KR101808268B1 - 건축물 자동 채광장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 건축물 자동 채광장치는, 건물의 창문으로 유입되는 일사량 변화, 건물 주변의 환경 변화 및 건물 실내의 사람의 존재 여부를 감지하며, 감지된 건축물 복합감지 데이터를 전송하는 건축물 복합감지부; 및 상기 건축물 복합감지부로부터 상기 건축물 복합감지 데이터를 수신하고, 수신된 상기 건축물 복합감지 데이터를 분석하여 분석된 정보에 따라 외부의 건축물 설비의 환경변수를 자동으로 제어하는 건축물 복합제어부를 제공함에 기술적 특징이 있다.

Description

건축물 자동 채광장치{BUILDING AUTOMATIC NATURAL LIGHTINGS EQUIPMENT}

본 발명은 건축물 자동 채광장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건물의 창문으로 유입되는 일사량 변화, 건물 주변의 환경 변화 및 건물 실내의 사람의 존재 여부를 감지하며, 감지된 건축물 복합감지 데이터를 전송하는 건축물 복합감지부와, 상기 건축물 복합감지부로부터 상기 건축물 복합감지 데이터를 수신하고, 수신된 상기 건축물 복합감지 데이터를 분석하여 분석된 정보에 따라 외부의 건축물 설비의 환경변수를 자동으로 제어하는 건축물 복합제어부를 제공함으로, 계절별, 시간별, 방위별 태양의 고도와 방위각을 계산하여 자동적으로 차양의 높이를 조절함으로써, 재실자의 별도 조작 없이 최적의 상태로 차양을 조절할 수 있는, 건축물 자동 채광장치에 관한 것이다.

건물에서 커튼월(curtain wall)의 사용이 증가함에 따라 외피를 통한 냉난방 부하가 크게 증가하고 있다.

특히, 사무 공간에서의 시각적 개방감 등을 고려하여 외피에서의 유리 사용 면적이 크게 증가함으로써 여름철 유리를 통한 직달 일사의 실내 유입이 냉방 부하에 큰 영향을 미치고 있다.

뿐만 아니라, 유리를 통해 일사가 실내로 유입됨으로써 실내 공간에서의 과도한 휘도 차이로 인한 현휘가 발생하기 때문에, 대부분의 건물에서는 실내에 차양장치(이를테면, 롤스크린이나 블라인드, 버티컬 등)를 설치하여 일사의 유입을 차단하고 있다.

롤스크린의 경우에는 수동식과 전동식이 있는데, 전동식 롤스크린은 수동으로 구동이 불가능한 경우와 사용자의 편의를 위해 설치되며, 제어방법으로는 리모콘을 이용한 개별제어, 스위치 개별제어, 각층 영역별 롤스크린에 연결된 개별 컴퓨터를 통한 재실자 제어 등이 있다.

그러나, 이러한 종래의 전동식 롤스크린 제어방법은 리모콘, 스위치, 컴퓨터 등을 이용해서 재실자가 임의로 조정하는 것이므로, 실외 일사조건에 즉각적인 대응을 하지 못할 뿐 아니라 롤스크린을 제어하기 위해서 필요없는 시간과 노력을 기울여야 하는 불편함이 있었다.

또한, 종래 기술은 재실자가 없는 경우 또는 재실자가 있더라도 올바른 제어상태를 파악하지 못하는 경우에는 최적의 상태로 제어가 이루어지지 못한다는 한계점이 존재하였다.

대한민국 등록특허 제10-1550274호

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 건물의 창문으로 유입되는 일사량 변화, 건물 주변의 환경 변화 및 건물 실내의 사람의 존재 여부를 감지하며, 감지된 건축물 복합감지 데이터를 전송하는 건축물 복합감지부와, 상기 건축물 복합감지부로부터 상기 건축물 복합감지 데이터를 수신하고, 수신된 상기 건축물 복합감지 데이터를 분석하여 분석된 정보에 따라 외부의 건축물 설비의 환경변수를 자동으로 제어하는 건축물 복합제어부를 제공함으로, 계절별, 시간별, 방위별 태양의 고도와 방위각을 계산하여 자동적으로 차양의 높이를 조절함으로써, 재실자의 별도 조작 없이 최적의 상태로 차양을 조절할 수 있는, 건축물 자동 채광장치를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 건축물 자동 채광장치는, 건물의 창문으로 유입되는 일사량 변화, 건물 주변의 환경 변화 및 건물 실내의 사람의 존재 여부를 감지하며, 감지된 건축물 복합감지 데이터를 전송하는 건축물 복합감지부; 및 상기 건축물 복합감지부로부터 상기 건축물 복합감지 데이터를 수신하고, 수신된 상기 건축물 복합감지 데이터를 분석하여 분석된 정보에 따라 외부의 건축물 설비의 환경변수를 자동으로 제어하는 건축물 복합제어부를 제공한다.

