일조환경계획
1. 태양기하학 1.1 태양의운동 지구는태양의주위를원형에가까운곡률 1/297 의타원궤도를따라 365 일을주기로공전, 지구자체도 24 시간주기로자전 황도의기울기 ( 일적위 ) : 지축이태양과적도를지나는평면의법선과 23.5º 의기울기유지 - 일사의세기, 낮의길이, 계절간기후변화의원인 태양과지구의거리변화 : 원일점 1 억 5 천 2 백만 km 근일점 1 억 4 천 7 백만 km
진태양일 : 태양남중에서다음남중까지를 1 일로한것 진태양시 (true solar time) : 그시간의길이를 24 등분, 60 등분해서시, 분을정하는것 평균태양시 (mean solar time) : 진태양시를 1 년에걸쳐서평균한값으로 1 일 =24 시간 균시차 (equation of time) : 진태양시를구하기위해서평균태양시에일정한보정을하는데필요한보정계수 지방시 (local time) : 어느지방에있어서의자오선상에태양이온시각을정오로정한시간, 장소에따라시각이달라짐. - 경도가 15º 차이가날경우에 1 시간씩차이가남 표준시 (standard time) : 어느지역의대표적인경도를기준으로하여태양의남중시각을표준한시간
1.2 태양의위치 어느시각의천구상태양의위치 : 태양방위각 (α) 과태양고도 (γ) 로표시 - 태양방위각 : 남에서동쪽으로 (-), 서쪽으로 (+) 부호로표시 - γ n = 90º - φ + Δ( 단, 춘추분 Δ = 0) φ : 위도, Δ : 일적위 (0~23.5º), t : 시각 sin γ = sin Δ X sin φ + cosδ X cos φ X cos t 서울의위도가 37.5º 라면춘추분정오의태양고도는? γ n = 90º - 37.5º = 52.5º 동지에는지축이태양에서 23.5º 기울어져정오의태양고도는? γ n = 90º - 37.5º - 23.5º = 29º
태양고도 : 0~90º 범위 출처 : 건축환경공학 ; 김재수저 ; 서우 ; 2008; p 178
1.3 음영각의정의 수평음영각 (δ) : 방위각의차이 δ = α ω( 건물이정남향일때 ω=0) 수직음영각 (ε) : 건물벽면에수직한면의태양고도의투영각 출처 : 건축환경공학 ; 김재수저 ; 서우 ; 2008; p 193
1.4 태양궤적도의작도 건물의설계에서는 1년동안의태양의상대위치를고려 설계자는태양의위치를계산보다는도식화가필요 도식화는 3차원의반구를 2차원의평면화작업 출처 : 건축환경공학 ; 김재수저 ; 서우 ; 2008; p 182
천구를수직으로투영하는방법 - 심사투영법 - 정사투영법 - 등거리투영법 - 극사영법 신태양궤적도 - 균시차를고려한태양궤적도 - 정남을기준으로동서로각각 10º 등간격 고도는동심원을 10º 등간격의극좌표로표시 만곡선은재래식의태양궤적도에서특정일의태양궤적을표시
신월드램태양궤적도 - 관측자가천구상의태양경로를수직평면상의직교좌표로나타낸것 - 태양궤적도를입면상에그릴수있기때문에이해가쉽고편리 - 태양열획득을위한건물의향, 외부공간의계획, 내부의실배치, 창의차양장치, 식생및태양열집열기설계에필수적 서울에서 3 월 6 일 15 시의고도와방위각을구하라?
