태양 궤적도와 그림자 다이어그램
「일조·그림자」 탭이 대지 주변 건물을 세운 3D 모형 위에 표시하는 태양 궤적과 그림자의 계산 방법, 설정 항목, 법정 일조권 검토와의 차이를 설명합니다.
개요
「일조·그림자」 탭은 주소로 정한 대지 주변의 건물을 3D로 세우고, 그 위에 태양 궤적과 지정한 시각의 그림자를 표시합니다. 그림자 검토에는 주변 건물이 모두 세워진 모형이 필요하며, 이 탭은 라이노·스케치업 모델링이나 플러그인 없이 브라우저에서 그 모형과 그림자를 만듭니다.
이 도판은 계획 초기에 배치와 향을 정하는 데 씁니다. 대지의 향, 겨울 아침에 그늘이 지는 방향, 남측 고층이 만드는 그림자의 도달 범위를 확인할 수 있습니다.
사용 방법
- 「일조·그림자」 탭 선택
- 「날짜」에서 하지·춘분·추분·동지 중 하나를 고름
- 「시각」 슬라이더로 시각을 정함. 태양 위치와 그림자가 그 시각에 맞춰 바뀜
- 필요하면 「드리운 그림자만」을 켬
- 「정북 정렬」 또는 「평면뷰」로 시점을 정한 뒤 「PNG 저장」을 누름
설정 항목
| 항목 | 값·범위 | 설명 |
|---|---|---|
| 「날짜」 | 하지 · 춘분 · 추분 · 동지 | 태양 궤적과 그림자의 기준일 |
| 「시각」 | 그 대지가 속한 표준시 | 서머타임 미적용 |
| 「드리운 그림자만」 | 켬 · 끔 | 켬: 면 색이 고정되고 옆 건물이 드리운 그림자만 표시됨. 끔: 해를 등진 면도 어두워짐 |
도판 출력
| 항목 | 설명 |
|---|---|
| 「정북 정렬」 | 기울기와 확대는 그대로 두고 북쪽만 화면 위로 돌림. 보고서에 여러 장을 넣을 때 방위가 어긋나지 않음 |
| 「평면뷰」 | 바로 위에서 내려다보는 시점. 그림자 길이를 잴 때 정확함 |
| 「PNG 저장」 | 화면 크기와 관계없이 항상 같은 크기로 저장. 배경이 투명해 보고서 종이색 위에 그대로 얹힘 |
계산 방법
태양 위치
태양 고도와 방위는 위도·경도·날짜·시각으로 계산합니다. 계산식은 미국 해양대기청(NOAA)의 태양 위치 알고리즘을 그대로 씁니다. 외부 API를 호출하지 않으므로 궤적이 즉시 그려지고, 인터넷 연결이 끊겨도 표시됩니다.
계산 결과는 이론값으로 검증할 수 있습니다. 남중고도는 90° − |위도 − 태양 적위|이고, 태양 적위는 하지 +23.44°, 동지 −23.44°입니다. 서울(위도 37.57°)의 값은 다음과 같습니다.
| 서울 | 일출 | 남중 | 남중고도 | 일몰 | 이론값 |
|---|---|---|---|---|---|
| 하지 6/21 | 05:11 | 12:34 | 75.9° | 19:57 | 75.9° |
| 춘분 3/21 | 06:35 | 12:39 | 52.6° | 18:44 | 52.4° |
| 동지 12/21 | 07:43 | 12:30 | 29.0° | 17:17 | 29.0° |
남중 시각이 12시 정각이 아닌 것도 계산이 맞다는 근거입니다. 원인은 두 가지입니다. 한국 표준시는 동경 135°를 기준으로 하지만 서울은 127°에 있어 남중이 약 30분 늦습니다. 여기에 지구 궤도가 타원이어서 생기는 균시차(최대 ±16분)가 더해집니다. 이 때문에 남중 시각은 날짜에 따라 12:30~12:39 사이에서 바뀝니다.
