KR100975525B1

KR100975525B1 - 365일 일조 분석시스템 및 방법

Info

Publication number: KR100975525B1
Application number: KR1020080036230A
Authority: KR
Inventors: 이정한; 이석현
Original assignee: (주)엔인포메이션시스템즈
Priority date: 2008-04-18
Filing date: 2008-04-18
Publication date: 2010-08-12
Also published as: KR20090110627A

Abstract

본 발명은 365일 일조 분석시스템 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 위도, 경도, 날짜, 고도, 위치, 시간 및 타임존 등을 입력하여 태양 위치를 추적하기 위한 태양위치추적시스템부와; 지형을 생성하기 위한 지형생성모듈과; 아파트 또는 일반건물을 선택하여 불러오기 위한 건물선택모듈과; 분석기준일, 계절, 분석지역, 기준시간 및 분석간격 등의 분석조건을 설정하기 위한 분석옵션설정모듈과; 상기 건물선택모듈에서 불러온 건물의 건출층수, 층간높이, 일조점추가, 지붕, Z레벨 등을 설정하기 위한 분석대상건물설정모듈과; 상기 태양위치추적시스템부와 상기 분석대상건물설정모듈로부터 송신된 데이터를 기초로 분석대상 건물의 365일 일조를 분석하기 위한 365일 분석모듈과; 상기 365일 분석모듈에서 분석한 결과물을 저장하기 위한 데이터베이스부를 포함하는 365일 일조 분석시스템 및 방법을 제시한다.

건물, 일조권, 365일, 태양위치, 지형생성, 일조권 데이터베이스

Description

365일 일조 분석시스템 및 방법{Analysis system of 365days right of light and method thereof}

본 발명은 건물의 365일 일조를 분석하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 더 상세하게는 건축법상 동지 기준의 단순한 일조권 분석보다 확장된 시스템으로서 분석대상 건물의 365일 총 가조시간, 연속 가조시간, 평균 가조시간, 일일 가조시간 등을 일별, 월별, 연별로 분석할 수 있을 뿐만 아니라, 비주얼한 일조 차트 생성으로 보다 포괄적이고 상세하고 이해하기 쉬운 정보를 제공할 수 있는 건물의 365일 일조를 분석하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

최근 고층건물 신축 및 재건축이 늘고, 공동주택 보급률이 증가하면서 건물들 사이의 조밀지역 형성에 따른 일조권 확보 여부가 이슈가 되고 있다. 햇빛이 건강과 행복지수에 큰 영향을 미치고 있기 때문이다. 이미 일본, 영국, 스웨덴, 네덜란드 등 선진국에서는 일조권 법률이 마련되어 주거환경 보호 대책을 강구하고 있다. 국내에서는 법률상의 일조권 보호뿐 아니라 주택성능등급제가 웰빙 문화와 더불어 확대되고 있어 친환경, 친건강을 중시한 주거환경 욕구는 더욱 높아지고 있다. 뿐만 아니라 아파트 등의 공동주택에서는 일조권 분쟁으로 인한 피해 및 보 상 사례가 늘고 있고, 일조권을 비롯해 주거환경이 우수한 아파트는 실제 부동산 시장에서 가격 상승 요인으로 작용하고 있다. 이처럼 경제적인 손익과 투자가치 측면에서도 일조권 정보는 비상한 관심을 가질 수밖에 없다.

건물의 일조권을 분석하기 위한 발명이 특허 제10-083120호(일조권 침해 분석시스템 및 그 방법)에 개시되어 있다.

상기 특허발명은 가해 건물과 피해 건물을 분석용 도면으로 나타낸 후 일조 시간을 정량적으로 산출하여 일조 침해 정도를 분석하기 위한 시스템에 관한 것으로, 상기 가해 건물과 피해 건물의 현장 측량을 기초로 건물의 평면 외곽형상, 각 층별 높이, 지붕의 형상 및 크기 등 상기 건물에 대한 정보로 분석용 도면을 작성하는 3차원 모형 형성부와, 상기 3차원 모형 형성부를 이용하여 작성된 분석용 도면에 관찰시점, 관찰 대상 중심점, 관찰 대상 방향을 설정하기 위해 해당 값을 입력하는 관찰 조건 입력부와, 상기 관찰 조건 입력부에 의해 입력된 값을 기준으로 월드램 분석, 쏠라 뷰 분석, 점 분석, 면 분석, 그림자 분석, 측정점에 대한 일조 분석, 일조 도표를 이용한 일조 시간을 분석하는 일조 분석부와, 상기 일조 분석부의 분석 결과를 통해 건물의 시간대별 그림자를 투영시켜 상기 그림자의 위치를 분석하기 위한 일영도를 작성하는 일영도 작성부와, 상기 일조 분석부에서 분석한 일조 시간대별 그림자 생성 위치를 시뮬레이션하기 위한 그림자 시뮬레이션부와, 상기 일조 분석부에서 분석된 일조 시간을 이용하여 측정점 및 측정면에 대한 일조 시간을 분석한 후 도표와 차트로 작성하는 분석 결과 작성부로 이루어져 있다.

