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문제 정의
- 본 연구는 건축조명 환경의 광학적 특성에 따라 변화하는 인간의 감성 반응을 측정. 평가하여, 조명 광원에 대한 감성 데이터를 확보하는데 연구의 목적이 있다.
- 본 연구에서는 건축조명 환경의 광학적 특성에 따라 변화하는 인간의 감성 반응을 측정. 평가하여, 조명 광원에 대한 감성 데이터를 확보하기 위해 연구를 진행하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 본 연구는 건축조명 환경의 광학적 특성에 따라 변화하는 인간의 감성 반응을 측정. 평가하여, 조명 광원에 대한 감성 데이터를 확보하는데 연구의 목적이 있다.
제안 방법
- 각각의 광원에 따른 시 기능의 명시성 항목을 측정하기 위하여 A4 크기의 백색 용지에 란돌트 환을 구성하여 실험을 진행하였다. 단, 반복되는 란돌트 환표의 사용으로 인한 피험자의 인 지성 향상을 막기 위해 각각의 광원에 따라 피험자에게란 돌트 환의 각기 다른 방향의 임의의 뚫린 방향을 제시하였으며, 피험자는 그 뚫린 방향을 인지하여 개수를 헤아리고 stopwatch를 이용하여 소요된 시간을 측정하도록 지시하였다.
- 각각의 광원하에서의 쾌적성을 평가하기 위해 사용된 평가 어휘는 기존 문헌을 참조로 하여 밝기감, 균일성, 연색성, 눈부심 총 4개의 항목을 추출하였으나, 균일성 측면에서는 광원의 특성상 백열램프할 로겐 램프 메탈할라이드 램프와 수은 램프의 경우는 점 광원인 반면, 형광램프류의 경우는 선광 원이므로 예비실험 결과 본 실험에서는 적절치 않아 균일성을 제외한 3개 항목으로 어휘(밝기가 적당한, 햇빛 색에 가까워 보이는, 눈부심 있는)를 구성하여 실험을 실 시하였다 .
- 광원이 설치될 조명공간은 피험자가 거주하며 실제 상황에서 평가할 수 있는 실물대모형을 채용하여, 5870 X 4370 X 3000血n] 규모의 실에 각각의 조명 광원을 등 간격으로 배치하였다.
- 각각의 광원에 따른 시 기능의 명시성 항목을 측정하기 위하여 A4 크기의 백색 용지에 란돌트 환을 구성하여 실험을 진행하였다. 단, 반복되는 란돌트 환표의 사용으로 인한 피험자의 인 지성 향상을 막기 위해 각각의 광원에 따라 피험자에게란 돌트 환의 각기 다른 방향의 임의의 뚫린 방향을 제시하였으며, 피험자는 그 뚫린 방향을 인지하여 개수를 헤아리고 stopwatch를 이용하여 소요된 시간을 측정하도록 지시하였다. 사용된 란돌트환의 기준 크기(국제안과학회 지정)는 직경의 한쪽에 간격의 구멍이 뚫리도록 제작하였으며, 13행 X 12 열로 구성하였다.
- 먼저 실내 공간의 분위기 평가에 있어서 실내 공간을 인지하는 인간의 심리구조를 명확히 파악하기 위하여 요인 분석을 실시하였다.
- 분위기 평가를 위한 감성 이미지로는 기존 실험에 사용된 어휘를 수집하여 유사 어휘로 생각되는 어휘 는 그룹핑을 실시하여 최종 대표 어휘 17개를 선정하여 예비실험을 실시하였으며 실시 결과, 「입체적인 -평면적인」어휘의 경우 빛의 방향성을 측정하는 평가 어휘이므로 본 실험의 특성상 적합지 않아 그 어휘를 제외한 총 16가지의 어휘를 선정하여 SD 법을 이용해 실험을 실시하였다.
- 시 기능의 피로·스트레스 항목의 측정은 각각의 조명환경별로 주어진 짧은 시간 동안에 충분히 어려움을 가지고 인지할 수 있도록 하기 위해 A4 크기의 백색 용지에 5포인트 크기의 바탕체로 인쇄된 문장을 5분간 읽고 난 후, 그때의 피로·스트레스의 정도를 7단계 가치 단계법을 이용하여 평가토록 하였다. 측정을 위해 사용된 평가 어휘는 기존 문헌을 참조로 하여 총 6가지 (시력이 희미해지는 눈이 따끔해지는, 눈이 건조해지는, 눈앞에 어떤 반점이나 모양이 보이는 눈이 피로해지는, 두통이 있는)로 구성하였다.
