기술자료

7-01. 향별 수직면의 일사량

M 관리자 20 15,887 2012.06.21 23:42
아래는 Ecotect Analysis 2012로 분석한 서울지역 수직면의 일사량 이다.

- Name of site : Seoul
- Longitude( °) : 126.9670
- Latitude( °) : 37.5670
- Altitude(m) : 86
- Type of site : Stations
- Situation : open
- Time Period : Temperature 1996-2005
                       Radiation 1986-2002
----------------------------------------

모델링과 경계조건은 다음과 같다.
사용된 기상데이타는 협회 자료실에 올린 Ecotect_Seoul_phiko.wea 를 사용했으며, 아래 그림과 같이 각 방위에 정렬된 직사각형의 매스에 각 2x1.8 m의 창을 두고 각 방위별 수직면의 일사량을 시뮬레이션하였다.

각 방위별 수직면의 단위면적당 월별일사량은 다음과 같다.


1. 직달일사량과 확산일사량의 합계




2. 직달일사량




계획시 참고할 만한 시사점은 남향 수직면의 여릉에 떨어지는 일사량이  다른 향에 비해 매우 낮다는 것이다.
오히려 여름철 직달일사의 경우 동향과 서향의 양이 더 많기 때문에 차양설계가 까다로운 동/서향의 경우 창문의 설치를 최소화하는 것이 여름 냉방부하를 줄이는데 도움이 된다.
남향의 일사는 적당한 차양설계로 거의 완전히 차단될 수 있기 때문이다.

겨울철 남향의 일사량이 매우 크기 때문에 우리나라 패시브하우스에서 g값이 미치는 영향이 매우 크다는 것을 알 수 있다. 즉, 우리나라 패시브하우스에서는 차양과 유리의 일사량 조절이 중부유럽권 보다 더 중요한 변수로 거론될 수 있다는 근거가 될 것이다.

독일의 프랑크프루트와 서울의 12월 직달일사량을 비교하면 다음과 같다.

12월 총 직달일사량(W/㎡)
  서울 프랑크푸르트
43,611 3,880
15,160 830
0 0
9,706 476



참고 : 남중고도 (태양이 가장 높은 위치에 있을 때의 각도)

남중고도 = 90 - 위도 + 적위

위도 : 서울 기준 37.5도. 
하지 적위 :  23.5도
동지 적위 : -23.5도
춘추분 적위 :  0도

그러므로, 
춘추분 남중고도 52.5도
하지 남중고도 76도
동지 남중고도 29도

Comments

1 최승연 2012.11.29 22:45
좋은 내용 감사합니다.
1 권희범 2015.03.10 10:58
좀 바보같은 질문인데요, 향을 결정할 때 진북을 기준으로 하는 것이 맞죠?
M 관리자 2015.03.10 14:02
네 그렇습니다. 글구..권선생님의 모든 질문은 결코 바보스럽지 않으십니다.
1 권희범 2015.03.10 15:19
ㅎ 고맙습니다!!
1 이명래 2015.03.10 22:50
두어 해 전, 세곡동에다가 시범으로 지었다는 거, 건기연에서 홍보 비스무리하게 내놓은 자료 보니까 공동주택 자체가 다각형이던데요.

그런 것은 向보지 않습니까?

"하지 때 음영이면 영구음영"이라는데...
그에 대해서 질문했더니 스카이라인 운운하셔서, 제가 낮뜨거웠던 적 있엇습니다.

저만 언제나 바보된 거 같아서...ㅎ
M 관리자 2015.03.10 23:15
ㅎ.. 하지 때 음영이면 영구음영이지요.. 맞습니다.
1 김지석 2015.05.23 11:50
[춘천지역 차양설치에 따른 남중고도 산정]

참고 : 남중고도 (태양이 가장 높은 위치에 있을 때의 각도)

