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태양 경로도

태양 경로도는 일영 곡선도 또는 태양 경로 차트라고도 하며, 한 위치에서 태양이 하늘 어디에 있는지를 하루의 시간과 1년의 날짜에 걸쳐 평면에 그린 지도입니다.

태양 경로도가 보여주는 것

태양 경로도는 태양 경로 차트, 태양 위치 차트, 일사 경로도라고도 쓰이며, 한 가지 질문에 최대한 간결하게 답합니다. 이 위치에서 1년 중 어느 순간에 태양이 하늘 어디에 있는가?

이 차트는 하늘 돔을 평면 원으로 투영한 것으로, 차트 위의 모든 점은 하나의 방향과 하나의 높이에 대응합니다. 두 좌표로 모든 점을 설명할 수 있습니다.

• 방위각 - 태양의 나침반 방향으로, 북(0°)에서 동(90°), 남(180°), 서(270°)를 거쳐 원을 따라 측정합니다.
• 고도각(앙각) - 지평선 위로 태양이 얼마나 높은지로, 바깥 가장자리의 0°에서 중심의 바로 머리 위 90°까지입니다.

그 결과 여러 개의 곡선이 만들어집니다. 각 곡선은 하루 동안의 태양 궤적이며, 각각은 시간선과 교차합니다. 따라서 날짜 곡선과 시간선의 모든 교차점이 그 순간의 태양의 정확한 위치를 나타냅니다.

태양 경로도 읽는 방법

차트를 읽는 방법은 세 단계입니다. 날짜를 찾고, 시간을 찾은 다음, 각도를 읽습니다.

1. 날짜 찾기

대부분의 차트는 세 개 또는 네 개의 주요 호를 보여줍니다.

• 하지(북반구에서 6월 21일경) - 가장 높고 긴 호.
• 춘분·추분(3월 20일과 9월 22일경) - 중간 호로, 많은 투영에서 직선처럼 보입니다.
• 동지(12월 21일경) - 가장 낮고 짧은 호.

열대 지방을 위해 그린 차트는 태양이 바로 머리 위를 지나는 두 날짜를 추가하기도 합니다.

2. 시간 찾기

시간선은 보통 1시간 간격으로 호를 가로지릅니다. 건축용 차트는 흔히 여름철을 과열 구간으로, 겨울철을 패시브 솔라 구간으로 음영 처리하여 파사드를 한눈에 판단할 수 있게 합니다.

3. 방위각과 고도각 읽기

날짜와 시간이 만나는 점이 두 각도를 모두 알려줍니다.

• 중심을 둘러싼 각도가 방위각, 즉 태양이 오는 방향입니다.
• 바깥 원에서 떨어진 거리가 고도각, 즉 태양의 높이입니다.

이 두 숫자가 음영 계산에 필요한 바로 그 태양 벡터이며, 그래서 이 다이어그램과 건축 음영 분석은 같은 데이터를 보는 두 가지 관점입니다.

위도와 반구에 따라 다이어그램이 달라지는 이유

태양 경로는 건물이 아니라 장소의 속성입니다. 위도는 호가 얼마나 가파르게 기울어지는지를 정하고, 햇빛 받는 면이 남향인지 북향인지를 결정합니다.

• 저위도에서는 적도 근처에서 태양이 거의 머리 위까지 올라가고 호가 높고 좁습니다.
• 중위도에서는 계절 변화 폭이 커서, 겨울에 햇빛을 받는 파사드가 여름 태양에는 거의 평행할 수 있습니다.
• 고위도에서는 1년의 상당 기간 태양이 지평선을 스치듯 지나가고, 긴 여름낮과 매우 짧은 겨울낮의 대비가 설계를 지배합니다.
• 남반구에서는 차트가 좌우 반전되고 정오의 태양이 남쪽이 아니라 북쪽에 위치합니다.

반구를 올바르게 설정하는 것이 다른 어떤 설정보다 중요합니다. 차트를 반대로 읽으면 태양이 하늘의 정확히 반대편에 놓이기 때문입니다.

태양 경로도와 음영 분석

이 둘은 자주 혼동되지만 서로 다른 질문에 답합니다.

• 태양 경로도는 원천을 설명합니다. 건물 없이 태양이 어디에 있는지를 나타냅니다.
• 음영 분석은 결과를 설명합니다. 실제 형상이 가로막은 상태에서 그 태양이 어떤 표면에 도달하는지를 나타냅니다.

이 둘을 잇는 것이 태양 벡터를 3D 장면에 투영하는 음영 모델링입니다. 두 가지를 결합하면 다이어그램은 참고용 차트를 넘어 특정 설계의 일조 시간, 일영 영향 또는 일사량을 측정하는 도구가 됩니다.

설계에서 태양 경로도 활용하기

3D 모델이 없더라도 태양 경로도는 빠른 결정을 지원합니다.

• 향: 파사드, 거리, 중정이 언제 태양을 마주하는지 확인합니다.
• 차양: 여름 태양이 높은 곳에는 수평 루버를, 낮은 곳에는 수직 핀을 배치해 여름 햇빛은 막고 겨울 햇빛은 받아들입니다.
• 조경과 공공 공간: 사람들이 실제로 사용하는 시간에 테라스나 놀이터가 햇빛을 받는지 확인합니다.
• 채광: 직사광이 실내로 들어오는 시점과 글레어가 발생할 가능성이 있는 시점을 판단합니다.

이 위치들을 모델에 투영하고 나면, 같은 다이어그램이 측정 가능한 일조 시간과 일사량을 제공하는 음영 분석이 됩니다.

Heliodon에서 태양 경로와 음영 생성하기

1. 모델 가져오기: .3dm, .obj, .dae 파일을 엽니다. 브라우저에서 로컬로 파싱되며 절대 업로드되지 않습니다.
2. 대지 설정: 지도에서 위치를 선택해 해당 위도와 시간대에 맞는 올바른 태양 경로를 사용합니다.
3. 태양 훑어보기: 하루와 1년을 넘겨보며 그림자가 실시간으로 갱신되는 모습을 확인합니다.
4. 결과 누적: 움직이는 태양을 일조 시간 및 음영 히트맵, 또는 일사량으로 변환합니다.
5. 내보내기: 스크린샷을 저장하거나, 애니메이션을 녹화하거나, Excel 보고서를 내보냅니다.

자주 묻는 질문