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.
Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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2015.05a
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pp.164-165
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2015
최근 친환경 에너지와 주변 환경을 응용하는 기술이 발달함에 있어 환경 에너지의 관심이 높아지고 있다. 특히 태양빛은 에너지와 환경적 측면에서 중요한 부분을 차지하고 있으므로 그러한 태양열을 이용한 장치의 연구는 사람의 쾌적한 삶을 위해 필요하다고 할 수 있을 것이다. 그중에 실내로 유입되는 태양빛을 조절하는 장치로 커텐, 블라인드, 자외선 차단 유리등 여러 가지 있지만 상업건물에서 가장 효과적으로 많이 사용되고 있는 시스템 중 하나는 Awning시스템을 많이 사용하고 있다. 이러한 제품은 오존층 문제등의 환경에 관심이 높아지면서 전원주택 및 상가 등을 중심으로 새롭게 관심이 고조되고 있으며, 모양과 기능이 다양하게 개발되고 있다. 그러나 기존의 Awning 시스템은 포리에스테르 또는 아크릴 원착사 원단을 이용한 고정식과 접이식이 있으며 차양시스템은 수동과 자동이 있다. 이러한 시스템은 대부분 태양의 직사광선이나 비를 차단 할 수 있는 기능만 가지고 있다. 본 논문에서는 Awning 시스템에 솔라 판넬을 이용한 친환경 자동 Awning 시스템의 개발이 필요하다. 이 Awning 시스템은 직사광선의 차양 및 빗물방지 와 태양에너지를 얻을 수 있도록 개발 한다.
Kim, Sanghyuk;Yu, Kwonkyu;Bae, Inhyuk;An, Myeong-Hui;Yoon, Byungman
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2015.05a
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pp.71-71
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2015
표면영상유속계(Surface Image Velocimety, SIV)는 하천 표면의 영상을 분석하여 유속을 산정하는 매우 실용적이며 간편한 유속측정 방법이다. 그러나 표면영상유속계는 수표면의 움직임을 계산하여 표면유속을 산정하기 때문에 빛이 없는 야간의 경우 수표면의 움직임을 촬영하기 어려워 밤에 발생하는 홍수 유량 측정이 어려운 단점이 있다. 이를 해결하기 위해 수표면에 야광 입자를 흘려 촬영하는 방법이 있었으나 대하천의 경우 야광물질의 크기가 작아 영상 내에서 식별이 어려운 문제가 있었고, 높은 밝기의 조명을 사용하여 영상을 획득하는 방법 또한 수행되었으나 빛이 수표면에 반사되어 하천 전체를 촬영하기 어려운 문제점이 있었다. 이 후 근적외선 카메라를 이용하여 야간 측정의 어려움을 극복하고자 하였으나 촬영범위가 최대 50 m 정도로 조사 거리의 한계를 나타내었다. 최근 Fujita(2013)는 원적외선카메라를 이용한 하천 유량 측정을 실시하였는데 이는 기존 야간촬영 시 시도되었던 방법의 문제점을 해결할 수 있음을 보여주었다. 이에 본 연구에서는 원적외선 카메라를 이용한 표면영상유속계의 적용성을 검토하고자 실험수로에서 실험을 수행하였다. 실험 시 주간 및 야간의 상황을 설정하여 원적외선 카메라, 근적외선 카메라 그리고 일반 캠코더를 이용하여 흐름을 촬영하였다. 또한 프로펠러유속계를 이용하여 흐름의 표면유속을 측정하였다. 원적외선 카메라를 이용하여 촬영된 영상을 상호상관법을 이용하여 표면유속을 측정하였고, 이를 프로펠러유속계 측정결과와 비교하여 정확도를 검토하였다. 또한 일반 캠코더와 근적외선카메라의 영상 분석 결과와도 비교하여 개선점을 확인하였다.
The envelope is important for sustainable building. Recent commercial buildings are causing thermal degradation and cooling load due to the increase of the area of the windows. Therefore, this research studied kinetic shading system which can improve energy saving and visual environment in summer. For that, this study proposed new shading system and shape considering the orientation of the building and the location of the sun. Based on this, this study analyzed the effectiveness on energy reduction and improvement of visual environment by applying the kinetic shading system proposed in this study. As the results of this study, energy reduction rate was 35% in the east, 22.9% in the south, and 30.7% in the west depending on the application location. Also, as the result of the illuminance analysis, it was found that the effect of achieving uniformity ratio of illumination was considerable.
Purpose: This study aims to analyze the meaning of architectural space of Alvar Aalto, which is based on architectural theories of periodic flows and the form of the space with the various elements applied to the works. Method: It analyzes the interrelationships of light, form and material in triangular composition by synthesizing the architectural vocabulary of Alvar Aalto from the viewpoint of modernism. Results: The architectural works of Alvar Aalto are centered on the combination of light, form, material, and space diversity, emphasizing social awareness and linking the human scale with the building environment. Conclusion: The structure of the Alvar Aalto is a synonym of nature and culture, society and individuals, standardization and diversity, universality and locality, intellectual and emotional, scientific and human psychological. It is possible to apply reciprocity elements to architectural spaces in a comprehensive manner while being different from each other in terms of rationality and immediacy.
