장해광

왜 배우는가: 장해광은 조명이 목적 밖으로 새어 나가 사람의 생활과 자연환경, 천체관측에 피해를 주는 현상이다. 경관조명과 옥외조명이 늘면서 민원과 법적 규제가 함께 늘었고, 그래서 실무와 시험에서 반복해 다뤄진다.

출제 이력: 제103회 1교시 7번, 제91회 1교시 10번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

장해광은 조명 빛이 필요한 범위를 벗어나 새어 나가 사람의 생활, 자연환경, 천체관측에 피해를 주는 빛이다.

• 침입광(Light Trespass): 옥외조명 빛이 창문을 통해 실내로 들어와 사생활과 수면을 방해하는 빛
• 산란광(Sky Glow): 위로 새어 나간 빛이 대기 입자에 흩어져 밤하늘을 밝히는 빛
• 글레어(Glare): 시야에 들어와 눈부심을 일으키는 빛
• 상향광속(Upward Light Flux): 수평선 위 방향으로 나가는 광속
• 조명환경관리구역: 빛공해 관리를 위해 시·도지사가 지정하는 구역
• 빛방사허용기준: 조명환경관리구역에서 허용되는 빛 방사의 한도
• 옥외조명: 가로등, 경관조명, 옥외광고 조명처럼 실외에 설치하는 조명

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면 장해광은 필요한 곳에만 비춰야 할 빛이 엉뚱한 곳으로 번져 피해를 주는 빛이다. 경관조명이나 가로등은 보행자와 건축물을 안전하고 아름답게 보여 주려고 설치한다. 그런데 배광이 거칠거나 기구 방향이 맞지 않으면 빛이 하늘과 주변 주택으로 퍼진다.

정식 정의는 「인공조명에 의한 빛공해 방지법」 제2조에 있다. 이 법은 인공조명의 부적절한 사용으로 생긴 과도한 빛, 또는 비추고자 하는 조명영역 밖으로 누출되는 빛이 국민의 건강하고 쾌적한 생활을 방해하거나 환경에 피해를 주는 상태를 빛공해라고 정의한다. 장해광은 이 빛공해를 일으키는 빛의 성분을 가리키는 공학 용어로 쓴다.

장해광은 누출 방향과 피해 대상에 따라 세 가지로 나눈다. 첫째, 침입광은 옥외조명 빛이 실내로 들어와 사생활과 숙면을 방해하는 빛이다. 둘째, 산란광은 제어되지 않은 옥외조명이 수평선 위 방향, 특히 90도 이상 방향으로 내보내는 상향광이 대기에 산란되어 생기는 빛이다. 산란광은 밤하늘을 낮처럼 밝혀 천체관측을 방해한다. 셋째, 글레어는 보행자와 운전자의 눈에 직접 들어와 눈부심을 일으키는 빛이다. 글레어는 시각 기능을 떨어뜨리는 불능글레어와 불편감만 주는 불쾌글레어로 구분한다.

이 세 가지 외에도 빛공해는 생태계 교란, 농작물과 수산업 피해, 도시 미관 저해, 에너지 낭비를 함께 일으킨다. 그래서 장해광은 단순한 눈부심 문제가 아니라 환경 문제로 다뤄진다.

3. 등장 배경과 필요성

옥외조명은 도시의 안전과 편의를 위해 필요하다. 야간 보행 안전, 야간 활동 증가, 관광 자원화, 도시 미관과 정체성 표현이 대표적인 목적이다. 조명을 잘 설계하면 도시의 품격을 높이고 전기에너지를 줄여 탄소 배출 저감에도 기여한다. 그러나 조명의 양과 방향을 관리하지 않으면 같은 조명이 피해를 만든다.

조명 기술의 변화도 배경이 된다. 고휘도 방전등과 LED 광원은 빛의 출력이 크고 설치가 쉬워서, 설계 기준 없이 설치하면 누출 빛이 쉽게 늘어난다. 광원을 바꿀 때 배광과 차광을 함께 고려하지 않으면 에너지는 줄어도 장해광은 줄지 않는다. 따라서 장해광 문제는 광원 효율과 배광 설계를 함께 봐야 해결된다.

장해광이 사회 문제로 커진 이유는 피해 대상이 넓기 때문이다. 침입광은 주거 생활에, 산란광은 천문 관측과 야행성 생물에, 글레어는 교통 안전에 영향을 준다. 피해가 여러 분야에 걸치므로 한 기관의 기술 기준만으로는 관리가 어렵다. 이에 따라 법률 차원의 관리 체계가 마련되었다.

「인공조명에 의한 빛공해 방지법」의 목적은 인공조명으로 생기는 과도한 빛 방사로부터 국민 건강과 환경을 보호하고, 인공조명을 환경친화적으로 관리하는 것이다. 이 법은 빛공해를 방지하기 위해 시·도지사가 빛환경을 관리하는 구조를 둔다. 시·도지사는 빛공해가 발생하거나 우려되는 지역을 제1종부터 제4종까지 조명환경관리구역으로 지정할 수 있다. 제1종은 자연환경, 제2종은 농림수산업과 동식물 생장, 제3종은 국민 주거생활, 제4종은 상업활동과 쾌적한 생활을 기준으로 구분한다.

