[국내논문]주관평가와 작업수행도의 상관관계 분석에 의한 조명 색온도에서의 피로도 평가 Evaluation of fatigue by Analysis of Relation between Subjective Rating Score and Working Performance with Color Temperature원문보기
조명 색온도에 따른 작업자의 피로도를 평가하기 위하여 세 종류의 조명 색온도(2700 K, 4000 K, 6500 K)를 실험변수로 하여 모니터상에서 오류수정 작업이 수행되었다. 색온도의 변화에 따른 인체의 영향을 평가하기 위하여 먼저 주관평가와 작업수행도의 상관관계를 분석하였다. 시각피로·정신피로와 집중도에 관한 주관평가를 실시한 결과, 2700 K에서 시각피로 및 정신피로가 가장 적고 집중도가 높으며 작업수행도가 가장 좋았다. 6500 K에서 정신피로를 가장 많이 느끼고 집중도가 제일 낮았으나, 시각피로를 가장 많이 느낀 4000 K에서의 작업수행도가 가장 낮았다. 결과적으로 세 가지 색온도 조건 중 2700 K가 모니터상의 오류수정 작업에 가장 적합하다고 할 수 있다.
조명 색온도에 따른 작업자의 피로도를 평가하기 위하여 세 종류의 조명 색온도(2700 K, 4000 K, 6500 K)를 실험변수로 하여 모니터상에서 오류수정 작업이 수행되었다. 색온도의 변화에 따른 인체의 영향을 평가하기 위하여 먼저 주관평가와 작업수행도의 상관관계를 분석하였다. 시각피로·정신피로와 집중도에 관한 주관평가를 실시한 결과, 2700 K에서 시각피로 및 정신피로가 가장 적고 집중도가 높으며 작업수행도가 가장 좋았다. 6500 K에서 정신피로를 가장 많이 느끼고 집중도가 제일 낮았으나, 시각피로를 가장 많이 느낀 4000 K에서의 작업수행도가 가장 낮았다. 결과적으로 세 가지 색온도 조건 중 2700 K가 모니터상의 오류수정 작업에 가장 적합하다고 할 수 있다.
We purpose to evaluate the fatigue of the error correcting task on monitoring with color temperature 2700 K, 4000 K and 6500 K. Results of questionnaire on subjective feeling of visual fatigue, mental fatigue and concentration. Visual fatigue and mental fatigue level were the lowest, concentration l...
We purpose to evaluate the fatigue of the error correcting task on monitoring with color temperature 2700 K, 4000 K and 6500 K. Results of questionnaire on subjective feeling of visual fatigue, mental fatigue and concentration. Visual fatigue and mental fatigue level were the lowest, concentration level was the highest and working performance was the best at 2700 K. At 6500 K, mental fatigue level was the highest and concentration level is the lowest. At 4000 K, visual fatigue level was the highest and working performance shown the worst ratio of correcting answers. As results, color temperature 2700 K is the best condition of color temperature to perform the error correcting task on monitoring.
We purpose to evaluate the fatigue of the error correcting task on monitoring with color temperature 2700 K, 4000 K and 6500 K. Results of questionnaire on subjective feeling of visual fatigue, mental fatigue and concentration. Visual fatigue and mental fatigue level were the lowest, concentration level was the highest and working performance was the best at 2700 K. At 6500 K, mental fatigue level was the highest and concentration level is the lowest. At 4000 K, visual fatigue level was the highest and working performance shown the worst ratio of correcting answers. As results, color temperature 2700 K is the best condition of color temperature to perform the error correcting task on monitoring.
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문제 정의
본 논문에서는 우선적으로 심리지표와 행동지표의 상관관계를 분석한 결과를 보고하려고 한다. 또한, 색 온도 변화와의 상관관계를 추출함으로써 일반 사무환 경에서 많이 이루어지는 VDT 작업시의 조명 적합성 을 평가하고 사무환경 여건에 맞는 조명환경의 새로운 guideline을 제시하고자 한다.
