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문제 정의
- 본 연구에서는 인간에게 쾌적성을 보장하기 위해 체계적으로 분석, 규명되어야 할 조명광원의 특성증 색온도를 실험변수로 설정하여 인체의 영향을 평가하기 위해 작업수행도, 주관평가 및 6종류의 생리신호를 측정하여, 색온도 변화와의 상관관계를 추출하고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 일차적으로 주관평가(시각피로, 정신피로, 집증도)와 작업수행도 의 상관관계를 분석하였다.
- 본 연구에서는 조명의 색온도를 변수로 하여 작업자의 피로도를 평가하기 위해 일차적 으로 주관평가와의 상관관계를 분석하였다.
제안 방법
- task 는 20분씩 총 3회 실시하였으며, 각 sheet 의 시작 시간을 기입하도록 하였다.
- 색온도 변화에 따른 인체 영향 평가를 위한 3가지 요소의 상관관계를 추출하기 위하여 가장 기본이 되는 주관평가와 색온도의 상관관계가 파악되어야 하므로 1차적으로 주관평가와의 상관관계를 분석하였다.
- 8세)으로 하였다. 생리신호 측정 및 주관평가에 영향을 미치지 않도록 실험전 일 충분한 수면과 휴식을 취하고, 슬이나 커피 등의 자극적인 음료 섭취를 피하도록 하였다.
- 생리신호 측정 시, 신체의 움직임으로 인한 noise가 발생하는 것을 칙소화하기 위해, 피험자가 숫자를 비교할 때는 오른손만을 사용하여 키보드의 방향 키 커서를 이동하도록 지시 하였다.
- 본 연구에서는 인간에게 쾌적성을 보장하기 위해 체계적으로 분석, 규명되어야 할 조명광원의 특성증 색온도를 실험변수로 설정하여 인체의 영향을 평가하기 위해 작업수행도, 주관평가 및 6종류의 생리신호를 측정하여, 색온도 변화와의 상관관계를 추출하고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 일차적으로 주관평가(시각피로, 정신피로, 집증도)와 작업수행도 의 상관관계를 분석하였다.
- 작업수행과 동시에 중추신경계와 자율신경계 생리신호 EEG, ECG, 맥파, 피부전기반응 (GSR), 호홀 및 피부온도를 측정하였다.
- 그림 3온 세 종류의 조명 색온도에서 작업 시의 정신 피로를 평가한 결과이다. 작업을 수 행함에 따라 정신피로는 점점 증가하고, 2700 K < 4000 K < 6500 K의 순서로 정신 피로를 크게 느낀다고 평가하였다.
- 그림 2는 주관평가에 의한 시각피로 평가치를 평균하여, Q1 을 기준으로 정규화한 결과이다. 작업을 수행함에 따라서 시각피로가 점차 증가하며, 2700 K < 6500 K < 4000 K의 순서로 시각피로를 크게 느낀다고 평가하였다.
- 피험자는 먼저 실험에 관한 설명을 들온 후, 색온도 4000 K로 설정된 준비실에서 실험에 사용될 주관 평가와 task를 연습하였다. 평가실온 조명의 실험 변수로서 세 종류의 색온도 즉, 주광색에 속하는 6500 K, 냉백색인 4000 K, 전구색인 2700 K로 설정하였다.
대상 데이터
- 피험자는 먼저 실험에 관한 설명을 들온 후, 색온도 4000 K로 설정된 준비실에서 실험에 사용될 주관 평가와 task를 연습하였다. 평가실온 조명의 실험 변수로서 세 종류의 색온도 즉, 주광색에 속하는 6500 K, 냉백색인 4000 K, 전구색인 2700 K로 설정하였다.
- 피험자는 실험내용에 대해 충분히 숙지하고서 실험참가에 동의한 남자 10명, 여자 2명(평균 23.8세)으로 하였다. 생리신호 측정 및 주관평가에 영향을 미치지 않도록 실험전 일 충분한 수면과 휴식을 취하고, 슬이나 커피 등의 자극적인 음료 섭취를 피하도록 하였다.
데이터처리
- 조도조건이 500 lx일 때, 세 종류의 조명 색온도 2700 K, 4000 K, 6500 K에서 오류수정 작업시, 2700 K의 정신피로 및 시각피로가 가장 적고, 집증도가 높으며 작업수행 결과가 가장 좋았다. 이 결과를 조도레벨이 다르면서 동일한 색온도 설정조건인 선행연구결과와 비교, 분석하였다.
