서양에서는 침실이 따로 정해져 있어 침대가 일정한 공간을 차지하고 있는데 비해 우리나라에서는 자고 나면 이부자리를 개서 벽장 속에 수납함으로써 취침 공간을 다목적 공간으로 활용한다.

손님이 오면 방석을 내놓음으로써 거실, 식사 때는 상을 차려 식당으로 사용했다. 공간을 경제적으로 충실히 활용하는 구조이다. 그러나 오늘날에는 우리나라도 휴식과 재충전을 위해 침실을 따로 마련하는 추세다. 그만큼 우리의 삶이 고단해졌다는 증거일까.

침대에 누웠을 때 편안함을 느끼는 이유는 침대와의 접촉면적이 넓어져 체중이 골고루 분산되기 때문이다.

침대 접촉면적 50배로 넓어져

등받이가 없는 동그란 의자에 앉으면 불편하지만 등받이가 있는 의자는 훨씬 편안하다. 등받이가 없는 의자에서는 몸의 무게가 그 좁은 원판 위에 집중된다. 그러나 등받이가 있으면 넓은 면적에 무게가 분산된다. 등받이에 닿는 몸의 각 부분이 받는 힘이 그만큼 줄어든다는 뜻이다.
용수철이 들어있는 푹신한 침대에 몸을 쭉 뻗고 누우면 매트리스는 우리 몸의 굴곡에 맞게 내려앉는다. 몸의 많은 부분이 매트리스와 접촉하므로 몸의 무게가 침대의 전면적에 걸쳐 골고루 분산된다. 때문에 몸의 각 부분이 받는 힘은 대단히 작아진다.

우리가 침대 위에 눕는다면 약 5천㎠가 침대와 접촉하지만 딱닥한 널빤지 위에 누우면 접촉면적은 1백㎠가 되어 50분의 1로 줄어든다. 이렇게 되면 바닥과 접촉한 어느 한 부분이 받는 힘은 침대에 누울 때에 비해 50배로 늘어나기 때문에 바닥이 딱딱하고 불편하다는 것을 느끼게 된다.

과거 침대에서 자면 디스크에 걸린다는 말이 있었지만, 뚜렷한 과학적 근거가 있는 말은 아니다. 단지 스프링이 너무 쉽게 변형되는 경우에는 허리와 엉덩이 부분이 매트리스 안쪽으로 내려앉아 척추 형태가 변해 디스크를 가져올 가능성이 있다. 하지만 근래의 매트리스 스프링은 이러한 단점을 보완한 것들로 알려졌다.

온돌생활을 하는 우리민족은 전통적으로 바닥에 앉을 때, 일명 '책상다리'라 불리는 결가부좌(結跏趺坐)를 해 바닥과의 면적을 최대한 넓혔다. 접촉면적을 늘여서 체중을 분산시키려는 의도가 포함됐을 것이다. 이러한 자세는 온돌이 공기까지 데우는 입체 난방이 아니라 바닥만 데우는 평면 난방이라는 점 때문이기도 하다. 따라서 우리나라에서는 앉을 때 바닥과의 접촉 면적이 넓을수록 존엄하고 가치가 있는 것으로 여겼다.

어른은 양반 앉음을 하고 아이들은 웃목에서 무릎을 꿇는다. 무릎을 꿇는다는 것은 접촉면적을 극소화한 앉음새이다. 우리는 이처럼 접촉면적의 넓고 좁음으로 장유존비(長幼尊卑)를 구분했다.

(그림1) 적외선 리모콘

효율은 낮아도 백열등이 적격

지면보다 낮은 움집에서 살며 지열을 이용하던 조상들이 지상생활을 시작한 목적 중의 하나는 채광 때문이다. 이처럼 적당한 채광과 일광의 자외선은 위생상 매우 중요하다. 또한 양옥의 콘크리트벽은 토벽에 비해 자연 환기 및 습도 조절이 불가능하므로 창이 필요하다. 그러나 창이 너무 크면 수면에 방해가 되므로 창에는 블라인드나 커튼을 이용해 일광을 조절한다.

실은 주로 밤에 사용하므로 조명이 필요하다. 그러나 침실의 목적이 편안한 잠을 이루는 것이기 때문에 조도가 높을 필요는 없다. 때문에 간접 조명을 사용한다.

백열등은 스위치를 켜면 전류가 필라멘트에 흐르면서 빨갛게 달궈져 빛을 낸다. 이 때 필라멘트의 온도는 3천℃까지 올라간다. 그러나 백열등에서 방출되는 빛은 대부분 적외선이며, 실제 가시광선으로 이용되는 비율은 5% 정도로 효율이 아주 낮은 조명이다.

