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
- 차양 장치의 높이 0%(모두 막힌 높이)의 경우 슬랫각도가 0°인 경우가 90° 경우보다 균제도가 우수하였으며 차양 장치의 높이가 40%, 슬랫각도가 0°인 경우와 60%, 슬랫각도가 0°와 90°인 경우 모두 블라인드가 롤러쉐이드 보다 우수한 주광유입 및 균제도를 나타내었다. 이는 미국 버클리국립연구소의 실험동의 실내를 기본 모델로 설정하였으며 향후 국내로 설정된 모델로 구성하여 다양한 변수의 적용에 대한 필요성을 제시하였다.
- 이에 본 연구는 변화하는 주광에 대응하는 블라인드의 자동제어를 위한 기초연구로서, 최적의 블라인드 시스템 적용을 위한 계절별 블라인드 조절변수에 따른 실내 주광유입 특성을 정량적으로 분석하는 그 의의가 있다.
제안 방법
- CIE 청천공 조건에서 블라인드 높이와 슬랫각도에 따른 실 부위별 균제도(Min/Max)는 가장 높은 태양의 고도로 인한 직사일광 유입의 영향이 가장 큰 남중시(12시～13시)로 한정하여 분석하였다[그림 6]. 춘추분(3/21)의 경우 블라인드 높이가 30%와 60%일 때 최대 1.
- 또한 국내외 거실 공간의 최대조도기준(1,500lx)을 고려하여 1,700lx이상인 조도 데이터의 경우 직사일광에 의한 영향으로 판단되어 제외되었다. KS권장조도에서 거실공간의 단란[150-200-300] 및 독서[300-400-600]에 요구되는 조도를 고려하여 200lx이상 700lx이하의 조도빈도분포를 분석하였다.
- 청천공 조건에서 각 계절별 대표적인 날인 춘추분(3/21, 9/21), 하지일(6/21), 동지일(12/21)로 선정하여 태양의 위치(오전 9시～오후 18시)에 따른 실내 주광유입특성을 분석하였다. 그림 5는 계절별 태양고도를 나타낸 것이며, 본 연구에서는 태양의 고도가 낮은 오전 10시, 오후 17시와 태양의 고도가 가장 높은 13시를 선정하여 분석하였다. 표 3은 계절별 태양고도변화에 대하여 블라인드 조절에 따른 실내 주광유입분포를 나타낸 것이다.
- 7m(H)로 이루어져 있으며, 발코니가 확장된 25평형 아파트 거실공간을 기본 모델로 선정하였다. 또한 천공상태는 베네시안 블라인드가 직사일광을 차단하는 것이 주된 목적이기 때문에 본 연구에서는 CIE 청천공상태만을 고려하였다. 시뮬레이션 공간의 방향은 주광의 영향이 가장 크게 나타나는 정남향으로 설정하였으며, 블라인드는 일반적으로 사용되고 있는 제품으로서 폭 4cm, 간격이 4cm로 폭과 간격의 비가 1:1인 모델을 적용하였다.
- 베네시안 블라인드의 슬랫각도 및 높이조절에 따른 주광유입 특성을 파악하기 위해 실의 바닥면 전체를 창면부(창면으로부터 1.9m 떨어진 부분), 중간부(창면으로부터 3.8m 떨어진 부분), 후면부(창면으로부터 5.7m 떨어진 부분)로 나누어 실의 주광유입 특성을 분석하였다.
- 본 연구에서는 블라인드의 높이와 슬랫각도 조절에 따른 실내 주광유입 분포를 분석하기 위해 래디언스 시뮬레이션을 이용하여 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 블라인드 조절에 따른 주광유입의 특성을 평가하기 위하여 실 전체적인 조도분포보다는 자연채광의 영향을 고려하기 위해 실의 창면부, 중간부, 후면부로 나누어 평균 조도 분포를 산출하였으며 거실공간에 대한 국내(KS)와 미국 (IESNA)조도기준은 표 1과 같다. 국내 기준의 경우 활동유형에 대하여 최소-중간-최대의 조도범위를 갖지만 미국조도기준의 경우 단일 조도값을 제시하고 있다.
- 블라인드가 창면을 차단하는 높이(shading H, %)를 0% (블라인드가 창면에 완전히 올라가 있는 경우), 30%, 60% 100% (블라인드가 창면에 완전히 내려온 경우)로 적용하였으며, 각 높이에 대하여 슬랫각도의 변화(-30°, -45°, 0°, +30°, +45°)를 주어 실의 주광유입 특성을 분석하였다.
