본 연구에서는 조도조건에 따른 VDT작업자의 각성도를 평가하기 위하여 10 lx와 1500 lx 2종류의 조도 조건으로 하여 모니터 상에서 1자리 숫자 3개를 더하는 단조연산작업을 수행하였다. 그 결과 155 lx보다 비교적 졸음이 쉽게 유발되며 주의집중정도가 낮은 조도 10 lx에서의 정답률이 더 낮게 나왔다. 또한, 두 조도조건 하에서 호흡간격은 작업수행시 큰 차이가 안 나타난 반면 RR간격은 10 lx에서는 작업수행 횟수가 증가함에 따라 점차 증가하지만 1500 lx에서는 거의 변화가 없었다.
본 연구에서는 HyGIS(Hydro Geographic Information System) 환경에서 구동되는 물리적 분포형 모형인 GRM(Grid based Rainfall-runoff Model) 모형(HyGIS-GRM)에서 사용자에 의해 추정되는 주요 매개변수인 초기포화도, 하도 최소경사, 하도 조도계수에 대한 민감도를 분석하고, 모형의 보정을 위한 각 매개변수의 추정 과정을 고찰하였다. 매개변수 민감도 평가는 초기포화도, 하도 최소경사, 하도 조도계수를 대상으로 각각을 기준 값에서 ${\pm}2%$ 간격으로 ${\pm}10%$까지 변화시킨 후 이를 유출모의에 적용하고, 첨두유량, 첨두시간 및 총유출량의 변화를 검토하였다. 민감도 분석 결과 초기포화도는 첨두유량, 첨두시간 및 총유출량에 대해서 모두 가장 민감한 것으로 평가되었다. 하도 조도계수는 첨두시간에 대해서는 초기포화도와 유사한 민감도를 나타내었으며, 첨두유량과 총유출량에 대해서는 상대적으로 작은 민감도를 나타내었다. 하도 최소경사는 첨두시간에 대해서는 초기포화도 및 하도 조도계수와 유사한 민감도를 나타내었으며, 첨두유량에 대해서는 하도 조도계수와 유사한 민감도를 나타내었다. 그러나 총유출량에 대해서는 민감도가 매우 작은 것으로 평가되었다.
일반적으로 공동주택의 조도를 측정하여 공간의 평균조도를 분석할 때 KS 5점법과 IES 4점법의 조도측정 및 평균조도 산출방법을 적용한다. 이 측정 방법들은 각각 측정점이 달라 평균값에 차이가 발생하기 때문에 정확한 분석을 위하여 공간의 특성과 재실자들의 활동을 고려하여 선택적으로 적용되어야 한다. 그래서 본 연구에서는 측정된 조도값과 시뮬레이션값을 비교함으로써 평균조도 산출법을 객관적으로 평가하였다. KS 5점법은 조명기구의 직하부 조도를 최대한으로 고려한 측정법으로 국부조도 평가에 적합하며, IES 4점법은 공간의 최대 및 최소 조도값의 배제를 통해 평균적 개념에 더욱 접근한 방법이라 할 수 있다.
식생의 물리적 특성에 따라 조도의 관점에서 식생이 흐름에 미치는 영향도 많이 달라지게 된다. 일반적인 식생 조도 실험은 초본류를 대상으로 하고 있지만, 초본류 식생은 매우 유연하기 때문에 단일 개채가 흐름에 미치는 영향을 정량적으로 파악하는 것이 매우 힘들다. 따라서 단일 개체에 의한 조도 특성 보다는 식생군에 의한 조도계수 변화 특성을 알아내는 것이 보통 중요해진다. 하지만 조도의 관점에서 초본류와 달리 목본류는 삭생의 강성이 매우 크기 때문에 식생군의 군집으로서 특징보다는 개별 식생의 형상이 큰 역할을 수행하게 된다. 일반적으로 목본류는 수심에 따라 흐름에 영향을 주는 생체량(biosmass)이 수심에 따라 변화하지만, 줄기(trunk)의 경우 수심에 따라 생체량의 변화가 거의 없으며, 줄기의 강성 및 단면 모양이 큰 역할을 하게 된다. 또한 목본류는 실험 수로에 고밀도의 수목군을 형성하여 실험을 수행하는 것이 쉽지 않으므로 개별 식생이나 소규모 군체에 대하여 항력을 측정하여 조도를 평가하는 것이 일반적이다. 따라서 본 연구에서는 목본류의 줄기 부분이 흐름에 미치는 영향을 파악하기 위한 기초 연구로서 원기둥이나 사각기둥과 같은 식생 모형 요소를 이용하여 식생 줄기를 구현하였고, 식생 형상 및 식생 직경 등을 달리하여 침수 조건 변화에 따른 항력 변화 특성을 검토하였다.
