실내환경
1. 열 및 습기환경
실내 디자인은 지역의 기후, 지형, 위치 등 환경조건을 고려하여 설계된다. 기온은 대기의 온도를 말한다. 유효온도는 실감온도나 감각온도라고도 하고 온도, 습도, 기류 등의 3요소로 측정해 온열감에 대한 감각적 효과를 나타낸다.
열 환경은 공기의 온도, 습도, 기류, 복사열의 4요소로 나누며 온도가 가장 큰 영향을 미친다. 불쾌 지수(DI-Discomfort Index)는 여름철 열과 습도로 인해 사람이 느끼는 불쾌감 정도를 나타내며 80 DI면 땀이 나고 모든 사람이 불쾌감을 느끼게 된다. 불쾌 지수는 (건구온도 + 습구온도) X0.72+40.6으로 계산한다. 인체는 복사(45%-피부 표면), 대류(30%-인체 주변의 공기 흐름), 증발(25%-호흡이나 땀)로 인해 열 손실이 발생한다.
건축물에서의 열 이동은 대류, 복사, 전도로 일어나며 열관류 현상은 고체 양쪽의 유체 온도가 다를 때 고온에서 저온으로 열이 통과하는 현상을 말한다. 열전달-> 열전도->열전달 과정을 건물 면적의 관점에서 보는 것을 열관류라 한다. 열전도율의 단위는 kcal/m·h·℃를 사용하고 열관류율의 단위는 kcal/㎡·h·℃이다.
습기는 공기 중에 기체나 액체 형태로 포함된 수분을 말하는 것으로 절대습도는 건조공기 1㎥ 중에 포함된 수증기의 무게로 가열, 냉각해도 변함이 없다. 노점온도는 습공기가 포화상태일 때의 온도를 말하며, 수분의 상태를 유지하지 못하고 이슬이나 물방울 형태로 맺히는 온도를 말한다. 습한 공기가 차가운 곳에 닿아 물방울이 맺히는 현상을 결로라 지칭하며, 실내와 실외의 온도 차이에 의해 습한 외벽에 주로 발생한다.
실내 환경의 쾌적한 온도는 18℃의 온도에 60% 정도의 습도가 이상적이다. 쾌적한 공간의 상대습도는 40~60%로 여름은 17~22℃, 겨울에는 19~24℃가 적정 온도이다. 단열의 경우 구조체 안쪽에 시공하여 공사가 간편하고 비용이 상대적으로 적게 드는 내단열과 구조체 밖으로 감싸는 시공으로 열교가 적으며 단열 성능이 우수한 외단열이 있다. 내단열은 단열 부분이 연속되지 못해 열의 손실과 결로가 발생하기 쉽고 외단열의 경우 시공의 정밀도로 인해 작업이 어렵고 비용이 많이 든다는 단점이 있다.
2. 빛 환경, 공기환경
빛 환경은 일조와 관련이 있다. 태양광선은 화학작용은 거의 없으나 열효과가 큰 적외선과 파장의 범위가 맨눈으로 지각할 수 있는 빛인 가시광선, 그리고 그보다 짧은 파장으로 눈에 보이지 않지만, 화학작용과 생육 작용, 살균작용이 있는 자외선으로 구분된다. 햇볕이 지표면에 내리쬐는 것을 일조라고 하며 건축계획에 있어 일조는 중요한 조건이 된다. 특히 일조권은 건축에 있어 법률상 햇볕을 받을 수 있도록 보호된 권리로, 주변 건물과 가까우면 일조가 불리하다. 일조율은 일출에서 일몰까지 구름이나 안개, 지형 등에 차단되지 않고 지표면을 비추는 시간의 비율을 백분율로 나타낸 것이다. 일조는 빛의 유입, 냉난방 에너지, 결로 등 기능적인 부분에 있어 중요한 부분으로서 차양, 발코니, 루버, 흡열유리, 이중유리, 유리블록 등을 설치하여 조절할 수 있다.
공기 환경에 관한 사항은 공기 오염으로 그 척도는 이산화탄소량을 기준으로 한다. 실내 공기의 이산화탄소 농도는 1,000ppm 이하로 유지한다. 환기는 오염된 공기를 배출하여 기준치 이하로 유지하기 위해 필요하다. 면적의 1/2 이상 환기에 필요한 개구부를 확보해야 하며 창이 없는 공간의 환기량은 1인당 20㎥/h 이상으로 한다. 환기는 자연환기와 기계환기로 구분되며, 기계환기는 급기와 배기 모두 기계를 이용하는 가장 우수한 환기법인 제 1종 환기법과 급기만을 기계에 의존하는 제 2종 환기법(공장에서 많이 사용), 배기만을 기계에 의존하는 제 3종 환기법(주방, 욕실에 사용)이 있다.
3. 채광 및 조명, 음 환경
채광과 인공조명은 실내 공간의 특성에 맞도록 유지되어야 각 공간의 기능을 다 할 수 있다. 빛의 단위로는 광원 전체의 밝기를 표기하는 광속 단위인 루멘(lm), 빛을 비추는 장소의 밝기를 나타내는 조도의 단위인 럭스(lux), 광원에서 특정 방향에 대한 밝기를 나타내는 광도의 단위인 칸델라(cd), 광원의 외관상의 단위 면적당 밝기의 단위인 휘도의 단위로 cd/㎡ 등을 사용한다.
창을 통해 햇볕을 실내로 유입하는 방법으로는 측창 채광, 고창 채광, 정측창 채광, 천창 채광 등이 있다. 측창 채광은 벽에 수직으로 설치된 창으로 조도의 분포가 균일하지 못하나, 시공이 용이하고 다른 창에 비해 눈과 비의 피해가 적다. 천창 채광은 지붕면에 수평으로 설치되는 창으로 채광 효과가 가장 우수하며 조도의 분포가 균일하다.
인공조명은 크게 직접조명과 간접조명으로 그 방식을 나눌 수 있으며 인공조명의 종류로 LED, 나트륨등, 할로겐램프, 형광등, 수은등, 백열등 등이 있다. LED(발광 다이오드)는 Ga(갈륨), P(인), As(비소)를 재료로 한 반도체로 효율과 수명이 매우 우수해 가정이나 산업용으로 많이 사용된다. 나트륨등은 저전력으로 밝은 빛을 발산하여 가로등과 경기장 등에 사용된다. 인공조명의 효율은 LED, 나트륨등, 할로겐램프, 형광등, 수은등, 백열등 순이다. 조명의 설계 순서는 소요 조도의 결정, 광원 선택, 조명방식 선택, 조명기구 선택, 조명기구 배치 순으로 진행된다.
음 환경에 있어서 음의 주파수는 1초 동안 왕복 진동하는 횟수를 말하며 단위는 Hz를 사용한다. 가청 주파수 범위는 20~20,000Hz이다. 음의 세기 단위는 데시벨(dB)을 사용한다. 잔향은 소리를 멈춘 후에도 공간에 소리가 남아 울리는 것을 말한다. 잔향시간은 음 발생을 중지시킨 후 실내의 에너지 밀도가 60dB 감소하는 데 필요한 시간을 말하는 것으로 잔향시간이 길면 음이 또렷하지 않고, 잔향시간이 짧으면 음량이 작어서 듣기 어려울 수 있다. 잔향시간은 공간의 크기에 비례하고 흡음력에 반비례한다.