최근 폭염 등 이상기후의 빈도가 높아지고, 재난으로 이어져 인간의 생명과 건강에 현실적인 위협요소가 되고 있다. 도시의 노후 저층주거지는 밀집환경으로 취약성이 높아 이를 신속하게 개선하는 정비의 필요성이 높다.모아타운은 재개발이 어려운 주택 소유자들의 개별 필지를 모아 블록 단위로 개발하는 방식으로, 특히, 노후 저층 주거지를 모아 단지화한 소규모주택정비 관리지역을 의미한다.모아타운 사업은 서울시가 주관하는 사업으로 주차장, 공원 등 지역단위의 정비기반시설 및 공동이용시설도 함께 조성된다.하지만 폭염 등 도시 열환경 취약성이 높아지는 현실에서 주민 건강을 고려한 종합적인 주거환경개선을 고려하여 노후 주거지의 정비사업에서도 열환경 및 열쾌적성 개선 여부에 대한 구체적인 연구가 필요한 시점이다.이번 회에서는 '모아타운 사업 전·후의 폭염기 열쾌적성 변화 시뮬레이션 연구 - 서울특별시 강북구 번동 411일대 사업대상지를 중심으로'라는 주제의 논문을 소개하고자 한다.2025년 2월 대한건축학회, 제41권 제2호(No. 436)에 게재됐다. 중앙대학교 도시공학전공 이준이 완성했다.◇ 연구의 목적... 모아타운 사업 전·후의 열환경 및 열쾌적성을 분석 및 평가하고 시사점 도출서울시 저층주거지 정비사업인 모아타운 대상지를 대상으로 CFD 시뮬레이션을 통해 사업지역인 관리구역, 그 주변 지역을 대상으로 사업 전·후의 열환경 및 열쾌적성을 분석해 그 영향을 정량적으로 평가하고 시사점을 도출하고자 한다.▲ 분석의 틀◇ 연구의 방법... CFD시뮬레이션을 통해 관리구역 열환경 및 열쾌적성 변화를 종합 분석연구에서 대상지 선정 및 대상지 현황 기초분석, 모아타운 사업 전·후 구역별 열환경 및 열쾌적성 완화 효과 분석, 관리 구역 열환경 및 열쾌적성 변화 분석, 결과 종합 분석 및 시사점을 도출한다.첫째, 문헌 검토를 통해 저층주거지 및 모아타운 사업 개념 및 특징, 열환경 및 열쾌적성 평가방법을 정리한다.둘째, 현장조사 및 문헌 조사를 통해 대상지의 물리적· 비물리적 현황을 파악하고 대상지와 인접한 위치의 자동기상관측장비(AWS)를 활용해 대기환경 기초 자료를 수집한다.셋째, ENVI-met 5.6.1과 ArcGis pro 3.0.0을 활용하여 모아타운 사업 전· 후 구역별 열환경 및 열쾌적성을 비교분석하고 SPSS Statistics 28을 활용해 통계적 유의함을 확인한다. 또한 정비계획에 따라 모아타운 사업에 의한 열쾌적성 완화 효과를 집중적으로 분석한다.마지막으로 특정 시간대의 이미지와 데이터 비교분석을 통해 정비 전·후 열환경 및 열쾌적성의 변화를 분석한다.◇ 주요 연구결과... 적절한 저·중·고층 혼합 배치를 통해 PET 개선영역 확대 가능먼저 M1은 대상지 현황, M2는 2023년 7월18일 정비지역 계획안, M3는 존치구역을 추가로 도입하는 2024년 4월30일 정비지역 계획안을 바탕으로 시뮬레이션을 진행했다.첫째, 정비가 이뤄지는 관리구역과 슈퍼블록의 시간별 평균 열쾌적성 완화 효과를 분석한 결과, 관리구역은 M1에 비해 M2는 –12.27퍼센트(%), M3는 –33.44%의 완화 효과를 확인했다. 슈퍼블록은 M1보다 M2는 –2.66%, M3는 –12.19%의 완화 효과를 확인했다.둘째, 관리구역 경계로부터 버퍼 분석을 시행한 결과, 08시부터 10시 사이에 0~40미터(m) 버퍼 구간의 생리학적 등가온도(PET)가 감소하고 그 외의 시간과 구간에서는 오히려 상승하는 역효과가 있음을 확인했다.이는 모아타운 사업이 관리구역의 열쾌적성에는 긍정적일 수 있지만 정비지역 외곽 PET에 부정적으로 작용할 가능성이 있어 관리구역 외곽에 대해서도 구체적인 검토가 필요하다는 점을 확인했다.셋째, PET 값이 가장 낮은 시간대인 10시와 PET 값이 가장 높은 시간대인 13시의 지표면온도(LST) 분석한 결과, 정비 후 LST는 M1<M2<M3로 분포빈도의 격차는 M2<M3<M1로 크게 나타나 정비로 지표면 온도 값이 상승 하지만 분포빈도의 양단 격차가 줄어 취약한 곳이 개선된 것으로 분석된다.정비 사업으로 밀집 환경이 개선되지만 정비전보다 LST가 높아지므로 녹지 조성, 건물 음영을 고려한 배치 등의 추가적인 개선 노력이 필요하다.넷째, PET가 변화가 주목된 10시와 13시 풍속변화를 분석한 결과, 정비 전·후 풍속은 M2<M3모아타운 관리계획 수립시 공기 순환 촉진을 위한 바람길 및 통경축 도입 등의 추가적인 고려가 필요하다는 점을 시사한다.마지막으로, 정비로 인한 PET 변화가 가장 큰 시간대인 10시에 존치구역 도입된 구역을 집중분석한 결과, 대기 온도는 M2모아타운 사업 특성상 존치구역이 발생하므로 적절한 저·중·고층 혼합 배치를 통해 PET 개선영역 확대가 가능함을 확인하였으며 공기흐름 유도에 용이한 가로대응 배치가 필요함을 시사한다.◇ 연구성과의 한계... 중심 모델과 녹지배치 등으로 환경을 단순화해 모델링강북구 번동은 현재 주민협의를 통해 계획안을 수립중으로 단지계획의 완성도가 높지 않았다는 점과 CFD 시뮬레이션 프로그램 구동 과정에서 부득이 주동 중심 모델과 녹지배치 등으로 환경을 단순화한 한계가 있다.또한 주거환경의 열환경에 대한 분석을 PET에 한정하여, 보다 폭넓게 접근하지 못한 한계가 존재한다.◇ 향후 연구 과제... 향후 정비사업의 완성도가 높은 곳을 대상으로 열환경 실증 연구 수행 필요모아타운 정비사업에 따른 전·후의 정비계획안별 열환경 및 열쾌적성 변화를 정량적으로 확인했으며 열환경 측면에서 보다 개선된 모아타운 관리계획을 위한 설계 방향을 제시하고 기존 연구와 달리 실제 계획안을 분석하여 실증적인 제언을 했다는 점에서 의의가 있다.연구의 성과와 한계를 고려해 향후 정비사업의 완성도가 높은 곳을 대상으로 열환경 실증 연구를 수행하고 실제 열환경 개선에도 도움이 되는 관련계획 및 사업계획 수립 방안에 대한 연구가 요구된다.▲ 배웅규 전문위원(중앙대학교 교수)

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 제시서울특별시 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 방향본 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 필요먼저 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 한정첫째, 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 요망주거지 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)