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문제 정의
- 본 연구는 도심 녹음수가 체감온도지수에 미치는 영향을 직접적인 측정을 통하여 규명하였다는데 의의가 있다. 그러나, 폭넓은 엽면적지수 대역을 연구대상으로 삼지 못하고 2.
- 본 연구는 수목의 도심옥외공간의 체감온도지수 조절능력을 엽면적지수를 기준으로 알아보는데 목적이 있었다. 2003년 9월 4일부터 9월 29일까지 맑은 날 14 일을 선정하여 정오와 오후 1시 엽면적지수가 2丄 4.
- 이에 본 연구에서는 수목의 녹음규모에 대한 대표적인 기준인 엽면적지수(LAI)를 기준으로 체감온도지수저감효과를 단계별로 고찰하고 이에 따른 최적 수목 규격을 제시하고자 하였다.
제안 방법
- 건구온도 대기습E, 흑구온E, 체감온도지수(WBGT) 값은 KYOTO ELCTRONICS4의 온열계 WBGT-103 (Heat Stroke Checker)을 이용하여 측정되었다. 인간의 옥외 활동에 영향을 미치는 도심공간의 미기후 특히열환경을 분석하기 위한 본 연구의 특성상, 측정 위치는 수목에 의해서 그림자가 형성되는 수목의 북측 음영 구간 중 수관 외곽선과 수간의 중간지점으로 설정하였고 측정 높이는 지표온도의 직접적 영향을 받는 임계치로 알려진 지면으로부터 1.
- 2m 높이로 설정하였다(김영환, 1995). 또한, 수목의 유무에 따른 체감온도지수 차이를 비교하기 위하여 실험구 수목하부 음영지와 함께 수관 외부 약 5m 지점의 비음영지 체감온도지수 값도 측정하여 비교하였다.
- 실험구의 풍속은 TSI Insporated사의 VELOCIC PLUS MODEL 8386 풍향풍속계를 사용하였으며, 체감온도지수 측정기와 동일하게 1.2m 높이의 삼 발이 에고 정 시킨 후 3분 간격으로 3회 반복하여 측정하였다 (그림 3 참조).
- 엽면적지수(LAI)의 측정일은 구름이 없는 맑은 날을 선정하여 2003년 8월 22일 정오를 기준으로 북측 수관 하부 음영지의 수간과 수관 외곽선 중간지점에서 3 회 측정하여 평균값을 적용하였다.
- 측정방법은 지면으로부터 1.2m 높이의 삼발이에 수직으로 온열계를 고정하고 정치 3분 경과 후, 3회 반복 측정하여 평균값을 적용하였다. 이는 보통의 온도계의 수감부가 주위의 온도와 평형을 이룰 때까지 3분 정도의 시간이 걸린다는 기존 연구 결과(김영환, 1995)를근거로 한 것이다.
- 을 사용하였다(그림 3 참조). 측정지점은 체감온도지수(WBGT)와 동일하고 지면으로부터 30cm 지점에 센서 전체가 대상 수목 그늘 중앙에 위치하게 정치한 후, 측정값의 오차를 줄이기 위하여 3회 반복 측정하고 평균값을 적용하였다
대상 데이터
- 각 실험구의 건구온도 대기습£, 흑구온도 체감온도지수(WBGT)를 측정하여 분석하였는데, 실험 기간 중의 반복적인 강우와 많은 운량의 영향으로 분석에 이용된 자료는 비교적 맑은 날씨가 지속된 2003년 9월 4 일, 9월 5일, 9월 6일, 9월 7일, 9월 8일, 9월 14일, 9월 16U 9월 17일, 9월 18일, 9월 21일, 9월 22일, 9월 23일, 9월 26일, 9월 29일의 14일간 측정된 자료이며, 한낮의열환경을 기준으로 분석하기 위하여 정오와 13시의 측정치를 이용하였다.
- 구체적으로 충분한 녹음효과가 있을 것으로 예상되는 수관폭이 큰 활엽수 중에서 수관 주위에 휴식과 수목보호를 위한 식재상자가 설치되어 있고 토양으로 충전되어 있어 수목의 생육이 정상적인 개체 중에서, 수관이 비교적 넓게 퍼져 있어 포장면 위에 넓은 그림자를 형성함으로써 측정이 용이하고 엽면적지수(LAI)가명확하게 구분되는 수목 주변부 3곳을 실험구로 선정하였다.
- 대상 수목의 선정은 접근과 측정이 용이하도록 경남 진주시 칠암동 소재 진주산업대학교내로 한정하였고 엽면적지수(LAI)의 명확한 구분과 해당 수목에 의한 녹음 효과만을 고려하기 위해서 독립수만을 대상으로 하였다.
