• KIEAE Journal
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• 제10권1호
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• pp.65-72
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• 2010

The use of natural light has the potential for improving both the energy efficiency and indoor environmental quality in buildings. A light-pipe system can introduce daylight to spaces that would otherwise not be able to benefit from the advantages of daylight penetration. For the light-pipe system to be widely used in Korea, it is important to quantify its daylighting performance with due consideration regarding the effects imposed by the local climate conditions. This paper presents the evaluation results of existing semi-empirical models to predict daylighting performance of a light-pipe system. The evaluation of the existing models was based on the monitoring data obtained from a underground parking lot in which the light-pipe system was installed. Comparisons were made between the predicted and the monitored data obtained from the study. The results indicated that semi-empirical models which was developed using the experimental data obtained under the Korean climatic conditions had a good prediction performance. We also quantified the effects caused by sky conditions, solar altitudes, room dimensions, and the aspect ratio of a light-pipe system on both the daylighting performance of the light-pipe system and the indoor illuminance distributions of the space using the semi-empirical model. Finally, this paper provides the design guideline of the light-pipe system for its application to an underground parking lot space.

• 토지주택연구
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• 제13권1호
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• pp.131-140
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• 2022

스마트 윈도우는 건물의 에너지 절감을 실현할 수 있는 신소재 건축 자재이며, 상황에 따라 가시광선 투과율(Visible Light Transmittance), 일사획득계수(Solar Heat Gain Coefficient, g-value)를 자유롭게 조절할 수 있는 특징을 가진다. Electrochromic(EC), Suspended Particle Device(SPD), Polymer Dispersed Liquid Crystal(PDLC) 등이 스마트 윈도우에 해당되며 현재 실용화 단계에 있다. 최근 스마트 윈도우의 VLT 및 g-value 조절 기능을 통해 건축물의 에너지를 절감하는 방법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 일부 유의미한 결과가 도출되고 있다. 하지만, 건축물의 에너지 절감에 대해서 연구의 영역이 제한되어 있고, 실내 환경에 대한 연구는 다소 부족한 실정이다. 에너지 절감에만 초점을 맞춘 실내 공간은 충분한 쾌적성이 확보되지 않기 때문에 실내 환경에 대한 고려가 요구된다. 따라서 이 연구에서는 사무공간을 기준으로 채광성능(Daylight Performance) 분석이 수행되었다. 세계 각 국의 친환경 건축인증제도인 LEED, BREEAM, CASBEE, G-SEED의 기준을 통해 스마트 윈도우의 VLT 조절에 따른 채광성능 검토가 이루어졌으며, 쾌적한 실내 채광환경을 유지할 수 있는 스마트 윈도우의 VLT 범위에 대한 고찰이 이루어졌다. 분석을 위해 사용된 스마트 윈도우는 VLT 조절 범위가 가장 넓은 EC가 사용되었다. 분석 결과 한국의 친환경 건축인증제도인 G-SEED의 평균주광률을 충족하기 위한 스마트 윈도우의 최소 VLT는 25% 이상으로 나타났으며, 스마트 윈도우의 VLT 조절은 균제도에 유의한 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 또한, LEED의 실내 최소조도의 기준을 적용할 시 적용되어야 하는 계절 및 향에 대한 스마트 윈도우의 VLT 조절 범위 값이 도출되었다.

• KIEAE Journal
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• 제4권3호
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• pp.27-35
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• 2004

The conventional way to acquire sufficient amount of daylight in interiors is to provide large openings with clear glass. The use of clear glass on the whole facade, however, might cause a sort of visual problem because of the harness of direct sun and brighter sky surface than expected. They should be filtered in opticalway or bounced in the architectural. One of the common solutions for the problem might be the use of photometric glasses with various transmittances for the glass walls. This paper deals with performance data related to the impact of various transmittal glazing materials for window systems in terms of daylighting. A series of scale model measurements was carried out with the fundamental configuration of a commonly used all-glass facades. Additionally some experimental performance index was issued for the better expression of the need of natural lighting.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2005년도 학술대회 논문집
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• pp.67-72
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• 2005