남중고도 = 90 - 위도 + 적위

위도 : 춘천 기준 37.52도
하지 적위 :  23.5도
동지 적위 : -23.5도
춘추분 적위 :  0도


그러므로,

춘추분 남중고도 52.48도
하지 남중고도 75.98도
동지 남중고도 28.98도

이렇게 산출하면 맞는 건가요?
M 관리자 2015.05.23 12:52
네.. 맞습니다.
1 소다 09.02 23:51
제가 알고있는 상식으로는 정남기준으로 볼때 동쪽과 서쪽은 태양이 머무르는 각도와 시간이 동일 할것으로 보이는데 일사량은 왜 항상 동쪽이 많을까요? 태양의 이동경로에 대해서 제가 잘못된 상식을 가지고 있는건지 모르겠네요.
M 관리자 09.03 00:12
앗  그러게요.
함 알아볼께요.
같이 찾아 보시겠습니까?
1 소다 09.04 10:16
밤에 질문드렸는데 새벽에 벌써 답변을 주셨네요 ;;;;;
고생하십니다.
M 관리자 09.04 10:52
같이 찾으실 마음은 없으시군요. ㅠㅠ
1 소다 09.04 21:57
저도 찾고 싶은 마음은 굴뚝이나 이쪽에 영 문외한이라 어디서 어떻게 찾아 봐야 할지도 막막~ 하네요 ㅠㅠ 인터넷에서 자료를 찾아보고 있긴 했는데 왠지 헤메고 있는 느낌? 제가 접근 할수 있는것이 국문으로 되어있는 인터넷을 뒤져보는 수준 밖에는 안되서 저도 답답합니다 ;;;; 한번 헤메보고 좋은 자료 찾게 되면 올려 보도록 하겠습니다.
1 소다 09.11 00:17
위의 내용 관련하여 몇가지 참조? 혹은 고려? 될까하여 자료 올려 봅니다.
다음의 자료에 의하면 위의 일사량 자료는 더더욱이 어떻게 해석해야 할지 더 의문이 듭니다. ㅠㅠ

아래의 자료에 따르면 우리나라의 표준시는 지 랄 맞은 일제의 잔재로 동경 135도에 따르고 있고,
그러하다 보니 서울의 경도인 동경127도와 맞지 않아서,
우리나라(서울)의 경우 낮 12시가 남중시간이 아니라는 결론이 되네요.
보통 평균적으로 12시 30분 내외로 남중을 맞게되는 어이없는 상황이네요.
일본 도쿄의 표준시를 서울에 적용하고 있었다니~
그것도 만세운동 100주년인 여직까지~ 그러고 있었다니 정말 어처구니가 없네요 ㅡㅡㅋ
(여담 . 어쩐지 어릴때 막대기 세워놓고 태양고도 실험할때 12시에 그림자가 제일 짧지 않았던 기억이 틀린게 아니었군요~ !!!)

각설하고,

1. 위의 내용을 따르자면 표준시 기준으로 보면 시간상 오전이 짧고 오후가 길게 되는 상황인데 왜 동쪽일사량(오전일사량)이 항상 더 많을까요? @@? 더욱 혼란스러워 지는 대목입니다.
오히려 서쪽일사량이 많아야 할것 같지 않으세요?

2. 아니면, 시행하신 시뮬레이션은 육면체 남쪽면을 정확히 정남(남중고도와 일치) 시키신 상태의 실험으로 파악되는데, 시뮬레이션 값이 표준시의 값에 맞게 보정되다보니 대략 30분어치의 오후일사량(서측일사량)이 동측일사량으로 붙어버리게 되는 상황일까요?

3. 아니면, 표기하신 Ecotect Analysis 2012 라는 시뮬레이션 프로그램의 디폴드값이 우리나라 표준시가 경도와 틀어져 있는 것과 같이 뭔가 틀어져 있을수 있는 가능성이 있을까요? (제가 표기하신 프로그램을 전혀~ 모르는 상태에서 그냥 한번 무식하니까 추정해 보는거니까 무시하셔도 됩니다 ㅎㅎ;)