그러나 상기 특허발명은 일조권 분석의 기준일을 동지일로 하는 종래의 분석 방법을 답습하고 있어서, 실제로 생활환경권을 위한 상세한 분석이 곤란하고, 또한, 일조권 분석 대상의 기존의 지형을 무시하고 있어서 일조권 분석에 정확성을 기하는데 한계가 있고, 또한, 일조권 침해 등의 분쟁해결만을 위한 특정일(동지)을 위주로 분석을 하고 있으므로 일조권과 관련된 다양한 생활 환경 분석 등을 할 수 없는 문제가 있고, 또한, 일조권분석에 필수적인 요소인 태양의 위치를 방위각과 고도각만을 이용하여 태양 위치를 파악하고 있으므로 세밀한 일조권 분석이 어렵고, 태양의 위치산출방법을 오래된 월드램 방식을 이용하고 정확한 분석대상의 위치데이터를 사용하지 못하기 때문에(예를 들어, 서초동1번지의 일조분석을 위한 분석대상지역의 위/경도는 서초동1번지의 위/경도를 사용하지 못하고 서울의 중심지역 위/경도를 사용한다) 세밀한 지역에 대한 태양의 고도각과 방위각의 산출이 어렵고, 또한, 일영도는 최소 5분 간격으로 설정할 수 있도록 되어 정확한 일조권 분석에 한계가 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 분석데이터의 오차를 줄이기 위한 분석대상 건물 주변의 실제지형을 생성할 수 있고, 분석대상 건물의 365일 총 가조시간, 연속 가조시간, 평균 가조시간, 일일 가조시간 등을 일별, 월별, 연별로 분석할 수 있고, 비주얼한 일조 차트 생성으로 보다 포괄적이고, 세밀하고, 이해하기 쉽고, 365일 일조 분석, 정확성을 목적으로 하는 태양 위치 추적시스템 및 각종 필터링 기법을 통한 오차 범위 줄임, 건물의 위치 및 높이 정보 생성에 의한 일조 분석 등이 가능한 365일 일조 분석 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명에서는 위도, 경도, 날짜, 고도, 위치, 시간 및 타임존 등을 입력하여 태양 위치를 추적하기 위한 태양위치추적시스템부와; 상기 태양위치추적시스템부의 결과를 XML데이터 파일로 생성하기 위한 XML데이터 파일 생성부와; 아파트 또는 일반건물을 선택하여 불러오기 위한 건물선택모듈과; 분석대상건물의 주변지역의 지형을 생성하기 위한 지형생성모듈과; 분석기준일, 계절, 분석지역, 기준시간 및 분석간격 등의 분석조건을 설정하기 위한 분석옵션설정모듈과; 상기 지형생성모듈 및 분석옵션설정모듈의 데이터와 결합하여 상기 건물선택모듈에서 불러온 건물의 건출층수, 층간높이, 일조점추가, 지붕, Z레벨 등을 설정하기 위한 분석대상건물설정모듈과; 상기 태양 위치추적시스템부와 상기 분석대상건물설정모듈로부터 송신된 데이터를 기초로 분석대상 건물의 365일 일조를 분석하기 위한 365일 일조 분석모듈과; 상기 365일 일조 분석모듈에서 분석한 결과물을 저장하기 위한 데이터베이스부를 포함하는 365일 일조 분석시스템 및 방법을 제시한다.

본 발명에 의하면, 일조 분석 대상의 주변지역에 대한 지형을 생성하고, 선택된 지역의 데이터등 공간적 요소 및 날짜, 시간등의 시간적 요소를 이용하여 실시간으로 태양의 위치 추적시스템을 이용하여 정확한 1년 365일 일조 분석을 통한 생활환경 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 365일 일조 분석시스템의 개략적인 불록도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 365일 일조분석시스템은 위도, 경도, 날짜, 고도, 위치, 시간 및 타임존 등을 입력하여 태양 위치를 추적하기 위한 태양위치추적시스템부(100)와; 상기 태양위치추적시스템부(100)로부터의 위치추적결과를 XML 데이터 파일로 생성하기 위한 XML 데이터 파일 생성부(200)와; 분석대상건물의 주변지역의 지형을 생성하기 위한 지형생성모듈(300)과; 분석 대상 건물 및 주변 건물을 생성하기 위한 건물 생성모듈(400)과; 상기 지형생성모듈(300)에서 생성된 지형에 상기 건물생성모듈(400)에서 생성된 건물을 배치하기 위한 건물배치모듈(500)과; 상기 건물배치모듈(500)에서 지형과 건물이 결합된 분석대상 건물의 분석기준일, 계절, 분석지역, 기준시간 및 분석간격 등의 분석조건을 설정하기 위한 분석옵션설정모듈(600)과; 상기 지형과 결합된 분석대상건물의 건출층수, 층간높이, 일조점추가, 지붕, Z레벨 등을 설정하기 위한 분석대상건물설정모듈(700)과; 상기 태양위치추적시스템부(100)에서 취득한 태양위치 XML 데이터파일과 상기 분석대상건물설정모듈(600)로부터 송신된 데이터를 기초로 분석대상 건물의 365일 일조를 분석하기 위한 365일 일조 분석모듈(800)과; 상기 365일 일조 분석모듈(800)에서 분석한 결과물을 저장하기 위한 데이터베이스부(900)를 포함하여 이루어진다.

상기 태양위치추적시스템부(100)는 위도입력부, 경도입력부, 날짜입력부, 고도입력부, 위치입력부, 시간입력부, 타임 존(서울의 경우 동경 타임존 사용)입력부 등을 구비하고, 상기 각각의 입력부에 해당 값을 입력하여 태양의 위치 값을 산출하게 된다. 산출된 태양의 위치에 관련된 값은 결과값으로 고도각, 방위각, 노멀좌표 등의 데이터가 산출이 되며 1~365일에 해당하는 태양의 위치 값을 상기 XML 데이터파일 생성부(200)에서 XML 테이블형태로 생성하여 저장하고, 상기 XML 테이블을 본 발명의 365 일조 분석모듈(700)에서 활용하여 일조 분석을 하게 된다.

