오피스 건물의 실내 환경 실태 조사

1. 서론

건물 실내환경의 질은 현대인의 건강상태와 양의 상관관계를 보이는데, 특히 사무공간의 실내환경은 작업능률에 있어서 매우 중요하다. 쾌적하지 못한 온열 환경은 작업능률의 저하를 초래하는 것 외에도 정서적 불안정 및 건강상의 이상을 초래할 수 있다. 장기적으로 소음에 노출되는 작업 환경의 경우 재실자는 혈관의 수축, 혈구수의 변동, 호르몬양의 변화, 정신적·육체적 피로 등도 나타날 수 있으며, 조도가 부족한 작업환경에서는 눈의 피로, 시력감퇴, 작업 능률 감소, 근로자의 사기 저하 및 심리적 불안감등이 나타날 수 있다. 또한, 사무공간의 가스·입자상 오염물질의 축적은 장기간 인체에 유입되며, 천식 및 만성호흡기 질환으로 인한 호흡곤란 등이 나타날 수 있고, 심할 경우 기억력 상실과 정신집중 곤란 등이 나타날 수 있다.

이와 같이 실내환경은 건강 외에도 작업자의 능률과 상당히 깊은 연관이 있는데, 통상산업부(現산업통상자원부)의 사무환경개선 지침서(1995)의 설문조사 결과에 의하면 사무환경이 개선될 경우 생산성이 향상된다는 응답률이 80.5%로 나타났으며, 실내 온도가 18~23℃ 일 때 업무향상(75%)이 나타나는 것으로 조사되었다.(Seo et al, 2013).

관련 선행 연구를 살펴본 결과 동절기 실내환경에 관한 연구는 주로 공동주택과 학교 및 어린이집 시설을 중심으로 이루어져 왔다. 1994년, 1995년에 사무환경에 대한 연구가 있었으나, 이는 온열환경만을 다루고 있으며, (Lee et al, 1994) 공공청사의 민원실에 대한 연구에서는 실내 공기질만을 다루고 있었다.(Jeon et al. 2011) 따라서, 본 연구에서는 온열환경을 포함한 음환경, 빛환경 등 전반적인 실내환경 실태조사를 실시하여, 사무환경의 특성을 파악하고자 하였다.

조사 건물은 서울특별시 서초구에 위치한 오피스건물을 대상으로 조사를 실시하였고, 재실자의 설문조사를 통하여 직무만족도와 건강상태, 불만족요소 등을 조사하여 실내환경과의 상관관계를 분석 하고자 하였다. 조사는 동절기인 2012년 1월 13일부터 2012년 3월 16일 까지 실시하였으며 총 44개소를 측정하였다. 연구 결과는 노후화 된 건물의 환경개선 시 재실자의 입장을 고려한 설계의 기초자료로 활용될 것으로 기대 된다.

2. 실내환경평가 항목 및 쾌적범위

온열환경의 쾌적 조건은 유효온도 기준으로 보통의 착의상태로 경작업시 동절기 17~22℃(F. C. Houghton et al., 1923)로 알려져 있으며, 최근에는 주로 미국공조냉동공학회 에서 제안한 ASHRAE standard 55를 활용하여 쾌적범위를 판단한다.( Fig.1 ) 공기환경의 쾌적조건은 고용노동부의 산업안전보건법에 제시한 사무실 공기질의 오염물질 기준에 따라 관리한다. 다음의 Table 1은 사무실 공기관리 지침을 나타낸다.(2015개정)

Fig. 1.

ASHRAE ST-55-74

Table 1.

Management Criteria of Pollutants

음환경의 쾌적 조건은 환경부에서 제시한 ‘실내 소음 기준’이 있으며(Table 2), 본 연구 대상 건물은 ‘국토의 계획 및 이용에 관한 법률’에 의해 상업지역 및 계획 관리 지역으로서 ‘다’지역에 속한다. 빛환경인 조도 쾌적 조건은 한국산업규격의 ‘KSA 3011 : 1998’이 있다. 다음의 Table 3은 사무실의 KS 조도기준을 나타낸다.

Table 2.

Indoor Noise Standards

Table 3.

