루멘 방법 (Lumen Method) 으로 실내 조도 계산

루멘 방법 (Lumen Method) 은 주어진 공간에서 지정된 수준의 조도를 얻는 데 필요한 조명기구의 수를 결정하기 위한 실내 조명 시스템 설계 계산에 사용한다.

조명 레이아웃을 결정하기 위해 방 크기, 표면 반사율 및 사용된 조명 또는 조명의 크기와 효율성 같은 요소를 고려하여 결정한다.

 

실내 평면에서 수신된 총 조도는 아래 루멘 방법 으로 구한다.

 

(식 1) E = [F x N x UF x MF] / A

(식 2) N = [E x A] / [F x UF x MF]

 

E = 필요한 조도, illuminance (lux)

F = 조명기구당 초기 평균 광속, luminous flux (lm)

N = 조명기구 수

UF = 이용 계수, utilisation factor

MF = 유지보수 계수, maintenance factor

A = 면적 (m²)

 

이용 계수는 "광원에서 방출되는 총 루멘에 대한 작업 평면에 수신된 총 루멘의 비율"로 정의된다.

 

* 이용 계수 = 작업면에서 수신된 루멘/램프에서 방출되는 루멘

 

이용 계수에 영향을 미치는 요인은 조명 특성 및 설치 장소의 형태 (벽과 천장의 색상, 조명 설치 높이 등) 등이다.

일반적으로 직접 조명의 경우 0.4 ~ 0.6 사이이고 간접 설치의 경우 0.1 ~ 0.35 사이 이다.

 

유지보수 계수는 "모든 것이 새 것일 때의 조명에 대한 일반적인 작업 조건에서의 조명의 비율“ 로 정의할 수 있다.

 

* 유지보수 계수 = 일반 작업 조건에서의 조명 / 모든 것이 새 것일 때의 조명

 

유지보수 계수는 조명을 얼마나 자주 청소하고 교체하는지에 따라 결정된다. 이는 노후화에 따른 효율성 저하, 설비 자체 내 먼지 축적, 벽과 천장 노후화에 따른 반사율 저하 등의 영향을 받는다.

일반적으로 유지보수 계수는, 좋음 = 0.70, 중간 = 0.65, 나쁨 = 0.55 을 적용한다.

 

결과값 선택 : 조도 조명기구 수

조명기구 평균 광속, F (lm) :

면적, A (m2) :

이용 계수, UF :

유지보수 계수, MF :

조명기구 수, N :

     

조도, E (lux):

 

예를 들어, 조명 설치 장소의 면적이 20 m x 10 m 이고 필요한 조도는 300 lux 일 때, 조명기구의 수를 구해보자.

이 때, 이용 계수는 0.5, 유지보수 계수는 0.7, 조명기구의 출력은 12,000 lm 이다.

 

N = [E x A] / [F x UF x MF] = 300 x 20 x 10 / (12,000 x 0.5 x 0.7) = 14.28

즉, 필요한 조명은 15 개 이다.

 

* 참고 자료

1. 광속 (luminous flux), 광도(light intensity) 및 조도 (illuminance) 계산