KR20060100954A - 건물 벽에 설치된 거울을 이용한 태양광 반사장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

건물의 외부 벽면에 거울을 설치하기 때문에 별도의 거울 설치를 위한 공간을 필요로 하지 않으면서도, 태양광을 건물의 그늘진 영역으로 효율적으로 반사함으로써 자연광을 이용한 조광을 실현할 수 있으며, 마주보는 두 개 이상의 거울에 의해 태양광을 반사시킴으로써 조광하기 어려운 곳까지도 태양광이 도달할 수 있도록 하는 태양광 반사장치로서, 소정의 입사각으로 입사되는 태양광을 반사시키는 거울, 상기 거울로 입사되는 태양광의 입사각을 검출하는 입사각 검출 수단, 건물의 외부 측벽면에 설치되며 상기 거울을 지지하고, 상기 입사각 검출 수단에 의해 검출되는 태양광의 입사각에 따라 상기 거울에 의한 태양광의 반사 방향을 조절하는 반사 방향 조절 수단을 포함한다.

태양광 반사장치, 거울, 태양 위치 검출 센서

Description

건물 벽에 설치된 거울을 이용한 태양광 반사장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REFLECTING SUNLIGHT USING WALL-MOUNTED MIRROR}

도 1은 본 발명의 건물 벽에 설치한 거울을 이용한 태양광 반사장치의 구성 형태를 나타낸 개략도.

도 2는 두 건물 중에서 한쪽 건물에 본 발명에 따른 태양광 반사장치를 설치하여 다른쪽 건물을 조광하는 방법을 나타낸 도면.

도 3은 마주 보는 두 건물의 벽면에 본 발명에 따른 태양광 반사장치를 설치하여 저층 영역을 조광하는 방법을 나타낸 도면.

도 4는 측면에 위치한 건물을 이용하여 태양광을 반사시켜 조광하는 방법을 나타내는 도면.

도 5는 측면에 위치한 건물과 정면에 위치한 건물을 이용하여 태양광을 조광하는 방법을 나타내는 도면.

도 6은 적어도 두 건물에 설치된 다수의 반사장치가 네트워크 연결된 상태를 개략적으로 보여주는 도면.

도 7은 본 발명의 태양광 반사장치를 이용하여 조광하는 방법의 순서도.

도 8은 종래의 태양광 반사장치의 설치모습을 나타낸 도면.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

10 : 거울

11 : 반사판

12 : 지지용 평판

20 : 지지부

25 : 거울 방향 조절부

30 : 중앙 제어 컴퓨터

40 : 입사각 검출 수단

본 발명은 태양광이 직접 닿을 수 없는 건물면에 대해 거울을 이용하여 태양광을 반사시켜 조광하는 건물 벽에 설치된 거울을 이용한 태양광 반사장치 및 그 반사방법에 관한 것이다.

최근 도심에 고층 건물이 들어서면서, 상대적으로 저층이거나 북쪽에 위치한 건물들은 태양광을 직접 받기 어렵고, 또한 같은 건물에서도 북쪽면 역시 태양광을 직접 받을 수 없어 밝은 낮에도 어둡게 되어, 일조권을 확보하고자 하는 노력이 이루어지고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 노력의 일환으로 종래에는, 태양광을 직접 받을 수 있는 실외나 옥상에 도 8에 도시된 것과 같이 소정 반사판을 설치하여 태양광을 실내로 반사시키거나, 또는, 태양광을 소정의 렌즈나 광섬유를 이용하여 집 광 및 유도하고 실내에서 방출시키도록 하는 조명 방법 등이 고안되었다.

그러나 이러한 방법에서도 태양광을 반사하기 위한 반사판을 별도의 공간에 설치하여야 하기 때문에 설치 공간 확보의 문제가 발생하고, 넓은 면적을 조광하기 위한 대형의 반사판을 설치할 경우 반사판 자체가 태양광을 가리게 되어 어두운 그림자를 만들게 된다는 부가적인 문제점을 안고 있다. 또한, 태양광을 집광하여 실내로 유입시키는 방법은 그 집광된 태양광을 실내로 유도하기 위한 렌즈나 광섬유에 대한 제조 및 설치 비용이 적지 않기 때문에 널리 사용되지 못하고 있는 실정이다.

