A Lighting Design for Safe Nighttime Movement in Elderly Housing : A Literature Review and Simulation-Based Evaluation = 노인 주거의 안전한 야간 이동을 위한 조명 설계 : 문헌고찰 및 시뮬레이션 기반 평가

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

As people age, residential lighting becomes increasingly important for visual safety, nighttime movement, and independent living. Inadequate lighting in elderly housing may reduce visual performance, cause discomfort, and make it more difficult for older adults to move safely between rooms after dark. Previous studies have examined lighting in relation to visual comfort, fall prevention, circadian regulation, sleep, emotional health, and adaptive lighting systems. However, the existing evidence remains fragmented because studies have been conducted in different settings, have used different lighting measurements, and have assessed different outcomes. Many studies also focus on single rooms or short-term interventions, while giving limited attention to how older adults move through connected residential spaces at night. This thesis reviews English-language studies and technical reports published between 2015 and 2025 across PubMed, Web of Science, Scopus, and Europe PMC, focusing on older adults aged 65 years and above in private homes and long-term care facilities. The evidence is organized into three themes: visual comfort and fall prevention, circadian regulation and sleep-related outcomes, and energy-efficient smart adaptive lighting systems. Based on the reviewed evidence, this thesis proposes a pathway-oriented nighttime lighting model for the bedroom–corridor–bathroom sequence, a common and potentially risky nighttime movement route for older adults. The model emphasizes gradual brightness transition, low-level auxiliary lighting, reduction of dark zones, and avoidance of excessive nighttime brightness. DIALux simulation was used to compare the proposed pathway-oriented scheme with a conventional room-based lighting scheme. The simulation results suggest that the proposed scheme improves illuminance continuity along the nighttime movement path and provides better local visibility at key transition points, while maintaining a low-stimulation nighttime lighting condition. Although the study used simulation rather than field experiments with older adults, it provides a practical design direction for improving nighttime visibility and safety in age-friendly homes. Future studies should test the model in real residential environments, include user evaluations, assess physiological light exposure, and monitor its effects over time.

국문 초록 (Abstract)

전 세계적으로 고령 인구가 증가함에 따라 노인 주거환경에서 조명은 단순히 실내를 밝히는 물리적 장치를 넘어, 시각 안전, 야간 이동, 수면, 정서적 안정 및 독립적 생활 유지와 관련된 중요한 환경 요소로 인식되고 있다. 노화가 진행됨에 따라 수정체 황변, 동공 축소, 대비 감도 저하, 눈부심 민감도 증가 등이 나타나며, 이로 인해 고령자는 낮은 조도, 급격한 밝기 변화, 불균일한 조명 분포에 더욱 취약해진다. 특히 야간에 침실에서 복도와 화장실로 이동하는 상황은 고령자 주거에서 빈번하게 발생하는 생활 장면임에도 불구하고, 기존의 주거 조명 설계는 각 실을 독립적인 조명 구역으로 다루는 경향이 강하여 실제 이동 과정에서 요구되는 공간적 연속성과 시각적 적응 문제를 충분히 반영하지 못하였다.
본 연구의 목적은 2015년부터 2025년까지 발표된 노인 주거 및 장기요양시설 조명 관련 선행연구를 고찰하고, 이를 바탕으로 노인의 안전한 야간 이동을 지원하기 위한 경로 지향형 야간 조명 환경 모델을 제안하는 데 있다. 이를 위해 PubMed, Web of Science, Scopus 및 Europe PMC 데이터베이스를 활용하여 관련 문헌을 수집하였으며, 노인, 실내 조명 또는 전기 조명, 주거 및 장기요양시설 환경과 관련된 연구를 중심으로 분석하였다. 선정된 연구들은 시각적 편안함과 낙상 예방, 생체리듬 조절과 수면 및 정서 건강, 에너지 효율 및 스마트 적응형 제어라는 세 가지 주제 영역을 중심으로 종합하였다.
문헌고찰 결과, 노인에게 적절한 조도 확보와 눈부심 제어는 시각 기능 향상과 안전한 이동에 중요한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 작업면 조도를 약 100 lx에서 300–500 lx 수준으로 증가시키는 것은 대비 감도와 독서 관련 시각 수행 향상에 기여할 수 있으며, 저눈부심 경로 조명은 화장실 및 식사 공간과 같은 이동 관련 공간에서 낙상 위험 감소와 관련될 수 있다. 그러나 수면, 정서, 인지 기능과 같은 비시각적 효과는 조명의 강도뿐만 아니라 노출 시각, 스펙트럼, 지속시간 및 실제 수광량의 검증 여부에 따라 결과가 달라지는 것으로 확인되었다. 따라서 설치된 조명 조건만으로는 고령자가 실제로 받는 빛의 양과 효과를 충분히 설명하기 어렵고, 향후 연구에서는 객관적인 빛 노출 측정과 표준화된 생체리듬 관련 지표의 활용이 필요하다.