- 실험구 A는 엽면적지수(LA1)가 8.2이고 규격이 수고(H) 12.0m, 근원경(R) 50cm인 느티나무(密cwa se- na/a(Thunb.) Makino) 이며, 실험구 B의 엽면적지수 (LAD가 4.0이고 규격이 수고(H) 5.5m, 근원경® 35 an인 느티나무(勿cova serrata (Thunb.) Makino)이고, 실험구 C는 엽면적지수(LAI)가 2.1 이고 규격이 수고 (H) 4.5m, 근원경(R) 22an인 회화나무(8冬如(a japo- nica Linnaeus) 이다(표 3 참조).
- 인간의 옥외 활동에 영향을 미치는 도심공간의 미기후 특히열환경을 분석하기 위한 본 연구의 특성상, 측정 위치는 수목에 의해서 그림자가 형성되는 수목의 북측 음영 구간 중 수관 외곽선과 수간의 중간지점으로 설정하였고 측정 높이는 지표온도의 직접적 영향을 받는 임계치로 알려진 지면으로부터 1.2m 높이로 설정하였다(김영환, 1995). 또한, 수목의 유무에 따른 체감온도지수 차이를 비교하기 위하여 실험구 수목하부 음영지와 함께 수관 외부 약 5m 지점의 비음영지 체감온도지수 값도 측정하여 비교하였다.
- 전체 실험구의 포장재료는 도시 옥외공간에서 흔히 볼 수 있는 소형고압블럭 포장지로 피복되어 있고 Delta-T사의 알베도미터 GS1(그림 3 참조)으로 측정한 알베도 값이 0.169 . 0.
이론/모형
- 엽면적지수(LAI)는 Delta-T사의 엽면적지수(LAI) 측정기인 SUNSCAN을 사용하였고 알베도의 측정은 Delta-T사■의 Dome Solarimeter And Albedometer Type GS1 을 사용하였다(그림 3 참조). 측정지점은 체감온도지수(WBGT)와 동일하고 지면으로부터 30cm 지점에 센서 전체가 대상 수목 그늘 중앙에 위치하게 정치한 후, 측정값의 오차를 줄이기 위하여 3회 반복 측정하고 평균값을 적용하였다
성능/효과
- 2003년 9월 4일부터 9월 29일까지 맑은 날 14 일을 선정하여 정오와 오후 1시 엽면적지수가 2丄 4.0, 8.2인 수목이 형성하는 그늘에서 LAI와 건구온도 혹구온도 대기습도, 풍속 및 체감온도지수를 측정하여 수목이 없는 나지와 비교한 결과, 체감온도지수와 건구온 £, 흑구온도, 습도는 높은 상관관계를 나타내었으며, 엽면적지수와 흑구온도의 상관관계 또한 높게 나타났다. 이로써 엽면적지수에 의한 열환경조절 효과는 수목이 태양 일사를 차단하여 흑구온도를 낮추는 데 기인하는 것을 알 수 있었으며, 수목에 의해 차단된 일사량은 결과적으로 흑구온도 저감과 체감온도지수 완화를 야기시키는 것으로 해석되었다.
- 공분산 분석 결과, 나지에서의 평균 혹구온도와 체감온도지수는 엽면적지수가 증가에 따라서 감소하는 경향을 나타내었다.
- 작용한 것으로 나타났다. 교략효과를 배제한 후의 수정 회귀식 모델의 설명력도 98.3%로 매우 높고 통계적으로도 유의성이 높게 나타났다.
- 295로 나타나 유의성은 있으나 상관관계는 다소 낮은 것으로 해석되었다. 그러나, 체감온도지수와 건구온도 대기습도 혹구온도의 상관관계를 분석한 결과, 각각의 Pearson 상관계수가 0.958, 0.688, 0.763으로 비교적 높게 나타났다.
- 녹음 효과를 결정짓는 엽면적지수와 체감온도지수의 직접적인 상관관계를 분석한 결과, Pearson 상관계수가 5% 유의수준에서 -.295로 나타나 유의성은 있으나 상관관계는 다소 낮은 것으로 해석되었다. 그러나, 체감온도지수와 건구온도 대기습도 혹구온도의 상관관계를 분석한 결과, 각각의 Pearson 상관계수가 0.
