[기획-도시계획 진단] 05.저층주거지 정비사업 시행에 따른 기온과 PET 변화 시뮬레이션 연구... 정비 후 평균 기온과 열쾌적성(PET)은 전반적으로 감소
저층주거지 정비사업을 추진할 때 물리적 환경 중심 설계뿐만 아니라 기온 등 기후 영향도 고려해 설계 필요
2024-09-23
2024년 9월 16일부터 19일까지 4일간 추석 기간에도 서울특별시에서 열대야가 나타났다. 가을 수확시기임에도 더위가 가시지 않으면서 농작물 피해도 상상을 초월한다.
도시 건축의 고밀도 배치, 토지의 과도한 개발과 화석연료에 지나치게 의존하는 에너지 생산 등으로 이상기후가 점점 빈발하고 있다. 도시열섬 효과와 여름 이상 고온과 같은 기후 문제가 점차 악화되고 있다.
도시 건축의 고밀도 배치, 토지의 과도한 개발과 화석연료에 지나치게 의존하는 에너지 생산 등으로 이상기후가 점점 빈발하고 있다. 도시열섬 효과와 여름 이상 고온과 같은 기후 문제가 점차 악화되고 있다.
특히 서울시는 최근 5년간 최고기온이 35℃를 넘어서는 등 매년 폭염 등 극단적인 이상기후 현상이 나타나고 있다. 폭염으로 열사병, 열탈진 등 온열질환이 매년 지속적으로 발생하고 있다.
이번 회에서는 '저층주거지 정비사업 시행에 따른 기온과 열쾌적성(PET) 변화 시뮬레이션 연구 – 서울시 상도동 244번지 일대 신속통합기획 대상지를 중심으로'라는 주제의 석사 논문을 소개하고자 한다.
이 논문은 2024년 2월 중앙대 대학원 토목공학과 도시설계 및 계획 전공 유병남이 완성했다. 미리 2024년 여름 이상기온을 예측하고 준비한 논문은 아니지만 시의 적절한 연구라고 보여진다.
폭염기동안 저층주거지 내 신속통합기힉 정비사업 시행 전·후 정비지역 및 그 주변 주거지의 기온과 PET 변화를 정량적으로 분석했다. 논문의 주요 내용을 간략하게 소개한다.
▲ 분석의 틀
◇ 연구의 목적... 폭염기 동안 저층주거지 내 정비사업 시행 전·후 정비지역 및 그 주변 주거지의 기온과 PET 변화를 정량적으로 분석
또한 저층 주거지 정비사업 추진 시 정비지역 내 건축용적률, 건물배치, 녹지지배 등 물리적 환경을 중심으로 다루어지는 상황에서 보다 쾌적한 주거환경 조성을 위한 정비지역 공간조성 방안을 제시하고자 한다.
◇ 대상지 정비계획안... 소공원 추가하고 산책·휴식공간 2,524.1㎡를 마련
서울시 동작구 상도동 224번지 일대는 정비계획을 수립 중에 있으며 이 지역은 2021년 12월 신속통합기획 후보지로 선정됐다.
지역의 유일한 접근도로인 성대로 등 도로폭은 확대하고 동서 방향 통학로의 경사 및 단절 극복을 위해 공공 보행로 설치 및 선형녹지 신설한다.
특히 정비 전 대상지 내에 없는 녹화시설과 주차장 등 생활시설로 주민의 생활활동공간이 부족해 정비 후 동작구 성대로21가길 52 일대에 소공원을 추가할 계획이다.
어린이와 보행자를 위한 산책·휴식공간 2,524.1㎡를 마련해 주민의 생활환경 보장을 위해 소공원 지하공간에 주차장을 추가하고 도화공원 주차장과 연계해 운영한다.
◇ 주요 연구 결과... 정비 후 평균 기온과 열쾌적성(PET)은 전반적으로 감소
첫째, 전체 지역은 정비 후 평균 기온과 열쾌적성(PET)은 전반적으로 감소한 것으로 나타났다. 이는 저층주거지 정비 후 건축밀도 변화와 녹지시설 증가 등의 변화가 정비지역 및 주변 열환경에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 보여준다.