- 피험자는 표1의 프로토골에 따라서 10분간 안정을 취한 후 주관평가를 실시하였으며, 설정색 색온도로 바뀌어진 조명환경에서 5분간의 순응을 거친 후 3회의 task를 수행하고, 각 session이 끝나면 Magnitude Estimation 법 (0-100 scale)에 의해 주관평가를 실시하였다.
이론/모형
- 실험은 한국표준과학연구원내의 주거 사무 환경평가실의 사무환경에서 표1의 실험절차에 의해 실시되었다. 환경조건은 조도 500 lx, 온도 23± 1 ℃, 습도 50±5 % RH로 설정하였다.
성능/효과
- 그 결과, 피로가 가장 적고, 집증도 및 작업 수행도가 높았던 색온도 2700 K이 오류수정 과 같온 작업에 적합한 조명환경이라 평가되었다.
- 또한, 65 00 K에서 시각 및 정신 피로를 더 많이 느끼며, 집증도는 가장 낮다고 평가되었 으나 4000 K에서의 작업수행도가 가장 낮게 나온 것온 Q1・Q2 사이에서의 정신 피로가 급격히 증가한 영향이 크게 나타난 결과라 생각된다.
- 정신 피로가 가장 적을 뿐 아니라 집증도가 가장 높게 평가되었던 2700 K가 오류수정작업에 적합한 조명환경이라 판단할 수 있다. 색온도 6500 K에서 정신 피로를 가장 크게 느끼며 집증도가 가장 낮게 평가되었으나, 4000 K에서의 오류 수정듈이 더 낮았다. 이는 색온도 4000 K의 준비실에서 task 연습을 했음에도 불구하고, Q1에서 Q2 사이의 정신 피로가 급격히 증가한 점과 밀접한 관련이 있을 것으로 생각된다.
- 작업수행도는 두 조도레벨 모두 2700 K에서 더 높게 나타난 반면, 시각 및 정신피로는 조도 400 lx에서의 2700 K, 조도 500 lx에서 의 4000 K에서 더 크게 느끼는 것으로 평가되었다. 즉, 조도레벨이 달라짐에 따라 같은 색온도에 대한 주관평가 결과가 전혀 다른 경 향을 보인다.
- 작업수행시간 경과에 따라 오류수정듈이 점점 감소했으며, 4000 K <6500 K < 2700 K의 순서로 오류수정듈이 높았다.
- 조도조건이 500 lx일 때, 세 종류의 조명 색온도 2700 K, 4000 K, 6500 K에서 오류수정 작업시, 2700 K의 정신피로 및 시각피로가 가장 적고, 집증도가 높으며 작업수행 결과가 가장 좋았다. 이 결과를 조도레벨이 다르면서 동일한 색온도 설정조건인 선행연구결과와 비교, 분석하였다.
- 조명의 조도레벨이 다른 조건에서 실험한 결과와 비교했을 때, 같은 색온도라도 조도레 벨에 따라 시각 및 정신피로에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. 즉, 사무환경 증 조명의 색온도 흑은 조도레벨이 흑은 조도레벨이작업생산성 및 쾌적성에 직접 큰 영향을 끼치므로, 작업 내용에 따른 적절한 조도 및 색온도의 설정은 매우 중요하다고 할 수 있다.
- 즉, 2700 K/게서 가장 집증도가 높고 정신피 로를 덜 느끼는 반면, 6500 K에서는 집증도가 가장 낮고 정신 피로가 가장 큰 것으로 나타났다. 이것 은 4000 K와 같이 정신피로가 완만히 증가하므로 집증 유지가 가능하지만, 6500 K 와 같이 정신 피로가 일정량 이상 급격하게 증가를 하는 경우, 집증을 방해하는 요소로서 작용하게 되므로 집증도가 크게 감소하는 것으로 생각된다.
후속연구
- 이것 온 인간의 눈온색온도에 따른 느낌을 선형적으로 지각하지 못하므로, 조도레벨이 달라짐으로 인해 2700 K가 주는 느낌이 크게 달라지기 때문인 것으로 생각된다. 이후 더옥 다양한 조도레벨에서의 실험을 통해 사무환경에 적절한 조명환경 조건의 guideline을 결정하는 것이 증요한 연구과제라 할 수 있을 것이다.
- 추후 작업수행과 동시에 측정된 생리신호를 분석 비교하여, 작업자의 피로도와 상관관계 가 높온 생리지표를 추출함으로서 보다 객관화된 평가를 할 수 있으리라 기대된다.
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