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문제 정의
- 본 연구는 기존의 터널 내 보행자로의 조명환경에 대한 실태조사를 위해 조도와 불쾌글레어를 중심으로 현재 상황을 파악하고 문제점을 분석하였다. 특히 보행자 관점의 불쾌글레어를 평가하기 위해 UGR법을 사용하여 평가하였다.
- 본 연구의 목적은 터널 내 보행자로의 조명 개선을 위한 근거자료를 제시하는 것이며, 이를 위하여 터널 내 보행자로의 조도와 불쾌글레어의 정도를 측정하여 실제 터널보행로의 조명환경 실태를 파악하고 문제점을 검토한다.
제안 방법
- 불쾌글레어를 평가하였다. 또한 보행자 설문조사를 실시하고 그 결과를 조명환경 측정결과와 비교하여 터널보행로의 문제점을 분석하였다.
- 또한 보행자에게 영향을 미치는 광원의 범위를 한정하기 위해 보행자의 시야 범위를 제한하였다. 시야 범위는 좌우 18아?], 상하 M0], 70[이로 제한하였으몌 14], 가시거리는 실험 시 촬영한 사진을 판독하여 광원의 모습을 육안으로 구분할 수 있는 평균 거리인 120[ml로 제한하였다.
- 또한 터널 조명과의 이격 거리에 대한 밝기 차이를 알아보기 위해 각 측정지점의 보행로 폭 방향으로 그림 7과 같이 0.5M 간격으로 3개의 측정지점 (A, B, C)을 설정하여 총 246개의 지점에서 조도를 측정하였다.
- 상도터널의 측정 조건 설정을 위해 터널의 조명조건을 파악하였다. 상세한 상도터널의 조명조건과 조명설치도면(단면, 평면)은 표 3, 그림 4, 그림 5와 같다 상도 터널 조명부분의 구성은 입구부(경계부- 이행부-완화부)-기본부-출구부로 계획되어 있으며, 각 부분에 따라 다른 간격으로 조명기구가 설치되어있다.
- 서울시 동작구에 위치한 상도터널을 연구대상로선정하여 보행자로의 조도를 측정하고 불쾌글레어평가를 실시하였다. 상도터널은 1981년에 완공되었으며, 2007년 7월 보행자 통로를 개설함과 동시에 조명개선사업을 실시하였다.
- 피험자들은 설문 실행 전에 불쾌글레어의 주관적인 평가에 대한 중분한 사전 교육을 받았다. 설문시간은 물리적 측정과의 결과비교를 위해 외부 조도가 16, 562[k], 15, 297[lx]로 측정된 양일의 주간 14:00시, 야간 20:00시에 설문조사를 실시하였다.
- 엑셀 시트를 이용한 UGR 산출 시트를 제작하여 산출하였다. 광원 휘도는 측정지점과의 거리와 각도를 고려하여 cos값을 곱하여 계산하였으며, 표 6에 나타난 광원휘도는 광원의 법선면에서 측정한 광원 휘도이다.
- 조사 지점의 불쾌글레어에 대한 주관적인 평가를우]해, 설문에 사용한 척도를 UGR지수의 척도와 비교하기 위하여 표 10과 같은 값을 대입하여 수치화하였다.
- 주간과 야간의 조명 방법이 다르기 때문에 주간과 야간의 조도를 따로 측정하였다 측정 방향은 차량 헤드라이트의 영향을 최소로 하기 위해 차량 진행 방향과 동일방향으로 진행하였다. 측정 시 주간과 야간의 측정날짜, 시간, 외부조도는 표 4와 같다.
- 할 수 있다. 첫째, 터널 내부의 전체적인 밝기의 적절성과 둘째, UGR 측정지점에서 각 조명 부분의 밝기, 셋째, UGR 산출 지점에서의 불쾌글레어의 주관적인 평가이다. 표 7은 설문조사의 내용과 조사 목적을 나타낸다.
- 측정 높이는 도로 측의 안전분리대Q.2[m])에 의한 음영으로 인해 노면조도의 측정이 부정확하다고 판단하여 실제 사람의 눈높이인 L5[m]의 높이에서 수평조도를 측정하였다. 그림 6은 진행방향의 조도 측정지점을 나타낸다.