- 평가항목은 조명 광원에 의한 인간의 생리적. 심리적 반응을 고려해 시 기능(명시성, 피로.스트레스), 조명환경의 쾌적성, 실내공간의 분위기의 3가지 항목으로 분류하였다.
- 사용된 란돌트환의 기준 크기(국제안과학회 지정)는 직경의 한쪽에 간격의 구멍이 뚫리도록 제작하였으며, 13행 X 12 열로 구성하였다. 이때, 행방향의 경우 왼쪽으로 갈수록 기준 크기에서 85[%]로 감소하도록 크기를 조정하였으며, 또한 열 방향의 경우 아래로 내려갈수록 명도가 8.3[%] 로 감소하도록 구성하여 크기와 명도에 따른 명시성을 측정토록 하였다.
- 측정을 위해 사용된 평가 어휘는 기존 문헌을 참조로 하여 총 6가지 (시력이 희미해지는 눈이 따끔해지는, 눈이 건조해지는, 눈앞에 어떤 반점이나 모양이 보이는 눈이 피로해지는, 두통이 있는)로 구성하였다. 제시된 문장은 피험자의 교육 수준에 맞는 non Wetion으로 발췌하여 구성하였으며, 단 매회 광원의 종류가 달라질 때마다 제시하는 문장의 내용을 달리하여 문장의 내용에 따른 평가의 영향을 최소화하도록 하였다.
- 조도에 의한 영향을 배제하기 위하여, 실내조도 는 한국산업 규격에서 제시하고 있는 보통 작업 등급의 표준기준 조도에 의거 400[lx] 로 고정하였다. 조명기구에는 정밀한 조도 설정을 가능하게 하는 조광장 치(dimmer)를 설치하였다. 매회의 조도의 측정은 조 도계(Lux meter T-1MX 이용하였다.
- 시 기능의 피로·스트레스 항목의 측정은 각각의 조명환경별로 주어진 짧은 시간 동안에 충분히 어려움을 가지고 인지할 수 있도록 하기 위해 A4 크기의 백색 용지에 5포인트 크기의 바탕체로 인쇄된 문장을 5분간 읽고 난 후, 그때의 피로·스트레스의 정도를 7단계 가치 단계법을 이용하여 평가토록 하였다. 측정을 위해 사용된 평가 어휘는 기존 문헌을 참조로 하여 총 6가지 (시력이 희미해지는 눈이 따끔해지는, 눈이 건조해지는, 눈앞에 어떤 반점이나 모양이 보이는 눈이 피로해지는, 두통이 있는)로 구성하였다. 제시된 문장은 피험자의 교육 수준에 맞는 non Wetion으로 발췌하여 구성하였으며, 단 매회 광원의 종류가 달라질 때마다 제시하는 문장의 내용을 달리하여 문장의 내용에 따른 평가의 영향을 최소화하도록 하였다.
- 측정 및 평가는 작업 결과 지표와 주관적 평정법에 의해 측정. 평가되며, 감성 이미지 평가 시의 이미지 어휘 선정은 기존 연구의 결과를 토대로 관련 어휘를 수집하여 선정하였다.
- 본 연구에서는 건축조명 환경의 광학적 특성에 따라 변화하는 인간의 감성 반응을 측정. 평가하여, 조명 광원에 대한 감성 데이터를 확보하기 위해 연구를 진행하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 피험자에게 제시한 란돌트환의 임의의 뚫린 방향에 대해 피험자가 응답한 개수와 소요 시간에 대한 분석을 실시하였다.
대상 데이터
- 먼저 1단계에서는 건축조명 광원에 대한 감성의 측정 및 평가를 위한 항목과 각 항목별 측정 및 평가 방법을 설정하고, 실제 건축공간에서 일반적으로 활용되는 조명 광원들을 광학적 특성에 따라 분류하여 평가대상으로 선정한다.
