Daylight and daylight evaluation (1): a critique of DF as a metric

자연광(daylight)과 자연채광(daylighting)은 빛 연구에서 빠질 수 없는 주제다.

최근 연구 트렌드를 살펴보면 크게 사용자의 건강에 미치는 영향(both psychological and physiological), 건물 에너지 자원으로의 활용(both heat transfer and natural lighting) 및 관련 시뮬레이션 프로그램, 마지막으로 눈부심(glare) 관련 연구정도로 분류 되는 듯하다.

 

이 중에서 건강에 미치는 영향과 눈부심에 관련된 연구보다 설계 과정에 고려되는 daylight metric에 대해 생각해보자.

 

John Mardaljevic 교수는 2014년 7월 UCL에서 열린 SLL 심포지엄에서 과거 전문가들은 경험(experience), 직관(intuition)에 기반한 조언(advice) 을 한 반면, 최근에는 스탠다드나 가이던스의 타켓을 맞추기 위한 소프트웨어와 시뮬레이션에 지나치게 의존하는 점을 지적했다. 그는 주광률(daylight factor; DF)의 과도한 집착과 metric으로서 가진 한계점을 가장 큰 요인으로 지적했다.

 

주광률(DF)과 관련 시뮬레이션에 대해 알아보기 전에 관련용어의 정의를 다시 살펴보자. 

빛 전문가라면 daylight, natural light, sunlight, skylight 등등 비슷한 용어를 명확히 구분할 수 있을 것이다. 하지만 건축가나 관련 실무 엔지니어들에게도 명백할 것인가에 대한 생각에는 의문이 든다.  그림 1은 Mardaljevic가 제시한 분류를 간단히 도표화 해본 것이다.

그림 1. Elements of daylight in buildings

그림 1에서 보듯이 daylight은 기본적으로 sunlight와 skylight으로 나뉘며, 이는 direct light 와 diffuse light을 야기시킨다. 그렇다면 주광률은 이러한 daylight의 요소들을 모두 염두에 두고 계산하는 것일까?

 

당연히 아니다. 주광률은 CIE standard overcast sky를 기준으로 계산하는 metric이기에 only skylight만 고려한다. 이 구조적인 한계때문에 주광률에 의지한 주광 평가는 sunlight penetration (or pattern of the sunlight) 을 간과하게 된다.

 

그리하여 많은 전문가들은 대안으로 sun-diagram diagram 또는 dynamic solar shading analysis 분석법등을 사용하지만 위의 분석법들 역시 skylight 또는 indirect sunlight 를 고려하지 않아 한계점이 있는 상황이다.

그럼 주광율을 대신할 metric에는 어떤 것이 있고, 그런 대안들은 어떻게 시뮬레이션에 응용될 수 있을까? 궁극적으로 주광율은 lighting quality metric으로 적합하지 않을까에 대한 생각을 이어서 해보자.