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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 Wilson(1984)의 심리학 이론인 ‘바이오필리아’ 이론에 기초하여 건강을 위한 물리적 환경에 대한 평가를 하고자 한다.
- 개선이 필요한 이유에 대한 조사결과 ‘칠판이 잘 보이지 않아서’, ‘눈이 편안하지 않아서’, ‘눈이 부셔서’ 등의 눈부심과 관련된 항목이 높게 나타났는데, 이는 빛 환경 평가와 일맥상통하는 결과이다. 따라서 빛 환경 계획 시 눈부심을 최소화 시켜 학습하는데 빛 방해가 일어나지 않도록 채광성능과 함께 반사광에 대한 계획이 중요하게 다루어져야 함을 파악하였다.
- 본 연구는 바이오필리아 이론에 기초한 빛환경 평가도구를 구성하고 이를 활용하여 중학교를 대상으로 실증평가를 실시해봄으로써 건강한 실내 빛환경 계획방안을 모색해보고자 하였다. 먼저 바이오필리아 이론에 기초한 실내 빛 환경 평가의 조사도구를 구성하기 위하여 건강과 빛에 관한 이론, 빛과 공간에 관련된 선행 연구를 종합·정리하여 바이오필릭 디자인의 ‘빛과 공간’의 세부표현요소 개념을 바탕으로 학교 실내 공간의 빛 환경 평가도구를 개발하였다.
제안 방법
- 조사연구에서는 부산시 소재 중학교 학생을 대상으로 설문조사를 시행하여 중학교 실내 빛 환경 평가, 학교생활 만족도 및 빛 환경 만족도를 조사하고 분석하였다. 또한 학생들의 학교생활 만족도와 빛 환경 만족도와의 연관성을 분석하고, 빛 환경 만족도 제고 방안을 위해 빛 환경 세부 평가요소들이 빛 환경 만족도에 미치는 영향에 대하여 분석하였다.
- 또한, 신설 및 신축되는 학교 건축물에 의무적으로 녹색건축물 인증을 받아야 하는 현 상황에서 일반학교와 친환경인증학교의 빛 환경을 비교·평가하여 특징을 분석하였다.
- 먼저 바이오필리아 이론에 기초한 실내 빛 환경 평가의 조사도구를 구성하기 위하여 건강과 빛에 관한 이론, 빛과 공간에 관련된 선행 연구를 종합·정리하여 바이오필릭 디자인의 ‘빛과 공간’의 세부표현요소 개념을 바탕으로 학교 실내 공간의 빛 환경 평가도구를 개발하였다.
- 문헌연구에서는 바이오필리아 이론과 빛과 공간에 대한 문헌 및 선행연구 분석을 통해 바이오필리아에 기반을 둔 디자인 원리를 고찰하고 실내 공간의 빛 환경을 평가할 수 있는 세부표현요소를 구체화하고, 빛과 건강에 관한 이론, 빛과 공간에 관한 선행 연구를 종합·정리하여 빛 환경 평가도구를 구성하였다.
- 바이오필릭 디자인요소 중 ‘빛과 공간’의 세부표현요소 12가지의 개념을 정리하고 유사한 개념끼리 묶어 총 10가지의 평가요인으로 구성하였다.
- 본 연구는 크게 문헌연구와 조사연구로 진행되었다.
- 본 연구에서는 건강의 큰 개념인 행복과 관련된 ‘바이오필리아(Biophilia)’ 이론을 통해 새로운 접근으로 실내 빛 환경 평가 도구를 개발하였다.
- 빛 환경 만족도와 학교생활 만족도의 연관성을 분석하기 위해 중학생이 평가한 실내 빛 환경 만족도와 생활, 환경, 건강측면의 학교생활만족도간의 상관관계 분석을 실시하였다[Table 7].
- 빛 환경과 관련된 문헌 고찰 및 선행연구 분석을 통하여 빛의 역할을 신체적·정신적 건강에 영향을 주는 빛의 기능성과 공간의 특성을 나타내는 빛의 공간성으로 나누었다.
