[심층-도시계획 진단] 17. 폭염기 저층주거지 골목길의 체감온도 평가와 열환경 개선방향
각 유형의 골목 공간에 대한 온도 저감을 위한 다양한 기법 적용을 위한 가이드라인 필요... 쾌적한 주거환경 조성을 위해 단지의 외부 공간 조성 요망
2024-11-08 오후 11:53:58
2024년 10월29일부터 스페인 발렌시아 주를 포함한 스페인 동남부 지역의 폭우에 의한 대홍수로 11월6일(현지시간) 기준 219명의 사망자와 89명의 실종자가 발생했다.
전 지구적 기후변화 속에서 홍수, 가뭄, 폭염, 폭설, 한파 등의 자연재해는 급속하게 증가하고 있다. 우리나라도 지난 10년간 이산화탄소 농도의 증가와 함께 기온도 지속적으로 상승했다.
2010~2019 10년 동안 연평균기온은 평년값(1981~2010)에 비해 0.5℃ 높았다. 2014년 이후 연평균기온은 평년보다 낮은 해가 없었을 정도로 더 이상 기후변화에 자유롭지 않다.
이번 회에서는 '폭염기 저층주거지 골목길의 체감온도 평가와 열환경 개선방향-서울시 동작구 본동 일대를 대상으로'라는 주제의 석사 논문을 소개하고자 한다.
이 논문은 2021년 8월 중앙대 대학원 토목공학과 도시설계 및 계획전공 최전혁이 완성했다. 폭염의 강도와 빈도가 지속적으로 증가하는 시점에서 시의적절한 연구라고 평가된다. 지도교수로서 논문의 주요 내용을 간력하게 소개한다.
◇ 연구의 목적... 골목길에서 주민이 체감하는 열 환경을 분석해 거주자 중심의 실질적 주거환경 개선 방안 제시
서울특별시 저층주거지는 전체 주거 지역의 38.2%를 차지하는 대표적인 삶터이지만 녹지와 생활기반시설 부족하고 노후화된 주택 등으로 주거 환경이 열악하다.
특히 주거와 주거 사이에 무수히 산재된 골목길은 빈약한 쉼터와 콘크리트 포장 등으로 환기와 열 배출에 불리한 환경을 제공한다.
이에 따라 저층주거지 내 골목길에서 주민이 체감하는 열 환경을 분석하고 향후 저층주거지의 미기후 환경까지도 고려하는 거주자 중심의 실질적 주거환경 개선 방안을 제시했다.
첫째, 폭염기에 저층 주거지의 온도 및 습도를 측정해 그 분포특성을 밝히고 이를 근거로 골목길에서 건강 취약계층의 체감온도 지수를 파악한다.
둘째, 저층 주거지 내 골목길의 온도를 저감시킬 수 있는 사례와 요소들을 조사하고 앞서 파악했던 주민 체감온도 지수가 높게 나타나는 골목길의 특성에 맞게 온도를 저감시킬 수 있는 대안을 제시한다.
셋째, 연구결과를 참고해 주민 체감온도 저감 등 폭염으로부터 취약한 저층주거지의 열환경 개선방향을 제안한다.
▲ 분석의 틀
◇ 연구의 방법... 체감온도지수단계의 분석결과를 종합해 저층주거지 및 골목길 환경개선 방향
본 연구에서는 1종 일반 주거지역에서 다가구, 다세대, 연립주택 등 4층 이하의 형태로 밀집돼 있는 주거지역으로 경사지형에 전형적인 골목길을 가진 서울시 동작구 본동 일대를 선정했다.
저층 주거지의 현황분석과 폭염기 24시간 온도, 습도 측정으로 골목길에서 취약계층이 느끼는 체감온도를 분석해 지수단계를 도출했다. 연구 방법은 다음과 같다.
첫째, 대상지 현황분석을 통해 토지이용, 표고, 건축물 용도 및 노후도, 층수, 인구분포 등 기초현황을 조사한다.
둘째, 대상지의 공간 구조분석을 통해 골목길 현황을 분석하고 골목길을 위계별로 4개 유형(진입도로, 내부도로, 내부보행로, 주택진입골목)으로 구분한다.