위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 건물의 외부 벽면에 거울을 설치하기 때문에 별도의 거울 설치를 위한 공간을 필요로 하지 않으면서도, 태양광을 건물의 그늘진 영역으로 효율적으로 반사함으로써 자연광을 이용한 조광을 실현할 수 있으며, 두 건물의 마주보는 벽면에 설치된 두 개 이상의 거울에 의해 태양광을 수회 반사시킴으로써 조광하기 어려운 곳까지도 조광할 수 있도록 하는 태양광 반사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 소정의 입사각으로 입사되는 태양광을 반사시키는 거울, 상기 거울로 입사되는 태양광의 입사각을 검출하는 입사각 검출 수단, 건물의 외부 측벽면에 설치되며 상기 거울을 지지하고, 상기 입사각 검출 수단에 의해 검출되는 태양광의 입사각에 따라 상기 거울에 의한 태양광의 반 사 방향을 조절하는 반사 방향 조절 수단을 포함한다.

또한, 상기 거울은 건물 외부의 측벽면 중에서 상기 건물의 내부로 빛을 투과시키지 않는 불투명한 영역에 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 거울 방향 조절 수단 및 상기 입사각 검출 수단이 소정 네트워크 통신망을 통해 중앙 제어 컴퓨터에 다수개 접속되어 있는 상태에서, 상기 거울에 의한 태양광의 반사 방향이 상기 중앙 제어 컴퓨터에 의해 각각 개별적으로 제어되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 건물 벽에 설치한 거울을 이용한 태양광 반사장치의 구성 형태를 나타낸 개략도이다. 먼저 본 발명의 태양광 반사장치는 반사면을 갖는 거울(10)과 이 거울(10)을 건물의 외부 측벽에 고정시키기 위한 지지부(20)와 거울(10)의 반사 방향을 조절하기 위한 거울 방향 조절부(25)를 포함한다.

먼저, 거울(10)은 강풍이나 급격한 온도 변화와 같이 건물 외부의 열악한 기상 조건에 견딜 수 있는 충분한 내기후성 및 강도를 갖는 지지용 평판(12)에, 스텐레스와 같은 금속 재료의 표면을 반사도가 높게 처리한 평판 또는 유리 거울과 같이 반사율이 높은 부재를 포함하는 반사판(11)을 부착한 형태로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 거울(10)은 태양광을 평행하게 반사하는 평면 거울이거나, 소정의 초점 거리를 갖는 오목 거울 또는 볼록 거울이어도 무방하다.

지지부(20)는 거울(10)의 반사면에 대해 반대쪽인 뒷면에 위치하며, 거울 (10)이 소정 각도의 범위만큼 회동 가능하도록 지지하고 있다. 또한 지지부(20)는 건물의 외부 측벽면에 고정 부착됨으로써, 결과적으로는 거울(10)을 건물의 외벽에 회동 가능한 상태로 부착시킨다. 거울(10)과 마찬가지로, 지지부(20) 역시 건물 외부의 열악한 기상 조건에도 견딜 수 있는 충분한 내기후성과 강도를 갖는 것이 바람직하다.

이러한, 지지부(20)는 거울(10)의 반사면을 회동시켜 반사 방향을 상하좌우의 임의의 방향으로 조절할 수 있도록 하기 위한 거울 방향 조절부(25) 및 소정의 거울 방향 조절 신호를 수신하여 거울 방향 조절부(25)의 구동되는 양을 제어하기 위한 제어 신호 수신부(도시하지 않음)를 포함하고 있다. 따라서, 지지부(20), 거울 방향 조절부(25) 및 제어 신호 수신부는 거울의 반사 방향을 조절하기 위한 반사 방향 조절 수단이 된다.