- 단, 반복되는 란돌트 환표의 사용으로 인한 피험자의 인 지성 향상을 막기 위해 각각의 광원에 따라 피험자에게란 돌트 환의 각기 다른 방향의 임의의 뚫린 방향을 제시하였으며, 피험자는 그 뚫린 방향을 인지하여 개수를 헤아리고 stopwatch를 이용하여 소요된 시간을 측정하도록 지시하였다. 사용된 란돌트환의 기준 크기(국제안과학회 지정)는 직경의 한쪽에 간격의 구멍이 뚫리도록 제작하였으며, 13행 X 12 열로 구성하였다. 이때, 행방향의 경우 왼쪽으로 갈수록 기준 크기에서 85[%]로 감소하도록 크기를 조정하였으며, 또한 열 방향의 경우 아래로 내려갈수록 명도가 8.
- 조명 광원은 총 9종으로서, 실내 공간의 분위기 연출로 많이 사용되는 백열 램프류(백열, 할로겐), 형광램프류(전구색, 온 백색, 냉백색, 주백색, 주광색), 방전 램 프류머] 탈할라이드, 수은)을 이용하였다. 이때 수은램 프는, 고압 수은 램프(색온도 6000[K])의 경우 교통 및 산업시설에 주로 사용되는 광원으로서 건축 실 내공 간에 거주하는 인간의 감성 반응을 평가하는 본 실험에는 부적합하므로 실내에서 사용 가능한 색온도 3000[K]의 수은 램프를 실험 광원으로 선정하였다.
- 조명 광원은 총 9종으로서, 실내 공간의 분위기 연출로 많이 사용되는 백열 램프류(백열, 할로겐), 형광램프류(전구색, 온 백색, 냉백색, 주백색, 주광색), 방전 램 프류머] 탈할라이드, 수은)을 이용하였다. 이때 수은램 프는, 고압 수은 램프(색온도 6000[K])의 경우 교통 및 산업시설에 주로 사용되는 광원으로서 건축 실 내공 간에 거주하는 인간의 감성 반응을 평가하는 본 실험에는 부적합하므로 실내에서 사용 가능한 색온도 3000[K]의 수은 램프를 실험 광원으로 선정하였다.
- 피험자의 구성은 건축조명 환경에 지각적 능력이 있다고 인정되는 건축학부 4학년 이상을 선정하여 총 30명으로 구성하였으며, 각 조명 광원당 실험 참가 인원은 6명으로 총 5회의 실험을 실시하였다.
이론/모형
- 조명기구에는 정밀한 조도 설정을 가능하게 하는 조광장 치(dimmer)를 설치하였다. 매회의 조도의 측정은 조 도계(Lux meter T-1MX 이용하였다.
- 측정 및 평가는 작업 결과 지표와 주관적 평정법에 의해 측정. 평가되며, 감성 이미지 평가 시의 이미지 어휘 선정은 기존 연구의 결과를 토대로 관련 어휘를 수집하여 선정하였다.
성능/효과
- 1. 시기능의 명시성에 있어서 피험자에게 제시한 란돌트환의 임의의 뚫린 방향에 대해 피험자가 응답한 란돌트환의 오차 개수와 개당 인식 시간에 대해 분석한 결과, 주광색 형광램프가 가장 작업 수행 도가 높은 것을 알 수 있으며, 색온도가 낮은 전구색 형광램프의 경우 오차 개수가 가장 적은 반면, 개당 인식 시간은 가장 늦은 것으로 나타났다.
- 87로 높은 평가를 보이고 있었다. 1■정적인」의 경우에는 색온도가 낮은 온백색 형 광램프가 4.70, 전구색 형광램프가 4.57로 높은 평가를 보이고 있었으나, 요인분석결과『활동성』축에서 음의 부하량을 갖는 어휘임을 감안하면 백열 램프와 메탈할라이드 램프가 높은 평가를 보임을 알 수 있었다. 마지막으로「쾌적한」의 경우에는 주광색 형광램프가 5.
