조명 설계 - 기본 용어 해설

이번 포스팅에서는 조명 설계에 꼭 필요한 조명 용어에 대해서 알아보겠습니다. 비슷한 용어들이 많아서 이해하기 어려운 부분이 있습니다. 기사 공부할 때 참 잘 안 외워지는 부분이었죠. 정의 부분에서는 한글로 쓴 부분은 좀 더 쉬운 이해를 위해 몇 가지 설명을 같이 넣었습니다.

 

 

Photometric Units 조명 단위	SI unit and calculation 표준 단위와 계산식	Definition 정의
Luminous flux                       광속	Lumen (lm)                              루멘	The measure for the total amount of light emitted by a light source. 광원으로부터 나오는 모든 빛의 총량, 광원이 빛을 발할 때 발생하는 모든 방향의 빛을 합한 값
Light intensity 광도	Candela (cd)   = lm/sr 칸델라	The ratio of lumen to radiation angle. Gives information about how much light is radiated in a certain direction. 광원으로부터 어떤 방향의 단위 입체각 내의 광속 단위 입체각으로 1루멘의 에너지를 방사하는 광원의 광도를 1cd라고 함. 광속은 전 방향이라 측정이 어려워 한 방향에서만 측정된 에너지를 말함.
Illuminance 조도	Lux (lx) = lm/m² 럭스	The measure for the light that arrives at a receiver surface. 단위 면적에 입사하는 총 광속 밝기 측정의 단위
Luminance 휘도	cd/m² 단위 면적당 칸델라	The measure for the impression of brightness of a surface, perceived by the human eye. 눈에 보이는 대상 면의 단위 면적당 발사하는 빛의 양 빛을 내는 물체 평면의 밝기
Luminous efficacy 시감도,광 효율	lm/W 와트당 루멘	The ratio of emitted luminous flux to required electrical power. 소비되는 전력 대비 방사되는 광속의 비율 에너지가 빛으로 바뀌는 비율 물체에서 나오는 방사속에 대한 광속의 비율
Light quantity 광량	lm*s 루멘초	The total luminous flux emitted by a light source over a certain period of time. 특정 시간대에 걸쳐 방사되는 빛의 총량 광속을 시간에 대해 적분한 값 광속에 시간을 곱한 값

 

1. 광속이란 무엇인가요?

광속은 루멘(약칭 lm)으로 측정됩니다. 단위 루멘은 광원의 광속을 측정하는 국제적으로 표준화된 단위입니다. 그것은 방사선원에 의해 사방으로 방출되는 빛의 양을 나타내므로 총 광출력을 측정하게 됩니다. 따라서 조명기구의 루멘은 조명기구의 밝기에 대한 정보를 제공합니다. 동일한 조명기구 유형을 와트로 비교할 수 있습니다.

 

그러나 램프마다 빛의 양이 다르기 때문에 와트로 비교할 수 없습니다. 서로 다른 램프의 강도를 비교하려면 광속을 사용해야 합니다.

 

루멘이라는 값은 밝기에 대한 사람의 감각을 고려하지 않은 것입니다. 또한 밝기 인식은 빔 각도와 조명기구의 설계에 의해 달라집니다. 또한 조명체의 색온도와 환경의 상태도 밝기 인식에 중요한 역할을 합니다.

 

광속

일반적인 광속 값의 두 가지 예:

 

- 15W 전력의 백열등: 광속 φ = 90lm

- LED등:15W전력:광속 φ = 900lm

 

2. 광효율은 무엇인가요?

발광 효율은 광원이 얼마나 효율적인지를 나타내는 척도입니다. 전력 또는 와트에 대한 루멘의 비율이므로 국제단위계(SI)에서 와트당 루멘(lm/W)으로 측정됩니다. 값이 높을수록 광원이 더 효율적입니다.

 

 

램프별 광효율의 예

 

Incadescent lamps 백열등	6 - 19 lm/W
Halogen lamps 할로겐램프	13 - 23 lm/W
Fluorescent lamps 형광등	52 - 85 lm/W
High-pressure mercury vapour lamps 고압 수은등	40 - 58 lm/W
High-pressure sodium vapor lamps 고압 나트륨등	70 - 140 lm/W

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3. 광도란 무엇인가요?

광도는 일정한 방향으로 방출되는 빛의 방사를 기술하는 광원 측정의 단위입니다. 광 신호장치의 방사 행동은 광원뿐만 아니라 돔의 설계에 의해서도 결정되므로 광도는 광신호장치의 신호 효과를 특성화하는 데 가장 적합합니다.

 

광도는 광원의 측정값들 중 하나입니다. 이것은 광원의 빔 각도에 대한 광속과 관련됩니다. 따라서 광도는 빛이 얼마나 집중되어 있는지 또는 방출된 빛이 어떤 밀도를 갖는지를 나타냅니다.

 

광도 측정에 사용되는 미터법 단위는 칸델라(cd)입니다. 예를 들어, 촛불의 광도는 대략 1칸델라입니다.

 

4. 조도는 무엇인가요?

조도는 수광면의 단위 면적당 도달하는 광원의 광속(루멘)을 나타내는 값입니다. 단위는 Lux를 사용합니다. Lux 값은 순수하게 수광량입니다. 그것은 한 영역에 비추는 밝기의 척도입니다.

 

조도는 Lux [lx] = 광속 [lm] / 면적 [m2]의 공식으로 계산됩니다.

1m² 면적에 1루멘의 광속이 균일하게 떨어지면 조도는 1럭스입니다.

 

더 먼 거리에서 조도를 계산하는 또 다른 공식은 Lux [lx] = 광도 [cd] / 반경 또는 거리 제곱입니다

 

 

5. 루멘과 칸델라 그리고 럭스의 관계

루멘, 칸델라, 럭스라는 용어는 빛을 측정할 때 매우 자주 나타납니다. 모두 광도계의 양입니다. 다음 그림은 세 용어 사이의 관계를 보여줍니다.

루멘 - 전등에서 방사되는 빛의 총량

칸델라 - 단위 입체각 내의 광속

럭스 - 평면에 조사되는 광속

 

 

6. 색온도는 무엇인가요?

램프의 색온도는 빛이 따뜻한 인상을 줄 것인지 차가운 인상을 줄 것인지를 결정합니다. 색온도는 켈빈 단위로 제공되며 척도로 표시할 수 있습니다. 색온도가 낮을수록 빛은 더 따뜻하고 어둡게 나타납니다. 색온도가 높을수록 빛은 더 차갑고 밝게 나타납니다.

 

색온도는 방 분위기에 영향을 미칩니다. 거실의 경우, 낮은 색온도가 선호되고, 실험실이나 공장의 경우, 높은 색온도의 빛이 선호됩니다. 아래의 눈금은 색온도와 그것의 세 가지 범위를 보여줍니다: 따뜻한 흰색, 중성 흰색, 그리고 일광 흰색.

 

색온도는 색도계로 측정할 수 있습니다. 색온도 외에도 색 렌더링 지수는 공간 분위기에도 중요합니다.

 

 

참고 자료: https://www.auersignal.com/en/technical-information/visual-signalling-equipment/luminous-intensity/

Luminous intensity & Photometry | auersignal.com

The terms lumen, candela and lux occur very frequently in light measurement. They are all photometric quantities.

www.auersignal.com