건축설비공학 (일조II /일사 환경)

일조 환경)

-태양 기하학
1) 태양의 운동
지구는 태양 주위를 곡률 1/297의 타원궤도를 따라 365일 동안 공전하면서 지구 자체도 24시간 주기로 자전한다.
태양의 운동 : 지구의 공전과 자전의 결과
태양의 천구상을 1년에 한 번 지나는 길 황도(ecliptic)라 하며, 지구의 공전궤도면과 일치하고, 적도 면과 23.5º의 각을 갖는다.
황도의 기울기 또는 일 적위는 일사 세기, 낮의 길이, 계절 간 기후변화의 원인이 되므로, 이 기울기가 없다면 일 년 내내 일정한 기후조건이 된다.

2) 태양의 위치
지평면 상의 기점 (O)'' 을 중심으로 태양이 천구 위를 동에서 서로 움직인다고 가정하여 구한 태양고도(r)와 태양방위각(a)으로 표시한다.
일사 환경)

-일사의 구분
1. 직달일사 : 대기 속을 통과하여 직접 지표에 도달하는 태양복사를 말한다.

-천공일사 : 확산일사라고도 하며, 일사가 대기 중의 입자에 의해 산란하여 천공 전체로부터 복사하여 지면에 도달하는 일사로, 태양고도가 높을수록, 대기혼탁도가 클수록 크다. 천공일사 성분은 청명 일에 대기권에서 산란에 의하여 일사의 방향이 달라진 후 지표면에 도달하는 일사량과 담 천일에 구름에 반사된 일사량으로 나눌 수 있다.

-반사 일사 : 직달일사와 확산일사가 지표면에서 다시 반사되어 받는 일사를 말한다.

빛 환경)

빛의 기초사항.
-빛의 정의
빛이란 전자기 방사선 형태의 에너지로서, 빛과 빛에 의한 효과는 환경에 대한 인간의 지각의 주된 요소이다. 인간의 시각에 의해서 지각될 수 있는 과장 범위는 전자기 방사선 전체 스펙트럼 중 아주 좁은 범위의 가시광선이다.
1) 감마선/ 엑스선/ 자외선/ 가시광선/적외선/Radar/Radio 파, TV 파 : 정의에 의하면 가시범위 밖의 파장을 가지는 전자기 방사선은 사람의 눈으로 지각될 수 없으나, 이러한 방사선은 가시범위에 바로 인접한 파장을 가지고 있으며, 빛과 함께 태양에서 방출된다.

2) 적외선 : 적외선은 적색보다 조금 더 긴 파장을 갖고 있으며, 태양 또는 다른 뜨거운 물체로부터의 복사열로 느낄 수 있다. 이러한 적외선은 복사열 측정 장치를 사용 가능케 하여 열 발산 유형의 탐지, 어두운 곳에서의 물체 식별, 통신 수단 등에 쓰인다.

3) 자외선 : 자외선은 보라색보다 조금 더 짧은 파장을 갖고 있으며, 자외선은 태양이나 매우 뜨거운 물체에서 발산된다. 자외선은 인간의 육체를 건강하게 유지하는 데 도움을 주나 과다한 양은 피부나 눈에 손상을 줄 수 있다.

건축에서의 빛 환경은 건축조명이라 하며, 건축조명은 주광조명과 인공조명으로 나누어진다.

- 빛의 성질
투과 - 투명체 : 빛을 투과하는 물질 / 불투명체 : 빛을 투과하지 못하는 물질 / 반투명체 : 빛을 통과시키나 빛의 직진을 교란해 확산광을 형성한다.

반사 - 경면반사 : 한 방향으로만 변화 / 확산반사 : 여러 방향으로 변화 / 혼합반사 : 여러 방향으로 변화

굴절 - 다른 물체의 경계면에서의 발생하는 편향

-빛의 측정
빛은 에너지의 한 형태로써 에너지 표준단위로 측정될 수 있으나, 인간 환경에 대한 빛의 영향은 눈의 감도에도 의존하게 된다. 그러므로 조명의 양은 독자적인 단위로 측정된다.
1) 광속 : 빛에너지의 흐름율
단위 : lm(루멘)
1lm : 1cd의 광원이 1sr으로 방사되는 광량. 
2) 광도 : 서로 다른 광원을 비교하거나 세기를 측정하기 위한 단위로서, 광원 또는 조명된 면이 특정한 방향으로 빛을 반사하는 힘을 말한다.
단위 : Cd

3) 조도 : 입사광 속의 면적당 밀도

4) 휘도 : 표면 밝기의 적도 어떤 면적의 광원이나 반사면이 어느 정도 밝은 느낌을 줄 수 있는가의 척도이다.
단위 : Asp

시각과 시각 환경)
-시각 : 시지각
빛 - 눈 - 뇌에 지각(물리/심리적 작용에 두뇌에서 해석)
시지각 반응 : 눈에 입사되는 복사에너지의 세기/ 광속을 인식하는 시간

1) 순응 : 안구에 입사하는 빛의 양에 따라 망막의 감도가 변화하는 현상
암순응 : 망막의 감도가 높아짐
명순응 : 망막의 감도가 낮아짐
간상세포 - 빛의 감도는 높으나 광채/형태를 잘 판단 못함

2) 시력과 시야
시력 : 사물의 형태, 2개의 선점을 구별하는 능력
시야 : 안구를 움직이지 않고 사물을 볼 수 있는 범위

- 시각 환경
1) 현 휘
시야 내에 순응할 수 있는 휘도보다 현저하게 높은 휘도 부분이 있거나 휘도 대비가 큰 부분에서 눈부심 현상이 일어나서 보이지 않거나 불쾌감을 느끼게 되는데, 이것을 현 휘라고 한다.

2) 광막 반사
휘도가 높지 않은 경우에도 시대상이 반사되어 작업 부위와 그 주변 사이에 휘도 대비가 저하함으로써 방해가 되는데, 이 현상을 광막반사라 한다.

인공조명)
-인공광원
백열등/형광등/수은등/나트륨등
인공 조명원 : 전기 - 빛으로 변환
백열관 - 금속 선
방전등 - 가스나 중기 속에 전기 흐름

공기 환경)

환기)
-환기의 종류
1) 강제환기 - 기개혁을 이용
제1종 환기 : 급·배기
제2종 환기 : 공기 공급
제3종 환기 : 배기 (화장실, 부엌, 주방, 실험실 내 배기)

2) 자연환기 - 자연의 물리적 변화
1. 온도 차에 의한 압력 : 실내 외부의 온도 차에 따라 공기밀도 차이로 압력 차 발생
2. 건물 주위 바람에 의한 압력 : 풍압에 의한 환기 - 유입 공기의 관성에 의해 결정 / 실내 기류 발생 - 개구부 세부 디자인에 따라 조절

3) 구조체 틈새에 발생하는 국간 풍에 의한 환기

실외기류)
-건물에 의한 기류 변화
1) 풍속 저하역
건물 전면에 바람이 불 때/ 후면에 풍속의 감소와 역류 현상이 발생하는 지역 - 건물이 높고 길수록 커지고, 지붕 경사도에 좌우.
풍속 저하역 : 건물 높이의 5~6배
여름 / 무풍 향에 의한 환기 효과 감소
가을 / 열 손실이 적어짐