본 연구는 이러한 문헌적 한계를 바탕으로 침실–복도–화장실로 이어지는 야간 이동 경로에 주목하였다. 기존의 실 중심 조명 방식은 각 공간의 평균 조도 확보에는 유용할 수 있으나, 고령자가 실제로 경험하는 야간 이동은 여러 공간을 연속적으로 통과하는 과정이다. 이에 본 연구에서는 개별 실을 독립적으로 밝히는 방식에서 벗어나, 이동 경로 전체의 시각적 연속성, 국부적 가시성, 저자극 야간 시야 확보를 중심으로 하는 경로 지향형 야간 조명 환경 모델을 제안하였다. 이 모델은 시각 안전, 공간적 연속성, 저자극 가시성이라는 세 가지 원칙을 기반으로 하며, 노인의 야간 이동 상황에서 갑작스러운 밝기 변화와 어두운 구역을 줄이고 주요 이동 지점의 인지성을 높이는 것을 목표로 한다.
제안된 모델의 적용 가능성을 검토하기 위해 DIALux evo를 활용한 시뮬레이션 기반 평가를 수행하였다. 단순화된 주거 모델은 침실, 복도, 화장실의 세 공간으로 구성하였으며, 기존의 일반적인 실 중심 조명 방식과 본 연구에서 제안한 경로 지향형 조명 방식을 비교하였다. 기존 방식은 각 공간에 천장 조명을 독립적으로 배치한 형태로 설정하였고, 제안 방식은 기존 천장 조명을 유지하면서 침대 주변, 복도 이동 경로, 화장실 입구와 같은 주요 이동 지점에 저위치 보조 조명을 추가하였다. 두 방식은 동일한 공간 구조, 표면 재료, 설치 조건 및 계산면을 적용하여 비교하였다.
시뮬레이션 결과, 제안된 경로 지향형 조명 방식은 기존 방식에 비해 침실, 복도, 화장실의 평균 조도를 완만하게 향상시켰으며, 특히 야간 이동과 관련된 국부 계산면에서 더 뚜렷한 조도 개선을 보였다. 욕실의 평균 조도는 기존 방식의 26.7 lx에서 제안 방식의 30.1 lx로 증가하였고, 침실은 22.9 lx에서 25.5 lx로, 복도는 22.3 lx에서 28.2 lx로 향상되었다. 또한 주요 이동 관련 계산면에서도 조도 향상이 확인되었다. 이는 제안 방식이 전체 공간을 과도하게 밝히는 것이 아니라, 고령자의 야간 이동에 필요한 주요 지점의 가시성과 공간 인지성을 강화하는 데 효과적일 수 있음을 시사한다. 균제도의 경우 일부 작업면에서는 소폭의 개선이 나타났으나, 일부 국부 계산면에서는 보조 조명의 추가로 인해 낮아지는 경향도 나타났다. 그러나 이는 전체 공간을 균일하게 밝히는 것을 목표로 한 결과라기보다, 야간 이동에 중요한 지점을 선택적으로 강조하려는 설계 의도와 관련된 결과로 해석할 수 있다.
본 연구의 의의는 노인 주거 조명 연구에서 개별 조도 기준이나 단일 공간 중심의 접근을 넘어, 실제 야간 이동 장면을 반영한 공간 연속적 조명 전략을 제안하였다는 점에 있다. 본 연구는 새로운 조명 파라미터를 제시하기보다는 기존 연구에서 축적된 시각 안전, 눈부심 제어, 생체리듬, 사용자 행태 및 에너지 효율 관련 지식을 노인 주거의 야간 이동 경로라는 구체적 상황 안에서 재구성하였다. 이를 통해 노인 주거환경에서 조명은 단순히 방을 밝히는 장치가 아니라, 이동, 적응, 방향 인지 및 안전을 지원하는 환경적 매개체로 이해되어야 함을 제시하였다.
다만 본 연구는 문헌고찰과 시뮬레이션 기반 평가에 중점을 두었기 때문에 실제 고령자를 대상으로 한 행동 실험, 생리적 측정, 장기 현장 검증은 포함하지 않았다. 또한 시뮬레이션은 조도 분포와 공간적 가시성 분석을 중심으로 수행되었으며, 에너지 소비량이나 자동 제어 전략에 대한 정량적 평가는 제한적이다. 향후 연구에서는 실제 노인 주거환경에서의 장기 현장 실험, 웨어러블 장치를 활용한 객관적 빛 노출 측정, 표준화된 α-opic 지표, 낙상 위험 및 수면·정서 지표를 통합한 다차원 평가가 필요하다. 이러한 후속 연구를 통해 경로 지향형 야간 조명 전략은 보다 실증적이고 적용 가능한 노인 친화형 주거 조명 설계 방안으로 발전할 수 있을 것이다.

