건축 조명 디자인

thumb|upright|다카의 자티요 상샤드 바반 내부의 빛의 유희
thumb|upright|런던 로이즈 빌딩의 외부 조명

건축 조명 디자인()은 건축 환경 내부 및 외부의 조명 시스템 디자인과 관련된 작업 또는 연구 분야이다. 이는 인간의 필요를 충족시키기 위해 자연광과 전기 조명 또는 둘 다를 조작하고 디자인하는 것을 포함할 수 있다. 조명 디자인은 과학과 시각 예술 모두에 기반을 둔다. 건축 환경 내 조명의 기본적인 목표는 거주자가 명확하고 불편함 없이 볼 수 있도록 하는 것이다. 건축 조명 디자인의 목표는 조명의 예술과 과학의 균형을 맞춰 분위기, 시각적 흥미를 창조하고 공간이나 장소의 경험을 향상시키는 동시에 기술 및 안전 요구사항을 충족하는 것이다.

 개요 
thumb|1930년대 비푸리 시립 도서관의 주간 조명(주로 자연광) 강당

건축 조명 디자인의 목적은 건물이나 공간의 조명과 관련하여 인체공학의 기술적, 시각적, 그리고 최근에는 비시각적 요소를 최적화하기 위해 공간 내 빛의 특성을 균형 있게 맞추는 것이다.

기술적 요구 사항에는 작업을 수행하는 데 필요한 빛의 양, 공간 내 조명에 의해 소비되는 에너지, 불필요한 눈부심과 불편함을 유발하지 않기 위한 빛의 상대적 분포 및 이동 방향이 포함된다. 빛의 시각적 측면은 공간의 미학과 서사(예: 레스토랑의 분위기, 박물관 내 전시회의 경험, 소매 공간 내 상품 홍보, 기업 브랜드 강화)와 관련된 것이며, 비시각적 측면은 인간의 건강과 웰빙과 관련된 것이다.

조명 디자인 과정의 일부로 문화적, 맥락적 요인도 고려해야 한다. 예를 들어, 밝은 조명은 중국 역사 전반에 걸쳐 부의 상징이었지만, 통제되지 않은 밝은 빛은 곤충, 새, 별 관측에 해로운 것으로 알려져 있다.

 역사 
전기 조명의 역사는 잘 기록되어 있으며, 조명 기술의 발전과 함께 조명 직업도 발전했다. 고효율 저비용 형광등의 개발은 전기 조명과 균일한 전체 조명 방식에 대한 의존도를 높였지만, 1970년대의 에너지 위기는 더 많은 디자인 고려를 필요로 했고 채광 사용을 재활성화했다.

북미 조명 공학회 (IESNA)는 1906년에 설립되었고, 영국 버전은 1909년에 설립되었다 (현재는 Society of Light and Lighting으로 알려져 있으며 차터드 건축 서비스 엔지니어 협회의 일부이다). 국제 조명 위원회 (CIE)는 1913년에 설립되었으며 빛과 조명 문제에 대한 최고의 권위를 대표하는 것으로 받아들여지는 전문 조직이 되었다. 조명 전문가 협회(Institution of Lighting Professionals)는 1924년에 공공 조명 엔지니어 협회(Association of Public Lighting Engineers)로 설립되었다. 전 세계적으로 유사한 전문 조직들이 발전했다.

초기에는 이들 산업 조직이 주로 조명의 미학적 디자인보다는 과학 및 공학에 초점을 맞추었으나, 1969년에는 디자이너 그룹이 국제 조명 디자이너 협회 (IALD)를 설립했다. 순수 조명 디자인을 위한 다른 협회로는 1994년에 설립된 전문 조명 디자이너 협회 (PLDA), 1995년에 프랑스에서 설립된 Association de Concepteurs Eclairage (ACE), 1998년에 이탈리아에서 설립된 Associazione Professionisti dell'Illuminazione (APIL), 1999년에 브라질에서 설립된 Associação Brasileira de Arquitetos de Iluminação, 그리고 2008년에 설립된 스페인 전문 조명 디자이너 협회(APDI)가 있다.

 직업으로서 

thumb|킴벨 미술관 내부의 채광 제어 및 전기 조명 디자인, 리처드 켈리 (1969)

건축 조명 디자이너는 건축, 인테리어 디자인, 조경, 전기공학 직업과 함께 존재하는 독립적인 직업이다.

