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문제 정의
- 이에 본 연구는 현재 시판되고 있는 스포츠웨어를 이용하여 운동강도에 따른 인체생리 반응 및 주관적 감각을 규명함으로써 우수한 스포츠웨어 개발을 위한 기초적인 데이터를 제공하여 궁극적으로는 스포츠인들에게는 훈련계획 및 훈련의 환경범주 설계를 위한 기초 자료를, 소비자에게는 합리적인 스포츠웨어 선택을 유도하는데 그 목적이 있다.
제안 방법
- 목표심박수(target heart rate)의 계산은 최대 심박수에 안정시 심박수를 뺀 값에 운동강도를 곱하여서 그 결과를 안정시 심박수에 더하여 계산하였다. 최대심박수는 개인에 따라서 차이가 있으나 20대에서는 편차가 크지 않으므로 220(beats/min)에서 자기 연령을 뺀 값으로 하였다(Table 1).
- 스포츠웨어의 소재에 따른 운동강도별 인체생리반응과 주관적감각에 미치는 영향 및 이들의 상호관련성을 규명할 목적으로, 환경조건 20±1℃ 60±3%RH에서 건강한 성인 남자 5명에게 동일한 피복면적을 가진 4종류의 스포츠웨어를 착용하게 하여 각각 다른 운동강도조건으로 20분간의 안정, 20분간 운동, 20분간 회복기 합계 60분간의 평균피부온도, 직장온도, 의복내 기후, 주관적감각인 온냉감을 측정한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 직장온도(Rectal Temperature)는 피부온도와 동일한 측정기구와 측정센서를 사용하였으며, 센서를 직장 약 12 cm속에 삽입하여 1분 간격으로 연속 측정하였다. 의복 내 기후는 의복기후 온습도계(CHMT-2, Codix Co.제)와 Linear Recorder(FWR-3701, Graphtec Co.제)를 사용하여 흉위 피부 및 등 피부와 의복 사이를 1분 간격으로 연속 측정하였다. 주관적 감각으로 전신 온냉감을 실험 중 10분 간격으로 피험자에게 질문하여 응답을 기록하였다.
- 최대심박수는 개인에 따라서 차이가 있으나 20대에서는 편차가 크지 않으므로 220(beats/min)에서 자기 연령을 뺀 값으로 하였다(Table 1). 이때의 운동강도는 각 피실험자에 대한 두 가지(THR 20, THR 70)로 나누어 실시하였다.
- 입실 20분의 안정기후 20분간 운동, 20분간 회복기로 60분 간 실시하였다. 이때의 운동강도는 트레드밀을 이용하여 피실험자 개인별 달리기속도는 예비실험을 통해 Tredmill(Quinton, U.S.A)의 경사도를 2% 수준으로 유지하고 주행속도를 2분마다 20 m씩 증가하여 탈진상태까지 이르도록 하는 과정을 실시하였고, 수행중 목표심박수에 도달하는 속도를 기록하여 개인별 주행속도로 결정하여 본 실험에 임하였다.
- 입실 20분의 안정기후 20분간 운동, 20분간 회복기로 60분 간 실시하였다. 이때의 운동강도는 트레드밀을 이용하여 피실험자 개인별 달리기속도는 예비실험을 통해 Tredmill(Quinton, U.
- 제)를 사용하여 흉위 피부 및 등 피부와 의복 사이를 1분 간격으로 연속 측정하였다. 주관적 감각으로 전신 온냉감을 실험 중 10분 간격으로 피험자에게 질문하여 응답을 기록하였다.
- 직장온도(Rectal Temperature)는 피부온도와 동일한 측정기구와 측정센서를 사용하였으며, 센서를 직장 약 12 cm속에 삽입하여 1분 간격으로 연속 측정하였다. 의복 내 기후는 의복기후 온습도계(CHMT-2, Codix Co.
- 평균 피부온(Mean Skin Temperature)은 일본 요코하마 국립대학에서 개발한 환경체온계(Environmental Thermometer, YM-2)를 이용하여 이마, 전완, 손등, 발등, 하퇴, 대퇴, 옆구리의 7부위를 1분 간격으로 연속 측정하여, 각 부위 면적의 안분 비율에 의해 다음 식으로 산출하였다(Hardy·Dubois 1938).