상기 본 발명의 태양위치추적 시스템(100)은 사용자가 기준연도, 기준월/기준일등과 같은 시간적 요소와 도시, 지명, 특정지역의 위/경도, 좌표값 등 공간적 요소를 선택/입력하면 해당 요소를 계산하여 실시간으로 태양의 위치를 추적하는 시스템이다. 1년 365일 중 분석하고자 하는 특정날짜를 선택하거나 시간적 범위를 설정하면 실시간으로 태양의 위치값과 선택된 시간에 대한 태양위치를 추적한다. 여기서 태양의 위치 계산에 사용된 알고리즘은 미국 나사 및 에너지학회 등과 논문서적 등을 참고로 해서 사용이 되었으며 오차범위 1분 이내의 결과를 보이는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 지형생성모듈(300)은 분석 대상 건물 주변의 실제 데이터 기반하에 지형을 생성하여 실제 지형에서와 같은 상황에서 일조분석을 진행할 수 있도록 한다. 실제 지형 생성을 위한 데이터는 국토지리원 수치지형도상의 등고선 정보 및 실제 측량된 도면 파일, 데이터 파일(DWG, DXF, TXT)을 본발명의 지형생성모듈(300)에서 불러와 지형에 해당하는 레이어(등고선 등)의 정보를 추출하여 대지레벨에 해당하는 정보를 이용하여 실시간으로 3D 지형을 생성한다.

도 2의 (A)는 수치지형도의 일예이고, (B)는 변환된 3D 지형도의 일예이다.

본 발명의 지형생성모듈(300)을 이용하여 일조분석을 함으로써, 데이터의 오차를 최소화 할 수 있어 지형을 무시하고 분석하는 종래의 일조분석 시스템보다 정밀하고 정확한 일조 분석이 가능하고, 대규모 단지, 지역에 대한 분석이 가능하다. 또한, 실제 지형을 토대로 일조를 분석함으로써 지형에 따른 영향 분석뿐만 아니라 주변 도로에 대한 영구음영분포 등 여러 방면으로 분석이 가능하다.

상기 본 발명의 건물생성모듈(400)은 상기 지형생성모듈(300)에서 생성된 3D 지형도와 결합할 분석대상 건물을 3D 오브젝트 형태로 생성한다. 여기에서 건물은 일조에 관한 가해건물 및 피해건물로 나뉘어진다. 본 발명에서는 건물 생성시 각 동/호수에 해당하는 ID부여가 가능하며, 이는 분석작업 및 결과산출과정에서의 사용이 용이하고 명확성을 증대시킨다. 종래의 일조분석 시스템은 분석 대상 건물 호 수에 대한 ID가 단순한 행/열의 구조로 표시되어, 분석 후 특정 동/호수에 대한 데이터를 확인하려면 행/열 -> 동/호수별로 편집해야 하는 단점이 있다. 본 발명에서는 건물 생성 시 각 동/호수에 대한 ID가 정확하게 부여되어 분석 후 편집 작업 없이도 필요한 데이터를 바로 확인할 수 있어 작업기간의 단축 및 작업의 효율성을 극대화할 수 있는 장점을 가지고 있다.

도 3의 (A)는 기존 시스템에서 사용하는 수치지형도상에 배치된 건물도의 일 예이고, (B)는 본 발명의 3D 지형도상에 배치된 건물도의 일 예이다.

주변건물은 수치지형도인 DXF파일 상의 건물 레이어와 설계된 도면을 이용해 자동으로 생성하여 배치하거나, 도면상의 데이터를 토대로 생성/배치하며, 분석될 건물은 평면구조, 층간높이값, 층수, 창의 위치 등의 정보를 이용하여 3D 오브젝트 형태로 디자인/생성된다. 이렇게 디자인/생성된 건물은 빠르고 정확한 분석을 위한 XML형식의 데이터 파일로 변환된다.

공동주택은 일조분석만이 아닌 다른 분야에서도 재사용될 수 있도록 동(코어-유니트) 형태로 라이브러리화되어 생성되며, 분석시에는 배치 완료된 공동주택 라이브러리를 구조화한 XML형태로 불러오도록 되어있다. 건물들을 불러오게 되면 사용자는 배치된 분석 대상 건물을 직접 선택하여 분석 작업을 진행한다. 이 때 사용자의 요구에 따라 정보를 수정할 수 있다.

도 4는 본 발명의 건물생성모듈을 이용하여 대규모 단지의 건물을 3D 지형도상에 배치한 일 예이다.

상기 건물배치모듈(500)은, 상기 건물생성모듈(400)에서 생성된 공동주택 및 건물 데이터를 불러와 상기 지형생성모듈(300)에서 생성된 지형에 배치한다.여기서 공동주택 또는 일반건물들은 사용자가 원하는 실제 지형도상의 위치를 포인팅을 통하여 설정하거나 저장되어있는 좌표값을 토대로 하여 지형도상에 자동 배치되도록 되어 있다.

도 5는 본 발명의 건물배치모듈을 이용하여 3D 지형도상에 분석대상 건물을 배치하는 일 예이다.

