[논문]색상 및 적용위치에 따른 DSC 통합창호 디자인 컨셉에 관한 연구

이기원; 이응직

doi:10.7836/kses.2014.34.4.091

색상 및 적용위치에 따른 DSC 통합창호 디자인 컨셉에 관한 연구
A Study on the Design Concept of DSC Window by Color and Installation Position 원문보기

한국태양에너지학회 논문집 = Journal of the Korean Solar Energy Society, v.34 no.4, 2014년, pp.91 - 99

이기원 (세명대학교 대학원 건설공학과) , 이응직 (세명대학교 건축공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of the study is to apprehend the preference of occupants to colors and installation locations for DSC combined windows and doors, and suggest a concept to optimize the design and function of windows and doors. A miniature model was made applying green, blue, and red colored DSC windows and doors to survey preference about DSC colors and applied location. And a survey was accomplished to 140 subjects by showing pictures of the model and the result of the survey became the basis for suggesting a concept to design DSC integrated windows and doors. Through the survey, blue color and upper part were chosen as the highest level of satisfaction in the situation of external brightness and residence. On the contrary to this, red color was chosen as the lowest level of preference when applied to both of upper and lower parts of winders and doors. Therefore, it's expected that, if various patterns of texture are developed for blue colored DSC, and installation is arranged based on upper part of windows and doors where lighting condition and comfort are less affected, then, conditions of brightness, view, and residents satisfaction will be equally fulfilled.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

즉 창호의 경우 기본 기능인 채광 및 조망 등을 해치지 않는 조건 충족이 기존 결정형으로는 한계가 존재할 수밖에 없지만 창호 통합형 DSC의 경우 외부조망 뿐만 아니라 채광성능의 가시광선 투과율, 실내조도와 주광율, 실내 불쾌현휘 지수²⁾등의 성능을 충족시킨다. 따라서 본 연구에서는 창호 통합형 DSC의 색상과 적용위치에 따른 재실자의 선호도를 파악하고 그에 따른 디자인 및 창호기능의 최적화를 위한 콘셉트 제안을 목적으로 한다.
본 연구는 국내에서 제작되는 DSC를 창호에 통합시킴에 있어 실내 빛 환경과 재실 자 들이 느끼게 될 시각적, 심리적 상태에 입각한 색상과 적용위치 별 선호도를 분석하여 그 결과를 바탕으로 DSC 통합창호를 위한 최적화 컨셉 제안을 목적으로 진행되었으며 그 결과는 다음과 같다.
기존의 선행연구를 바탕으로 한 문헌조사를 통해 DSC의 물리적 특성과 통합창호 적용 시 나타날 수 있는 장·단점을 분석하였다. 본 연구에서는 건축적 측면에서 창호 통합형 DSC의 색상 및 설치에 관한 선호도 조사를 실시하고자 한다.

