인공조명으로부터 유발되는 볼쾌글레어는 건강건축의 조명환경을 위한 중요한 평가요소이다. 글레어는 인간의 전체시야범위 내에서 휘도와 휘도대비에 의해 발생되는 감각으로서 정의되며, 시각적 작업을 수행하는 재실자에게 시작업의 방해를 일으켜 시각적 불쾌감을 유발할 수도 있다. 글레어는 글레어 광원의 위치, 글레어 광원의 밝기, 글레어 광원의 크기와 배경의 휘도에 의한 영향으로 평가될 수 있다. 따라서 변수를 제외한 나머지 요소들을 일정한 상태로 유지할 수 있는 실험기기가 글레어 평가를 위해 필요하다. 최근까지 글레어 평가기기의 성능한계로 인하여 글레어 요소들 간의 상관관계를 확인함에 있어서 제한이 있었다. 이에 선행연구를 참고하여 글레어 실험기기를 제작하고 이 기기를 글레어측정기기라고 명명하였다. 글레어측정기기는 지름 2[m] 반구형 스크린 내부 표면을 균일한 배경휘도 형성을 위해 흰색 무광택 도료로 마감하였으며, 광원들이 내부에 설치되어 있다. 글레어 광원은 $0{\sim}150,000[cd/m^2]$까지 조정이 가능하며 12개의 백열램프에 의한 배경휘도는 $0{\sim}350[cd/m^2]$까지 조정이 가능하다. 글레어 측정기기를 사용하여 피험자를 대상으로 시야범위 한계, 시선상의 BCD휘도와 상하부 시야에서의 BCD휘도 측정에 대한 연구가 진행되었다.
인공조명으로부터 유발되는 볼쾌글레어는 건강건축의 조명환경을 위한 중요한 평가요소이다. 글레어는 인간의 전체시야범위 내에서 휘도와 휘도대비에 의해 발생되는 감각으로서 정의되며, 시각적 작업을 수행하는 재실자에게 시작업의 방해를 일으켜 시각적 불쾌감을 유발할 수도 있다. 글레어는 글레어 광원의 위치, 글레어 광원의 밝기, 글레어 광원의 크기와 배경의 휘도에 의한 영향으로 평가될 수 있다. 따라서 변수를 제외한 나머지 요소들을 일정한 상태로 유지할 수 있는 실험기기가 글레어 평가를 위해 필요하다. 최근까지 글레어 평가기기의 성능한계로 인하여 글레어 요소들 간의 상관관계를 확인함에 있어서 제한이 있었다. 이에 선행연구를 참고하여 글레어 실험기기를 제작하고 이 기기를 글레어측정기기라고 명명하였다. 글레어측정기기는 지름 2[m] 반구형 스크린 내부 표면을 균일한 배경휘도 형성을 위해 흰색 무광택 도료로 마감하였으며, 광원들이 내부에 설치되어 있다. 글레어 광원은 $0{\sim}150,000[cd/m^2]$까지 조정이 가능하며 12개의 백열램프에 의한 배경휘도는 $0{\sim}350[cd/m^2]$까지 조정이 가능하다. 글레어 측정기기를 사용하여 피험자를 대상으로 시야범위 한계, 시선상의 BCD휘도와 상하부 시야에서의 BCD휘도 측정에 대한 연구가 진행되었다.
Discomfort Glare from the artificial light sources is an important issue in assessment of lighting quality for healthy buildings. Glare, as a factor of the characteristics of brightness, which has been defined as the sensation produced by contrast and luminance within an entire field view, unfavorab...
Discomfort Glare from the artificial light sources is an important issue in assessment of lighting quality for healthy buildings. Glare, as a factor of the characteristics of brightness, which has been defined as the sensation produced by contrast and luminance within an entire field view, unfavorably influences the occupants who performs visual tasks. It may cause annoyance and discomfort by interruption of visibility. In the whole visual field, glare can be determined by effects of the position, the luminance and the size of the light source and brightness of the surroundings. Therefore, experimental equipment is required to maintain a constant visual lighting environment. Recent studies have been developed and used the instrument for glare sensation evaluation but the instruments showed some difficulties to verify the correlation of glare indicators. The instrument have been developed with reference to former studies. It is called the Glare Tester. This is consist of 2[m]-diameter vertical dome screen painted with white flat paint, and light sources installed inside the screen. These light sources can provide various range of brightness at any inner surface of the screen. 2 Glare light sources can provide the value of luminance within the range of $0{\sim}150,000[cd/m^2]$. Moreover, 12 light sources are used for background luminance and it can perform the value of luminance within the range of $0{\sim}350[cd/m^2]$. Several experiments have been conducted using this Glare Tester to evaluate the range of the visibility, the values of BCD and the glare sensation in lower and upper visual field.