본 발명은 계절별, 시간별, 방위별 태양의 고도와 방위각을 계산하여 자동적으로 차양의 높이를 조절함으로써, 재실자의 별도 조작 없이 최적의 상태로 차양을 조절할 수 있는 기술적 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 건축물 복합감지부, 건축물 복합제어부 및 건축물 설비부 간의 관계를 계략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 건축물 복합감지부의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 건축물 복합제어부의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 건축물 설비부의 실시예로, 삼중 유리 창문의 구조를 사시도로 나타낸 것이다.
도 5는 도 4의 구조 중 블라인드에 대한 실시예로, 블라인드 직물지의 구조를 상세히 나타낸 것이다.
도 6a는 도 4의 구조 중 외부창의 유리에 대한 실시예로, 투과율이 조절되는 유리의 구조를 상세히 나타낸 것이다.
도 6b는 도 6a의 투과율이 조절되는 유리에서 태양고도에 따라 태양광선의 변환각도를 설명하기 위한 예시도를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 건축물 설비부의 다른 실시예로, 자연 채광용 지능형 인지 조명을 구현하는 건축물 설비의 구조를 나타낸 것이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 건축물 복합감지부, 건축물 복합제어부 및 건축물 설비부 간의 관계를 계략적으로 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명은 건축물 복합감지부(100), 건축물 복합제어부(200) 및 건축물 설비부(300)를 포함한다.

건축물 복합감지부(100)는 건물의 창문으로 유입되는 일사량 변화, 건물 주변의 환경 변화 및 건물 실내의 사람의 존재 여부를 감지하며, 감지된 건축물 복합감지 데이터를 전송하는데, 이에 대한 상세한 설명은 도 2에서 후술한다.

건축물 복합제어부(200)는 상기 건축물 복합감지부(100)로부터 상기 건축물 복합감지 데이터를 수신하고, 수신된 상기 건축물 복합감지 데이터를 분석하여 분석된 정보에 따라 외부의 건축물 설비의 환경변수를 자동으로 제어하는데, 이에 대한 상세한 설명은 도 3에서 후술한다.

건축물 설비부(300)는 각종 건축물(빌딩, 아파트, 주택 등)에 설치된 설비(창문, 블라인드, 반사경 등)를 포함하며, 상기 건축물 복합제어부(200)의 제어 명령에 따라 건축물 설비의 환경변수(일사량, 온도, 습도 등)는 자동으로 제어된다.

도 2는 본 발명에 따른 건축물 복합감지부의 구성을 상세히 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 건축물 복합감지부(100)는 태양 센서(110), 환경변화 센서(120) 및 행동감지 센서(130)를 포함한다.

태양 센서(110)는 건물에 유입되는 일사량 변화를 측정하는 것으로, 건물의 옥상에 설치되어 태양의 고도, 조도, 직달 일사량, 산란 일사량, 실외온도로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 조건을 측정한다.

이를테면, 태양 센서(110)는 창의 표면에 설치되어 태양의 조도를 측정하는 조도계를 포함할 수 있다.

환경변화 센서(120)는 건물 주변의 환경 변화를 측정하기 위한 센서로, 이를테면 온도 센서, 습도 센서, 압력 센서, CO2 센서 등을 포함할 수 있다.

행동감지 센서(130)는 건물 실내에 있는 사람의 행동을 감지하기 위한 센서로, 이를테면 원적외선 센서, 초음파 센서 등을 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 건축물 복합제어부의 구성을 상세히 나타낸 것이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 건축물 복합제어부(200)는 복합감지 신호 수신부(210), 통신부(220), 데이터 저장부(230), 데이터 분석부(240), 채광 조절부(250), 반사경 구동부(260), 환기 조절부(270), 열환경 조절부(280) 및 복합 제어부(290)를 포함한다.

