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문제 정의
- 따라서, 본 연구에서는 인공지반녹화 대상지의 특성에 맞고 사용자 요구에 부합하는 인공지반녹 화 유형에 따라 조성비용과 효과를 제시하는 체 계적인 시스템을 개발하여 인공지반 녹화에 관심이 있는 건축주나 일반인에게 인공지반녹화의 확 대 보급을 위한 발판을 마련할 수 있는 웹 지원 의사결정 지원시스템을 구축하고자 한다.
- 인공지반녹화의 효과는 전체 인공녹화대상지 의 사회적, 경제적, 생태적 특성을 반영할 수 있는 온도저감효과, 우수유출량 지연 및 저감효과, 에너지절감효과, 동물유인효과로 구분하여 각 녹 화 시스템별로 독립적으로 계산하여 사용자에게 제시하도록 하였다.
- 인공지반녹화를 위한 의사결정지원시스템은 인공지반녹화 대상지인 옥상, 벽면, 가로부문 별 로 시스템을 구축하여 개별단위의 조성에 수반되는 비용과 조성에 따르는 사회적, 경제적, 생태학 적 효과를 제시하여 인공지반녹화 조성 여부를 결정하기 위한 의사판단자료를 제공하고자 구축 하였다. 의사결정지원시스템은 웹을 기반으로 구 축되었기 때문에 어디서나 쉽게 접근할 수 있으며, 데이터 변환을 위한 변환 툴을 구축해 놓았기 때문에 식물, 토양, 기반재료 등의 데이터를 쉽게 업데이트 할 수 있는 장점이 있다.
- 옥상녹화 시스템은 최소한의 사용자 입력요소 (면적, 하중, 예산범위)를 통해 조성 여부를 결정 하기 위한 의사결정에 필요한 기본 자료를 제공 하기 위하여 구축되었다. 면적은 옥상녹화를 조 성하는데 있어서 조성비용을 결정하는 중요변수 이기 때문에 사용자가 결정하는 필수 요소로 설 정하였다.
제안 방법
- 웹 지원 의사결정시스템은 인공지반녹화 대상 지에 따른 사용자의 요구를 반영하기 위하여 대 표적 인공녹화 사업대상지인 옥상, 벽면, 가로부 분으로 구분하여 시스템을 구축하였다. 옥상녹화 부문은 사용자의 다양한 활용 요구가 존재하는 인공지반녹화 대상지이기 때문에 최소한의 입력 요건과 제약요건을 통해 옥상녹화를 조성하는데 필요한 비 용과 효과제시 를 중시 한 시스템을 구죽 하였다.
- 옥상녹화 부문은 사용자의 다양한 활용 요구가 존재하는 인공지반녹화 대상지이기 때문에 최소한의 입력 요건과 제약요건을 통해 옥상녹화를 조성하는데 필요한 비 용과 효과제시 를 중시 한 시스템을 구죽 하였다. 벽면녹화의 경우 녹화를 통한 미관개선 효과가 빠르게 들어나는 대상지 이기 때문에 녹화 효과를 높일 수 있는 소재의 조합을 소개하는 시스템을 구축하였다. 가로녹화는 통행량, 이용특성에 따라 다양한 녹화 방법을 제시해야하는 특성을 반영하여 사용자의 선택적 조합이 가능한 시스템을 구성하였다.
- 인공지반녹화의 의사결정시스템은 실제 인공 지반의 녹화사업대상지의 개별 대상지마다의 특 성과 사용자의 요구를 반영하기 옥상녹화, 벽면 녹화, 가로녹화의 3부분으로 구분하여 시스템을 구축하였다. 인공지반녹화의 특성상 녹화 재료의 가격과, 시공임부임 등이 변화하기 때문에 사용 자에게 최신의 정보를 빠르게 제공하기 위하여 중앙서버에서 입출력 서비스가 가능하도록 구축 하였다(그림 1).
- 인공지반녹화의 의사결정시스템은 실제 인공 지반의 녹화사업대상지의 개별 대상지마다의 특 성과 사용자의 요구를 반영하기 옥상녹화, 벽면 녹화, 가로녹화의 3부분으로 구분하여 시스템을 구축하였다. 인공지반녹화의 특성상 녹화 재료의 가격과, 시공임부임 등이 변화하기 때문에 사용 자에게 최신의 정보를 빠르게 제공하기 위하여 중앙서버에서 입출력 서비스가 가능하도록 구축 하였다(그림 1). 또한 인공지반녹화 관련 업체, 연구기관 등에서 쉽게 데이터를 취득 .
- 또한 인공지반녹화 관련 업체, 연구기관 등에서 쉽게 데이터를 취득 . 변환할 수 있도록 각 데이터베이스에 맞는 데이터변환 폼을 구성하였다.