자연채광 성능평가의 연구 방법으로는 현장측정, 축소모형실험, 수학적 알고리즘에 기초한 컴퓨터 시뮬레이션 등이 있다. 현장측정과 축소모형실험은 비교적 높은 신뢰도를 얻을 수 있는 방법이지만, 변화가 많은 자연광의 특성으로 인해 객관성 있는 측정결과를 얻는 것에 제한적이었다. 인공천공돔(Sky Simulator, Artificial Sky Dome)은 축소모형 실험 시 이러한 문제점의 보완을 위한 평가 시설이며 천공의 상태를 일관성 있게 조정함으로써 보다 객관성 있는 자연채광연구를 실시할 수 있다. 이에 따라 K대학에서는 직경 6[m], 높이 3.7[m]의 인공천공돔을 자체 개발 제작하여 연구에 사용하고 있다. 본 연구에서는 인공천공돔 기존사례에 대한 고찰과 이를 바탕으로 제작된 K대학 인공천공돔의 개요를 소개하고 기본적인 물리량 측정을 통해 인공천공돔의 신뢰성을 검증하고 유용성을 제시하였다.

• KIEAE Journal
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• 제3권2호
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• pp.45-50
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• 2003

Today, there are increasing evidences that daylight is essential for health, well-being and productivity. One of the strong contributions, which atria can make to advantages in building, is in allowing the use of daylight. This research is to develop nomographs and to evaluate the daylight performances of toplit atria with louvers. For this purpose, the evaluation models of toplit atria with well indexes of 0.5, 1.0 or 2.0 have been selected through the field surveys of atrium buildings in Seoul area. Also, weather data for solar irradiance and luminous efficacy were gathered from the recently conducted previous researches. The computer simulations were performed under clear sky conditions, using the ADELINE program, and various daylight performances were analyzed by the daylight illumination ratio. Analyzing the simulation results, solar altitude, solar azimuth, and louver angle and louver reflectance were found to be important factors affecting the daylight performance of toplit atria. Using these variables, regression equations have been formulated, and the nomographs, which may predict the daylight performances of toplit atria with louvers, were developed. The developed nomographs were validated through comparing the results of nomograph predictions to the results of scale-model experiments.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.39-50
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• 2004

One of the challenge for successful daylighting design might be to capture sunlighting that varies in both intensity and position and to deliver the luminous flux into the inner space as deep as possible. Conventional glazing apertures allow daylight in the outer 3.5m of a perimeter spaces. More advanced daylighting technologies can extend this daylighting depth by reflecting sunlight further from the windows within a deep floor area. For this purpose, this study developed light shelves based on performance evaluation with a mock-up model that constructed recently and measured under real sky condition. All these daylighting devices have a customized geometry developed from the solar path at a given latitude and utilize unique reflecting finishing to maximize the amount of redirection and diffusion of the daylight. This paper tells that the best daylighting penetration typically can be expected from using light-colored sloped external shelves.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2004년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.461-466
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• 2004

최근 공동주택의 지하주차장공간들은 지하공간에 위치한 문제를 차치하고도 많은 다양한 환경적 문제를 가지고 있음에도 불구하고 충분치 못한 공간으로 건축되었다. 이 연구는 스케일모델 측정으로 통하여 지하주차공간의 일광채광정도를 살펴보았다. 결과적으로 4%정도의 개구율에서 기준 조도수준에 미치는 적정한 량의 일광이 채광됨을 알 수 있었다.

• KIEAE Journal
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• 제2권3호
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• pp.17-24
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• 2002

For sustainable building design, using day lighting is considered a variable technique to save energy and create comfort indoor environments. Specially, the lightself as a integrated daylighting system is one of the most important techniques due to it's durability, availability and lighting performance. This paper aims to analyze the development and architectural application of a lightself system to buildings as a integrated day lighting system. For the study, advanced lightself systems developed in abroad such as "Integrated Enveloped and Lighting System", "Anidolic Daylighting System" and etc. are analyzed. Also, the architectural examples are investigated. As results, the new technologies such as optically treated reflective and sun-tracking are adopted to improve daylight performance. And, lots of environmentally friendly buildings are installed on integrated lightself system.