Discomfort Glare from the artificial light sources is an important issue in assessment of lighting quality for healthy buildings. Glare, as a factor of the characteristics of brightness, which has been defined as the sensation produced by contrast and luminance within an entire field view, unfavorably influences the occupants who performs visual tasks. It may cause annoyance and discomfort by interruption of visibility. In the whole visual field, glare can be determined by effects of the position, the luminance and the size of the light source and brightness of the surroundings. Therefore, experimental equipment is required to maintain a constant visual lighting environment. Recent studies have been developed and used the instrument for glare sensation evaluation but the instruments showed some difficulties to verify the correlation of glare indicators. The instrument have been developed with reference to former studies. It is called the Glare Tester. This is consist of 2[m]-diameter vertical dome screen painted with white flat paint, and light sources installed inside the screen. These light sources can provide various range of brightness at any inner surface of the screen. 2 Glare light sources can provide the value of luminance within the range of $0{\sim}150,000[cd/m^2]$. Moreover, 12 light sources are used for background luminance and it can perform the value of luminance within the range of $0{\sim}350[cd/m^2]$. Several experiments have been conducted using this Glare Tester to evaluate the range of the visibility, the values of BCD and the glare sensation in lower and upper visual field.
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문제 정의
이에 본 연구의 목적은 그동안 개발되어 사용된글레어 평가실험 장치에 대한 사례조사를 바탕으로 인간의 전체시야 내에서 광원의 위치와 광원의 밝기에 따른 인간의 글레어 감각에 대하여 자동측정이 가능한 기기를 개발하는 것이다
또한, 국내의 경우 “2004, 김원우, 글레어 광원의 위치변화에 의한 글레어상수의 변화” 연구에서 자체 제작한 기기를 사용하여 시선 이외의 위치에서 글레어 상수식 지수의 변화를 검토하였다[4]. 지수의 변화를 수용할 수 있는 글레어상수의 새로운 식을 제안을 목적으로 하는 실험을 진행하였다. 실험에 사용된 글레어 장치는 지름 66[cm]의 반구형 스크린과 직경 5[mm]의 광섬유로 구성되어 있다.
제안 방법
④ 테스트광원을 l, 000[c山 对]로 설정한 후 각각의 방위각에서 시야한계를 측정한다. ⑤ 시선을 정면으로 고정한 상태에서 시선 상에 위치한 기준광원을 바라보고 BCD휘도를 3회 측정한다. ⑥ 3회 측정값의 평균값을 기준 BCD 휘도로 정하여 시선상의 BCD휘도로 정하고 기준광원에 설정한다.
피험자의 머리를 턱 받침대에 올려놓은 상태에서 피험자가 관찰구를 응시하도록 한다. 관찰구에 설치된 카메라를 통하여 피험자의 눈을 관찰하여 시선의 위치를 확인한 후 스크린의 중심과 같은 위치로 수정하여 고정한다. 설정이 끝난 후 글레어 광원을 실험에 요구되는 위치로 이동하여 측정을 한 후 다시 같은 방법을 반복하여 실험을 진행한다.
기존 연구에 사용된 측정기기의 국내외 사례를 조사하였다.
실험에서는 피험자의 시선을 글레어 광원에 고정시킨 후 광원을 1초 간격으로 점멸시킨 상태에서 광원의 밝기를 평가하는 방법을 사용하였다. 동일한 실험을 10초간의 간격으로 3회 실행하여 그 평균을 사용하였다.
구성되어 있다. 반구형 스크린의 내측면은 흰색 무광택 도료로 마감처리하였다. 글레어 광원은 할로겐램프를 사용하였으며 배경광원은 각각 반사 갓과 백열등으로 구성되었다.
글레어광원으로는 직경 5[mm]의 광섬유를 통해서 발산되는 할로겐램프의 빛을 사용하였다. 배경휘도는 스크린 내부에 백열등을 설치하여 0〜350[a〃m‘]까지 조절이 가능하도록 기기를 제작하였다.
본 연구에서 자체 개발된 글레어 감각 측정기기는 1949, S.K. Guth와 2004, 김원우의 기존 연구에서 사용되었던 글레어 감각 측정기기의 한계점을 보완한 새로운 글레어 감각 측정기기이다. 이 기기를 사용하여 글레어 감각의 평가요소인 글레어광원의 휘도 위치, 크기와 배경휘도의 변화에 따라 달라지는 글레어감각의 정도를 정확하고 용이하게 측정할 수 있다.
관찰구에 설치된 카메라를 통하여 피험자의 눈을 관찰하여 시선의 위치를 확인한 후 스크린의 중심과 같은 위치로 수정하여 고정한다. 설정이 끝난 후 글레어 광원을 실험에 요구되는 위치로 이동하여 측정을 한 후 다시 같은 방법을 반복하여 실험을 진행한다. 실험 중 광원에 연결된 타이머의 점멸시간 간격을 조절하여 목적한 시간간격으로 두 실험광원을 교차로 점멸시킨다.
조절한다. 실험광원인 글레어광원과 테스트 광원은 스크린의 중심으로 이동시킨 후 CS-L00 휘도계를 사용하여 필요한 휘도레벨로 설정한 후 스크린 내부에서 실험시 필요한 위치로 이동시켜 실험을 진행한다.
