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[국내논문] 업무용 건축물의 실내 조명기구 특성에 따른 발열 효과에 관한 연구
Interior heating effect in an office building according to heat properties of light fixture 원문보기

KIEAE journal = 한국생태환경건축학회논문집, v.15 no.2, 2015년, pp.117 - 122  

이윤진 (Yonsei Univ.) ,  안병립 (Yonsei Univ.) ,  김종훈 (Building Energy Research Center, KIER) ,  정학근 (Building Energy Research Center, KIER) ,  장철용 (Building Energy Research Center, KIER) ,  김태연 (Dept. of Architectural Engineering, Yonsei Univ.)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Purpose: Generally, 30% of the total energy consumption in office building is used for artificial indoor lightings, and almost 75-85% of electric power in fluorescent and Light-Emitting Diode (LED) lightings can be dissipated as a form of heat into indoor environment. The heat generated by indoor li...

Keyword

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문제 정의

  • 본 논문에서는 실제 건축물에 적용된 형광등과 LED등기구의 발열 특성에 따른 발열량을 산출하기 위해 실험을 수행하였으며, 조명기구의 발열특성에 따라 실내에 미치는 온도상승 효과에 대해 알아보고자 하였다.

가설 설정

  • Fig. 6과 같이 본 연구에서 진행되었던 사무실 모듈과 동일한 크기로 조명기구가 설치된 실내 공간을 가정하였다. 초기 공기 온도를 26℃로 설정하였으며 Plenum Area과 실내 공간을 나누는 천정을 제외한 다른 외피에서는 열손실과 침기 또한 발생하지 않는 것으로 가정하였다.
  • 6과 같이 본 연구에서 진행되었던 사무실 모듈과 동일한 크기로 조명기구가 설치된 실내 공간을 가정하였다. 초기 공기 온도를 26℃로 설정하였으며 Plenum Area과 실내 공간을 나누는 천정을 제외한 다른 외피에서는 열손실과 침기 또한 발생하지 않는 것으로 가정하였다. 조명기구가 설치된 사무실 모듈의 경계조건은 Table 7과 같다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
LED등기구의 발열 형태는 형광등과 어떻게 다른가? 또한 형광등은 형광램프를 통해 빛과 열이 실내 측으로 방출되지만 LED등기구의 경우 빛은 실내 측으로, 대부분의 열은 조명기구 후면의 방열판을 통해 방출되기 때문에 두 종류의 조명기구는 기기에서 열이 방출되는 위치가 다른 것을 알 수 있다. 따라서 건축물에 조명이 적용되는 부분에서 조명기구에 따라 설치 공간의 발열 효과에 차이가 있을 것으로 판단된다.
LED등기구의 발광 원리는? 그러나 실내 조명기구로써 주로 사용되고 형광등과 LED등기구는 발광 원리 및 발열 형태에 있어서 차이를 가진다. 일반적으로 형광등은 방전에 의해 복사되는 자외선을 이용하여 유리관의 형광물질을 자극하고 이것이 가시광선으로 변환되는 광원인 반면, LED등기구는 P-N접합 반도체의 일종으로 전압을 가하면 P-N간에 정공과 전자의 움직임에 의해 결합할 때 발생하는 에너지가 빛의 형태로 발산된다.2)
조명에너지는 어떻게 실내 냉방부하를 증가시킬 수 있는가? 이를 통해 업무용 건축물에서 조명에너지는 냉방에너지 보다 많은 부분을 차지하는 것을 알 수 있다. 그러나 조명기구의 경우 소비전력의 약 80%를 열로 변환시키기 때문에 조명에너지는 실내 냉방부하를 증가시킬 수 있는 요인이 된다. 따라서 조명기구는 광원뿐만 아니라 열원으로써도 고려될 필요가 있으며 조명에너지를 줄이는 것은 냉방 에너지 또한 절감시킬 수 있는 하나의 방안이 될 수 있다고 판단된다.
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참고문헌 (8)

  1. Byung-Lip Ahn, Cheol-Yong Jang, Seung-bok Leigh, Seunghwan Yoo, Hakgeun Jeong, "Effect of LED lighting on the cooling and heating loads in office buildings", Applied Energy 113, 2014 

  2. 박지우, 안병립, 김종훈, 정학근, 장철용, 송규동, "사무소건물의 LED 조명기구 방열장치의 성능 분석 연구", 한국생태환경건축학회 논문집, 제 14권 제 6호, 2014 // Ji-Woo Park, Byung-Lip Ahn, Jong-Hun Kim, Hak-Geun Jeong, Cheol- Yong Jang, Kyoo-dong Song, "Performance of heat sinks for LED luminaires in office buildings", journal of KIEAE, Vol. 14, No 6, Dec, 2014, pp.79-84 

  3. 정학근, 한수빈, 장철용, "태양광 활용을 위한 효율적 LED 조명기구 설계 방안", 한국태양에너지학회 논문집, 제 31권 제 2호, 2011 // Hak-Geun Jeong, Soo-Bin Han, Cheol-Yong Jang, "Energy efficient LED lighting design to utilize the sun light, journal of Korean Solar Energy Society, Vol. 31, No. 2, 2011 

  4. 최정민, 조성우, "자연대류열전달계수와 강제대류열전달계수에 따른 대류열전달특성에 관한 연구", 대한건축학회 논문집, 제 27권 제 6호, 2011 // Jeong-Min Choi, Sung-Woo Cho, "The Characteristic of Convective Heat Transfer Coefficient by Natural Heat Transfer Coefficient and Force Heat Transfer Coefficient", journal of the Architectural Institute of Korea, Vol. 27, No. 6 June 2011 

  5. 최종선, 임홍수, 김경아, 이금환, 구재오, 김곤, "실내조명의 발열량 예측에 관한 실험연구" 한국생태환경건축학회 논문집, 제 10권 제 6호, 2010 // Jong-Seon Choi, Hong-Soo Lim, Kyung-Ah Kim, Keum-Hwan Lee, Jae-Oh Koo, Gon Kim, "The Performance of generated Heating Energy from Interior Lighting Fixtures" journal of KIEAE, Vol. 10, No. 6, 2010 

  6. 오병길, "건물 냉방에너지 저감을 위한 인공조명 발열 배기시스템의 적정화에 관한 연구", 단국대학교 석사학위논문, 2011 // Byung-Gil Oh, "Proper Application of Artificial Lighting Heat Exhaust System to Reduce the Cooling Energy in Office Buildings", A doctoral dissertation of Dankook University, 2012 

  7. Multi-Year Program Plan, Solid-State Lighting Research and Development, U.S. Department of Energy, April 2014 

  8. Energy Efficiency and Renewable Energy Management of White LEDs, U.S. Department Of Energy, 2007 

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