제안 방법

DSC색상과 적용위치 선호도 조사를 위하여 현재 가장 흔히 제품화되는 DSC의 3가지 색상인 초록(G), 파랑(B), 빨강(R)을 중심으로 3색의 DSC가 적용된 공간을 주거 및 사무용으로 한정하여 그에 대한 50분의 1의 축소모형으로 제작, 각 조건별 상황을 촬영하여 이미지화한 후 S대학교 건축공학과 학부 및 대학원생을 대상으로 이 이미지에 대한설문 조사를 진행하였다. 그 결과를 SPSS 분석기법을 적용, 통계적으로 판단·해석하여 DSC통합창호 설계를 위한 콘셉트 제안의 근거로 삼았다.
그 결과를 SPSS 분석기법을 적용, 통계적으로 판단·해석하여 DSC통합창호 설계를 위한 콘셉트 제안의 근거로 삼았다.
그리고 실제적인 실의 밝기 및 광선유입에 따른 DSC색상에 대한 심리적 상황을 조사·분석하기 위한 평가 이미지 확보는 S대학교 이공학관 측면의 채광방해가 없는 위치에서 사진촬영으로 이루어졌다.
기존의 선행연구를 바탕으로 한 문헌조사를 통해 DSC의 물리적 특성과 통합창호 적용 시 나타날 수 있는 장·단점을 분석하였다.
모형 남측 면에 설치된 크기가 가로, 세로 각각 1,800X3,600mm의 창호를 축소하여 적용하였고, 그 창호는 위·아래 3단으로 분리된 형상을 가지며 그 각 단이 색상별 DSC가 통합되는 위치로 선택되었다.
설문지의 구성은 유사분야인 채광관련 기존 연구결과 분석을 통해 본 연구와 관련된 형용사를 선별한 후, 예비 설문조사를 실시하여 DSC의 적용에 따른 실내 밝기를 포함한 조망 상황에 대해 12문항 그리고 그에 따른 실내에서의 거주시 느낌에 대해 7문항으로 구성된 본 설문지를 확정하였다. 평가척도는 서로 반대 의미의 형용사 쌍에 대한 리커트 7점 척도를 사용했다.
이 실물모형의 창호에는 녹색, 청색, 적색계열의 태양전지 모형을 각각 상부, 하부 그리고 상·하부에 설치하였을 경우를 상정하여 총 9가지의 평가모형을 구성·제작하여 각각의 이미지를 촬영할 수 있도록 하였다.

대상 데이터

이에 따른 설문조사는 2014년 3월 10일부터 14일까지 4일 동안 S대학교 건축공학과에 재학 중인 학부생 116명(여학생:14명, 남학생:102명)그리고 대학원생 23(여학생 5명 외 남학생)명으로 총 139명을 대상으로 암막커튼으로 어두운 강의실에서 주광아래에서 촬영한 실내의 이미지 상황을 컴퓨터 및 빔 프로젝트에 의한 영상으로 보여주면서 실행하였고 그 결과는 그래프 형식으로 추출되었다.
일반적인 주거 또는 사무공간의 창호를 가상한 실내 밝기와 색상 그리고 적용위치 별 선호도 평가 대상인 가로, 세로, 높이 각 5,000X4,000X3,000mm 크기의 Mock-up에 대한 1/50 축소모형을 제작하였다.