본 논문에서는 우선적으로 심리지표와 행동지표의 상관관계를 분석한 결과를 보고하려고 한다. 또한, 색 온도 변화와의 상관관계를 추출함으로써 일반 사무환 경에서 많이 이루어지는 VDT 작업시의 조명 적합성 을 평가하고 사무환경 여건에 맞는 조명환경의 새로운 guideline을 제시하고자 한다.
본 연구는 위에 서술한 점들을 보완하여 조명환경에 있어 조명광원 특성 중 조도를 500 lx로 고정하고, 색 온도를 실험변수로 설정하여 사무환경에서의 조명이 작업자에게 미치는 영향을 평가하기 위해 심리지표인 주관평가, 행동지표인 작업수행도, 생리지표인 자율신 경계 및 중추신경계 활동을 분석하고자 한다. 작업수 행 과제는 사무환경에서 일반적인 형태인 Excel을 이용한 오류수정 작업을 실시하였다.
본 연구에서는 조명의 색온도를 변수로 한 사무환 경에서 VDT 작업자의 피로도를 평가하기 위해 심리 지표인 주관평가와 행동지표인 작업수행도의 상관관계를 분석하였다.
제안 방법
모니터상에 101~399까지의 숫자가 무작위로 배열 된 2개의 표가 좌우에 배치되어 있으며, 오른쪽의task용 sheet는 6 %(총 300셀 : 50행 x6열)의 error를 포함하고 있다. 각 sheet의 시작시간을 기입하도록 하였으며, task는 20분씩 총 3회 실시하였다.
피험자는 실험절차에 따라 작업수행을 하고서 그림2의 13항목들에 대한 주관적 평가를 Magnitude Esti- mation법 (0—100 scale)에 의해 컴퓨터상에서 실시하였다. 그리고, 작업수행과 동시에 중추신경계와 자율 신경계 생리신호 EEG, ECG, 맥파, 피부전기반응 (GSR), 호흡 및 피부온도를 측정하였다. 생리신호 측정 동안 신체의 움직임으로 인한 noise가 발생하는 것을 최소화하기 위해 피험자가 숫자를 비교할 때는 오른손만을 사용하여 키보드의 방향키 커서를 이동하 도록 지시하였다.
환경조건은 조도 500 lx, 온도 23±1 S 습도 50±5 % RH로 설정하였다. 또한, 조명의 실험변수는 세 종류의 색온도, 즉 주광색에 속하는 6500 K, 냉백색인 4000 K, 전구색인 2700 K로 설정하였다.
본 연구에 앞서 조도레벨을 400 lx로 설정하고 색 온도 2700 K와 4000 K에서 40분간 paper상 데이터검색작업을 실시하여 그 실험결과를 검토하였다⑺. 그 결과 작업수행도는 2700 K에서 더 높았으나 시각 피로 및 정신피로 모두 2700 K에서 더 많이 느낀다고 평가하였다.
색온도 변화에 따른 인체영향을 평가하기 위하여 먼저 주관평가와의 상관관계를 분석하였다.
그리고, 작업수행과 동시에 중추신경계와 자율 신경계 생리신호 EEG, ECG, 맥파, 피부전기반응 (GSR), 호흡 및 피부온도를 측정하였다. 생리신호 측정 동안 신체의 움직임으로 인한 noise가 발생하는 것을 최소화하기 위해 피험자가 숫자를 비교할 때는 오른손만을 사용하여 키보드의 방향키 커서를 이동하 도록 지시하였다.
8세)으로 하였다. 생리신호 측정 및 주관평가에 영향을 미치지 않도록 충분한 휴식을 취하고, 술이나 커피 등 자극적 인 음료섭취를 피하도록 하였다.
서로 다른 색온도가 작업자에게 미치는 영향을 알아 보기 위해 주관평가에 이어 작업수행도를 분석하였다.
그림 3은 주관평가에 의한 시각피로 평가치를 평균 하여 나타낸 결과이다. 여기서는 보다 구체적인 내용 인 '문자가 흐리게 보인다'와 '눈이 피곤하다'의 두 항 목을 평균한 값을 시각피로로 평가하였다. 이 두 항목 을 평균한 값 또한 색온도 간 유의검정을 실시하여 유의수준 p<0.