- 녹음에 의한 엽면적지수와 체감온도지수의 회귀 관계 모델을 바탕으로 우리나라 고열폭로 노출기준에 대한저감효과를 해석한 결과, 엽면적지수가 약 4.0 이상일 때 녹음수로서의 실질적인 효과가 있는 것으로 나타났다
- 대기습도 대기온도를 공변량으로 엽면적지수와 체감온도지수의 관계를 공분산분석 (ANCOVA) 한 결과, 습도와 대기온도의 교략 효과는 유의성이 있는 것으로 나타났으며, 교략 효과를 배제한 후의 엽면적지수와 체감온도지수는 매우 높은 상관성(98%)을 나타내었다. 공분산 분석 결과, 나지에서의 평균 혹구온도와 체감온도지수는 엽면적지수가 증가에 따라서 감소하는 경향을 나타내었다.
- 1의 경우, 그늘이 있음에도 불구하고 그늘에서 휴식하는 모습을 많이 찾아보기 어려웠다. 본 실험의 결과에 국한하여 판단할 때, 그늘에서의 인간의 활동을 유도할 수 있는 엽면적지수는 약 4.0 이상인 것으로 판단되었다.
- 수목의 유무에 따른 건구온도 대기습도 풍속의 값이 통계적으로 유의성이 낮다는 표 4의 결과에서도 알 수 있듯이, 본 연구의 대상이 수림이 아니라 단목이었기 때문에 건구온도와 대기습도 및 풍속은 인접 공간의 물리적 특성과 기상에 의한 영향을 많이 받아서 수목 하부의 좁은 공간에서의 수관에 의한 변화는 극히 미세한 반면, 일사를 직접적으로 반영하는 지표인 흑구온도의경우, 수목의 유무와 규격에 따른 영향이 비교적 명확하게 나타나는 것으로 판단되었다.
- 수목의 유무에 따른 건구온도 흑구온도 대기습E, 체감온도지수 차이의 유의성을 알아보고자 음양에 따른 온열요소 측정값의 평균값의 차이를 5% 유의수준에서 4검정한 결과, 흑구온도는 측정한 모든 실험 구에서 유의성이 높게 나타났고 건구온도 대기습도, 풍속은 유의성이 낮게 나타나서 수목 유무에 따라 체감온도지수에 영향을 미치는 열요소는 흑구온도인 것으로 나타났다.
- 엽면적지 수와 체감온도지수의 공분산분석 결과에서 건구온도 대기습도는 통계적으로 유의성이 높은 공 변량으로 작용한 것으로 나타났다. 교략효과를 배제한 후의 수정 회귀식 모델의 설명력도 98.
- 2인 수목이 형성하는 그늘에서 LAI와 건구온도 혹구온도 대기습도, 풍속 및 체감온도지수를 측정하여 수목이 없는 나지와 비교한 결과, 체감온도지수와 건구온 £, 흑구온도, 습도는 높은 상관관계를 나타내었으며, 엽면적지수와 흑구온도의 상관관계 또한 높게 나타났다. 이로써 엽면적지수에 의한 열환경조절 효과는 수목이 태양 일사를 차단하여 흑구온도를 낮추는 데 기인하는 것을 알 수 있었으며, 수목에 의해 차단된 일사량은 결과적으로 흑구온도 저감과 체감온도지수 완화를 야기시키는 것으로 해석되었다.
- 이상의 결과를 종합할 때, 단독 녹음수의 엽면적지수는 체감온도지수에 직접적으로 영향을 미치며, 이는 건구온도 및 대기습도의 조절에 의한 것이 아니라, 일사를 차단하는 흑구온도의 조절에 의한 것으로 해석할 수 있다.
- 한편 엽면적지수와 건구온도 대기습도 혹구온도와의 상관계수를 분석하였을 때 건구온도 및 대기 습도의 상관계수는 -.247 및 .18로 낮게 나타났고 혹구온도와의 상관계수는 -0.698로 상대적으로 매우 높게 나타난 반면, 풍속의 경우 체감온도지수 및 엽면적 지수 간의 상관계수는 통계적 유의성이 없는 것으로 나타났다(그림 4 참조).
후속연구
- 그러나, 폭넓은 엽면적지수 대역을 연구대상으로 삼지 못하고 2.1에서 8.2 이내의 범위만으로 국한시킨점과 수목 규격에 따른 이용자의 행태 변화에 대한 폭넓은 고찰을 하지 못한 점이 연구의 큰 한계점이다. 이는 향후, 보다 다양한 녹음조건에서의 체감온도지수 변화에 대한 지속적인 연구를 통하여 풀어나가야 할 과제로 판단된다.
- 2 이내의 범위만으로 국한시킨점과 수목 규격에 따른 이용자의 행태 변화에 대한 폭넓은 고찰을 하지 못한 점이 연구의 큰 한계점이다. 이는 향후, 보다 다양한 녹음조건에서의 체감온도지수 변화에 대한 지속적인 연구를 통하여 풀어나가야 할 과제로 판단된다.
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