목차 (Table of Contents)

• 1. Introduction 1
• 2. Methods 3
• 2.1 Search Strategy 4
• 2.2 Study Selection and Eligibility Criteria 4
• 2.3 Data Extraction and Synthesis 5
• 2.4 Quality Assessment and Evidence Weighting 7
• 3. Review Findings 8
• 3.1 Characteristics of Included Studies 8
• 3.2 Visual Comfort and Fall Prevention 10
• 3.3 Circadian, Sleep, and Emotional Health 14
• 3.4 Evidence for Single-RoomAdaptive Lighting 18
• 3.5 Evidence for Multi-RoomAdaptive Lighting Systems 21
• 4. Discussion of the Evidence 27
• 4.1 Visual Safety 27
• 4.2 Circadian and Sleep-Related Implications 29
• 4.3 Balancing Energy Use and Health Benefits. 30
• 4.4 Spatial Continuity and Methodological Considerations 31
• 5. Proposed Pathway-Oriented Nighttime Lighting Model for Elderly Housing 33
• 5.1 Research Gap and Design Problem 33
• 5.2 Design Objectives 36
• 5.3 Pathway-Based Nighttime Lighting Strategy 36
• 5.4 Spatial Coordination of the Lighting Strategy 37
• 5.5 Proposed Pathway-Oriented Lighting Model 38
• 5.6 DIALux Simulation Setup 39
• 5.7 Simulation Results and Discussion 43
• 6. Implications and Limitations of the Proposed Model 48
• 6.1 Connection Between the Review Themes and the Simulation Scope 50
• 6.2 Limitations of the Study 52
• 6.3 Future Research Directions 54
• 6.3.1 Visual Safety in Future Evaluations 55
• 6.3.2 Circadian Dose and Exposure Assessment 56
• 6.3.3 Energy Use and Smart Control 56
• 6.3.4 Spatial Continuity in Real Housing Settings 57
• 7. Conclusion 58
• References. 61