야간도시경관의 미적향상, 시각적 안전의 확보 및 빛 공해 방지 등을 고려한 기존의 경관조명 평가방법은 대부분 측정점을 한 지점으로 한정하여 조명물리량을 분석함으로써 거리에 따른 평가결과의 다양성이 소홀히 취급되었다. 본 연구는 측정거리의 변화에 따른 평가대상 구조물의 표면휘도를 고려한 경관조명 평가방법을 제시하는데 연구의 목적이 있다. 이를 위하여 경관조명이 설치된 한강의 교량을 대상으로 CS-100과 ProMetric 1400 등 디지털 측광기기와 경관조명 소프트웨어 Lightscape v3.2를 활용하였다. 즉 측정거리 100[m], 300[m], 500[m]로 구분하여 현장측정 및 컴퓨터 시뮬레이션을 실시한 결과 거리변화에 따른 휘도의 평가방법은 대상 구조물로부터 약 100[m] 이내에서 실시하는 것이 휘도측면에서 유리한 것으로 나타났다.
야간도시경관의 미적향상, 시각적 안전의 확보 및 빛 공해 방지 등을 고려한 기존의 경관조명 평가방법은 대부분 측정점을 한 지점으로 한정하여 조명물리량을 분석함으로써 거리에 따른 평가결과의 다양성이 소홀히 취급되었다. 본 연구는 측정거리의 변화에 따른 평가대상 구조물의 표면휘도를 고려한 경관조명 평가방법을 제시하는데 연구의 목적이 있다. 이를 위하여 경관조명이 설치된 한강의 교량을 대상으로 CS-100과 ProMetric 1400 등 디지털 측광기기와 경관조명 소프트웨어 Lightscape v3.2를 활용하였다. 즉 측정거리 100[m], 300[m], 500[m]로 구분하여 현장측정 및 컴퓨터 시뮬레이션을 실시한 결과 거리변화에 따른 휘도의 평가방법은 대상 구조물로부터 약 100[m] 이내에서 실시하는 것이 휘도측면에서 유리한 것으로 나타났다.
Existing outdoor lighting evaluation methods for the city beautification at night, the measurements are limited by one point to analyze the photometric data. However, this methods could not represent the diversity of photometric result from the distance. This study aims to propose the new outdoor li...
Existing outdoor lighting evaluation methods for the city beautification at night, the measurements are limited by one point to analyze the photometric data. However, this methods could not represent the diversity of photometric result from the distance. This study aims to propose the new outdoor lighting evaluation method of structure surface luminance in accordance with the measuring distance. For the purpose, the field measurement and simulation of an illuminated structure were conducted by CS-100, Digital Photometry Instrument ProMetric 1400, and the Lightscape v 3.2 from the distance of 100[m], 300[m], 500[m]. The result shows that evaluation of the surface luminance by the distance should be measured from about 100[m] of an illuminated object for getting the familiar result from computer simulation.
Existing outdoor lighting evaluation methods for the city beautification at night, the measurements are limited by one point to analyze the photometric data. However, this methods could not represent the diversity of photometric result from the distance. This study aims to propose the new outdoor lighting evaluation method of structure surface luminance in accordance with the measuring distance. For the purpose, the field measurement and simulation of an illuminated structure were conducted by CS-100, Digital Photometry Instrument ProMetric 1400, and the Lightscape v 3.2 from the distance of 100[m], 300[m], 500[m]. The result shows that evaluation of the surface luminance by the distance should be measured from about 100[m] of an illuminated object for getting the familiar result from computer simulation.
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문제 정의
광진교의 경관조명은 크게 교량의 상부 구조물 인상판 측면과 하부구조물인 교각, 그리고 전망 대부분으로 구분할 수 있으며 본 연구에서는 광진교의 경관조명 구성요소에 작은 부분을 차지하는 전망대를 제외한 상판측면과 교각에 국한하여 연구를 진행하였다.
본 연구에서는 측정거리의 변화에 따른 표면 휘도 값을 분석하고 이를 토대로 거리의 변화를 고려한 개선된 경관조명의 평가방법을 제시하는데 목적이 있다.
제안 방법
경관조명을 인식하는 시인성에 직접적인 영향을 미치는 구조물 표면휘도의 물리적 특성을 거리에 따라 휘도값을 토대로 분석하기 위하여 연구대상의 구성요소 중 조명 연출이 적용된 상판측면과 교각에 대하여 CS-100과 ProMetric 1400을 활용하여 현장 측정을 실시하였으며, 컴퓨터 시뮬레이션은 Lightscape v3.2를 활용하였다.
CS-100, ProMetric 1400 그.리고 Lightscape v.3.2의 유용성 검토를 휘도값을 중심으로 비교하여 상대 오차율을 산출하였다.
연구대상에 대한 현장조사를 실시한 후 2005년 10 월 27일 22시 30분부터 24시 30까지 광진교 남단 한강 둔치에서 연구대상의 교량으로부터 측정거리를 경관 공학의 근경과 중경에 해당되는 100[m], 300[m], 500[m]로 구분하였다.
연구대상의 현장측정은 교량 남단에 위치한 한강 둔치에서 2005년 10월27일 20시 30분부터 24시 30분까지 K대학교 대학원생 3명과 함께 광학측정 기기를 활용하여 광진교의 표면휘도를 측정하였다.
연구의 정확성을 위하여 측정거리의 변화에 따라 측광된 구조물의 표면 휘도값과 컴퓨터 시뮬레이션에서 산출된 값의 상관관계를 비교하였다.
이를 위하여 CS-100, ProMstric 1400, 디지털 카메라를 측정위치에 동일한 조건으로 설치하여 측정점 한 개소 당 30초 간격으로 3회에 걸쳐 측정하여 그 평균값을 활용하였다.