- 빛 환경과 관련된 문헌 고찰 및 선행연구 분석을 통하여 빛의 역할을 신체적·정신적 건강에 영향을 주는 빛의 기능성과 공간의 특성을 나타내는 빛의 공간성으로 나누었다. 이를 종합하여 실내 빛 환경 평가에 적용 가능한 세부평가항목들을 추출하고 중복성 검토와 정리과정을 거쳐 10개의 빛 환경 평가요인과 60개의 세부평가항목으로 이루어진 실내 공간의 빛 환경 평가도구를 구성하였다[Table 1].
- 본 연구에서는 건강의 큰 개념인 행복과 관련된 ‘바이오필리아(Biophilia)’ 이론을 통해 새로운 접근으로 실내 빛 환경 평가 도구를 개발하였다. 이를 활용하여 중학생들을 대상으로 자연광과 인공광을 포함한 학교의 전체 실내 빛 환경에 대한 주관적 평가를 시행하였다. 또한, 신설 및 신축되는 학교 건축물에 의무적으로 녹색건축물 인증을 받아야 하는 현 상황에서 일반학교와 친환경인증학교의 빛 환경을 비교·평가하여 특징을 분석하였다.
- 본 조사는 연구자와 조사자 1명이 2015년 10월 31일부터 11월 04일까지 진행하였다. 조사대상으로 정한 4개 중학교의 2개 학급을 무작위로 선정하고 연구에 동의한 학생들을 대상으로 학생들이 활동하는 낮 시간을 고려하되 학교생활에 방해가 되지 않도록 종례시간 또는 조례시간을 활용하여 실시하였으며, 조사는 연구자와 조사원 1인이 설문지 배포 후 회수하는 방식으로 진행 되었다.
- 조사를 통하여 수집된 설문지의 각 항목에 대한 타당성, 일관성을 알아보기 위하여 본 연구에서는 Cronbach’sα값을 산출하여 10가지 각 요인에 대한 측정도구들의 신뢰도를 검증하였고, 빛 환경 평가 10개 요인에 대한 신뢰도 계수 α값은 [Table 2]와 같이 나타났다.
- 문헌연구에서는 바이오필리아 이론과 빛과 공간에 대한 문헌 및 선행연구 분석을 통해 바이오필리아에 기반을 둔 디자인 원리를 고찰하고 실내 공간의 빛 환경을 평가할 수 있는 세부표현요소를 구체화하고, 빛과 건강에 관한 이론, 빛과 공간에 관한 선행 연구를 종합·정리하여 빛 환경 평가도구를 구성하였다. 조사연구에서는 부산시 소재 중학교 학생을 대상으로 설문조사를 시행하여 중학교 실내 빛 환경 평가, 학교생활 만족도 및 빛 환경 만족도를 조사하고 분석하였다. 또한 학생들의 학교생활 만족도와 빛 환경 만족도와의 연관성을 분석하고, 빛 환경 만족도 제고 방안을 위해 빛 환경 세부 평가요소들이 빛 환경 만족도에 미치는 영향에 대하여 분석하였다.
- 중학교 실내 빛 환경을 평가하기 위해서 Elements of Biophilic Design14)의 6가지 요소 중 ‘빛과 공간(Light and Space)’의 세부항목을 기준으로 선행연구와 문헌고찰을 통해 정리한 빛의 역할을 비교·분석하여 조사도구를 구성하였다.
- 중학교의 실내 공간 빛 환경에 대한 구체적인 개선방향을 제시하기 위해서 앞서 평가한 실내 빛 환경 평가 요인 10가지가 유의미한 영향을 미치는지 알아보고자 다중 회귀분석을 이용하여 빛 환경 만족도에 대한 실내 빛 환경 평가요인의 영향력을 분석하였다[Table 5].
