음이온은 인체에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 밝혀지며, 다양한 연구자에 의하여 녹지내에서 발생하는 음이온발생량에 요인을 규명하기 위하여 다양한 노력을 수행하고 있다. 그러나 대부분의 연구들은 녹지유형, 녹지의 유무, 단순 기상요소들과의 상관관계를 살펴보며 궁극적으로 녹지의 유무, 녹지의 형태가 음이온 발생에 미치는 총 효과에 대해서만 언급할 뿐 매개효과 등의 간접효과에 대한 연구는 전무한 실정이다. 여기서 말하는 매개효과란 독립변수와 종속변수의 연결고리 역할을 하는 변수를 뜻한다. 매개변수는 독립변수의 결과이면서 동시에 종속변수의 원인이 되는 변수로 설명될 수 있다. 유의한 매개변수가 존재한다면, 독립변수가 종속변수에 주는 영향을 크게 직접효과와 간접효과로 나뉘게 된다. 직접효과는 매개변수가 존재함에도 불구하고 매개변수를 거치지 않고 종속변수에 영향을 주는 것이고, 간접효과는 매개변수를 통해 종속변수에 영향을 주는 것이다. 여기서 말하는 매개효과는 간접효과를 뜻한 것으로 직접효과와 간접효과를 합한 것을 총 효과 또는 전체효과라고 하는데 이것은 매개변수를 고려하지 않았을 때의 독립변수가 종속변수에 주는 영향과 같다. Baron와 Kenny(1986)는 매개작용을 완전매개와 부분매개로 구분하고 각 매개작용이 성립되기 위해서는 네 가지 조건들이 충족되어야 한다고 보고하였다. 즉, (1) 1단계에서 독립변수는 매개변수에 유의적인 영향을 미쳐야 하고, (2) 2단계에서 독립변수는 종속변수에 유의적인 영향을 미쳐야 하며, (3) 3단계에서 매개변수는 종속변수에 유의적인 영향을 미쳐야한다. (4) 매개변수를 포함한 회귀방정식에서 종속변수에 대한 독립변수의 영향은 조건 (2)의 경우보다 적거나 전혀 없어야 한다. 감소한 경우는 부분매개효과가 존재함을 의미하며 전혀 없는 경우는 완전매개효과가 존재함을 의미한다. 이에 녹지의 배치형태를 독립변수로 설정하고 녹지배치형태의 차이에 따라 달라지는 기상요소를 매개변수로 설정한 후 각각 음이온 발생량에 미치는 영향을 파악하고 녹지의 배치형태가 음이온 발생량에 미치는 총 효과 외에 기상요소를 변화시킴으로써 음이온 발생량에 미치는 간접효과를 확인하기 위하여 본 연구를 진행하였다. 그 결과, 음이온 발생량과 기상요소 그리고 녹지배치형태의 Pearson 상관분석을 실시하였으며, 이에 대한 내용을 자세히 살펴보면, 음이온 발생량은 녹지배치형태와 유의한 부의 상관관계인 것으로 분석되었다(r=.07, p < 0.01). 음이온 발생량과 기상요소 하위요인들 간의 상관에서는 기온(r=.41, p < 0.01)과 광도(r=.38, p < 0.01), 절대습도(r=.29, p < 0.01)에서 각각의 유의한 정의 상관관계를 보인 반면, 상대습도(r=-.02, p > 0.05), 풍속(r=.03, p > 0.05)의 경우 상관관계가 나타나지 않았다. 녹지배치형태와 기상요소 하위요인들 간의 관계를 살펴보면, 기온(r=-.33, p < 0.01)의 경우 유의한 부의상관관계인 것으로 분석되었으며, 상대습도(r=.52, p < 0.01), 광도(r=.27, p < 0.01), 절대습도(r=.25, p < 0.01)의 경우 유의한 정의 상관관계인 것으로 분석되었다. 그러나 풍속(r=-.01, p > 0.05)의 경우 유의한 상관관계는 나타나지 않았다. 이상의 결과를 종합하여 음이온 발생량과 녹지 배치형태에서 공통적인 상관관계를 나타낸 기온, 일사량, 절대습도에서 매개효과가 있을 것으로 예상되었다. 이에 독립변수로 녹지배치 형태를 설정 하였으며, 매개변수로 기상요소의 하위 요인인 기온, 일사량, 절대습도로 설정하였다. 이에 대한 음이온 발생량은 종속변수로 설정하였다. 분석결과, 모든 기상 하위요인에서 매개효과가 있는 것을 확인 할 수 있었으며, 이는 단순 녹지의 배치형태가 음이온 발생량의 차이를 나타낼 뿐만 아니라 기상요소를 현저히 다르게 형성함으로 써 음이온 발생량에 영향을 미치는 것으로 사료되었다.