- 또한 천공상태는 베네시안 블라인드가 직사일광을 차단하는 것이 주된 목적이기 때문에 본 연구에서는 CIE 청천공상태만을 고려하였다. 시뮬레이션 공간의 방향은 주광의 영향이 가장 크게 나타나는 정남향으로 설정하였으며, 블라인드는 일반적으로 사용되고 있는 제품으로서 폭 4cm, 간격이 4cm로 폭과 간격의 비가 1:1인 모델을 적용하였다. 시뮬레이션 기간은 춘분, 하지, 동지의 10시, 13시, 17시를 기준으로 태양의 위치에 따른 영향을 분석하여 실의 창면부(창면으로부터 1.
- 시뮬레이션 공간의 방향은 주광의 영향이 가장 크게 나타나는 정남향으로 설정하였으며, 블라인드는 일반적으로 사용되고 있는 제품으로서 폭 4cm, 간격이 4cm로 폭과 간격의 비가 1:1인 모델을 적용하였다. 시뮬레이션 기간은 춘분, 하지, 동지의 10시, 13시, 17시를 기준으로 태양의 위치에 따른 영향을 분석하여 실의 창면부(창면으로부터 1.9m 떨어진 부분), 중간부(창면으로부터 3.8m 떨어진 부분), 후면부(창면으로부터 5.7m 떨어진 부분)의 주광분포와 균제도를 산출하였다. 표 2는 시뮬레이션에 적용된 변수를 나타낸 것이며, 그림 1은 시뮬레이션에 적용된 대상공간의 제원을 나타낸 것이다.
- 래디언스(Radiance)는 채광성능 예측용 프로그램으로서 광추적(ray-tracing)기법이 적용되며, 정확한 실내조도분포 산출이 가능한 시뮬레이션 도구라 할 수 있다. 이를 위하여 Window(OS) 기반의 AutoCAD 2000을 활용하여 대상 공간 및 블라인드의 적용변수에 따른 3D모델링 작업을 실시하였으며 텍스트파일로 편집되어 래디언스에 적용시켜 데이터취득을 실시하였다.
- 차양 장치의 높이(0%, 40%, 60%, 80%)와 블라인드의 슬랫각도(0°, 90°)를 조절하여 주광유입의 분포를 분석하였다.
- 청천공 조건에서 각 계절별 대표적인 날인 춘추분(3/21, 9/21), 하지일(6/21), 동지일(12/21)로 선정하여 태양의 위치(오전 9시～오후 18시)에 따른 실내 주광유입특성을 분석하였다. 그림 5는 계절별 태양고도를 나타낸 것이며, 본 연구에서는 태양의 고도가 낮은 오전 10시, 오후 17시와 태양의 고도가 가장 높은 13시를 선정하여 분석하였다.
대상 데이터
- 래디언스 시뮬레이션에 적용된 대상공간의 크기는 6m(W)×6.9m(D)×2.7m(H)로 이루어져 있으며, 발코니가 확장된 25평형 아파트 거실공간을 기본 모델로 선정하였다.
성능/효과
- 1) 춘추분(3/21)의 경우 블라인드 높이 30%와 60%의 경우 태양의 고도에 따른 실 전체 동일한 주광유입분포 및 균제도를 나타내며 상향 45도 슬랫각도를 제외한 나머지 슬랫각도에 의한 큰 변화는 없는 것으로 나타났다.
- 2) 하지(6/21)의 경우 모든 블라인드 높이에 대하여 태양의 고도에 따른 실 전체에 유사한 주광유입 분포를 나타내며, 균제도 면에서도 가장 좋은 분포를 보이는 것으로 나타났다. 또한 슬랫각도 조절에 따른 주광환경의 변화가 없는 것으로 나타났다.
- 3)동지(12/21)의 경우 모든 블라인드 높이에 대하여 태양의 고도와 슬랫 각도조절에 의한 실 중간부의 주광환경 변화가 크게 나타났으며 하향 슬랫각도의 경우 주광유입 및 균제도 측면에서 향상되는 것으로 나타났다.
