2.1 실외 LED 조명기구의 개요

조명기구는 광원으로부터 나오는 빛을 제어(굴절, 반사, 투과, 흡수)하여 효과적인 배광과 램프의 휘도, 눈부심의 감소 등 조명에 도움이 되는 장치이며 때로는 램프를 보호하는 것을 주로 하는 경우도 있다⁽¹⁾. 조명기구는 실내외, 옥외, 선박, 특수 등의 분야에 따라 설치되어지는 환경과 관련되어 있는데 주로 작업조명(Task Lighting), 주변조명(Ambient Lighting), 장식조명(Decorative Lighting)으로 사용되는 목적에 따라 구분되며 조명 방식은 건축화 방법에 따라서도 세분화되고 있다. 실외 조명기구는 옥외조명시설로 취급될 수 있는데 이는 건축의 일부로 간주하여 건축화 공간에 대한 조명 방식의 관점에서 해석될 수 있다. 실내 조명기구에서 분류하고 있는 설치 방법, 기구 배치, 배광 형태, 기구 종류에 의한 구분이 적용될 수 있으나 기구의 종류에 의한 분류로서 설치 환경이나 사용 목적에 따라 대표적으로 아래 Fig. 1.과 같이 구분할 수 있다. 경관등기구는 정부 정책 등에 의한 도시 미관의 관점에서 변화의 폭이 크며 그 범위가 시대의 흐름에 따라 확장되고 축소될 수 있다.

2.2 LED 투광등기구의 개념

투광등기구의 최초 등장은 아래 Fig. 2.를 통해 알 수 있듯 1차 세계대전 이전인 1878년 영국 셰필드 브라몰 레인 구장의 축구 경기에서 10yd 높이의 나무 무대 위에 12개의 조명이 설치되었던 기록으로 알 수 있다. 이후 1950년대에 영국과 미국을 중심으로 본격적으로 실외 야간 스포츠 경기를 관람하기 위한 목적으로 사용되기 시작하였다⁽²⁾.

투광등기구는 고압나트륨램프, 메탈할라이드 램프와 같이 반사경이나 렌즈를 사용하여 시설의 규모가 넓은 공간을 조사(照射)하기 위해 빛을 멀리 보내거나 넓게 조사하기 위해 특수 목적의 빔각을 필요로 하는 조명기구로서 LED로 광원이 대체되면서 목적에 적합한 광량을 위해 고출력이 요구되는 LED 투광등기구도 기존 출력 대비 60% 정도의 출력으로 광속을 맞출 수 있게 되었다. 투광등기구는 야간의 작업이나 활동에 불편함이 없어야 함에 따라 수용할 수 있는 공간의 규모와 범위에 따라 KS A 3011 조도 기준(Fig. 3.)에서 규정하고 있는 요건과 함께 환경이나 공간에 맞는 광도의 분포인 배광(Light Distribution)의 검토가 필요하다. 배광은 1차적으로 광원의 종류나(본 지에서는 *LED 광원을 일컬음) 설계된 구조나 위치 등에 영향을 받으며, 2차적으로 빛의 지향각을 제어하기 위한 렌즈 또는 반사경의 영향을 받는 조명기구이다.

2.3 LED 투광등기구의 적용 공간 및 설치 방식에 따른 특성

본 연구에서는 KS C 3706 옥내운동장의 조명기준과 관계되는 스포츠 시설과 공장 및 휴게 광장을 중심으로 LED 투광등기구가 설치되어지는 환경의 사례들을 Fig. 4.와 같이 표로 나타내었다. LED 투광등기구의 설치환경 특성을 조사한 결과 시설의 규모가 넓은 공간을 조사(照射)하기 위해 1kW 이상의 고출력 조명기구가 적용되어 있었다. 설치 환경 특성상 높은 광량을 필요로 하므로 빛이 발광하는 전면 부의 면적이 사각 또는 원형의 형태로 대체적으로 크다는 것을 알 수 있다. 또한, 필요한 범위로 빛을 보내기 위해 바이저 등이 옵션으로 적용되어 있었다. 스포츠 시설, 휴게 광장은 15M 이상의 등주에 매달기 위해 스틸 소재의 고정형 브라켓이 적용되어 있었고, 옥내외 공장은 캐노피(Canopy), 천장구조물에 결속을 위한 높이 조절을 위해 팬던트 부자재(체인, 파이프)를 혼용시킬 수 있는 구조로 되어 있음을 알 수 있다. 외관 컬러는 그레이 계열이 주를 이루었고, 알루미늄 소재에 분체 도장으로 마감하여 유광, 무광, 반광 처리가 된 것을 살펴볼 수 있었다.

