하기 위한 자료로 Ed/Sd 비를 측정하였다. Ed/Sd 비를 산정하기 위해 작업면 조도(Ed) 는 주광 센서의 직하부에 위치한 #2 작업면의 조도를 기준으로 하였으며, 직사일광의 사입을 배제하기 위해 측정 조도값이 작업 기준조도보다 현저하게 큰 경우 (l, 400[lux] 이상)는 계산에서 제외하였다.
- 외부 기상상태에 따라 주광 이용률이 높을수록 더 많은 에너지 절감을 꾀할 수 있다. 본 절에서는 디밍 제어를 적용하여 주광 이용에 따른 조명에너지 절감 에 대해 분석하였다.
- 상기 기준을 참조하여 흐린 날 조건에 해당하는 최대 외부 수평면 조도가 약 20, 000血x] 이하인 경우를 담천 공으로 분류하였다. 일반적으로 부분담천공으 로 분류되는 운량 비 40~7이:%]를 측정된 최대 조도에 대한 비율로 개략화하여 최대조도가 20, 000- 60, 000[lux]인 경우를 부 분담천공으로, 60, 000[lux] 이상인 경우를 청천공으로 본 논문에서는 분류하였다.
- 상기 기준을 참조하여 흐린 날 조건에 해당하는 최대 외부 수평면 조도가 약 20, 000血x] 이하인 경우를 담천 공으로 분류하였다. 일반적으로 부분담천공으 로 분류되는 운량 비 40~7이:%]를 측정된 최대 조도에 대한 비율로 개략화하여 최대조도가 20, 000- 60, 000[lux]인 경우를 부 분담천공으로, 60, 000[lux] 이상인 경우를 청천공으로 본 논문에서는 분류하였다.
- 조명제어를 위한 계산은 천장에 설치된 광센서의 측정조도(Present Value ; PV) 와 디밍 개시조도(Set Point ; SP)와의 차이를 기준으로 하여, PV가 SP보다 클 경우 매 lOElux]당 5[%]씩 점등율이 감소하도 록 PV와 SP 차이에 따른 연차적 비례제어방식을 채 택하였으며, 각 등기구별로 점등과 소등되는 기준 조 도를 별도로 설정하여 광센서의 측정조도에 따라 자 동적으로 점등/소등되도록 설치하였다. 표 3은 작업 면 조도 400 ~500[lux]를 확보하기 위한 각 등기구 별 점등/소등 및 디밍레벨 설정값을 나타낸 것이다.
- 본 연구에서 조도계는 7개를 설치하였으며(외부 조도 1, 작업 면 조도 5, 센서 조도 1), 작업 면 조도는 실 중앙부 5개 지점의 평균값을 기준으로 분석하였다 센서는 천장에 설치하였으며, 개방형(unshielded type)으로 실험하였다. 측정실험은 약 40일간(3/1 8-4/30) 실시하였으며, 일반 작업 시간대인 오전 8시 ~오후 6시까지 매 5분 단위로 측정하였다.
- 태양의 직사 일광 성분은 센서에 직접적으로 영향을 미치기 때문에, 각각의 측정 자료를 청 천공, 부분 담 천공, 담 천공으로 구분하였으며, 참조 기준 1)은 다음과 같다.
대상 데이터
- 본 실험에서 2장에서와 동일한 대상공간(그림 1) 에서 직접조명방식으로 실 깊이에 따라 창으로부터 멀수록 등기구의 점등율을 높게 유지하도록 등기구 별로 점등율을 변화시켜 실내조도분포를 측정하였다. 본 실험에서 사용한 둥기구는 40[W](T12) 2등으 로, 실험실 내에 3개의 등기구를 설치하였으며, 등기 구 배치는 창으로부터 가장 먼 곳에 위치한 것을 #1 으로, 창으로부터 가장 가까운 곳에 #3로 명명하였다. 본 연구에서는 등기구의 점등율 제어를 위해 디 밍용 전자식안정기를 설치하여 실험하였고, 디밍 범 위는 100~40[%] 의 조명 출력으로 구분하였다.
- 본 연구에서 측정한 실험실의 크기는 3.6X7.2X2.6[m]이고, 창의 투과율은 30[%]이다 주광 센서는 창으로부터 3.6[m](실 깊이의 1/2) 지점의 천장에 설치하였으며, 작업 면 조도 측정점은 실 중앙부 5점으로 설정하였고, 작업 면 높이는 바닥으로부터 0.8[m], 설계 조도는 500[lux]로 설정하였다. 표 1은 실내 표면 반사율을, 그림 1은 대상 공간의 크기 및 측정점을 나타낸 것이다.