• 에너지공학
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• 제25권4호
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• pp.62-73
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• 2016

자연채광 시스템은 자연광의 건물 실내 유입을 통한 실내조명에 상당히 효율적으로 적용될 수 있다. 특히, 건물에서 사용되는 에너지 중 28%는 조명에너지에 사용되는 점을 감안하면, 인공조명에의 의존도를 낮출 수 있는 자연채광시스템의 역할은 상당히 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 최근 국내에 보급된 다양한 추적식 자연채광시스템(Active Daylighting System)의 특성 및 이용 현황에 대한 조사와 분석을 수행하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.49.1-49.1
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• 2011

집광채광 설비는 건축물의 조명에너지 절감 및 자연광의 실내 유입을 위해 적용 가능한 태양에너지설비로써 다른 신 재생 에너지 설비와 다르게 연간에너지생산에 대한 정량적 데이터가 아직까지 부재하다. 집광채광 설비의 설치효과를 판단하기 위해서는 집광채광 설비 설치에 따른 연간 에너지생산량 산출이 필요하며, 이를 위해서는 각 구성부분(집광부, 전송부 및 산광부)의 광전송 효율에 대한 데이터가 구축되어야 한다. 본 연구는 집광채광 설비의 효율 분석에 관한 첫 번째 단계로써 외부광속에 대한 집광부 통과 직후의 내부광속의 비율을 예측하였다. 국내에 보급된 집광채광 설비는 대부분 프리즘형과 광덕트형이며, 우선적으로 집광부 입사면의 경사각과 방위각이 다양하여 내부광속 산출방법론이 매우 복잡한 프리즘형을 분석대상으로 삼았다. 전일사량, 외부조도 및 집광부 내부조도가 측정되었으며, 외부광속으로부터 내부광속을 산출하는 공식을 유도하기 위해 천공상태에 따라 전일사량 측정치가 직산분리 되었다. Perez model과 Liu and Jordon에 의해 제시된 계산식과 입사면 및 집광부 면적을 고려하여 수평면 외부조도 측정치로부터 외부광속이 그리고 내부조도로부터 내부광속이 산출되었다. 입사면의 투과율이 동일하다는 전제 하에 천공상태에 따른 태양광 투과 비율을 도출한 결과, 담천공(Kt ${\leq}$ 0.3)에서 0.39, 부분담천공(0.3${\geq}$ 0.78)에서 1.0으로 나타났다. 도출된 투과비율을 외부광속에 적용하여 내부광속을 계산한 결과치와 측정치는 약 ${\pm}9%$ 정도의 차이를 보였다. 연간 기상데이터에 위와 같은 방법론이 적용되면 프리즘형 집광부의 연간 내부광속이 산출될 수 있다. 또한 기존 연구에서 제시된 발광효율 산출식과 일사 파장에 따른 시감도를 고려하면 매 시간별 외부조도도 산출이 가능하다. 일사량 측정치와 외부조도 측정치 사이의 상관관계를 분석한 결과 결정계수 $R^2$이 0.99인데 반해 일사량 측정치와 외부조도 계산치 사이의 상관관계 결정계수는 0.95로 측정치 보다 약간 작은 값을 갖는다. 이렇게 산출된 외부조도는 각 입사면의 면적을 반영하여 외부광속으로 변환되고, 앞서 산출된 천공상태별 투과비율이 적용됨으로써 내부광속이 도출될 수 있다. 이와 같은 집광부에 대한 연구를 바탕으로 향후 전송부와 산광부 효율을 도출하고 궁극적으로 집광채광 설비를 통해 실내에 전달되는 연간 빛에너지를 예측할 수 있을 것이다. 또한 본 연구의 방법론은 다른 형태의 집광채광 설비에도 적용이 가능할 것으로 판단되며, 국내 집광채광 설비의 연간 에너지생산량에 대한 폭 넓은 데이터 구축이 가능할 것으로 기대된다.