위상측정 간섭계(phase-measuring interferometer)를 이용한 표면조도(surface roughness) RMS값 수십 $\AA$급과 sub $\AA$급 반사경 기판의 조도 평가 특성이 조사되었다. 위상측정 간섭계의 조도 측정오차에 대한 위상 및 강도 데이터 평균의 영향이 조사되었으며, 이를 근거로 조도 측정오차를 최소화하는 최적의 위상 평균횟수와 강도 평균횟수가 도출되었다. 수십 $\AA$급 샘플의 경우, 조도 측정값은 데이터 평균의 영향을 적게 받은 반면, sub $\AA$급 반사경 기판 조도 측정시에 위상 평균 30회, 강도 평균20회에서 안정적이고, 신호 대 잡음비가 최대인 조도 측정값을 얻을 수 있었다. 이때의 조도 측정값은 광학적 heterodyne 간섭계에 의한 조도 측정결과와도 잘 일치하였다. 최적 데이터 평균횟수에서 표면조도 측정 반복도 역시 0.01$\AA$이하의 양호한 측정오차를 보였다.
강우 시 우수관로 내부의 수리 거동(유속, 수위)에 영향을 미치는 대표적인 매개변수는 관로의 조도계수와 손실계수 등이 있다. 이 중 조도계수는 관로 내부의 퇴적 및 협잡물로 인한 조도높이 변화에 따른 관로 내의 수리학적 거동을 평가할 수 있는 매개변수이며 손실계수는 관로의 확대, 축소, 만곡 등에 의한 에너지 감쇄 효과에 따른 관로 내 수리학적 변화를 평가할 수 있는 매개변수이다. 본 연구에서는 서울시 주요 배수구역에 대해 관로 조도계수 및 손실계수 변화에 따른 수위, 유속 변동성을 SWMM으로 분석하였다. 연구에 적용한 대상 배수구역은 반포 02 (방배1), 안양천 13 (봉천1), 성내 05 (길동), 안양천 11(신림4), 반포 03 (방배2), 안양천 01 (오류1), 성내 03 (천호)로 총 7개 배수구역이다. 모형수행을 위한 조건으로 조도계수는 0.015 ~ 0.120 구간에 대해 0.003 단위로 증가시키며 총 12개 CASE를 적용하였으며 손실계수는 0.0 ~ 0.5 구간에 대해 0.1 단위로 총 6개 CASE를 적용하였다. 관로 수리특성에 따른 수심, 유속의 변화량 분석 결과는 관로 및 유역의 크기별로 변화의 폭이 매우 크므로 상자-수염그림(Box-whisker plot) 이용하여 중간값의 변화 정도를 검토하였다. 조도계수 증가에 따른 수심증가, 유속 감소치의 중간값을 분석한 결과 조도계수가 0.013에서 0.034로 증가 시 수심은 40.6% 증가하고 유속은 47.4% 감소하는 것으로 검토되었다(그림 1, 2). 한편, 손실계수 증가에 따른 수심증가, 유속 감소치의 중간값을 분석한 결과 조도계수가 0.0에서 1.6으로 증가시 수심은 15.7% 증가하고 유속은 15.0% 감소하는 것으로 검토되었다. 이상과 같은 연구의 성과는 우수관로 내부의 다양한 여건 변화가 강우 시 관로 내 수리특성에 미치는 영향을 판단하기 위한 기초 자료로 활용할 수 있으며 향후, 우수관로 모니터링 결과와 연계하여 유지관리 방안 수립에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
