지구 온난화로 인해 지구의 온도는 지난 100년간 지속적으로 상승해왔다. 특히 도시지역은 교외지역보다 기온 상승의 폭이 더 크게 나타난다. 일반적으로 대도시는 교외지역에 비해 더 높은 기온을 나타내는데, 이를 도시열섬현상이라고 한다. 이러한 도시열섬현상을 조절하기 위한 방안으로 옥상녹화, 수공간조성, cool Roof 적용 등이 있지만, 도시를 구성하는 많은 건물군 중 일부 건물에 옥상녹화나 cool roof를 적용하는 것으로는 도시 열섬현상을 완화시키기에는 한계가 있다. 이에 따라 기후변화에 따른 승온현상과 도시의 열섬현상 완화를 위해서는 개별 건물의 관점에서 접근하는 것이 아니라 단지 또는 도시 차원에서 접근하는 것이 필요하다고 볼 수 있다. 따라서 본 연구에서는 도시의 ...
지구 온난화로 인해 지구의 온도는 지난 100년간 지속적으로 상승해왔다. 특히 도시지역은 교외지역보다 기온 상승의 폭이 더 크게 나타난다. 일반적으로 대도시는 교외지역에 비해 더 높은 기온을 나타내는데, 이를 도시열섬현상이라고 한다. 이러한 도시열섬현상을 조절하기 위한 방안으로 옥상녹화, 수공간조성, cool Roof 적용 등이 있지만, 도시를 구성하는 많은 건물군 중 일부 건물에 옥상녹화나 cool roof를 적용하는 것으로는 도시 열섬현상을 완화시키기에는 한계가 있다. 이에 따라 기후변화에 따른 승온현상과 도시의 열섬현상 완화를 위해서는 개별 건물의 관점에서 접근하는 것이 아니라 단지 또는 도시 차원에서 접근하는 것이 필요하다고 볼 수 있다. 따라서 본 연구에서는 도시의 미기후 조절전략으로 단지를 구성하는 표면 재질 특성의 변화에 따른 도시열섬효과를 분석하고, 단지유형에 따른 도시열섬현상 저감 방안을 제시하였다. 이를 위해 문헌고찰을 통해 도시열섬현상의 발생원인과 저감방안, 최근연구동향을 파악하였으며, 기상청에서 제공하는 AWS 데이터를 활용하여 서울지역의 시간에 따른 열섬강도를 분석하였다. 또한 도시표면 마감재(12종)에 따른 태양열 반사율 및 표면온도의 측정을 통해 마감종류에 따른 계절별 온도 변화 및 특성을 파악하였으며, 이를 활용하여 단지 유형에 따른 시뮬레이션 분석을 실시하였다. 시뮬레이션 분석을 위해 서울시의 자동기상관측지점 주변의 단지유형을 분류하고, 대표지점을 선정하였으며, 측정한 반사율 및 표면온도변화를 바탕으로 다섯가지 변수를 설정하여 도시열섬저감 효과에 대한 시뮬레이션 분석을 실시하였다. 적용요소로는 ① 지붕반사율, ②지붕+벽체반사율, ③도로 포장면, ④옥상녹화, ⑤건축물주변 식재 조성이다.
본 연구의 결과는 다음과 같다.
첫째, 도시열섬현상에 요인을 주는 요인은 토양피복의 변화, 녹지의 감소, 도시내 인공열 증가, 지형의 영향등이 있으며, 저감요소는 옥상녹화, 녹지조성, 쿨르프 적용과 같은 도시의 반사율을 조정하는 방법 등이 있다.
둘째, 서울시의 도시열섬강도를 분석한 결과 도시열섬현상은 주로 서울의 중앙부와 남쪽부에서 자주 발생하였으며, 주간시간대보다는 야간시간대에 경기지역과의 온도차이가 더 크게 나타났다.
셋째, 외피종류별 표면온도변화를 실측한 결과 표면온도는 계절에 따라 온도 범주에는 차이나 나타나지만, 온도분포에 대한 큰 변화가 없는 것으로 나타났다. 열전도율이 높으며 표면 방사율이 높은 강판류가 가장 높은 온도대를 나타냈으며, 흙, 보도블럭, 녹색방수 등이 중간그룹, 콘크리트, 흙+잔디, 쿨페인트가 하위그룹으로 나타났다.