반면 형광등은 효율이 백열등에 비해 6배 이상 높으며 수명도 5배 이상이다. 이 점이 대부분의 가정에서 형광등을 사용하는 이유일 것이다. 하지만 침실등은 간접 조명으로 쓰이고 하루 종일 켜놓는 것이 아니므로 백열등이 더 적당하다.

형광등에는 방전하기 쉬운 아르곤가스나 수은이 포함돼 있다. 방전하면 수은은 증발해 기체가 되고, 그 주위를 날아다니는 전자와 충돌한다. 그 때 수은 원자로부터 나오는 자외선이 유리관 안쪽에 칠해져 있는 형광물질에 닿으면 가시광선이 돼 밝은 빛을 낸다.

(그림2) 공기청정기의 구조

금속광택 이용한 거울

침실을 더욱 침실답게 하는 것으로 거울이 있다. 거울의 기원은 수면에 자태를 비춰 본 것에서 시작된다. 후에 원형의 금속면을 매끄럽게 갈아 광을 내 거울로 사용했다.

박물관 등에서 볼 수 있듯이 이전에는 은·청동·철 등의 금속 표면을 갈아 광을 낸 것이었으나, 현재의 거울은 표면이 편평한 유리판 뒷면에 알루미늄을 얇게 입히고 그 위에 붉은 칠을 하여 알루미늄을 보호하는 막을 입힌 것이 사용된다. 금속의 광택성을 이용한다는 점에서는 같은 원리라 할 수 있다.

금속이 특유의 광택을 갖는 것은 금속 내부의 전자들 중 이웃한 특정 원자와 상호작용하지 않고, 결정 내를 자유롭게 움직이는 자유전자로 설명할 수 있다. 고체에 백색 광선을 쪼일 때 이것을 받아들이는 것은 고체를 구성하는 원자속의 전자이다. 금속이 아닌 물질의 전자는 특정한 파장의 빛만을 흡수해 자기 에너지를 높인다. 이 때 흡수하지 않은 파장의 빛은 반사된다.

예를들어 노란색(580nm)의 파장을 흡수하면 나머지는 반사돼 파란색으로 보이게 된다. 그러나 자유전자는 원자내에서 자유롭기 때문에 빛으로부터 에너지를 얻어 스스로 위치에너지를 높일 필요가 없다. 그러므로 금속에서는 전자가 받은 빛을 아낌없이 돌려준다. 금속 면에 빛을 수직으로 쪼이면 알루미늄과 은은 대개 전 파장의 영역에 걸쳐 90% 이상을 반사해 백색에 가까운 광택을 가지므로 거울을 만드는 데 이용한다.

(그림3) 마루의 통풍 구조

리모콘의 원리

텔레비전이나 비디오 그리고 오디오 등을 켤 때 사용하는 원격조정장치, 일명 리모콘의 핵심 부품이 바로 반도체 적외선 레이저이다. 리모콘의 버튼을 누르면 전자회로 칩이 적외선(파장 940nm) 빔을 방출한다. 이 적외선 빔은 부호화된 신호를 전달하며 누르는 버튼에 따라 부호가 다양해진다.

이 부호는 0과 1로 된 2진수의 조합으로 이뤄져있다. 부호화된 이 적외선 빔이 텔레비전 수상기에 이르면 빛에 민감한 반도체 소자인 포토트랜지스터나 포토다이오드가 적외선을 전기 신호로 변환시킨다. 이 신호는 증폭과 검파 등의 회로를 거쳐 채널을 바꾸거나 음량을 조절하는 등 여러 가지 동작을 수행한다.

적외선은 가시광선보다는 직진성이 떨어지지만 전파보다는 좋기때문에 리모콘을 사용할 때는 텔레비전 수상기 쪽으로 향해 스위치를 눌러야한다. 적외선은 눈에 보이지는 않지만 가시광선 중 붉은 색과 성질이 거의 같아서 거울과 같은 면에서 반사된다. 따라서 거울 속의 텔레비전을 향해 적외선을 발사해도 곧장 텔레비전을 향해 발사한 것과 마찬가지로 동작하는 것을 볼 수 있다.

전자제품은 되도록 멀리

전자기파가 퍼져가는 동안 전기장과 자기장은 계속 변하면서 진동한다. 전자기파가 지나가는 길에 도선이 있으면 자기장의 변화에 따른 유도 전류가 도선에 흐른다. 이러한 원리를 이용한 것이 안테나이다. 사람의 몸도 도체와 같아서 강한 전자기파에 노출되면 이 전자기파에 의해서 사람 몸에도 유도 전류가 생긴다.