LED 투광등기구의 설치환경 특성을 분석해 본 결과 형태학적 측면에서 볼 때 4가지 요인을 추출할 수 있었다. 이는 KS C 7712 LED 투광등기구에서 정의하고 있는 빛을 모아 일정한 방향으로 비추어 주는 LED 등기구로 여러 작업환경에서 조명(照明)을 위해 사용되는 제품이다. 따라서 형태학적 관점에서 볼 때 성능에 대한 기본 요건과 관계되는 기능과 밀접한 관련성을 갖고 있다. 첫 번째 요인은 스포츠 시설, 공장, 휴게 광장과 같이 용도에 따른 총광속 및 지향각과 조건에 적합한 조도(lx) 등과 관계되는 광학적 특성(Optical Characteristics), Fig. 5, 두 번째 요인은 사람들이 공장에서 야간작업이나 경기관람 등과 같이 실외 활동 시 적합할 수 있도록 요구되는 정격전력 및 설치용량에 대한 전기적 특성(Electrical Characteristics), Fig. 6.이라 할 수 있다. 세 번째 요인은 옥내외 환경의 설치 구조와 관계되는 것으로서 스포츠 시설, 공장, 광장 등과 같이 실외 사용을 위한 조명기구의 보호 및 안전, 수명 등과 관련성 있는 외함, IP(Ingress Protection), LED 광원의 열 발생을 효과적으로 방열시킬 수 있는 요건의 기구적 특성(Mechanical Characteristics), Fig. 7.이 있다. 네 번째 요인은 실외 설치 환경이 독립적인 공간을 필요로 하는데 관여되는 것으로 LED 투광등기구는 외형이 분명하게 드러나는 오브젝트로서 미학적인 관점에서 볼 때 장식적인 요인과 관계되는 것이며 디자인적 특성(Design Characteristics), Fig. 8.이라 할 수 있다. 본 지에서 미학적 관점의 디자인적 특성을 디자인 전문요소인 CMF(Color, Material, Finishing)통해 살펴보고자 한다.

2.4 실외 LED 조명기구 디자인 요소

LED 투광등기구의 적용 공간과 설치 방식에서 고찰한 바와 같이 형태학적 측면(Morphological Aspect)의 요인은 전기적 특성, 광학적 특성, 기구적 특성, 디자인적 특성을 필요로 하는 것이다. 조명기구는 사람이 사용하는 제품으로 광학적, 전기적, 기구적 특성과 관계되는 기능과 상품의 가치를 결정하는 미학의 관점이 상호 관련성을 갖는 제품이며 실체화되어야 하는 조형의 측면에서 디자인적 특성이라 할 수 있다. 실외의 독립된 공간에 설치되어지는 장식적인 측면과도 관계될 수 있는 디자인적 특성을 형태와 함께 디자인의 전문요소라 할 수 있는 CMF(Color, Material, Finishing)를 통해 실외 LED 조명기구로서의 디자인 요소를 제시하였다.

1) 컬러적 측면

색의 속성은 빛의 파장 자체를 느끼게 하는 색상(Color)과 밝고 어두운 정도를 나타내는 명도(Hue), 색 파장의 순수한 정도를 느끼게 하는 채도(Chroma)의 3가지 요인으로 구분되며 제품에 적용되는 정도와 방법에 따라 시각적이고 감성적인 차이를 만들어내며 효과를 발휘한다^(5,6). 소비자에게는 제품에서 미(美)적인 기능과 브랜드를 대표하는 상징적인 기능을 하는 의미를 내포하고 있어 제품의 디자인에서 고려되어야 할 전문적인 요소분야 중 하나이다. 투광등기구는 공공이 모이는 경기장이나 광장 등에 설치되는 조명기구로서 주간에는 공간과의 조화에 영향을 미치고 있다. 이러한 측면은 Color 요소가 내포하고 있는 상징적 기능과 관계되는데 상징이란 하나의 컬러를 보았을 때 특정한 형상이나 뜻이 상징되어 느껴지는 것을 말하며 사물을 전달하는 매개적 작용을 하는 것으로서 하나의 심벌(Symbol)이나 기호로 볼 수 있다⁽⁷⁾. 컬러의 상징적 역할은 컬러의 연상 작용이 사물의 성격과 관습적인 성향을 띠게 되면서 정서적 반응과 사회적 규범을 상징하게 되는 것이다. 실외 LED 조명기구에서 투광등기구는 적용 공간에 의한 영향을 받을 수 있으며 하나의 오브제로서 문화적 정체성을 만들 수 있다. 빛을 조사하는 기능이 수행되는 점등상태에서는 외관 형상을 포함한 제품 컬러의 구분이 명확할 수는 없지만 소등상태에서는 배치되어 있는 주변 환경에서 하나의 시설물로서 관람자와 교감이 가능한 부분으로 상징적 역할을 하는 컬러 인터페이스가 아래 Fig. 9.와 같이 고려되어야 하는 것이다.

