지구환경보호 관점에서 건물공기조화도 에너지 절감과 쾌적한 실내환경을 실현하는 것이 요구되고 있다. 본고에서는 BAS(빌딩오토메이션)로 실현하는 쾌적환경과 에너지 절감제어 응용에 관하여 소개하기로 한다. 쾌적한 에너지 절감제어 쾌적제어 (1) 협조제어 쾌적, 에너지절감, 운영경비절감 등 다양한 목적을 조화롭게 실현하는 제어이다. 예를 들면 쾌적하고 에너지절감제어에서는 여름철 냉방이나 겨울철 난방을 하는 경우에 있어서 무효한 에너지 사용을 억제하면서 실내환경을 유지하는 방법이다.(중략)
인간공학 분야는 작업부하로 인한 육체적.정신적인 피로와 주어진 작업에서의 성능 저하, 주위 집중의 저하 등 객관화 가능한 부분을 주로 다루어 왔다. 그러나 최근의 연구들에서는 작업의 환경 등으로 인한 정서상태의 변화에 대한 특정이나, 작업부하로서의 정신부하와 작업환경의 변화 등으로 인한 정서적 반응을 구별하여 이에 대한 활발한 연구가 진행 중이다. 최근 쾌적환경의 연 구들이 여러 분야에서 행하여지고 있고 특히 인간공학 분야에서 작업의 효율성과 작업수행도에 미치는 영향 및 기준들이 제시되고 있다. 그러나 인간이 느끼는 쾌적감이 이러한 환경 기준들 내에서 일정하게 유지되는 것인가, 혹은 단지 쾌적감이라는 명목 하에서의 환경기준이 작업의 효율성에 있어서 최적인가 하는 것이다. 따라서 인간요소 중심에서 쾌적감이란 무엇인가를 정 리해 볼 필요가 있다고 여겨진다. 그럼으로써 쾌적환경의 접근방법에 있어 인간을 주체로하는, 즉 인간특성에 맞는 환경을 고려한다는 관점의 변화를 시도해 보고자 한다.
인간이 쾌적하다고 느끼게 되는 것에는 인간과 환경간의 상호작용이 포함되어 있다. 쾌적한 환경을 만든다고 할 때에는 인간과 환경을 하나의 시스템으로 두고 관련되는 여러 요소들이 계속적으로 피이드백 되는 것으로 생각하여야 한다. 쾌적감이란 여러 가지 감성 요소가 복합적으로 조합되어 하나의 이미지와 합치되는 것으로 표현되는 고도의 심리적인 체험감이다. 그러므로 쾌적환경에 대하여 인간의 특성을 중심으로 설계하려고 하면 인간이 쾌적환경을 인지하는 과정이 어떤 과정을 거치게 되는가를 알고 그 특성을 고려하여야 한다. 본 연구는 쾌적감을 구성하고 있는 요소이미지가 어떻게 구성되어 있으며, 환경요소에 대한 감각이미지와는 어떤 구조로서 이루어져 있는 지를 실험적으로 알아보고 퍼지 추론을 이용하여 표현하였다.
본 연구는 인간의 생리적 지표 중 하나인 안면 피부온도를 활용하여 PMV 지표 값에 기반하여 조성된 쾌적/불쾌 실내 환경을 적절하게 구분할 수 있는지 그 타당성을 살펴보고자 하였다. 이를 위해 쾌적 실내 환경에 해당되는 PMV 지표 값을 기준으로 물리적 환경을 쾌적 실내 환경과 불쾌한 실내 환경으로 각각 구분하고, 구분된 환경내에서 재실자의 안면 피부온도를 측정하였다. 그 결과, PMV 지표 값으로 구분된 쾌적 실내 환경과 불쾌한 실내 환경에서의 재실자의 안면 피부온도가 서로 차이를 보이는 것으로 나타났다. 이는 안면 피부온도가 PMV 지표에 기반한 쾌적한 실내 환경 조성에 있어 활용될 수 있음을 시사한다. 그러나 쾌적한 실내 환경에 비해 불쾌한 실내 환경에서 안면 피부온도가 낮게 나타나는 결과를 통해 오히려 PMV 지표 값에 기반을 두고 조성되는 쾌적/불쾌환경이 타당하지 않을 수 있음도 시사한다.
쾌적한 실내환경을 추구해 온 역사는 인류의 역사와 그 맥을 같이 한다. 본고에서는 지난 천년을 마감하고 새로운 천년을 시작하는 시점에서 그 동안 쾌적한 실내공기 환경을 구현하기 위한 인류의 노력에 관하여 되돌아보고 앞으로의 실내환경에 관한 전망에 관하여 살펴보고자 한다.
쾌적하고 능률적인 생태도시 건설을 계획할 때는 도시의 자연환경을 고려하여 공공시설의 입지선정을 신중히 해야한다. 도시계획과 운영이 합리적으로 이루어진다면 도시는 쾌적한 촌락환경과 크게 다르게 되지 않을 것이다. 그러므로 도시문제의 해결을 위해서는 도시를 구성하고 있는 요소와 관련된 모든 분야 즉, 도시계획, 토목공학, 생태학, 기후학, 지리학 등의 전문가들이 함께 문제를 검토하고 계획하는 학제간의 협력이 필요하다. 즉, 도시의 기온분호으 ㅣ패턴, 탁월풍과 도로망 및 구조물의 배열, 도시공원과 가로수의 적정 수종을 이해한다면 도시의 쾌적한 환경을 유지하기 위하여 비싼 대가를 치르지 않아도 될 것이다. 또한 도시의 행정책임자는 쾌적한 도시 환경을 보전하기 위하여 제도 및 업무수행에 유연하여야 할 것이다.
