KR20090038592A - 차양 제어 시스템 - Google Patents

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KR20090038592A
KR20090038592A KR1020070103962A KR20070103962A KR20090038592A KR 20090038592 A KR20090038592 A KR 20090038592A KR 1020070103962 A KR1020070103962 A KR 1020070103962A KR 20070103962 A KR20070103962 A KR 20070103962A KR 20090038592 A KR20090038592 A KR 20090038592A
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유영동
김갑득
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재단법인 포항산업과학연구원
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    • E06B9/28—Lamellar or like blinds, e.g. venetian blinds with horizontal lamellae, e.g. non-liftable
    • E06B9/30—Lamellar or like blinds, e.g. venetian blinds with horizontal lamellae, e.g. non-liftable liftable
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B80/00—Architectural or constructional elements improving the thermal performance of buildings

Abstract

건물 외부에 설치되는 차양의 구동을 실내외 조건이나 태양의 고도에 따라 자동화하여 실내로 유입되는 일사량을 조절할 수 있는 차양 제어 시스템을 제공한다. 차양 제어 시스템은 건물의 실외에 설치되며, 건물의 실외로부터 실내로 유입되는 일사량을 조절하는 복수개의 슬랫을 갖는 차양부, 건물의 실내외 조도를 검출하는 조도 센서부, 조도 센서부로부터 검출되는 조도 신호를 분석하여 기 설정된 제어 알고리즘에 따른 제어동작을 수행하며, 조도 센서부의 검출신호에 대응되도록 차양부의 조절에 필요한 구동 제어신호를 발생하는 제어부, 및 차양부의 일측에 장착되며, 제어부로부터 공급되는 구동 제어신호의 입력에 따라 구동되어 차양부의 높이 조절 및 슬랫의 회전 각도를 조절하는 구동부를 포함하며, 슬랫의 표면에는 차열 도료층을 형성한다.
건물, 차양, 태양, 조도, 슬랫, 제어