- 백주영외 4명(2006)은 전동식 블라인드가 설치된 건물을 대상으로 재실자의 블라인드 운영 실태 및 블라인드에 대한 인식도를 조사하였으며, 기존연구를 통한 Occlusion Index(창문에서 블라인드가 막혀있는 부분, %)를 산정하여 데이터를 분석하였다. 데이터 수집결과 과반수 이상의 블라인드가 일정한 위치에 고정된 상태로 거의 움직이지 않는 것으로 나타나 실의 밝기조절에 문제가 있었고, 블라인드를 올리는 원인은 시야 차단 및 조망확보가 가장 주요 원인으로 파악되었다. 선행연구 분석결과 블라인드의 단편적인 슬랫각도에 따른 주광성능을 평가하고 있으며 국내 실정에 맞는 주광변화에 따른 블라인드 조절에 관한 연구에 한계가 있는 것으로 나타났다.
- 1배의 주광분포로 거의 동일한 주광유입 경향을 나타내고 있으며, 또한 블라인드 높이가 내려갈수록 슬랫각도 조절에 따른 실내 창면부와 중간부의 조도분포 차이가 커지는 경향을 보이는 것으로 나타났다. 동지의 가장 낮은 태양고도에서 유입된 블라인드의 슬랫각도와 높이조절에 영향을 주어 직사일광의 유입과 차양성능에 의한 실의 창면부와 중간부에 극심한 조도분포차이를 보이는 것으로 나타났다.
- 3배의 적은 조도분포차이를 보이는 것으로 나타났다. 또한 모든 블라인드 높이에서 슬랫각도에 의한 조도분포의 차이가 없는 것으로 나타났다.
- 또한, 블라인드 슬랫각도 0°인 경우 가장 높은 균제도와 DGI(불쾌글레어 평가지수)로 분석되었다.
- 롤러쉐이드와 블라인드 슬랫각도(0°, 30°, 60°)변화에 따른 주광이용 특성을 비교 분석한 결과, 블라인드의 슬랫각도가 30°와 60°인 경우 시간변화와 관계없이 실의 조도비가 균일한 것으로 나타났다.
- 1배 조도분포차이로 거의 동일한 조도분포를 나타내고 있다. 블라인드 높이가 100%(모두 닫힌 상태)일 때와 60%일 때 상향 45도 슬랫각도의 경우 거의 동일한 주광유입 분포를 보이는 것으로 나타났다.
- 1배의 거의 동일한 조도 분포를 보이며, 슬랫각도 조절의 영향과 관계없이 실의 창면부와 중간부에 직사일광의 유입을 보이는 것으로 나타났다. 블라인드 높이가 60%와 100%인 경우 상향 슬랫각도일 때 블라인드 높이 30%와 동일한 주광유입을 보이는 것으로 나타났으며, 슬랫각도의 조절이 창면부와 중간부의 8배 이상의 극심한 조도분포차이에 영향을 주는 것으로 나타났다.
- 상향슬랫각(+30°, +45°)에 대한 200lx이상 700lx이하의 누적조도빈도는 하지일의 경우, 모든 차양 높이에 대한 조도빈도분포가 거의 동일한 것으로 나타났으며 춘분일과동지일의 경우, 차양 높이 30%에 대하여 슬랫각도별 거의 동일한 조도빈도분포 값을 보이는 것으로 나타났다.
- 수평 0도의 슬랫 각도일 때 모든 슬랫높이에 대하여 춘분일의 경우 54% 이상 동지일의 경우 약 70% 정도 500lx의 조도분포를 갖으며 하지일의 경우 75% 정도가 200lx의 낮은 조도값을 갖는 것으로 나타났다. 이는 모든 측정일의 차양 높이에 대하여 슬랫 각도가 상향 30도인 경우와 가장 비슷한 조도빈도분포를 나타내며, 동지일의 1,100lx이상의 높은 조도빈도값을 상향 30도인 경우 수평 0도인 경우에 비하여 최대 3배정도 높은 것으로 나타났다.
- 실 전체 바닥면의 누적조도빈도 분석결과, 블라인드 슬랫각이 상향 30도일 때 모든 차양 높이에 대하여 춘분일의 경우 60% 이상, 동지일의 경우 약 80% 정도 500lx의 조도 분포를 갖으며 하지일의 경우 70% 정도가 200lx의 낮은 조도빈도값을 갖는 것으로 나타났다. 상향 45도 슬랫각도일 때 모든 슬랫높이에 대하여 상향 30도인 경우에 비해 춘분일의 경우 50% 이상 동지일의 경우 60% 이상 500lx의 조도값을 보이고 있다.
- 차양 장치의 높이 0%(모두 막힌 높이)의 경우 슬랫각도가 0°인 경우가 90° 경우보다 균제도가 우수하였으며 차양 장치의 높이가 40%, 슬랫각도가 0°인 경우와 60%, 슬랫각도가 0°와 90°인 경우 모두 블라인드가 롤러쉐이드 보다 우수한 주광유입 및 균제도를 나타내었다.