거울 방향 조절부(25)는 후술할 중앙 제어 컴퓨터(30)로부터의 거울 방향 조절 신호에 따라 거울(10)이 태양광을 반사하는 방향을 조절한다. 거울 방향 조절부(25)는 유체의 압력을 이용하거나, 모터 또는 톱니와 같은 회전 기구에 의해 거울(10)의 방향을 조절하도록 한다. 또한, 본 발명에서 이용되는 거울 방향 조절부(25)는 거울(10)에 입사되는 태양광의 반사 방향을 조절하고, 그 조절된 방향의 상태를 유지할 수 있는 기구이면 특별히 한정되지 않는다.

또한, 상기한 지지부(20) 또는 거울 방향 조절부(25)는 하나의 거울(10)에 대해 한개만으로 구성될 수도 있고, 하나의 거울에 두개 이상이 장착되어 이용될 수도 있다..

다음으로, 중앙 제어 컴퓨터(30)에 대해 설명한다. 본 발명에 따른 건물 벽에 부착된 거울을 이용한 태양광 반사장치에서 이용되는 거울(10)은, 중앙 제어 컴퓨터(30)의 거울 방향 조절 신호에 의해 그 반사 방향이 조절된다. 따라서, 중앙 제어 컴퓨터(30)는 현재의 태양의 고도각 및 방위각, 또는 제어하고자 하는 거울(10)의 반사면(11)에 입사되는 태양광의 입사각에 따라 거울(10)의 방향을 조정하기 위한 소정의 거울 방향 결정 테이블 또는, 위의 태양광의 입사각에 따른 거울(10)의 방향을 계산하기 위한 소정의 계산식을 저장하고 있는 것이 바람직하다.

또한, 중앙 제어 컴퓨터(30)는 본 발명을 구성하는 건물벽에 설치된 거울(10)을 조절하여 태양광의 반사 방향을 적절히 조정하기 위해, 거울(10)에 구비된 각각의 반사 방향 조절 수단과 소정의 네트워크 통신망에 의해 접속하고 있다. 따라서, 중앙 제어 컴퓨터(30)에 의해 각각의 거울 방향 조절부(25)를 임의의 방향으로 조절하는 것이 가능하게 된다. 이러한 네트워크 통신망은 tcp/ip 또는 udp 통신 프로토콜을 이용한 통신망 또는 블루투스를 이용한 통신망을 포함한다.

중앙 제어 컴퓨터(30)에는 소정의 입사각 검출 수단(40)이 접속되어 있다. 입사각 검출 수단(40)에서는 중앙 제어 컴퓨터(30)에서 거울 방향 조절 신호를 결정하기 위해 필요한 현재의 태양의 고도각 및 방위각을 검출하고, 그 검출된 값을 소정의 신호로 변환하여 중앙 제어 컴퓨터(30)로 전송한다. 또한, 입사각 검출 수단(40)은 각각의 반사 방향 조절 수단에 적어도 하나씩 구비될 수 있으며, 하나의 입사각 검출 수단에서 검출된 태양광의 입사각을 이용하여 전체의 반사 방향 조절 수단을 일괄적으로 제어할 수도 있다.

이러한 구성 요소로 이루어진 본 발명의 태양광 반사장치를 이용하여 건물을 조광하는 방법에 관하여 이하에서 더욱 상세히 설명한다.

도 2는 근접하여 위치한 두 건물 중에서 상대적으로 북쪽에 위치한 건물의 남쪽 벽면에 본 발명에 따른 거울(10)을 포함하는 태양광 반사장치를 설치하고, 평소에 태양광을 받을 수 없었던 남쪽 건물의 북쪽면을 조광하는 방법을 나타내고 있다. 도 7은 본 발명의 태양광 반사장치를 이용하여 태양광이 직접 도달할 수 없는 음영영역을 조광하는 방법에 대해 설명한다.