KS Recommended Illuminance

3. 실태조사

본 연구에서는 서울특별시 서초구 서초동에 위치한 오피스건물을 대상으로 건축·설비 현황을 분석하고, 동절기를 중심으로 2012년 1월 13일부터 2012년 3월 16일까지 측정 조사를 실시하였다. 대상 건물은 본관과 별관으로 나뉘며, 측정개소는 총 44개소이다. 오피스건물의 근무환경 측정을 위하여 측정시간은 재실자의 근무시간인 오전 9시부터 오후 6시 사이에 측정하였다. 측정 항목은 온열환경의 온·습도, 공기환경의 폼알데하이드(HCHO), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO₂), 부유미세먼지(PM10), 휘발성유기화합물(VOC), 석면(PCM)을 측정하였고, 빛환경(조도), 음환경(소음) 측정을 실시하였다. 실태조사 개요는 다음의 Table 4와 같다.

Table 4.

Summary of Measurement

3.1. 대상건물 현황

대상 건물은 본관, 별관으로 구성되어 있으며, 본관은 지상 20층, 별관은 지상 4층으로 구성되어 있다. 측정 대상 건물의 공조방식은 본관은 천정 매립형, 별관은 창문 하부의 FCU(팬 코일 유닛 방식)겸용 변풍량 덕트 방식을 설치하여 중앙 공조기 관리로 건물의 냉·난방 부하를 담당하고 있다. 실별 온도 및 사용시간, 용도에 따른 적용성과 부분 부하 발생에 따른 에너지 소비를 최소화하고 유지관리가 용이하도록 반영하고 있었으며 운영방식은 동절기 기준 실내온도 18∼20℃, 실내습도 40∼50%를 기준으로 운전하고 있었다. 각 건물별 시설 개요는 다음의 Table 5와 같다.

Table 5.

Summary of the Subject Building

본관의 경우 세가지 타입의 평면으로 구성되어 있는데, 유형별로 1층, 2~4층, 5~20층으로 나눌 수 있으며, 별관은 한 가지 타입의 평면으로 구성되어 있다. 본관은 정남향의 건물로 1~4층은 민원실 및 은행 등 공용공간이며, 5~20층은 전용 사무공간으로 구성되어 있다. 별관은 정동향의 건물로 1층은 민원실이며, 2~4층은 전용 사무공간으로 구성되어 있다.

3.2. 실내환경 조사 방법

실내환경 조사 방법은 각 실의 중앙에서 측정을 실시하였다.

공기환경은 바닥 위 1.2m(±0.05m)에서 측정하였고, 그 외의 환경은 작업면의 높이인 0.7m(±0.05m)의 높이에서 측정을 하였다. 석면의 경우 부유공기를 포집하여 위상차 현미경으로 분석한 후 기준치를 초과하는 개소에 한하여 투과전자현미경법(TEM)분석을 실시하였다. 다음의 Table 7은 측정에 사용된 기자재 및 측정 범위이다.

온열환경인 온·습도 측정은 10분 간격으로 총 60분간 측정을 하여 평균값을 이용하였으며, 측정에 사용된 기자재는 SK-L200THII α 디지털 온습도계로서 측정 범위는 온도 –15℃∼65℃, 습도 10%rh∼ 99.9%rh이다. 분해능은 온도는 0.1℃(-9.9∼65℃), 1℃(-10℃)이고, 습도는 0.1%RH(15∼99.9%RH), 1%RH(15%RH미만)이다.

음환경의 경우 RION의 NA-29E(1/3옥타브 분석형 적분형) 소음계를 사용하여 10분간 평균을 측정하였다. 측정 범위는 28∼130dB( 86dB(A) sound level calibrator)이며, 주파수 범위는20∼12500Hz이다. 측정 소음원은 근무시간대 사무공간의 소음발생 요소에 대한 분석을 위하여 대화, 전화벨, 타자, 프린터 등 내부 발생 소음과 외부 교통 소음을 여과 없이 측정하였다. 소음의 평가는 NC(Noise Criteria)값을 이용하여 분석 하였다.

빛환경의 경우 HD 2302.0(측정 범위 : 0.01 lux ∼ 200·10³ lux)을 이용하여 창문에서 수평거리 1.5m의 범위를 제외하고, 한국 산업규격의 조도측정방법(KS C 7612 : 1987)에 명시되어 있는 측정 방법을 참고하였다. 실내환경 측정 기자재 및 측정 범위는 다음의 Table 6과 같다.

Table 6.

Measuring Items and Instruments

3.3. 실내환경 측정 결과

실태조사결과는 다음과 같다.

온열환경의 경우 본관 평균온도 22.3℃, 별관 평균온도 20.3℃를 나타내 별관이 본관에 비하여 약 2℃ 낮은 분포를 보이고 있었으며, 습도는 본관 20.8%, 별관 19.5%를 나타내고 있었다.

