천창채광기법

천창채광기법

천창, 모니터창, 클리어스토리창 모두는 천창채광의 방법이다. 천창채광의 주요 장점은 균일하고 높은 조도레벨이다. 많은 공간에서 최선의 방안은 광원을 조심스럽게 확산시켜서 광막반사를 일으키는 밝은 광원이 있지 않도록 하는 것이다. 즉, 빛을 천장으로 반사시키거나 차폐장치를 사용하여 광원을 가린다. 이와 같은 기법들은 상부의 밝은 개구부로 부터의 직접 현휘의 문제를 해결한다. 천창은 지붕에 수평 또는 약간 경사진 개구부로 설치된다. 따라서, 재실자는 외부 하늘을 볼 수 있고 높은 레벨의 조도를 사입시킨다. 어려운 시작업에 직사일광이 바람직하지 않기에 사입되는 햇빛은 어느 정도 확산되어야 한다. 창호와 달리 천창에서는 반투명의 유리도 적절할 수 있다. 그 이유로서 천장은 조망을 방해하지도 않고 직접 현휘도 대부분 피할 수 있기 때문이다. 일반적인 천창 채광기법은 다음과 같다.

- 여름과 겨울에 주광 사입의 균형을 개선하기 위해 가파르게 경사진 천창을 사용한다.

- 균일한 조명을 위한 천창의 간격 – 수직 창호가 있는 경우에는 천창은 외부주에서 더 멀리 떨어질 수 있다.

- 천창을 북쪽 벽 위에 설치한다. 북쪽 벽은 천창 빛의 확산체로 이용될 수 있다. 밝은 벽은 실내공간을 더욱 넓게 또한 즐겁게 만들 수 있다. 북쪽 천장은 남쪽의 수직 개구부로부터 조도와 균형을 이룰 수 있다.

- 여름과 겨울에 균형된 주광사입을 개선하기 위하여 차양과 반사판을 사용한다.

천창을 여름의 태양 빛으로부터 차폐시키고 겨울철에는 태양 빛의 취득을 증가시키기 위하여 반사판을 사용한다. 흰색의 확산 반사체는 벽면 반사체보다 태양의 각도에 민감하지 않기 때문에 흰색의 반사판은 고정시켜도 좋은 성능을 제공할 수 있다.

- 천창의 실제 크기를 증가시키기 위하여 벌어진 개구부를 사용한다. 빛의 확산을 좋게 하고 현휘를 줄이기 위해 광정의 벽을 경사지게 한다. 수평 천창은 겨울보다 여름에 많은 빛과 열을 사입시키기 때문에 북쪽 또는 남쪽으로 경사진 천창은 연중 균일한 빛을 사입시킬 수 있다. 천창의 경사도가 커짐에 따라 천창은 모니터창이나 클리어스토리창이 된다.

 

- 태양 빛을 확산시키기 위하여 실내 반사판을 사용한다. 반사판이 개구부 아래에 설치되어 빛을 천장에 반사시킬 수 있는 경우 천창은 매우 균질의 확산광을 제공할 수 있다. 이 기법은 루이스 칸의 킴벨 미술관에 성공적으로 사용되었다. 일련의 천창을 통해 사입되는 빛은 콘크리트 배럴 볼트 아래에 있는 ‘주광을 위한 내부시설물(daylight fixture)'에 의해 반사되었다. 결과는 매우 높은 질의 조명을 제공하였다. 주광 기구가 천창을 가리고 있어 직접 현휘도 없다. 주광 기구의 작은 구멍들은 일부 빛이 여과되어 사입되게 함으로써 기구가 밝은 천장과 대비되어 어둡게 느껴지지 않는다.

- 천창을 통해 깊은 공간에 빛을 전달하기 위해 일광반사장치를 이용한다.

일광반사장치는 태양을 추적하여 태양의 각도와 상관없이 빛을 건물 하부로 사입시킨다. 태양 빛은 일정한 각도로 사입되기 때문에 쉽고 효과적으로 조절될 수 있다.