먼저, 도시되지 않은 입사각 검출 수단(40)에서 현재의 태양의 위치 또는 거울(10)에 입사되는 태양광의 입사각을 검출한다(S100). 현재의 태양의 위치는 고도각 및 방위각으로 측정되거나, 거울(10)의 반사면(11)의 어느 한 지점을 중점으로 하는 구면 좌표계를 이용하여 측정되는 것이 바람직하다. 그리고, 입사각 검출 수단(40)은 현재의 태양의 위치 또는 거울(10)에서의 태양광의 입사각을 나타내는 소정의 신호를 생성하여 중앙 제어 컴퓨터(30)로 전송한다(S200). 이후에서는 입사각 검출 수단(40)은 거울(10)의 반사면(11)에서 입사각을 측정하는 것으로 하여 설명한다. 따라서, 입사각 검출 수단(40)은 하나의 거울에 적어도 하나가 구비되어 있는 것으로 한다.

그리고 입사각 검출 수단(40)에 연결되어 있는 중앙 제어 컴퓨터(30)에서 거울(10)에서의 입사각을 나타내는 신호를 수신하면, 현재의 태양광의 입사각에 기초하여 거울(10)의 방향을 결정하고, 결정된 거울의 방향으로 거울을 조절하기 위해 구동하여야 할 반사 방향 조절 수단이 조절되기 위한 조절량을 나타내는 거울 방향 조절 신호를 각각의 반사 방향 조절 수단으로 전송한다(S300).

이러한 거울 방향 조절 신호를 수신한 각각의 반사 방향 조절 수단은, 거울 방향 조절 신호에 따라 거울(10)의 방향을 적절히 조절한다(S400).

이러한 거울(10)의 반사 방향을 조절하는 절차는 다수의 반사 방향 조절 수단을 통합하여 일괄 제어함으로써 동일한 방향을 향하도록 할 수도 있고, 태양광의 조광을 요청하는 이용자에 대응하여 개별적으로 조정될 수도 있다.

도 3은, 마주 보는 고층 건물의 벽면에 수직으로 다수의 거울(10)을 설치하고, 그 다수의 거울(10)에 반사되는 태양광을 적절히 조절하여 도 2와 같이 1회의 반사로 조광하기에 어려운 저층 영역까지 조광할 수 있도록 한다.

도 4에서는, 도 2 및 도 3에 나타난 바와 같은 건물의 수직적인 위치에서 상대적으로 저층 영역에 태양광을 도달시키는 방법 외에, 상대적으로 남쪽에 위치한 건물 A에 있어서 맞은편에서 태양광을 반사시켜 줄 적절한 건물이 없는 경우, 측면에 위치한 건물 B를 이용하여 태양광을 반사시키는 방법을 나타내고 있다.

또한, 도 5에서는, 측면에 위치한 건물 B와 정면에 위치한 건물 A를 이용하여, 건물 C의 남쪽 벽면의 그늘진 영역을 조광할 수 있는 방법을 나타내고 있다.

상기 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 적어도 두 개의 건물을 이용하여 조광을 실시하는 경우에 있어서, 두 건물에 설치된 거울(10)이 서로 연동될 수 있도록 그 반사 방향을 적절히 조절하는 것이 필수적이다. 이러한 과제를 해결하기 위한 수단으로써, 본 발명에서는, 도 6에 나타난 바와 같이, 다수의 거울(10)의 방향을 조절하기 위한 각각의 반사 방향 조절 수단을 하나의 중앙 제어 컴퓨터(30)에서 제어하도록 하는 방법 및 장치를 사용한다. 또한, 이러한 구성을 이루기 위해서는 각각의 반사 방향 조절 수단 및 입사각 검출 수단(40)이 소정의 네트워크 통신망을 이용하여 중앙 제어 컴퓨터(30)에 동시에 연결되는 것이 바람직하며, 그 네트워크는 tcp/ip프로토콜을 이용한 네트워크 통신망 또는 블루투스 등을 포함한다. 이러한 네트워크 통신망은, 각각의 거울 방향 조절 수단이 중앙 제어 컴퓨터(30)에 의해 개별적으로 제어가 가능하게 연결될 수 있으면 어떠한 통신 수단을 이용하여도 무방하다.