다음의 Fig. 2,3은 온·습도 측정결과를 ASHRAE ST-55-74에 적용한 것이다. 본관과 별관 모두 쾌적범위에 근접하지만, 전반적으로 습도가 부족한 것을 확인할 수 있다. 동절기 계절 특성상 습도가 낮은 것이라 사료되지만, 보다 나은 실내환경을 통해 근무자의 작업 능률을 기대하기 위하여 습도의 개선의 필요하다고 사료된다.

Fig. 2.

Thermal Comfort Environment of Main Building

Fig. 3.

Thermal Comfort Environment of Annex

공기환경의 경우 미세먼지는 본관은 전체 평균 31.59㎍/㎥로 측정되었으며, 별관은 전체 평균 28.83㎍/㎥으로 두 건물 모두 매우 쾌적한 수준을 보였다. 일산화탄소는 모든 측정개소에서 기준치인 10ppm에 훨씬 못 미치는 1ppm이하로 나타났고, 이산화탄소의 경우 본관은 기준치를 초과한 개소는 없었으며 전체 평균은 623ppm으로 나타났다. 별관은 사무실1(1276ppm), 사무실2(1318ppm)가 기준치를 초과하였고 전체 평균 역시 869ppm으로 나타나 상대적으로 쾌적하지 못한 수준을 보이고 있었다. 이는 본관에 비하여 재실 밀도가 2~3배 높기 때문으로 사료된다.

석면은 위상차현미경을 이용한 1차 분석결과에서는 총 9개소에서 기준치를 초과를 보였으나, 2차로 투과전자현미경법으로 분석한 결과 공기 중의 석면은 먼지인 것으로 확인되었다. 또한 휘발성유기화합물과 폼알데하이드 모두 기준치를 초과한 개소 역시 없었으며, 2010년 가구를 교체한 본관의 일부 개소만 평균보다 높은 수치가 나타났다.

조도는 모든 측정개소가 적정 기준인 400lx 내외로 나타나 전반적으로 기준을 만족하고 있었고, 음환경은 본관 35.3dB(A) 별관 52.5dB(A)로 별관의 소음이 높게 나타났다. 측정 결과의 평균값은 다음의 Table 7과 같다.

Table 7.

Measuring Result

4. 설문조사

4.1. 설문조사 개요

본 연구에서는 실내 환경에 따른 만족도 분석을 통해 본 오피스 건물의 실내환경 개선 방안 도출을 위하여 설문조사를 실시하였다. 설문 응답자는 총 372명으로 본관 325명과 별관 47명을 대상으로 실시하였으며. 설문지는 2012년 3월에 1개월간 배포 및 수집하여 근무지에 따라 본관과 별관 근무자로 나뉘어 분석되었다. 다음의 Fig.4는 실내환경 설문조사 응답자의 비율을 나타낸다.

Fig. 4.

Survey Participants

설문조사 문항은 크게 5가지의 주제로 분류되어 업무환경, 온열환경, 공기환경, 빛환경, 음환경에 대한 만족도에 대한 조사를 실시하였다. 설문 결과는 각 이용건물의 만족도와 문제점에 대한 주관적 평가를 통하여 생산성을 증가시킬 수 있는 최적의 실내환경 구축을 도모하고자 한다.

4.2. 설문조사 결과

오피스 건물의 근무자 372명을 대상으로 실내환경에 대한 쾌적감과 신체 영향에 대하여 설문조사한 결과, 작업 생산성에 영향을 미치는 환경 요소로서 본관의 응답자는 ‘실내공기질’을, 별관의 응답자는 ‘실내 기온’ 가장 중요하다고 응답하였다. 전반적인 실내환경에 대한 만족도는 본관근무자의 57%, 별관근무자 77%가 불만족을 보이고 있었는데, 그 이유로 본관은 ‘실내공기가 답답하다‘, 별관은 ‘찬바람이 느껴진다’는 응답하였다.

설문내용을 종합해서 살펴보면 전반적으로 빛환경과 음환경에 비해 온열환경에 대한 불만족도가 높게 나타났는데, 과반수이상이 ‘난방시간의 부족’에 대하여 매우 큰 불만을 보였다.

