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문제 정의
- 평가 후 시력 저하에 영향을 미치는 요소를 제거하는 교실 조명환경의 개선작업을 서로 다른 4가지의 조명환경으로 실시하고 조명환경이 개선된 교실에서 1년간 생활한 그룹과 개선되지 않은 교실에서 생활한 그룹 간의 시력 변화를 비교 분석하여 .교실 조명의 영향을 고찰하여보고자 한다.
- 본 연구에서는 주광의 영향이 포함된 교실 조명환경으로 책상면조도, 칠판면조도, 균제도, 휘도, 반사율, 글레어 등을 1년간 교실환경의 변화에 따른 측정과 분석을 지속적으로 실시하여 교실의 조명환경 개선에 의한 영향이 학생들의 시력의 저하 현상에 어떻게 나타나는지 정밀한 시력검사를 병행하여 실시하고 조명환경이 시력 저하에 미치는 영향을 고찰하여 교실조명의 개선 방향의 기준을 제시하기 위한 조사 분석 연구를 실시하였다.
제안 방법
- ' 조도의 측정은 측정 범위 0.01-299, 900[lx]에서오차 ±2%digit의 실리콘 포토셀을 사용한 미놀타 T-10M 다점측정조도계를 사용하였다.
- 4학년 학생 234명(남 118명, 예16명)을 대상으로 성별, 안과질환의 과거력을 조사하고, 나안 및 교정시력측정, 자동 각막 곡률계(KR-8100, Japan) 를 이용한 각막굴절력 측정검사를 시행하였다.
- 4학년 학생들을 대상으로 사용하는 교실의 조명환경에 대한 심리적 평가를 위하여 설문조사를 실시하여 학생들이 느끼는 시각 환경을 조사하였다.
- 각막굴절력은 자동 각막곡률계를 이용하여 각막의 중심이 기계의 중심에 오도록 앉히고 턱 높이를 조절한 후 주시 이미지를 보게 하고 컨트롤 레버를 좌우상하로 조정하여 정렬을 맞춘 후 버튼을 눌러 계측하였고 계측값의 평균치를 각막의 굴절력으로 전환하였다.
- 교실 조명환경 실태조사 결과를 교실조명에서시력 저하에 영향을 미칠 수 있는 변수들에 대한교실조명 개선 방향을 검토하였으며 검토 결과에따라 4개의 교실에 대하여 기준 조도 500[lx]이상을 확보하고 눈부심을 제어할 수 있도록 제일조명제품의 루버가 설치된 서로 다른 형식의 등기구를사용하여 천정 텍스공사를 포함한 등기구 전체를교체 설치공사를 실시하였으며 사용된 둥기구의형식과 설치 수량은 [표 2]와 같다.
- 교실에 이미 설치되어 있던 등기구 전체를 떼어내고 조명환경 개선용으로 교체 설치한 서로 다른 4가지 등기구에 대하여 배광특성을 분석하여 [그림 3]과 같은 결과를 얻었다.
- 교실의 크기는 폭 7[mb길이 9[m]x천정높이 2.5 [m]이었으며 책상은 2인용 120[cm]*80[cm]으로 책상 배열은 6열5줄로 모두 30개의 책상면으로 구성되어 조도의 측정은 600[cm]*400[cm]넓이의 패널에다 점 측점 조도계 5개의 측정센서를 부착하여 [그림 4(a)]와 같이 모든 책상의 위치에서 전체 책상 면에 대하여 측정하였으며, 칠판의 연직면 조도는 칠판 면을 등면적으로 8등분의 구역으로 나누어 각 구역의 조도를 동일한 방법으로 측정하였다.
- 교실조명 환경 개선 전 상태에서 대상인 4개의교실인 4-2교실을 1, 4-3교실을 2, 4-6교실을 3, 4-7교실을 4로 각각 나타내었으며 측정할 때의 교실의 조건으로 낮에 전등을 켜고 측정한 상태를 ON(DL) 로, 낮에 전등을 끄고 측정한 상태를 OFF(DL), 야간에 인공조명에서 측정한 상태를 NIGHT로 표현하여 [그림 6]에 공사 전 각 교실에서의 책상면 평균조도 및 칠판면 평균조도를 나타내었다.
- 대상 교실에 대한 조명환경 개선공사를 실시하기 전의 낮 시간대별 인공등을 소등한 경우와 점둥한 경우로 나누어 각 각에 대한 책상면의 조도, 칠판의 연직면조도, 휘도, 반사율을 측정하고 야간시간대에서는 책상면의 조도, 칠판의 연직면조도, 휘도를 측정하였으며 또한 조명환경 개선공사를실시한 후에 같은 방법으로 다시 측정을 하였다.
- 또한 칠판면의 조도를 확보하기 위하여 반사 갓형 칠판등 3개를 일렬로 붙여 칠판면 전체 길이를 비추어 줄 수 있도록 칠판 벽면과 70[cm]의 거리를 두고 설치하였다.