셋째, 대상지 골목길의 위치와 위계를 고려해 총 10개 측정지점을 선정 후 폭염기에 24시간 동안 온도․습도를 측정한다.
넷째, 측정 데이터를 시간대별 평균 수치를 조사하고 아크 지아이에스(Arc GIS)의 Spline 공간 보간법을 활용해 미측정 지점까지 보간된 온도, 습도 분포지도를 작성한다.
다섯째, 분포지도의 각 유형별 골목길을 4구간으로 구분해 산출한 데이터를 체감온도지수 산출공식에 적용하여 건강 취약계층(65세 이상 노인과 어린이)에 대한 체감온도지수를 산출하고 구간별 해당 지수단계를 도출한다.
여섯째, 체감온도지수단계의 분석결과를 종합하고 바람직한 저층주거지 및 골목길 환경개선을 위한 방향과 향후 과제를 제시한다.
◇ 주요 연구결과... 각 유형의 골목 공간에 대한 온도 저감을 위한 다양한 기법 적용을 위한 가이드라인 필요
먼저 대상지의 열 환경특성은 주간에 28~39℃까지 높게 분포하고 야간은 25℃~28℃로 비교적 일정하게 나타났다.
24시간 동안 평균기온은 29.2℃이며 주간 32.0℃, 야간 26.5℃로 조사됐다. 야간시간대 모든 지점이 열대야 기준인 25℃ 이상이며 간선도로변이 녹지변에 비해 1℃ 이상 높은 것으로 확인됐다.
다음으로 보행활동이 활발한 3개 유형의 골목길에 대해 체감온도 지수단계를 분석한 결과, 체감온도는 상대적으로 야간보다 주간, 노인보다 어린이가 더 높은 체감온도 지수단계를 보였다.
골목길 유형과 관계없이 대상지 내부 골목길이 상대적으로 높은 단계로 나타났다. 녹지에 인접한 지역의 체감온도 지수단계는 아스팔트 도로포장과 노후화된 옹벽이 녹지와 골목길의 연결을 차단하고 있는 등 주변 환경특성에 따라 온도저감 효과를 저해하는 요소가 있는 경우 오히려 높았다.
상기 분석결과에 따라 저층 주거지의 주민이 체감하는 온열 환경개선을 위해 다음과 같은 시사점을 제시한다.
첫째, 골목길은 수행기능, 차량통행 여부 등 다양한 골목길의 특성을 고려해 유형화하고 각 유형의 골목 공간에 대한 온도 저감을 위한 다양한 기법들 적용을 위한 가이드라인이 필요하다.
둘째, 저층 주거지 내·외부에 녹지 공공공간을 활용 및 확충해 찬 공기 발생과 확산 그리고 자연스러운 공기 유동이 발생하도록 조성할 필요가 있다.
셋째, 주거지와 녹지의 경계부는 공기 유동이 활발해지도록 지형단차 등에 의한 옹벽 개선과 장애물에 대한 적극적인 개선이 요구된다.
넷째, 골목길 양측의 건물에 대한 온도 저감 외부공간 조성 및 단열성능 향상 등을 위한 집수리 및 신축 등이 필요하다.
◇ 연구성과의 한계... 폭염기 전체 기간에 대한 측정과 분석이 이뤄지지 못하고 24시간에 한정
첫째, 폭염의 발생 시점부터 소멸하기까지 폭염기 전체 기간에 대한 측정과 분석이 이뤄지지 못하고 24시간에 한정됐다.
둘째, 측정 장비의 양적 부족 등으로 전체 골목길에 대한 전수조사가 현실적으로 불가능해 10개 지점의 골목길에서만 측정됐다.
셋째, 연구의 핵심 대상이 되는 골목길과 그 주변의 환경에 대한 기초분석 외에 세부적인 조사분석이 이뤄지지 못함에 따라 골목길 온도·습도가 골목길의 환경과 어떤 관계가 있는지를 분석하지 못했다.
◇ 향후 연구 과제... 쾌적한 주거환경 조성을 위해 단지의 외부 공간 조성 요망
주거지 내 골목길 환경을 개선하기 위해 보다 더 정밀한 측정 장비를 활용하여 풍향, 풍속 그리고 식재에 따른 그늘이나 태양 일사요소까지 고려한 골목길 온열 환경 평가와 골목길의 물리적 특성과의 관계에 대한 연구가 필요하다.