Description

차양 제어 시스템{AUTOMATIC SUNSHADE CONTROLLING SYSTEM INSTALLED IN EXTERIOR COVERING OF BUILDING}
본 발명은 차양 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내로 유입되는 일사량을 조절하는 차양 제어 시스템에 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(또는 블라인드 장치)를 설치하여 일사의 유입을 차단하고 주간에도 조명기기를 사용하고 있다.
최근 들어, 에너지 절약 및 실내 환경에 대한 관심이 증대되면서 이러한 일사에 의한 냉난방 부하 및 실내 환경의 영향을 줄이기 위해 외부 개구율의 축소, 방위에 따른 창의 계획, 차양장치의 설치 등 건축 계획 측면에서 다양한 방법들이 적용되고 있다. 그러나, 사무용 건물에서는 외부 개구율의 축소나 방위에 따른 창의 계획이 디자인 측면에서 제한적으로 적용되므로, 차양장치를 통해 실내로 유입되는 일사를 조절하고 있다.
이와 같이 실내에 차양장치를 설치하는 경우, 재실자에 의하여 임의로 조정한다. 그런데, 일반적인 차양의 경우 재실자의 요구와 필요에 따라 차양의 각도와 높이를 조정하도록 되어 있어 실외 일사조건에 즉각적인 대응을 하지 못하는 문제점이 있다.
건물 외부에 설치되는 차양의 구동을 실내외 조건이나 태양의 고도에 따라 자동화하여 실내로 유입되는 일사량을 조절할 수 있는 차양 제어 시스템을 제공한다.
차양 제어 시스템은 건물의 실외에 설치되며, 건물의 실외로부터 실내로 유입되는 일사량을 조절하는 복수개의 슬랫을 갖는 차양부, 건물의 실내외 조도를 검출하는 조도 센서부, 조도 센서부로부터 검출되는 조도 신호를 분석하여 기 설정된 제어 알고리즘에 따른 제어동작을 수행하며, 조도 센서부의 검출신호에 대응되도록 차양부의 조절에 필요한 구동 제어신호를 발생하는 제어부, 및 차양부의 일측에 장착되며, 제어부로부터 공급되는 구동 제어신호의 입력에 따라 구동되어 차양부의 높이 조절 및 슬랫의 회전 각도를 조절하는 구동부를 포함하며, 슬랫의 표면에는 차열 도료층을 형성한다.
차열 도료층은 슬랫의 외표면에 형성하며, 아연도 도금 또는 차열 도료를 도포하여 형성할 수 있다.
슬랫은 아연도 강판을 소재로 형성하며, 슬랫의 형상은 슬랫의 길이방향을 따라 수직한 단면 형상이 C형 또는 Z형으로 형성할 수 있다. 슬랫은 롤포밍으로 형성할 수 있다. 슬랫은 복수개의 구멍을 가지며, 복수개의 구멍은 직경 1cm~2cm의 크기로 형성되고, 슬랫의 표면에서 등간격으로 배열된다.
조도 센서부는 건물의 실외 조도측정을 위한 제1 조도 센서, 건물의 실내 조도 측정을 위한 제2 조도 센서를 포함할 수 있다.
제어부는 실내외의 환경조건에 따라 입력되는 데이터와 계절별로 기 설정된 데이터를 저장하는 메모리를 더 포함하며, 메모리에는 차양부가 설치된 면의 방위를 고려하여 태양의 위치를 계산하기 위해 기 설정된 계산식과 관련 변수들을 저장할 수 있다.
구동부는 저속 모터를 포함하며, 저속 모터는 브러시리스 직류 전동기로 이루어질 수 있다.
건물 외부에 설치되는 차양을 실내외의 환경조건에 따라 자동적으로 조정 및 제어하여 실내로 유입되는 일사량을 조절할 수 있다.
또한, 실내외 환경조건에 따라 자동적으로 조정되는 실외 차양을 통하여 거주자의 시환경 및 주거성능 제고와 조명에너지 절감이 가능하다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 본 명세서 및 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차양 제어 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 1을 참조하면 차양 제어 시스템은 차양부(10), 조도 센서부(20, 22), 제어부(30), 구동부(40)를 포함한다.
차양부(10)는 건물의 실외에 설치되며, 건물의 실외로부터 실내로 유입되는 일사량을 조절하는 복수개의 슬랫(12, slat)을 갖는다. 슬랫(12)은 소정 폭과 길이를 갖는 통상적인 슬랫 구조로 이루어질 수 있다. 슬랫(12)은 금속, 플라스틱, 목재 판재로서 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 슬랫(12)은 아연도 강판을 소재로 형성한다. 즉, 차양부(10)를 구성하는 슬랫(12)의 소재를 강재로 제작하여 롤포밍 대량생산이 가능한 구조로 할 수 있다. 예를 들어, 슬랫(12)의 형상은 슬랫(12)의 길이방향을 따라 수직한 단면 형상이 C형(C-TYPE , curved type) 또는 Z형(Z-TYPE , zigag type)으로 형성할 수 있다. 또한, 슬랫(12)의 형상은 판형으로도 형성할 수 있다.
한편, 슬랫(12)은 도 3에 도시한 바와 같이 복수개의 구멍(13)을 갖도록 형성할 수 있다. 이러한 복수개의 구멍(13)은 직경 1cm~2cm의 크기로 형성되며, 슬 랫(12)의 표면에서 등간격으로 배열된다. 상기한 복수개의 구멍(13)을 통해 실내에 있는 사용자의 시야각을 확보할 수 있다. 그리고, 실내에 있는 사용자는 차양부(10)가 내려진 상태에서 슬랫(12)이 회전되어 실내로 유입되는 일사량을 대부분 차단하는 경우라 하더라도 복수개의 구멍(13)을 통해 실외를 볼 수 있다. 또한, 복수개의 구멍(13)을 통해 실내로 유입되는 일사량을 조절할 수 있다. 즉, 슬랫(12)이 회전됨에 따라 상기한 복수개의 구멍(13)을 통해 실내로 유입되는 일사량을 다르게 조절할 수 있다.
차양부(10)가 내려진 상태에서 슬랫(12)이 회전되어 실내로 유입되는 일사량을 차단한 경우, 차양부(10)를 상부로 이동시키지 않고도 슬랫(12)에 형성되는 복수개의 구멍(13)을 통해 실내로 유입되는 일사량을 조절할 수 있다. 이러한 상태에서 슬랫(12)의 회전을 조절하면, 실내로 유입되는 일사량을 더욱 더 효율적으로 조절할 수 있다.