2) 소재적 측면

LED 조명기구 디자인에서 소재의 개념은 컬러, 재료, 가공, 패턴 등을 포괄하는 부분으로 감성적인 가치와 직결되는 중요한 요소이며 인간이 물건이 만나는 접점에서 소통이라는 측면에서 인터랙션의 한 분야로 인식될 수 있으며 더불어 감성적인 가치 품질의 수준으로 확장 되어야 한다. 생산과 기술 중심의 소재·부품 산업에서도 이러한 감성 부여에 대한 필요성을 인식하기 시작하였으며, 이를 반영한 감성 소재 산업 발전에 대한 디자인 주도의 연구가 활발해지고 있는데, 최근 지속가능한 디자인의 일환으로 제품에 사용되는 재료들이 친환경적이고 재활용이 가능한 소재들이 개발되면서 다양하게 시도되며 일상 제품에 적용되고 있다. 게리 허스트윗(Gary Hsutwit)의 디자인 다큐멘터리 ‘Objectfied(2009)’에서 디자인과 소재의 관계에 대해 다음과 같이 언급하고 있는데 “최고의 제품은 디자인과 소재가 분리되지 않는다는 사실을 잘 알고 있으며 제품의 형태와 구성하는 소재, 가공 프로세스는 동시에 일어나는 일이며 이들의 관계는 매우 밀접하다.” 즉, 제품에 있어서 재료의 선택과 적용은 디자인의 감성적인 가치와 공학의 기술적인 해석이 동시 공존되어지는 영역이며 지속적인 연구와 개발을 통한 진화와 융합을 통해 구현될 수 있는 것이다. 실외 LED 조명기구에서 소재적 측면은 핸드메이드 제품과 달리 반도체 광원이 적용되는 전자제품의 성격을 나타내는 공업생산품으로 기계적인 특성에 따른 정의된 형상과 치수에 의한 정밀한 제작 등 일련의 과정을 거쳐 사람들에게 높은 수준의 질을 제공함으로써 물리적인 만족을 넘어 정신적인 만족감까지 전달하는 것과 관계되므로 감성 품질의 기능이 고려되어야 하는 것이다. 소재가 주는 감성적 품질에 있어서 무인양품(無印良品, MUJI) 브랜드를 탄생시킨 하라켄야(Hara Kenya)는 햅틱 이론을 통해 색깔과 형태뿐만 아니라 ‘소비자가 어떻게 느끼게 할 것인가’ 도 디자인의 영역이며 인간은 아주 섬세한 “감각의 다발이다. 이 감각을 활용해 세상을 새롭게 느끼고 보다 풍부하게 만들어가는 것” 이라고 말하고 있다. 아래 Fig. 10.은 소재의 다양성을 나타내주고 있다.