성능/효과

(1) 피험자들이 느끼는 색상과 실내 거주 시의 밝기 정도의 분석에서 청색의 경우 적용위치에 관계없이 그 선호도가 가장 높았다.
(2) 녹색, 청색, 적색 계통의 3색에 대한 선호순위는 청색, 녹색, 적색으로, 이는 창호를 통과하는 주광에 의한 색상변화가 크지 않을수록 선택의 빈도가 높다고 판단된다.
(3) 청색 상부위치에 대한 거주시의 느낌항목선호도에서는 ‘시각적 쾌적감’에 대한 리 커드 값이 5.9이상으로 나타나 밝은 느낌과 상관관계가 있음을 시사하며, 대부분의 항목에서 긍정적인 효과를 나타내어 전반적인 만족도가 6.0에 달한다.
(4) 조망상태의 색상에서는 적색의 경우 꺼림칙한 느낌, 불만족 등의 이미지가 나타나 효율이 높더라도 재실자에게 정신적으로 악영향을 줄 수 있는 것으로 판단된다. 따라서 위, 아래 모두 적색 계열 DSC를 적용하면 실내로 들어오는 주광 왜곡 현상으로 실내 빛 환경 및 조망상태에 있어서 낮은 선호도를 보였다.
(5) 현재의 DSC의 표면 질감은 단색에 의한 띠 형태가 주를 이루는 상황이지만 경우 에 따라서는 그림 8과 같이 다양화된 패턴과 문양을 접목시킴으로써 창호디자인을 다기능적인 도구로 승화시킬 수 있다.
(6)DSC는 투과성과 차폐성이라는 상반된 장점을 모두 가지므로 커튼월 또는 대형유 리 창호의 주거 및 사무용건물에서 파란색상을 그림 9의 ALT.1이나 ALT.2 그리고 ALT.6를 바탕으로 디자인 응용이 이루어지면 실 밝기, 조망 그리고 재실자만족도라는 조건에 골고루 부응할 것으로 판단된다.
3개 색상과 3곳의 적용위치를 대상으로 실내 밝기 느낌과 실내의 채광 환경 만족도를 파악한 것으로 결과적으로는 두 관계가 상호비례적이라는 특징을 보여주고 있는 바, 실의 밝은 느낌에는 청색이 총 평균 값 4.962로 적용위치에 관계없이 가장 높은 선택을 받았고 그 다음은 녹색과 적색 순으로 나타났다(그림5). 이는 파란색과 같이 이미지 상으로 주광과 외부 전경에 자연스럽게 반응할수록 높은 선호도가 표출되는 결과로 사료된다.
6%에 달하고 이론적인 효율은 31% 정도로 알려져 있다³⁾. 가장 큰 특징으로는 기존 실리콘 전지 대비, 대폭적으로 단순화된 제조공정과 원재료 절약에 의해 결정형 태양광 모듈의 70^~80% 정도에 불과한 제조단가이며 공정상 배출되는 유독가스도 발생되지 않는다는 점이다. 또한 직사광선뿐만 아니라 산란광에도 작동하며 입사각과 전지표면 온도에도 영향을 적게 받고 음영의 민감성이 크지 않다는 등의 상당한 장점을 가진다.
따라서 창호에 적용되는 DSC 위치는 이에 대한 효과를 가감하는 요인이 되므로 통합창호에 있어 주요 고려 대상으로 작용한다. 따라서 3장의 위치 선호도 설문결과를 바탕으로 보면 상부 적용의 경우를 원칙으로 하고 상황에 따라 창의 하부에도 가능성을 찾을 수 있지만 눈 높이부분에는 폐쇄감 또는 답답한 느낌 등이 작용하므로 피하는 것이 좋다. 파란색 위치 선호도에 관련된 척도는 상부가 4.
선호도가 높은 파란색 DSC의 조망 항목에서 ‘개방적이다’, ‘선명하다’ 등을 중심으로 리커트 값이 5.9이상 높게 나타나 대부분 긍정적인 결과를 보였다(표 5).