도 4를 참조하면, 슬랫(12)은 아연도 강판(12a)의 표면에 차열 도료층(12b)을 형성하여 단열효과를 극대화할 수 있다. 차열 도료층(12b)은 아연도 강판(12a)의 내표면과 외표면에 모두 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서와 같이 차열 도료층(12b)은 아연도 강판(12a)의 외표면에만 형성할 수 있다. 차열 도료층(12b)은 내식성과 차열성을 증대시키는 아연도 도금 또는 차열 도료를 도포하여 형성한다.
이러한 슬랫(12)은 차양부(10)에 복수개로서 구비되어 통상적인 지지수단을 통해 서로 지지될 수 있다. 여기서, 지지수단은 와이어 또는 가이드 돌기/홈으로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 차양부(10)는 실외에 설치되므로 내식성 및 내후성, 내구성에 대한 고려사항을 반영하여 설계한다.
조도 센서부(20, 22)는 건물의 실내외 조도를 검출한다. 조도 센서부(20, 22)는 건물의 실외 조도측정을 위해 건물의 실외에 설치되는 제1 조도 센서(20), 건물의 실내 조도 측정을 위해 건물의 실내에 설치되는 제2 조도 센서(22)를 포함한다. 즉, 건물의 실외 조도 및 실내 조도의 측정은 제1 조도 센서(20)와 제2 조도 센서(22)를 설치하여 각각 측정한다. 제1 조도 센서(20)와 제2 조도 센서(22)를 통한 실외 조도 및 실내 조도의 측정결과는 제어 알고리즘을 포함하는 제어부(30)를 통하여 구동부(40)에 전달된다.
제어부(30)는 조도 센서부(20, 22)로부터 검출되는 조도 신호를 분석하여 기 설정된 제어 알고리즘에 따른 제어동작을 수행하는 일종의 마이크로 프로세서로 구성할 수 있다. 제어부(30)는 조도 센서부(20, 22)의 검출신호에 대응되도록 차양부(10)의 조절에 필요한 구동 제어신호를 발생한다. 제어부(30)는 실내외의 환경조건에 따라 입력되는 데이터와 계절별로 기 설정된 데이터를 저장하는 메모리(32)를 더 포함하며, 메모리(32)에는 차양부(10)가 설치된 면의 방위를 고려하여 태양의 위치를 계산하기 위해 기 설정된 계산식과 관련 변수들을 저장한다.
도 2를 참조하면, 구동부(40)는 차양부(10)의 상측에 장착되며, 제어부(30)로부터 공급되는 구동 제어신호의 입력에 따라 구동되어 차양부(10)의 높이 조절 및 슬랫(12)의 회전 각도를 조절한다. 구동부(40)는 저속 모터를 포함한다. 저속 모터는 브러시리스 직류 전동기(BLDC ; Brushless DC Motor)로 이루어진다.
상기한 구성으로, 본 발명의 실시예에 따른 차양 제어 시스템은 건물의 외부에 설치되는 차양부(10)를 실내외의 환경조건에 따라 자동적으로 조정 및 제어하여 일사차단을 자동으로 조절한다.
이를 위해 차양부(10)를 건물의 실외에 설치하여 실내외 환경 조건에 따라 자동적으로 일사의 실내 유입을 단속한다. 실내외 환경변화에 따라 일사의 실내 유입을 단속하기 위해서는 외부의 태양조건(조도)과 실내의 현휘(눈부심, 조도) 데이터를 수집하여 차양부(10)의 높이와 슬랫(12)의 각도를 조절한다.
이에 대한 관련 데이터 및 연산 알고리즘은 별도로 메모리(32)에 저장한다. 그리고 메모리(32)에 저장되는 태양위치 계산 알고리즘은 제어부(30)에도 프로그래밍되며, 제어부(30)는 계산된 태양위치에 따라 구동부(40)를 제어하여 슬랫(12) 각도 및 차양부(10)의 높이 조절에 해당되는 제어동작을 수행할 수 있다.
제어부(30)는 조도 센서부(20, 22)로부터 입력되는 조도 신호 및 계산된 태양 위치를 기준으로 제어 알고리즘에 따른 판단을 수행하며, 구동부(40)로 해당되는 구동 제어신호를 공급한다.
그러나, 태양의 고도에 따라 실내로 유입되는 일사각이 달라지기 때문에 고정식 차양장치 만으로는 직달 일사에 의한 실내의 열취득을 조절하는데 한계가 있다. 즉, 태양의 고도가 높거나 일사량이 큰 경우 수동 조작 또는 구동장치를 이용하여 차양장치의 슬랫(12) 각도를 직접 조절해야 하므로, 차양장치의 조작에 따른 불편함과 구동장치의 채용으로 인한 구조적인 복잡성 및 제조 단가의 상승을 야기 시킨다.
그러므로, 이를 해결하기 위해서는 외부 기후 조건 및 태양의 고도 방위각 조건에 따라 실내로 유입되는 일사량을 조절하는 것이 필요하다. 다시 말해, 실내로 유입되는 일사량을 조절하기 위해서는 슬랫(12)의 구조 및 형상, 설치 위치, 반사율, 투과율, 방사율 등 물리적인 특성의 개선이 필요하다. 특히, 건물의 에너지 절약 및 실내의 환경 개선을 위해 차양장치의 슬랫에 관한 기술 개발이 더욱 요구되고 있는 실정이다.
한편, 조도 센서부(20, 22)와 제어부(30)는 필요에 따라 일체화하여 간단한 형태의 외부 모듈로도 제작이 가능하다. 이러한 모듈형태는 전동식 차양 시스템과 연계하여 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차양 제어 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차양부와 구동부의 결합된 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차양부와 구동부의 결합된 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 슬랫의 단면 형상을 도시한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 ; 차양부 12 ; 슬랫
12a ; 아연도 강판 12b ; 차열 도료층
20 ; 제1 조도 센서 22 ; 제2 조도 센서
30 ; 제어부 32 ; 메모리
40 ; 구동부

