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전기기사 실기 · 조명 설계

Lighting Design

조명 설계는 광속법으로 등기구 대수를 구하고 방 안에 고르게 배치하는 실무 계산 단원이다. 방의 크기와 등 높이로 실지수를 내고, 실지수로 조명률을 읽어 목표 조도에 필요한 대수를 정한다. 배치한 결과는 평면의 조도 분포로 눈으로 확인해요. 방 가로 · 세로 · 설치 높이 · 목표 조도 슬라이더를 움직이면 왼쪽 평면의 등기구 배치와 조도 색, 오른쪽 계산 흐름(면적 → 실지수 → 조명률 → 대수)이 바뀌어요.

사무실에 등기구는 몇 대일까

12 m × 8 m 사무실(작업면 조도 500 lx)에 LED 등기구를 단다고 하자.광속법으로 필요한 등기구 수를 구하고, 배치까지 정하는 것이 조명 설계의 핵심이에요.

💡 광속법 = 조명 설계의 기본 식
① 공간이 필요로 하는 총광속을 구한다(E × A)
② 벽 · 천장에 흡수되는 몫을 조명률 U 로 반영한다
③ 시간이 지나며 줄어드는 광속을 보수율 M 으로 반영한다
④ 등기구 한 대의 광속으로 나누면 필요 대수 N 이 나와요

조명 배치와 조도 분포

방의 크기와 높이를 바꾸면 실지수(K)가 바뀌고 조명률도 따라 바뀐다. 등기구가 자동으로 배치되고 조도 분포가 색으로 나타나요.

12 m
8 m
2.5 m
500 lx
🔑 실지수(K)의 뜻
① K = W·L / [H·(W+L)] = 12×8 / [2.5×(12+8)] = 1.92
② K 가 클수록 넓고 낮은 공간이라 조명률(U)이 커져 등기구 수가 준다
③ K 가 작으면 좁고 높은 공간이라 빛이 벽에 많이 흡수돼 등기구 수가 늘어난다
④ 실지수로 조명률표에서 U 를 읽는 것이 핵심이고, 시험에서는 표를 준다

핵심 식과 풀이

광속법(등기구 수)
N = E · AF · U · M
E: 조도[lx], A: 면적[m²], F: 등 하나의 광속[lm], U: 조명률, M: 보수율
실지수
K = W · LH · (W + L)
W: 가로[m], L: 세로[m], H: 광원에서 작업면까지 높이[m]
🔧 식에서 풀이로
①실지수(Room Index)로 조명률을 정하고
②광속법으로 등기구 수를 구하는 두 단계 풀이예요
풀이: 실지수 구하기
K = 12×82.5×(12+8) = 9650.0 = 1.92
K=1.92 → 조명률표에서 U=0.58(반사율 천장 70 · 벽 50 · 바닥 30% 가정)
풀이: 등기구 수 구하기
N = 500×964000×0.580×0.7 = 29.5 → 30대
LED 40 W · 4,000 lm 등기구 기준, 올림
최종 답안
LED 40 W × 30대(총 1200 W, 조명 밀도 12.5 W/m²)
실제 조도 = 508 lx ≥ 500 lx → 적합

함정과 변형 문제

⚠️ 자주 틀리는 자리
① H 는 천장 높이가 아니라 광원에서 작업면까지의 거리다. H = 천장 높이 − 등 매다는 길이 − 작업면 높이(보통 0.85 m)
② 등 하나의 광속 F 와 램프 하나의 광속 F₁ 을 구분한다. 2등용이면 F = 2 × F₁
③ 보수율(M)과 감광 보상률(1/M)은 역수 관계라 문제의 용어를 확인한다
④ K 가 조명률표 칸 사이에 있으면 보간해요
조명 밀도 기준(에너지 절약 설계 기준)
사무소: ≤ 12 W/m², 학교: ≤ 10 W/m², 병원: ≤ 15 W/m²
조명 밀도를 넘으면 에너지 효율 기준에 맞지 않아요
🔄 변형 문제 유형
① 「등간격 배치」를 물으면 N 을 열 × 행으로 나누고, 간격 = 방 치수 / 열 수
② 국부 조명을 함께 쓰면 전반 조명과 국부 조명의 조도를 더한다
③ 비상 조명 설계는 피난 통로 바닥에서 1 lx 이상을 기준으로 한다
④ 옥외 주차장은 수평면 조도 기준(50 ~ 100 lx)이 따로 있어요

실전 답안 체크리스트

등기구 수
N = E·AF·U·M
올림
실지수
K = WLH(W+L)
→ 조명률표
🎯 시험 포인트
① H 의 정의부터 쓴다. H = 천장고 − 매다는 길이 − 작업면(0.85 m)
② 실지수 K → 조명률표에서 U → N 계산 순서로 푼다
③ N 은 소수점이 나오면 무조건 올려 정수로 답한다
④ 조명 밀도(W/m²)를 더 계산해 에너지 기준에 맞는지 확인한다
⑤ 배치는 열 × 행과 등간격(m)까지 적으면 좋아요
📝 대표 기출 유형
①[기출유형] 가로 10 m, 세로 6 m, 천장고 3 m 인 사무실에 LED 40 W(4,000 lm) 등기구를 달아 작업면 조도 500 lx 를 내려 한다. 등기구 수는? (조명률 0.55, 보수율 0.7) (답: N = 500×60/(4,000×0.55×0.7) ≒ 19.5 → 20대)
②[기출유형] 실지수 K 를 구하고 조명률표에서 U 를 읽어 등기구 수를 구하시오.
③[기출유형] 조명 설비의 에너지 절약 방법 네 가지는? (답: LED 채용, 조광 제어, 주광 연동, 재실 감지)
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