- 터널보행로의 조명환경을 파악하기 위하여 터널보행로의 조도를 측정하였고, 터널 내 조명기구에 의한 불쾌글레어를 평가하였다. 또한 보행자 설문조사를 실시하고 그 결과를 조명환경 측정결과와 비교하여 터널보행로의 문제점을 분석하였다.
대상 데이터
- 또한 유효광원의 경우 피실험자의 시야범위 와 가시거리 내에 위치하며 입체각의 크기가 0.1~0.003[sr] 에 해당하는 광원을 유효광원으로 선정하였다. 각 지점별 변수는 표 6과 같다.
- 설문 조사 인원은 야간 8명, 주간 6명으로 야간 주간 모두 참여한 피실험자는 2명으로 총 12명이 설문조사에 참가하였다. 피험자 구성은 남자 8명, 여자 4 명이며, 설문자는 모두 상도터널을 도보로 이용한 경험이 없는 20대의 학부생을 선정하였다.
- 참가하였다. 피험자 구성은 남자 8명, 여자 4 명이며, 설문자는 모두 상도터널을 도보로 이용한 경험이 없는 20대의 학부생을 선정하였다. 피험자들은 설문 실행 전에 불쾌글레어의 주관적인 평가에 대한 중분한 사전 교육을 받았다.
이론/모형
- Guth 의 위치 지수(P) 는 CIE Technical Rq»rt 117에 표의 형태로 제시되어 있지만, 이는 프로그램이나 많은 양의 계산에는 적합하지 않으므로 이 연구에서는 Einhorn이 그의 논문에서 제시한 식 (3)[12]을 사용하고자 한다. Guth 위치지수를 구하기 위해 필요한 변수들은 다음 그림 3과 같으며 UG択의 평가 척도는 다음 표 1과 같다.
- 광원 휘도는 측정지점과의 거리와 각도를 고려하여 cos값을 곱하여 계산하였으며, 표 6에 나타난 광원휘도는 광원의 법선면에서 측정한 광원 휘도이다. 배경휘도는 터널 내부의 배경 휘도가 광원의 거리와 밀접한 관계를 보이며, 일정한 배경 휘도을갖지 않는다는 것을 근거로 Michelle이 제시한 배경휘도 산출식 (4)를 사용하여 산출하였다.
- 불쾌글레어 산출은 UGR법으로 산출하였다. 엑셀 시트를 이용한 UGR 산출 시트를 제작하여 산출하였다.
- 일반적으로 도로조명의 글레어는 안전성 여부를 판단하기 위해 불능글레어를 즉정하지만, 본 연구에서는 터널 내 보행자의 보행환경에 조명이 끼치는 불쾌감을 정량적으로 해석하고자 하는 것이므로 UGR법을 사용하여 불쾌글레어를 평가한다.
- 특히 보행자 관점의 불쾌글레어를 평가하기 위해 UGR법을 사용하여 평가하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다.
성능/효과
- (1) 터널 내 보행자로의 밝기를 파악하기 위한 실제 조도는 평균조도는 주간은 975.2[lx], 야간은 32.63[lx] 이였다. 야간의 조도는 국제조명위원회(CIE)의 야간 권장조도인 7.
- (2) 터널 내부의 밝기에 대한 설문조사에서는 피험자들이 주간의 경우 야간에 비하여 터널 내부를 어둡게 인지 함을 알 수 있었으며, 주간의 경우 전체적인 밝기의 개선책이 필요함을 알 수 있었다.
- (3) 불쾌글레어 지수는 주간에 비해 야간의 경우더 높은 것으로 산출되었다. 이는 배경휘도의 차이에 기인하며 특히 야간의 경우, 경계부의 UGR 지수가 큰 것으로 나타나 불쾌글레어의 발생가능성이 크며, 조명의 개선이 필요함을 알 수 있었다.
- (4) 불쾌글레어에 관한 설문조사 결과, 주간의 경우는 UGR 법을 통해 산출된 결과에 비하여 낮게 산정되었으며, 조명부분에 따른 패턴이 모두 일치하였다. 야간의 경우는 완화부와 기본 부의 경우 산출된 UGR 값에 비하여 실제 보행자가 불쾌감을 크게 느끼는 것으로 나타났다.