- 피실험자는 식후 2시간이 경과한 후 기온 20℃, 습도 50% RH의 준비실에서 60분간 안정시킨 다음 일정 조건의 환경실험실에 입실시켜 체중을 측정하고, 측정 센서를 부착한 후 실험 의복을 착용케 하였다.
대상 데이터
- 피실험자는 건강한 성인 남자 5명으로 신체적 특징은 Table 1과 같다.
데이터처리
- 실험측정치는 SPSS(Statistical Package for the Social Sciences) 통계팩키지를 이용하여 각 항목에 대하여 착의 조건(4조건)과 시간을 주요인으로 하는 반복이 있는 2원 배치분산분석(repeated measures ANOVA)을 실시 하였다.
성능/효과
- 1. 평균피부온도는 THR 20은 회복기 10분부터 안정된 평균 피부온도가 나타났으나, THR 70에서는 운동부하 후 실험종료까지 지속적인 온도하락이 지속되었다. 소재별로는 면100% 편물과 폴리에스테르/면혼방(35/65%)편물이 폴리에스테르100% 직물과 폴리에스테르/면혼방(65/35%)직물의 소재보다 0.
- 2. 직장온도는 실험시작시 37~37.2℃의 분포였으며 THR 70에서 1.0~1.1℃ 상승되었고, 폴리에스테르100% 직물, 폴리에스테르/면혼방(35/65%) 편물이 전 구간에 있어 다른 스포츠웨어 보다 높게 나타났다.
- 3. 의복내 기후는 경량의 운동 조건인 THR20에서는 스포트웨어간의 온도 및 습도의 변화차가 적게 나타난 반면 THR 70의 운동조건의 회복기에서 스포츠웨어간의 습도는 유의 적으로 차이가 나타나며, 폴리에스테르100% 직물과 폴리에스테르/면혼방(65/35%)직물이 면100% 편물과 폴리에스테르/면혼방(35/65%)편물의 소재보다 높게 유지되었다.
- 4. 온냉감은 THR 20의 낮은 운동조건에서는 스포츠웨어간의 유의차는 인정되지 않았으나, 높은 운동조건인 THR 70에서는 의복간의 유의차가 인정되어 운동 강도에 따른 스포츠웨어의 온열적 착의감이 달랐다.
- THR 20에서 등습도의 증가시점은 운동 시작 12~13분에서 가슴습도보다 4~5% 낮은 분포 (31.0~35.5%RH)를 보이다가 점차 뚜렷한 증가경향을 나타났고 운동 종료 후 회복기 3~5분에서 하강곡선을 나타냈다(P<0.05).
- 5는 운동강도 및 스포츠웨어의 착의 조건 간의 의복내 가슴습도의 경시변화를 나타낸 것이다. THR 20은 전 착의 조건이 50%RH 이하에서 변화를 보여 운동에 대한 뚜렷한 습도의 상승이 나타나지 않아 발한을 동반하지 않을 정도의 아주 경량의 운동임을 알 수 있으며, 착의 조건간의 통계적 유의차는 나타나지 않았으나, D가 다른 착의 조건보다도 높은 습도 분포를 유지하였지만 변화의 기복은 가장 적게 나타났다.
- THR 70에서는 모든 의복에서 안정기에 ‘neutral’의 경향에서 운동기의 종료시점에서는 ‘hot’과 ‘very hot’의 경향을 보이다가 회복기의 종료시에는 ‘neutral’의 경향으로 시간의 경과에 따른 유의(P<0.01)를 보였으며, 운동동료시점인 40분에는 착의조건 간에 있어 B가 가장 ‘very hot’에 근접하며 A>D>C의 순으로 착의 조건 간에도 차이(P<0.05)가 있음을 알 수 있었다.
- THR 20의 운동강도를 살펴보면 전 착의조건에서 급격한 온도변화를 볼 수 없었으며, 시간 및 착의 조건 모두 통계적 유의성은 없었다. THR 70에서는 실험 시간 경과에 따른 통계적 유의(P<0.01) 하였으며, 착의 조건 간에는 유의성이 나타나지 않았으나, 회복기 7~9분에 B가 31±1.52℃로 가장 높은 온도를 보였다.