건축 조명 디자인의 초기 선구자 중 한 명은 1935년에 자신의 사무실을 설립한 리처드 켈리였다. 켈리는 1952년 미국 건축가 협회, 미국 산업 디자이너 협회(현재 미국 산업 디자이너 협회), 북미 조명 공학회가 클리블랜드에서 개최한 공동 회의에서 제시된 세 가지 시각적 요소에 기반을 둔 건축 조명 접근 방식을 개발했으며, 이는 오늘날에도 사용되고 있다.

조명 디자인 직업에 대한 다큐멘터리 'LD2020'은 2020년 12월 산업 지지자이자 미디어 회사인 Lytei에서 제작되었으며, 뉴욕시의 9/11 기념관인 빛의 추모를 포함한 주목할 만한 프로젝트에 참여한 Fisher Marantz Stone (FMS)의 회장 찰스 스톤을 비롯한 북미 전역의 20명의 조명 디자이너를 소개한다.

 교육 
많은 건축 조명 디자이너들이 전기공학, 건축공학, 건축 또는 조명기구 제조 분야의 배경을 가지고 있지만, 여러 대학 및 기술 학교에서는 이제 건축 조명 디자인에 특화된 학위 프로그램을 제공한다.

 과정 
건축 조명 디자인 과정은 일반적으로 주요 프로젝트 단계 측면에서 건축가의 작업 계획을 따른다: 타당성, 컨셉, 세부, 건설 문서화, 현장 감독 및 시운전.

프로젝트의 매개변수가 설정되는 타당성 단계 이후, 컨셉 단계는 일반적으로 컨셉 스케치, 렌더링, 또는 무드 보드를 사용하여 조명 효과, 기술적 조명 목표 및 전반적인 시각적 전략 측면에서 조명 디자인이 개발되는 시기이다.

 채광 
채광 또는 자연 조명의 원천은 태양이다. 햇빛은 전자기 스펙트럼에서 100 CRI로 평가되는 최고의 품질의 빛을 제공한다. 공간에서 자연광을 사용하면 계절성 정동 장애 (SAD)를 완화하고, 필요한 비타민 D를 제공하며, 활동일 주기 또는 일일 명암 주기를 조절하는 데 도움이 되는 등 심리적, 신체적 건강상의 이점이 있다. 자연광을 광원으로 사용하면 에너지 사용을 줄일 수 있다. 채광은 또한 재료 및 마감재의 열화를 유발하고 공간 냉방을 위한 에너지 사용을 증가시킬 수 있다. 공간의 건축적 구성은 채광에 영향을 미친다. 창문, 내부 개구부, 채광창, 반사 표면을 통해 공간에서 사용할 수 있다.

 전기 조명 
전기 조명 또는 인공 조명은 전기 광원을 포함하는 건축 조명의 일종이다. 전기 조명의 전반적인 목적은 공간 사용자가 하루 중 다양한 시간, 특히 밤이나 겨울철에 자연광이 더 이상 가능하거나 충분한 광원이 아닐 때 볼 수 있도록 하는 것이다. 인공 조명은 공간의 미학을 창조하거나 향상시키는 데 도움이 된다. 사용자가 빛을 더 잘 제어할 수 있기 때문에 전기 조명에 관해서는 다양한 기술을 구현할 수 있다. 여기에는 램프의 밝기를 조절하거나 증가시키는 것, 광원의 확산, 다양한 램프 색조의 사용이 포함될 수 있다. 전기 조명에 사용되는 주요 광원으로는 백열등, 고체 조명 (LED 등), 가스방전등이 있다.

 조명 기구 

thumb|1958년 디자인된 PH 램프

조명 기구는 다양한 기능에 따라 다양한 스타일로 제공된다. 가장 중요한 기능은 광원 고정, 지향성 조명 제공 및 시각적 눈부심 방지이다. 일부는 매우 단순하고 기능적이지만, 일부는 그 자체로 예술 작품이다. 과도한 열을 견딜 수 있고 안전 규정을 준수하는 한 거의 모든 재료를 사용할 수 있다.

조명 기구의 중요한 특성은 발광효율 또는 벽면 플러그 효율인데, 이는 사용된 에너지당 조명 기구에서 방출되는 유효 광량으로, 일반적으로 루멘/와트로 측정된다. 교체 가능한 광원을 사용하는 기구는 "전구"에서 주변으로 전달되는 빛의 비율로 효율을 나타낼 수도 있다. 조명 기구가 투명할수록 효율이 높다. 빛을 가리는 것은 일반적으로 효율을 감소시키지만, 방향성과 시각적 편안함 확률을 증가시킨다.