복합감지 신호 수신부(210)는 상기 건축물 복합감지부(100)에서 감지한 각종 감지 데이터들(태양감지 데이터, 환경변화 감지 데이터, 행동감지 데이터) 아날로그 신호로 수신하여 디지털 신호로 변환하여 복합 제어부(290)로 전달한다.

통신부(220)는 외부의 건축물 복합감지부(100) 또는 건축물 설비부(300)와 통신을 수행할 수 있는 인터페이스를 제공하는데, 이를테면 지그비(Zigbee), 알에프(RF), 와이파이(WiFi), 3G, 4G, LTE, LTE-A, 와이브로(Wireless Broadband Internet) 등의 무선통신, 또는 인터넷, SNS(Social Network Service) 등을 사용할 수 있다.

데이터 저장부(230)는 데이터 분석부(240) 또는 복합 제어부(290)를 통해 처리한 각종 데이터들을 저장한다.

데이터 분석부(240)는 상기 복합감지 신호 수신부(210)를 통해 수신한 감지 데이터들(태양감지 데이터, 환경변화 감지 데이터, 행동감지 데이터)을 분석하여, 분석한 내용을 토대로 채광 조절부(250), 반사경 구동부(260), 환기 조절부(270) 또는 열환경 조절부(280)를 제어할 수 있는 각종 신호를 생성한다.

채광 조절부(250)는 상기 데이터 분석부(240)를 통해 분석된 내용을 토대로 건물의 실외측으로부터 실내측으로 공급되는 빛의 양, 즉 채광량을 조절하거나 일사량을 조절하는데, 이에 대한 구체적인 실시예는 도4 ~ 도 6b에서 후술한다.

이 경우 채광 조절부(250)는 건물의 창문에 설치된 차양을 구동시켜 원하는 채광량을 조절할 수 있다.

이를 부연설명하면, 차양으로 롤스크린을 사용할 경우, 롤스크린을 이동시키기 위한 모터, 풀리, 레일 등의 구성요소가 사용될 수 있으며, 건물의 위도, 경도 등에 의하여 태양위치를 산출하여 직사광을 차단하고 최대한의 조망을 확보할 수 있도록 롤스크린의 높이를 제어할 수 있다.

반사경 구동부(260)는 건물의 각 층에 설치된 반사경 구동을 통해 건물 각층으로, 건물의 상단에 설치되어 태양의 움직임을 추적하여 태양광을 채광하는 태양추적반사기로부터 조사된 태양광을 반사시켜 각층 마다 최적의 채광 상태를 제공해 주는데, 이에 대한 구체적인 실시예는 도 7에서 후술한다.

환기 조절부(270)는 상기 데이터 분석부(240)를 통해 분석된 내용을 토대로 건물 실내의 환기를 위한 조절을 수행한다.

이를테면, 환기 조절부(270)는 상부 프레임의 환기부를 구성하는 송풍 팬 및 이중 그릴을 제어하여 실내 환기를 수행하는데, 여기서, 이중 그릴은 이중 그릴 하부에 설치되어 있는 송풍 팬과의 상호 작용에 의해 공기 방향 및 공기량을 조절할 수 있다.

열환경 조절부(280)는 상기 데이터 분석부(240)를 통해 분석된 내용을 토대로 건물 실내의 열환경을 조절한다.

이를테면, 열환경 조절부(280)는 하부 프레임의 발열소재를 통해 중공층의 공기를 데워서 동절기에 외부로부터의 냉기를 차단하고, 또한 상부 프레임의 환기부를 제어하여 외부로 배출되는 공기로부터 하절기의 냉기나 동절기의 열을 회수하는 폐열회수 제어를 수행함으로써 실내의 열환경 조절을 수행한다.

복합 제어부(290)는 복합감지 신호 수신부(210), 통신부(220), 데이터 저장부(230), 데이터 분석부(240), 채광 조절부(250), 반사경 구동부(260), 환기 조절부(270) 및 열환경 조절부(280)를 복합적으로 제어한다.

