[논문]빛환경 및 냉난방환경 기반 광선반 성능평가 연구

전강민; 이행우; 서장후; 김용성

doi:10.12813/kieae.2016.16.5.047

빛환경 및 냉난방환경 기반 광선반 성능평가 연구
Performance Evaluation of Light-Shelf based on Light Enviorment and Air Conditioner Enviorment 원문보기

KIEAE journal = 한국생태환경건축학회논문집, v.16 no.5, 2016년, pp.47 - 55

전강민 (Dept. of Architectural Design, Graduate School of Techno Design, Kookmin Univ.) , 이행우 (Dept. of Architectural Design, Graduate School of Techno Design, Kookmin Univ.) , 서장후 (School of Architecture) , 김용성 (Dept. of Architectural Design, Graduate School of Techno Design, Kookmin Univ.)

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: As the energy consumed by buildings increases, there is a growing need for studies and technology development to address this issue. One of the solutions to excessive energy use by buildings is the light-shelf, which is a natural lighting system enabling efficient reduction in light energy, and research in this area has been intensive. However, most of the studies about the light-shelf are limited to the light environment, and thus the application of their findings to an actual environment in the form of a design may be problematic. Therefore, the purpose of the present study is to provide fundamental data for light-shelf design by carrying out a light-shelf performance evaluation on the basis of the light environment and the heating and cooling environment. Method: In the present study, a testbed was established to conduct a light-shelf performance evaluation by measuring the electric power consumption of lighting and heating and cooling devices depending on the existence of a light-shelf and its angle. Result: The findings of the present study are as follows: 1) With respect to the uniformity of the indoor light environment amenity, the optimum angle of a light-shelf was found to be $30^{\circ}$ for the summer solstice and the winter solstice. 2) With respect to the reduction of electric power consumption by indoor lighting devices, the optimum light-shelf angle at the summer solstice is $30^{\circ}$, at which time electric power consumption may be reduced by 10.2% in comparison with when no light-shelf is applied. However, at the winter solstice, a light-shelf may increase the energy consumption for lighting in comparison with when no light-shelf is applied, and this should be taken into account in the design of a light-shelf. 3) In terms of reducing the electric power consumption of heating and cooling devices, the optimum angle of a light-shelf was found to be $30^{\circ}$ for the summer solstice, while a light-shelf is inappropriate for the winter solstice since a light-shelf creates shade and thus increases the heating energy consumption. 4) To summarize the findings above, the optimum angle of a light-shelf is $30^{\circ}$ for the summer solstice, but the installation of a light-shelf may in some circumstances increase the energy consumed by lighting devices as well as by heating and cooling devices. Therefore, more studies and technology development may need to be performed to solve the problem of increased energy consumption at the winter solstice.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

이에 본 연구는 빛환경 및 냉난방환경의 실생활환경에 기인한 광선반 성능평가를 진행하며, 이를 기반으로 광선반의 적정변인을 도출함으로써 광선반 설계시 기초 자료 구축을 목적으로 한다.

제안 방법

첫 번째, 광선반 개념, 변인 및 관련 선행연구 고찰을 실시하였으며, 광선반의 성능평가를 위한 실내의 적정 조도 및 온도 기준에 대한 국내외 기준을 고찰하였다. 두 번째, 실생활환경에 기인한 광선반 성능평가를 진행하기 위하여 테스트베드 구축 및 환경을 설정하였다. 세 번째, 광선반 설치유무와 각도에 따른 성능평가를 실시하였으며, 광선반의 성능평가는 각도에 따른 조명 및 냉난방기기의 전력사용량 도출 및 분석을 통하여 진행하였다.
두 번째, 실생활환경에 기인한 광선반 성능평가를 진행하기 위하여 테스트베드 구축 및 환경을 설정하였다. 세 번째, 광선반 설치유무와 각도에 따른 성능평가를 실시하였으며, 광선반의 성능평가는 각도에 따른 조명 및 냉난방기기의 전력사용량 도출 및 분석을 통하여 진행하였다.
첫 번째, 광선반 개념, 변인 및 관련 선행연구 고찰을 실시하였으며, 광선반의 성능평가를 위한 실내의 적정 조도 및 온도 기준에 대한 국내외 기준을 고찰하였다. 두 번째, 실생활환경에 기인한 광선반 성능평가를 진행하기 위하여 테스트베드 구축 및 환경을 설정하였다.