상기 분석옵션설정모듈(600)에서는 분석기준일설정부, 계절설정부, 분석지역설정부, 기준시간설정부 및 분석간격설정부를 구비하여 사용자가 각각의 설정부에 해당 설정 정보를 입력함으로써 분석조건을 임의로 설정할 수 있도록 되어 있다. 일반적으로 아파트 일조 분석 사용시 거실창의 중앙지점을 기준으로 분석을 하게 된다. 그러나 필요에 따라서 거실창 뿐만 아니라 다른 창을 기준으로도 분석할 필요성을 가지게 되는데, 본 발명의 분석옵션설정모듈(600)에서는 분석을 실시할 대상 건물의 일조 지점을 사용자가 임의로 지정할 수 있도록 되어 있다. 즉, 일조분석시 필요한 일조점을 사용자가 직접 임의로 포인팅하여 수정할 수 있으며, 직접 아파트 라이브러리 XML파일의 수정을 통하여 일조 분석점의 위치를 변경할 수 있다.

상기 분석대상건물설정모듈(700)에서는 건물층수설정부, 건물층간높이설정부, 일조점추가설정부, 지붕설정부, Z레벨설정부 등을 구비하여 분석 대상 건물의 부가적인 옵션을 설정할 수 있도록 되어 있다. 건물의 층간 높이, 일조분석 점인 거실창의 위치, 건물의 층수 등의 옵션을 직접 간단히 수정을 하고, 분석을 시행할 아파트 단지의 동을 선택 후 분석을 하게 된다. 사용자의 마우스 클릭만으로 분석을 실시할 건물의 간섭체크 유무를 선택할 수 있도록 되어 있다.

상기 365 일조 분석모듈(800)에서는 필터링부, 영향범위 각도계산부, 건물들간의 간섭체크부, 아파트 간섭체크부, 층별 일조점자동계산부 및 시뮬레이터부를 구비하여 상기 태양위치추적시스템부(100) 및 분석대상건물설정모듈(700)의 데이터를 기초로 365일 일조를 분석하도록 되어 있다. 일조분석의 법적 시간은 동지를 기준으로 분석하도록 되어있다. 하지만 이는 법적분쟁 차원에서의 조건일 뿐, 주거환경 측면과 다양한 분석·통계기법을 통한 데이터 산출을 위해서는 분석대상 건물의 1년 365일에 대한 총 가조시간, 연속 가조시간, 평균 가조시간, 일일 가조시간 등을 일별, 월별, 연별로 분석할 수 있는 시스템이 필요하다. 상술한 본 발명에서는 상기 지형생성모듈(300) 및 건물생성모듈(400)에서 생성되는 실제 지형, 배치된 건물과 상기 태양위치추적시스템부(100)를 이용하여 산출된 1년 365일 각각의 태양 위치값을 통하여 1년 365일에 대한 총 가조시간, 연속 가조시간, 평균 가조시간, 일일 가조시간 등을 일별, 월별, 연별로 분석할 수 있다.

도 6은 본 발명의 영향범위 각도계산부와 간섭체크부를 적용하여 분석한 일 예이다.

상기 365일 일조 분석모듈(800)의 필터링부(Filtering)는 태양위치값에 따라 분석대상 건물 주변의 일반건물을 자동적으로 선택하는 작업을 수행한다. 즉, 설정된 태양의 위치에 따라 분석대상 건물 주변의 일반건물들 중 분석시간대의 영향범 위에 들어오는 건물을 자동으로 선택하고 불필요한 건물들을 제외하는 등의 필터링 작업을 통하여 불필요한 요소들을 줄여 분석의 효율성을 높인다.

또한, 영향범위 각도계산부는 건물과 태양의 위치와의 관계성을 분석하여 주변 건물의 영향유무에 따른 태양의 각도를 자동으로 계산하여 불필요한 태양의 범위를 제외하고 분석을 수행할 수 있도록 한다. 즉, 건물의 데이터와 설정된 태양위치에 따른 데이터를 이용하여 설정된 태양위치의 범위와 분석건물의 일조점, 주변건물의 위치, 크기, 높이등의 데이터와의 관계분석을 통하여 분석에 필요한 태양의 범위부분만을 설정해 분석을 진행할 수 있도록 한다. 이는 필터링, 간섭체크 모듈과 같이 적용되어 분석에 대한 효율성과 정확성을 극대화시킨다.

상기 간섭체크부는　태양의 위치와 건물의 위치값을 기준으로 하여 태양이 지나가는 위치의 건물에 대한 간섭체크 유무를 판단한다. 본 발명에서는 건물에서의 분석의 기준이 되는 일조점과 태양의 위치추적을 통하여 얻어낸 결과값을 중심으로 1:N 중심의 새로운 Solar-View 방법론으로 각각 개별적인 건물의 일조침해유무를 실시간으로 판별해내고 그 판별값을 데이터베이스, 엑셀, HTML, XML, 각종 차트 등의 다양한 데이터로 산출하게 된다.

상기 일조점계산부에서는, 일조점은 분석대상건물에 설정된 거실창의 중심점을 뜻한다. 분석대상 건물의 층정보 및 층높이, 거실창 위치등의 데이터를 통해 일조점의 위치를 자동으로 계산한다.

상기 365 데이터베이스부(900)에는 365일 분석한 RAW 데이터는 로컬 컴퓨터상의 별도의 네이밍된 형태인 데이터 파일 또는 데이터베이스로 저장한다. 결과 분 석 데이터는 단지명-동이름-호이름 형태로 구분되어 데이터베이스로 저장이 되므로 차후 통계 기법 사용시에 활용이 된다. 또한, 저장된 일조분석 결과 데이터베이스를 통하여 다양한 차트 및 그래프를 생성할 수 있는 데이터 형태로 저장되어, 저장/가공은 물론 웹사이트에서 사용할 수 있는 실제 차트를 효과적으로 생성할 수 있다.