정방형 녹지배치에서의 녹지 내부 수목식재유무의 차이에 따른 기상요소의 변화가 음이온 발생량의 차이를 나타내는 것은 확인하였으나, 정방형 녹지 배치의 특성으로 인하여 외곽에 식재된 수목에 의한 방풍효과에 의하여 바람이 형성되지 어려웠으며, 그에 따라 풍속과의 관계를 규명하는 것에는 한계가 있었다. 이에 녹지의 배치형태에 있어 바람이 원활하게 형성될 수 있도록 바람길을 조성하여 바람길 조성에 따른 풍속차이를 검증하고 풍속과 음이온 발생량의 관계를 규명하고자 수행되었다. 이에 바람길을 조성함에 있어 바람이 원활하게 형성되어 통과할 수 있는 형태인 복도형(Type A), 바람이 상대적으로 원활하게 통과할 수 없는 꺽인 형태의 복도형(Type B)으로 녹지배치형태를 구분하였으며, 이후 취득된 데이터를 상호 비교 분석하였으며, 더 나아가 바람길 조성 유무차이에 따른 음이온 발생량을 비교하기 위하여 녹지 외곽에 수목을 정방형으로 식재한 형태인 대조구와 비교 분석을 실시하였다. 그 결과, 측정시간 전체에 대하여 바람길 조성 형태 차이에 따른 풍속 차이를 검정하기 위하여 독립표본 T검정을 활용하여 측정시간 평균 풍속을 비교분석하였다. 그 결과 Type A의 경우 평균 상대습도 0.25m/s, 녹지 내부에 수목이 식재된 Type B의 경우 0.20m/s인 것으로 분석되어 약 0.05m/s의 차이를 나타내었으며, 이는 통계적으로 유의한 것으로 분석되었다(t=3.231, p<0.001). 이에 따라 바람길 조성 형태의 차이에 따라 ‘측정시간 평균 풍속의 차이는 없다.’ 라는 귀무가설을 기각하고 ‘측정시간 평균 풍속의 차이는 있다“라는 대립가설을 채택하게 되었다. 앞서 언급한 바와 같이 풍속의 차이는 0.05m/s 정도 차이가 있는데 풍속의 특성을 고려하였을 때, 그 차이는 매우 큰 것으로 판단되었다. 또한 대조구와 비교하였을 때, 결과를 살펴보면 녹지 배치형태별 풍속의 차이를 검정한 일원배치 분산분석결과, ‘배치형태의 차이에 따른 풍속의 차이는 적어도 한 집단에는 있다’라는 대립가설을 채택하게 되었다. 이에 따라 실시 된 사후검정 결과를 살펴보면 총 3개의 부집단으로 구분되었으며, 풍속값은 Type A에서 통계적으로 유의하게 가장 높은 것으로 분석되었다. 반면 대조구와 Type B의 경우 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다. 즉, 바람길 조성형태의 차이에 따른 풍속은 Type A > 대조구 = Type B의 순인 것으로 분석되었다. 이러한 결과는 녹지의 배치형태에 있어 대조구의 경우 녹지 외곽에 수목을 식재하여 수목의 방풍효과가 지속적으로 나타났기 때문인 것으로 판단되었으며, Type A의 경우 녹지내부에 조성된 바람길을 따라 바람이 원활하게 통과할 수 있기 때문인 것으로 판단되었다. 그러나 Type B의 경우 꺽인형태의 바람길로 Type C에 비하여 바람이 원활하게 통과할 수 없었기 때문인 것으로 사료되었다. 또한 그 값 Type A와 통계적으로 유의한 차이가 없는 것을 미루어 보아 바람길 조성에 있어 그 형태를 충분히 고려하지 않는다면 바람길 조성을 통한 풍속증가 효과는 매우 미미할 것으로 판단되었다. 측정시간 전체에 대하여 수목식재 유무에 따른 음이온 발생량 차이를 검정하기 위하여 독립표본 T검정을 활용하여 측정시간 평균 음이온 발생량을 비교분석하였다. 그 결과 Type A의 경우 평균 음이온 발생량 1038ea/㎤, Type D의 경우 870ea/㎤인 것으로 분석되어 약 167ea/㎤의 차이를 나타내었으며, 이는 통계적으로 유의한 것으로 분석되었다(t=5.235, p<0.001). 이에 따라 바람길 조성 형태의 차이에 따라 ‘측정시간 평균 음이온 발생량의 차이는 없다.’라는 귀무가설을 기각하고 ‘측정시간 평균 음이온 발생량의 차이는 있다.’라는 대립가설을 채택하게 되었다. 이상의 분석결과를 종합해보면, 바람길 조성유무에 따라 음이온 발생량의 차이가 발생하는 것으로 나타났을 뿐만 아니라 바람길이 원활하지 않을 경우에는 바람길을 조성하지 않았을 때와 음이온 발생량이 차이가 나타나지 않는 것으로 분석되었다. 즉, 음이온 발생량 측면에서 바람길이 원활한 형태 > 바람길이 원활하지 않은 형태 = 바람길이 없는 형태의 순인 것으로 판단되었다. 이러한 결과는 녹지 내 수목 식재 유무 차이와는 다르게 바람길 조성 자체만으로도 음이온 발생량의 차이가 생긴다는 것을 의미하며, 그러한 음이온 발생량의 차이는 바람길 조성에 따른 풍속의 변화가 영향을 미친 것으로 예상되었다. 뿐만 아니라 바람길 조성에 따른 풍속 차이 검정 결과 또한 이를 방증하고 있었다.