- 춘분의 주광유입분포의 경우 모든 블라인드의 높이에 대하여 슬랫각도 45도인 경우 제외하고 슬랫각도별 거의 동일한 주광유입분포를 보이며, 블라인드가 100%(모두 내려온 경우) 춘분의 태양 고도와 슬랫각도의 45도일 때 직사일광 유입으로 인해 창면부와의 중간부에 극심한 조도편차를 보이는 것으로 나타났다.
- 춘분일(3/21)의 17시의 경우 블라인드 높이 30%에 대하여 모든 슬랫각도별 동일한 조도분포를 보이며, 상향 45도 슬랫각도일 때 모든 블라인드 높이의 경우 거의 동일한 주광유입분포를 보이는 것으로 나타났다. 또한 춘분일의 블라인드 높이가 30%와 60%의 경우 창면부와 중간부의 17배 이상 높은 조도분포의 차이를 보이며, 이는 춘분일의 태양의 고도에 의한 직사일광 유입이 블라인드 슬랫각도에 영향을 주어 창면부의 높은 조도분포를 보이는 것으로 판단된다.
- 하향 30도 슬랫각도일 때 차양 높이 30%에 대하여 춘분일 경우 50%, 동지일의 경우 74%, 하지일의 경우 30%가 500lx의 조도분포를 갖으며, 하지일의 경우 차양 높이 100%에 대하여 400lx이상 되는 조도값은 없는 것으로 나타났다. 하향 45도 슬랫각도일 때 차양 높이 30%에 대하여 춘분일 경우 50%이상, 동지일의 경우 70%, 하지일의 경우 15%가 500lx의 누적조도분포를 갖으며, 하지일의 경우 차양 높이 100%에 대하여 300lx이상 되는 조도값의 분포는 없는 것으로 나타났다.
- 하향 30도 슬랫각도일 때 차양 높이 30%에 대하여 춘분일 경우 50%, 동지일의 경우 74%, 하지일의 경우 30%가 500lx의 조도분포를 갖으며, 하지일의 경우 차양 높이 100%에 대하여 400lx이상 되는 조도값은 없는 것으로 나타났다. 하향 45도 슬랫각도일 때 차양 높이 30%에 대하여 춘분일 경우 50%이상, 동지일의 경우 70%, 하지일의 경우 15%가 500lx의 누적조도분포를 갖으며, 하지일의 경우 차양 높이 100%에 대하여 300lx이상 되는 조도값의 분포는 없는 것으로 나타났다.
- 하향슬랫각(-30°, -45°)에 대한 200lx이상 700lx이하의 누적조도빈도는 차양 높이 100%일 때 하향 30°일 때가 하향 45°에 비해 하지일의 경우에는 300lx이상의 조도빈도분포 값이 6.5배 높은 것으로 나타났다.
- 중간부. 후면부에 최대 1.1배의 거의 동일한 조도 분포를 보이며, 슬랫각도 조절의 영향과 관계없이 실의 창면부와 중간부에 직사일광의 유입을 보이는 것으로 나타났다. 블라인드 높이가 60%와 100%인 경우 상향 슬랫각도일 때 블라인드 높이 30%와 동일한 주광유입을 보이는 것으로 나타났으며, 슬랫각도의 조절이 창면부와 중간부의 8배 이상의 극심한 조도분포차이에 영향을 주는 것으로 나타났다.
후속연구
- 본 연구의 결과는 블라인드 조절(슬랫각도와 높이)에 따른 조망확보 및 주광유입의 장점을 극대화한 자동제어시스템의 개발의 기초적 연구가 될 것이다. 그러나 시뮬레이션을 이용한 주광환경의 정량적 분석에 한정된 점에서 향후의 연구는 블라인드 조절 변수에 영향을 줄 수 있는 재실자의 반응이 고려된 정성적인 평가가 추가적으로 이루어져야 할 것으로 사료된다.
- 본 연구의 결과는 블라인드 조절(슬랫각도와 높이)에 따른 조망확보 및 주광유입의 장점을 극대화한 자동제어시스템의 개발의 기초적 연구가 될 것이다. 그러나 시뮬레이션을 이용한 주광환경의 정량적 분석에 한정된 점에서 향후의 연구는 블라인드 조절 변수에 영향을 줄 수 있는 재실자의 반응이 고려된 정성적인 평가가 추가적으로 이루어져야 할 것으로 사료된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.