PH 램프는 1926년부터 덴마크 디자이너이자 작가인 폴 헤닝센이 디자인한 일련의 조명 기구이다. 이 램프는 여러 개의 동심원 모양의 갓으로 디자인되어 시각적 눈부심을 없애고, 반사광만 방출하여 광원을 가린다.

 조명 디자인 레이어 
디자이너는 공간에 대한 조명 계획을 만들 때 조명 레이어라는 아이디어를 활용한다. 조명 레이어에는 작업 레이어, 초점 레이어, 주변 레이어, 장식 레이어, 주광 레이어가 포함된다. 각 레이어는 공간에 기능을 제공하며, 종종 잘 구성된 조명 디자인을 만들기 위해 함께 작동한다. 작업 레이어는 특정 작업이나 임무를 수행하는 데 도움이 되는 조명이다. 일반적으로 이 레이어에서는 더 많은 빛이 필요한 경향이 있다. 예를 들어, 주방의 캐비닛 아래 조명 사용이 이에 해당한다. 초점 레이어는 벽난로와 같이 방의 특정 기능을 강조하기 위해 조명이 사용될 때를 말한다. 이 유형의 조명은 특정 영역으로 시선을 이끈다. 주변 레이어는 배경 또는 일반 조명을 제공한다. 이 레이어는 공간의 밝기에 강한 영향을 미친다. 장식 레이어에서는 조명이 공간의 장식으로 사용되며 스타일을 개발하는 데 도움이 될 수 있다. 주광 레이어는 자연광 또는 태양을 사용하여 공간을 밝힌다. 레이어링 기술을 사용하면 조명의 미학적 및 기능적 측면을 개발하는 데 도움이 된다.

 광도 측정 연구 

thumb|다양한 온도의 흑체 광원의 색도(플랑크 궤적)와 일정한 상관 색온도 선을 보여주는 CIE 1931 xy 색도 다이어그램

광도 측정 연구는 프로젝트가 건설되거나 개조되기 전에 조명 디자인을 시뮬레이션하기 위해 수행된다. 이를 통해 건축가, 조명 디자이너 및 공학자는 제안된 조명 레이아웃이 의도한 양의 빛을 제공하는지 여부를 결정할 수 있다. 또한 밝은 영역과 어두운 영역 사이의 대비 비율을 결정할 수도 있다. 많은 경우 이러한 연구는 해당 응용 분야에 대한 IESNA 또는 CIBSE 권장 조명 관행과 비교된다. 영역 유형에 따라 안전 또는 실용성을 위해 다른 디자인 측면이 강조될 수 있다 (예: 균일한 조도 유지, 눈부심 방지 또는 특정 영역 강조). 일반적으로 2차원 디지털 CAD 도면과 조명 시뮬레이션 소프트웨어의 사용을 결합한 전문 조명 디자인 응용 프로그램이 이러한 작업을 생성하는 데 사용된다.

백색 광원의 색온도 또한 특정 응용 분야에서의 사용에 영향을 미친다. 백색 광원의 색온도는 램프의 스펙트럼 특성과 가장 밀접하게 일치하는 이론적 흑체 방출체의 켈빈 온도를 나타낸다. 백열등은 약 2700~3000켈빈의 색온도를 가지며, 자연광은 약 6500켈빈이다. 낮은 색온도 램프는 가시 스펙트럼의 노란색 및 빨간색 부분에 상대적으로 더 많은 에너지를 가지는 반면, 높은 색온도는 더 푸르스름한 백색 외관을 가진 램프에 해당한다. 중요한 검사 또는 색상 매칭 작업, 또는 음식 및 의류의 소매 진열을 위해 램프의 색온도는 최상의 전반적인 조명 효과를 위해 선택된다. 색상은 기능적인 이유로 사용될 수도 있다. 예를 들어, 파란색 빛은 정맥을 보기 어렵게 하여 약물 사용을 억제하는 데 사용될 수 있다.

 상관 색온도 

광원의 상관 색온도 (CCT)는 해당 광원과 유사한 색도의 빛을 방사하는 이상적인 흑체 복사체의 온도이다. 색온도는 조명, 사진술, 비디오그래피, 출판, 제조업, 천체물리학, 원예 및 기타 분야에서 중요한 응용 분야를 가진 가시광선의 특성이다. 실제적으로 색온도는 실제로 어떤 흑체 복사와 어느 정도 밀접하게 일치하는 광원(즉, 적황색을 거쳐 노란색, 거의 백색에서 푸르스름한 백색으로 이어지는 선에 있는 광원)에 대해서만 의미가 있다. (예: 녹색 또는 보라색 빛의) 색온도를 말하는 것은 의미가 없다. 색온도는 관습적으로 절대 온도의 SI 단위인 켈빈으로 표시하며 단위 기호는 K이다.

