건물계획 시 빛의 중요성

창호의 유리재료

성공적인 자연채광 설계를 위해 적정한 유리재료의 선택은 필수적이다. 설계자는 우선 반투명과 투명재료 사이에서 고려한다. 유리에는 맑은 유리, 색유리, 열흡수유리, 반사유리 등이 있다. 색유리와 열흡수유리는 빛의 투과 및 조망의 색을 왜곡할 수 있어 주광 이용에는 적절하지 못하다. 맑은 유리는 있는 그대로의 모습을 조망할 수 있고 주광을 최대한 사입할 수 있어 가장 우수하다. 그러나 외부와 내부면 사이의 과도한 휘도비에 의한 눈부심의 문제는 여전히 남는다. 일반적으로 색유리나 반사유리는 실내가 인공조명, 천창, 고측창 등에 의해 조명되고 조망창에 의해 조명되지 않은 경우에 창호의 눈부심을 경감할 수 있다. 이 경우 조망창호의 휘도를 감소시킴으로써 눈부심의 문제를 개선할 수 있는데, 감소된 조망창호의 휘도는 실내 휘도와 유사하기 때문이다. 반사유리는 적외선과 함께 빚도 반사하므로 자연채광을 추구하는 창호에는 바람직하지 않다. 그러나 새롭게 나온 선택 반사유리는 가시광선보다 단파장의 적외선을 더 많이 반사시킨다. 일반적인 반사유리는 자연채광이 필요한 곳보다 태양열의 취득을 감소시키는 곳에 필요하다. 일반적인 반사유리나 선택적 흡수유리 모두 겨울철에 태양열이 필요한 곳에 적절하지 않다. 자연채광설계에 좋은 유리 블록이 있다. '빛유도 유리블록'이라 불리는 이것은 빛을 굴절시키기 위해 프리즘이 내장되어 있다. 이 블록은 보통 실내공간 깊이 빛을 사입시킬 목적으로 태양 빛을 천장에 유도시키기 위해 사용된다. 매우 높은 빛 투과율을 가진 반투명 유리재료는 창호의 유리재료로 적합하지 않다. 태양 빛이 유리재료에 비추어질 때 매우 밝은 광원이 될 수 있다. 또한, 선택적으로 빛을 확산시킬 수 없어 많은 양의 빛이 바닥에 비추어지고 없어진다. 물론, 반투명유리는 조망이 없다. 반면에 낮은 빛 투과율을 가진 반투명 재료는 유리 면적이 넓은 경우에 자연 채광용으로 사용될 수 있다. 넓은 면적의 낮은 투과율의 유리는 대형의 낮은 밝기의 광원을 만들어 눈부심 없이 많은 양의 빛을 사입시킬 수 있다.

빛환경과 건물계획

-군집 형태

군집형태는 크고 깊은 과밀한 건물형태보다 계획이 어렵지 않다. 왜냐하면 군집형태는 여러 다양한 형태의 일련의 작은 매스로 구성되어 있기 때문에 많은 외부의 면적에서 천창채광 또는 측창채광이 가능하기 때문이다. 즉, 내 · 외부의 어느 공간도 주변의 공간으로부터 빛을 사입할 수 있기 때문이다. 건물 각각이 수직으로 배치되어 있는 것이 군집형태의 예가 될 수 있다. 이 형태는 깊이가 작고 다층적인 구조로 빛의 접근이 용이하다. 또한, 외부조경과도 연계가 될 수 있다. 군집형태에서는 반복적인 직각의 형태가 사용될 수 있는데 각각의 형태는 프로그램, 대지조건, 조망, 자연채광의 영향으로 변화될 수 있다. 이 형태에서는 측창채광이 많이 사용되며, 창호의 크기나 위치가 빛의 다양한 질을 유도하기 위해 변화될 수 있다. 이 경우 빛과 그림자는 다양한 리듬, 강조, 대비를 창출할 수 있다.

