조명 에너지 절약 설계

정의

조명 에너지 절약 설계는 필요한 조도를 확보하면서 소비를 최소화하는 설계다.

조명기구 효율, 소비전력 밀도, 자동제어를 조합하는 것이 핵심이다.

밝기는 필요한 만큼만 만들고, 그 빛을 적은 전기로 내며, 쓰지 않을 때는 끈다.

전력 밀도와 구성요소

조명 전력 밀도는 조명 설치 전력을 실 면적으로 나눈 값이며 단위는 W/㎡이다.

조명 부하 저감, 광원 효율 향상, 제어에 의한 소비 억제가 설계의 세 축이다.

세 축은 각각 효과가 있지만 함께 적용하면 절감률이 더 커진다.

절감 전력량은 기존과 개선 설치 전력의 차, 점등 시간, 제어 가동률로 개략 추정한다.

설계 절차

설계 절차는 목표 조도 설정에서 시작해 측정과 보정으로 끝난다.

먼저 용도별 목표 조도를 정하고, 그 조도를 만족하는 기구 수량을 계산한다.

다음으로 고효율 광원과 기구를 고르고, 창측과 내측을 분리하는 점멸회로를 구성한다.

인체감지, 조도 센서, 시간 스케줄을 구역별로 배정한다.

설치 후 조도와 전력량을 측정해 설계값과 비교하고 제어 설정을 보정한다.

제어 방식 비교

제어 방식은 공간의 사용 패턴에 맞춰 고른다.

수동 점멸은 설비비가 낮지만 사용자가 끄지 않으면 낭비가 생긴다.

인체감지 제어는 빈 공간을 즉시 끄지만 정지 상태의 재실자가 꺼질 수 있다.

주광 연동 제어는 자연광이 충분하면 인공광을 줄이지만 센서 설정이 까다롭다.

계산 예제

예제는 가상의 사무실이다. 면적 200㎡, 기존 20W/㎡, 개선 후 LED 10W/㎡이다.

기존 설치 전력은 4.0 kW, 개선 후 설치 전력은 2.0 kW가 된다.

연간 절감 전력량은 전력 차에 점등 시간 2,400h를 곱해 4,800kWh가 된다.

절감률은 전력 차를 기존 전력으로 나눈 값이므로 50%이다.

전력밀도 감소가 절감량을 직접 결정한다. 제어 절감은 점등 시간을 줄여 추가로 얻는다.

정리와 시험 포인트

앞 문제의 정답은 4,800 kWh다. 전력 차 2.0 kW에 점등 시간 2,400h를 곱한 값이다.

조명 에너지 절약은 광원 효율, 제어, 주광 활용을 함께 설계해야 완성된다.

흔한 실수는 광원만 LED로 바꾸고 제어를 빠뜨리는 것이다.

법정 의무사항과 권장사항을 구분해 쓰는 것도 채점 포인트다.

시험에서는 정의, 원리, 기준 체계를 함께 정리해 답한다.