[논문]Predicted Mean Vote(PMV)를 이용한 겨울철 종합병원의 실내 온·열 환경의 평가

이보람; 김정훈; 김규상; 김혜진; 이기영

doi:10.5668/jehs.2015.41.6.389

Abstract ▼ AI-Helper

Objectives: A hospital is a complex building that serves many different purposes. It has a major impact on patient's well-being as well as on the work efficiency of the hospital staff. Thermal comfort is one of the major factors in indoor comfort. The purpose of this study was to determine thermal c...

Objectives: A hospital is a complex building that serves many different purposes. It has a major impact on patient's well-being as well as on the work efficiency of the hospital staff. Thermal comfort is one of the major factors in indoor comfort. The purpose of this study was to determine thermal comfort in various locations in a hospital. Methods: Various indoor environmental conditions in a general hospital were measured in February 2014. The predicted mean vote (PMV) and carbon dioxide ($CO_2$) concentration were measured simultaneously in the lobby, office, restaurant, and ward. Results: The ward was the most thermally comfortable location (PMV=0.44) and the lobby was the most uncomfortable (PMV = -1.39). However, the $CO_2$ concentration was the highest in the ward (896 ppm) and the lowest in the lobby (572 ppm). The average PMV value was the most comfortable in the ward and the lowest in the lobby. In contrast, for concentration of carbon dioxide, the highest average was in the ward and the lowest in the lobby. Due to air conditioner operation, during operating hours the PMV showed values close to 0 compared to the non-operating time. Correlation between PMV and $CO_2$ differed by location. Conclusion: The PMV and concentration of carbon dioxide of the hospital lobby, office, restaurant and ward varied. The relationship between PMV and carbon dioxide differed by location. Consideration of how to apply PMV and carbon dioxide is needed when evaluating indoor comfort.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구에서는 PMV를 이용하여, 종합병원의 주요 장소에서의 PMV의 수준을 파악하고, 온열환경의 관리가 필요한 장소를 찾아내어 추후 온열환경 관리시스템에 적용하기 위한 선행 탐색연구를 실시하였다. 병원 내 재실자가 많이 이용하는 4개의 장소 별 PMV를 이용하여 평가하였고 실내 CO₂ 농도도 함께 평가하였다.

제안 방법

본 연구에서는 PMV를 이용하여, 종합병원의 주요 장소에서의 PMV의 수준을 파악하고, 온열환경의 관리가 필요한 장소를 찾아내어 추후 온열환경 관리시스템에 적용하기 위한 선행 탐색연구를 실시하였다. 병원 내 재실자가 많이 이용하는 4개의 장소 별 PMV를 이용하여 평가하였고 실내 CO₂ 농도도 함께 평가하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 병원 실내의 온열환경에 대해 기초 조사를 하고자, 서울에 위치한 한 종합병원을 대상으로 2014년 2월 10일부터 3월 14일까지 총 4주 동안 사무실과 로비, 식당, 병실에서 각각 1주일씩 PMV와 CO₂ 농도를 측정하였다. 측정이 시행된 종합병원은 지상 13층 지하 4층 규모로, 사무실과 로비, 식당, 병실은 각각 3층, 1층, 지하 1층, 8층에 위치하고 있으며, 6층에서 13층까지는 입원병동이다.

데이터처리

수집된 장소 별 데이터는 ANOVA 분석을 통하여 장소간의 24시간 동안 수집된 PMV 데이터의 차이를 분석하였으며, 각 장소의 운영시간에 수집된 PMV 데이터를 분리하여 재 분석하였다. 측정 장소에서의 운영시간 내 외의 PMV의 차이는 t-test를 실시하였다.
측정 장소에서의 운영시간 내 외의 PMV의 차이는 t-test를 실시하였다. 장소 별 PMV와 CO₂의 회귀분석을 실시하였고 통계분석은 SAS 9.3 (SAS Institute Inc, USA) 통계 패키지를 이용하였다.