-선형 형태

선형의 형태는 건물의 길이와 폭의 비가 같지 않으며 폭이 좁은 경우 측창채광이 된다. 선형의 형태에서는 한 면이 다른 면보다 길기 때문에 건물의 방향이 중요하다. 건물의 길이가 동서 방향으로 되어 있으면 자연채광은 계절적으로 자연형 난방 · 냉방과 부합된다. 반면에 길이가 남북의 축으로 되어 있으면 건물의 형태와 태양의 동서 운동이 대칭이 된다. 어떠한 방위이든 창호의 위치는 주어진 열과 빛의 디자인 목표 아래 조심스럽게 고려되어야 한다. 방위와 기후, 주요 바람, 프로그램에 따라 주광과 태양열 취득, 환기 등을 효율적으로 조절할 수 있도록 각각의 입면은 다르게 다루어져야 한다.

선형의 형태는 하나의 형태, 평행 또는 직각의 혼합 또는 다양한 각도, 군집의 형태 등으로 다양하게 될 수 있다. 선형 형태에서 자연채광은 건물의 깊이와 관련되어 있는데, 건물이 하나 또는 여러 개의 선형의 형태로 현대 되었는가에 대한 평가가 우선 필요하다. 단순한 하나의 선형 매스는 측면 채광 또는 양면 채광이 된다. 크고 깊은 형태에 대한 채광을 위해 반복적인 선형을 사용하는 사례가 있다. 이는 루이스 칸의 킴벨 미술관이며 평행(parallel)한 형태를 반복적으로 하고 있다. 이와 같은 매싱의 전체적인 깊이를 고려할 때 천창채광은 조명을 위해 주요한 역할을 하고 있다. 이 건물은 남북측 위에 여러 개의 선형의 공간들로 구성되어 있다. 갤러리는 이 건물의 남, 북쪽에 위치하고 입구, 책방, 도서관은 중앙에 위치한다. 각각 매스의 크기는 재료와 형태, 빛에 의해 고양되어 방문객은 인접한 평행한 공간들을 통해 빛이 움직이는 것을 알 수 있다. 전체의 매싱은 광정에 의해 구멍이 나 있다. 유리 벽은 인접 공간에 주광을 제공하고 천창채광의 갤러리에 대비되고 시각적 휴식을 주게 한다. 칸은 창의적인 빌딩형태를 위하여 천창과 중정에 의해 조명되는 일련의 깊지 않은 매스를 주광의 사입을 위해 사용했다. 사용된 주광의 기법들은 건물 형태의 전체 깊이에 많이 좌우된다.

-중심 형태,

중심의 형태는 내부 코어를 갖고 있는데, 이 공간은 주요한 시각적 공간이 되고 이 주위에는 다른 공간들이 둘러싸고 있다. 그 형태는 내부로 초점이 모아지고 외부에 대한 조망과 더불어 내부에 대한 조망도 있다. 깊은 건물의 매싱은 추심형태에 기인되고 있는데 보통은 가로와 세로비가 같다. 중심형태의 깊이는 아트리움이나 광정, 중정 등을 삽입하여 줄일 수가 있는데, 이들은 주요한 시각적 휴식 공간이다. 저층의 깊지 않은 매스의 건물에서는 사례 깊은 계획으로 자연채광이 효과적으로 사용될 수 있으나 대지, 프로그램, 미학, 경제적인 이유로 깊은 매싱이 불가피할 경우 매스는 자연채광을 최대한 이용하도록 계획되어야 한다. 칸의 영국예술센터(center for British art)에서는 중심 형태의 사례로서 아트리움을 공간적, 빛 환경적 구성의 요소로써 사용했다. 이 건물에는 2개의 아트리움이 건물 내에 시각적 포인트로 사용되었다. 깊은 매싱을 얕은 여러 개의 매싱으로 전환한 것이다. 아트리움은 중심형태에서 중요한 역할을 하는데 측창채광도 건물 주위에 역시 이용된다. 이와 같은 기법은 여러 층이 있는 대형건물에 성공적으로 사용되는데 주광에 의한 계획할 때에는 또 하나의 도전이 된다. 넓고 깊은 중정이나 아트리움 사용 외에 최상부에는 천창채광이 효과적이다.