- 또한 피실험자 응답 결과의 평균값과 산출된 UGR값을 비교했을 때, 주간의 경우는 산출된 UGR 값과 피실험자의 패턴이 동일하게 나타났으며, 설문조사 결과가 최소 1.7~최대 4.7의 차이를 보이는 것으로 나타났다. 하지만 야간의 경우 설문조사 결과와 산출된 UGR값의 차이가 최소 0.
- 실험결과를 살펴보면 피험자의 UGR 지수 분포의 범위는 야간의 경우 최대 26.3~최소 22.8이며, 주간의 경우는 최대 22.5~최소 15.5로 주간에 비해 야간이 그 분포 범위가 좁음을 알 수 있다. 즉 야간의 경우 비교적 균일한 배경휘도에 의해 실제로 피실험자가 느끼는 조명부분별 불쾌글레어 차이가 크지 않은 것으로 나타났다.
- 일치하였다. 야간의 경우는 완화부와 기본 부의 경우 산출된 UGR 값에 비하여 실제 보행자가 불쾌감을 크게 느끼는 것으로 나타났다. 또한 야간의 경우 주간에 비하여 주관적인 글레어 평가의 값이 크게 나타났으므로 전반적인 보행자 공간의 조명에 대하여 개선이 필요함을 알 수 있었다.
- 이에 비해 주간의 UGR 지수는 전 구간에서 야간의 UGR 지수보다 낮게 산정이 되었으며, 경계부와 기본부에서는 지수가 22 이하로 산출되어 야간에 비해 양호한 환경을 유지할 수 있음을 알 수 있었다 이처럼 야간보다 주간의 UGR 지수가 더 낮게 나타난 것은 배경휘도의 값이 비교적 야간보다 주간이 더 크게 나타났기 때문임을 알 수 있다.
- 전체적인 밝기의 문항에서 야간의 경우가 주간보다 밝다고 느끼는 것으로 나타났다. 그리고 야간의 경우는 중립(밝지도 어둡지도 않다.
- 2로 주간에 비하여 크게 나타났다. 전체적인 패턴에 있어서도 완화부와 기본부의 실험자 평균이 UGR 산출 값보다 크게 나타났으며, 완화부와 기본부에서 산출된 UGR 지수는 다른 조명부분에 비하여 낮게 산출되 었지만 주관적 인 평가는 다른 조명부분에 비해 비교적 불쾌하게 느끼는 것으로 나타났다.
- 5로 주간에 비해 야간이 그 분포 범위가 좁음을 알 수 있다. 즉 야간의 경우 비교적 균일한 배경휘도에 의해 실제로 피실험자가 느끼는 조명부분별 불쾌글레어 차이가 크지 않은 것으로 나타났다.
후속연구
- 또한 보행자 측면에서의 터널조명의 질을 평가하기 위해서 본 연구에서는 UGR(Unified Glare Rating) 평가법을 사용하기 때문에, 이 평가법의 적용 방법을 알아 볼 필요가 있다.
- 야간의 경우는 완화부와 기본 부의 경우 산출된 UGR 값에 비하여 실제 보행자가 불쾌감을 크게 느끼는 것으로 나타났다. 또한 야간의 경우 주간에 비하여 주관적인 글레어 평가의 값이 크게 나타났으므로 전반적인 보행자 공간의 조명에 대하여 개선이 필요함을 알 수 있었다.
- 할 것으로 보인다. 본 연구는 연구배경에서 밝힌 서울시 '터널보행로 환경개선 사업'에 있어 조명환경 개선을 위한 기초자료로 사용될 수 있을 것이다.
- 본 연구를 통해 도출된 결과로 볼 때 터널 내 보행자를 위한 별도의 조명 대책이 필요하며, 도로 조명의 조건과 보행자의 쾌적한 빛환경을 모두 만족시킬수 있는 광원의 개발, 배치방법에 관한 연구가 진행되어야 할 것으로 보인다. 본 연구는 연구배경에서 밝힌 서울시 '터널보행로 환경개선 사업'에 있어 조명환경 개선을 위한 기초자료로 사용될 수 있을 것이다.
- 이것은 기본부의 조명부분의 길이가 길고(296[m]) 조명간 거리 또한 가장 길기(8[m]) 때문인 것으로 추측된다. 설문조사 결과와 조도 측정결과를 바탕으로 할 때, 주간의 내부 밝기에 대한 개선이 필요할 것으로 사료된다
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