환경오염 및 자원고갈과 더불어 유기화합물에 의한 신종 질환 발생 등 사회 ․ 환경적 문제 해결을 위해 우리나라를 비롯한 해외 선진국들은 자국의 실정에 적합한 환경 친화적 건축의 기준을 제시하고 있다. 최근 전국적인 주택보급사업 등의 영향으로 인한 신축학교의 증가 및 민간투자사업 (BTL)선정 시, 각 시 ․ 도교육청이 녹색건축물 인증 획득을 의무화한 영향으로 인증제도는 빠른 보급 및 정착을 보여 주고 있다. 학교시설의 환경 친화적 계획은 미래 사회의 원 동력이 될 학생들을 위한 실제적인 실외 건강환경 개선뿐 아니라, 환경 및 에너지 절약의 중요성을 학생들에게 자연 스럽게 노출시킴으로써 교육적 효과를 유발할 수 있는 특성 을 가지고 있다. 이에 따라 학교시설은 학생들의 실질적 체 험을 통해 친환경 개념의 중요성을 전달하는 매개체로서의 역할을 수행하게 되므로, 단순히 인증 획득을 목적으로 하 는 최소조건의 친환경 계획은 이를 접하는 학생들에게 오히 려 '녹색 건축'에 대한 그릇된 인식을 심어줄 수 있다. 녹색 건축 인증 평가항목 중 생태환경 부분에서 외부를 평가하는 항목은 존재하였지만 평가항목 중 학생들의 실외 건강환경 개선에 대한 인증평가 기준이 없는 실정이다. 이에 본 연구 는 국내 · 외 녹색건축 인증 기준을 비교 분석하고, 이론적 고찰을 통해 새로운 평가지표인 실외 건강지표에 대한 항목 을 도출하여 국내에 인증 / 비인증 학교시설를 대상으로 조 사분석 및 평가하여 녹색건축 인증기준의 기초자료로 제시 하고자 하였다. 실외 건강지표는 크게 열적 쾌적성 지표, 음이온, 녹지의 양을 각각 선정하였다. 이중 평균복사온도, 착의량, 대사량, 기류 등을 고려하여 열적 쾌적성 지표 중 UTCI, PMV, WBGT를 측정하였다. 녹지의 양은 녹피율과 녹지용적계수 를 각각 고려하였다. 연구대상지는 인천광역시 남구 및 남동구의 학교시설 중 녹색건축 인증을 받은 학교와 인천광역시 녹지보전 및 녹화 추진사업에서 선정된 학교시설을 대상으로 토지피복현황 이 같은 학교들을 선정하였다. 선정된 연구대상지를 녹색건 축 인증기준의 생태환경부문 평가를 실시하여 점수분포에 따라 유형Ⅰ, 유형Ⅱ, 유형Ⅲ으로 분류하였다. 조사기간은 열섬현상과 열적 스트레스가 가장 심한 여름으로 선정하였 으며, 장마기간이 지난 후인 7월 29일 ~ 8월 18일까지 실시 하였다. 측정지점은 토지피복현황에 따라 녹지, 수면, 건폐 지, 포장지, 운동장으로 나누었으며, 본 연구에서 선정된 학 교는 학교측의 요구로 인해 실제 학교명을 명시하지 않고 기호로 설정하였다. 학교별 기상특성의 경우 모든 학교에서 큰 유의차를 보이 지 않았으며, 유형Ⅰ C학교 운동장의 경우 에폭시 포장으 로, G학교 운동장의 경우 인조잔디로 조성되어있었다. C학 교 건폐지의 경우 벽면녹화 조성에 따라 다른 학교의 건폐 지 보다 쾌적할 것으로 예상되었다. 유형Ⅰ의 녹지면적 및 녹지량은 유형Ⅰ > 유형Ⅱ > 유형Ⅲ 순으로 높게 나타났다. 토지피복현황별 열적 쾌적성 특성은 다음과 같다. 