- 클리어스토리창과 모니터창 이용한다. 모니터, 클리어스토리, 톱날형창 모두 수직 또는 지붕 위에 가파르게 경사진 유리를 사용한다. 이것의 주요 전략은 1층 건물의 실내에 매우 조절된 빛을 사입시키는 것이다. 이것이 남쪽으로 향하였을 경우 바람직하게 여름보다 겨울에 더 햇빛을 받아들인다. 수직의 남향 개구부는 원치 않는 직사일광으로부터 차폐될 수 있다. 북향의 개구부는 조도가 낮으나 일정하여 눈부심이 없는 빛을 받아들인다. 동 · 서향 개구부는 낮은 태양을 차폐하기가 어려워 피해야 한다. 이러한 천창채광의 또 다른 장점은 대부분의 빛이 천장에 의해 확산되어 빛의 확산 분포가 용이하다는 것이다. 따라서 유리는 투명유리도 가능하다.

수직 개구부의 가장 큰 결점은 수평 개구부보다는 하늘을 적게 볼 수 있다는 점이다. 따라서, 보다 적은 빛이 사입된다. 천창과 같이 직접 현휘와 광막반사가 문제가 될 수 있다. 모니터, 클리어스토리, 톱날천창의 기법은 다음과 같다.

1. 실내 조명의 조화를 위해 태양의 차폐장치를 설치한다. 북양의 클리어스토리창은 남향의 창보다 매우 적은 양의 빛을 받으므로 북향 창의 외부에 차폐장치를 설치하여 반사된 빛을 추가로 받을 수 있게 한다. 비록 동 · 서향의 클리어스토리는 바람직하지 않으나 차폐장치로 성능이 개선될 수 있다. 일반적으로 동향의 클리어스토리는 너무 많은 아침 햇빛을 받으며 저녁에는 빛이 충분하지 않다. 차폐장치는 아침 햇빛의 일부를 차폐하여 빛의 균형이 가능하게 하며 오후에는 반사된 빛의 양을 증가시킨다. 물론, 서향도 유사하게 적용 가능하다.

 

2. 모니터, 톱날형 창의 간격이 중요하다.

3. 개구부를 남쪽을 향하게 하며 연중 매우 일정한 빛이 사입되게 하고 겨울철에 태양열 난방이 되게 한다. 직사일광과 관련된 문제들이 야기되지 않도록

개구부의 설계를 세심하게 한다.

4. 지붕의 반사율을 높게 한다. 지붕을 반사한 빛은 클리어스토리창으로 사입되어 천장을 조명한다. 이 빛은 낮은 밝기의 높은 질의 조명이며 천장을 통한 열 취득을 줄여준다.

5. 실내 벽면에서 빛을 반사시킨다. 벽은 대형의 낮은 휘도를 가진 확산체가 될 수 있다. 채광이 잘되는 벽은 뒤로 물러나 보여 실이 크게 보이고 실제보다 쾌적해 보인다. 더욱더 하늘이나 태양을 직접 보는 데 따르는 현휘를 피할 수 있다.

6. 직사일광은 극적인 효과에 사용한다. 어려운 시작업이 아닌 공간에서 움직이는 햇빛의 반점은 맑은 날과 시간의 흐름을 즐겁게 해준다. 아이엠 페이는 미국립미술관의 서측 건물에 자연채광의 극적 효과를 위해 천창을 사용하였다.

설계자료의 입력 및 교체에 따른 결과 파악이 신속하고 간단하지만 개구부 및 실의 형태가 장방향으로 고정된다.

7. 높은 질의 조명을 위하여 차양이나 확산판을 이용한다. 남향의 클리어스토리창이 차양 등에 의해 보호될 때 매우 확산되고, 눈부심이 없고, 높은 조도가 가능하다. 차폐장치의 간격은 직사일광이 직접 사입되지 않고, 45도 이하의 시야에서 직접 현휘를 방지할 수 있어야 한다.