시각 기준
「시각」 슬라이더의 시각은 그 대지가 속한 표준시입니다. 한국은 전 국토가 KST(UTC+9)이고, 미국은 경도로 표준시를 정합니다.
서머타임은 적용하지 않습니다. 서머타임은 나라·연도마다 규칙이 다르고(미국은 2007년에 시작일과 종료일이 바뀜), 정확히 반영하려면 대지가 속한 나라별 규칙표가 필요하기 때문입니다. 규칙을 어림해 넣지 않고, 화면에 표준시이며 서머타임을 적용하지 않는다고 표시합니다.
미국 도판의 시각도 표준시입니다. 뉴욕 하지 일출은 04:25로 표시되며, 그날 뉴욕의 실제 시계 시각은 05:25(EDT)입니다. 표시 시각에 1시간을 더하면 실제 시각이 됩니다.
기준 날짜
태양 궤적은 날마다 조금씩 달라지며, 그 폭의 양 끝과 가운데를 표시하면 1년의 범위가 모두 들어갑니다.
| 날짜 | 궤적 |
|---|---|
| 하지 | 가장 높고 긴 궤적 |
| 춘분 · 추분 | 하지와 동지 사이의 궤적. 정확히 정동에서 떠서 정서로 지며 직선에 가까움. 도판에서 동서축의 기준선 |
| 동지 | 가장 낮고 짧은 궤적 |
춘분과 추분의 궤적은 거의 겹칩니다. 두 날을 따로 선택할 수 있는 것은 균시차 때문에 봄과 가을의 시각별 태양 위치가 조금 어긋나기 때문입니다.
음영 판정
3D 그림자는 면이 가려졌는지만 판정합니다. 면이 어두워지는 원인은 두 가지입니다.
| 구분 | 상태 | 판정 |
|---|---|---|
| 자기 음영 | 면이 해를 등지고 있음 | 해를 등짐(N·L ≤ 0) |
| 드리운 그림자 | 면이 해를 향하지만 다른 물체에 가려짐 | 해를 봄 + 가려짐 |
두 가지를 함께 표시하면 건물 전체가 회색으로 덮여 옆 건물의 그림자를 구별하기 어렵습니다. 「드리운 그림자만」을 켜면 면 색이 계절·시각과 관계없이 고정되고 옆 건물이 드리운 그림자만 남습니다. 도판에는 이 설정이 적합합니다. 끄면 해를 등진 면도 어두워져 입체감이 드러납니다.
제한 사항
이 도판은 법정 일조권 검토가 아닙니다. 국내 일조 규정은 「건축법」 제61조와 같은 법 시행령 제86조에 있으며, 크게 두 가지입니다.
| 규정 | 내용 | 비고 |
|---|---|---|
| 정북방향 이격 | 전용주거지역·일반주거지역에서 건축물의 각 부분을 정북방향 인접 대지경계선으로부터 일정 거리 이상 띄움(높이 9m 이하 부분은 1.5m 이상) | 거리 계산이며 그림자 그림이 아님 |
| 공동주택 인동간격 | 같은 대지의 모든 세대가 동지를 기준으로 9시~15시 사이에 2시간 이상 연속 일조를 확보할 수 있는 거리 이상 띄움 | 그림자와 관계가 있으나 판정 대상은 세대의 채광창이며 땅바닥이 아님 |
법정 검토는 인접 대지경계선과 세대 창면을 기준으로 판정합니다. 이 도판은 주변 도시조직이 대지에 드리우는 그림자를 보여 주며, 목적이 다릅니다.
모형에는 수목·차양·옹벽이 없습니다. 높이도 층수도 알 수 없는 건물은 세우지 않습니다. 없는 높이를 지어내면 도로 위에 실제로 없는 그림자가 생기기 때문입니다. 따라서 그림자는 실제보다 적게 표시됩니다. 인허가·심의에 쓰려면 실측 모델과 건축사의 검토가 별도로 필요합니다.
일조시간 지도
3D 그림자는 지정한 한 시각의 상태를 보여 줍니다. 하루 전체를 더한 결과는 일조시간 지도와 「일조시간」 패널로 확인합니다.