이론/모형

를 고찰하였으며, <표3>에서 나타나듯이 각국에서 제시하는 실내 권장 온도 기준은 상이하게 나타나고 있으나 온도 범위는 유사하게 나타나고 있다. 이에 본 연구에서는 국제적인 표준화 기구인 ISO 기준²⁰⁾에 근거하여 하지 및 동지의 각각의 실내 적정 온도를 각각 26℃, 20℃로 설정하여 성능평가를 진행하였다.

성능/효과

네 번째, 위의 내용을 종합한 광선반의 적정각도는 하지의 경우에는 30°로 조명기기 및 냉방기기의 사용량을 효율적으로 저감시켜 유효하게 분석된다. 그러나 동지시의 광선반 설치는 조명 기기 및 냉난방에너지 사용량을 증가시킬 수 있어서 부적합하며, 이를 개선할 수 있는 연구 및 기술이 필요할 것이라 판단된다.
두 번째, 실내 조명 기기의 전력사용량 저감 측면에서의 하지시 적정 각도는 30°이며, 이는 미설치시 대비하여 10.2% 저감이 가능하다. 단, 동지의 경우 광선반 미설치시 대비하여 조명에너지 사용량이 증가할 수 있어서 광선반 설치는 설계시 고려해야 한다.
세 번째, 실내 냉난방 기기 전력사용량 저감 측면에서의 하지시 광선반 적정각도는 30°로 도출되며, 이는 광선반 각도의 증가는 차양면적이 증가된다는 내용에서 그 원인을 찾을 수 있다. 그러나 동지의 경우 광선반 설치로 인한 차양면적의 발생은 난방에너지를 증가시켜 부적합하다고 분석된다.
첫 번째, 실내 빛환경 쾌적도 지표인 균제도 측면에서의 광선반 적정 각도는 하지 및 동지에 대하여 30°로 도출되고 있다.

후속연구

본 연구는 광선반의 빛환경 및 냉난방 환경 기반 광선반 성능 평가 연구로 실생활의 다양한 요인에 의한 성능평가를 진행하였다는 점에서 유의미하나 광선반의 변인을 각도로 제한하였다는 점에서 제한적이다. 향후에는 다양한 광선반 변인과 외부조건을 반영한 성능평가가 진행되어야 하며, 특히 태양의 고도 방위각 및 계절별 태양의 복사에너지 등의 실제 자연환경에 기반한 연구가 실시되어야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	광선반은 어떤 자연채광 및 차양 시스템인가?	광선반은 <그림2>에서 나타나듯이 외부 자연광을 광선반의 반사판 및 천장의 순에 의거하여 빛을 깊숙이 유입시킴으로써 효율적인 조명에너지 저감을 가져올 수 있다. 또한 광선반은 외부로부터 직접적으로 유입되는 자연광을 막음으로써 실내외 조도 불균형을 해결하여 실내 공간의 빛환경 관련 질을 높일 수 있는 자연채광 및 차양 시스템이다. 이에 광선반은 실내 빛환경에 영향을 주는 것 뿐만 아니라 일사차단을 통해 실내의 온도변화에 영향을 준다는 측면6)에서 실내 냉난방환경에도 영향을 줄 수 있다.
	실내 냉난방환경에도 영향을 주는 광선반은 어떤 시스템인가?	광선반은 <그림2>에서 나타나듯이 외부 자연광을 광선반의 반사판 및 천장의 순에 의거하여 빛을 깊숙이 유입시킴으로써 효율적인 조명에너지 저감을 가져올 수 있다. 또한 광선반은 외부로부터 직접적으로 유입되는 자연광을 막음으로써 실내외 조도 불균형을 해결하여 실내 공간의 빛환경 관련 질을 높일 수 있는 자연채광 및 차양 시스템이다. 이에 광선반은 실내 빛환경에 영향을 주는 것 뿐만 아니라 일사차단을 통해 실내의 온도변화에 영향을 준다는 측면6)에서 실내 냉난방환경에도 영향을 줄 수 있다.
	광선반이 조명에너지 저감할 수 있는 이유는?	광선반은 <그림2>에서 나타나듯이 외부 자연광을 광선반의 반사판 및 천장의 순에 의거하여 빛을 깊숙이 유입시킴으로써 효율적인 조명에너지 저감을 가져올 수 있다. 또한 광선반은 외부로부터 직접적으로 유입되는 자연광을 막음으로써 실내외 조도 불균형을 해결하여 실내 공간의 빛환경 관련 질을 높일 수 있는 자연채광 및 차양 시스템이다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

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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