| 논문명 |
프레넬 및 프리즘 필름을 이용한 자연채광기술 / Daylighting System Using Fresnel & Prismatic Films |
| 수록사항 |
대한건축학회논문집 계획계, v.18 n.7 (2002-07) |
| 주제어 |
프레넬 ; 프리즘 ; 태양 자연채광시스템 ; 집광부 ; 변광부 ; 배광부 ; Fresnel ; Prism ; Solar daylighting system ; Collector ; Light transformer ; Light pipe |
| 요약1 |
최근 건물에서 사용되는 조명에너지 절감을 위한 방안으로 고효율 램프, 반사갓 교체 등 ESCO관련 사업과, 친환경 조명 기술 개발이 한창이며 이러한 시점에서 실내조명에 있어서도 기존 전기조명보다는 자연채광을 선호하는 경향이 나타나고 있다. 기존의 자연광을 이용한 에너지 기술 개발 방법 중에 하나는 건물의 옥상이나 벽면에 대형으로 설치되는 집광장치 시스템 설계였다. 그러나 이러한 대규모 집광시스템의 경우 고가이며 설치비용이나 규모에 비해 효율이 극히 저조하고, 시스템의 제어가 어렵다는 문제점 등을 갖고 있다.
따라서 본 연구에서는 시스템 규모의 최소화와 집광효율의 극대화를 위한 방안으로 경량 프레임에 프레넬(Fresnel) 및 프리즘필름(Prism Film)의 개념을 적용하여 집광효율을 증대시키고 가동 및 제어가 편리한 저가형 자연채광 시스템을 개발하였다. 연구 내용으로는 우선 소형이며 저가인 프레넬 렌즈를 이용한 광파이프 시스템 최적설계연구를 진행하고, 개발된 시스템의 현장실험을 통한 데이터 분석 및 효율극대화 방안을 연구하였다. 또한 광(光)분석 프로그램으로 공인받은 Trace-pro프로그램을 이용하여 해석모델을 개발하고 보정하여, 해석모델을 근거로 태양고도각 및 방위각에 따른 시뮬레이션을 수행하여 시스템의 계절별 효율분석을 수행하여, 자연채광시스템의 성능평가를 위한 신뢰성 있는 해석모델을 개발하였다. |
| 요약2 |
Since solar daylighting system provides energy free and visual comfort lighting, many daylighting systems with dimming control have been implemented in real building. However, cost has been considered as one of major barriers due to the difficult design and control of the heavy light collecting system. One of the solutions for the heavy design issues would be using a light weight material such as fresnel and prism film. This paper introduces a cost effective model of solar fresnel daylighting(SFD) system with a prismatic light distributing pipe system. This proposed prototype system consists of light collector, light transformer and light pipe. KIER has designed, constructed and tested this prototype system utilizing photometric, mechanical and electronic concept and principle. Test results indicated that 1) a switch of transformer input prism type film from 70° to 90°, for instance, would be required to keep the efficiency high constant and 2) the efficiency of the system has been monitored in KIER indoor and outdoor test cell and simulated and verified with TRACE-PRO program. The overall system efficiency would be monitored as 4.96% while simulated as 8.59% at a solar noon of the test day. Further improvements over the issues of 1) variable focal length correction and 2) additional functions such as heating, shading and ventilating and 3) other optimal control would be conducted more in KIER test cell. |