넷째, 단지유형별 도시열섬저감 요소 적용에 따른 시뮬레이션 결과 중저층주거지역(광진), 고층주거지역(송파), 상업지역(서초) 세 지역 모두 건축물의 반사율 조정을 통한 온도저감 효과보다는 건축물 지붕층의 옥상녹화, 건축물 주변의 식재 조성으로 인한 온도저감 효과가 뚜렷하게 나타났다. 도로의 비율이 높은 광진 및 서초의 경우 아스팔트에서 콘크리트로의 도로 포장재 변화로 일평균 1.0℃가량의 온도가 저감되는 것을 확인하였다. 또한 기존에 녹지의 비율이 높고, 도로포장의 비율이 적은 고층주거지역인 송파의 경우 선정된 변수로 인한 온도저감 효과는 미비한 것으로 판단된다. 시뮬레이션을 통해서는 여름철의 온도저감 효과만을 고려하였으나, 추후 연구에서는 변수를 통한 동절기의 온도변화 및 건축물 에너지 분석을 통해 도시의 온도 저감뿐만 아니라 에너지 절약에 있어 경제성을 확보할 수 있는 연구가 이루어져야 할 것으로 판단된다.
지구 온난화로 인해 지구의 온도는 지난 100년간 지속적으로 상승해왔다. 특히 도시지역은 교외지역보다 기온 상승의 폭이 더 크게 나타난다. 일반적으로 대도시는 교외지역에 비해 더 높은 기온을 나타내는데, 이를 도시열섬현상이라고 한다. 이러한 도시열섬현상을 조절하기 위한 방안으로 옥상녹화, 수공간조성, cool Roof 적용 등이 있지만, 도시를 구성하는 많은 건물군 중 일부 건물에 옥상녹화나 cool roof를 적용하는 것으로는 도시 열섬현상을 완화시키기에는 한계가 있다. 이에 따라 기후변화에 따른 승온현상과 도시의 열섬현상 완화를 위해서는 개별 건물의 관점에서 접근하는 것이 아니라 단지 또는 도시 차원에서 접근하는 것이 필요하다고 볼 수 있다. 따라서 본 연구에서는 도시의 미기후 조절전략으로 단지를 구성하는 표면 재질 특성의 변화에 따른 도시열섬효과를 분석하고, 단지유형에 따른 도시열섬현상 저감 방안을 제시하였다. 이를 위해 문헌고찰을 통해 도시열섬현상의 발생원인과 저감방안, 최근연구동향을 파악하였으며, 기상청에서 제공하는 AWS 데이터를 활용하여 서울지역의 시간에 따른 열섬강도를 분석하였다. 또한 도시표면 마감재(12종)에 따른 태양열 반사율 및 표면온도의 측정을 통해 마감종류에 따른 계절별 온도 변화 및 특성을 파악하였으며, 이를 활용하여 단지 유형에 따른 시뮬레이션 분석을 실시하였다. 시뮬레이션 분석을 위해 서울시의 자동기상관측지점 주변의 단지유형을 분류하고, 대표지점을 선정하였으며, 측정한 반사율 및 표면온도변화를 바탕으로 다섯가지 변수를 설정하여 도시열섬저감 효과에 대한 시뮬레이션 분석을 실시하였다. 적용요소로는 ① 지붕반사율, ②지붕+벽체반사율, ③도로 포장면, ④옥상녹화, ⑤건축물주변 식재 조성이다.
본 연구의 결과는 다음과 같다.
첫째, 도시열섬현상에 요인을 주는 요인은 토양피복의 변화, 녹지의 감소, 도시내 인공열 증가, 지형의 영향등이 있으며, 저감요소는 옥상녹화, 녹지조성, 쿨르프 적용과 같은 도시의 반사율을 조정하는 방법 등이 있다.