도 4는 본 발명에 따른 건축물 설비부의 실시예로, 삼중 유리 창문의 구조를 사시도로 나타낸 것이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 삼중 유리 창문(300a)은 내부창(310), 외부창(320), 블라인드(330), 모터(331), 권취롤(332), 프레임(340), 결로수 유도홈(341) 및 중심선(342)의 구조를 갖는다.

내부창(310) 및 외부창(320)은 프레임(340)에 설치되는데, 내부창(310)은 실내 측에 위치하고, 외부창(320)은 실외 측에 위치하도록 내부창(310)과 외부창(320)은 서로 소정 거리 이격하여 배치되며, 내부창(310)과 외부창(320) 사이에는 수용 공간이 형성된다.

수용 공간은 프레임(340), 내부창(310) 및 외부창(320)으로 둘러싸인 공간으로 정의되며, 수용 공간에는 일반적인 공기 또는 아르곤 가스가 채워지거나, 필요에 따라 진공상태일 수 있다.

여기서 내부창(310)은 이중창인 것이 바람직한데, 이중창은 한 쌍의 유리판 사이에 간격을 유지시키는 스페이스 부재를 형성하고, 스페이스 부재의 양면에 부틸 고무 등의 접착액을 도포한 후 진공 상태에서 소정의 압력과 열을 가하여 스페이스 부재의 양면에 유리관을 접착시켜 제작될 수 있다.

이러한 이중창은 유리판 사이에 형성되는 진공부에 의해 방음 및 단열 효과가 우수하다. 이때, 내부창(310)은, 모두 일반유리로 구성될 수 있으나, 바람직하게는 저반사 유리(Low-E Glass)와 일반 유리가 함께 사용되는 것이 바람직하다.

이는 저반사 유리는 투과율은 일반 유리와 비슷하지만, 일반 유리가 적외선의 일부만을 반사하는 데 반해, 저반사 유리는 일반 유리에 적외선 반사율이 높은 금속막(은(Ag))을 코팅시킨 유리이기 때문이다.

즉 저반사 유리의 금속막은 가시 광선을 투과시켜 실내의 채광성을 높여줌과 동시에 적외선은 반사하므로 실내외 열의 이동을 극소화시켜 실내의 온도 변화를 작게 만들어주는 에너지 절약형 유리이다.

이와같이 이중창으로 형성되는 내부창(310)과 외부창(320)이 구비됨으로써 본 발명의 차양조절이 가능한 삼중유리 창문은 전체적으로 삼중구조 창문으로 구성된다.

블라인드(330)는 내부창(310) 및 외부창(320) 사이의 수용 공간에 설치되고, 권취롤(332)에 일단이 고정된 상태에서 권취롤(332)에 감기거나 풀림으로써 높이가 조절되는데, 이 경우 블라인드(330)의 실시예로 블라인드 직물지의 구조 등에 대해서는 도 5에서 후술한다.

권취롤(332)에는 모터(331)가 연결되는데, 모터(331)는 권취롤(332)을 일 방향 및 일 방향의 반대 방향으로 회전시킨다.

모터(331)가 구동되면 권취롤(332)이 일 방향 또는 그 반대 반향으로 회전함으로써 블라인드(330)가 감기거나 풀리고, 이에 의해 블라인드(330)의 높이가 조절된다.

결로수 유도홈(341)은 수용 공간 내부에 발생되는 결로수를 집수하기 위한 것으로 수용 공간의 하부에 구비되며, 프레임(340)에 일체로 형성될 수 있다.

결로수 유도홈(341)은 전방 및 후방으로부터 전후 방향의 중심선(342)을 향하여 하향 경사지게 형성됨과 동시에 전후 방향의 중심선(342)이 내부창(310)의 측 방향으로 경사지게 형성된다.

이와 같은 구조로 인해, 수용공간 내부에 발생되는 결로수는 1차적으로 내부창(310) 및 외부창(320)을 타고 내려와 결로수 유도홈(341)의 전후 방향의 중심선(342)에 모이게 되고, 이렇게 모인 결로수들은 다시 전후 방향의 중심선(342)을 따라 내부창(310)의 측 방향으로 모이게 된다.