이 연구는 컴퓨터 desk work이 점차 증가하고 있는 현대의 사무환경에 맞는 조명환경의 조건을 검토 하고 새로운 기준을 제시해야 될 필요성이 증가되었 으며 조명의 권장조도 등을 새롭게 결정할 필요가 있으므로 이를 위해 우선 색온도를 변수로 하여 각 색 온도에서의 심리, 행동지표를 비교 . 분석하였다.
본 연구는 위에 서술한 점들을 보완하여 조명환경에 있어 조명광원 특성 중 조도를 500 lx로 고정하고, 색 온도를 실험변수로 설정하여 사무환경에서의 조명이 작업자에게 미치는 영향을 평가하기 위해 심리지표인 주관평가, 행동지표인 작업수행도, 생리지표인 자율신 경계 및 중추신경계 활동을 분석하고자 한다. 작업수 행 과제는 사무환경에서 일반적인 형태인 Excel을 이용한 오류수정 작업을 실시하였다.
작업을 수행함에 따라서 시각피로가 점차 증가하며, 2700 K<6500 K<4000 K의 순서로 시각피로를 많이 느낀다고 평가하였다. 여기서 2700 K, 6500 K는 비슷한 크기로 증가하는 반면, 4000 K는 Q1-Q2 구 간에서 급격하게 증가하는 특징을 볼 수 있다.
조도레벨 400 lx, 500 lx의 색온도 2700 K, 4000 K를 비교하면, 작업수행도는 두 조도레벨 모두 2700 K 에서 높게 나타났으나 조도 400 lx는 색온도 2700 K 에서 피로를 더 많이 느끼며, 조도 500 lx는 색온도 4000 K에서 피로를 더 많이 느낀다고 서로 다르게 평 가하였다. 편안하게 느껴지는 광원의 색온도와 조도 의 관계에 관한 Kruithof의 연구에 의하면, 저조도에서 색온도가 낮을 경우 사람은 어둡다고 느끼며 고조 도에서 색온도가 낮은 경우 불쾌감을 느끼게 된다고 보고하였다[8].
대상 데이터
피험자는 실험내용에 대해 충분히 숙지하고 실험참 가에 동의한 남자 10명, 여자 2명(평균 23.8세)으로 하였다. 생리신호 측정 및 주관평가에 영향을 미치지 않도록 충분한 휴식을 취하고, 술이나 커피 등 자극적 인 음료섭취를 피하도록 하였다.
데이터처리
여기서는 보다 구체적인 내용 인 '문자가 흐리게 보인다'와 '눈이 피곤하다'의 두 항 목을 평균한 값을 시각피로로 평가하였다. 이 두 항목 을 평균한 값 또한 색온도 간 유의검정을 실시하여 유의수준 p<0.05로 확인되었다.
주관평가는 Window 용 SPSS (Ver. 10.0) 를 이용하여 각 항목의 색온도 요인에 대한 분산분석(ANOVA)에 의해 유의검정을 실시하였다⑹. 그 결과, 문자가 흐리 게 보인다, 눈이 피로하다, 집중이 잘 된다, 졸립다, 눈을 감는 시간이 길어진다, 눈이 피로하다, 시각피로 등의 7개 항목에서 색온도 간의 유의차가 인정되었다 (눈을 감는 시간이 길어진다 : p<0.
추후 보다 많은 피험자에 대해 작업수행과 동시에 측정된 생리신호 및 주관평가 결과를 비교 . 분석하여 사무환경 VDT 작업자의 피로도와 상관관계가 높은 생리지표를 추출함으로써 보다 객관화된 평가와 사무 환경에 적절한 조명 색온도 및 조도 등의 조명환경 기준을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.
이론/모형
실험은 한국표준과학연구원 내의 주거/사무환경평 가실의 사무환경에서 표 1의 실험절차에 의해 실시되었다. 환경조건은 조도 500 lx, 온도 23±1 S 습도 50±5 % RH로 설정하였다.
피험자는 실험절차에 따라 작업수행을 하고서 그림2의 13항목들에 대한 주관적 평가를 Magnitude Esti- mation법 (0—100 scale)에 의해 컴퓨터상에서 실시하였다. 그리고, 작업수행과 동시에 중추신경계와 자율 신경계 생리신호 EEG, ECG, 맥파, 피부전기반응 (GSR), 호흡 및 피부온도를 측정하였다.