- 학교생활 만족도를 평가하기 위한 척도는 생활측면(학업, 교우관계), 환경측면(쾌적함, 분위기), 건강측면(신체적 건강, 정서적 건강, 스트레스정도, 불안정도, 우울정도, 즐거움정도)으로 3개의 요인을 가진 총 10개 문항으로 구성하였으며, 문항은 likert 5점 척도로 ‘전혀 만족하지 않는다(1점)’부터 ‘매우 만족한다(5점)’으로 평정하도록 하였다.
대상 데이터
- 따라서 각 학교당 약 52명의 표본이상의 조사대상의 크기가 필요하며, 대상자가 중학생임을 감안해 설문지 작성의 성실도가 불충분한 자료가 있을 것으로 판단되어 한 학교의 최소표본크기를 60명으로 산출하여 240명 내외(4공간×60표본 이상)로 산정하였다.
- 본 연구의 조사대상은 부산광역시 소재의 중학교(4개교)의 중학생(만 13~15세) 232명이다. 조사대상 표집은 부산광역시 교육청에서 제공하는 ‘중학교 명부’ 자료와 각 학교의 홈페이지 자료를 바탕으로 공립여부, 남녀공학여부, 개교일시, 해당 교육지원청 등을 고려하고 본 연구에 호의적인 반응을 보인 중학교를 대상으로 하였다.
- 본 조사는 연구자와 조사자 1명이 2015년 10월 31일부터 11월 04일까지 진행하였다. 조사대상으로 정한 4개 중학교의 2개 학급을 무작위로 선정하고 연구에 동의한 학생들을 대상으로 학생들이 활동하는 낮 시간을 고려하되 학교생활에 방해가 되지 않도록 종례시간 또는 조례시간을 활용하여 실시하였으며, 조사는 연구자와 조사원 1인이 설문지 배포 후 회수하는 방식으로 진행 되었다.
- 친환경 인증 중학교는 부산광역시 교육청에서 제공하고 있는 ‘친환경(녹색)건축물 인증학교(2014년 10월 기준)’ 자료를 바탕으로 친환경 인증 등급, 개교일시, 해당 교육지원청 등을 고려하여 인증 우수(그린 2등급)등급 이상인 중학교 중 설문조사 협조에 응한 2개교를 선정하였다. 일반 중학교는 환경적 신뢰성을 위해 친환경인증 학교의 교육지원청을 기준으로 2000년도 이후에 신설 된 중학교, 창의 인성 우수학교 등을 고려하여 2개교를 선정하였다. 조사대상은 해당 학교의 재학생을 대상으로 하였으며, 대상자 수는 유의도(significance level) 0.
- 조사대상 표집은 부산광역시 교육청에서 제공하는 ‘중학교 명부’ 자료와 각 학교의 홈페이지 자료를 바탕으로 공립여부, 남녀공학여부, 개교일시, 해당 교육지원청 등을 고려하고 본 연구에 호의적인 반응을 보인 중학교를 대상으로 하였다. 조사대상 중학교 4개교(친환경인증 중학교 2개교와 일반 중학교 2개교)에 설문지 60부씩 배포 및 회수하고 이중 응답이 불성실한 8부를 제외하고 총 232부(96.7%)를 최종 분석에 사용하였다. 친환경 인증 중학교는 부산광역시 교육청에서 제공하고 있는 ‘친환경(녹색)건축물 인증학교(2014년 10월 기준)’ 자료를 바탕으로 친환경 인증 등급, 개교일시, 해당 교육지원청 등을 고려하여 인증 우수(그린 2등급)등급 이상인 중학교 중 설문조사 협조에 응한 2개교를 선정하였다.
- 조사대상 표집은 부산광역시 교육청에서 제공하는 ‘중학교 명부’ 자료와 각 학교의 홈페이지 자료를 바탕으로 공립여부, 남녀공학여부, 개교일시, 해당 교육지원청 등을 고려하고 본 연구에 호의적인 반응을 보인 중학교를 대상으로 하였다.