이때, 한 곳으로 모인 결로수들을 프레임(340)의 외부로 배출시키기 위하여 프레임(340)에는 결로수를 배출하기 위한 배출구(미도시)가 형성될 수 있다.

한편 내부창(310) 또는 외부창(320)은 투과율을 조절하기 위해 특수 처리된 유리가 사용될 수 있는데, 이에 대한 구체적인 실시예는 도 6a 및 도 6b에서 후술한다.

도 5는 도 4의 구조 중 블라인드에 대한 실시예로, 블라인드 직물지의 구조를 상세히 나타낸 것이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 블라인드 직물지(330)는 일반 직물로 전폭을 일정간격(L4)으로 제직한 다음 위사방향, 즉 횡방향(K)으로 이격부를 통하여 마주보게 구성되는 채광부(20)와 절단부가 등간격으로 구성되게 하되, 채광부(20) 사이의 거리(L5)는 채광부(20)의 폭(L2)보다 길게 구성하여 일반 직물로 제직되게 하고, 상기한 구성으로 채광부(20)와 직물을 종방향(W)으로 채광부(20)의 길이(L1)만큼 제직한다.

상기에서와 같이 하여, 일반 직물 상에 등간격으로 채광부(20)의 제직이 완료되면 다시 전폭을 일반 직물로 일정간격(L4) 제직되게 하고, 상기한 상태에서 앞에서 제직된 채광부(20)와 채광부(20)의 거리(L5) 사이에, 또 다른 채광부(20)와 절단부 및 일반 직물이 종방향(W)으로 채광부(20)의 폭(L2)만큼 제직되게 하고, 다시 일반 직물(10)을 전폭으로 일정간격(L4) 제직되게 하고, 상기한 상태에서 앞에 제직된 채광부(20)와 채광부(20)의 거리(L5) 사이에 또 다른 채광부(20)가 배치되게 하는 것이며, 같은 열에 위치한 채광부(20) 사이의 거리(L6)는 채광부(20)의 길이(L1)보다 넓은 차광부(30)가 형성되게 하는 구성의 반복으로 직물을 제직하는 것이다.

상기 제직과정의 일실시예를 좀더 상세히 설명하면, 직물 전폭을 다중직물)로 일정간격(L4), 즉 5cm 제직되게 하고, 상기한 상태에서 망형태의 조직으로 된 채광부(20)를 등간격으로 제직하되, 채광부(20)의 폭(L2)은 20cm, 채광부(20) 사이의 거리(L5)는 30cm, 채광부(20)의 길이(L1)는 20cm로 제직되게 하며, 상기 채광부(20)와, 채광부(20) 사이의 거리(L5)에 구성되는 또 다른 채광부(20)간의 폭(L4)은 5cm 유지되게 하고, 종방향(W)으로 구성되는 채광부(20)와 채광부(20) 사이의 거리(L6)는 30cm 유지되게 하고, 상기한 구성의 반복으로 직물을 연속하여 제직되게 하는 것이다.

본 발명을 실시함에 있어서, 블라인드 직물지(330)에 형성되는 채광부(20)는 다양한 모양(분할된 사각모양, 분할된 반원 모양 등)으로 구성할 수 있어 블라인드의 디자인 선택폭을 넓게 할 수 있다.

또한 블라인드 직물지(330)에 배치되는 채광부(20)는 일반 직물 상에 등간격으로 구성되어 있으면서 사방에서 직물이 이를 지지하게 되므로, 외부자극에 대한 내구성이 우수한 블라인드 직물지를 제공하게 된다.

상기에서와 같이 제조된 블라인드 직물지(330)를 이용하여 통상의 방법과 같이, 즉 도 4에 도시된 블라인드(330)로 제작 사용하게 되며, 블라인드(330)를 구성하는 권취롤(331)을 정 역회전시켜 채광부(20)가 나란히 일치되게 하면, 채광과 통기 및 외부투시가 가능하게 되고, 채광부(20)와 차광부(30)가 나란히 일치되게 하면 차광부(30)에 의해 채광부(20)가 차단되면서, 채광과 통기 및 시선이 차단된다.

또한 차광부(30)의 간격은 채광부(20)의 폭(L2)과 길이(L1)보다 넓게 구성되어 있어 차광이 효과적으로 이루어지게 된다.