- 설문조사에 응답한 9개반 234명(남 118명, 여M6 명)의 결과를 학급의 구분없이 전체학생을 하나의단위그룹으로 교실의 조명환경을 어떻게 느끼고있는지 분석하였다. 분석된 결과는 13개 문항에 대하여 대체적으로 교실이 밝고 편안한 시각환경을제공하는 것으로 응답하는 긍정적인 답을 한 학생이 많았다.
- 1 시표를못 읽는 학생에 대해서는 Q1의 시표가 판독되는위치까지 가까이 하여 측정하였는데 그 위치로부터 시력표까지의 거리를 시력으로 환산하였다. 안경을 쓰지 않은 상태로 먼저 시력을 측정하고, 그다음 안경을 쓴 상태로 교정시력을 측정하였다.
- 반사율 측정은 측정각 1。인 미놀타 CS100 색채 색차계를 사용하여 측정하였다. 측정 방법은 교실 내 여러 가지의 표면에 대하여 연속 3회를 측정하여 그 평균값을 측정값으로 취하였다.
- 작업면으로는 갱지로 제작된 유인물, 복사지로제작된 유인물, 교과서 등을 대상으로 같은 방법으로 휘도를 측정하였다.
- 조명개선 공사 후의 측정에 있어서는 주간에 측정하는 경우 블라인더를 설치하지 않았을 경우와블라인더를 설치했을 경우로 구분하여 측정을 실시하고 조명실태를 분석하였다.
- 조명환경 개선공사 후의 측정은 시간, 날씨 및 계절의 변화를 고려하여 대상을 규칙적이며 주기적으로 측정을 실시하였다.
- 창문을 통해 들어오는 주광에 의한 눈부심의 문제를 해결하기 위하여 벽면과 반사율이 비슷한 연녹색의 브라인더를 사용하여 창문 전체를 가릴 수있도록 하고 교실 앞뒤에서 개폐가 가능하도록 설치하였다.
- 교실 전체 및 .책상면의 조도, 균제도, 글레어 및베일링 반사 등을 살펴볼 수 있는 10개의 항목과 교실의 전체적인 분위기를 살펴볼 수 있는 3개의 항목으로 [표 1]과 같이 작성하여 활용하였다.
- 책상면의 휘도는 책상면의 긁힘 정도에 따라 휘도의 차이가 발생되는 관계를 고려하여 표면 상태를 정도에 따라 3단계로 나누어 각 단계에 해당되는 긁힘이 있는 책상을 선택하여 측정하고 평균값을 취하였다.
- 측정 방법은 [그림 4(b)]과 같이 교실 앞줄 6명의 자리와 책상 사이의 통로를 포함하여 모두 8곳에서 교실의 전면을 구성하고 있는 게시판면, 칠판면, 멀티비젼의 액정면과 칠판 상부 벽면에 대하여측정하였다.
- 칠판면의 경우 측정 위치에서 칠판면을 보는 위치가 다를 때 발생되는 차이를 고려하여 칠판 면을 횡으로 등면적으로 4개의 구역으로 나누어 4구역 각각에 대하여 휘도를 측정하였다.
- 교실의 조명환경을 평가하였다. 평가 후 시력 저하에 영향을 미치는 요소를 제거하는 교실 조명환경의 개선작업을 서로 다른 4가지의 조명환경으로 실시하고 조명환경이 개선된 교실에서 1년간 생활한 그룹과 개선되지 않은 교실에서 생활한 그룹 간의 시력 변화를 비교 분석하여 .교실 조명의 영향을 고찰하여보고자 한다.
- 학생들의 시력 보호 측면에서 교실 조명환경이 학생 시력 저하에 미치는 영향을 분석하기 위하여 대상 교실의 조명환경을 평가하였다. 평가 후 시력 저하에 영향을 미치는 요소를 제거하는 교실 조명환경의 개선작업을 서로 다른 4가지의 조명환경으로 실시하고 조명환경이 개선된 교실에서 1년간 생활한 그룹과 개선되지 않은 교실에서 생활한 그룹 간의 시력 변화를 비교 분석하여 .
- 휘도의 측정은 측정 각 1/3도에서 측정 범위가 0.01-999.999[cd/m2] 이며 오차가 지시치의 ±2% digit인 미놀타 LS-110 휘도계를 사용하여 측정하였다.
대상 데이터
- 4학년 교실이 4층 건물의 3층에 3실, 4층에 4개의 실로 서로 다른 층에 분산되어 있어 층에 따라주광조명의 조건이 다르게 나타날 수 있으므로 각층에서 2개의 교실을 [그림 1]과 같이 4-2, 4-3, 4-6, 4-7의 4개 반을 선정하였다.
- 모든 검사는 대상 학생 전원에게 각각 동일한조건하에, 동일 검사자에 의해 시행되었으며 2003년 3월 1개월간 이화여자대학교 안과학 교실 전문의 2명, 전공의 1명, 예방의학교실 전문의 1명, 전공의 1명, 전문조사원 2명에 의해 시행되었다.
