[논문]의료시설의 치유적 환경을 위한 자연광조명시스템에 관한 연구

정희분

doi:10.14774/jkiid.2016.25.6.139

의료시설의 치유적 환경을 위한 자연광조명시스템에 관한 연구
A Study on Daylighting Systems for Therapeutic Environments of Healthcare Facilities 원문보기

한국실내디자인학회 논문집 = Journal of the Korean Institute of Interior Design, v.25 no.6 = no.119, 2016년, pp.139 - 148

정희분 (홍익대학교 건축학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Chronic patients and staffs in healthcare facilities cannot avoid long-term stays indoors. Therefore, they need to get adequate amounts of sunlight to prevent diseases caused by vitamin D deficiency. This is a case study on the advanced daylighting systems installed to healthcare facilities for therapeutic environments as serving natural light therapy and a pleasant atmosphere. This paper shows daylighting devices that overcome the structural limits of architectural design solutions for inducing natural light. This study presents appropriate daylighting technologies to the purpose and types of healthcare facilities by analyzing therapeutic environmental factors. Natural light delivered through daylighting devices help directly patients recover. In addition, it can improve healthcare providers' performance and productivity, and reduce their errors, thereby creating therapeutic environments for patients, indirectly. Excellent color rendering of solar illumination is also a powerful tool for navigation and wayfinding in the buildings, and for aesthetic treatment in dental office. Furthermore, daylighting systems are streamlined and require the least material and space to attract sunlight up to the deeper inside. But because of expensive cost, they have not yet been widespread. Though daylighting devices are typically more expensive than artificial illuminations to install, the running cost savings can compensate for the initial installation cost. With the development of technology in the future, the market price of them is expected to be formed properly.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

<그림 3>은 Iyendo 외 3인이 제시한 치유환경 모델 가운데 빛환경 및 시환경 요소와 선행연구에서 도출한 자연광의 치유 역할을 종합하여 구성하였다. 본 연구는 여기에서 제시한 빛환경 및 시환경의 치유환경요소에 의한 기대효과 10가지를 치유환경 조성을 확인하는 분석의 기준으로 삼는다.
자연광조명시스템의 특성 가운데 자연광 전달거리, 빛의 방향 전환, 설치의 용이성, 가격 경쟁력, 편의성을 향상시킨 조광기, 태양변화에 대한 대응력을 높이는 광추적장치는 건축설계의 한계를 극복할 수 있게 하는 자연광조명장치의 특장점이다. 본 연구에서는 위의 특장점 6가지를 기준으로 설계의 한계를 극복하는 기술적 대안으로서 자연광조명장치의 가능성을 확인하고자 한다.
<그림 2>에서 제시된 10가지 물리적 환경을 보면 빛환경 및 시환경은 치유적 환경을 구성하는 중요한 부분이다. 여기에서 말하는 빛환경 및 시환경과 관련된 환경요소들 중 본 연구는 자연광조명을 통한 치유적 환경조성을 위한 환경요소에 집중하여 연구하였다.
이 연구에서는 치유적 환경조성을 위한 자연광유입 방안으로 자연광조명시스템이 의료시설에 적용 가능한 기술적 대안이 될 수 있음을 사례와 자연광조명기술의 비교 분석을 통해 확인하려고 한다. 이로써 자연광 유입의 목적과 시설의 유형에 맞는 치유환경요소로서의 자연광조명장치의 활용방안을 도출하고자 한다.
이 연구에서는 치유적 환경조성을 위한 자연광유입 방안으로 자연광조명시스템이 의료시설에 적용 가능한 기술적 대안이 될 수 있음을 사례와 자연광조명기술의 비교 분석을 통해 확인하려고 한다. 이로써 자연광 유입의 목적과 시설의 유형에 맞는 치유환경요소로서의 자연광조명장치의 활용방안을 도출하고자 한다.
병실 안쪽까지 태양빛을 끌어 들여 인공광원을 대신할 목적으로 광선반을 설치하였다. 환자의 침상이 창문과 떨어진 병실 안쪽에 위치하고 있기 때문에 직접적인 태양의 눈부심을 막아 주면서 주광의 치유효과를 얻기 위해 선택되었다.

가설 설정

또한 넓은 창이라는 건축적 요소는 자연전망을 통해 치유적인 환경을 제공하고 있다고 하였다.²⁾ 이는 자연광이 빛환경 및 시환경에서의 치유적 환경요소임을 나타낸다. 이 연구에서 ‘치유적 환경’은 환자의 치료와 회복을 돕는 직접적인 치유와 의료서비스 제공자의 업무 능력 향상을 통한 간접적 치유를 위해 통합적으로 제공되는 환경을 말한다.

