조명기기

조명기기(照明機器)는 광원에서 나오는 빛을 제어하여 배광의 효과와 램프의 휘도를 조절하고 눈부심을 줄이는 기능 따위로 조명에 도움을 주는 장치이다. 때로는 램프 보호를 주목적으로 하는 것도 있다. 조명기구는 광원으로부터의 빛을 반사, 굴절, 투과시킴으로써 여러 가지 조명을 하거나 광원을 보호하는 데 쓰이는 기구를 통틀어 이르는 말이다.

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조명

조명(照明, Lighting)은 광원 등을 이용해 빛을 비추는 행위를 말한다. 또한, 몰랐던 어떤 대상을 드러낸다는 의미를 지닌다.(예: 재조명 = 다시 드러내다, 다른 관점에서 다시 한 번 바라보다.) 유채색은 약 750만 가지가 있지만, 인간이 구별할 수 있는 색은 300여 가지밖에 없다. 조명은 빛이 필요한 곳에 충분히 많은 빛을 받도록 광원 및 광학 소자를 배치하여 꾸미는 것이다. 광원 가운데 가장 보편적이고 경제적인 것이 해이지만, 날씨와 계절에 그리고 위도에 따라 달라지고 지역과 시간에 따라 햇빛을 받을 수 없을 때는 인공 광원을 써서 조명을 하게 된다.

고고학적 유적으로는 약 사십만년 전에 중국 북경원인이 살던 동굴에는 불을 피운 흔적이 있다. 프랑스의 라스코 동굴에는 약 만오천년 전에 오목한 돌, 조개껍질, 뿔 등의 그릇에 동식물 지방을 담고 심지를 박아 등불을 켠 것으로 보이는 유물이 발견되었다. 따라서 인류가 불을 써서 음식을 조리하기 시작하면서 바로 조명을 생활화한 것으로 보인다. 조명 장치는 빛을 내는 광원, 광원에서 나온 빛을 원하는 곳으로 보내는 전송 광학계, 그리고 광원에 에너지를 공급하는 부분(대부분 전원)으로 되어 있다. 이 가운데 가장 중요한 부분이 광원이며, 기술의 발전에 따라 바뀌어 왔다.

원시적 조명이 점차 발전하여 동식물성 기름을 쓴 등잔 및 양초, 가스 및 석유를 쓰던 등을 거쳐 고래 기름과 석유의 발견으로 조명 비용이 크게 줄고 편의성이 크게 늘었다. 1800년대 초기에는 유럽에서 가스등을 도시의 가로등과 상업용 건물 및 부유층 집안의 조명등으로 쓸 정도로 경제성이 갖춰졌다. 그 뒤로는 전력의 보급과 에디슨(T. A. Edison, 1847-1931)의 백열전구의 발명(1879)으로 전기 조명의 시대가 열렸으며, 지금은 거의 대부분 전등을 광원으로 쓴다. 21세기부터는 지구온난화를 막기 위해 전세계적으로 전광 변환 효율이 낮은 백열등은 폐기하고, 효율이 높은 형광등과 엘이디(LED) 등으로 바뀌고 있다. 같은 양의 빛을 내는데 드는 에너지가 백열등이 100이라면, 할로겐 등은 70, 형광등은 20, 엘이디는 10 정도로 엘이디가 가장 효율이 높고, 또 수명도 약 오만 시간으로 길다.

조명은 빛을 받는 공간의 개방성과 폐쇄성에 따라 실외 조명과 실내 조명으로 나눌 수 있다. 실내 조명은 폐쇄된 공간에 빛을 비추는 것으로 가정이나 사무실, 작업실에서 사람이 활동하기 편하도록 공간을 밝게 해주는 일반 실내 조명, 공연장 등에서 관객이 무대에서 벌어지는 예술 행위에 몰입할 수 있도록 빛을 무대에 집중적으로 비추는 무대 조명 등이 있다. 개방된 공간에 빛을 비추는 실외 조명에서 가장 대표적인 것이 밤에 인도와 차도를 밝혀주는 가로등 조명이며, 이 밖에도 야간 경기장이나 공연장을 밝혀주는 플러드라이트(floodlight), 건물 현관을 알려주고 밝혀주는 현관 조명 등이 있다. 이 밖에도 농사를 지을 때 작물의 광합성을 촉진하기 위한 조명, 가축을 기를 때 생육을 촉진시키기 위한 조명, 어획에서 물고기를 유인하는 집어 조명, 해충을 유인하여 죽이기 위한 조명, 살균 소독을 위한 조명 등 빛에 대한 생물의 반응을 최대한 활용하는 조명도 있다.