성능/효과
- 1) 작업면 조도(Ed)와 센서조도(Sd) 간에는 상관 성 이 있었으며, 두 변수간의 비 (Ed/Sd)는 2.0~2.7의 분포로 나타났고, 외부조도가 높을수록 다소 낮은 비율을 나타내었다.
- 7일간의 기상 조건 은 담천공 2일, 부분담천공 1일, 청천공 4일로 일반적인 분포가 즉정되었다. 1주(7일)간 주광과 인공조 명을 포함한 평균 작업면 조도는 595Qux], 평균 점등율 49.7[%]이었 고, 에너지 절감율은 약 43.7[%]로 나타났다.
- 2) 1개월간 측정한 작업 시간대의 월간 에너지 절 감율은 약 53.1[%] 로 나타났으며, 외주부존(Perimeter Zbne)을 고려하여 창가 쪽의 등기구를 완전히 소등한 경우는 절감율이 약 44.2[%] 정도로 나타났다.
- 3) 외부조도와 에너지 절감율 간에는, 외부조도가 20, 000[lux]보다 낮을 경우 에너지 절감율이 낮게 나타나고 있으며. 외부조도가 20, 000~60, 000[lux]사이 에서는 조도가 증가함에 따라 에너지 절감율도 따라서 증가하며, 외부 조도가 60, 000[lux] 이상일 때는 에너지 절감이 변화하지 않고 일정하게 유지됨을 알 수 있었다.
- 실제로, 측정기간 동안 담천공을 제외한 나머지 천공의 경우 창으로부터 가장 가까운 곳 에 위치한 등기구가 작업시간동안 약 60~80[%] 정도 소등되고 있었다. 따라서, 작업 시간동안 창으로 부터 가장 가까운 곳에 위치한 등기구가 전시간 소 등되어 있는 것으로 가정하여 산출한 4월 월간 에너지 절감율은 약 44.2[%]로 나타났다.
- 7의 분포로 나타났다. 본 실험결과 외부조도가 높을수록 EcVSd 비율이 다소 낮게 나타나고 있었으며, 표 2는 작업면조도와 센서조도간의 상관관계(R2)를 나타낸 것이다.
- 3) 외부조도와 에너지 절감율 간에는, 외부조도가 20, 000[lux]보다 낮을 경우 에너지 절감율이 낮게 나타나고 있으며. 외부조도가 20, 000~60, 000[lux]사이 에서는 조도가 증가함에 따라 에너지 절감율도 따라서 증가하며, 외부 조도가 60, 000[lux] 이상일 때는 에너지 절감이 변화하지 않고 일정하게 유지됨을 알 수 있었다.
- 이상과 같이 본 연구에서 실험 측정한 결과, 외부 기상조건에 따라 실내로 주광이 사입될 경우, 디밍 제어를 통해 실 깊이에 따른 등기구의 점등율이 변 화되어 실내 공간의 전반조명에 필요한 균등한 조도 를 확보할 수 있고, 조명에너지 절감도 꾀할 수 있는 것으로 나타났다. 향후 계속되는 측정 실험을 통하여 연간 데이터베이스를 확보하고자 한다.
- 그림 5는 천공 조건에 따른 작업면 조도와 센서 조도간의 관계를 나타낸 것이다<3/18~23). 측정 결과, 주광시 각각의 천공 조건에 따른 작업면 조도와 센서 조도간의 비(E山Sd)는 전체 작업시간(8시~18 시) 동안 2.0~2.7의 분포로 나타났다. 본 실험결과 외부조도가 높을수록 EcVSd 비율이 다소 낮게 나타나고 있었으며, 표 2는 작업면조도와 센서조도간의 상관관계(R2)를 나타낸 것이다.
후속연구
- 이상과 같이 본 연구에서 실험 측정한 결과, 외부 기상조건에 따라 실내로 주광이 사입될 경우, 디밍 제어를 통해 실 깊이에 따른 등기구의 점등율이 변 화되어 실내 공간의 전반조명에 필요한 균등한 조도 를 확보할 수 있고, 조명에너지 절감도 꾀할 수 있는 것으로 나타났다. 향후 계속되는 측정 실험을 통하여 연간 데이터베이스를 확보하고자 한다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.