제안 방법

A & E(Accident and Emergency)부서는 건물 중앙에 위치해 있어 자연채광이 어렵기 때문에 TDDs를 통해 빛을 전달 받도록 하였다.
이탈리아의 건강과 위생 규정은 직장 내 자연광의 필요성을 인식하고 모든 정규 직장 내에 자연광의 최소치를 정하였다. Iopsalute 치과는 하나의 창에서 들어오는 자연광을 9개의 치과 치료실이 나눠야하는 문제를 해결하고 자연광의 최소치를 충족하기 위해 TDDs를 이용하였다.
병실 안쪽까지 태양빛을 끌어 들여 인공광원을 대신할 목적으로 광선반을 설치하였다. 환자의 침상이 창문과 떨어진 병실 안쪽에 위치하고 있기 때문에 직접적인 태양의 눈부심을 막아 주면서 주광의 치유효과를 얻기 위해 선택되었다.
사례(8)에서는 위치와 거리의 한계 보다는 광범위한 건설공사 없이 진행하기 위해 광섬유조명시스템을 채택하였다. 사례(2)는 설치시공의 용이함을 이유로 TDDs를 적용한 사례이다.
<그림 3>은 Iyendo 외 3인이 제시한 치유환경 모델 가운데 빛환경 및 시환경 요소와 선행연구에서 도출한 자연광의 치유 역할을 종합하여 구성하였다. 본 연구는 여기에서 제시한 빛환경 및 시환경의 치유환경요소에 의한 기대효과 10가지를 치유환경 조성을 확인하는 분석의 기준으로 삼는다.
자연광조명시스템 관련 키워드(Fiber Optical Daylighting, Tubular Daylighting, TDDs, Light Pipe, Vertical Daylighting, Horizontal Daylighting, Light Shelf 등)와 의료시설 관련 키워드(Health Care Facility, Hospital, Clinic 등)의 교차 검색을 통해 논문, 사례발표, 웹문서에서 2)‘치유환경요소로서 자연광조명시스템이 적용된 의료시설의 사례’를 수집한다.
리노베이션을 하면서 지붕 바로 아래 4층에 있는 신생아실에 광섬유 자연광조명장치를 설치하였다. 천창과 같은 전통적 설계에 의한 채광방식은 열을 함께 얻게 되는 부담이 있고 신생아실은 매우 민감한 의료공간이기 때문에 신생아 황달의 치유효과가 있는 자연광은 유입하면서 열은 흡수하지 않도록 하기 위해 광섬유를 적용하였다.
직원과 환자를 위해 최상층 복도에 TDDs가 광범위하게 쓰였다. 최상층 창고용 공간에 새로운 오피스를 만들면서 복도 쪽으로 창을 내어 외부창이 없는 공간에서 생활하는 사람들을 위해 광파이프를 설치하였다.
사례(8), (11)은 신생아의 황달치료와 산부인과의 산모들의 산후우울증 경감, 산후 빠른 회복을 목적으로 광요법을 시행한 사례이다. 특별히 사례(8)에서는 광요법을 위한 빛유입 과정에 동반되는 열전달을 최소화하기 위해 광섬유시스템을 선택하였다.
환자는 물론 시설 안에서의 근무시간이 긴 간호사에게 발생 할 수도 있는 빛 부족 문제를 예방하기 위해 광파이프를 이용하였다. A & E(Accident and Emergency)부서는 건물 중앙에 위치해 있어 자연채광이 어렵기 때문에 TDDs를 통해 빛을 전달 받도록 하였다.

대상 데이터

관상동맥 조영술 부서(Department of Coronary Angiography / 冠狀動脈造影術部署)는 건물의 중심에 있어 자연광이 도달하기 어려운 곳에 위치하여 광섬유시스템을 이용하였다. 실내 확산기는 직사각의 일반적인 조명기구형태를 하고 있으며 컨트롤실에 설치되었다.
사례(8)에서는 위치와 거리의 한계 보다는 광범위한 건설공사 없이 진행하기 위해 광섬유조명시스템을 채택하였다. 사례(2)는 설치시공의 용이함을 이유로 TDDs를 적용한 사례이다. 자연광조명장치 중 광파이프와 광선반은 건축설계와 비교해 가격 경쟁력이 있는 것으로 알려져 있다.
이 연구에서 조사한 치유환경요소로서 의료시설에 적용된 자연광조명장치의 사례는 총 11곳이다. 적용된 채광기술과 수혜 대상자를 기본적으로 분류하고, 분석기준 3)‘빛환경 및 시환경 치유환경요소’와 4)‘건축설계의 한계를 극복한 요소’에 따라 사례 및 자연광조명기술를 비교 분석한 내용은 다음과 같다.