둘째, 정비 후 전체 지역의 평균 기온과 평균 PET의 주간 시간대는 야간 시간대에 비해 감소량이 크게 나타났다. 주간 시간대 기온이 높을 때 녹지의 기온감소 효과가 야간 시간대 기온이 낮을 때보다 양호했다.
셋째, 정비 후 대상지 내 건물간 PET 감소가 매우 뚜렷했으며 또한 건물 층수가 증가할수록 PET 감소 효과가 점차 약해지는 것으로 나타났다.
넷째, 정비 후 대상지의 건축물이 높아짐에 따라 바람 흐름이 변화하고 건물 주동 간의 협곡 지역에 바람 통로가 형성돼 정비지역 내부 풍속이 증가한다.
또한 주변 지역에 대한 정비사업 전·후 시뮬레이션 비교 결과, 주변 지역 기온과 열쾌적성 (PET)의 감소폭이 대상지보다 낮게 나타났다
◇ 연구성과의 한계... 한정된 경계 조건과 지형 모델링으로 인해 실제 존재하는 세부요소 생략
연구를 위한 시뮬레이션 모델링은 연구목적의 수행을 위해 한정된 경계 조건과 지형 모델링으로 할 수 밖에 없었다. 실제 존재하는 수목이나 차량, 사람 등 세부 요소는 부득히 생략해 모델링 및 적용했다는데 한계가 있다.
또한 대상지 모델링 과정에서 프로그램의 성능 및 컴퓨터 처리용량의 한계로 대상지를 3m×3m×2m 그리드 단위로 단순화하고 그 크기도 600m×800m의 크기로 모델링할 수밖에 없었다.
◇ 향후 연구과제... 정비사업 완료시 실제 데이터 활용 연구 필요
향후 대상지가 정비사업이 완료될 경우 실제 데이터 활용한 연구도 필요하다. 현재 분석 요소가 기온, 풍속, PET만 분석했는데 향후 더 효과적인 다른 요인에 대한 비교분석을 진행할 필요가 있다.
보다 정밀한 분석을 진행해 신뢰성을 더욱 높이기 위한 연구도 요구된다. 본 연구를 바탕으로 폭염시 취약 주거지역 개선을 위한 보다 나은 주거환경 설계를 제공할 수 있다.
또한 저층주거지 정비사업을 추진할 때 물리적 환경 중심 설계뿐만 아니라 기온 등 기후 영향도 고려해 설계할 수 있기를 기대한다.
이 논문은 2024년 2월 중앙대 대학원 토목공학과 도시설계 및 계획 전공 유병남이 완성했다. 미리 2024년 여름 이상기온을 예측하고 준비한 논문은 아니지만 시의 적절한 연구라고 보여진다.
폭염기동안 저층주거지 내 신속통합기힉 정비사업 시행 전·후 정비지역 및 그 주변 주거지의 기온과 PET 변화를 정량적으로 분석했다. 논문의 주요 내용을 간략하게 소개한다.
▲ 분석의 틀
◇ 연구의 목적... 폭염기 동안 저층주거지 내 정비사업 시행 전·후 정비지역 및 그 주변 주거지의 기온과 PET 변화를 정량적으로 분석
서울시는 녹지공간 부족과 낙후된 생활시설, 노후화된 주택가 저층 주거지 환경개선을 위해서 정비사업을 추진해왔다.
그러나 정비사업에 대한 정비주변지역의 영향, 기후변화 등 종합적인 주거환경 개선효과 등에 대해서는 등한시되고 있다.
특히 도시열섬 현상과 여름 이상 고온 등 도시 이상기후는 현실화된 문제로 도시열섬과 폭염 등 열환경 악화는 주거환경의 질을 악화시키고 있다.
이에 따라 대상지 정비 전·후 물리 및 기후 기초자료를 바탕으로 CFD 프로그램(Envi-Met)을 통해 정비 전·후 정비지역 및 주변 저층 주거지의 열환경 변화를 시뮬레이션 분석했다.그러나 정비사업에 대한 정비주변지역의 영향, 기후변화 등 종합적인 주거환경 개선효과 등에 대해서는 등한시되고 있다.
특히 도시열섬 현상과 여름 이상 고온 등 도시 이상기후는 현실화된 문제로 도시열섬과 폭염 등 열환경 악화는 주거환경의 질을 악화시키고 있다.
