[논문]로지스틱 회귀분석을 활용한 옥외공간에서의 온열쾌적감에 대한 피험자 설문 분석

임종연; 황효근; 류민경; 송두삼

문제 정의

본 논문에서는 실측치에 따른 온열쾌적감 예측치와 실제피험자가 느끼는 온열쾌적감과의 차이를 규명하고 외부환경하에서의 온열쾌적감을 모사할 수 있는 새로운 온열감모델을 작성하고자 한다.
본 연구에서는 하절기 국내 공동주택의 옥외공간에서 활용 가능하도록 쾌적지표를 개선하기 위해 로지스틱 회귀분석을 활용하여 온열감, 쾌적감, 개인적 수용도에 관한 총 1,152개의 피험자 설문 결과를 분석하였다.
이에 본 연구에서는 국내 공동주택 단지 내외부환경을 대상으로 하절기 온열환경을 측정하고, 그 측정결과에 의거하여 온열쾌적감을 예측/평가하였다. 아울러, 현장실측과 동시에 실시된 피험자 실험을 통해 실제 피험자가 느끼는 여름철 옥외공간에서의 온냉감/쾌적감에 대한 설문조사를 실시하였다.

제안 방법

기존 문헌에서는 실내 환경을 평가하기 위한 온열감 지표로서 PPD5) (Predicted Percentage of Dissatisfied, 식 (1))를 정의하고 있으며, 온열쾌적감에 대한 피험자 설문 결과를 분석하는 경우 식(2)6)을 활용하여 불만족율을 산출하고 있다. 다만본 연구에서는 동일 시간대 설문에 응답하는 피험자가 8명이라는 한계가 있으므로 기존의 불만족율 산출방식인 식(2)에 의해 단순히 불쾌적측에 응답한 피험자의 비율로서 불만족율을 산출하는 것에는 무리가 있다고 판단되어 로지스틱 회귀분석을 활용하여 피험자 응답에 의한 불만족율의 분포를 도출하였다.
피험자에게 미치는 실험 외적인 요인의 영향을 최소화하기위해 실험 기간 중에는 음주, 흡연, 과도한 운동 등 신체에 부담이 가는 행동을 금지하였으며 실험이 시작되기 전 1시간 동안 약 24°C로 유지되는 실내에서 안정화 시간을 갖은 후 설문에 투입되었다. 또한, 피험자 착의량은 0.36clo(여성 피험자는 0.37clo)로서 보통 하절기 실외 활동에서 갖추게 되는 복장(Walking shorts, short-sleeved shirt)으로 통일하였으며 실험중에 피험자는 자리에 앉아서 독서를 하거나 휴식을 취하는 상태(Reading, seated : 1 met)를 유지하도록 하였다.⁴⁾
본 연구에서는 로지스틱 회귀분석을 통해 임의의 물리적 조건하(독립변수, SET*)에서 피험자가 “쾌적함”에 응답(종속변수)할 확률을 추정하게 된다.
본 연구에서는 실내 환경을 기준으로 작성된 기존의 온열쾌적감 지표에 의한 평가결과와 피험자 설문결과를 비교하여 옥외공간에서의 쾌적범위를 도출하기 위해 불만족율을 활용하였다. 기존 문헌에서는 실내 환경을 평가하기 위한 온열감 지표로서 PPD5) (Predicted Percentage of Dissatisfied, 식 (1))를 정의하고 있으며, 온열쾌적감에 대한 피험자 설문 결과를 분석하는 경우 식(2)6)을 활용하여 불만족율을 산출하고 있다.
이에 본 연구에서는 국내 공동주택 단지 내외부환경을 대상으로 하절기 온열환경을 측정하고, 그 측정결과에 의거하여 온열쾌적감을 예측/평가하였다. 아울러, 현장실측과 동시에 실시된 피험자 실험을 통해 실제 피험자가 느끼는 여름철 옥외공간에서의 온냉감/쾌적감에 대한 설문조사를 실시하였다.
이를 위해서는 설문 스케일을 이항변수화 하는 과정이 필요하며 본 연구에서 5개의 설문 스케일을 기존 문헌을 참고하여 표 2와 같이 이항변수화 하였다.
피험자 설문은 8월 5일, 6일 13시부터 17시까지 8월 7일 8시부터 12시까지 총 12시간에 걸쳐 진행되었다. 총 20대 남녀 16명을 대상으로 하였으며 본 실험에 앞서 성별, 나이, 신장, 체중, 온열환경에 대한 개인적인 민감도 등의 기본정보에 대한 조사를 실시한 후 1시간에 남녀 각 4명씩 총 8명이 2교대(A조, B조)로 투입되어 공동주택 단지 내 옥외공간에서의 온열환경에 대한 피험자의 주관적인 반응을 정량화하기 위한 설문(온열감(TSV : Thermal Sensation Vote), 쾌적감(CSV : Comfort Sensation Vote), 개인적 수용도(이하 PTV(Personal Tolerance Vote)로 표기)에 5분 간격으로 응답을 하여 총 1,152장의 설문결과를 얻었다.
피험자 설문은 8월 5일, 6일 13시부터 17시까지 8월 7일 8시부터 12시까지 총 12시간에 걸쳐 진행되었다. 총 20대 남녀 16명을 대상으로 하였으며 본 실험에 앞서 성별, 나이, 신장, 체중, 온열환경에 대한 개인적인 민감도 등의 기본정보에 대한 조사를 실시한 후 1시간에 남녀 각 4명씩 총 8명이 2교대(A조, B조)로 투입되어 공동주택 단지 내 옥외공간에서의 온열환경에 대한 피험자의 주관적인 반응을 정량화하기 위한 설문(온열감(TSV : Thermal Sensation Vote), 쾌적감(CSV : Comfort Sensation Vote), 개인적 수용도(이하 PTV(Personal Tolerance Vote)로 표기)에 5분 간격으로 응답을 하여 총 1,152장의 설문결과를 얻었다.
실측은 경기도 수원시 영통구 매탄동에 위치한 D단지를 대상으로 2008년 8월 4일부터 8월 7일까지 총 4일에 걸쳐 실시되었다. 피험자 주변의 물리적 환경을 평가하기 위해 순복사계, 열선풍속계, 흑구온도계, 기상스테이션 등을 설치하여 1분 간격으로 데이터를 수집하였으며 피험자 설문 결과와의 비교를 위해 매 5분간의 데이터를 평균화하여 정리, 분석하였다.
피험자에게 미치는 실험 외적인 요인의 영향을 최소화하기위해 실험 기간 중에는 음주, 흡연, 과도한 운동 등 신체에 부담이 가는 행동을 금지하였으며 실험이 시작되기 전 1시간 동안 약 24°C로 유지되는 실내에서 안정화 시간을 갖은 후 설문에 투입되었다.

대상 데이터

실측은 경기도 수원시 영통구 매탄동에 위치한 D단지를 대상으로 2008년 8월 4일부터 8월 7일까지 총 4일에 걸쳐 실시되었다. 피험자 주변의 물리적 환경을 평가하기 위해 순복사계, 열선풍속계, 흑구온도계, 기상스테이션 등을 설치하여 1분 간격으로 데이터를 수집하였으며 피험자 설문 결과와의 비교를 위해 매 5분간의 데이터를 평균화하여 정리, 분석하였다.

후속연구

본 연구는 하절기(고온역)를 대상으로 하고 있기 때문에 저온역에 대한 추정과 불만족율의 계산에서 한계가 있으나 4계절에 걸친 데이터가 수집된다면 정확한 옥외공간에서의 쾌적범위가 도출될 수 있을 것으로 판단된다.

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