00H[sr]이었다. 실험에서는 피험자의 시선을 글레어 광원에 고정시킨 후 광원을 1초 간격으로 점멸시킨 상태에서 광원의 밝기를 평가하는 방법을 사용하였다. 동일한 실험을 10초간의 간격으로 3회 실행하여 그 평균을 사용하였다.
대상 데이터
반구형 스크린의 내측면은 흰색 무광택 도료로 마감처리하였다. 글레어 광원은 할로겐램프를 사용하였으며 배경광원은 각각 반사 갓과 백열등으로 구성되었다. 배경광원은 반구형 스크린 가장자리에 일정 간격으로' 이격하여 설치하였다.
스크린 내부를 흰색 종이로 마감하고 스크린 중앙부에 피험자의 시선 고정을 위한 작은 구멍을 설치하였다. 글레어광원으로는 직경 5[mm]의 광섬유를 통해서 발산되는 할로겐램프의 빛을 사용하였다. 배경휘도는 스크린 내부에 백열등을 설치하여 0〜350[a〃m‘]까지 조절이 가능하도록 기기를 제작하였다.
K Guth, Brightaess in Visual Feild at Borcterline Betweoi Comfort and Discomfort(BCD)"연구에서 자체 제작한 기기를 사용한 실험을 진행하여 글레어를 유발흐}는 광원이 시선을 벗어남에 따라 글레어 감각이 달라지는 것을 휘도 비(시야 내 어떤 위치에서의 광원 휘도/시선상의광원 휘도)로 표현한 지수인 포지션인덱스로 처음 제안하였대 2-3丄 지름 약 2[m]의 반구형 돔 내부의 배경휘도는 피험자 머리 윗부분에 광원을 설치하여 약 34[cd/m']로 고정시켰다. 반구형 돔 내부 표면 중심에 지름 3.76[cm] 크기의 글레어 광원을 설치하였다. 피험자는 글레어 광원으로부터 약 l[m] 떨어진 거리에서 시선을 고정한 후 실험을 실시하였으며, 이때 피험자로부터의 글레어 광원의 크기는 0.
배경휘도 형성을 위한 배경광원은 12개의 반사 갓과 동일 개수의 50W 백열등으로 구성되어 있다. 미놀타 CS-100휘도계로 스크린 내부의 표면휘도를 측정한 결과 1대의 조광기로 0〜350[cd/就]의 범위에서 스크린 내 배경휘도의 밝기 조정이 가능하다.
지수의 변화를 수용할 수 있는 글레어상수의 새로운 식을 제안을 목적으로 하는 실험을 진행하였다. 실험에 사용된 글레어 장치는 지름 66[cm]의 반구형 스크린과 직경 5[mm]의 광섬유로 구성되어 있다. 스크린 내부를 흰색 종이로 마감하고 스크린 중앙부에 피험자의 시선 고정을 위한 작은 구멍을 설치하였다.
76[cm] 크기의 글레어 광원을 설치하였다. 피험자는 글레어 광원으로부터 약 l[m] 떨어진 거리에서 시선을 고정한 후 실험을 실시하였으며, 이때 피험자로부터의 글레어 광원의 크기는 0.00H[sr]이었다. 실험에서는 피험자의 시선을 글레어 광원에 고정시킨 후 광원을 1초 간격으로 점멸시킨 상태에서 광원의 밝기를 평가하는 방법을 사용하였다.
성능/효과
이와 같은 사항들이 측정 가능함으로 본 기기는 글레어 감각의 측정 기기로써 적합하다고 판단된다. 본 연구에서는 개발된 이 측정기기를 글레어측정기기로 명명하였다.
후속연구
측정이 가능한 사항은 크게 2가지로 나누어 볼 수 있다. 첫째, 글레어 연구의 기초자료가 되는 피험자의 시야 한계, 시선상에서의 KD휘도가 외부 환경이 통제된 환경 속에서 측정이 가능하다 둘째, 글레어 평가의 4가지 요소인 글레어광원의 휘도 크기, 위치와 배경휘도의 변화에 따른 글레어 감각의 변화를 측정함으로써 글레어 감각에 대한 각 요소들의 상호관계에 대한 연구가 가능하다.
연구가 본기기를 통해 측정되었다[5-6]. 향후 글레어 광원의 크기, 개수 종류를 달리하여 광원의 위치, 크기, 밝기와 배경의 밝기간의 상호관련성과 색온도의 변화가 글레어에 미치는 영향에 대한 연구가 본 기기를 통하여 측정 가능할 것이다.
참고문헌 (6)
김원우, 김정태. "창면의 상하부 휘도차에 따른 글레어 광원의 인식 변화", 한국생태환경건축학회 논문집, 2007.08, pp.17-22
M. Luckiesh and S.K. Guth, "Brightnesses in Visual Field at Borderline between Comfort and Discomfort(BCD)", Illum Eng., 1949, pp.650-670
S.K, Guth, "A Method for the Evaluation of Discomfort Glare", Illum Eng. 1963, pp.351-364
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