여성의 생리주기가 행동성 체온조절에 미치는 영향을 관찰하고자, 본 연구에서는 6명의 건강한 여자대 학생을 대상으로 하여 22.5$^{\circ}C$와 55%RH의 환경에서 피험자 스스로가 의복을 선택하는 쾌적의복선택 실험과 피험자 스스로가 온도를 선택하는 쾌적 온도선택 실험을 각각 수행하였다. 평균피부온은 생리주기에 관계없이 쾌적온도선택 실험보다 쾌적의복선택 실험에서 높게 유지되었고, 생리주기에 따른 쾌적착의량과 쾌적온도의 차이는 보이지 않았다. 그러나, 6명의 피험자 중 4명의 피험자가 선택하여 착용한 착의량은 황체기보다 여포기에 더 많았고 (p<0.05), 5명의 피험자가 선택한 쾌적온도 역시 황체기보다 여포기에 평균 1.4$^{\circ}C$ 더 높은 것으로 나타났다 (p<0.01). 이러한 결과는, 피부의 온도를 조절함으로써 여포기보다 황체기에 심부체온을 높게 유지하기 위한 행동성 체온조절반응을 나타낸 것으로 보이나, 보다 명확한 결론을 내리기 위해서는 다양한 환경조건에서 다수의 피험자를 대상으로 하는 후속연구가 지속적으로 수행되어 야 할 것이다.
본 연구는 물리환경 및 미기후, 쾌적성이 외부활동 지속에 미치는 영향 도출을 목적으로 한다. 본 연구에서는 외부활동 지속에 영향을 미치는 요소로 도시 내 물리환경, 물리환경에 대해 외부공간 활동자가 느끼는 쾌적성, 미기후, 미기후에 대해 외부공간 활동자가 느끼는 쾌적성 등을 중심으로 접근했다. 이에 대한 분석을 위해서 2017년 중 봄, 여름, 겨울과 같이 세 계절에 대해서 외부공간 활동자가 느끼는 다양한 쾌적도에 대한 설문조사를 수행하였다. 설문조사 응답자가 설문조사에 응답하고 있는 동안에 주변 장소의 미기후에 대한 측정을 실시하였다. 이렇게 구축된 자료를 이용하여 효과적인 분석수행을 위해서 로짓회귀분석을 이용하였다. 분석결과, 물리환경 쾌적성의 용이성 및 안전성과 기후환경 쾌적성의 온도, 바람, 일사량 쾌적성 등은 외부공간의 활동 지속도와 유의미한 관계를 맺고 있었다. 머물기 및 대화 행위 보다는 걷기와 쇼핑 행위가 물리적 환경 및 기후환경에 보다 예민하게 영향을 받는 요소임을 도출했다.
최근 에너지 절약을 화두로 건물에서의 에너지 절약기술들이 크게 요구되어 지는 반면 재실자의 온열쾌적환경은 비교적 비중 있게 다루어지지 않고 있다. 실내공간의 쾌적성은 재실자의 만족감과 더불어 생산성을 향상시키는 등의 역할을 하며, 최근 삶의 질 향상 등에 따라 그 필요성이 크게 요구되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 공동주택을 대상으로 겨울철 난방 시 쾌적지표를 통한 실내 온열환경 제어의 타당성을 검토하고자 시뮬레이션을 수행하였으며, 주거건물에서의 일상적인 실내온도와 에너지 절약 설계기준에서 제시한 실내 설정온도, 그리고 쾌적지표를 설정으로 한 각 제어조건의 온열환경과 에너지 소비량을 비교 분석 및 검토하였다. 본 연구결과에 따르면, 쾌적지표인 PMV로 실내환경을 제어했을 때 에너지 절약설계 기준인 $22^{\circ}C$로 실내온도를 설정하였을 때보다 에너지 소비량은 29% 증가하지만 주거용 건물에서 일반적으로 유지되는 실내온도인 $24^{\circ}C$ 보다는 에너지소비량은 11% 정도 감소하며, 온열쾌적감도 각 제어조건 중 가장 우수하게 나타났다. 따라서 여러 가지 제어변수들을 통한 연구가 지속된다면 주거용 건물에서도 쾌적지표를 활용한 실내 공간의 제어방법은 건물의 에너지를 절약하고 실내 환경의 쾌적성을 증대시키는 주요기술이 될 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구는 웰빙 환경 조성에 적합한 습도센서, 온도센서와 기류센서를 이용한 쾌적도 측정시스템에 관한 것이다. 이 측정시스템이 나타내는 쾌적도는 기류와 온도에 민감하게 나타났다. 시스템을 위한 온도와 습도 일체형 센서와 기류센서를 설계 및 제작하고, 마이크로 컨트롤러에서 센서 신호를 측정하여 ISO7730에서 나타내는 예상온열 감지수(PMV)와 쾌적감 지수(CSV)를 계산하고, 각각의 계산 값을 LCD에 표시하도록 하였다. 인위의 환경에서 실험한 결과, 본 시스템이 공기조화시스템, 자동차 기류조정시스템, 가정과 사무실 병원 등의 많은 분야에 적용이 될 수 있음을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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