▲ 사진은 2018년 3월에 열렸던 ‘프랑크푸르트국제조명전시회’의 현장 모습이다.(사진=김중배 大記者)     © 한국에너지절약신문

자연적인 성장이든, 건강을 유지하기 위한 최적의 조건이든, 빛에는 다양한 작동 메커니즘이 있다. 그것은 인체의 메신저 물질에 영향을 미치고 생체  시계가 시간을 유지하도록 한다. 이런 메카니즘에 사용되는 빛의 파장은 관련 애플리케이션에 결정적인 영향을 미친다.

빛은 일반적으로 자외선(UV)과 적외선(Infrared) 사이의 스펙트럼을 나타내는 이름으로, 밝기와 색상에 대한 인간의 인식을 유발한다. 대부분의 사람들은 400에서 780 나노미터 사이의 파장을 가진 빛(가시광선)을 본다. 이것은 자연광과 인공 광원 모두에 적용된다.

반면에 인간의 눈에는 보이지 않는 에너지가 풍부한 UV 복사 파장과 적외선 복사라고 하는 열복사가 있다. 적외선과 자외선은 둘 다 가시 스펙트럼의 아래쪽과 위쪽에 있다.

◆새로운 관점에서 보유한 오래된 기술
한편 가시광선 스펙트럼 아래쪽에 있으며 파장이 100 ~ 280 나노미터 사이 에 해당하는 UVC 방사선은 식품 산업, 식수 처리 및 운영, 극장의 장기간에 걸친 정화 및 소독에 사용돼 왔다. 지금까지 이 방사선은 UV 수은-증기 램프에 의해 생성됐다.

그런데 UVC 방사선의 효과는 복용량에 따라 결정된다. 그러므로 UVC 방사선의 양이 충분해야 하고 바이러스, 박테리아 및 미생물의 DNA를 손상시킬 수 있는 충분한 시간이 있어야 살균 또는 멸균 효과를 거둘 수 있다.

그리고 이런 효과가 필요한 경우에만 발생하도록 하려면 차폐가 가능한 상황에서 방사선이 발생하도록 해야 한다. 그렇지 않으면 방사선이 인체에 해를 끼칠 수 있다.

특히 이 기술은 최근에 코로나 전염병이 확산되면서 Covid-19와의 싸움에 사용되는 UVC 소독 장치에 사용되면서 새롭게 힘을 얻고 있다. 그 결과 제조업체에서는  UVC 방사선을 적용할 수 있는 영역이 크게 늘어남에 따라 이런 장비에 대한 주문이 넘쳐나고 있다.

예를 들어서 UVC 빛을 이용한 살균 시스템은 학교, 유치원, 버스 및 공항에서 사용된다. 또한 쇼핑센터 천장의 공기 필터 시스템에 대한 연구가 이뤄지고 있다. 현재 UVC LED를 사용해서 만든 차세대 UVC 램프에 대한 작업이 진행 중이기도 하다.

◆LED 기술이 미치는 신체 리듬에 대한 긍정적인 영향
또 다른 빛의 파장대는 생물학적 빛 계획에 사용된다. HCL(Human Centric Lighting)이라고도 하는 이 접근 방식의 포인트는 사람에 대한 빛의 물리적 효과이다.

빛의 스펙트럼 구성은 하루 동안 계속 변화하며 유기체는 이런 변화에 반응한다. 아침의 높은 청색 함량은 저녁에 덜 뚜렷해지기 전에 활성화되고 인체에 활력을 준다.

그러면 빛이 더 따뜻해져 사람들이 긴장을 풀게 되고 자연스럽게 피로감을 느끼게 된다. 이런 지식은 HCL에서 잘 사용된다.

한편 건물에서 빛이 사용되는 방식은 사용자와 건물의 목적에 따라 달라진다. 예를 들어, 학교 또는 대학과 같이 교육에 사용되는 경우에는 집중력이 필요하며, 이런 집중력은 파란색 함량이 높은 빛을 비출 때 강화된다.

병원의 치료실에서도 비슷한 조명이 필요하다. 그러나 회복 중인 환자의 경우 최적의 회복을 위해 더 따뜻한 조명이 필요하다.

대상 그룹에 따라 기대치도 달라진다. 예를 들어, 노인은 젊은 사람들보다 더 많은 빛이 필요하다.

또한 산업 표준은 사무실 건물이나 공장의 작업장에 적용되며 조명을 계획할 때 이 점을 고려해야 한다. 이를 바탕으로 자극적인 작업 환경을 조성하기 위해 목적 지향적인 방법을 마련해야 한다.

HCL 콘셉트는 또한 햇살과 같은 분위기를 제공하며 호텔에 있는 고객의 웰빙 느낌에 영향을 준다.(출처 : Messe Frankfurt / Pietro Sutera)

◆‘HCL조명’, 2022년 ‘Light+Building’에서 볼 수 있어
오늘날의 LED 기술에 힘입어 HCL 개념은 이전보다 더 쉽게 구현할 수 있다. 또한 능동적인 조명 관리 시스템이 빌딩 시스템 기술에 통합되면 태양 보호 시스템, 정전 시설 및 햇빛과 결합해서 다양한 광원을 정확하게 제어할 수 있다.

또한 이런 시스템은 건물의 에너지 소비와 비용을 절감하는데 활용할 수 있다.

특히 최적의 환경에서 HCL 개념을 사용하면 사무실 건물 및 교육 기관의 집중력 향상, 공장의 생산성 향상 및 병원의 빠른 회복과 같은 장기적인 이점을 얻을 수 있다.

이와 관련해서 2022년 3월 13일부터 18일까지 프랑크푸르트 암 마인에서 열리는 다음 ‘Light + Building(프랑크푸르트국제조명전시회)’에 참가하는 많은 출품 업체는 UVC 방사선과 함께 작동하는 차세대 기술은 물론 빌딩 서비스 기술과 동기화 될 수 있는 HCL 개념을 선보일 예정이다.

한편 더 많은 ‘Light + Building’의 주요 테마는 다음에서 찾을 수 있다.
▶http://light-building.com/top-themes

/ 김중배. 조명과 인테리어 발행인 겸 편집인. 조명평론가.