또한 저층 주거지 정비사업 추진 시 정비지역 내 건축용적률, 건물배치, 녹지지배 등 물리적 환경을 중심으로 다루어지는 상황에서 보다 쾌적한 주거환경 조성을 위한 정비지역 공간조성 방안을 제시하고자 한다.
◇ 대상지 정비계획안... 소공원 추가하고 산책·휴식공간 2,524.1㎡를 마련
서울시 동작구 상도동 224번지 일대는 정비계획을 수립 중에 있으며 이 지역은 2021년 12월 신속통합기획 후보지로 선정됐다.
지역의 유일한 접근도로인 성대로 등 도로폭은 확대하고 동서 방향 통학로의 경사 및 단절 극복을 위해 공공 보행로 설치 및 선형녹지 신설한다.
특히 정비 전 대상지 내에 없는 녹화시설과 주차장 등 생활시설로 주민의 생활활동공간이 부족해 정비 후 동작구 성대로21가길 52 일대에 소공원을 추가할 계획이다.
어린이와 보행자를 위한 산책·휴식공간 2,524.1㎡를 마련해 주민의 생활환경 보장을 위해 소공원 지하공간에 주차장을 추가하고 도화공원 주차장과 연계해 운영한다.
◇ 주요 연구 결과... 정비 후 평균 기온과 열쾌적성(PET)은 전반적으로 감소
첫째, 전체 지역은 정비 후 평균 기온과 열쾌적성(PET)은 전반적으로 감소한 것으로 나타났다. 이는 저층주거지 정비 후 건축밀도 변화와 녹지시설 증가 등의 변화가 정비지역 및 주변 열환경에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 보여준다.
둘째, 정비 후 전체 지역의 평균 기온과 평균 PET의 주간 시간대는 야간 시간대에 비해 감소량이 크게 나타났다. 주간 시간대 기온이 높을 때 녹지의 기온감소 효과가 야간 시간대 기온이 낮을 때보다 양호했다.
셋째, 정비 후 대상지 내 건물간 PET 감소가 매우 뚜렷했으며 또한 건물 층수가 증가할수록 PET 감소 효과가 점차 약해지는 것으로 나타났다.
넷째, 정비 후 대상지의 건축물이 높아짐에 따라 바람 흐름이 변화하고 건물 주동 간의 협곡 지역에 바람 통로가 형성돼 정비지역 내부 풍속이 증가한다.
또한 주변 지역에 대한 정비사업 전·후 시뮬레이션 비교 결과, 주변 지역 기온과 열쾌적성 (PET)의 감소폭이 대상지보다 낮게 나타났다
◇ 연구성과의 한계... 한정된 경계 조건과 지형 모델링으로 인해 실제 존재하는 세부요소 생략
연구를 위한 시뮬레이션 모델링은 연구목적의 수행을 위해 한정된 경계 조건과 지형 모델링으로 할 수 밖에 없었다. 실제 존재하는 수목이나 차량, 사람 등 세부 요소는 부득히 생략해 모델링 및 적용했다는데 한계가 있다.
또한 대상지 모델링 과정에서 프로그램의 성능 및 컴퓨터 처리용량의 한계로 대상지를 3m×3m×2m 그리드 단위로 단순화하고 그 크기도 600m×800m의 크기로 모델링할 수밖에 없었다.
◇ 향후 연구과제... 정비사업 완료시 실제 데이터 활용 연구 필요
향후 대상지가 정비사업이 완료될 경우 실제 데이터 활용한 연구도 필요하다. 현재 분석 요소가 기온, 풍속, PET만 분석했는데 향후 더 효과적인 다른 요인에 대한 비교분석을 진행할 필요가 있다.
보다 정밀한 분석을 진행해 신뢰성을 더욱 높이기 위한 연구도 요구된다. 본 연구를 바탕으로 폭염시 취약 주거지역 개선을 위한 보다 나은 주거환경 설계를 제공할 수 있다.
또한 저층주거지 정비사업을 추진할 때 물리적 환경 중심 설계뿐만 아니라 기온 등 기후 영향도 고려해 설계할 수 있기를 기대한다.
 ▲ 배웅규 전문위원(중앙대학교 교수) |
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