- 90으로 높은 평가를 보이고 있었다. 1■활기있는」의 경우에도 메탈할라이드 램프가 5.17, 백열 램프가 4.50, 주광색 형광램프가 4.37로 가장 높은 평가를 보이고 있었으며, 「가벼운」의 경우에도 메탈할라이드 램프 주광색 형광램프가 4.87로 높은 평가를 보이고 있었다. 1■정적인」의 경우에는 색온도가 낮은 온백색 형 광램프가 4.
- 2. 시기능의 피로·스트레스에 있어서는, 방전램프류인 메탈할라이드 램프와 수은 램프의 경우, 시 기능의 피로·스트레스 항목에서 점수가 높게 나타나 부정적인 영향을 주고 있는 것으로 나타났으며, 반면 주광색형 광램프와 같이 색온도가 높을수록 피로·스트레스를 적게 받는 것을 알 수 있었다.
- 3. 조명환경의 쾌적성에 대한 평가에서는 빛의 쾌적성 항목 중 긍정적인 영향을 평가하는「밝기가 적 당한」, 「햇빛색에 가까워 보이는」어휘에서는 색온도가 높은 주광색 형광램프가 높은 평가를 받고 있는 것으로 나타난 반면, 할로겐램프의 경우가 가장 낮은 평가를 받는 것으로 나타났다.「눈부심이 있는」 과 같은 부정적인 면에 있어서는 방전 램프인 메탈 할 라이드 램프와 수은 램프가 높은 평가를 받은 반면, 붉은색 계통의 빛을 발하는 전구색, 온백색 형광램프의 경우에는 눈부심 감이 낮게 평가되는 것으로 나타났다.
- 4. 실내공간의 분위기 평가에 있어서의 심리 구조를 명확히 파악하기 위하여 요인 분석을 실시한 결과, 3개의 요인으로 추출되었으며, 제 1요인은「밝은」, 「개방적인」, 「활기있는」, 「가벼운」, 「정적인」, 「쾌적 한」으로 공간의 활동성과 관련된 어휘로 구성되어 있어「활동성』축으로 명명하였다. 제2요인은 '■따스 한」, 「특별한」, 「화려한」, ■.
- 5. 각 조명 광원별 분위기 평가에 미치는 영향에 대해서는, 「활동성』축은 메탈할라이드 램프와 주광색 형광램프에 의한 평가에 의해 높은 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 『역량성』축의 경우에는 백열 램프류에 의해 실내조명 공간의 잠재적인 측면에 많은 영향을 미치는 것으로 나타났다.『평가성』축은 주로 색온도가 낮은 형광램프에 의한 영향을 많이 받는 것으로 나타났다.
- 90으로 높은 평가를 보이고 있었다.「강렬 한」의 평가어휘에서는 메탈할라이드 램프가 4.27로 높은 평가를 나타내고 있었으나, 요인분석결과『평 가성』축의 음의 부하량을 갖는 어휘임을 감안하면 냉백색 형광램프와 온백색 형광램프가 높은 평가를 보임을 알 수 있었다. 전반적으로『평가성』축은 색온도가 낮은 형광램프에 의한 영향을 많이 받는 것으로 나타났다.
- 조명환경의 쾌적성에 대한 평가에서는 빛의 쾌적성 항목 중 긍정적인 영향을 평가하는「밝기가 적 당한」, 「햇빛색에 가까워 보이는」어휘에서는 색온도가 높은 주광색 형광램프가 높은 평가를 받고 있는 것으로 나타난 반면, 할로겐램프의 경우가 가장 낮은 평가를 받는 것으로 나타났다.「눈부심이 있는」 과 같은 부정적인 면에 있어서는 방전 램프인 메탈 할 라이드 램프와 수은 램프가 높은 평가를 받은 반면, 붉은색 계통의 빛을 발하는 전구색, 온백색 형광램프의 경우에는 눈부심 감이 낮게 평가되는 것으로 나타났다.
- 전반적으로 빛의 쾌적성 항목 중 긍정적인 영향을 평가하는「밝기가 적당한」, 「햇빛색에 가까워 보이 는」어휘에서는 색온도가 높은 주광색 형광램프가 높은 평가昌 받고 있는 것으로 나타난 반면, 할로겐램프의 경우가 가장 낮은 평가를 받는 것으로 나타났다.「눈부심이 있는」과 같은 부정적인 면에 있어 서는 메탈할라이드 램프와 수은 램프가 높은 평가를 받은 반면, 붉은색 계통의 빛을 발하는 전구색, 온백색 형광램프의 경우에는 눈부심 감이 낮게 평가되는 것으로 나타났다.