도 7은 본 발명의 365일 일조 분석방법의 실시 예를 설명하기 위한 흐름도이다. 본 발명의 365일 일조 분석방법은 태양위치추적시스템부를 이용하여 필요한 데이터를 입력한 후 태양위치를 추적하는 과정(S100)과; 상기 태양위치추적시스템부에서 추적한 태양위치추적 결과를 본발명의 365일 일조분석에 사용하기 위해 XML 데이터 파일로 생성하는 과정(S200)과; 분석하고자 하는 지역의 지형을 지형생성모듈을 이용하여 3D 지형으로 생성하는 과정(S300)과; 상기 지형생성모듈에서 생성된 3D 지형에 배치하기 위한 분석대상 건물을 건물생성모듈을 이용하여 3D로 생성하는 과정(S400)과; 건물배치모듈에서 상기 3D 지형을 불러오고 상기 3D 건물을 불러와 상기 지형에 분석대상 건물을 배치하는 과정(S500)과; 분석옵션설정모듈에서 상기 3D 지형에 배치된 분석 대상 건물에 관하여 분석기준 등을 설정하는 과정(S600)과; 건물설정모듈에서 분석 대상 건물의 건물 층수, 층간 높이 등을 설정하는 과정(S700)과; 365일 일조분석모듈에서 상기 분석기준 및 건물설정 등이 적용된 지형도와 결합된 분석대상 건물과 상기 태양위치추적시스템부에서 생성된 XML 데이터를 이용하여 분석대상 건물의 365일 일조를 분석하는 과정(S800)과; 상기 분석된 365일 일조 데이터를 데이터베이스부에 저장하는 과정(S900)을 포함하여 이루어진 다.

도 8은 상기 태양위치추적시스템부를 이용하여 태양위치를 추적하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 본 발명의 태양위치시스템에서의 태양의 방위각 및 고도각을 산출하는 방법은, 영국의 그리니치(세계 표준시의 기준점)를 중심으로 하는 기준으로부터의 표준시간을 산출하는 과정(S102)과, 2000년1월1일 이후로부터 날짜를 계산하는 과정(S104)과, 행성처럼 타원궤도를 움직이는 천체가 근일점으로부터 떨어진 각도인 평균 근점이각을 산출하는 과정(S106)과, 센터지점의 오차를 계산하는 과정(S108)과, 궤도가 원형이며 경사각이 제로인 선회하는 물체의 경도를 산출하는 과정(S110)과, 태양의 적경을 구하는 과정(S112)과, 상기 태양의 적경으로부터의 그리니치 표준시각을 산출하는 과정(S114)과, 황도면의 적도면으로부터의 경사각을 산출하는 과정(S116)과, 태양각으로부터의 적위를 산출하는 과정(S118)과, 균시차를 산출하는 과정(S120)과, 태양의 방위각 및 고도각을 산출하는 과정(S122)를 포함하여 이루어진다.

상기 셰계표준시를 산출하는 과정(S102)은 아래식이 적용된다.

UT = inputHoursAfterMidnight - Time Zone - daylightAdjustment;

여기서,

UT = 세계 표준시

inputHoursAfterMidnight = 분석설정시간

Time Zone = 타임존
daylightAdjustment = 날짜변경선에 따른 차이값

상기 평균 근점이각(G)을 산출하는 과정(S106)은 아래식이 적용된다.

G = 357.528 + 35999.05*t;

여기서,
t = 서기 2000년1월1일 정오 이후 분석날짜까지의 카운트

상기 센터지점의 오차(C)를 계산하는 과정(S110)은 아래식이 적용된다.

C =(1.915*sin(G*degreesToRadians))+(0.020*sin(2.0*G*degreesToRadians));

여기서,
degreesToRadians = 각도를 호도각으로 변환하는 값

상기 궤도가 원형이며 경사면이 0인 선회하는 물체의 경도(L)를 산출하는 과정(S108)은 아래식이 적용된다. 여기에서 상기 물체의 경도는 근점과 궤도 최원점일 때 변한다. 근점은 천체의 무게중심에 가장 가까운 점, 궤도 최원점은 천체의 무게중심으로부터 가장 먼 점을 의미한다.

여기서,

M : 근점이각

: 근점의 경도

Ω : 어센딩 노드(ascending node)의 경도

ω : 근점인수

상기 태양의 적경(A)을 산출하는 과정(S110)은 아래식이 적용된다.

A=L-2.466*sin(2.0*L*degreesToRadians)+0.053*sin(4.0*L*degreesToRadians);

여기서,
L = 선회하는 물체의 경도
degreesToRadians = 각도를 호도각으로 변환하는 값

상기 태양 적경으로부터 그리니치 표준시각(GHA)을 구하는 과정(S114)은 아래식이 적용된다.

GHA = UT*15-180-C+L-A;

여기서,
UT = 세계 표준시
C = 센터지점 오차
L = 선회하는 물체의 경도
A = 태양의 적경

또한, 상기 황도면의 적도면으로부터 경사각(obliquity)을 산출하는 과정(S116)은 아래식이 적용된다.

obliquity = 23.4393 - 0.013*t;

또한, 상기 태양각으로부터의 적위(declination)를 산출하는 과정(S118)은 아래식이 적용된다.

declination =

arctan(tan(obliquity*degreesToRadians)*sin(alpha+degreesToRadians))*degreesToRadians;
여기서,
obliquity = 경사각
degreesToRadians = 각도를 호도각으로 변환하는 값
A: alpha = 태양의 적경

또한, 상기 균시차(eotAdjustment)를 산출하는 과정(S120)은 아래식이 적용된다.

eotAdjustment = (L-C-alpha)/15.0;

여기서,
L = 선회하는 물체의 경도
C = 센터지점 오차
A: alpha = 태양의 적경

상술한 수학식과 같이, 위도, 경도, 날짜, 고도, 시간 타임 존 등의 값을 입력하게 되면 입력된 옵션에 따라서 태양의 위치를 추적하여 위치값(고도각, 방위각, 노멀좌표)을 산출하게된다. 산출된 태양의 위치값 (고도각, 방위각, 노멀좌표)은 365일 각 시간대별 위치값 (고도각, 방위각, 노멀좌표)을 산출할 수 있으며 필요에 따라서 이에 해당하는 태양의 위치값 (고도각, 방위각, 노멀좌표)을 XML로 저장하여 분석 프로그램에 활용하게 된다.