The purpose of this paper is to present the direction of emotional lighting design of a new concept suitable for the user's living environment based on the experiment and the result of the recognition of the cognitive effect of the color of the lighting on the user's sensibility. As a research method, we collected meaningful results of color temperature and emotion of light through literature research and experimented with users in their twenties. Based on this, we presented the design direction of emotional lighting. As a result, we designed emotional lighting that can transform the shape of the four joints freely to realize the user's demand. We also derive the color temperature of light that can be optimized for the user's work and environment, Concentration, mood, and relaxation. The result of this paper is meaningful and worthy of suggesting emotional lighting design with user - oriented new perspective, deviating from previous method of planning lighting.
Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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2001.11a
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pp.354-355
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2001
DOAS (Differential Optical Absorption Spectroscopy) System은 대기 중에 존재하는 기준물질들이 특정 파장영역에서 빛을 흡수하는 원리를 이용하고 있다. 현재 독일을 중심으로 한 유럽과 선진국에서는 대기 환경 기준물질의 모니터링 기술들이 주로 광 투과방식을 이용한 Open path의 모니터링 기술들을 개발하고 있다. 기존의 측정 방법과 Open Path 모니터링의 기법을 비교 할 때 Open path 시스템은 실시간 측정 및 분석이 가능하므로 기존의 화학적 측정방법에서 제기되어져왔던 화학 반응시의 방해 물질의 간섭제거 및 시간 분해도 향상등에 큰 장점이 있다. (중략)
실생활환경 그린IT 기술 실증 테스트베드는 최근 에너지절감을 위한 하나의 해법으로 논의되고 있는 단위 건물에 대한 직류배전 기술 이외에 건축기술 기반의 공간, 냉난방, 환기, 빛 환경 에너지 성능평가 기술과 주택 유형별, 가구별 전력 에너지 관리 기술, IT기반 기술 등을 활용하여 그린IT기반 요소기술의 성능 검증, 기술개발, 신시장창출을 위한 실증테스트환경 모델과 산업활성화 기반을 구축하는 것이다. 이 중 향후 완성될 실증 테스트베드 건물에 적용하기 위하여 본 기관에서 수행하고 있는 직류배전분야에서의 주요 연구내용 및 연구방향, 고려사항들을 논의하고자 한다.
화비정질 실리콘의 빛에 의한 노화현상 (light-induced degradation; LID)은 이미 1977년 보고된 Staebler-Wronski 효과에 의해서 확인된 바 있다. 이는 비정질 실리콘이 빛에 노출될 때, 이미 포함되어 있는 수소원자가 빛 에너지에 의해서 이동하게 되고, 이로 인해서 생성 또는 소멸되는 댕글링 본드 때문에 일어난다. 특히, 일상적인 태양광의 노출 하에서 태양전지의 장시간 성능을 예측하는데 물리적인 이해의 부족 및 기술 환경적인 어려움이 있고, 이러한 요인들은 안정된 태양전지를 개발하는데 장해요인으로 나타난다. 그러므로 비정질 실리콘 태양전지가 장시간 태양광에 노출되어 시간이 지남에 따라서 "성능이 어떻게 변하는지?" 그리고 "이에 대한 원인은 무엇인지?" 등은 여전히 과학적으로 풀어야할 숙제로 남아있다. 본 논문에서는 비정질 실리콘으로 구성된 태양전지가 태양광에 노출될 때 시간이 지남에 따라서 (1) 성능이 어떻게 변하는지, (2) LID의 변화는 언제 안정화되는지, 그리고 (3) 성능변화에 대한 원인은 무엇인지에 대해서 논의한다. 본 논문은 장시간 빛에 노출되는 비정질 실리콘 태양전지의 성능예측에 관해서 연구하였다. 결함밀도의 운동학적 모형을 통해서 태양광 노출에 대한 태양전지 성능변화를 예측하는데 초점을 맞추었고, 이를 위해서 태양전지에 조사되는 태양광 세기, 주변온도, 등이 고려되었다. 특히, 전하운반자의 수명이 결함밀도에 의해서 결정되기 때문에 비정질 실리콘 태양전지의 빛에 대한 노화현상 (LID)이 확장지수함수 (stretched-exponential) 완화법칙을 따르는 결함밀도에 의해서 물리적으로 설명된다. 한편 이와 같은 물리적 계산의 유용성을 확인하기 위해서 동일한 태양전지에 대해서 AMPS-1D 컴퓨터 프로그램을 사용하였고, 이를 통해서 비정질 실리콘 태양전지의 빛에 대한 노화현상을 물리적 및 정량적으로 이해하였다. 본 연구에 적용되는 태양전지는 비정질 실리콘으로 구성된 pin 구조 (glass/$SnO_2$/a-SiC:H:B/a-Si:H/a-Si:H:P/ITO)로서 다음과 같은 특성을 갖는다: 에너지 띠간격~1.72 eV, 두께~400 nm, 내부전위~1.05 V, 초기 fill factor~0.71, 초기 단락전류~16.4 mA/$cm^2$, 초기 개방전압 0.90 V, 초기 변환효율 10.6 %. 우리는 이와 같은 연구를 통해서 과학적으로 비정질 실리콘의 빛에 의한 노화현상을 이해하고, 기술적으로 효율 및 경제성이 높은 태양전지의 개발에 도전한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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