이를 위하여 연구대상 교량에 적용된 경관조명 기구의 위치와 사양을 토대로 교량 모델링 및 조명 시뮬레이션 작업을 실시하였다. 특히 시뮬레이션 결과값의 정확성을 높이기 위하여 실제 연구대상에서 사용되어지는 램프 및 기구와 가장 적합한 IES파일을 확보하여 실험에 적용하였다(표 2 참조).
측정기기는 CS-100, ProMetric 1400, 그리고 디지털카메라를 측정위치에 설치하였으며, 사람의 시야를 고려한 높이로 고정하여 물리량을 측정하였다(사진 2, 사진 3 참조).
작업을 실시하였다. 특히 시뮬레이션 결과값의 정확성을 높이기 위하여 실제 연구대상에서 사용되어지는 램프 및 기구와 가장 적합한 IES파일을 확보하여 실험에 적용하였다(표 2 참조).
평가의 정확성을 위하여 측정기기 및 시뮬레이션의 유용성은 색채 색차계 CS-100, 디지털 광학측정기기 ProMstric 1400 그리고 컴퓨터 시뮬레이션 도구인 Lightscape v3.2를 활용하여 연구대상의 상판 측면과 교각 2개소에 대하여 연구대상으로부터 100[m] 거리에서 교량표면 휘도평균값을 산출하여 상대오차를 비교하였다.
현장측정 및 시뮬레이션 결과를 토대로 주변 환경과 경관조명대상의 거리변화에 따른 구조물 표면의 휘도의 평가방법을 제시하였다.
대상 데이터
본 연구의 대상선정은 서울의 한강에 위치한 교량을 중심으로 한 현황조사 후 한강의 60[約를 차지하는 거더교 중 최근에 경관조명이 설치된 광진교를 연구대상으로 선정하였다.
연구대상인 광진교는 2004년 12월에 준공된 교량으로써 상부구조형식은 Steel Box Girder, 하부교각은 라멘형이며, 교량의 연장은 1, 056血], 폭은 20[m]로 구성되어 있다(그림 1 참조).
이론/모형
또한 경관조명의 컴퓨터 시뮬레이션 소프트웨어로써 많이 활용되어지는 Lightscape v3.2를 활용하였다(그림 2 참조).
성능/효과
① 측정거리별 구조물 표면휘도값은 측정기기 모두 유사한 표면휘도를 나타냈으며, 거리가 멀어짐에 따라 표면휘도값이 줄어드는 것으로 나타났다(그림 10 참조).
측정거리의 변화에 따른 휘도값은 사용된 측정기기 모두에서 유사한 표면휘도를 나타냈으며, 거리가 멀어 짐에 따라 측광량이 낮아지는 변화의 정도도 비슷하였다.
② Lightscape v3.2를 이용하여 시뮬레이션 훅 산출된 표면휘도값은 현장측정 100[m] 거리의 표면 휘도 값과 매우 유사한 것으로 나타났다.
② 평가대상과의 거리변화에 따른 경관조명 물리량의 정확한 획득을 위한 측정거리는 CS-100과 ProMstric 1400의 경우, 100[m]에 근접한 거리일수록 측정된 표면휘도값의 정확성이 높아지는 것으로 나타났다.
③ Lightscape v3.2의 경우 시뮬레이션 후 산출된 물리 량은 작업자가 부여한 조건에 의해 계산된 절대값으로써 거리별 물리량의 변화는 나타나지 않으며, 시뮬레이션 결과값은 현장의 연구대상으로부터 100[m] 측정값의 표면휘도 측광량과 유사한 것으로 나타났다.
③ 조망거리의 변화에 따른 측광량은 측정 거리가 멀어짐에 따라 측정기기로 유입되는 빛의 각도 변화에 영향을 받아 휘도값은 휘도분포 그래프에서 하향곡선으로 나타났다.
그 결과 현장측정기기인 CS-100과 ProMetric 1400의 비교에서 상대오차율은 9.8[%], ProMetric 1408과 Lightscape v3.2의 비교에서는 9.1[%], CS-100과 Lightscape v3.2의 상오차율은 9.4[%]로 나타났다.
기존연구에서 측정기기로서 그 유용성과 활용도가 높은 CS-100과 최근에 보급된 다측점 디지털 광학 측정기기의 휘도값 비교를 통해 ProMetric 1400의 유용성을 검토한 결과 상대오차에서 상판측면 15.7[%], 교각 3.8[%]로 나타났으며 상대오차평균은 9.8[%]로 산출되었다(표 4, 그림 4 참조).
연구대상의 현장측정결과를 측정기기 와 시뮬레이션으로 구분하여 상판측면과 교각에 대한 거리별 휘도 값은 거리가 멀어짐에 따라 측정기기와 시뮬레이션에서 획득된 휘도값이 유사하게 낮아지는 것으로 나타났다(사진 4, 그림 9, 표 7 참조)
이를 토대로 본 연구의 내용과 범위 안에서 평가 방법을 제시하면 거리의 변화에 따른 구조물 표면 휘도의 측정거리는 구조물로부터 100[m]에서 측정하는 것이 컴퓨터 시뮬레이션과 경관조명 측정 휘도 값을 비교하는데 가장 적절한 것으로 나타났다.
허용오차범위인 10[%]내에 모두 포함되므로 측정기기와 시뮬레이션은 유용한 것으로 나타났다(그림 7 참조).
후속연구
본 연구는 연구대상으로부터 100[m], 300[m], 500[m]를 기준으로 거리의 변화에 따른 표면 휘도 값의 특성을 연구하였으며 100[m]룰 이내를 중심으로 하는 추가연구가 요망된다.
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