성능/효과
본 연구에 앞서 조도레벨을 400 lx로 설정하고 색 온도 2700 K와 4000 K에서 40분간 paper상 데이터검색작업을 실시하여 그 실험결과를 검토하였다⑺. 그 결과 작업수행도는 2700 K에서 더 높았으나 시각 피로 및 정신피로 모두 2700 K에서 더 많이 느낀다고 평가하였다.
0) 를 이용하여 각 항목의 색온도 요인에 대한 분산분석(ANOVA)에 의해 유의검정을 실시하였다⑹. 그 결과, 문자가 흐리 게 보인다, 눈이 피로하다, 집중이 잘 된다, 졸립다, 눈을 감는 시간이 길어진다, 눈이 피로하다, 시각피로 등의 7개 항목에서 색온도 간의 유의차가 인정되었다 (눈을 감는 시간이 길어진다 : p<0.01, 그 외 항목p<0.05).
모든 색온도에서 작업수행 초기에는 집중도가 비교적 크게 증가하고 작업을 수행함에 따라 Q2(taskl) 이후부터 4000 K는 비교적 큰 변동이 없이 일정치를 유지흐卜는 반면, 2700 K와 6500 K는 점차 집중력이 감소하는 경향을 나타낸다.
색온도 2700 K에서 시각피로 및 정신피로를 가장 적게 느끼고 집중도가 높으며 오류수정률이 가장 높게 나왔다. 이러한 결과로부터 모니터상에서의 오류 수정과 같은 작업에 있어서는 실험조건 중 2700 K가 가장 적합한 조명환경이라 판단할 수 있다.
색온도 6500 K에서 정신피로를 가장 많이 느끼며 집중도가 가장 낮게 평가되었다. 그러나 실제 작업수 행은 4000 K에서 가장 낮게 나왔다.
색온도 4000 K에서 시각피로를 가장 많이 느끼며 작업수행도는 가장 낮았다. 시각피로의 경우 task를 수행하면서 모든 색온도에서 증가하는 경향을 보이는 데, 특히 4000 代의 경우 Q1—Q2에서 매우 급격히 증 가하였으며 전반적으로 시각피로가 크다고 평가되었다. 이것은 오답률이 전반적으로 가장 낮게 나온 결과와 일치한다고 볼 수 있다.
이상의 결과들로부터 2700 K는 가장 집중도가 높고 정신피로를 덜 느끼며, 4000 K에서는 정신피로가 완 만히 증가하므로 어느 정도 집중유지가 가능하지만 6500 K에서 집중도가 가장 낮고 정신피로가 가장 큰 것으로 나타났다. 즉, 6500 K의 정신피로가 Q1—Q2 구간에서 일정량 이상 급격하게 증가하며 집중을 방 해하는 요소로써 작용하게 되므로 집중도가 크게 감 소한다고 추측된다.
6500 K 또한 2700 K와 마찬가지로 작업수행 초기 의 집중도가 가장 높기는 하나 전반적으로 집중도가 낮은 색온도로서 정신피로의 급격한 증가경향이 작업 수행에 비교적 많은 영향을 끼치는 것으로 생각된다. 즉, 작업수행 초기에는 급격하게 증가하며 Q3(task2) 에서 가장 큰 정신피로를 느낀다고 평가되었는데, 이것은 어느 범위 이상의 정신피로를 느낄 경우 집중을 방해하는 원인을 제공하게 되며 결과적으로 오류수정 률 결과가 비교적 낮게 나온 것과 밀접한 관련이 있는 것으로 추측된다.
후속연구
추후 보다 많은 피험자에 대해 작업수행과 동시에 측정된 생리신호 및 주관평가 결과를 비교 . 분석하여 사무환경 VDT 작업자의 피로도와 상관관계가 높은 생리지표를 추출함으로써 보다 객관화된 평가와 사무 환경에 적절한 조명 색온도 및 조도 등의 조명환경 기준을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.
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