국내외의 연구결과에 따르면 이 때문에 체온이 상승하거나 신경 및 근육에 흥분이 생긴다고 한다. 즉 우리 몸의 신경 및 세포의 호르몬 활동은 미세한 전기신호에 의해 조절되는데 인체가 강한 전자파에 노출될 경우 나트륨, 칼륨과 같은 세포간 이온의 흐름이 교란돼 갖가지 신체장애가 일어난다.

대표적인 신체 장애로는 불면증을 초래하는 멜라토닌 분비의 혼란, 두통이나 현기증 등이 있다. 일부에서는 전자기파를 암 발생의 원인으로까지 설명하기도 한다.

숙면과 건강을 위해 침실에서는 전자기파의 영향을 최대한 받지 않도록 하는 것이 좋다. 즉 전자제품을 사용할 때는 잠드는 곳과 되도록 멀리 떨어뜨리고, 사용하지 않을 때는 반드시 플러그를 빼 놔야 한다. 예를 들어 전기담요나 전기히터 등은 잠자기 전에 켜서 미리 가열한 후 잠 잘 때는 반드시 플러그를 빼는 것이 좋다. 또한 베개 주변에는 가급적 전기제품을 두지 않아야 한다. 따라서 전기시계, 라디오, 전화자동응답기, 가습기, 공기청정기, 에어컨 등은 발쪽 위치에 두는 것이 현명하다. 특히 어린이들은 어른들보다 전자파에 대한 감수성이 높기 때문에 전자기파의 영향을 줄이는데 신경을 써야한다.

전자기파의 세기는 거리에 따라 급격히 감소하는데 형광등의 경우 바로 근처에서는 전자기파의 영향이 상당하지만 25㎝ 바깥에서는 거의 영향을 끼치지 않는다. 따라서 형광등을 사용한 전기스탠드를 머리 가까이에는 두지 않는 것이 좋다.

효율은 낮아도 백열등이 적격

지면보다 낮은 움집에서 살며 지열을 이용하던 조상들이 지상생활을 시작한 목적 중의 하나는 채광 때문이다. 이처럼 적당한 채광과 일광의 자외선은 위생상 매우 중요하다. 또한 양옥의 콘크리트벽은 토벽에 비해 자연 환기 및 습도 조절이 불가능하므로 창이 필요하다. 그러나 창이 너무 크면 수면에 방해가 되므로 창에는 블라인드나 커튼을 이용해 일광을 조절한다.

침실은 주로 밤에 사용하므로 조명이 필요하다. 그러나 침실의 목적이 편안한 잠을 이루는 것이기 때문에 조도가 높을 필요는 없다. 때문에 간접 조명을 사용한다.

백열등은 스위치를 켜면 전류가 필라멘트에 흐르면서 빨갛게 달궈져 빛을 낸다. 이때 필라멘트의 온도는 3천℃까지 올라간다. 그러나 백열등에서 방출되는 빛은 대부분 적외선이며, 실제 가시광선으로 이용되는 비율은 5% 정도로 효율이 아주 낮은 조명이다.

반면 형광등은 효율이 백열등에 비해 6배 이상 높으며 수명도 5배 이상이다. 이점이 대부분의 가정에서 형광등을 사용하는 이유일 것이다. 하지만 침실등은 간접 조명으로 쓰이고 하루 종일 켜놓는 것이 아니므로 백열등이 더 적당하다.

형광등에는 방전하기 쉬운 아르곤가스나 수은이 포함돼 있다. 방전하면 수은은 증발해 기체가 되고, 그 주위를 날아다니는 전자와 충돌한다. 그때 수은 원자로부터 나오는 자외선이 유리관 안쪽에 칠해져 있는 형광물질에 닿으면 가시광선이 돼 밝은 빛을 낸다.

대전된 먼지를 이용하는 공기청정기

콘크리트 벽으로 된 밀폐된 건물에서는 자연 환기를 기대할 수 없다. 따라서 인위적으로 계속 신선한 공기를 공급해야 한다. 호흡에 필요한 신선한 공기를 계속 제공하기 위해서, 수면 중에 발산하는 수증기로 인해 습기가 차는 것을 방지하기 위해, 또 옷을 갈아입거나 침구의 정리 등으로 생긴 먼지를 밖으로 내보내기 위해 환기가 필요하다.

인공적인 환기 방법으로는 환풍기나 공기청정기가 있으나 기계의 소음이 편안한 잠을 방해하는 일이 있으므로 소리가 나지 않는 것을 선택해야 한다. 공기를 정화하는 방법은 더러워진 실내 공기를 흡수해 먼지와 냄새, 세균을 제거한 뒤 청정한 공기를 다시 실내로 보내는 방식이 이용된다.