출처 : 건축환경계획 ; 이경회저 ; 문운당 ; 2010; p 228
2. 일영계획 2.1 일영곡선 일영은태양의방위와반대방향에생기고, 그길이는태양의고도에의하여결정 방향과길이는 1 일중에도시시각각으로변하며계절에따라서도변함 수평면상의수직막대끝이나타내는일영궤적 보통 2 차곡선의모양 일영곡선은지점의위도, 건물높이, 시간별태양고도와방위각에따라다르다. 출처 : 건축환경공학 ; 김재수저 ; 서우 ; 2008; p 188
2.2 일영시간곡선 등시간일영선 : 건물에의해서일영시간이같아지는점을연결한것 일영시간곡선 : 등시간일영선을계통적으로어떤시간마다그린그림 종일음영 : 하루중전혀일조가없는상태 영구음영 : 하지날종일일영인부분은건물이서있는한영구히일조가없는부분 출처 : 건축환경공학 ; 김재수저 ; 서우 ; 2008; p 190
2.3 과열기간의예측 일영계획의기초 : 일사보다는창에음영이필요한과열기간 (overheated period) 을구하는것 쾌적온도를하한으로하고외기온이그한계온도보다높을때일영이필요 여름 하루종일외기온이실내의쾌적온도보다높으므로완전한일영이필요, 겨울에는일영이불필요 - 봄가을에는오전이나오후의늦은시간에만일사가필요하고낮에는거의필요없다. 2.4 차폐면적의결정 과열기간동안음영이필요한차폐면적 (shading mask) 을결정하여야한다.
1 수평형차양은수직음영각을결정, 차폐면적은활모양의곡선에의해나타나는면적 2 수직형차양은수평음영각을결정, 차폐면적은부채꼴모양에의해나타나는면적 3 격자형차양은 1, 2 를조합한것 차양의성능 : 연간일사의차폐범위에의하여결정 수평차양의설계 - 수평차양의돌출길이는수직음영각에의해결정됨 P = tan(90-ε) x H H: 창틀하단에서수평차양까지의거리 수직차양의설계 - 주로오전과오후에실내로유입되는일사를차단하기위해사용 - 수평음영각을이용 P = tan(90-δ) x W W: 창폭
출처 : 건축환경공학 ; 김재수저 ; 서우 ; 2008; p 204
3. 일조계획및조망권 3.1 일조계획 일조의효과 - 직접효과 : 태양의직달광자체가갖는것 - 간접효과 : 일조권을위한인동거리가유보됨으로써주거지역의실외환경이양호한상태로유지 일조의직접적효과 - 빛의효과 : 독서를하기위한밝기, 청결한생활을영위등 - 열의효과 : 겨울철난방비절약 - 건강효과 : 개별적인것 일조의간접적효과 - 일조권확보 - 조망권확보 - 장애물에의한압박감, 폐쇄감으로부터개방감확보
3.2 인동간격과일조권 일조권은일정한인동간격을유지함으로써획득 인동간격 : 건축법에의해각정북방향으로인접대지경계선에서일정거리를띄우는것 대지의위도, 경사방향, 경사도, 건물의높이, 방위각, 개구부높이등이일조계획의요소를결정 공동주택단지같은건축물을건축할때는상호일영에의해일조를방해받지않도록남북으로적당한인동간격을두고배치해야함. 건물의음영길이는전면건물높이와태양고도에의해정해지지만대지의조건과건물의향에따라음영길이는달라진다. 인동간격은건물이밀집되어있는도심에서충분한확보가불가능하여일조권침해에대한많은민원이제기됨 일조권 : 햇볕을확보할수있도록법률상보호되어있는권리 동짓날을기준으로오전 9 시 ~ 오후 3 시사이에연속해서 2 시간이상햇빛을받지못하거나오전 8 시 ~ 오후 4 시사이에통틀어 4 시간정도일조를받아야함.
