추운 실내환경에서 인체 국부

Abstract

에너지 당국자들은 난방에너지 절약을 목적으로 겨울철에 실내온도를 3℃낮추면 난방비용을 20%가량 절약할 수 있다고 홍보하고 있다. 그러나 겨울철 실내온도를 권장치인 18～20℃보다 3℃낮은 15～17℃로 유지하면, 거주자의 예상온열감(PMV; Predicted mean vote)이 춥거나 서늘한 정도(-2.0～-1.5)로 떨어지므로 이에 관한 대책이 있어야 할 것이다. 한편, 대부분 사무소 건물이 바닥복사난방시스템을 갖추고 있지 않음에 따라, 겨울철 사무소 거주자가 발 주위를 춥게 느끼며 불만족을 나타낼 것이므로, 이에 관한 대책이 있어야 할 것이므로 본 연구는 서늘한 곳에서 피험자의 발바닥 또는 둔부, 발바닥과 둔부 가열 시에 나타나는 피험자 온열반응 측정을 통하여 서늘한 곳 거주자의 열쾌적 개선 방안을 제시하고자 하며, 온열감각 연구 기초자료를 제공하고자 한다. 실험 1에 따르면, 16℃정도의 서늘한 실내 환경 하에서 의자에 착석한 피험자(착의량 1.22Clo, 대사량 1.0met) 발바닥에 표면온도 33℃내외의 전기방석을 접촉시켰을 때 피험자 MST 변화량은 0.11℃이었고, 피험자 TSV는 0(열적중립)부근 이었다. 위와 동일한 조건에서 피험자 둔부에 표면온도 40℃내외의 전기방석을 접촉시켰을 때 피험자 MST 변화량은 0.16℃이었고, 피험자 TSV는 +1.0(약간 덥다)부근 이었으며, 피험자의 발바닥과 둔부를 동시에 가열하였을 때 피험자 MST 변화량은 0.21℃이었고, 피험자 TSV는 +1.0(약간 덥다)부근 이었다. 이러한 본 연구 측정 결과는 서늘한 곳에서 거주자의 발바닥만 가열해 주어도 열쾌적이 개선될 수 있음을 보여주었고, 둔부를 가열해 주면 실온이 상당히 낮은 곳에서도 열쾌적이 개선될 수 있음을 보여주었다. 피험자의 발바닥과 둔부를 동시에 가열하였을 때에는 둔부만 가열하였을 때와 유사한 효과가 나타났다. 한편 서늘한 장소, 쾌적한 장소에서 피험자의 TSV와 PMV를 비교해본 결과, 서늘한 장소에서 피험자의 TSV는 PMV보다 0.5～1.0정도 높게 나타났고, 쾌적한 장소에서는 서로 비슷한 값을 보였다. 실험 1의 결과를 바탕으로 둔부만 가열하여 실험 2를 진행하였다. 실내온도 14℃의 경우 난방패널의 온도를 40℃∼43℃까지 상승시켰을 때, 피험자의 전체TSV는 적정 수준이나 난방패널의 온도가 너무 높아 피험자가 둔부의 불쾌적을 표현하였고, 실내온도가 16℃의 경우 난방패널의 온도가 34℃∼37℃였을 때 전체TSV 및 둔부TSV가 쾌적범위로 나타났지만 14℃ 환경에서와 같이 패널온도를 40℃∼43℃까지 상승시켰을 때에는 둔부의 불쾌적을 표시하였다. 실내온도가 18℃의 경우 실내온도가 높아짐에 따라 Case 2-1과 2-2에 비해 상대적으로 피험자의 열감각이 둔해졌기 때문에 패널의 온도가 37℃일 때 피험자의 전체 및 둔부 TSV가 쾌적범위로 나타났고, 40℃∼43℃까지 상승시켰을 때에는 둔부의 불쾌적이 나타났다. 따라서 14℃ 환경에서는 국부가열을 통해 열쾌적 개선은 어렵고, 16℃의 경우 난방패널의 온도가 34℃∼37℃로 세팅하였을 때, 18℃ 환경에서는 난방패널의 온도가 37℃정도로 세팅하였을 때 열쾌적 개선 효과가 있다고 판단된다.