A Study on the Discomfort Glare Evaluation for Different Window Composition = 창의 구성특성에 따른 창면글레어 평가에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

건축설계는 주광을 도입한 조도를 자연스럽게 변화시켜 재실자들에게 쾌적한 환경을 제공 해야 한다. 조명방식은 조명에너지 절약 및 제공간의 조도를 자연스럽게 변화시켜 재실자들에게 쾌적한 환경을 제공한다. 건물에 주광을 도입할 경우, 천공상태에 따라 실내로 유입되는 빛에 의해 창에는 글레어가 발생한다. 창면에 발생하는 글레어는 재실자들에게 시각의 저하등 심각한 문제가 되고 있다. 외국에서는 이러한 창면불쾌글레어를 해결하기 위해 다양한 시도가 있었지만 여전히 창면불쾌글레어를 정확히 평가하기에는 많은 문제점을 갖고 있다. 본 연구와 관련된 선행연구에서는 창면불쾌글레어를 정확하게 평가하기 위한 평가도구를 개발하기 위해 광원휘도, 배경휘도(Ls), 입체각(ω), 수정입체각(Ω), 수평거리(T), 수직거리(H), 시선의 위치와 같은 다양한 평가실험을 실시하였으며 그 결과 Hopkinson 과 Iwata 가 제안한 불쾌글레어 평가식의 문제점 및 보완점을 발견하였으며 그 해결방법을 제안하였다.
본 연구에서는 창면불쾌글레어의 원인이 될 수 있는 변수 즉 창면적, 창의 개수, 창의 위치을 실험변수로 선정한 후 각각의 변수들의 값을 변화시켜 평가실험을 실시하였으며 각 변수의 변화와 창면불쾌글레어감의 변화를 정량적으로 분석하기 보다 실제적인 불쾌글레어의 예측ㅁ평가도구를 제작하기 위한 기초데이터로 제공하는데 연구의 목적이다.
따라서 본 연구는 다음같이 3단계로 나누어 진행하였다.
첫째, 창의 면적(600×600mm, 800×800mm, 1000×1000mm), 피험자시선의 상하, 창의 개수(1 개, 2 개, 3 개) 등을 고려한 실물대모형를 제작하였으며, 불쾌글레어감을 평가할 수 있는 평가어휘를 선정하였다.
둘째, 각각 실험 변인 별 평가실험을 실시하였다.
셋째, 실험결과를 분석하여 창면불쾌글레어에 영향 크게 미치는 변수를 제시하였다.
불쾌글레어평가실험을 실시하였으며, 그 결과는 다음과 같다.
1. 피험자의 위치별로 창면적이 600×600mm, 1000×1000mm 으로 증가 할수록 17％에서 32％의 변화 불쾌글레어감이 증가하는 것으로 나타났다. 또한 휘도에서도 불쾌글레어감을 느끼는 것으로 나타났다.
2. 광원과 피험자의 시선의 위치의 변화에 따른 불쾌글레어감의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 따라서 피험자 수직시선은 불쾌글레어감의 평가에서는 영향이 없다는 것을 나타났다.
3. 광원개수의 변화에 따른 불쾌글레어감 평가에서 불쾌글레어감에 가장 영향을 미치는 광원을 선정할 때 수정입체각이 가장 효과적인 것으로 나타났으며 광원의 휘도가 고휘도 일 때 광원개수의 증가는 중요한 변수로 작용하지만 광원의 휘도가 낮은 상황에서의 광원의 개수증가는 불쾌글레어감을 평가할 수 있는 중요한 변수로 작용하지 않은 것으로 나타났다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Building occupants generally prefer to live and work in a well day-lighted space. The physical working environment, particularly the visual environment such as admission of daylight for indoor illumination, affects occupant satisfaction and worker performance and thereby also productivity. Daylight was one of the main considerations in building design. So it is important to use daylight available from the natural resource for interior lighting in order to provide psycho-physical comfort in room space and thereby to reduce the electric power consumption for lighting. However, in the field of view light sources of excessive brightness or uneven distribution can cause glare of varying degrees from a mild sensation of discomfort to an intolerable feeling of pain. The precise physiological origins of the discomfort experienced under bright lights remain obscure. Glare is one of the major factors affecting visual comfort. Therefore, it is important to have a better understanding of the magnitude of the glare caused by daylight from windows.
In our previous studies on the discomfort glare, various of parameters were used, which were source luminance(Ls), background luminance(Lb), solid angular subtense of the source at the eye(ω), solid angular subtense of the source modified for the effect of the position of its elements in different parts of the field of view(Ω), the horizontal distance between source and eyes (T), the vertical distance between source and eye (H). Comparing the result of the previous studies with that of Hopkinson and Iwata, we proposed the method to deal with the discomfort glare.
Based on these previous studies, we enlarge the field of parameters effected by the window glare to assess if it is possible for these parameters to affect discomfort, those are window size, number of windows, and position of the glare source that were ignored in the previous studies and referred the experimental results as base data for future glare study.
Then the conclusion is as follows:
1) With the difference of subject position series, there is 17％ to 32％ increasing from 600 × 600mm to 1000 × 100mm. And an increase in luminance when increasing the size of window makes the value of discomfort glare sensation higher. As the increase in solid angular sub tense of the source modified for the effect of the position of its elements in different parts of the field of view (Ω), even at the lower luminance the discomfort glare sensation is found.
2) There is no significant change in discomfort glare with changing the positions of eyes. And it is concluded that discomfort glare sensation is irrelevant to vertical sight line between subjects and source.
3) In glare evaluation, the more the number of windows, the more glare sensation can be concluded. Meanwhile, Ω is regarded as the most effected factor when the numbers of windows are considered in discomfort glare evaluation. However, Ω is the most important factor in high luminance used to evaluate discomfort glare, while in low luminance Ω effect is small.

목차 (Table of Contents)

• ABSTRACT = ⅰ
• Contents = ⅴ
• 1. Introduction = 1
• 2. Previous Studies = 3
• 2.1 Daylight Glare Index (DGI) = 3
• 2.2 Unified Glare Rating (UGR) = 4
• 2.3 Predicted Glare Sensation Vote (PGSV) = 6
• 2.4 Korean Data = 7
• 2.4.1 The Applicability of Simulated Windows in Glare Evaluation = 7
• 2.4.2 A Study on Establishing Index to Evaluate Discomfort Glare = 8
• 3. Experiment Method = 10
• 3.1 Experimental Set-Up = 10
• 3.2 Questionnaire for Evaluation = 14
• 3.3 Subjects = 15
• 3.4 Evaluation Procedure = 16
• 3.5 Parameters = 17
• 4. Results and Discussion = 22
• 4.1 Effects of the window sizes = 22
• 4.2 Effect of the glare source position = 29
• 4.3 Effect of window number = 34
• 5. Conclusion = 40
• References = 42
• Acknowledgments = 49