이로써 본 발명은 차광과 채광이 선택적으로 조정되게 하는 블라인드 직물지를 제직함에 있어서, 직물지 상에 채광부를 종횡방향으로 교호로 제직되게 하되, 상기 채광부의 모양을 다양한 형태로 제직되게 함으로써, 블라인드의 디자인을 다양화하여 소비자들의 욕구를 충족케 함과 동시에, 망조직 혹은 얇은 원단 형태로 된 채광부가 직물지 상에 등간격으로 배치되게 하여, 외부자극에 대하여 내구성이 우수한 고품질의 블라인드 직물지를 제공할 수 있게 되는 등의 기술적 장점을 제공한다.

도 6a는 도 4의 구조 중 외부창의 유리에 대한 실시예로, 투과율이 조절되는 유리의 구조를 상세히 나타낸 것이고, 도 6b는 도 6a의 투과율이 조절되는 유리에서 태양고도에 따라 태양광선의 변환각도를 설명하기 위한 예시도를 나타낸 것이다.

도 6a를 참조하면, 태양광선과 같은 에너지를 실내로 공급시킬 수 있도록 소정의 두께(t)를 갖는 유리(10)에 있어서, 상기 유리(10)의 배면측에는 다수의 요철부(11)를 형성하되, 상기 요철부(11)의 유리면 각도(α)를 수직에서 유리 내부쪽으로 이루게 하고, 유리면 각도(β)를 수평에서 바깥쪽으로 이루게 하여 전체적인 삼각형상으로 이루어 진다.

이를 부연설명하면, 유리(10)의 실내 배면측에는 일정한 각도로 경사면을 이루는 다수의 요철부(11)가 형성되는 것으로, 상기 요철부(11)의 유리면 각도(α)는 수직에서 유리 내부 쪽으로 형성시키는 동시에, 상기 유리면 각도(β) 또한 수평에서 바깥쪽으로 형성시켜 여름 및 겨울과 같은 계절에 따라 태양광선의 입사각에 의한 상기 유리(10)의 굴절율과 임계각이 결정되는 것이다.

상기의 유리(10)는 채광용 창 등에 사용되는 유리창의 방향에 따라 서로 다른 일정각도의 경사면을 형성시키게 된다.

요철부(11)의 유리면 각도(α, β)는 상기 유리(10)가 남쪽에 설치되는 경우에 각각 8도로 이루어진다. (도 6b 참조)

도면부호 d는 상기 유리(10)에서 돌출되는 요철부(11)의 돌출 폭(d)을 나타낸 것으로, 이는 상기 유리(10)의 두께(t)에 따라 조절이 가능할 수 있는 것이고, ℓ은 상기 요철부(11)에 대한 장변의 길이를 나타낸 것으로, 이는 상기 유리(10)의 두께(t)와 돌출폭(d)에 따라 조절이 가능하다.

도 6b를 참조하면, 태양광선이 여름의 가장 높은 고도인 79도로 입사될 경우 유리의 굴절율의 1.517에 따라 입사각은 B와 같이 40도로 되어 유리내부로 들어오게 되는데, 이때 태양광선은 요철부(11)의 경사각 8도에 의해 48도의 각으로 유리내부에서 공기와 접하는 실내쪽 유리면에 도달되고, 이 입사각이 48도 이므로 유리의 임계각의 42도를 초과하게 되어 상기 태양광선은 전반사가 되므로 다시 유리 내부로 들어가게 되 는 것이다.

이렇게 반사된 태양광선은 외부쪽 공기와 접한 유리면에 도달되는데 이때 입사각은 더욱 커져 유리의 임계각보다 더욱 커져 이러한 반사가 지속적으로 유리내부에서 발생되며 이 과정에서 태양광선의 에너지가 소멸됨으로 실내로의 태양광선 의 유입이 차단되는 것이다.