출처 : 건축환경공학 ; 김재수저 ; 서우 ; 2008; p 222
건축법제 53 조 ( 일조등의확보를위한건축물의높이제한 ) - 건축물의높이는일조등의확보를위하여정북방향의인접대지경계선으로부터의거리에따라대통령령이정하는높이이하로하여야한다. 건축법시행령제 86 조 ( 일조등의확보를위한건축물의높이제한 ) 1 전용주거지역또는일반주거지역안에서의건축물 - 높이 4m 이하인부분 : 인접대지경계선으로부터 1m 이상 - 높이 8m 이하인부분 : 인접대지경계선으로부터 2m 이상 - 높이 8m 를초과하는부분 : 인접대지경계선으로부터당해건축물의각부분의높이의 ½ 이상 2 공동주택의경우 - 동일한대지안에서 2 동이상의건축물이서로마주보고있는경우가. 채광을위한창문등이있는벽면으로부터직각방향으로건축물각부분의높이의 1 배이상나. 채광창이없는벽면과측벽이마주보는경우에는 8m 이상다. 측벽과측벽이마주보는경우에는 4m 이상라. 채광창이있는외벽간건축물의각부분의높이 : 0.8 배이상
출처 : 건축환경공학 ; 김재수저 ; 서우 ; 2008; p 226 법규에의한공동주택배치인동간격적용 A : 전면도로의반대축의경계선까지의수평거리의 1.5 배 B : 건물높이의 ½ 이상 C : 건물높이의 0.8 배이상 D : 건물높이의 ¼ 이상 E : 인접대지경계최소조경둘레 2m 이상
일조권침해의판단기준 ( 서울중앙지법민사합의 14 부 ) - 주거지역의주거용건물에해당, 상업용지의주상복합아파트는해당안됨 - 상당기간해당지역에거주해생활이익이이미형성되어있어야한다. - 새로들어선건물은주변에비해이례적인건물이어야한다. - 일조권침해를주장하는쪽에압박감을줄정도로근접해있거나채광을방해해야한다. - 일조량감소로인한피해도상당한수준이어야한다. - 일조권을침해한다는건물의각종규제위반여부가고려대상이다.
3.3 일조조절계획 일조는겨울철 -> 따뜻함확보 여름철 -> 실내과열방지 일조조절계획의목적 - 실내작업면의적정한시환경확보 : 과대한조도방지, 글레어방지, 실내휘도의불균일방지등 - 여름철과열방지 - 가구옷등의변색방지 - 에너지절약을위한실내공간의열평형유지 (1) 건물의향 하지의남면일사량은극히작아서동서면의 1/2 정도, 수평면이 가장크다. 동지의남면일사량은최대로동서면의 3 배정도 남면은여름에는최소일사, 겨울에는일사량이최대로바람직한방위
출처 : 건축환경공학 ; 김재수저 ; 서우 ; 2008; p 238
(2) 수목 여름철수목 : 기화냉각및태양열의흡수, 굴절을통해공기온도저하 - 겨울철수목 : 찬바람을막아공기온도상승 수목의적절한이용방안 - 여름철의그늘형성과겨울철의일사획득위해건물대지남쪽에활엽수식재 - 겨울철방풍효과위해북쪽에침엽수와관목식재 출처 : 건축환경공학 ; 김재수저 ; 서우 ; 2008; p 239
(3) 차양 수평차양, 수직차양, 루버, 글라스블록등을이용하여실내로유입되는일사의양을조절하거나차폐 가동형차양의경우태양의조건및실내공간에서의빛환경에대한조절이가능 출처 : 건축환경공학 ; 김재수저 ; 서우 ; 2008; p 239
(4) 마감재료의투과율 마감재료의투과율차이로인해실내로입사되는일조를조절 전통가옥의창호지 : 햇살은강렬하지않고은은하여방안분위기를차분하고아늑하게만들어줌 전통가옥의처마 : 깊이빼내어직사광선이들어가지못하게함 출처 : 건축환경공학 ; 김재수저 ; 서우 ; 2008; p 243
3.4 조망권 조망권 : 좋은경관을조망하여미적만족감이나정신적휴식을향수할수있는조망적이익내지환경적이익또는개인의개별적권리 타인으로부터방해받지아니하고쾌적한경관을멀리내다볼수있는권리 조망권은일조권등과같이헌법제 35 조에서보장하는환경권의일종으로볼수있다.
* 조망권침해의평가 조망침해율 : 창문을통해보여지는전체시야를 100% 로보았을때외부건물에의해가려지는비율 조망점의위치 - 인간의시야범위인수평시야의 120º 를기준으로수평시야에들어오는범위의한점 - 일반성인의눈높이에해당되는 1.5m 하늘, 땅, 시가지전경등원거리조망이가능한경우를조망이가능한것으로정한다.