상식선에서 제가 생각할수 있는건 위에 세가지 케이스 정도 일것 같구요~
아직도 동향/서향의 일사량이 왜? 다른지 모르겠네요 ㅠㅠ 
(제가 무지랭이라 그런지 몰라도 상식적인 물리법칙을 어긋난듯한 느낌을 지울수 없네요)
제발 누군가 시원한 답을 주셨으면 좋겠어요~ ㅠㅠ
1 소다 09.11 00:18
서울의 남중고도 찍히는 시간 예시 입니다.
1 소다 09.11 00:18
우리나라 표준시에 따른 오전/오후의 길이 입니다.
M 관리자 09.11 09:55
좋네요..
시간이  (시간차가 짧기에) 일사량의 총량을 지배하는 단일요소는 아니므로, 다른 원인이 있을 것 같습니다. 운량 또는 각도에 의한 것일 수도 있으니까요. 자전의 속도도 영향이 있을 것 같구요.
저도 찾아 볼께요..
1 홍도영 09.12 02:01
우리가 생각하는 점심 12시의 태양의 고도와 기상적으로  보는 태양의 고도는 경도로 인해 다르다고 보는데요. 만일 경도가 지나가는 선에 있는 도시는 12시가 최고고도가 될수가 있겠지만 우리와 일본사이에 있는 경도를 본다면 도쿄는 11시 30분 경이 그리고 서울은 아마도 위에 표시한 것 처럼 12시 반쯤이 되리라 봅니다. 그 시간을 보정한다면 오전과 오후의 낮길이는 거의 같다는 추정이 일단 가능한데요.
그다음 그럼에도 동쪽의 일사량이 더 많다! 이는 위의 표에서 보여주신 태양 고도의 변화와 관계되어 있고 이는 지구의 자전축이 기울어져 있어서 그런 것이 아닐까 개인적으로 추측을 해 봅니다. 고도변화가 높다는 것은 태양과 더 가까워진다는 의미도 있기에...개인적인 추론입니다.
G 정해갑 09.14 20:27
http://www.cgd.ucar.edu/cas/adai/papers/PW-diurnal.pdf
http://www.kma.go.kr/down/e-learning/beginning/beginning_05.pdf

일중 변화중에 동향과 서향의 일사량(태양 복사량)에 영향을 주는 것을 찾아야 되는데,
대칭성이 없는 것이어야 합니다.

그중에 하나는 절대수증기량 이 있습니다.
태양복사중에 대기권 밖에서의 복사량중 지표면에 흡수되는 것은 51% 인데,
나머지 49%는 구름, 수증기 등에 의해 반사, 흡수, 산란 됩니다.

동향은 오전에 일사를 받는데, 이때는 대기중의 수증기량이 낮습니다. 
일사에 의한 증발로 오후에는 대기중 수증기량이 증가하고, 이는 서향 수직면으로의 일사량을 줄이는 역할을 합니다.
밤동안에는 이 수증기는 지표면으로 돌아갑니다.
지역적 특성에 따라 그렇지 않은 곳도 있습니다.

참고로, 상대습도는 오전중이 높은 경우가 많은데, 이는 오전에 온도가 더 낮기 때문이지, 공기중의 절대 수증기량이 많아서가 아닙니다.

이상 위 링크를 보고 혼자 내린 결론입니다.
M 관리자 09.16 20:36
네... 저도 유사한 생각이었는데.. 저는 자전속도라고 생각을 했어요.
빛의 속도에 비해 자전속도는 턱없이 느리지만, 그래도 대칭성이 없고, 동향에 태양풍의 밀도를 높힐 수 있다고 생각했거든요..
두번째는 수증기량과 비슷한데.. 대기오염도 추가될 수 있다고 생각했어요.. 아침보다 오후의 대기중 먼지 밀도가 높을 수 밖에 없으니까요...
극히 청정 지역 또는 극히 건조한 지역에서 측정을 하면 무언가 밝힐 수 있을 것 같은데.. 그런 쪽의 기상데이타를 찾기 어렵네요.. ㅠ

그나 저나, 이 주제로 전혀 국제적인 논문이 없네요.. 신기하게도.. 너무나 당연한 것도 아닌 것 같은데.....

올해의 큰 숙제인 것 같습니다.