건물 내부 조명에서는 조명의 색온도를 고려하는 것이 중요하다. 예를 들어, 더 따뜻한 (즉, 낮은 색온도) 빛은 공공 장소에서 휴식을 촉진하는 데 자주 사용되는 반면, 더 차가운 (높은 색온도) 빛은 사무실에서 집중력을 높이는 데 사용된다.

LED 기술의 CCT 조광은 선별, 노화, LED의 온도 변화 효과가 실제 색상 출력 값을 변경하기 때문에 어려운 작업으로 간주된다. 여기서는 피드백 루프 시스템을 색상 센서와 함께 사용하여 여러 색상 혼합 LED의 색상 출력을 능동적으로 모니터링하고 제어할 수 있다.

이상적인 흑체에서 방출되는 전자기 복사의 색온도는 켈빈 단위의 표면 온도, 또는 마이레드 (마이크로 역켈빈) 단위로 정의된다. 이는 광원을 비교하는 표준을 정의할 수 있게 한다.

 방법 
간단한 설치의 경우 표 데이터를 기반으로 한 수동 계산을 사용하여 허용 가능한 조명 디자인을 제공할 수 있다. 보다 중요하거나 최적화된 디자인은 이제 컴퓨터에서 수학적 모델링을 일상적으로 사용한다.

조명 기구의 위치와 장착 높이, 그리고 그들의 광도 특성을 기반으로 제안된 조명 레이아웃은 조도의 균일성과 양을 확인할 수 있다. 더 큰 프로젝트나 불규칙한 평면도를 가진 프로젝트의 경우 조명 디자인 소프트웨어를 사용할 수 있다. 각 조명 기구의 위치가 입력되고, 벽, 천장, 바닥의 반사율을 입력할 수 있다. 그러면 컴퓨터 프로그램은 프로젝트 평면도 위에 중첩된 등고선 차트 세트를 생성하여 작업 높이에서 예상되는 조도 수준을 보여준다. 더 고급 프로그램은 창문이나 채광창에서 오는 빛의 영향을 포함할 수 있어 조명 설치의 운영 비용을 더욱 최적화할 수 있다. 내부 공간에서 받는 자연광의 양은 일반적으로 채광률 계산을 통해 분석할 수 있다.

IES 존 캐비티 방식(루멘 방식이라고도 함)은 수동, 표, 컴퓨터 계산 모두의 기초로 사용된다. 이 방식은 실내 표면의 반사율 계수를 사용하여 벽과 천장에서 반사된 빛으로 인해 실내 작업 높이에서 유용한 조명에 기여하는 정도를 모델링한다. 이 방식에서 사용하기 위해 간소화된 광도 값이 일반적으로 조명 기구 제조업체에서 제공된다.

실외 투광 조명의 컴퓨터 모델링은 일반적으로 광도 데이터에서 직접 진행된다. 램프의 총 조명 전력은 작은 입체각 영역으로 나뉜다. 각 영역은 조명될 표면까지 확장되고 면적이 계산되어 단위 면적당 조명 전력을 제공한다. 동일한 영역을 조명하기 위해 여러 램프가 사용되는 경우 각 램프의 기여도가 합산된다. 다시 말해, 표로 작성된 조도 수준(럭스 또는 푸트-캔들)은 프로젝트 평면도 위에 중첩된 등고선 형태로 제시될 수 있다. 수동 계산은 몇 지점에서만 필요할 수 있지만, 컴퓨터 계산은 균일성과 조도 수준에 대한 더 나은 추정치를 제공한다.