성능/효과

병실을 제외한 장소에서 실내 CO₂농도가 1000 ppm을 초과한 곳은 없었다. 모든 측정 장소에서 HVAC 시스템의 가동시간의 PMV는 비가동시간보다 쾌적하였다. PMV와 CO₂의 상관성은 사무실과 로비에서 높게 나타났으며, 식당과 병실에서 낮게 나타났다. 한 장소에서 PMV와 CO₂ 두 지표가 서로 상반된 쾌적환경임을 나타냈던 상황으로 보아 실내 쾌적성 평가 시 온열환경과 실내 공기 질의 상관성에 영향을 미치는 인자들의 종합적인 평가가 필요하다.
종합병원의 로비, 사무실, 식당, 병실의 PMV는 장소마다 다르게 나타났으며, 평균 PMV값이 가장 쾌적하게 나타난 곳은 병실이었으며, 쾌적도가 가장 낮은 측정장소는 로비였다. 이와 반대로 평균 CO₂ 농도가 가장 높게 나타난 곳은 병실이었으며, 가장 낮은 곳은 로비였다. 병실을 제외한 장소에서 실내 CO₂농도가 1000 ppm을 초과한 곳은 없었다.
종합병원의 로비, 사무실, 식당, 병실의 PMV는 장소마다 다르게 나타났으며, 평균 PMV값이 가장 쾌적하게 나타난 곳은 병실이었으며, 쾌적도가 가장 낮은 측정장소는 로비였다. 이와 반대로 평균 CO₂ 농도가 가장 높게 나타난 곳은 병실이었으며, 가장 낮은 곳은 로비였다.

후속연구

이번 연구의 결과는 겨울철에 국한되어 다른 계절의 상황은 반영하지 못하였으며, 앞으로 1년간 측정을 통하여 사계절의 실내 온열환경에 대한 연구가 필요하다. CO₂는 실내환경의 질을 나타내는 지표로 온열환경과 직접적인 상관성은 없으나, 이번 연구에서는 기계환기를 실시하는 병원에서 연관성을 보기 위한 기초연구로 실시하였다.
PMV와 CO₂의 상관성은 사무실과 로비에서 높게 나타났으며, 식당과 병실에서 낮게 나타났다. 한 장소에서 PMV와 CO₂ 두 지표가 서로 상반된 쾌적환경임을 나타냈던 상황으로 보아 실내 쾌적성 평가 시 온열환경과 실내 공기 질의 상관성에 영향을 미치는 인자들의 종합적인 평가가 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	병원환경에 습도는 어떠한 영향을 줄 수 있는가?	5) 그 중 물리적 인자에 대한 환자들의 반응은 대사속도, 혈류, 체온조절 능력 등과 같은 생리기능이 건강한 사람과는 다른 경향을 나타내어 주위 온열환경에 의한 반응에 영향을 줄 수 있다는 연구와, 물리적 인자는 사람의 온열환경에 큰 영향을 주지 않는다는 다소 엇갈리는 연구 결과가 보고 되어왔다.6) 하지만, 습도가 높은 환경에서는 박테리아의 증식과 전염성이 높아질 수 있고, 습도가 낮은 환경의 경우 피부나 호흡기계가 건조하게 되어 호흡에 불편을 초래할 수 있으며, 또한 병원 내 기류는 감염 속도에 영향을 줄 수 있다.7)
	병원환경에서 노출될 수 있는 위해 요소로 무엇이 있는가?	다양한 실내 환경 중 보건 의료 시설의 경우, 환자와 보호자, 의사, 간호사, 편의시설의 직원 등 다양한 사람들이 활동하는 곳이다. 병원환경에서 노출될 수 있는 위해 요소는 병원균, 바이러스, 바이오에어로졸, 미생물등과 같은 생물학적 요인과 무기 혹은 유기 화학물질과 같은 화학적 요인, 온도, 습도, 조도, 소음과 같은 물리적 요인, 그리고 스트레스와 같은 심리적 요인 등이 있다.5) 그 중 물리적 인자에 대한 환자들의 반응은 대사속도, 혈류, 체온조절 능력 등과 같은 생리기능이 건강한 사람과는 다른 경향을 나타내어 주위 온열환경에 의한 반응에 영향을 줄 수 있다는 연구와, 물리적 인자는 사람의 온열환경에 큰 영향을 주지 않는다는 다소 엇갈리는 연구 결과가 보고 되어왔다.
	온열환경 평가에 사용된는 Predicted Mean Vote는 무엇을 이용하여 개발된 지표인가?	병원에 단기간 혹은 중장기간 입원을 하는 환자 및 외래 환자뿐 아니라 의사, 간호사와 편의시설의 직원 등의 재실시간과 활동 정도가 매우 다르기 때문에 이러한 특성을 고려하여 온열환경에 대한 연구가 진행되어야 한다. 온열환경 평가에 사용되고 있는 대표적인 지표는 Predicted Mean Vote(PMV)로, 인체의 열 평형 모델(Heat balance model)에 기초하여 온열환경에 영향을 주는 6가지 주 요인(활동량, 의복상태, 온도, 복사열, 기류, 습도)의 관계를 이용하여 개발된 지표이다. PMV는 1300명의 미국인, 유럽인 학생을 대상으로 열 교환과 물리적인 요인으로 인한 온열환경에 대한 반응을 실험한 결과를 공식에 적용하여 개발된 것으로, 7단계 지표(-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3)로 나뉜다.

참고문헌 (14)

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