- 본 연구의 대상은 서울 성동구 행당초등학교를선정을 하였으며 대상 학년은 초등학생 중에서 시력 저하의 현상이 비교적 많이 나타나고 있는 4학년 학생들로 설정하였다.
- 그림에서 BO는 블라인더를 설치한 경우, BX는 블라인더를 설치하지 않은 경우이다. 측정 대상면으로 칠판을 4구역으로나누어 칠판(1)-칠판(4)로 세분화하여 칠판면을 중심으로 측정을 실시하였다. 측정 결과에서 블라인더를 설치한 경우의 휘도분포가 설치하지 않은 경우 보다 균일한 값을 얻었다.
- 대한 휘도 측정 결과이다. 측정대상 면은 창 측으로부터 게시판, 칠판, 화이트보드, 프로젝션화면으로 구성되며 칠판위 벽면도 포함시켜 측정하였다.
데이터처리
- 사용하여 측정하였다. 측정 방법은 교실 내 여러 가지의 표면에 대하여 연속 3회를 측정하여 그 평균값을 측정값으로 취하였다.
- 측정의 오차를 줄이기 위하여 3번 측정하여 제일 멀리 떨어진 값은 버리고 나머지의 평균으로측정값으로 취하였다.
- 평균조도의 계산은 패널에 설치된 5점의 조도값을 상가법同을 이용하여 패널면적의 평균조도를구한다음 전 면적에 대한 평균은 측정 개소가 40개로 구성되므로 산술평균하여 측정값으로 취하였다
이론/모형
- 시력은 한천석 시시력표(5m용)을 사용하여 동일한 표준 조건하에 측정되었다. 측정시 0.
성능/효과
- 4학년 학생의 굴절상태는 근시 46.0%, 원시 7.2%로 나타났으며, 평균 각막굴절력은 43.26±1.38 디옵터로 성인에 비하여 작았고 남아보다 여아가 조금 더 큰 것으로 나타났다.
- 각 문항의 종류를 조도, 눈부심, 균제도에 관한문항으로 나누어 볼 때 조도 측면에서는 우수한결과를 보였으나 균제도 측면에서는 부정적으로나타났고 눈부심 발생 측면에서는 부분적으로 다소 발생되는 것으로 나타남을 알 수 있었다.
- 교실 조명환경 실태점검을 실시한 결과 학교 건물은 오래되었으나 최근 8개월 전에 교실의 등 기구 교체 공사를 완료하였으며 등기구 교체 시 설치되어 있던 교실 당 9개의 등에 3등을 더 추가하여 12개의 등으로 보강하여 설치한 학교로서 각 교실의 조도 상태는 매우 우수한 것으로 조사되었다.
- 교실의 크기는 H2.5mx W7.0mxL9.0m로 63m'이며 사용된 등기구는 FRL32W x2 박형으로 1열 4 등으로 3열로 설치되어 모두 12등으로 구성어 교실 내 조도 수준은 상당히 높은 상황이었으며, 등기 구의 형식이 박형으로 등기구 내의 램프가 많이 노출되어 시야 내에서 많은 눈부심을 느낄 수 있었다. 또한 등기구의 설치방식은 콘크리트 천정 면에 노출로 설치된 것과 텍스천정에 매입식으로 설치된 2종류가 있었으며 [그림 2(a), (b)]와 같다.
- 대상으로 선정된 교실에 대한 조명환경과 물리적 환경의 실태조사를 실시한 결과 교실의 창문은 남향이었으며 칠판은 서향으로 설치되어 있었다.
- 야간의 측정 결과는 교실 전체가 큰 차이 없이 전반적으로 골고루 밝아 균제도 는 큰 값으로 측정되었다. 또한 칠판면 균 제도에서는 전반적으로 만족할 만한 결과를 보이고 있다.
- 주간에 소등하고 측정한 결과는 양호한 균 제도를 보이고 있다. 야간의 측정 결과는 교실 전체가 큰 차이 없이 전반적으로 골고루 밝아 균제도 는 큰 값으로 측정되었다. 또한 칠판면 균 제도에서는 전반적으로 만족할 만한 결과를 보이고 있다.
- 측정 대상면으로 칠판을 4구역으로나누어 칠판(1)-칠판(4)로 세분화하여 칠판면을 중심으로 측정을 실시하였다. 측정 결과에서 블라인더를 설치한 경우의 휘도분포가 설치하지 않은 경우 보다 균일한 값을 얻었다.
후속연구
- 2. 조도의 과다 개선에 의해 발생되는 눈부심에 반하여 간접등, 루버 부착등으로 교체 개선한 교실과의 눈부심에 의한 변화애 대한 분석을 수행하여야한다.
- 있어. 눈부심이 다소 심하게 느껴지는 상황이며 교실의 위치가 자연채광을 이용하기에는 건물의 위치적인 조건이 나빠 낮에도 인공등을 사용하여야 편안한 수업을 할 수 있는 조건도 있어 조도 이외의 변수로서 학생 시력 저하에 영향을 미치는 부분에 대한 분석이 필요한 것으로 판단되었다.
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