재실자 맞춤형 실내공간 구축을 위한 인간-건물 상호작용 분석 : 집중과 안정 상태를 중심으로 = Analysis of Human-Building Interaction to construct Occupant-customized Indoor Space -Focusing on Concentration and Stability-

국문 초록 (Abstract)

사람들은 실내공간에 거주하면서 편안함, 안전함, 만족감 등 다양한 감정을 느낀다. 여기서, 실내공간은 사람들의 삶의 질을 향상시키는 데에 있어 매우 중요한 요소이다. 실내공간에 대한 사람들의 관심은 계속해서 증가하고 있으며, 실내공간의 주체인 재실자를 위한 맞춤형 실내공간을 조성하는 것이 중요하다. 그러나 실내공간에서는 다양한 재실 상황이 발생하기에, 기존 연구들처럼 단일 목표를 기반으로 재실자 맞춤형 실내공간을 제안하는 것은 어려운 실정이다. 예를 들어, 학생들은 개인 공간에서 학습하기도 하며(집중), 편안하게 휴식을 취하기도 한다(안정). 이에 따라, 집중만을 고려하거나, 휴식만을 고려하여 실내공간을 조성하는 것은 적절한 솔루션이라고 보기 어렵다. 따라서, 다양한 실내환경 변화를 기반으로 재실자에게 적합한 맞춤형 실내공간을 구현하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 재실자 맞춤형 실내공간을 구현하기 위해 집중 환경과 안정 환경 중심으로 실험이 수행되었다. 집중 환경을 분석하기 위해 실내환경질 중 조도와 소음을 조절변수로 설정하였고, 뇌전도 장비를 통해 생리신호를 측정하였다. 또한, 스트루프 테스트를 통해 업무 수행능력을 측정하였다. 다음으로, 안정 환경을 분석하기 위해 조망경관의 유형과 거리감을 조절변수로 설정하였고, E4 손목밴드 장비를 통해 생리신호를 측정하였다. 또한, 사전 및 사후설문을 통해 심리반응을 산출하였다. 산출된 데이터(즉, 생리신호, 업무 수행능력, 심리반응)는 통계적 방법에 의해 분석되었다. 먼저, 집중 환경에서 조도와 소음의 상호작용이 뇌전도에 미치는 영향을 파악하였으며, 업무 수행능력을 기반으로 적절한 실내환경을 제안하였다. 다음으로, 안정 환경에서 조망경관의 변화가 재실자의 생리신호 및 심리반응에 미치는 영향을 파악하였으며, 생리신호와 심리반응 간의 상관관계를 도출하였다. 본 연구를 통해 객관적 측정과 주관적 판단을 기반으로 인간과 건물의 상호작용에 대해 분석하고, 실내환경을 진단하여 각자에게 적합한 재실자 맞춤형 실내공간을 구현할 수 있을 것으로 기대된다. 이와 더불어, 재실자의 건강을 기반으로 하는 자동 제어 시스템을 구현하여 건강한 건물을 수립할 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

People feel various emotions such as comfort, safety, and satisfaction while living in an indoor space. In here, indoor space is a very important factor in improving people's quality of life. People's interest in indoor space continues to increase, and it is important to create a customized indoor space for the building occupant who is the subject of the indoor space. However, since various occupancy situations occur in a living space, it is difficult to propose a customized indoor space for building occupant based on a single goal as in previous studies. For example, students may learn (concentration) in a personal space and take a comfortable rest (stability). Accordingly, it is difficult to say that creating a personal space considering only concentration or an environment considering only rest is an appropriate solution. Therefore, it is necessary to implement a customized indoor space suitable for building occupant based on various changes in the indoor environment. In this study, experiments were conducted focusing on the concentrated environment and the stable environment in order to realize a customized indoor space for building occupants. In order to analyze the concentrated environment, illuminance and noise among indoor environmental quality were set as control variables, and physiological responses were measured through EEG equipment. In addition, work performance was measured through a stroop test. Next, in order to analyze the stable environment, the type and distance of the landscape were set as control variables, and physiological responses were measured through E4 wristband equipment. In addition, psychological response was calculated through pre and post surveys. The calculated data (i.e., physiological response, work performance, and psychological response) were analyzed by statistical methods. First, the effect of the interaction of illuminance and noise on the EEG in a concentrated environment was identified, and an appropriate indoor environment was proposed based on the work performance. Next, the effect of the change in the landscape on the physiological and psychological responses of the building occupant in a stable environment was identified, and a correlation between physiological and psychological responses was derived. Through this study, it is expected to analyze the interaction between humans and buildings based on objective measurement and subjective judgment, diagnose the indoor environment, and implement a customized indoor space suitable for each building occupant. In addition, a healthy building can be established by implementing an automatic control system based on the health of the building occupants.

목차 (Table of Contents)

• 요약 ⅰ
• 표목차 iv
• 그림목차 v
• I. 서 론 1
• 1. 연구의 배경 및 필요성 1
• 2. 연구의 범위와 목적 2
• II. Chapter 1: 집중 환경 3
• 1. 서론 3
• 2. 연구 방법 7
• 1) 1단계: 학습환경 실험 조건 7
• (1) 실험 장소 설정 7
• (2) 실험 참여자 8
• (3) 실험 시나리오 설정 8
• (4) 통제변수 10
• 2) 2단계: 학습환경 실험 계획 11
• 3) 3단계: 재실자 생리신호 측정 14
• 4) 4단계: 업무 수행능력 측정 16
• 5) 5단계: 재실자 생리신호 및 업무 수행능력 통계 분석 18
• 3. 연구 결과 및 토의 19
• 1) 실내환경질 변수와 재실자 생리신호 간의 관계 분석 19
• 2) 재실자 생리신호와 업무 수행능력 간의 상관관계 분석 20
• 3) 개별 재실자를 위한 실내환경질 제어 전략 23
• 4. 결론 26
• III. Chapter 2: 안정 환경 28
• 1. 서론 28
• 2. 연구 방법 31
• 1) 1단계: 조망경관 실험 조건 31
• (1) 실험 장소 설정 31
• (2) 실험 참여자 32
• (3) 실험 시나리오 설정 33
• (4) 통제변수 33
• 2) 2단계: 조망경관 실험 계획 34
• 3) 3단계: 재실자 생리신호 측정 36
• 4) 4단계: 재실자 심리반응 측정 37
• 5) 5단계: 재실자 생리신호 및 심리반응 통계 분석 38
• 3. 연구 결과 및 토의 39
• 1) 사전설문 기반 재실자 심리반응 결과 39
• 2) 조망경관 변화에 따른 재실자 정신생리학적 반응 분석 40
• 3) 재실자 생리신호와 심리반응 간의 상관관계 분석 45
• 4) 개별 재실자를 위한 실내환경 수립 전략 47
• 4. 결론 48
• IV. 결론 50
• 참고문헌 51
• 부록 67
• 영문초록(Abstract) 69
• 감사의글 71