실내 공기질 관련 설문 결과 본관은 과반수가 ‘건조하고 먼지가 많기 때문에 불쾌적함’으로 응답하였고, 별관은 과반수가 ‘실내공기가 탁하다(환기부족)’는 응답하였다. 근무 시 두통, 눈 충혈, 눈 가려움, 따가움, 기침·재채기 등의 신체적 이상 증상의 빈도에 대하여 ‘자주’ 또는 ‘항상’ 인 응답률이 가장 높았는데, 이러한 증상은 주로 오후에 집중되어 나타난다고 한다.

빛환경에 대한 만족도는 본관과 별관 모두 보통이라는 의견이 가장 많았지만 일부 집중도가 높은 개소의 근무자로부터 ‘어두운 조명’의 불만족이 나타났다.

음환경의 만족도 역시 ‘보통’이라는 응답이 가장 많았다. 불쾌적 소음원에 대한 응답에서 본관은 ‘전화’, ‘대화소리’, 별관은 ‘자동차 경적’을 첫 번째 불쾌적 요소로 지적하였다. 이는 본관은 건물의 4방위 모두 공원이 구성되어 있고, 별관은 대로변에 인접해 있기 때문에 상대적으로 차량 소음에 노출되어 있다. 해당 도로변에서의 소음 측정결과 80~110dB으로 측정되었다. 다음의 Table 8~13은 설문조사 결과를 나타낸다.

또한 실내환경으로 인해 발생될 수 있는 근무자의 신체적 자각 인식에 대한 설문 결과 본관 근무자는 두통, 눈의 충혈, 눈 가려움·따가움 순으로 나타났고, 별관은 눈의 충혈, 눈 가려움·따가움, 기침·재채기 순으로 나타났다.

Table 8.

Survey Result of Office Environment

Table 9.

Factors of Environment that Affect Employees Performance

Table 10.

Survey Result of Thermal Environment Satisfaction

Table 11.

Survey Result of IAQ Satisfaction

Table 12.

Survey Result of Lighting Quality Satisfaction

Table 13.

Survey Result of Acoustical Satisfaction

5. 결론

본 연구는 측정을 통한 오피스 건물의 실태조사와 근무자를 대상으로 실시한 설문조사를 통해 근무자의 주관적인 만족도 및 환경 평가 조사를 실시하였다.

온열환경의 경우 본관·별관 모두 쾌적한 온도분포인 20∼22℃를 보였으나, 습도는 18∼22%로 매우 건조한 상태 보였다. 설문결과, 근무자대부분이 춥다고 인지하고 있었으며 이는 본관과 별관 모두 첫 번째 불쾌적 요소로 응답되었다. 두 번째 불쾌적 요소는 실내건조로 나타났는데, 이를 통해 습도 보다는 온도가 근무 환경에 민감하게 작용하는 것으로 사료된다. 공기환경의 경우 측정요소 대부분이 기준치 이하의 농도범위를 나타내고 있었지만, 민원실 등 출입 또는 이동에 의해 CO2, PM10의 농도가 간헐적 높은 수치를 보이는 개소가 있었다. 또한 가구교체, 카펫설치, 전산실, 화학약품실 등 특이 사항에 따른 VOC농도 상승을 보이는 개소가 있었다. 석면의 경우 위상차현미경 분석에 의해 기준치 초과를 보인 9개소는 전자현미경분석을 통하여 석면이 아닌 먼지로 확인되었다. 설문에서 나타난 근무자들의 신체적 자각 증상은 본관의 경우 과반수가 ‘건조함, 먼지’를 불쾌적 요소로 응답하였고, 별관은 ‘탁한 실내공기’로 응답하였다.

음환경의 측정 결과 본관 35.3dB(A) 별관 52.5dB(A)로, 별관은 근접해 있는 대로의 교통 소음에 노출되어 있기 때문에 상대적으로 소음이 높게 나타나고 있었다. 따라서, 별관은 차음성이 우수한 창호로의 교체 및 식재를 통한 외부소음 차단 대책이 필요하다고 사료된다. 빛환경은 전체 개소의 80% 이상이 적정 조도분포 수준을 유지하고 있었으며, 설문 결과 일부의 특수 작업자들이만 적정조도분포 이상의 수준을 희망하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 눈에 피로감을 주지 않는 적정선에서 인공조명을 추가 또는 개선하여 조도 개선이 이루어진다면 보다 나은 작업 환경 조성이 가능할 것이라 판단된다.

본 연구 결과를 바탕으로 사무공간의 실내 환경에 따른 근무자 인체영향에 대한 연구를 추가 실시할 경우 보다 쾌적하고 건강한 사무환경의 조성 방안을 도출할 수 있을 것이라 사료된다.

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