 디자인-미디어 용어 
 조절 가능한 악센트 조명 기구 특정 디자인 요소를 가리키는 데 사용된다.
 볼라드 짧고 수직으로 땅에 설치되는 건축 외부 조명의 한 종류로, 일반적으로 비상 탈출 조명, 보행로, 계단 또는 기타 통로를 밝히기 위한 차단형 조명을 제공하는 데 사용된다.
 다양한 램프가 있는 "캔" 천장에 매립되거나 때로는 바닥에 놓이는 상향 조명에 사용되는 저렴한 다운라이트 제품에 대한 은어이다. 이름은 하우징의 모양에서 유래한다. 캐나다와 미국 일부 지역에서는 "팟 라이트"라는 용어가 자주 사용된다.
 샹들리에 천장 또는 벽에 장착되도록 설계된 가지형 장식용 조명기구
 코브 조명 벽에 붙은 긴 상자 안에 천장에 매립된다.
 비상등 또는 유도등 주전원이 고장났을 때 배터리 백업 또는 비상 전원이 있는 전기 회로에 연결된다.
 투광 조명 일반적으로 폴 또는 지주에 장착되며, 조경, 도로 및 주차장에 사용된다.
 하이베이 및 로우베이 조명 일반적으로 산업용 건물 및 종종 빅 박스 스토어의 일반 조명으로 사용된다.
 램프 전구로, 다양한 모양과 크기가 있다.
 조명기구 램프를 고정하고 지지하며 전력을 공급한다.
 실외 조명 및 조경 조명 보행로, 주차장, 도로, 건물 외관 및 건축적 세부 사항, 정원 및 공원을 밝히는 데 사용된다.
 펜던트 등 사슬 또는 파이프로 천장에 매달려 있다.
 매립등 보호 하우징이 천장이나 벽 뒤에 숨겨져 있어 기구 자체만 노출된다. 천장 장착형은 종종 다운라이트라고 불린다.
 벽등 벽에 장착되는 장식용 조명 기구
 가로등 도로를 밝히는 데 사용되는 옥외 폴 장착형 조명 유형이다. 폴 장착형 투광 조명과 유사하지만 유형 III 대신 유형 II 렌즈(좌우 광 분포 패턴)를 사용한다.
 스트립 조명 또는 산업용 조명 종종 창고나 공장에서 사용되는 긴 형광등 라인
 표면 장착형 조명 마감된 하우징이 노출되어 있으며 표면과 평평하게 장착되지 않는다.
 트랙 조명 기구 개별 기구(트랙 헤드라고 함)는 전기 에너지를 공급하는 트랙을 따라 어디든 배치할 수 있다.
 캐비닛 아래 조명 주방 벽 캐비닛 아래에 장착된다.
 트러퍼 일반적으로 사각형 모양으로 드롭 천장 그리드에 맞게 매립된 형광등 기구
 벽 그레이징 조명 기구 조명이 벽에 가깝게 배치되어 질감 있는 표면을 강조하는 데 주로 사용된다.
 월워셔 천장에서 바닥까지 빛을 비추어 벽을 평평하게 비추는 비대칭 조명 기구

 램프 종류 
다양한 유형의 전기 조명은 효율성과 색온도가 크게 다르다.

*색온도는 유사한 스펙트럼을 방출하는 흑체의 온도로 정의된다. 이 스펙트럼은 흑체의 스펙트럼과는 상당히 다르다.

가장 효율적인 전기 조명원은 저압 나트륨 램프이다. 이 램프는 실질적으로 단색광의 노란색 빛을 생성하여 조명된 모든 장면에 대해 유사하게 단색적인 인식을 제공한다. 이러한 이유로 일반적으로 실외 공공 조명 용도로만 사용된다. 저압 나트륨 조명은 광대역 또는 연속 스펙트럼과 달리 발생하는 광공해를 쉽게 필터링할 수 있으므로 천문학자들이 공공 조명으로 선호한다.

 백열등 

코일형 텅스텐 필라멘트를 사용하는 현대식 백열 전구는 약 1880년에 도입된 탄소 필라멘트 램프에서 발전하여 1920년대에 상용화되었다. 일반 조명용 전구뿐만 아니라 저전압, 저전력 유형과 같이 장비 부품으로 자주 사용되지만 현재는 LED로 대부분 대체된 매우 다양한 종류가 있다.

 형광등 

형광등은 저압 수은 증기 또는 아르곤을 포함하는 유리 튜브로 구성된다. 튜브를 통해 흐르는 전기는 가스가 자외선 에너지를 방출하게 한다. 튜브 내부는 자외선 에너지에 의해 가시광선을 방출하는 형광체로 코팅되어 있다.

 LED 조명 

발광 다이오드 (LED)는 1970년대에 표시등으로 널리 보급되었다. 나카무라 슈지의 고출력 LED 발명으로 LED는 이제 일반 조명 응용 분야를 위한 고태 조명으로 사용되고 있다.

처음에는 루멘당 상대적으로 높은 비용으로 인해 LED 조명은 손전등과 같이 10W 미만의 램프 어셈블리에 주로 사용되었다. L Prize와 같은 미국 프로그램에 의해 고출력 램프 개발이 추진되었다.

 같이 보기 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 각주 

 외부 링크 
 Lighting design glossary