태양광 채광시스템은 자연광의 유입이 어려운 공간에 주광을 유입하기 위하여 개발된 장치로써 에너지를 절약하고 인간의 쾌적성을 향상시키는 등 지속가능한 건축을 위해 도입 및 확대가 크게 기대 되는 장치이다. 이에 본 연구는 기존에 본 연구실에서 개발된 시스템의 문제점을 보완하고 개선하여 건축물 적용시의 채광성능을 평가하는데 연구목적이 있다. 본 시스템의 설치는 2004년 10월 25일 (주) 동아산전과의 공동작업으로 설치되었으며, 수원에 있는 K대학 공과대학 5층 옥상 파라펫에 설치하였다. 평가실험은 2005년 4월 5일 9시30분부터 15시30분까지 청천공 상태에서 실시하였고, 총32개의 측정점을 선정하여 주광조도비로 채광성능을 평가하였다. 실험결과, 반사거울을 설치 시 창이 있을 경우 실내의 주광조도비는 평균 20.3[%] 상승하였고 창을 제거할 경우 실내의 주광조도비는 평균 38.2[%]정도 상승하여 채광학적으로 유효한 것으로 분석되었다. 따라서 본 시스템은 건축물의 실내 및 옥외의 음영진 곳에서 유용하게 사용될 수 있음이 입증되었다.
자연채광에 관한 에너지 해석을 하기 위해서는 주광조도를 예측하여야 하며, 주광조도를 예측하기 위해서는 천공상태를 추정할 수 있어야만 한다. 즉, 천공상태의 최저상태나 최소설계기준을 추정할 수 있어야만 자연채광에 의한 에너지 절약을 해석할 수가 있다. 천공상태를 추정하는데에는 CIE에서 개발한 정적 천공모델이 많이 이용되어 왔다. 그러나 천공은 정적광원이 아니라 시간에 따라 동적으로 변하고 있음으로 자연채광설계에서 에너지의 영향을 평가하기 위해서는 보다 융통성이 있는 천공모델이 요구된다. 따라서 이 논문은 그동안 동적천공을 나타낼 수 있도록 개발된 비표준천공의 추정방법, 동적 천공상태의 추정방법, 주광조도와 천공휘도의 추정방법, 주광의 유용성 평가방법 등을 비교분석함으로써, 앞으로 우리나라 기후상태에 적합한 자연채광용 천공모델을 개발하는데 기초자료화하였다.
본 연구는 워크스테이션에서 조명방식에 따른 시환경평가를 목적으로 하고 있다. 성능평가를 위해 Radiance 프로그램을 통한 시뮬레이션과 Mock-up실 (15.0${\times}$11.6${\times}$3m)에서의 간접조명 실험을 통하여 사무소 건물의 조명방식에 따른 성능평가자료를 제시하고자 하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다 :1) 대상공간에서 작업면 조도를 살펴보면 첫째, 모든 반사율에서 파티션이 높아질수록 조도비는 낮은 값을 보였다. 둘째, 직접 양측배치방식에서 가장 높은 조도비를 보였으며 직접 중앙배치방식에서 가장 낮은 조도비를 나타냈다. 셋째, 간접조명방식에서 조명의 배치에 대한 영향도가 직접조명방식보다 50% 정도 낮게 나타났다. 2) 대상공간에서 균제도를 평가할 때 첫째, 모든 반사율에 대하여 조도비와 마찬가지로 파티션이 높아지면 균제도는 낮아졌다, 둘째, 간접 양측배치방식에서 가장 높은 균제도를 보였으며 직접 중앙배치방식에서 가장 낮은 균제도를 나타내었다. 셋째, 조명배치에 따른 균제도 범위를 보면 직접조명방식에서 22.5%, 간접조명 방식에서 11.5%의 차를 보여 간접조명방식의 경우 조명배열에 대한 영향도가 적음을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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