성능/효과

의료시설의 적절한 자연광은 직원들의 생산력을 높이고 실수를 줄여주어 직원들의 퍼포먼스와 환자의 회복에 영향을 미치기 때문이다.³⁾ 시각적 작업만을 위해서라면 인공조명만으로도 충분하지만 자연광은 집중력과 분위기를 향상시켜 불안, 피로, 눈의 긴장을 줄여주고 수면, 체온, 생체리듬, 종양의 성장에 영향을 주는 멜라토닌의 생성을 조절하기 때문에 치유환경적 측면에서 중요한 환경요소이다.⁴⁾
자연광 전달거리가 짧고 유동적인 광선반 조차도 일반 창의 빛 도달거리의 약 3배까지 가능한 것으로 알려져 있다.⁴¹⁾ 방향 전환이 가능한 장치는 광섬유, 광파이프, 수직자연광시스템이며 순서대로 유연성이 좋고 방향전환(Turn) 가능 횟수가 많으며 각도에 따른 빛손실이 적은 것으로 타나났다. 이는 자연광조명장치가 건축설계의 수직·수평거리의 한계를 해결할 수 있는 대안이며, 창이 없는 건물 깊숙한 공간까지 자연광을 유입할 수 있다는 의미이다.
9) 복지를 향상시키는 물리적 환경요소는 환자와 직원이 얻게 되는 성과에 영향을 줄 잠재성을 가지고 있다. 자연광이 제공하는 쾌적한 대기는 자연과의 연계를 가능하게 하는 외부전망과 함께 시설환경의 질을 높여 빠른 회복을 돕고 재원기간을 줄여주는 치유적인 환경을 제공한다.
하지만 광섬유, 광파이프는 작은 공간을 차지하거나 천정 개구부가 작아 대수선 없이도 장착이 용이하다. 가격경쟁력은 광파이프, 광선반, 광섬유, 수직자연광시스템, 수평자연광시스템 순으로 높게 나타났으며, 특히 광파이프와 광선반은 자연광 유입을 위한 건축설계 비용과 견주어도 경쟁력이 있는 것으로 나타나 설치비용의 부담은 비교적 크지 않다.
넷째, 자연광의 뛰어난 연색성은 환자와 방문객의 길찾기에 도움을 준다는 사실은 선행연구에 나타나 있다. 그런데 본 연구를 통해 자연광의 연색성이 색상의 정확한 구별과 선정이 필요한 미용치료 분야에 도움을 준다는 것을 사례에서 확인하였다. 자연광조명장치는 치과, 성형외과, 피부과와 같은 심미치료를 하는 시설에 적용되어 치료결과와 직원복지를 향상시킴으로써 치유환경을 조성할 수 있다.
둘째, 자연광조명장치는 일반 창에 비해 빛의 전달거리가 길고 광섬유, 광파이프, 수직자연광시스템은 유연성을 가지고 있어 건축설계의 물리적 한계를 극복할 수 있다. 광추적장치 및 가동형 광선반을 통해 태양광 변화에 대응하여 충분한 조도를 확보할 수 있고, 조광기 설치를 통해 조도조절의 편이성도 높일 수 있다.
외국의 사례 또한 기술개발이 최근에 이루어진 수평·수직 자연광시스템의 경우는 의료시설의 적용사례를 확인하지 못했다. 비교적 적정한 비용과 단순한 구조인 광파이프의 설치 사례가 가장 많았고, 광섬유, 광선반 순으로 나타났다. 건축설계와 비교해 가격 경쟁력을 가진 광파이프와 광선반 및 설치가 가장 용이한 광섬유의 특성이 나타난 결과로 보인다.
사례로 확인된 TDDs 뿐만 아니라 다른 모든 자연광조명장치도 루버스크린 혹은 Light Delivery나 Light Diffuser 내에 Dimmer를 설치하면 광량조절은 기술적으로 가능하다. 모든 자연광조명장치는 사용자의 필요에 따라 태양광의 조도를 조절할 수 있는 조광기를 설치하여 편의성을 높일 수 있다.
셋째, 자연광조명시스템은 의료시설 사용자들에게 비타민D 공급, 쾌적한 대기환경 제공, 적정 조도 공급, 눈의 피로 감소, 눈부심 현상 제거를 통해 치유적 환경을 제공한다. 자연광은 환자에게 광요법 효과를 줌으로써 치료 회복에 직접적인 도움을 주며, 의료서비스 종사자들의 업무수행 능력의 향상, 업무 효율성의 증가, 의료 실수의 감소라는 간접적인 결과로 환자에게 치유적 환경을 제공한다.
이 연구에서 이론적 근거와 사례를 통해 자연광조명시스템이 건축설계의 한계를 넘어 치유적인 환경을 제공하는 대안이 될 수 있음을 확인하였다. 하지만 최근에 개발되고 고가인 관계로 설치사례가 많지 않아 실제 효용성을 명확히 수치화하긴 어려웠다.
특히 주목할 만한 점은 <그림 6>과 같이 병실 내에서 햇빛의 량을 조절할 수 있는 조광기(Dimmer)를 달았다는 점이다. 조광기를 리모컨으로 제어 할 수 있도록 하여 환자가 선택적으로 빛을 조절할 수 있게 편의성을 높였다.
통합 비율분포를 보면, 건축설계 한계극복요소 영역전체에서 미해당 사항이 11.5%로 나타났으며 이는 자연광조명시스템이 88.5%의 영역에서 건축설계의 한계를 극복할 수 있음을 의미한다. 자연광조명기술 비율분포도의 높은 비율순서로 건축설계의 한계를 극복하는 대안으로 자연광조명시스템의 활용도가 높을 것으로 판단된다.