조명의 원리

조명은 전기 등을 이용해 빛을 발생시키는 인공광원을 말한다. 현재 사용되는 조명은 거의 대부분이 전기를 이용한다. 전기 조명 기구도 여러 가지가 있지만 가정에서 사용하는 광원은 백열등, 형광등, LED 등 세 범주에 들어간다. 같은 광원을 사용하더라도 직접 조명, 간접 조명 등 빛을 비추는 방법에 의해서 밝기나 분위기가 변한다. 조명은 빛을 만들어내는 것이므로 인테리어의 가장 중요한 요소 중의 하나가 된다. 조명을 개발하는 사람들의 가장 큰 목표는 인공으로 태양광을 만드는 것이지만, 태양광과 다르더라도 잘 배치된 조명은 나름의 정취를 가지고 있다. 특히 도시의 야경은 조명으로 인해 화려함을 더해 주고 있다.

옛날에는 나무나 마른 풀에 불을 붙인 것을 조명으로 사용하였을 것이다. 그 후 동물의 지방이나 식물에서 나오는 기름을 사용했을 것으로 짐작할 수 있다. 그 다음으로 석유나 가스를 사용하는 램프가 사용되었는데, 유럽이나 미국에는 가스 공급관이 설치되기도 했다. 최초로 사용된 전기를 사용한 조명기구는 데이비(Humphry Davy)가 발명한 아크등(arc lamp)이었다. 아크등은 두 전극이 가까이 있고 높은 전압이 걸려 있을 때 불꽃이 튀는 것을 이용하는 조명 장치인데, 전극이 마모되어 오래 사용할 수 없었다.

최초로 실용화된 전기 조명기구는 1879년 미국의 에디슨(Thomas Alva Edison)이 발명한 백열전구였다. 백열등은 효율이 낮고 수명이 짧지만 이전에 사용되던 가스등에 비해 밝고 안전하며 사용이 편리했기 때문에 각광을 받았다. 형광등은 1938년에 미국의 인맨(George Elmer Inman)에 의하여 발명된 것으로 효율이 좋고 수명도 길어서 지금까지도 널리 사용되고 있다. 대한민국에 처음 들어온 서구식 조명은 등유를 사용하는 남포등인데 남포는 'lamp'를 의미한다. 대한민국에 처음 들어온 전기 조명은 1887년 고종황제의 명에 따라 에디슨 회사가 건천궁에 설치한 백열등이다.

백열등은 도전체가 높은 온도가 될 때 빛이 발생하는 원리를 이용한 것으로 가정뿐만이 아니라 자동차에도 사용되는 할로겐램프(halogen lamp)도 백열등의 일종이다. 형광등은 기체 내의 방전현상을 이용한 조명으로, 옛날에는 가늘고 길게 생긴 것 밖에 없었지만, 기술적 발전을 거쳐서 현재 가장 많이 사용되고 있는 조명이 되었다. 내부에 형광등의 동작에 필요한 회로를 내장한 전구형 형광등과 삼파장 전구 등도 모두 형광등의 일종이다. 흰색의 수은등이나 노란색의 나트륨등도 기체 내의 방전 현상을 이용한 조명인데, 형광등보다 이전에 발명된 것이지만, 연색성(演色性) 문제로 실용화가 늦어졌다. 그러나 효율이 높고 수명이 길기 때문에 높은 천장의 공장, 경기장, 도로, 터널의 조명으로 많이 쓰이고 있다. 도시의 야경을 만드는 네온사인도 방전현상을 이용한 등인데, 빨간색만 네온(neon)을 사용한 것이고 다른 색은 아르곤(argon), 크세논(xenon) 등 다른 기체를 사용한 것이다.

LED는 반도체의 원리를 이용한 조명으로 효율이 좋고 수명이 길다는 장점 때문에 점점 이용이 늘어나고 있다. 그 외에도 LED는 여러 가지 색깔을 만들어낼 수 있고, 크기가 작고 발열도 적기 때문에 조명기구의 설계가 보다 자유롭다는 장점도 가지고 있어서 인테리어나 전시장 조명으로 각광을 받고 있다.

조명의 기구

광원으로부터의 빛을 반사·굴절·투과시켜서 조명의 목적을 달성시키는 것이다. 조명기구는 배광(配光)에 따라 분류하면, 간접조명기구·반간접조명기구·전반확산조명기구·반직접조명기구·직접조명기구의 5종류로 분류된다. 조명기구는 광학적 부분·전기적 부분·기계적 부분의 3부분으로 나뉘며, 기능적 요구를 만족시키고 체제가 좋고, 광원의 교환이 쉬워야 한다는 것이 필요조건이다. 기구 재료로는 유리·합성수지·강판·황동판·알루미늄판 등이 주이며, 지류·직포류·나무·대나무 등도 이용되고 있다. 조명기구는 사용 목적에 따라서는 다음과 같이 분류된다.