상기 3D 지형 생성과정(S300)에서는 실제 지형 생성을 위한 데이터는 국토지리원 수치지형도상의 등고선 정보 및 실제 측량된 도면 파일, 데이터 파일(DWG, DXF, TXT)을 본 발명의 지형생성모듈에서 불러와 지형에 해당하는 레이어(등고선 등)의 정보를 추출하여 대지레벨에 해당하는 정보를 이용하여 실시간으로 도 2의 (B)와 같은 3D 지형을 생성하는 과정이다.

상기 건물생성과정(S400)에서는 상기 3D 지형생성과정에서 생성된 지형도와 결합할 분석대상 건물을 3D 오브젝트로 생성한다. 여기에서 생성될 건물은 분석대상 건물과 주변 건물로 구분된다. 건물 생성시 각 동/호수에 대한 ID가 정확하게 부여되어 분석 후 편집 작업 없이도 필요한 데이터를 바로 확인할 수 있어 작업기간의 단축 및 작업의 효율성을 극대화할 수 있도로 되어 있다. 주변건물은 수치지형도인 DXF파일 상의 건물 레이어와 설계된 도면을 이용해 자동으로 생성하여 배치하거나, 도면상의 데이터를 토대로 생성/배치하며, 분석될 건물은 평면구조, 층간높이값, 층수, 창의 위치 등의 정보를 이용하여 도 3의 (B)와 같이 3D로 디자인/생성된다. 이렇게 디자인/생성된 건물은 빠르고 정확한 분석을 위한 XML형식의 데이터 파일로 변환된다.

상기 건물배치과정(S500)에서는, 상기 건물생성과정(S400)에서 생성된 공동주택 및 건물 데이터를 불러와 상기 지형생성과정(S300)에서 생성된 3D 지형도에 도 5의 (B)와 같이 배치한다. 여기서 공동주택 또는 일반건물들은 사용자가 원하는 실제 지형도상의 위치를 포인팅을 통하여 설정하거나 저장되어있는 좌표값을 토대로 하여 지형도상에 자동 배치되도록 되어 있다.

상기 분석옵션설정과정(S600)에서는, 분석기준일 입력, 계절 입력, 분석지역 입력, 기준시간 입력 및 분석간격 입력 등을 수행하여 분석조건을 임의로 설정할 수 있도록 되어 있다. 일반적으로 아파트 일조 분석 사용시 거실창의 중앙지점을 기준으로 분석을 하게 된다. 그러나 필요에 따라서 거실창 뿐만 아니라 다른 창을 기준으로도 분석할 필요성을 가지게 되는데, 본 발명의 분석옵션설정과정(S600)에서는 분석을 실시할 대상 건물의 일조 지점을 사용자가 임의로 지정할 수 있도록 되어 있다. 즉, 일조분석시 필요한 일조점을 사용자가 직접 임의로 포인팅하여 수정할 수 있으며, 직접 아파트 라이브러리 XML파일의 수정을 통하여 일조 분석점의 위치를 변경할 수 있다.

상기 분석대상건물설정 과정(S700)에서는 건물층수 입력, 건물층간높이 입력, 일조점추가 설정, 지붕 설정, Z레벨 설정 등을 통하여 분석 대상 건물의 부가적인 옵션을 설정할 수 있도록 되어 있다. 건물의 층간 높이, 일조분석 점인 거실창의 위치, 건물의 층수 등의 옵션을 직접 간단히 수정을 하고, 분석을 시행할 아파트 단지의 동을 선택 후 분석을 하게 된다. 사용자의 마우스 클릭만으로 분석을 실시할 건물의 간섭체크 유무를 선택할 수 있도록 되어 있다.

도 9는 상기 365일 일조 분석과정(S800)을 설명하기 위한 흐름도이다. 본 발명의 365일 일조 분석은 태양위치값에 따라 분석대상 건물 주변의 일반건물을 자동적으로 선택하는 필터링 과정(S810)과; 건물과 태양의 위치와의 관계성을 분석하여 주변 건물의 영향유무에 따른 태양의 각도를 자동으로 계산하여 불필요한 태양의 범위를 제외하고 분석을 수행하기 위한 영향범위 각도계산과정(S820)과; 태양의 위치와 건물의 위치값을 기준으로 하여 태양이 지나가는 위치의 건물에 대한 간섭을 체크하는 과정(S830)과; 분석대상 건물의 층정보 및 층높이, 거실창 위치 등의 데이터를 통해 일조점의 위치를 계산하는 과정(S840)과; 상기한 과정 등을 통해 입력된 데이터 등을 기초로 365일 일조 분석 시뮬레이터를 수행하는 과정(S850)을 포함하여 이루어진다.

상기 필터링 과정(S810)은 설정된 태양의 위치에 따라 분석대상 건물 주변의 일반건물들 중 분석시간대의 영향범위에 들어오는 건물을 자동으로 선택하고 불필요한 건물들을 제외하는 등의 필터링 작업을 통하여 불필요한 요소들을 줄여 분석 의 효율성을 높인다.

