조명설계 - 전반조명(General Diffused Lighting)설계순서

조명설계 - 전반조명(General Diffused Lighting)설계순서

 

 

1. 개요

전반조명이란 하나의 방 전체를 확산성이 좋은 조명기구를 사용하여 균일한 조도로 조명하는 것을 목적으로 하며 공장, 사무실, 교실 등에 채용된다.

 

2. 설계순서

전반조명설계는 방 전체의 균일한 조도를 얻기 위한 목적으로 광속법(Lumen Method)을 이용하여 설계한다.

 

3. 설계 항목별 고려사항

1) 광원의 선택

1-1) 광색(분광분포), 광질, 밝음, 수명, 효율 등을 고려한다.

· 색체를 위주로 하는 장소 : 광색을 중시한다

· 고 천장, 도로, 투광조명 : 효율과 수명을 중시한다.

 

1-2) 옥내 조명용 광원

백열등, 형광등, 수은등, 메탈 할라이드 사용.

 

1-3) 옥외 조명용 광원

나트륨등, 수은등, 크세논램프, 메탈 할라이드램프 사용.

 

2) 조명기구의 선택

2-1) 좋은 조명의 조건을 고려한다.

 

2-2) 조명기구의 간격 및 배치

· 실제설계시에는 조명기구의 타입에 따른 조명율 표에 의한다.

· 광원의 최대간격 (S : 전등간격, H : 전등높이)

S ≤ 1.5H

· 등과 벽과의 간격

So ≤ 0.5H, 벽측을 사용할 경우 : So ≤ H/3

 

2-3) 환경에 적합여부

방폭, 방식, 방진, 방수, 내열 등

 

3) 필요조도의 결정

· 작업의 종류, 설치장소에 따라 조도기준표에 의한다.(보임의 조건)

· 해당항목이 없을 때는 작업의 보임, 계속시간 등이 유사한 항목을 선택한다.

 

3-1) 최적 설계조도 결정시 고려사항

· 작업의 난이도

· 작업의 계속시간

· 작업의 精度

· 작업대상물의 속도

· 연령 및 작업원 개인의 시(視)기능

 

3-2) 일반사무실의 조명기준

· 세밀한 작업, 장시간, 고령자 작업 : 1.5배 밝게 한다.

· 단순작업 단시간 작업 : 작업면 조도의 0.7 배 감소

· 조도의 연속성 : 최소조도가 평균조도의 0.2 배 이상

· 광원의 광색 : 3500-6000K

· VDT 작업 : 키보드 및 입력 원고 (500-1000lx), 모니터 화면(100-200lx), 조도균제도(최소/평균 = 0.7 이상)

 

4) 방지수의 결정

방지수란 방 크기에 따른 빛의 이용율 정도를 표시한 것으로 방 지수가 적어짐에 따라 조명율이 감소한다.

 

4-1) 방 지수(실 지수) 분류 기호표

 

5) 감광보상율(유지율)의 결정

· 설계시 소요되는 전 광속에 어느 정도 여유를 취하여야 하는데 이를 감광보상율(유지율 : 감광보상율의 역수)이라 한다.

- 백열전구의 경우 : 1.3~2.0

- 형광등의 경우 : 1.3~2.4

· 감광 보상율의 적용요인

광원 발광광속의 감소(흑화, 필라멘트의 증발, 형광체의 손실. 즉, 램프의 동정특성에서 기인하는 것), 오염(조명기구 및 실내 반사면의 먼지축적, 램프의 오염), 실내면의 변색, 퇴색에 의한 반사율의 저하 등으로 조도가 감소한다.

 

6) 조명율의 결정

· 조명율 = 작업면에 입사하는 광속 / 전 광원의 광속

· 조명기구의 효율, 조명기구의 배광, 조명기구의 설치간격과 고정높이의 비(S/N) 및 실내면의 반사율, 실 지수에 따라 조명율을 결정된다.

 - 조명기구의 배광

  직접비(조명기구에서 방사되는 하향광속 중 직접 작업면에 도달하는 비율)가 큰 것이 조명율이 높다.

 - 기구효율

  기구효율이 높은 조명기구가 조명율이 높다.

 - 실지수

  천장이 낮을수록 실 지수가 커지고 천장이 높을수록 실 지수는 작아지며 실 지수가 클수록 즉, 조명기구의 설치높이가  낮을수록 조명율이 높아진다.

 - 조명기구의 설치간격과 설치높이와의 비

  실 지수가 같고 동일 배광 조명기구 사용시 S/h비가 클수록 조명율이 높다.

 - 실내면의 반사율

  실내면의 반사율이 높을수록 조명율이 높아진다.

· 반사율은 천장 80%이상, 벽면 50~60%, 바닥 15~30% 정도의 반사율이 좋다.

 

[표] 천장,벽면의 반사율

· 조명율의 결정방법

 - 3배광법 : 현재는 사용하지 않는다.

 - 대역 공간 법 : 미국 조명학회

 - 영국 구대 법 : 영국 조명학회

 - CIE법 : 국제 조명 위원회

 

[표] 조명율

7) 광원의 크기 및 개수 결정(필요광속)

· 광속법

실내의 조명설계를 할 경우 소요의 총 광속을 구하고 램프의 수나 기구의 수를 계산하는 방법

 - F : 전등1개의 필요광속(lm)

 - U : 조명율

 - N : 광원의 갯수

 - A : 방의 면적(㎡)

 - E : 평균 수평면 조도(lx)

 - D : 감광보상율(유지율의 역수)

 - Uf : 유지율(감광보상율의 역수)

 

8) 광속 발산도의 검토

작업대상물과 그 주변의 휘도 대비는 조명조건으로 대단히 중요하다.

 

8-1) 광속발산도 검토방법

· 방 계수{ Z· ( X + Y )÷X Y }를 정한다.

· 방 계수 조도 비표로부터 방바닥, 벽면, 천장면의 조도를 계산한 후 이들 각부 조도에 반사율을 곱하여 광속발산도를 계산한다.

· 작업 대상물과 작업면의 반사율을 작업면 조도에 곱하여 작업 대상물 및 작업면 광속발산도(허용치 한계 3:1~7:1)를 계산한다.

· 5개소 (방바닥, 천장면, 벽면, 작업대상물, 작업면)의 광속발산도를 상호 비교하여 작업대상물의 광속발산도가 다른 4개소 광속발산도의 범위 내에 있을 때 최적의 조건에 있다고 한다.