조명의 용어정리 / 조명의 설계(Illumination design)

조명의 용어정리 / 조명의 설계(Illumination design)

 

 

1. 가시광(빛의 파장단위 nm(나노미터))

색은 가시광선이라고 불리는 파장을 갖는 빛이 모여서 나타내는 것.

인간의 눈에 감지되는 범위(가시광)는 사람에 따라 약간의 차이가 있기는 하지만 상한은 760nm～780nm사이에, 하한은 380nm～400nm사이에 있는 것으로 알려져 있다.

< Fig01. 전자파의 파장 >

 

 

2. 색온도

색온도는 'K'로 표시되는데 일반적으로 색온도가 낮으면 오렌지색에 가까운 따뜻한 기운이 있는 빛으로 되고 색온도가 높아짐에 따라 한낮의 태양광처럼 백색을 띠는 빛으로 된다. 더욱 높아지면 청색에 가까운 시원스런 빛으로 된다.

 

 

3. 연색성(빛이 색에 비치는 효과)

단위R(연색지수)

조명된 피사체의 색 재현 충실도를 나타내는 광원의 성질을 연색성이라 한다.

연색성(빛이 색에 미치는 효과)을 평가하는 단위는 연색지수로 나타내며 연색지수는 물건의 색이 자연광 아래서 본 경우와 어느 정도 유사한가를 수량으로 나타낸 것이다.

 

그 방법은 정해진 8종류의 시험색을 측정하려고 하는 광원하에서 본 경우와 기준광원하에서 본 경우의 차이로 측정하며 측정한 광원이 기준광원과 같으면 Ra 100으로 나타내고 색차기가 크게 나면 Ra값이 작아진다. (요컨데 100에 가까울수록 연색성이 좋은 것을 의미한다.)일반적으로 이 평균연색지수가 80을 넘는 광원은 연색성이 좋다고 말할 수 있다.

 

 

4. 분광분포(빛의 파장단위별 밀도)

모든 빛의 파장단위별 밀도(Energy)를 나타내는 것.

연색성을 중시하는 경우 가시광 전역에 걸쳐서 편차 없이 균일한 빛의 밀도를 갖는 광원이 이상적인 광원이라고 말할 수 있다.

아래 그림은 평균연색지수 Ra99인, 자연광에 극히 가까운 색의 외관을 갖는 형광램프(색 평가용)의 분광분포를 나타내고 있다.

 

 

5. 시감도와 비시감도

반응형

1) 정의

최대 시감도는 680[lm/W]이고, 이 때의 파장은 555[nm]=5550[Å]이다.

 

2) 공식

○ 시감도

○ 비시감도 :

 

 

6. 광도

1) 정의

광원에서 어떤 방향에 대한 단위 입체각당 광속이다. 즉, 빛의 세기를 나타낸다.

 

2) 공식

 

 

7. 광속

1) 정의

복사속을 시감도에 따라 측정한 값이다. 단위는 [lumen, lm]을 사용한다. 따라서 광속 F는 다음식으로 주어진다.

 

2) 공식

○ 구광원

○ 평면판 광원

○ 원통 광원

 

 

8. 조도

1) 정의

단위 면적당 입사광속이다. 즉, 어떤 면위의 한점의 밝기를 나타낸다. 조도의 단위는 [lux ,lx]=[lm/㎡], [phot=ph]=[lm/㎠]이다.

 

2) 공식

○ 조도에 관한 거리의 역제곱의 법칙

○ 입사각의 여현(코사인)의 법칙

○ 평균 조도

○ 점광원에 의한 조도 : 그림에서 점 P인 법선 조도 En은

점 P에서의 수평면 조도 En는

또, 수직면 조도 Ev는

 

 

9. 휘도

1) 정의

발광면의 어떤 방향에서 본 단위 투영 면적당 그 방향의 광도로서 광원의 빛나는 정도를 말한다. 즉, 광원의 눈부심의 정도이다.

휘도의 단위는 [cd/㎡ = nit], [cd/㎠ = stilb] 이다.

 

2) 공식

 

 

10. 광속 발산도

1) 정의

발광면의 단위 면적당 발산 광속이다.

단위는 [lm/㎡=radlux], [lm/㎠=Lambert] 이다.

 

2) 공식

○ 완전 확산면의 휘도와 광속 발산도

 

 

11. 반사율과 투과율 및 흡수율

1) 정의

물체에 F[lm]의 광속이 입사하여 그중 일부 Fρ이 반사되고, 다른 Fτ이 투과하면, 물체에 흡수된 광속 Fα라고 하고, 이때 반사율을 ρ, 투과율을 τ, 흡수율을 α라고 하면, ρ+τ+α = 1 또는 F = Fρ+Fτ+Fα 이다.

 

2) 공식

 

 

12. 발광 효율 및 전등 효율

1) 정의

복사속에 대한 광속의 비율을 그 광원의 발광 효율이라 하고, 전소비력 P에 대한 전발광 광속 F의 비율을 전등 효율이라 한다.

 

2) 공식

○ 발광효율

○ 전등효율

 

 

13. 실지수의 결정

1) 정의

천장과 바닥면이 직사각형인 방은 X, Y 두변의 조화 평균을 한 변으로 하는 정방형의 방과 동일한 수치라는 이론에 따라 방의 형태에 대한 계수, 즉 실지수를 다음과 같이 정한다.

 

2) 공식

 

 

14. 광속 및 광원의 크기 결정

1) 정의

전반설계조명은 에너지 보존 법칙을 응용한 광속법을 이용한 것으로서 방 전체의 균일한 조도를 얻기 위한 것이며 조도를 계산하기 위해서는 조명률을 사용하면 쉽게 얻어진다.

 

2) 공식

○ 실내조명설계

단, N : 광원의 수, E : 작업면상의 평균 조도 [lm], F : 광원 1개당의 초기광속 [lm], A : 피조면 면적 [㎡], D : 감광 보상률, U : 조명률, M : 유지율

 

○ 도로조명설계

단, F : 광원 1개당의 광속[lm], S : 기구의 간격[m], B : 도로의 폭[m], E : 노면의 평균 조도 [lx], U : 조명률, D : 감광 보상률

 

 

15. 광원의 수명 기간 중의 점등비

1) 정의

광원 1개가 그의 수명 L[h] 중에, 점등에 소요되는 조명비를 나타낸다.

 

2) 공식

y = p + qWL × 10-3 (원)

 

단, p : 광원의 가격 (원)

q : 1[kWh]당 전력 요금(원)

W : 광원의 평균 소비 전력[w]

L : 광원의 수명[h]

y : 조명비(원)

 

 

16. 광원의 lumen-hour 당의 점등비

1) 정의

광원의 평균 광속 F[lm]이라고 하면 광원 lumen-hour의 광량을 발산하는데 소요되는 점등비(원)는 다음과 같다.

 

2) 공식