3) 마감적 측면

디자인 완성도를 뜻하는 Finish 는 제품의 디자인에서 소비자와의 교감에 매우 중요한 역할을 하는 요소분야가 되었다. 조형 작업 시 동시에 진행되는 형태의 구성과 재료의 선정, 컬러의 적용에서 마감이라는 요소는 최종적으로 제품의 가치를 혁신시키고 브랜드의 정체성을 담아낼 수 있는 중요한 영역이다⁽⁸⁾. 또한 사용자와 제품 간의 원활한 인터랙션을 이끌어 내고 새로운 경험을 제공하며 사용되는 환경과 공간 혹은 목적에 따라서 새로운 의미를 부여시키는 디자인의 핵심 언어로 떠오르고 있다. 변화하고 있는 시대 상황과 감성화 되어가는 소비자들의 기호 속에서 제품디자인의 요소에서 칼라와 소재, 표면처리 재질감은 제품의 성공여부에 가장 중요한 요소가 되고 있다⁽⁹⁾. 제조과정을 거치는 제품에서 Finish 는 최종 공정으로서 생산 가공에 따른 표면처리디자인의 요소라고도 볼 수 있는데 목적은 소비자의 심미적 요소를 자극하고 구매 효과를 극대화하여 제품의 가치를 높이는 것이다. 4차 산업이 전개되고 있는 현재 실외 LED 조명기구는 대체재로서의 변화가 아닌 보완재로서 새로운 경험을 제공하기 위해 최종 디자인의 미학적 측면이 인간에게 하나의 완벽한 제품으로 다가설 수 있게 되는 것이다. B&O(Bang&Olupsen)의 수석 디자이너였던 데이비드 루이스(David Lewis)는 디자이너의 역할에 대해 “소비자는 자신들이 무엇을 필요로 하는지, 어떤 옵션이 필요한지 모른다. 디자이너가 제시해야 한다.” 고 하였다. 즉, 한편으로 대중들은 제품을 통해서 새로운 경험을 제공받기를 원한다는 것이다. 아래 Fig. 11.와 같이 실외 LED 조명기구에서 적용 공간과 설치 방식 그리고 용도에 따른 여러 방향으로의 커뮤니케이션에 있어서 새로운 경험의 기능을 제공할 수 있도록 고려되어야 하는 것이다.

2.5 실외 LED 조명기구의 적용 공간과 설치 방식에 따른 디자인 요소의 관계성

실외 LED 조명기구의 디자인의 요소로 형태학적 측면을 기능과 관계되는 광학적, 전기적, 기구적 특성과 미학과 관계되는 디자인적 특성을 디자인의 전문요소인 CMF를 통해 고찰한 결과 실외 LED 조명기구의 기능과 관계되는 요인으로서 ‘총광속 및 지향각’ 과 관계되는 광학적 특성으로 나타나는데 LED의 패턴과 그에 따른 렌즈의 적용으로 인한 형태학적 측면에 작용을 하고 있다. ‘정격전력 및 설치용량’ 과 관계되는 전기적 특성으로 형태학적 측면에서 제품의 크기와 관련되는 작용을 보이며 이는 ‘제품의 안전 및 보호, 수명’ 과 관계되는 기구적 특성과 연관되는 것이라 할 수 있다. 미학과 관계되는 요인은 ‘공간과 설치’ 로 나타나는 디자인적 특성으로서 형태학적 측면에서는 독립된 환경에 작용을 미치는 것이며 기능과 미학으로 구분되는 위 4가지 특성들은 디자인 전문요소인 CMF를 통해 의미적 관점으로도 해석될 수 있는데 본 지에서는 컬러적 측면으로 상징적 기능(Symbolic)으로의 사례들에서 살펴본 바와 환경 및 공간과의 Harmony를 위해 고려되어야 하는 중요한 요소임을 알 수 있다. 소재적 측면에서는 감성적 품질(Sensitive Quality)로 1984년 도쿄 이과대학의 카노 노리아키(Noriaki Kano) 교수가 제창한 개념인 기본 품질이란 제품의 물리적인 완성도를 높여서 불량품을 줄여도 고객은 당연하다는 반응을 보이고, 물리적 완성도가 낮고 불량품이 발생하면 ‘마음에 들지 않는다.’ 고 하는 품질을 일컫는 것처럼 정신적인 만족과 질적 수준의 향상의 기능을 내포하는 것이라 할 수 있겠다. 마감적 측면에서의 새로운 경험의 기능(New Experience)은 표면처리디자인의 인지속성을 이루는 요소로 크게 물리적인 인지속성과 이미지 인지속성으로 나뉘며, 물리적 인지속성은 표면처리디자인의 원재료, 표면처리 가공기술 등 객관적인 요소로 구성되며 이미지 인지속성의 경우 외관으로 드러나 보이는 시각적, 촉각적 요소를 말하며 표면 거칠기나 광택도, 투명도, 표면입자, 표면연성 등이 중요한 요소로 꼽히는 것⁽¹⁰⁾으로 제품에 있어서 Finish 요소는 디테일한 요소들인 표면처리를 위한 후 가공, 도장, 인쇄, 패턴, 조각 등을 통해 사용자의 호기심을 자극시키고 흥미를 유발시키며 더 나은 질과 새로운 경험을 제공해주는 것이다. Fig. 12. 에서 나타낸 것과 같이 실외 LED 투광등기구를 중심으로 관계되는 디자인 요소들의 관계성을 도출하여 Leveling 하였다.