• 백열등기구 : 효율보다는 분위기를 주로 하는 장소나, 악센트라이트로서 사용된다. 천장매립형은 일반적으로 다운라이트라 부르며, 광원으로서는 일반 백열전구·빔램프·리플렉터램프 등이 쓰이고 있다. 이 기구는 광원이 노출되지 않고 천장면에 변화를 주거나, 명암을 강조하는 경우 등에 적합하며, 대단히 많이 사용된다. 다운라이트에는 천장부착형·현수형·벽부착형 등 의장적 요소(意匠的要素)가 강한 것이 많고, 특히 북유럽에서는 특출한 것이 많다.
• 형광등기구 : 빌딩·공장 조명용으로서 가장 경제적이고, 높은 조도를 얻을 수 있으므로 활동하는 데 적합한 조명으로 쓰이고 있다. 또한, 광천장·간접조명 등의 건축화 조명에는 불가결의 기구이다. 천장매립형은, 고조도화에 따라 증대된 눈부심을 제거하는 동시에, 천장면을 상쾌하게 보이기 위하여, 근래에 많이 쓰이고 있다. 사무실이나 교실·공장과 같은 기능본위인 장소에서는 하면개방형, 병원 등에서는 눈부심을 방지하는 목적으로 유백색의 합성수지판을 장치한 것이 많다. 또 고조도화에 의한 조명의 발열량을 제거하는 동시에 공조(空調:에어컨디셔너)의 배기구와 조명기구를 일체로 한 것이 실용화되고 있다. 천장부착형이나 공장용 반사갓부착형 등의 형광등기구는 일반적으로 기능적인 형태의 것이 많다. 주택용으로서는, 천장부착기구(스티롤제)나 코드현수기구가 많다.
• 스탠드 : 국부조명으로서 중요한 것이며 백열전구용은 장식적인 요소가 강한 것이 많고, 형광등에 의한 것은 기능적인 요구가 주이다.
• 반사갓 : 직접조명으로서 가장 일반적인 것이며, 백열등·수은등의 어느 것에서도 사용된다. 내면의 다듬질에는 법랑제가 대부분이었으나 고조도의 요구에 따라 전해연마가공을 한 알루미늄제가 많으며, 고천장공장·체육관 등에 널리 사용되고 있다.
• 투광기 : 광원으로서는 투광기용 백열전구·요오드전구·수은등이 주이며, 크세논등이나 고효율헬라이드등도 쓰이고 있으며, 건물의 외벽조명·정원·공항·경기조명이나 분수조명 등에 이용되고 있다.
• 정원등 : 스탠드형과 고정형 등이 있다. 주택이나 요정 등의 정원의 조명이나 악센트로 쓰이고 있다. 광원은 40W, 100W의 수은등이 보통이다. 백열전구 100W 등도 쓰이고 있다.
• 도로등 : 광원은 수은등·나트륨등·형광등·백열전구 등이 있으나, 차량교통량이 많은 도로에서는 효율을, 상업지구에서는 연색성을 중요시하여 광원을 선정한다. 또한 램프 교환문제도 있으므로, 수명이 긴 것이 바람직하다. 이러한 측면에서는 방전등이 바람직하다. 일반적으로 수은등이 많고, 터널이나 기후의 변화가 많은 해안이나 산악에서는 가시도가 좋은 나트륨 등이 적합하다. 주택지구에 사용되는 것은 방범등이라고 부르며, 광원으로는 소용량의 수은등이나 형광등이 많다.
• 무대용 기구 : 크게 나누면 보더라이트·푸트라이트·스포트라이트 등이 있으며, 기타 특수효과용의 눈·구름·불길 등을 투영하는 이펙트머신·프로젝터머신·슬라이드머신 등이 있다. 이들 기구류의 광량·배광·색광을 자유롭게 제어하는 것이 무대용 조광장치이다. 의료용 기구:수술실의 무영등(無影燈) 등이다.
• 특수조명기구 : 방폭형(防爆型) 기구·내산형(耐酸型) 기구·방습형(防濕型) 기구·방수형 기구·방진형(防震型) 기구·항공조명기구 등이 있다.

고효율 조명기기

고효율 조명기기는 환경 표지 대상 제품 및 인증 기준 개정 고시에서 규정한 것이다. 램프, 안정기, 등기구 따위와 같은 조명기기 가운데 환경 표지 인증 제품, 고효율 에너지 인증 대상 기자재 인증 제품, 에너지 소비 효율 1등급 제품을 말한다.

참고자료

• 〈조명기기〉, 《네이버 국어사전》
• 〈고효율 조명기기〉, 《네이버 국어사전》
• 〈조명〉, 《물리학백과》
• 〈조명〉, 《나무위키》
• 〈조명〉, 《한국민족문화대백과》

같이 보기

• 조명
• 기기
• 광원
• LED
• 에너지
• 백열등
• 가스등
• 가로등
• 라이트
• 조명장비

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