상기와 같은 구성을 포함하는 본 발명은, 건물의 외부 벽면에 거울을 설치하기 때문에 별도의 거울 설치를 위한 공간을 필요로 하지 않으면서도, 태양광을 건물의 그늘진 영역으로 효율적으로 반사함으로써 자연광을 이용한 조광을 실현할 수 있으며, 두 건물의 마주보는 벽면에 설치된 두 개 이상의 거울에 의해 태양광을 수회 반사시킴으로써 조광하기 어려운 곳까지도 빛이 도달할 수 있게 된다는 탁월한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 이러한 거울을 건물 외벽면 중에서 태양광을 투과하지 않는 불투명한 면에 설치함으로써 거울을 설치하기 위한 별도의 공간을 필요로 하지 않고, 다수의 거울 또는 대형의 거울을 이용할 수도 있으므로 넓은 구역을 조광하기에 용이하고, 각각의 거울을 여러 방향으로 향하게 하는 경우에는 다양한 위치를 조광할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 다수의 건물에 설치된 다수의 거울의 방향을 하나의 중앙 제어 컴퓨터 에서 조절함으로써, 거울의 반사 방향을 효과적으로 손쉽게 관리할 수 있다는 장점을 갖는다.

Claims (4)

1. 태양광이 직접 도달할 수 없는 음영영역에 태양광을 조광하기 위한 장치로서,

   소정의 입사각으로 입사되는 태양광을 반사시키는 거울;

   상기 거울로 입사되는 태양광의 입사각을 검출하는 입사각 검출 수단;

   건물의 외부 측벽면에 설치되며 상기 거울을 지지하고, 상기 입사각 검출 수단에 의해 검출되는 태양광의 입사각에 따라 상기 거울에 의한 태양광의 반사 방향을 조절하는 반사 방향 조절 수단을 포함하는 건물 벽에 설치된 거울을 이용한 태양광 반사장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 거울은 건물 외부의 측벽면 중에서 상기 건물의 내부로 빛을 투과시키지 않는 불투명한 영역에 설치되는 것을 특징으로 하는 건물 벽에 설치된 거울을 이용한 태양광 반사장치.
3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 거울 방향 조절 수단 및 상기 입사각 검출 수단이 소정 네트워크 통신망을 통해 중앙 제어 컴퓨터에 다수개 접속되어 있는 상태에서, 상기 거울에 의한 태양광의 반사 방향이 상기 중앙 제어 컴퓨터에 의해 각각 개별적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 건물 벽에 설치된 거울을 이용한 태양광 반사장치.
4. 태양광이 직접 도달할 수 없는 음영영역에 태양광을 조광하기 위한 장치로서,

   태양광을 반사시키는 거울;

   상기 거울로 입사되는 태양광의 입사각을 검출하는 입사각 검출 수단;

   건물 외부의 측벽면 중에서 상기 건물의 내부로 빛을 투과시키지 않는 불투명한 영역에 설치되어 상기 거울을 지지하고, 상기 입사각 검출 수단에 의해 검출되는 태양광의 입사각에 따라 상기 거울에 의한 태양광의 반사 방향을 조절하는 반사 방향 조절 수단;

   다수개의 상기 거울 및 반사 방향 조절 수단이 소정의 네트워크 통신망을 통해 접속되어 있는 상태에서 상기 반사 방향 조절 수단을 개별적으로 조절함으로써, 상기 거울에 의한 태양광의 반사 방향이 임의로 제어될 수 있도록 하는 중앙 제어 컴퓨터를 포함하는 건물 벽에 설치된 거울을 이용한 태양광 반사장치.

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