[학위논문]기후변화적응을 위한 초고층아파트 주동배치변화에 따른 바람장 및 기온변화 수치해석 Numerical analysis on the wind field and temperature variation according to change of high-rise apartment building arrangement for climate change adaptation원문보기
도시인구의 집중에 따라 공동주택단지 개발추세가 점진적으로 대형화, 초고층화 되고 있으며, 건축 밀도 증가로 인하여 바람의 흐름에 따라 바람의 양을 줄이는 원인이 되고 있다. 이러한 바람양의 감소는 도시열섬(Thermal Island)효과를 유발시켜 단지 내 온도가 상승하는 현상을 보여주고 있으며, 동시에 대기환경 오염물질 확산에 필요한 난류유동 해석이 필요하며 바람장의 크기와 형태가 상당한 영향을 미치고 있는 실정이다. 공동주택단지 배치계획 시 환경부하에 미치는 영향이 일반건축물보다 매우 큼으로 아파트거주민의 기본욕구인 일조권, 조망권, 사생활보호권 등에 대한 주장은 당연하며, 앞으로 도시의 열섬효과에 대한 불쾌감 해소와 에너지절감의 필요성에 따라 통풍권에 대한 요구 또한 증가할 것으로 사료된다. 본 연구는 ...
도시인구의 집중에 따라 공동주택단지 개발추세가 점진적으로 대형화, 초고층화 되고 있으며, 건축 밀도 증가로 인하여 바람의 흐름에 따라 바람의 양을 줄이는 원인이 되고 있다. 이러한 바람양의 감소는 도시열섬(Thermal Island)효과를 유발시켜 단지 내 온도가 상승하는 현상을 보여주고 있으며, 동시에 대기환경 오염물질 확산에 필요한 난류유동 해석이 필요하며 바람장의 크기와 형태가 상당한 영향을 미치고 있는 실정이다. 공동주택단지 배치계획 시 환경부하에 미치는 영향이 일반건축물보다 매우 큼으로 아파트거주민의 기본욕구인 일조권, 조망권, 사생활보호권 등에 대한 주장은 당연하며, 앞으로 도시의 열섬효과에 대한 불쾌감 해소와 에너지절감의 필요성에 따라 통풍권에 대한 요구 또한 증가할 것으로 사료된다. 본 연구는 기후변화적응을 위한 연구로, 천안·아산시의 기후조건을 기본으로 공동주택단지 배치계획 시에 바람의 통로에 큰 영향을 미치는 초고층아파트의 주동형태를 판상형, 탑상형 2가지유형으로 분류하여, 층수(15층, 30층, 60층) 및 배치방향(평행배치, 45°사행배치, 직각배치)변화에 따른 아파트단지내의 바람장 및 기온변화를 상용프로그램 STAR-CCM+를 이용하여 단지 내 바람의 유동, 압력분포, 난류에너지 생성 및 온도분포를 분석하여, 기후변화적응에 대처 가능한 최적방안을 도출하였다. 첫째, 바람장의 유동을 분석한 결과, 단지에 미치는 영향이 상당히 크다는 이론적배경과 매우 일치하고 있었다. 둘째, 주동형태에 따른 변화는 층수 및 배치방향에 따라 일정한 패턴을 보여주고 있지 않았으며, 온도분포의 경우, 15층 내외의 아파트단지에서는 온도변화가 거의 없었으며, 30층∼60층 내외의 초고층아파트단지에서는 45°사행배치와 직각배치에서 A, B구역 전면부 온도가 국부적으로 2℃상승하였다. 또한, 단지배치방향 변화에서는 주동형태와 관계없이 45°사행배치가 전반적으로 유리한 것으로 나타났다. 셋째, 수치해석결과 상관관계 종합분석 및 평가에 따라, 30층, 판상형, 45°사행배치가 상대적으로 우수한 배치로 계산되었으며, 상관관계 종합분석 비교표를 기초로 하여 층수조정 및 배치방향에 변화를 제시한다면, 최적화 공간배치 계획수립이 가능할 것으로 판단된다.
도시인구의 집중에 따라 공동주택단지 개발추세가 점진적으로 대형화, 초고층화 되고 있으며, 건축 밀도 증가로 인하여 바람의 흐름에 따라 바람의 양을 줄이는 원인이 되고 있다. 이러한 바람양의 감소는 도시열섬(Thermal Island)효과를 유발시켜 단지 내 온도가 상승하는 현상을 보여주고 있으며, 동시에 대기환경 오염물질 확산에 필요한 난류유동 해석이 필요하며 바람장의 크기와 형태가 상당한 영향을 미치고 있는 실정이다. 공동주택단지 배치계획 시 환경부하에 미치는 영향이 일반건축물보다 매우 큼으로 아파트거주민의 기본욕구인 일조권, 조망권, 사생활보호권 등에 대한 주장은 당연하며, 앞으로 도시의 열섬효과에 대한 불쾌감 해소와 에너지절감의 필요성에 따라 통풍권에 대한 요구 또한 증가할 것으로 사료된다. 본 연구는 기후변화적응을 위한 연구로, 천안·아산시의 기후조건을 기본으로 공동주택단지 배치계획 시에 바람의 통로에 큰 영향을 미치는 초고층아파트의 주동형태를 판상형, 탑상형 2가지유형으로 분류하여, 층수(15층, 30층, 60층) 및 배치방향(평행배치, 45°사행배치, 직각배치)변화에 따른 아파트단지내의 바람장 및 기온변화를 상용프로그램 STAR-CCM+를 이용하여 단지 내 바람의 유동, 압력분포, 난류에너지 생성 및 온도분포를 분석하여, 기후변화적응에 대처 가능한 최적방안을 도출하였다. 첫째, 바람장의 유동을 분석한 결과, 단지에 미치는 영향이 상당히 크다는 이론적배경과 매우 일치하고 있었다. 둘째, 주동형태에 따른 변화는 층수 및 배치방향에 따라 일정한 패턴을 보여주고 있지 않았으며, 온도분포의 경우, 15층 내외의 아파트단지에서는 온도변화가 거의 없었으며, 30층∼60층 내외의 초고층아파트단지에서는 45°사행배치와 직각배치에서 A, B구역 전면부 온도가 국부적으로 2℃상승하였다. 또한, 단지배치방향 변화에서는 주동형태와 관계없이 45°사행배치가 전반적으로 유리한 것으로 나타났다. 셋째, 수치해석결과 상관관계 종합분석 및 평가에 따라, 30층, 판상형, 45°사행배치가 상대적으로 우수한 배치로 계산되었으며, 상관관계 종합분석 비교표를 기초로 하여 층수조정 및 배치방향에 변화를 제시한다면, 최적화 공간배치 계획수립이 가능할 것으로 판단된다.
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