- 조사대상은 M 중학교 59명(25.4%), O 중학교 60명(25.9), D중학교 59명(25.4), K 중학교 54명(23.3)이며, 조사대상의 성별은 남학생 51.30%, 여학생 48.70%로 남녀의 차이가 6명으로 구성되었다.
- 조사대상은 해당 학교의 재학생을 대상으로 하였으며, 대상자 수는 유의도(significance level) 0.05, 검정력(power) 0.95, 효과크기(Effect size) 0.5를 기준으로 G-Power3.1.7프로그램을 사용하여 조사 대상 중학교에 다니는 중학생들을 대상으로 실내 빛 환경 평가 차이를 파악하기 위하여 독립표본 t검증 설계에 따른 최적 표본크기를 계산하였으며, 총 210명(105명×2그룹)이 산출되었다.
- 먼저 바이오필리아 이론에 기초한 실내 빛 환경 평가의 조사도구를 구성하기 위하여 건강과 빛에 관한 이론, 빛과 공간에 관련된 선행 연구를 종합·정리하여 바이오필릭 디자인의 ‘빛과 공간’의 세부표현요소 개념을 바탕으로 학교 실내 공간의 빛 환경 평가도구를 개발하였다. 총 60개의 세부평가항목을 가진 10가지의 평가요인으로 구성하였다. 이를 활용하여 중학생을 대상으로 평가를 실시한 결과, 중학교 실내의 전체 빛 환경은 모두 보통이상의 결과를 가지나 10가지 빛 환경 평가 요인 중 사물의 식별과 자연채광에 대한 평가가 상대적으로 높았고, 빛의 조화, 심미성, 한정성, 방향성에 대한 평가가 낮게 나타났다.
- 친환경 인증 중학교는 부산광역시 교육청에서 제공하고 있는 ‘친환경(녹색)건축물 인증학교(2014년 10월 기준)’ 자료를 바탕으로 친환경 인증 등급, 개교일시, 해당 교육지원청 등을 고려하여 인증 우수(그린 2등급)등급 이상인 중학교 중 설문조사 협조에 응한 2개교를 선정하였다.
데이터처리
- 수집된 자료는 통계프로그램 SPSS Statistics 21으로 처리 하였으며 신뢰도, 빈도, 퍼센트, 평균(표준편차), 독립표본 T 검정(T-test), 다중회귀분석, 상관분석을 이용하여 분석하였다.
- 인증학교와 일반학교의 빛 환경 평가 결과 차이를 살펴보기 위해서 평균차이 검증인 독립표본 T검정(T-test)을 실시하였다[Table 3].
성능/효과
- 10가지 빛 환경 평가 요인 중 사물의 식별과 자연채광에 대한 평가인 ’빛과 그림자, 자연광, 확산광’에 대한 평가가 상대적으로 높았고, 빛의 조화, 심미성, 한정성, 방향성에 대한 평가인 ’개방성, 모양과 형태의 빛, 공간적 조화, 빛 웅덩이’에 대한 평가가 낮게 나타났다.
- 3) 특히, 건축 환경에서 바이오필릭 디자인은 인간에게 최적의 편안함을 제공할 수 있어야 한다.4)
- 5) 작업능률 및 생활의 쾌적이라는 것은 시각에 의해 결정되며, 빛은 공간을 한정하고, 공간을 아름답게 하고, 공간에 특별한 성격을 부여하기도 하면서 사람들에게 공간을 느끼게 하므로, 공간에서 빛의 특성은 공간 자체의 특성뿐만 아니라 그 공간의 성격을 정의하는데 영향을 미친다.6)
- 개선이 필요한 이유에 대한 조사결과 ‘칠판이 잘 보이지 않아서’, ‘눈이 편안하지 않아서’, ‘눈이 부셔서’ 등의 눈부심과 관련된 항목이 높게 나타났는데, 이는 빛 환경 평가와 일맥상통하는 결과이다.
- 그 결과 중학생의 학교 실내 빛 환경의 만족도는 학교생활 만족도와 유의한 정적 상관관계를 보여주고 있는 것으로 나타났다(r= .579, p< .01).
