지철근 국제조명위원회(CIE) 한국위원회 회장/서울대학교 명예교수

작금의 세계의 에너지 정세는 석유의 수급문제를 중심으로 더욱 더 불안정한 경향으로 흐르고 에너지절감, 자원절감은 강한 사회적 요청으로 되어가고 있다.

우리나라 총 전력 소비의 약 20%를 점유하는 조명용 전력의 절감은 매우 절실한 과제이다.

그렇다고 조명에서의 에너지 절감을 조명을 끄거나 개수를 줄이는 것으로 전력을 절약하는 것은 아니고 목표로 하는 시각 환경이나 조명효과를 될 수 있는 대로 적은 에너지로 실현하는 것이다.

이와 함께 간과해서는 않될 것이 있는데 바로 조명산업의 기술적인 발전이다.

조명기술의 질적 성장이야 말로 조명을 통한 에너지 절감을 이룰 수 있는 원천으로 작용할 것이다.

■ 조명산업의 발전 방향

조명산업의 발전방향을 기술적 측면에서 살펴보기로 한다.

선진국들은 효율과 연색성, 수명 등 광원의 특성 향상과 효율과 배광, 미관, 눈부심 억제 등 조명기구의 성능 개선 등 조명산업 발전을 대기업이 주도해 끊임없이 진행되고 있다.

이에 반해 우리나라의 조명산업계는 대부분이 중소기업체로 제품의 연구개발에 대한 전문 인력과 시설이 매우 빈약하며 제품개발 보다는 선진국 제품의 모방에 치중하고 있는 실정이다.

그러나 다행이도 대기업인 LG전자에서 60여명의 전문 인력들이 유황방전등 개발에 집중하고 있어 큰 기대를 갖게 된다.

과거에는 신광원의 출현으로 비약적인 성능 향상이 이뤄졌다.

아직까지 가까운 미래에 또다시 신광원의 출현 가능성은 희박하다.
하지만 신기술이나 재료를 응용한 개선, 용도 확대 등의 측면에서 광원과 그 회로 및 등기의 발전에 크게 기대 된다.

이들의 기술동향에 대해 다음과 같이 예상해 볼 수 있다.

백열전구 부문에서는 텅스텐 필라멘트에 대체할 발광재료의 출현이 없는 한 대폭적인 성능 개선은 기대할 수 없을 것이다.

하지만 간섭막 응용에 의한 적외선 에너지의 재이용, 소형?고효율 전구의 개발이 예상된다.

또 형광램프 부문은 봉입가스와 전극, 관 치수 등의 개량이 진척돼 효율과 연색성, 수명 등의 기본성능은 개량 될 것으로 기대되고 있다.

한편 직관이나 환형, U자 형 등 벌브 형태가 다량 출시돼 램프의 소형화가 가능해 질 것으로 예상된다.

HID램프의 효율 연색성 측면에서의 기술 개발은 일단락 됐으나 메탈할라이드램프를 중심으로 수명 및 동적 특성에 대한 개선이 진행되고 있다.

램프의 점등회로는 기본적으로 전자기술을 기초로 소형화 고 기능화가 진척되고 노이즈 개선 등의 고품질화가 요청되고 있다.

발광다이오드인 LED는 주로 전기, 전자의 표시부품을 사용돼 왔으나 백색 LED의 출현으로 조명광원으로써의 많은 가능성이 엿보이고 있다.

LED는 수명은 매우 길지만 효율이 30lm/W 정도로 낮고 단가가 높은 것이 문제점으로 지적되고 있다.

효율이 100lm/W 이상인 백색 LED의 단가가 1000원 이하로 되는 날 중요한 조명용 광원으로 사용될 것이며 보급도 급속히 확대되리라 생각된다.

광원은 형태적으로 점광원인 전구와 HID램프, 선광원인 형광램프, 다음에 면광원인 EL램프로 구성될 것으로 보여진다.

그리고 발광방식에 따라 고온의 발광 현상을 이용한 전구, 방전 현상을 이용한 형광램프, HID램프, 다음으로 고체 발광을 이용한 EL램프, LED램프 등이다.

화학반응을 이용한 광원인 케미컬램프(2개의 액체를 화학 반응시키면 녹색발광을 한다) 등이 장래 실용화 될 지도 모른다.

램프의 효과적 배광을 제어하는 조명기구는 미관적인 의장이나 설치상의 문제도 포함된 다양화에 대앙하고 있는 것이 조명기구라 할 수 있다.

램프의 특성을 고려한 기구효율 향상, 적절한 배광과 눈부심 억제, 신미적인 디자인 효과, 건강을 증진시키는 기능성 등이 개선될 때 조명산업의 기술적인 성장을 이뤘다고 말할 수 있을 것이다.

■ 조명에너지 절감방안

인간의 생활환경을 저하시키거나 생활에서의 생산 능률의 수준을 저하시키는 일 없이 한층 더 효율, 능률을 보다 작은 에너지로 달성하는 것이다.

그러기 위해서는 불필요한 조명이라든가 조명시스템에서 빛을 포함한 에너지 손실을 적게하는 고효율 조명기기의 사용으로 에너지의 효과적인 이용에 노력을 기울여야 할 것이다.

에너지 절감 조명에는 적정조도의 선정, 고효율 광원과 조명기기의 사용, 그리고 자연채광의 활용과 전력절감 조명제어 시스템의 도입 등을 들 수 있다.

첫째, 적정조도를 선정한다는 것은 조명설계의 기본적 요소이며 원칙적으로 KS의 조도기준이나 국제조명위원회(CIE)의 추천 조도를 참고로 하면 좋다.

에너지 절감 대책으로 작업장의 조명설비 전력(W/㎡)의 기춘치를 설정해(예컨대 20W/㎡ 이하)시행하는 것이 바람직 하다.

그러나 근로자의 눈이 피로하거나 작업능률이 명백하게 저하되는 낮은 조도나 조명 방식을 채용하면 안된다.

두 번째는 고효율 광원의 사용이다.

백열전구 보다는 형광등의 효율이 높고 수명도 길다.

형광등 보다 메탈할라이드램프나 고압나트륨램프 등의 효율이 높고 수명도 비교적 길다.

램프의 효율이 높은 것과 수명이 긴 것은 직접 전력비와 에너지 절약에 직결된다.

그러나 색채물을 취급하는 장소에서는 효율중심보다 연색성 중심의 고연색 조명이 바람직하다.

세 번째로 조명기구는 효과적인 배광, 눈부심 억제를 감안한 기구 효율이 높은 것을 사용하는 것이다.

높은 반사율 반사면, 고 투과율 확산 커버 등이, 방전등에서는 고역률형 에너지절감형의 안정기 사용도 고려돼야 한다.

네 번째로는 주광채광을 적극 이용하는 것과 조명제어방식을 도입하는 것이다.

특히 창가의 2열 정도의 조명기구를 소등하든가 감광하는, 옥외 설치된 주광센서에 의한 주광의 밝기에 따른 자동조절이 필요하다.