- 또한 안정기에서는 착의조건간의 차가 적게 나타난 반면 운동 시작시점부터 점차적인 변화차가 생겨 회복기에서는 확연한 차이(P<0.05)가 나타났고, 착의 조건 A와 B는 의복내 습도 변화가 C와 D보다 차가 더욱 크게 나타나는 것을 알 수 있어 운동에 의해 의복내 습도의 외부 유출이 상대적으로 낮음을 알 수 있었다.
- 이는 피부에 잔류하는 땀의 증발과 운동동작에 따른 소재 접촉의 전도가 폴리에스테르소재의 영향이 가장 크게 작용된 것이라 사료된다. 또한 착의 조건에 의한 통계적 유의차는 확인되지 않았으나, B가 가장 높은 분포를 D가 가장 낮은 온도 분포의 경향을 보여주었다.
- 05)가 나타났다. 운동 개시 후 나타난 온도 상승은 회복기 4분에서 최고 상승점을 보이며, 이때의 온도분포를 보면 A(34.15±0.49)>B(34.02 0.80)>C(33.86±0.38)>D(33.63±0.38)의 순으로 평균피부온도의 쾌감영역인 31.5~33.5℃(三浦, 1951)를 상회함을 알 수 있었으며, 폴리에스테르 혼용율이 높은 순으로 높게 나타났다.
- 이상의 결과로부터 20℃ 50%환경에서는 폴리에스테르100% 직물과 폴리에스테르/면혼방(65/35%) 직물인 스포츠웨어는 운동에 의한 온열 생리적 반응이 빠른 반응을 보임을 알 수 있으며, 워밍업 등의 빠른 체온상승을 요하는 용도로 적합할 것으로 사료되고, 면의 혼용율이 높은 편물인 스포츠웨어는 의복 내 온도와 의복내 습도, 온냉감 등이 쾌적 영역에 근접함을 보여 레저용 및 생활 스포츠웨어에 적합할 것으로 사료되어진다.
- 01) 20℃ 이상의 기온에서 중이상의 운동은 근육온도를 증가시켜 체내로 전도되어 직장온도가 증가한다(Saltin, 1970)는 연구와 같은 결과를 나타내었다. 착의 조건 간에서는 뚜렷한 유의차는 보이지 않았으나 착의조건 B가 가장 높은 분포를 보인 반면, D는 가장 안정된 경시변화가 유지됨을 알 수 있으며, 심부온도의 하나인 직장온도는 신진대사의 경로와 속도를 조절하는 중요한 인자로 체온을 일정하게 유지하여 인체의 신체기능의 향상성을 유지함에 0.1℃의 변화나 차이는 생리적으로 충분한 의미를 가진다고 볼 때 20℃, 50%RH에서 THR 70의 운동시 착의조건 D가 체온조절이 가장 우수하다고 볼 수 있다.
- 01) 심부온의 상승을 도모할 정도의 운동 강도가 아닌 아주 경량의 운동임을 알 수 있다. 착의 조건에서는 뚜렷한 유의차는 인정 되지 않았으나, 실험전반에 A>B>C>D 의 순으로 직장온도가 높았다. THR 70에서는 전 착의 조건이 최고·최저치의 차가 1.
- 01)을 알 수 있다. 착의조건간의 주 효과에서는 유의한 차를 보이진 않았으나 실험전반에 걸쳐 착의조건 A와 B가 C와 D보다 0.5~07℃ 높은 온도를 유지하였고, 시간과 착의조건의 교호작용에서 유의차(P<0.05)가 인정 되었다.
후속연구
- 본 연구에는 현재 시판 중인 스포츠웨어 4종을 선정 평가되었으나, 이외의 다양한 스포츠 종목과 고기능성을 가진 의복들이 생산 중에 있으므로, 이에 금후는 더욱 다양한 종목의 스포츠웨어의 기능성 및 착용성능을 고려한 복합적인 평가와 검토가 수행되어야 할 것이다..
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