또한 이와 같은 온열 환경을 고려해 주민의 건강에 미치는 영향까지도 고려하는 바람직한 저층 주거지 재생방안에 대한 연구도 요구된다.
전 지구적 기후변화 속에서 홍수, 가뭄, 폭염, 폭설, 한파 등의 자연재해는 급속하게 증가하고 있다. 우리나라도 지난 10년간 이산화탄소 농도의 증가와 함께 기온도 지속적으로 상승했다.
2010~2019 10년 동안 연평균기온은 평년값(1981~2010)에 비해 0.5℃ 높았다. 2014년 이후 연평균기온은 평년보다 낮은 해가 없었을 정도로 더 이상 기후변화에 자유롭지 않다.
이번 회에서는 '폭염기 저층주거지 골목길의 체감온도 평가와 열환경 개선방향-서울시 동작구 본동 일대를 대상으로'라는 주제의 석사 논문을 소개하고자 한다.
이 논문은 2021년 8월 중앙대 대학원 토목공학과 도시설계 및 계획전공 최전혁이 완성했다. 폭염의 강도와 빈도가 지속적으로 증가하는 시점에서 시의적절한 연구라고 평가된다. 지도교수로서 논문의 주요 내용을 간력하게 소개한다.
◇ 연구의 목적... 골목길에서 주민이 체감하는 열 환경을 분석해 거주자 중심의 실질적 주거환경 개선 방안 제시
서울특별시 저층주거지는 전체 주거 지역의 38.2%를 차지하는 대표적인 삶터이지만 녹지와 생활기반시설 부족하고 노후화된 주택 등으로 주거 환경이 열악하다.
특히 주거와 주거 사이에 무수히 산재된 골목길은 빈약한 쉼터와 콘크리트 포장 등으로 환기와 열 배출에 불리한 환경을 제공한다.
이에 따라 저층주거지 내 골목길에서 주민이 체감하는 열 환경을 분석하고 향후 저층주거지의 미기후 환경까지도 고려하는 거주자 중심의 실질적 주거환경 개선 방안을 제시했다.
첫째, 폭염기에 저층 주거지의 온도 및 습도를 측정해 그 분포특성을 밝히고 이를 근거로 골목길에서 건강 취약계층의 체감온도 지수를 파악한다.
둘째, 저층 주거지 내 골목길의 온도를 저감시킬 수 있는 사례와 요소들을 조사하고 앞서 파악했던 주민 체감온도 지수가 높게 나타나는 골목길의 특성에 맞게 온도를 저감시킬 수 있는 대안을 제시한다.
셋째, 연구결과를 참고해 주민 체감온도 저감 등 폭염으로부터 취약한 저층주거지의 열환경 개선방향을 제안한다.
▲ 분석의 틀
◇ 연구의 방법... 체감온도지수단계의 분석결과를 종합해 저층주거지 및 골목길 환경개선 방향
본 연구에서는 1종 일반 주거지역에서 다가구, 다세대, 연립주택 등 4층 이하의 형태로 밀집돼 있는 주거지역으로 경사지형에 전형적인 골목길을 가진 서울시 동작구 본동 일대를 선정했다.
저층 주거지의 현황분석과 폭염기 24시간 온도, 습도 측정으로 골목길에서 취약계층이 느끼는 체감온도를 분석해 지수단계를 도출했다. 연구 방법은 다음과 같다.
첫째, 대상지 현황분석을 통해 토지이용, 표고, 건축물 용도 및 노후도, 층수, 인구분포 등 기초현황을 조사한다.
둘째, 대상지의 공간 구조분석을 통해 골목길 현황을 분석하고 골목길을 위계별로 4개 유형(진입도로, 내부도로, 내부보행로, 주택진입골목)으로 구분한다.
셋째, 대상지 골목길의 위치와 위계를 고려해 총 10개 측정지점을 선정 후 폭염기에 24시간 동안 온도․습도를 측정한다.
넷째, 측정 데이터를 시간대별 평균 수치를 조사하고 아크 지아이에스(Arc GIS)의 Spline 공간 보간법을 활용해 미측정 지점까지 보간된 온도, 습도 분포지도를 작성한다.