둘째, 서울시의 도시열섬강도를 분석한 결과 도시열섬현상은 주로 서울의 중앙부와 남쪽부에서 자주 발생하였으며, 주간시간대보다는 야간시간대에 경기지역과의 온도차이가 더 크게 나타났다.
셋째, 외피종류별 표면온도변화를 실측한 결과 표면온도는 계절에 따라 온도 범주에는 차이나 나타나지만, 온도분포에 대한 큰 변화가 없는 것으로 나타났다. 열전도율이 높으며 표면 방사율이 높은 강판류가 가장 높은 온도대를 나타냈으며, 흙, 보도블럭, 녹색방수 등이 중간그룹, 콘크리트, 흙+잔디, 쿨페인트가 하위그룹으로 나타났다.
넷째, 단지유형별 도시열섬저감 요소 적용에 따른 시뮬레이션 결과 중저층주거지역(광진), 고층주거지역(송파), 상업지역(서초) 세 지역 모두 건축물의 반사율 조정을 통한 온도저감 효과보다는 건축물 지붕층의 옥상녹화, 건축물 주변의 식재 조성으로 인한 온도저감 효과가 뚜렷하게 나타났다. 도로의 비율이 높은 광진 및 서초의 경우 아스팔트에서 콘크리트로의 도로 포장재 변화로 일평균 1.0℃가량의 온도가 저감되는 것을 확인하였다. 또한 기존에 녹지의 비율이 높고, 도로포장의 비율이 적은 고층주거지역인 송파의 경우 선정된 변수로 인한 온도저감 효과는 미비한 것으로 판단된다. 시뮬레이션을 통해서는 여름철의 온도저감 효과만을 고려하였으나, 추후 연구에서는 변수를 통한 동절기의 온도변화 및 건축물 에너지 분석을 통해 도시의 온도 저감뿐만 아니라 에너지 절약에 있어 경제성을 확보할 수 있는 연구가 이루어져야 할 것으로 판단된다.
The surface temperature of Earth has been steadily rising over the past 100 years due to global warming. Especially, temperature in urban areas increase much more than suburban areas and it is called urban heat island (UHI) phenomenon. There are several solutions to control UHI phenomenon such as gr...
The surface temperature of Earth has been steadily rising over the past 100 years due to global warming. Especially, temperature in urban areas increase much more than suburban areas and it is called urban heat island (UHI) phenomenon. There are several solutions to control UHI phenomenon such as green roof system, water space construction, and cool roof system. However, application of green roof system and cool roof system to some of the buildings which compose the city has a critical limit. Therefore, in order to diminish the temperature rising and UHI phenomenon due to climate change of the city, it needs to approach from the viewpoint of site or city, rather than the viewpoint of individual buildings. This study is aims at analyzing UHI phenomenon by characteristics of surface materials and suggesting the solutions to reduce UHI phenomenon by types of complex.
The methods of this study are as follows. Literature reviews were conducted to analyze the cause, diminishing plan, and recent trends of UHI phenomenon, and the strength of heat island in Seoul was analyzed by using AWS (Automatic Weather System) data provided by Korea Meteorological Administration. Then, the characteristic of seasonal temperature changes was analyzed by surface materials of city (12 types) through measuring the solar reflectivity and surface temperature. For the simulation analysis, in addition, the type of complex near the meteorological observation in Seoul was classified to select representative site. Based on measured reflectivity and surface temperature changes, simulation about UHI phenomenon was conducted by setting 5 parameters; reflectivity of roof, reflectivity of roof and wall, road pavement, green roof system, and planting around the building.
The results of this study are as follows. Firstly, factors affecting UHI phenomenon are change of soil cover, reduction of green areas, increase of artificial heat in city, effect of topography. And there are solutions to reduce UHI phenomenon by changing reflectivity of city such as rooftop greening, greenery composing green areas.
Second, according to the analysis of UHI phenomenon in Seoul, UHI phenomenon occurred mostly in central and southern areas of Seoul. Also the gap between temperature in Seoul and Gyeonggi Province appeared to be much more at night than daytime.