- 실내 빛 환경 평가 요인 10가지 중 자연광, 공간적 조화, 모양과 형태의 빛 요인이 실내 빛 환경 만족도에 정(+)의 영향을 미치는 것으로 나타나 유의미한 영향을 미치는 변수임을 알 수 있었다. 따라서 실내 빛 환경 평가요인 중 자연광, 모양과 형태의 빛, 공간적 조화에 대한 주관적 평가가 높을수록 빛 환경 만족도가 높아짐을 알 수 있었다.
- 즉, 교육 공간 계획 시 빛 환경 계획은 중요하게 고려해야 하는 부분이며, 이는 학생들의 신체적·심리적 건강에도 긍정적인 영향을 미칠 것으로 파악되었다. 또한 빛환경 만족도를 높이기 위하여 10가지 빛환경 평가요인 중 자연광, 공간적 조화, 모양과 형태의 빛요인은 만족도에 대한 영향력 높은 항목으로 나타났다. 따라서 만족도 높은 학교 생활을 위해서 일률적인 실내조명방법과 창의 형태계획에서 벗어나 적정수준의 자연채광 계획과 시각적 즐거움을 줄 수 있는 빛계획에 대한 고려가 우선될 수 있어야 할 것이다.
- 친환경 인증학교와 일반학교를 비교한 결과를 살펴보면, 친환경 인증학교는 자연광에 대한 평가가 가장 높았고, 일반학교는 반사광에 대한 평가가 가장 높게 나왔다. 또한 친환경 인증학교가 일반학교에 비해 높은 결과를 보여 친환경 인증학교가 일반학교에 비해 학교실내에 대한 빛 환경 평가 결과가 높음을 볼 수 있었다. 이는 실내 빛 환경 평가도구의 기본개념인 ‘바이오필리아’ 이론이 자연 친화 사상의 개념을 포함하므로 친환경 인증학교의 물리적 평가가 더 높게 나타난 것으로 이해할 수 있다.
- 먼저 각 독립 변수들 간의 다중공선성의 존재 여부를 알아보기 위하여 분산팽창계수(Variance Inflation Factor, VIF)를 확인한 결과 모두 10 이하이므로, 독립변수들 간의 다중공선성의 문제는 없는 것으로 확인 되었다. 빛 환경 평가 요소가 빛 환경 만족도에 미치는 영향을 살펴보면 F=22.
- 문항에 대한 신뢰도 계수 α값은 .913으로 신뢰수준을 만족한다고 할 수 있으며, 모두 보통(3점) 이상의 결과를 가지며 생활측면의 만족도가 가장 높았고, 건강측면의 만족도가 가장 낮았다[Table 6].
- 바이오필릭 이론을 기초로 한 빛 환경 평가도구를 활용하여 중학생들을 대상으로 평가를 실시한 결과, 중학교실내의 전체 빛 환경은 모두 보통(3점) 이상으로 나타났다. 10가지 빛 환경 평가 요인 중 사물의 식별과 자연채광에 대한 평가인 ’빛과 그림자, 자연광, 확산광’에 대한 평가가 상대적으로 높았고, 빛의 조화, 심미성, 한정성, 방향성에 대한 평가인 ’개방성, 모양과 형태의 빛, 공간적 조화, 빛 웅덩이’에 대한 평가가 낮게 나타났다.
- 실내 빛 환경 평가 요인 10가지 중 자연광, 공간적 조화, 모양과 형태의 빛 요인이 실내 빛 환경 만족도에 정(+)의 영향을 미치는 것으로 나타나 유의미한 영향을 미치는 변수임을 알 수 있었다. 따라서 실내 빛 환경 평가요인 중 자연광, 모양과 형태의 빛, 공간적 조화에 대한 주관적 평가가 높을수록 빛 환경 만족도가 높아짐을 알 수 있었다.