다섯째, 분포지도의 각 유형별 골목길을 4구간으로 구분해 산출한 데이터를 체감온도지수 산출공식에 적용하여 건강 취약계층(65세 이상 노인과 어린이)에 대한 체감온도지수를 산출하고 구간별 해당 지수단계를 도출한다.
여섯째, 체감온도지수단계의 분석결과를 종합하고 바람직한 저층주거지 및 골목길 환경개선을 위한 방향과 향후 과제를 제시한다.
◇ 주요 연구결과... 각 유형의 골목 공간에 대한 온도 저감을 위한 다양한 기법 적용을 위한 가이드라인 필요
먼저 대상지의 열 환경특성은 주간에 28~39℃까지 높게 분포하고 야간은 25℃~28℃로 비교적 일정하게 나타났다.
24시간 동안 평균기온은 29.2℃이며 주간 32.0℃, 야간 26.5℃로 조사됐다. 야간시간대 모든 지점이 열대야 기준인 25℃ 이상이며 간선도로변이 녹지변에 비해 1℃ 이상 높은 것으로 확인됐다.
다음으로 보행활동이 활발한 3개 유형의 골목길에 대해 체감온도 지수단계를 분석한 결과, 체감온도는 상대적으로 야간보다 주간, 노인보다 어린이가 더 높은 체감온도 지수단계를 보였다.
골목길 유형과 관계없이 대상지 내부 골목길이 상대적으로 높은 단계로 나타났다. 녹지에 인접한 지역의 체감온도 지수단계는 아스팔트 도로포장과 노후화된 옹벽이 녹지와 골목길의 연결을 차단하고 있는 등 주변 환경특성에 따라 온도저감 효과를 저해하는 요소가 있는 경우 오히려 높았다.
상기 분석결과에 따라 저층 주거지의 주민이 체감하는 온열 환경개선을 위해 다음과 같은 시사점을 제시한다.
첫째, 골목길은 수행기능, 차량통행 여부 등 다양한 골목길의 특성을 고려해 유형화하고 각 유형의 골목 공간에 대한 온도 저감을 위한 다양한 기법들 적용을 위한 가이드라인이 필요하다.
둘째, 저층 주거지 내·외부에 녹지 공공공간을 활용 및 확충해 찬 공기 발생과 확산 그리고 자연스러운 공기 유동이 발생하도록 조성할 필요가 있다.
셋째, 주거지와 녹지의 경계부는 공기 유동이 활발해지도록 지형단차 등에 의한 옹벽 개선과 장애물에 대한 적극적인 개선이 요구된다.
넷째, 골목길 양측의 건물에 대한 온도 저감 외부공간 조성 및 단열성능 향상 등을 위한 집수리 및 신축 등이 필요하다.
◇ 연구성과의 한계... 폭염기 전체 기간에 대한 측정과 분석이 이뤄지지 못하고 24시간에 한정
첫째, 폭염의 발생 시점부터 소멸하기까지 폭염기 전체 기간에 대한 측정과 분석이 이뤄지지 못하고 24시간에 한정됐다.
둘째, 측정 장비의 양적 부족 등으로 전체 골목길에 대한 전수조사가 현실적으로 불가능해 10개 지점의 골목길에서만 측정됐다.
셋째, 연구의 핵심 대상이 되는 골목길과 그 주변의 환경에 대한 기초분석 외에 세부적인 조사분석이 이뤄지지 못함에 따라 골목길 온도·습도가 골목길의 환경과 어떤 관계가 있는지를 분석하지 못했다.
◇ 향후 연구 과제... 쾌적한 주거환경 조성을 위해 단지의 외부 공간 조성 요망
주거지 내 골목길 환경을 개선하기 위해 보다 더 정밀한 측정 장비를 활용하여 풍향, 풍속 그리고 식재에 따른 그늘이나 태양 일사요소까지 고려한 골목길 온열 환경 평가와 골목길의 물리적 특성과의 관계에 대한 연구가 필요하다.
또한 이와 같은 온열 환경을 고려해 주민의 건강에 미치는 영향까지도 고려하는 바람직한 저층 주거지 재생방안에 대한 연구도 요구된다.
 ▲ 배웅규 전문위원 (중앙대학교 교수) |
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