Third, as a measurement of surface temperature changes by surface type, the surface temperature varies with season, but there is no significant change in temperature distribution. The steel plates which have high thermal conductivity and high emissivity showed the highest temperature zone. Subsequently, the soil, pavement block, and green waterproofing were belonged to the middle group, and the concrete, soil + grass, and cool paint were in the subgroup.
Fourth, as the results of simulating the UHI reduction factor by types of complex, it showed that the effect of temperature reduction on the building roof layer is more effective than adjusting the reflectivity of buildings such as green roof system, planting near the buildings in both the low-rise residential district (Gwangjin), high-rise residential district (Songpa), and commercial district. In case of Gwangjin and Seocho where the road ratio is high, the daily average temperature is reduced about 1.0℃ by the change of road material. In case of high-rise residential district (Songpa) where the percentage of green area is high and road pavement ratio is low, on the other hands, it is analyzed that the temperature reduction effect was unclear.
Finally, the effect of temperature reduction was considered only in summer. In the further study, however, it is necessary to analyze the temperature change in winter and the building energy to consider economical efficiency in energy savings as well as temperature reduction of the cities.
The surface temperature of Earth has been steadily rising over the past 100 years due to global warming. Especially, temperature in urban areas increase much more than suburban areas and it is called urban heat island (UHI) phenomenon. There are several solutions to control UHI phenomenon such as green roof system, water space construction, and cool roof system. However, application of green roof system and cool roof system to some of the buildings which compose the city has a critical limit. Therefore, in order to diminish the temperature rising and UHI phenomenon due to climate change of the city, it needs to approach from the viewpoint of site or city, rather than the viewpoint of individual buildings. This study is aims at analyzing UHI phenomenon by characteristics of surface materials and suggesting the solutions to reduce UHI phenomenon by types of complex.
The methods of this study are as follows. Literature reviews were conducted to analyze the cause, diminishing plan, and recent trends of UHI phenomenon, and the strength of heat island in Seoul was analyzed by using AWS (Automatic Weather System) data provided by Korea Meteorological Administration. Then, the characteristic of seasonal temperature changes was analyzed by surface materials of city (12 types) through measuring the solar reflectivity and surface temperature. For the simulation analysis, in addition, the type of complex near the meteorological observation in Seoul was classified to select representative site. Based on measured reflectivity and surface temperature changes, simulation about UHI phenomenon was conducted by setting 5 parameters; reflectivity of roof, reflectivity of roof and wall, road pavement, green roof system, and planting around the building.
The results of this study are as follows. Firstly, factors affecting UHI phenomenon are change of soil cover, reduction of green areas, increase of artificial heat in city, effect of topography. And there are solutions to reduce UHI phenomenon by changing reflectivity of city such as rooftop greening, greenery composing green areas.
Second, according to the analysis of UHI phenomenon in Seoul, UHI phenomenon occurred mostly in central and southern areas of Seoul. Also the gap between temperature in Seoul and Gyeonggi Province appeared to be much more at night than daytime.
Third, as a measurement of surface temperature changes by surface type, the surface temperature varies with season, but there is no significant change in temperature distribution. The steel plates which have high thermal conductivity and high emissivity showed the highest temperature zone. Subsequently, the soil, pavement block, and green waterproofing were belonged to the middle group, and the concrete, soil + grass, and cool paint were in the subgroup.
Fourth, as the results of simulating the UHI reduction factor by types of complex, it showed that the effect of temperature reduction on the building roof layer is more effective than adjusting the reflectivity of buildings such as green roof system, planting near the buildings in both the low-rise residential district (Gwangjin), high-rise residential district (Songpa), and commercial district. In case of Gwangjin and Seocho where the road ratio is high, the daily average temperature is reduced about 1.0℃ by the change of road material. In case of high-rise residential district (Songpa) where the percentage of green area is high and road pavement ratio is low, on the other hands, it is analyzed that the temperature reduction effect was unclear.
Finally, the effect of temperature reduction was considered only in summer. In the further study, however, it is necessary to analyze the temperature change in winter and the building energy to consider economical efficiency in energy savings as well as temperature reduction of the cities.
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