후속연구

5%의 영역에서 건축설계의 한계를 극복할 수 있음을 의미한다. 자연광조명기술 비율분포도의 높은 비율순서로 건축설계의 한계를 극복하는 대안으로 자연광조명시스템의 활용도가 높을 것으로 판단된다. 통합 비율분포의 치유환경요소 영역전체에서는 미해당 사항이 4.
첫째, 자연광채광기술을 대부분 외국기업이 보유하고 있고 고가인 관계로 본 연구에서는 국내사례를 확인하기 어려웠다. 외국의 사례 또한 기술개발이 최근에 이루어진 수평·수직 자연광시스템의 경우는 의료시설의 적용사례를 확인하지 못했다.
이러한 기술은 최근에 개발된 신기술로 설치비용은 비교적 높은 편이다. 하지만 향후 발생하는 에너지 절약효과로 초기 비용의 상쇠가 가능하다. 진보적인 자연채광기술은 예산에 큰 비용부담을 준다고 생각하는데 사실상 자연광 유입을 위한 건축디자인에 드는 비용과 비교할 때 <그림 4>에서와 같이 TDDs나 광선반의 경우는 가격 경쟁력이 있는 장치이다.
하지만 최근에 개발되고 고가인 관계로 설치사례가 많지 않아 실제 효용성을 명확히 수치화하긴 어려웠다. 향후 자연광조명시스템의 효용성을 검증하기 위해 더 많은 유형별 설치사례를 바탕으로 거주 후 평가(POE)와 인체반응에 관한 후속연구가 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	의료시설에 자연광조명장치가 도입되게 된 이유는 무엇인가?	의료서비스의 발달로 의료시설은 매우 복잡하고 규모는 커지게 되었다. 자연광 유입을 위한 건축설계에서의 여러 가지 시도는 의료시설이 대규모화될수록 물리적인 한계를 맞게 된다. 건물 중앙과 지하 깊숙이 자리한 공간까지 태양빛을 끌어들이는 것은 설계로써 극복하기 어렵다. 이러한 한계는 최근 들어 진보된 신기술을 바탕으로 개발된 자연광조명장치의 도입으로 극복되고 있다.
	태양빛의 자외선은 어떠한 효과가 있는가?	태양빛의 자외선은 단백질 신진대사를 증가시키고 피로를 감소시키며 백혈구의 생성을 자극하고 엔돌핀 분비를 촉진시켜 혈압을 낮추고 행복한 감정을 증진시킴으로써 치유의 효과가 있다.5) 또한 계절성 정동장애(Seasonal Affective Disorder)와 양극성 우울증(Bipolar Depression)환자들의 우울을 감소시켜 재원기간을 줄여준다.
	의료시설에서 자연광의 적극적인 유입이 중요한 이유는?	의료시설에서 자연광의 적극적인 유입은 환자의 재활과 회복뿐만 아니라 의료진 및 서비스 제공자들의 건강과 복지를 위해 매우 중요하다. 의료시설의 적절한 자연광은 직원들의 생산력을 높이고 실수를 줄여주어 직원들의 퍼포먼스와 환자의 회복에 영향을 미치기 때문이다.

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http://www.aia.org/practicing/AIAB096065

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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