후속연구

따라서 DSC기술 개발이 진행될수록 실리콘 태양전지와의 경쟁력은 상승할 것이며 건축적 통합 가능성도 더욱 확대될 것이다.
본 연구에서는 국내에서 생산되는 특정색상과 일부 디자인 형태를 제한적으로 분석한 한계가 있다. 따라서 추후 계속되는 연구에서는 보다 다양한 색상과 디자인 패턴의 적용에 따른 재실자의 실내 시 환경조건을 구체적으로 분석하고자 한다.
특히 창호 유리와 창틀 색상은 창호를 통한 하나의 회화적 이미지 형성에 중요한 영향을 미치는 것으로 색상은 직접적이고 그 지각성능이 매우 강하기 때문에 색상에 의한 전체 디자인 표현방향이 결정될 수 있다. 따라서 통합창호용 DSC는 현 기술로 제조 및 상용화에 근접한 색상을 우선 고려하여야 할 것이며 본 논문의 색상선호도 조사의 대상이었던 초록색 계열, 파란색 계열, 붉은색 계열중에서 선호도가 가장높은 파란색을 중심으로 창호적용에 대한 상용화 기술개발에 적극적으로 임함이 바람직할 것이다.
본 연구에서는 국내에서 생산되는 특정색상과 일부 디자인 형태를 제한적으로 분석한 한계가 있다. 따라서 추후 계속되는 연구에서는 보다 다양한 색상과 디자인 패턴의 적용에 따른 재실자의 실내 시 환경조건을 구체적으로 분석하고자 한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	BIPV 적용부위 중 가장 많은 부분을 차지하는 것은 무엇인가?	3MW에 달하는 신규 BIPV적용이 발생할 것이라는 예상1)으로도 확인할 수 있다. 한편 BIPV 적용부위는 지붕이 67%이며 나머지가 커튼월 및 창호이고, 적용모듈의 대부분은 결정계가 주도하는 상황이다. 그러나 근년에는 고효율,저비용에 대한 요구가 커짐에 따라 투과성과 단
	창호에 염료 감응형(DSC_Dye-sensitizedSolar Cell)태양전지가 사용되는 이유는 무엇인가?	특히 염료 감응형(DSC_Dye-sensitizedSolar Cell)태양전지는 3세대에 속하는 신기술로서, 기존의결정계 대비 저비용 생산구조 속에서도 상당한 효율 및 투과성확보로 지붕과 외벽이라는 제한적 적용을 극복할 수 있는 장점을 띄고 있어 관련업계의 관심을 받고 있다. 즉 창호의 경우 기본 기능인 채광 및 조망 등을 해치지 않는 조건 충족이 기존 결정형으로는 한계가 존재할 수밖에 없지만 창호 통합형 DSC의 경우 외부조망 뿐만 아니라 채광성능의 가시광선 투과율, 실내조도와 주광율, 실내 불쾌현휘 지수2)등의 성능을 충족시킨다. 따라서 본 연구에서는 창호 통합형 DSC의 색상과 적용위치에 따른 재실자의 선호도를 파악하고 그에 따른 디자인 및 창호기능의 최적화를 위한 콘셉트 제안을 목적으로 한다.
	염료 감응형(DSC_Dye-sensitizedSolar Cell)태양전지의 장점은 무엇인가?	특히 염료 감응형(DSC_Dye-sensitizedSolar Cell)태양전지는 3세대에 속하는 신기술로서, 기존의결정계 대비 저비용 생산구조 속에서도 상당한 효율 및 투과성확보로 지붕과 외벽이라는 제한적 적용을 극복할 수 있는 장점을 띄고 있어 관련업계의 관심을 받고 있다. 즉 창호의 경우 기본 기능인 채광 및 조망 등을 해치지 않는 조건 충족이 기존 결정형으로는 한계가 존재할 수밖에 없지만 창호 통합형 DSC의 경우 외부조망 뿐만 아니라 채광성능의 가시광선 투과율, 실내조도와 주광율, 실내 불쾌현휘 지수2)등의 성능을 충족시킨다.

참고문헌 (12)

Oh M. H. et al, A Study on the Optimal Window Floor Ratio According to Transmitance of Dye Sensitized Solar Cell(DSSC) by Analysis of Daylighting performance and Glare Index of Transmitance, Proceedings of the KSES 2009 Autumn Annual Conference, Vol. 29, No. 2, pp. 92-97, 2009
Kim H. J., The effect of space production by window and its application as factor of architectural design, Ewha Womans University Master's Thesis, 1996
Sim S. R. et al, An Evaluation of Application Possibility of Window System in the Building based on Optimal Characteristics Analysis of DSSC, Journal of the Korean Solar EnergySociety, Vol. 31, No. 3, pp. 67-72, 2011
Kim Hyo-Jung et al, Assessment of Proper Application Domain for Dye Sensitized Solar Cell(DSSC) Window by Analysis of Daylighting Performance and Preferred Color, Journal of the Architectural Institute of Korea(Planning & Design), Vol. 28, No. 6, pp. 275-282, 2012
Kim Hee-Je, Seok Young-Kuk, Kim Ming-Chul, A Study on the Efficiency Improvement of Dye Sensitized Solar Cell, Korea Institute of Navigation and Port Research, Vol. 2009 No. 3, pp. 467-470, 2009
Kim Yong Chul, A Study on the Efficiency Improvement of Dye Sensitized Solar Cell, Pusan National University PhD thesis, 2009
www.motie.go.kr
www.fnnews.com, 2013. 9. 15.
www.borderstep.de
http://de.wikipedia.org,
www.heise.de/
www.dyesol.com

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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