- 「눈부심이 있는」어휘에 있어서는 메탈할라이드 램프와 수은 램프가 다른 광원과 비교해볼 때 비교적 높은 반응을 보이고 있었다.
- 「눈앞에 어떤 반점이나 모양이 보이는」어휘에서 는 수은 램프가 3.57로 다른 광원과 비교해볼 때 비교적 높은 값을 보이고 있었으며, 전구색 형광램프의 경우 3.17로 높은 피로·스트레스를 주는 것으로 나타났다.
- 「눈이 건조해지는」어휘에서는 수은 램프와 메탈 할라이드 램프가 평균 4.20, 4.13으로 피로·스트레스를 가장 많이 주는 것으로 나타났다.
- 「눈이 따끔거리트」어휘에서는 메탈할라이드 램프가 4.40으로 가장 높은 평균값을 나타내고 있었고, 수은 램프에서도 3.93으로 나쁜 영향을 미치고 있는 것으로 나타났다.
- 「두통이 있는」어휘에서 또한 수은 램프 메탈 할 라이드 램프가 3.77, 3.67로 비교적 높은 피로·스트레스를 주는 것으로 나타났다.
- 53으로 역시 높은 평가를 나타내고 있었다.「화려한」평가어휘의 경우에는 메탈할라이드 램프가 4.73으로 높은 평가를 받았으며, 백열 램프와 할로겐램프가 4.40으로 높은 평가를 보이고 있었다.「부드러운」의 경우 온백색 형광램프가 5.
- 각 조명 광원별 분위기 평가에 미치는 영향에 대해 구체적으로 분석해보면, 『활동성』축에 속하는「밝 은」평가 어휘의 경우, 메탈할라이드 램프가 5.80, 백 열 램프가 5.20, 주광색 형광램프가 5.13으로 가장 높은 영향을 미치고 있었으며, 「개방적인」의 경우에도 메탈할라이드 램프가 5.00, 주광색 형광램프가 4.90으로 높은 평가를 보이고 있었다. 1■활기있는」의 경우에도 메탈할라이드 램프가 5.
- 개당 인식 시간에 있어서는 전체의 램프 중 백열 램프가 1.54초로 가장 낮은 시간이 소요되는 것으로 나타났으며, 또한 주광색 형광램프가 근소한 차로 역시 높은 작업 수행도를 나타내고 있었다.
- 23으로 가장 높은 평가를 보이고 있었다. 또한 1■안정감있는」의 평가 어휘 역시 온백색 형광 램프가 5.03, 주백색 형광램프가 4.70으로 높은 평가를 나타내고 있었고, 「자연스 러운」의 경우, 주광색 형광램프가 4.97, 냉백색 형광램프가 4.90으로 높은 평가를 보이고 있었다.「강렬 한」의 평가어휘에서는 메탈할라이드 램프가 4.
- 마지막으로 제 3요인인『평가성』축의 1■편안한」의 평가 어휘는 온백색 형광램프가 5.23으로 가장 높은 평가를 보이고 있었다. 또한 1■안정감있는」의 평가 어휘 역시 온백색 형광 램프가 5.
- 57로 높은 평가를 보이고 있었으나, 요인분석결과『활동성』축에서 음의 부하량을 갖는 어휘임을 감안하면 백열 램프와 메탈할라이드 램프가 높은 평가를 보임을 알 수 있었다. 마지막으로「쾌적한」의 경우에는 주광색 형광램프가 5.17, 주백색 형광햄프가 5.13으로 높은 평가를 보이고 있었다. 이러한 결과를 통해서 보면, 「활동성』 축은 메탈할라이드 램프와 주광색 형광램프에 의한 평가에 의해 매우 높은 영향을 미치는 것으로 나타났다.