구역이 지정되면 빛방사허용기준을 지켜야 한다. 이 기준은 기후에너지환경부령으로 정하며, 지방자치단체는 조례로 더 엄격한 기준을 정할 수 있다. 또 시·도지사는 빛환경이 주변 지역에 미치는 영향을 5년마다 1회 이상 평가해야 한다. 이런 제도가 있어야 설계 단계에서 장해광을 억제하고, 설치 후에도 사후 관리가 가능하다.

국제적으로도 주변 환경을 밝기 수준에 따라 구역으로 나누고, 구역별로 조명 기준을 달리 적용하는 흐름이 있다. 자연보호구역이나 서식지에서는 어두운 환경을 더 우선하고, 도심에서는 야간 활동을 위한 조도를 허용한다. 이 원칙은 경관조명 설계에서 장해광을 억제하는 출발점이 된다.

4. 구성요소·원리·절차

장해광(Obtrusive Light)은 조명 빛이 목적 영역 밖으로 새거나 과도하게 비쳐 사람·동식물·경관에 나쁜 영향을 주는 빛이다. 장해광의 원인은 광원의 배광, 설치 방향, 광량의 세 요소로 나뉜다. 세 요소를 조정하면 장해광을 줄일 수 있다.

장해광의 원리는 빛이 목표면 밖으로 향하는 경로에 있다. 상향 방향으로 나간 빛은 대기 중 입자에 산란되어 밤하늘을 밝히는 스카이글로우(Skyglow)가 된다. 창문으로 들어온 빛은 침입광(Light Trespass)이 된다. 빛이 눈에 직접 들어와 불쾌감이나 시야 장애를 주면 글레어(Glare)가 된다. 경로를 차단하거나 방향을 바꾸면 장해광이 줄어든다.

장해광 방지는 빛을 목표 면에만 도달시키는 배광 제어와 광량 제어로 이루어진다.

장해광 방지 설계 절차는 다음과 같다.

• 조명 대상과 목표 조도를 정하고 필요한 광량을 계산한다.
• 조명 구역을 용도별 조명환경관리구역 구분에 맞춰 분류한다.
• 배광이 제한된 조명기구를 선정하고 상향광 비율을 낮춘다.
• 설치 높이·각도를 정해 조사 범위가 대상 면을 넘지 않게 한다.
• 점등 시간을 타이머나 광센서로 제어한다.
• 설치 후 측정으로 경계 조도와 상향광속을 확인하고 기준과 비교한다.

계산 예로 상향광속 비율은 다음과 같이 정의한다.

$\text{상향광속비}=\frac{\Phi_{up}}{\Phi_{total}}\times100\%$

여기서 \Phi_{up}은 수평선 위로 향하는 광속(lm), \Phi_{total}은 조명기구 전체 광속(lm)이다. 상향광속비가 낮을수록 장해광이 적다. 예를 들어 전체 광속 10,000lm 중 상향 광속이 500lm이면 상향광속비는 5%이다. 이 값은 일반적인 옥외 조명기구 범위 안이므로 설계 결과로 상식 범위에 있다.

5. 관련 법령·기준·표준

「인공조명에 의한 빛공해 방지법」은 빛공해를 과도한 빛 또는 조명영역 밖으로 누출되는 빛이 건강과 쾌적한 생활을 방해하거나 환경에 피해를 주는 상태로 정의한다. 이 법은 장해광 관리의 기본 틀이다.

시·도지사는 빛공해가 생기거나 생길 우려가 있는 지역을 조명환경관리구역으로 지정할 수 있다. 구역은 다음 네 종류로 나뉜다.

• 제1종: 과도한 인공조명이 자연환경에 부정적인 영향을 미치는 구역
• 제2종: 농림수산업 및 동식물 생장에 부정적인 영향을 미치는 구역
• 제3종: 안전과 편의를 위해 조명이 필요하나 주거생활에 영향을 미치는 구역
• 제4종: 상업활동을 위해 일정 수준 이상의 조명이 필요한 구역

구역 지정 시 빛공해환경영향평가를 실시하고 지역위원회의 심의를 받아야 한다. 평가항목에는 동물·식물·경관, 주민의 생활환경, 농림수산업, 천체관측에 대한 영향 분석이 포함된다.

빛방사허용기준은 기후에너지환경부장관이 관계 중앙행정기관과 협의하여 기후에너지환경부령으로 정한다. 지방자치단체는 조례로 이보다 엄격한 기준을 정할 수 있다. 구역 지정 후 3년 안에 지정 전 설치된 기존 기구 중 빛방사허용기준을 초과하는 것을 빛방사허용기준에 적합하게 조치해야 한다.

구역 지정 후 3년 안에 기존 기구를 바꿔야 한다는 점은 기존 설비 관리의 핵심이다. 시행령은 옥외 조명 대상을 도로, 보행자길, 공원, 옥외광고물, 건축물 외관, 교량으로 나눈다. 이 범위가 장해광 규제 대상과 겹친다.