02 일조·그림자 시트의 3D 모형은 지금 이 순간의 그림자입니다. 시각을 밀어가며 그림자가 어디로 움직이는지 보는 데는 좋지만, 「이 자리는 하루에 몇 시간 볕이 드는가」에는 답하지 못합니다. 그 질문에 답하는 것이 일조시간 지도입니다. 해 뜰 때부터 질 때까지 그림자를 10분 간격으로 풀어 더한 것입니다.
같은 계산이 다이어그램 세트의 「SUN HOURS 일조시간」 패널로도 나옵니다. 이 글은 그 계산이 무엇인지, 화면의 세 숫자가 어디서 왔는지, 그리고 왜 이 도판이 일조권 판정이 될 수 없는지에 대한 설명입니다.
지도와 함께 세 값이 나옵니다.
| 값 | 뜻 | 출처 |
|---|---|---|
| 평균 일조시간 | 도판 안 지면의 하루 총 일조시간 평균 | — |
| 09~15시 연속 2시간 확보 면적 | 진태양시 09~15시 사이에 끊기지 않고 2시간 이상 볕이 드는 지면의 비율 | 건축법 시행령 제86조 |
| 08~16시 총 4시간 확보 면적 | 진태양시 08~16시 사이 총합 4시간 이상인 지면의 비율 | 판례상 수인한도 기준 |
둘째 값은 법제처 API로 원문을 확인하고 넣었습니다. 「건축법 시행령」 제86조 제2항 단서가 「동지를 기준으로 9시에서 15시 사이에 2시간 이상을 계속하여 일조를 확보」라고 씁니다. 공동주택 채광창 이격의 완화 조건으로 나오는 문구인데, 일조 확보의 법정 기준으로 실무에서 가장 자주 인용되는 값입니다.
셋째 값 「08~16시 총 4시간」은 시행령에 없습니다. 일조권 침해 소송에서 법원이 수인한도의 기준으로 삼아온 값(동지 08~16시 총 4시간 또는 09~15시 연속 2시간 중 하나라도 확보되면 수인한도 안)이라 그렇게 표기했습니다. 두 기준의 출처가 다르다는 걸 화면에서도 갈라 적습니다.
시행령은 「9시에서 15시」라고만 쓰고 그 시간축이 표준시인지 태양시인지 명시하지 않습니다. 우리는 진태양시를 씁니다. 태양이 정남에 오는 순간이 12시가 되는 시간입니다. 일조는 태양의 위치가 결정하는 물리량이고, 표준시는 경도 135°에 맞춘 행정 시간이라 서울에서는 태양 남중이 12시 31분쯤에 옵니다. 표준시 09~15시로 재면 창이 태양 기준으로 30분 어긋납니다.
그래서 화면에 표준시 환산을 같이 보여줍니다 — 서울이면 「진태양시 09~15시 = 표준시 약 09:30~15:30」, 뉴욕이면 「08:57~14:57」. 어느 시간축을 썼는지 밝히는 것으로 처리했습니다. 남중 시각은 지점의 경도와 EPW 헤더의 표준시 값에서 계산합니다. 경도로 표준시를 추정하면 한국이 UTC+8.5로 나와 태양 방위가 7° 돌아가는 함정이 있어서, 실제 값(+9)을 읽습니다.
바람·열쾌적이 쓰는 건물 높이맵을 그대로 씁니다. CFD는 필요 없습니다 — 그림자는 순수 기하라 3분짜리 GPU 계산을 기다릴 이유가 없습니다. 반경 300m가 약 4초, 500m가 14초, 800m가 28초입니다.
날짜(동지·하지·춘추분·임의 날짜)의 일출부터 일몰까지 10분 간격으로 태양 위치를 구하고, 각 시각에 지면의 모든 격자점이 볕인지 그늘인지 판정해 더합니다. 10분 간격은 6분과 비교해 0.01시간 차이라 충분합니다.
처음엔 다른 방식으로 만들었습니다. 각 격자점에서 방위별 수평선 높이 지도를 한 번 구워두면, 어느 날짜·어느 시각이든 태양 고도가 그 방위의 수평선보다 높은지만 보면 되니 모든 날짜가 공짜가 됩니다. 4~9초에 구워 놓으면 그다음은 0초입니다. 매력적이었습니다.
그런데 하루를 적분해보니 일조시간이 정답보다 0.15~0.29시간 많게 나왔습니다. 한 시각의 오차는 1~5%라 작아 보였는데, 하루치를 더하면 한 방향으로 쌓였습니다. 방위 해상도를 두 배로 올려도 줄지 않았습니다 — 원인은 방위가 아니라 방위선을 따라 건물 높이를 표본하는 거리 간격이었고, 표본 사이의 가는 건물을 놓치고 있었습니다.
이 지표는 법령 기준에 인접한 값입니다. 「괜찮다」고 잘못 말하는 방향의 편향은 쓸 수 없습니다. 버렸습니다.
대신 그림자 판정식을 재귀로 접었습니다. 태양 반대 방향으로 뒤에서부터 「지금까지 본 최대 높이에서 거리에 따른 감쇠를 뺀 값」을 러닝 맥스로 끌고 오면, 표본 사이를 건너뛸 수가 없고 오히려 30% 빠릅니다. 비용은 정밀도를 깎아서가 아니라 계산 범위를 도판 안으로 좁혀서 줄였습니다(밖의 완충 고리를 빼니 1/5.5).
기존에 열쾌적이 쓰던 그림자 함수도 같은 병이 있어서 하나로 통일했습니다.
| 동지 | 하지 | |
|---|---|---|
| 평균 일조시간 | 1.8시간 | 6.9시간 |
| 09~15시 연속 2시간 확보 면적 | 36% | 89% |
| 08~16시 총 4시간 확보 면적 | 15% | 79% |
동지 명동은 골목 대부분이 하루 1시간도 볕이 들지 않습니다. 도판에서 감청색으로 나오는 자리입니다. 뉴욕 미드타운도 물리적으로 같은 모양입니다 — 겨울 이면도로는 볕이 거의 없고 대로만 밝습니다.
색은 0·1·2·3·4·5·6·8·10·12시간 경계로 갈립니다. 2시간과 4시간은 위 기준의 문턱이라 경계로 못 박지 않고 연속 램프 안에 두었습니다 — 경계로 박으면 사람이 도판 색만 보고 「기준 통과/미달」을 읽게 되는데, 그건 이 도판이 할 수 없는 판정입니다(아래 참조).
건물은 회색으로 깔았습니다. 처음엔 건물과 도판 밖이 둘 다 흰색이라 도심 도판이 통째로 비어 보였습니다. 필지 규모에서 도로를 회색으로 깐 것과 같은 처리입니다.
도판만 저장하는 버튼이 따로 있습니다. 기본 저장은 제목·컬러바·설명이 붙고, 「도판만」은 그림만 나갑니다 — 보고서에 직접 앉힐 때 쓰시고, 그 경우 캡션은 직접 달아주세요.
세 가지 이유입니다.
그래서 이 도판으로 할 수 있는 것은 「이 대지 주변에서 겨울 볕이 드는 자리와 안 드는 자리」를 초기 배치 단계에서 읽는 것입니다. 옥외 공간을 어디 두어야 겨울에 쓸 수 있는지, 저층부 상가가 어느 면에서 어두울지, 인접 건물의 그림자가 우리 대지의 어느 부분에 하루 종일 떨어지는지. 일조권 검토는 측량 성과와 검증된 일조 분석 프로그램으로 별도로 하셔야 합니다.