- 제 3요인은「편안한」, 「안정감 있는」, 「자연스러 운」, 「강렬한」으로 인간의 심리적 안정감을 평가하는 어휘로 구성되어『평가성』축으로 명명하였다. 여기에서 제 1요인인『활동성』축이 40.237의 기여율로 가장 높게 나타났으며, 이로써 실내조명 공간의 분위기 평가에 있어서『활동성』이 미치는 영향력이 가장 큰 것으로 나타났다.
- 부드러운」으로 주로 실내 공간의 잠재성을 평가하는 역량성 어휘로 구성되어 있어『역량성』축으로 명명하였으며, 제 3요인은「편 안 한」, 「안정감 있는」, 「자연스러운」, 1■강렬한」으로 인간의 심리적 안정감을 평가하는 어휘로 구성되어 「평가성』축으로 명명하였다. 여기에서 제1요인인 5■활동성』축의 기여율이 가장 높게 나타나, 실내조명 공간의 분위기 평가에 있어서「활동성』이 미치는 영향력이 가장 큰 것으로 나타났다.
- 우선 오차 개수에 있어서는 전구색 형광램프의 오차 개수 평균이 0.97로 나타났으며, 분산도 가장 적은 것으로 나타나 시 기능의 명시성 측면에서는 가장 높은 작업 수행도를 보이고 있었다. 그 외에 주광색 형 광램프와 주백색 형광램프에서도 1.
- 13으로 높은 평가를 보이고 있었다. 이러한 결과를 통해서 보면, 「활동성』 축은 메탈할라이드 램프와 주광색 형광램프에 의한 평가에 의해 매우 높은 영향을 미치는 것으로 나타났다.
- 전반적으로 메탈할라이드 램프와 수은 램프의 경우, 시 기능의 피로·스트레스 항목에서 점수가 높게 나타나 부정적인 영향을 주고 있는 것으로 나타났으며, 반면 주광색형 광램프와 같이 색온도가 높을수록 피로·스트레스를 적게 받는 것을 알 수 있었다.
- 전반적으로 빛의 쾌적성 항목 중 긍정적인 영향을 평가하는「밝기가 적당한」, 「햇빛색에 가까워 보이 는」어휘에서는 색온도가 높은 주광색 형광램프가 높은 평가昌 받고 있는 것으로 나타난 반면, 할로겐램프의 경우가 가장 낮은 평가를 받는 것으로 나타났다.「눈부심이 있는」과 같은 부정적인 면에 있어 서는 메탈할라이드 램프와 수은 램프가 높은 평가를 받은 반면, 붉은색 계통의 빛을 발하는 전구색, 온백색 형광램프의 경우에는 눈부심 감이 낮게 평가되는 것으로 나타났다.
- 전반적으로 시 기능의 명시성 측면에서는 주광색형 광램프가 가장 작업 수행 도가 높은 것을 알 수 있으며, 색온도가 낮은 전구색 형광램프의 경우 오차 개수가 가장 적은 반면, 개당 인식 시간은 가장 늦은 것으로 나타났다.
- 90으로 높은 평가를 나타내고 있었다. 전반적으로『역량성』축의 경우에는 백열 램프류인 백열 램프와 할로겐램프에 의해 실내조명 공간의 잠재적인 측면에 많은 영향을 미치는 것으로 나타났다.
- 제 2요인인『역량성』축의「따스한」어휘의 경우에는 할로겐램프가 5.53, 백열 램프가 5.43으로 높은 평가를 보이고 있었다.「특별한」의 경우에도 할로겐램프가 4.
- 피로·스트레스의 경우에 각각의 평가 어휘별 분석 결과, 「시력이 희미해지는」의 어휘에서는 온백색 형광램프와 수은 램프에서 4.03의 값으로 가장 높은 평균을 나타내 피로와 스트레스를 가장 많이 주는 것으로 나타났으며, 할로겐램프와 전구색 형광램프와 메탈할라이드 램프의 경우도 3.80으로 부정적인 영향을 주는 것으로 나타났다.
후속연구
- 본 연구의 진행과 아울러 추후의 연구과제로서 보다 세부적인 조명 광원의 물리적 특성을 이용한 조명 광원의 선정과, 색채와 질감을 평가 변인으로 추가하여 더욱 종합적이고 체계적인 측면에서의 인간의 감성 반응을 측정할 수 있는 연구가 진행되어야 할 것이다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.