상기 영향범위 각도계산 과정(S820)은 건물의 데이터와 설정된 태양위치에 따른 데이터를 이용하여 설정된 태양위치의 범위와 분석건물의 일조점, 주변건물의 위치, 크기, 높이등의 데이터와의 관계분석을 통하여 분석에 필요한 태양의 범위부분만을 설정해 분석을 진행할 수 있도록 한다. 이는 필터링, 간섭체크 모듈과 같이 적용되어 분석에 대한 효율성과 정확성을 극대화시킨다.

상기 간섭체크 과정(S830)은 건물에서의 분석의 기준이 되는 일조점과 태양의 위치추적을 통하여 얻어낸 결과값을 중심으로 1:N 중심의 새로운 Solar-View 방법론으로 각각 개별적인 건물의 일조침해유무를 실시간으로 판별해내고 그 판별값을 데이터베이스, 엑셀, HTML, XML, 각종 차트 등의 다양한 데이터로 산출하게 된다.

본 발명의 365일 일조분석시스템은 특정 건물의 일조권 침해의 분석뿐 만하니라 시기에 제한이 없이 365일 일조권을 분석할 수 있으므로 건물 또는 대단위 단지의 일조 생활권을 분석하는 데에 사용될 수 있고, 대단위 분석작업의 용이성과 데이터베이스 구축으로 인한 정부 공공DB 작업에도 사용될 수 있다. 또한 일조권뿐 만이 아닌 주거환경에 대한 데이터들과의 서비스를 통하여 차별화된 주거환경 데이터 서비스에 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 365일 일조 분석시스템의 개략적인 불록도이다.

도 3의 기존 시스템의 평면 수치지형도도면에 배치된 건물도의 일 예이고, (B)는 본 발명의 3D 지형도상에 생성된 건물도의 일 예이다.

도 4는 본 발명의 건물생성/배치 모듈을 이용하여 대규모 단지의 건물을 3D 지형도상에 배치한 일 예이다.

도 7은 본 발명의 365일 일조 분석방법의 실시 예를 설명하기 위한 흐름도이다.

도 8은 상기 태양위치추적시스템부를 이용하여 태양위치를 추적하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 9는 상기 365일 일조 분석과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

Claims

태양위치를 추적하기 위한 XML 데이터 생성부를 포함하는 태양위치추적시스템부와;

수치지형도를 3D 지형으로 변환 생성하기 위한 지형생성모듈과, 일조분석을 하기 위한 분석 대상 건물 및 주변 건물을 생성하기 위한 건물생성모듈과, 상기 지형생성모듈에서 생성된 3D 지형도에 상기 건물생성모듈에서 생성된 분석대상 3D 건물을 배치하기 위한 건물배치모듈과, 상기 분석대상 건물의 분석기준일 등의 분석옵션을 설정하기 위한 분석옵션설정모듈과, 상기 분석대상 건물의 건물 층수 등의 건물에 관한 사항을 설정하기 위한 분석대상 건물설정모듈과, 상기 태양위치추적시스템부로부터 생성되는 태양위치 데이터와 상기 지형도와 결합된 분석대상 건물을 이용하여 365일 일조를 분석하기 위한 365일 일조분석 모듈을 포함하는 365일 일조 분석시스템부 및;

상기 365일 일조 분석시스템으로부터 분석된 결과물을 저장하기 위한 데이터베이스부를 포함하는 365일 일조 분석시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 태양위치추적시스템부는 기준연도, 기준월, 기준일 등과 같은 시간적 요소입력부와, 도시, 지명, 특정지역의 위도 및 경도, 좌표값 등의 공간적 요소입력부를 포함하고, 상기 시간적요소 입력부 및 공간적요소 입력부에 입력되는 해당 요소를 계산하여 실시간으로 태양의 위치를 추적(고도각과 방위각, 노멀좌표를 산출)하는 것을 특징으로 하는 365일 일조 분석시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 태양위치추적시스템부는 1년 365일 중 분석하고자 하는 특정날짜를 선택하거나 시간적 범위를 설정하면 실시간으로 상기 특정 날짜의 태양의 위치값 (고도각, 방위각, 노멀좌표)과 선택된 시간에 대한 태양위치를 추적하는 것(태양의 고도각과 방위각, 노멀좌표를 산출하는 것)을 특징으로 하는 365일 일조 분석시스템.
청구항 2에 있어서,