이로써 본 발명은 소정의 두께를 갖는 유리의 배면측에 일정한 각도를 이루는 다수의 요철부를 형성하여 태양광선의 입사각에 의한 상기 유리의 굴절율과 임계각을 이용하도록 함으로써, 겨울에는 입사광선의 90% 이상이 실내로 유입시키고 여름에는 입사광선의 90% 이상이 외부로 반사시키게 하여 계절에 따라 태양광선의 유입과 반사가 용이하게 조절되는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 태양광선의 투과 각도가 평행하지 않아 시각적인 차단이 우수해지는 효과를 갖으며, 상기 유리 표면의 열전달 저항이 2배 이상 이루게 하여 단열성능이 향상되는 효과가 있고, 건축물에 대한 상기 유리의 설치로 인해 상기 건축물에서 소비되는 에너지를 최소화시킬 수 있어, 제품으로서의 경제성 및 생산성이 향상되고, 이를 설치하여 사용하는 사용상의 신뢰도 및 만족도가 극대화되는 등의 장점을 제공한다.

도 7은 본 발명에 따른 건축물 설비부의 다른 실시예로, 자연 채광용 지능형 인지 조명을 구현하는 건축물 설비의 구조를 나타낸 것이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 건축물 설비(300b)는 건물의 옥상에 태양의 움직임을 추적하여 채광하는 태양 추적반사기(1)가 구비되고, 건물의 각 층의 외부에 각각의 회전반사경(3a ~ 3d)이 설치되며, 각 층의 내부에는 사람의 몸에서 나오는 원적외선을 감지하는 원적외선 센서(2a ~ 2d)들이 각각 설치되어 있다.

태양 추적반사기(1)는 태양의 움직임에 따라 주반사기(1a)가 회전하면서 자연 채광이 이루어지고, 채광된 태양광은 광섬유(1b)를 통하여 광섬유(1b)의 단부에 구비된 태양광 조사부(1c)에 의해서 발광하도록 구성된다.

건물의 각 층마다 구비된 회전반사경(3a ~ 3d)은 건물의 각 층에 대한 반사를 위해 45도 경사지게 구비되고, 이 경사진 회전반사경(3a ~ 3d)은 배면에 구비된 반사경 구동부(4a ~ 4d)와 기계적으로 연결되어, 상기 반사경 구동부(4a ~ 4d)에 의해서 회전할 수 있도록 구성된다.

이 경우 회전반사경(3a ~ 3d)은 태양추적반사기(1)로 부터 조사된 태양광을 그대로 투과시키거나 건물의 각 층으로 태양광을 반사시키기 위한, 다수 구획된 태양광 필터들이 구비된다.

상기 태양광 필터들은 투과율 0% ~ 100% 사이의 조건을 갖는 태양광 필터로 구분되는 것으로, 투과율이 0%인 경우에는 반사율이 100%가 되어 태양 추적반사기(1)로부터 조사된 광을 모두 건물의 해당 층에 조사하게 되고, 투과율이 100%인 경우에는 반사율이 0%가 되어 태양광이 해당 태양광 필터들을 그대로 투과하게 됨으로써 해당층으로 태양광을 조사하지 못하게 되는 것이며, 투광율이 50%인 경우에는 반사율이 50%가 되어 해당층으로 태양광을 50%만 반사하고, 나머지 50%는 태양광 필터를 그대로 투과하도록 구성한 것이다.

반사경 구동부(4a ~ 4d)는 축을 빠른 속도로 회전시키는 통상의 구동모터를 사용하지 않고, 제어부에서 보내지는 구동신호에 따라 정해진 회전량 만큼 회전반사경(3a ~ 3d)을 회전시키는 스테핑 모터를 사용하는 것이 바람직하다.

즉, 제어부에 구동신호에 따라 투과율이 0% (반사율 100%)인 태양광 필터들을 태양 추적반사기(1)로부터 조사되는 태양광의 축 선에 위치하도록 회전반사경(3a ~ 3d)을 회전시키거나, 투과율이 100% (반사율 0%) 또는 투과율 50% (반사율 50%)인 태양광 필터들을 태양 추적반사기(1)의 태양광 축 선에 위치하도록 회전반사경(3a ~ 3d)의 회전량을 조절할 수 있는 스테핑 모터를 사용함이 바람직하다.