첫째, 녹지의 경우 UTCI 지표는 유형Ⅰ > 유형Ⅱ > 유형Ⅲ 순으 로 쾌적하였으며, PMV 지표도 UTCI 지표와 유사한 수준 이었다. WBGT 지표의 경우 유형Ⅲ에서 10시 이후 부터 옥외활동이 제한되는 결과가 나타났으며, 학교간 비교분석 결과도 유형Ⅲ에서 유의차가 나타나 가장 불쾌적할 것으로 예상되었다. 둘째, 수면의 경우 UTCI 지표는 유형Ⅰ의 C학 교가 가장 일반적인 열 스트레스의 수치로 나타나 다소 쾌 적한 수준이었으며, 유형Ⅲ에서 매우 강한 열스트레스 이상 의 수치로 분석되어 다소 불쾌적한 것으로 사료되었다. PMV 지표의 경우도 유형Ⅲ에서 9시부터 불만족율 100% 의 수치가 나타나 매우 불쾌적한 상태이었다. WBGT 지표 결과 유형Ⅰ의 G학교와 유형Ⅲ에서 9시 이후 부터 옥외활 동이 제한되는 수치가 나타났으며, 학교간 비교 분석 결과 유형Ⅲ에서 유의차가 나타나 수면에서도 유형Ⅲ이 불쾌적 한 것으로 판단되었다. 셋째, 건폐지에서 UTCI, PMV, WBGT 지표 결과 유형Ⅰ의 C학교가 벽면녹화 조성으로 인해 다른 학교들과 유의차가 나타나 매우 쾌적한 것으로 판단되었다. 넷째, 포장지의 경우 UTCI, PMV 지표에서 모 든 유형의 학교간 유의차가 나타나지 않아 매우 불쾌적할 것으로 예상되었다. 다섯째, 운동장은 포장지와 유의한 수 준이었으며, 학교간 비교 분석 결과 유형Ⅱ의 M학교에서 유의차가 나타나 매우 쾌적할 것으로 예상되었다. 토지피복현황별 음이온 분포 특성은 다음과 같다. 첫째, 녹지의 경우 유형Ⅲ에서 음이온 농도가 낮게 분포되는 결과 가 나타났으며, 학교간 비교 분석 결과 유형Ⅰ > 유형Ⅱ > 유형Ⅲ 순이었다. 둘째, 수면의 경우 학교간 비교분석 결 과 녹지와 일치하는 결과가 나타났다. 셋째, 건폐지의 경우 유형Ⅰ C학교의 음이온 농도가 높게 분포되는 결과가 나타 났으며, 학교간 비교분석 결과 유형Ⅰ C학교에서 유의차가 나타났다. 넷째, 포장지의 경우 학교간 비교 분석 결과 유의 차가 없었다. 다섯째, 운동장의 경우 유형Ⅲ 의 음이온 농도 가 낮게 분포되는 결과가 나타났으며, 학교간 비교 분석 결 과 유형Ⅲ에서 유의차가 나타났다. 기상 및 녹지, 열적 쾌적성, 음이온 분포 상관분석 결과 열쾌적 지표인 UTCI, PMV, WBGT 모두 일사, 흑구온도와 정의 상관관계를, 음이온, 녹피율, 녹지용적계수와는 부의 상관성이 나타나 음이온 및 녹피율, 녹지용적계수가 감소할 수록 열쾌적 지표의 수치가 높아져 불쾌적할 것으로 판단되 었다.

잔류응력이 판의 파괴 특성에 미치는 영향의 정량적 평가를 위하여, 균열이 존재하는 CT(Compact Tension) 시편에 가스 토오치 (gas torch)를 이용한 국부 가열을 실시하여 인위적인 잔류응력을 생성시키고, 열탄소성 유한요소해석을 통하여 생성된 잔류응력장을 평가하였으며, 잔류응력이 존재하는 시편과 잔류응력이 존재하지 않는 시편에 대한 파괴인성 실험을 실시하여 이들의 결과를 파괴저항 선도 상에서 비교, 분석함으로써 압축 잔류응력이 파괴 특성에 미치는 영향을 정량화하였다.