Claims (12)

  1. 건물의 실외에 설치되며, 상기 건물의 실외로부터 실내로 유입되는 일사량을 조절하는 복수개의 슬랫을 갖는 차양부;
    상기 건물의 실내외 조도를 검출하는 조도 센서부;
    상기 조도 센서부로부터 검출되는 조도 신호를 분석하여 기 설정된 제어 알고리즘에 따른 제어동작을 수행하며, 상기 조도 센서부의 검출신호에 대응되도록 상기 차양부의 조절에 필요한 구동 제어신호를 발생하는 제어부, 및
    상기 차양부의 일측에 장착되며, 상기 제어부로부터 공급되는 구동 제어신호의 입력에 따라 구동되어 상기 차양부의 높이 조절 및 상기 슬랫의 회전 각도를 조절하는 구동부
    를 포함하며,
    상기 슬랫의 표면에는 차열 도료층을 형성하는 차양 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차열 도료층은 상기 슬랫의 외표면에 형성하는 차양 제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 차열 도료층은 아연도 도금 또는 차열 도료를 도포하여 형성하는 차양 제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 슬랫은 아연도 강판을 소재로 형성하는 차양 제어 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 슬랫의 형상은 상기 슬랫의 길이방향을 따라 수직한 단면 형상이 C형 또는 Z형으로 형성하는 차양 제어 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 슬랫은 롤포밍으로 형성하는 차양 제어 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 슬랫은 복수개의 구멍을 갖는 차양 제어 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수개의 구멍은 직경 1cm~2cm의 크기로 형성되며, 상기 슬랫의 표면에서 등간격으로 배열되는 차양 제어 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 조도 센서부는 상기 건물의 실외 조도측정을 위한 제1 조도 센서;
    상기 건물의 실내 조도 측정을 위한 제2 조도 센서를 포함하는 차양 제어 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    실내외의 환경조건에 따라 입력되는 데이터와 계절별로 기 설정된 데이터를 저장하는 메모리를 더 포함하며,
    상기 메모리에는 상기 차양부가 설치된 면의 방위를 고려하여 태양의 위치를 계산하기 위해 기 설정된 계산식과 관련 변수들을 저장하는 차양 제어 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는 저속 모터를 포함하는 차양 제어 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 저속 모터는 브러시리스 직류 전동기로 이루어지는 차양 제어 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101459069B1 (ko) * 2012-08-13 2014-11-10 주식회사 에이씨앤티시스템 태양광 발전을 사용한 블라인드 자동 제어 시스템
KR101726336B1 (ko) * 2016-03-17 2017-04-12 주식회사 이티스 실내 조도 자동 제어시스템
CN111350451A (zh) * 2020-04-24 2020-06-30 厦门大学 一种分区智能百叶外遮阳采光系统及其控制方法

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