이로써 본 발명은 원적외선 센서(2a ~ 2d)들을 이용하여 건물의 각 층에 사람 유무를 판단함으로, 사람이 없어 조명이 불필요한 건물 층은 채광된 태양광이 회전반사경(3a ~ 3d)에 의해서 조사되지 않고 그대로 투과되도록 하고, 대신 사람이 있는 다른 건물 층으로 태양광을 보내어 조명효율을 높일 수 있는 기술적 장점을 제공한다.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

100 : 건축물 복합감지부
200 : 건축물 복합제어부
210 : 복합 감지신호 수신부
220 : 통신부
230 : 데이터 저장부
240 : 데이터 분석부
250 : 채광 조절부
260 : 반사경 구동부
270 : 환기 조절부
280 : 열환경 조절부
290 : 복합 제어부
300 : 건축물 설비부

Claims (3)

1. 건물의 창문으로 유입되는 일사량 변화, 건물 주변의 환경 변화 및 건물 실내의 사람의 존재 여부를 감지하며, 감지된 건축물 복합감지 데이터를 전송하는 건축물 복합감지부; 및
   상기 건축물 복합감지부로부터 상기 건축물 복합감지 데이터를 수신하고, 수신된 상기 건축물 복합감지 데이터를 분석하여 분석된 정보에 따라 외부의 건축물 설비의 일사량, 온도, 습도, 압력 및 CO₂ 량을 포함하는 환경변수를 자동으로 제어하는 건축물 복합제어부를 포함하며,
   상기 건물의 내부 또는 주변에 자연 채광용 지능형 인지 조명을 구현하는 건축물 설비를 구비하되,
   상기 건축물 설비는,
   건물의 옥상에 설치되며, 태양의 움직임을 추적하여 채광하기 위해, 태양의 움직임에 따라 주반사기가 회전하면서 자연 채광이 이루어지고, 채광된 태양광은 광섬유를 통하여 상기 광섬유의 단부에 구비된 태양광 조사부에 의해서 발광하도록 구성된 태양 추적반사기;
   상기 태양 추적반사기로부터 조사된 태양광을 그대로 투과시키거나 건물의 각 층으로 태양광을 반사시키도록, 다수 구획된 태양광 필터들이 구비된 회전반사경들;
   상기 회전반사경들의 배면에 설치되며, 구동신호에 따라 상기 회전반사경들을 회전시키는 반사경 구동장치들; 및
   건물 각 층의 내부에 설치되며, 건물 각 층의 내부에 있는 사람의 몸에서 나오는 원적외선을 감지하는 원적외선 센서들을 포함하고,
   상기 건축물 복합제어부는,
   상기 건축물 복합감지부로부터 상기 건축물 복합감지 데이터를 아날로그 신호로 수신한 후 디지털 신호로 변환하여 복합 제어부로 전달하는 복합감지 신호 수신부;
   외부의 단말과 통신을 수행할 수 있는 인터페이스를 제공하는 통신부;
   상기 건축물 복합감지 데이터를 분석하여 분석된 정보에 따라 외부의 건축물 설비의 일사량, 온도, 습도, 압력 및 CO₂ 량을 포함하는 환경변수를 자동으로 제어하도록 명령하는 신호를 발생시키는 데이터 분석부;
   상기 데이터 분석부에서 발생된 명령 신호에 따라 건물의 창문으로 유입되는 채광량을 조절하는 채광 조절부;
   상기 원적외선 센서들을 통해 감지된 각층 건물 실내의 사람의 존재 정보에 따라 건물 각층으로 상기 태양 추적반사기로부터 조사된 태양광을 차등적으로 반사시키도록, 반사경 구동신호를 발생시켜 상기 반사경 구동장치들을 구동시키도록 명령하는 반사경 구동부;
   상기 데이터 분석부를 통해 분석된 내용을 토대로 건물 실내의 열환경을 조절하는 열환경 조절부; 및
   상기 복합감지 신호 수신부, 상기 통신부, 상기 데이터 분석부, 상기 채광 조절부, 상기 반사경 구동부 및 상기 열환경 조절부를 제어하는 복합 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 자동 채광장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 건축물 복합감지부는,
   태양의 고도, 조도, 직달 일사량 및 산란 일사량을 측정하기 위한 태양 센서;
   건물 주변의 온도, 습도 및 이산화탄소 량을 측정하기 위한 환경변화 센서; 및
   원적외선을 이용하여 건물 실내의 사람의 존재 여부를 감지하기 위한 행동감지 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물 자동 채광장치.
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