상기 태양위치추적시스템부는 상기 태양위치의 추적 결과값으로 고도각, 방위각, 노멀좌표 등의 데이터가 산출이 되며 1~365일에 해당하는 태양의 위치 값을 상기 XML 데이터파일 생성부에서 XML 테이블 형태로 생성하여 저장하는 것을 특징으로 하는 365일 일조 분석시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 지형생성모듈은 수치지형도상의 등고선 정보 및 실제 측량된 도면 파일, 데이터 파일(DWG, DXF, TXT)을 불러와 지형에 해당하는 레이어(등고선 등)의 정보를 추출하여 대지레벨에 해당하는 정보를 이용하여 실시간으로 3D 지형을 생성하는 것을 특징으로 하는 365일 일조 분석시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 건물생성모듈은 건물 생성시 각 동/호수에 대한 ID가 부여되는 것을 특징으로 하는 365일 일조 분석시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 건물생성모듈은 분석대상 건물은 평면구조, 층간 높이값, 층수, 창의 위치 등의 정보를 이용하여 3D로 생성되고, 주변건물은 수치지형도인 DXF파일 상의 건물 레이어와 설계된 도면을 이용해 자동으로 생성하거나 도면상의 데이터를 토대로 생성하는 것을 특징으로 365일 일조 분석시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 건물배치모듈은 공동주택 또는 일반건물들을 사용자가 원하는 실제 지형도상의 위치를 포인팅을 통하여 설정하거나 저장되어 있는 좌표값을 토대로 하여 지형도상에 배치되도록 하는 것을 특징으로 하는 365일 일조 분석시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 분석옵션설정모듈은 분석기준일설정부, 계절설정부, 분석지역설정부, 기준시간설정부 및 분석간격설정부를 구비하여 사용자가 각각의 설정부에 해당 설정 정보를 입력함으로써 분석조건을 임의로 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 365일 일조 분석시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 분석대상건물설정모듈은 건물층수설정부, 건물층간높이설정부, 일조점추가설정부, 지붕설정부, Z레벨설정부 등을 구비하여 분석 대상 건물의 부가적인 옵션을 설정할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 365일 일조 분석시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 365일 일조 분석모듈은 필터링부(Filtering), 영향범위 각도계산부, 간섭체크부 및 일조점계산부를 포함하고,

상시 필터링부는 설정된 태양의 위치에 따라 분석대상 건물 주변의 일반건물들 중 분석시간대의 영향범위에 들어오는 건물을 자동으로 선택하고 불필요한 건물들을 제외하는 필터링 작업을 수행하고,

상기 영향범위 각도계산부는 건물과 태양의 위치와의 관계성을 분석하여 주변 건물의 영향 유무에 따른 태양의 각도를 자동으로 계산하여 불필요한 태양의 범위를 제외하고 분석을 수행하고,

상기 간섭체크부는　태양의 위치와 건물의 위치값을 기준으로 하여 태양이 지나가는 위치의 건물에 대한 간섭체크 유무를 판단하고,

상기 일조점계산부 분석대상 건물의 층정보 및 층높이, 거실창 위치 등의 데이터를 통해 분석대상건물에 설정된 거실창의 중심점인 일조점의 위치를 자동으로 계산하는 것을 특징으로 하는 365일 일조 분석시스템.
태양위치추적시스템부를 이용하여 필요한 데이터를 입력한 후 태양위치를 추적(고도각과 방위각, 노멀좌표를 산출)하는 과정과; 상기 태양위치추적시스템부에서 추적한 태양위치추적 결과를 365일 일조분석에 사용하기 위해 XML 데이터 파일로 생성하는 과정과; 분석하고자 하는 지역의 지형을 지형생성모듈을 이용하여 3D 지형으로 생성하는 과정과; 상기 지형생성모듈에서 생성된 3D 지형도에 배치하기 위한 분석대상 건물을 건물생성모듈을 이용하여 3D로 생성하는 과정과; 건물배치모듈에서 상기 3D 지형도를 불러오고 상기 3D 건물을 불러와 상기 지형도에 분석대상 건물을 배치하는 과정과; 분석옵션설정모듈에서 상기 지형도에 배치된 분석 대상 건물에 관하여 분석기준 등을 설정하는 과정과; 건물설정모듈에서 분석 대상 건물의 건물 층수, 층간 높이 등을 설정하는 과정과; 365일 일조분석모듈에서 상기 분석기준 및 건물설정 등이 적용된 지형도와 결합된 분석대상 건물과 상기 태양위치추적시스템부에서 생성된 XML 데이터를 이용하여 분석대상 건물의 365일 일조를 분석하는 과정과; 상기 분석된 365일 일조 데이터를 데이터베이스부에 저장하는 과정을 포함하는 365일 일조분석방법.
청구항 12에 있어서,

상기 태양위치를 추적하는 과정은,

영국의 그리니치(세계 표준시의 기준점)를 중심으로 하는 기준으로부터의 표준시간 을 산출하는 과정과, 2000년1월1일 이후로부터 날짜를 계산하는 과정과, 행성처럼 타원궤도를 움직이는 천체가 근일점으로부터 떨어진 각도인 평균 근점이각을 산출하는 과정과, 센터지점의 오차를 계산하는 과정과, 궤도가 원형이며 경사각이 제로인 선회하는 물체의 경도를 산출하는 과정과, 태양의 적경을 구하는 과정과, 상기 태양의 적경으로부터의 그리니치 표준시각을 산출하는 과정과, 황도면의 적도면으로부터의 경사각을 산출하는 과정과, 태양각으로부터의 적위를 산출하는 과정과, 균시차를 산출하는 과정 및 태양의 방위각 및 고도각, 노멀좌표를 산출하는 과정을 포함하는 365일 일조분석방법.
청구항 12에 있어서,

상기 분석대상 건물의 365일 일조를 분석하는 과정은,

태양위치값에 따라 분석대상 건물 주변의 일반건물을 자동적으로 선택하는 필터링 과정과, 건물과 태양의 위치와의 관계성을 분석하여 주변 건물의 영향 유무에 따른 태양의 각도를 자동으로 계산하여 불필요한 태양의 범위를 제외하고 분석을 수행하기 위한 영향범위 각도계산과정과, 태양의 위치와 건물의 위치값을 기준으로 하여 태양이 지나가는 위치의 건물에 대한 간섭을 체크하는 과정과, 분석대상 건물의 층정보 및 층높이, 거실창 위치 등의 데이터를 통해 일조점의 위치를 계산하는 과정과, 상기한 과정들을 통해 입력된 데이터를 기초로 365일 일조 분석 시뮬레이터를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 365일 일조분석방법.