- 01). 실내 빛 환경의 만족도는 학교생활의 세부영역 만족도인 생활, 환경, 건강 측면의 만족도와 모두 정적 상관관계를 보이고 있으며, 전체 학교생활 만족도 또한 세부영역 만족도와 모두 정적 상관관계를 보였다. 이러한 결과는 중학생의 실내 빛 환경의 만족도가 학교생활 만족도에 영향을 주는 요인으로 지각하고 있는 것으로 해석 할 수 있다.
- 요인별로 보면 일반학교에서 가장 높은 평가를 은 ‘반사광’에 대한 평가가 친환경 인증학교에서는 상대적으로 낮게 평가되었으며, 세부평가항목에서도 유일하게 눈부심과 관련된 반사광의 항목이 낮게 평가되었다.
- 총 60개의 세부평가항목을 가진 10가지의 평가요인으로 구성하였다. 이를 활용하여 중학생을 대상으로 평가를 실시한 결과, 중학교 실내의 전체 빛 환경은 모두 보통이상의 결과를 가지나 10가지 빛 환경 평가 요인 중 사물의 식별과 자연채광에 대한 평가가 상대적으로 높았고, 빛의 조화, 심미성, 한정성, 방향성에 대한 평가가 낮게 나타났다. 공간에 대한 다양한 경험을 하거나 풍부한 공간감을 나타내기 위하여 빛을 활용한 계획이 부족하다는 것을 알 수 있다.
- 즉, 교육 공간 계획 시 빛 환경 계획은 중요하게 고려해야 하는 부분이며, 이는 학생들의 신체적·심리적 건강에도 긍정적인 영향을 미칠 것으로 파악되었다.
- 친환경 인증학교와 일반학교를 비교한 결과를 살펴보면, 친환경 인증학교는 자연광에 대한 평가가 가장 높았고, 일반학교는 반사광에 대한 평가가 가장 높게 나왔다. 또한 친환경 인증학교가 일반학교에 비해 높은 결과를 보여 친환경 인증학교가 일반학교에 비해 학교실내에 대한 빛 환경 평가 결과가 높음을 볼 수 있었다.
- 학생이라는 입장에서 학교는 학습을 위한 작업공간의 의미를 가지고 있으므로 이러한 방해요소들은 중요하게 고려되어야 할 것이다. 학교 실내 빛 환경의 만족도와 학교생활 만족도의 연관성을 분석하기 위해 상관관계 분석을 실시한 결과, 전체 학교 실내 빛 환경의 만족도는 학교생활 만족도와 유의한 정적 상관관계를 보여주고 있는 것으로 나타났다. 즉, 교육 공간 계획 시 빛 환경 계획은 중요하게 고려해야 하는 부분이며, 이는 학생들의 신체적·심리적 건강에도 긍정적인 영향을 미칠 것으로 파악되었다.
후속연구
- 따라서 만족도 높은 학교 생활을 위해서 일률적인 실내조명방법과 창의 형태계획에서 벗어나 적정수준의 자연채광 계획과 시각적 즐거움을 줄 수 있는 빛계획에 대한 고려가 우선될 수 있어야 할 것이다. 나아가 공간의 특성을 충분히 반영하여 차별적인 계획이 필요하며 다양한 건축계획 요소 속에 빛 환경 개선을 위한 계획 수립이 필요할 것이다.
- 본 연구의 실내 빛 환경 평가는 건강의 큰 개념인 ‘바이오필리아(Biophilia)’라는 이론을 기초로 건강성 측면에서 새롭게 접근하여 실내 빛 환경을 평가하는 도구를 개발한데 의의를 가지며, 신체적·정신적으로 매우 중요한 시기인 중학생을 대상으로 만족도 높은 학교 실내 빛 환경 계획 방향을 모색하여 향후 학교건축물 계획 시 빛 환경 계획의 기초 자료로서 의의를 가진다. 추후 조사대상의 범위를 넓힘으로써 평가도구의 적용성과 활용방안에 대한 논의가 지속적으로 이루어져야 할 것이다.
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