- 옥상녹화를 할 경우에는 녹화에 따른 추가 하중으로 인한 건축물의 수명 단축, 균열, 전 도 등의 문제가 야기될 수 있기 때문에 건축물 안전을 위하여 하중을 입력 요소로 고려 하였다(이영무, 1998). 사용자의 옥상녹화 조성의 판단 기 준이 될 수 있는 예산범위를 시스템 입력요소로 구성함으로써 옥상녹화 타입 선택이나, 옥상녹화 재료구성에 따르는 비용을 예산범위와 비교하여 제공함으로써 사용자의 판단근거 를 사용할 수 있도록 하였다.
- 옥상녹화에는 다양한 유형들이 제시되고 있으나 본 시스템에서는 독일, 영국, 한국인공지반녹 화협회에서 제시하고 있는 옥상녹화유형의 분류 와 기 조성된 옥상녹화 대상지의 답사를 통해 유 형 구분된 결과에 따라 옥상녹화 시스템의 사용자 선택요소를 3가지로 구분하였다. 즉, 3가지 유 형은 생태형, 혼합형, 휴게형이며 이는 한국인공 지반녹화협회의 구분유형과 유사하다(이동근 등, 2005b).
- 즉, 3가지 유 형은 생태형, 혼합형, 휴게형이며 이는 한국인공 지반녹화협회의 구분유형과 유사하다(이동근 등, 2005b). 옥상녹화 시스템의 복잡성을 줄이고 시스템의 현실성을 높이 기 위하여 녹화면적과 피복 유형, 모듈 유무에 따라 생태형, 혼합형, 휴게형 각 유형을 3~4개로 세분하여 다양한 옥상녹화의 예시를 제시할 수 있도록 하였다. 세분 유형구분 은 녹화면적을 기준으로 하여 구분하였으며 이는 녹화가 되는 부분의 면적이 우수유출저감, 동식 물유인, 온도저감에 영향을 미치는 영향이 크기 때문이다.
- 상세 선택 단계의 시스템 구조는 그림 2와 같다. 옥상녹화에 요구되는 기본적인 아이템인 식 물, 토양, 옥상녹화구현을 위한 기반재료(방수, 방근재료 등), 포장재료, 옥상 조경시설물 등을 선정하여 시스템에 반영하였다. 각 재료의 선택단계에서는 다양한 재료의 특성을 잘 파악하지 못하고 있을 수 있기 때문에 생기는 어려움을 덜 고 빠르고 쉽게 결과를 얻을 수 있도록 컴퓨터를 통한 무작위 선택이 가능하도록 구성하였다.
- 옥상녹화에 요구되는 기본적인 아이템인 식 물, 토양, 옥상녹화구현을 위한 기반재료(방수, 방근재료 등), 포장재료, 옥상 조경시설물 등을 선정하여 시스템에 반영하였다. 각 재료의 선택단계에서는 다양한 재료의 특성을 잘 파악하지 못하고 있을 수 있기 때문에 생기는 어려움을 덜 고 빠르고 쉽게 결과를 얻을 수 있도록 컴퓨터를 통한 무작위 선택이 가능하도록 구성하였다. 각 단계는 서버컴퓨터의 부하를 최소화 하고 빠른 결과를 산출해 내기 위해서 병렬구조로 구성하였 으나, 토의 경우 식물생장에 영향을 미치는 만 큼 식물선택에 의해서 결정되도록 하부구조로 구 성하였다(그림 3).
- 각 재료의 선택단계에서는 다양한 재료의 특성을 잘 파악하지 못하고 있을 수 있기 때문에 생기는 어려움을 덜 고 빠르고 쉽게 결과를 얻을 수 있도록 컴퓨터를 통한 무작위 선택이 가능하도록 구성하였다. 각 단계는 서버컴퓨터의 부하를 최소화 하고 빠른 결과를 산출해 내기 위해서 병렬구조로 구성하였 으나, 토의 경우 식물생장에 영향을 미치는 만 큼 식물선택에 의해서 결정되도록 하부구조로 구 성하였다(그림 3).
- 김선혜, 2006)을 높이도록 하였다. 벽면녹화 시스템은 건물이나 벽면의 둘레 와 높이를 입력요소로 받는 구조로 기 개발된 식 물조합이나 등반보조재 소재를 안내할 수 있는 형식의 시스템으로 구축하였다. 벽면녹화의 경우 벽면의 재질과 하중에 대한 고려가 반영되어야 하나, 사용에 있어서의 복잡성을 줄이기 위하여 벽면녹화시스템의 경우 간단한 시스템으로 구축 하였다.
- 가로녹화 시스템은 개별단위 건물에 인접한 가로와 주차장을 대상으로 녹화에 필요한 비 용과 조성효과를 산출한다. 가로보도는 사람의 통행 량 의 정도에 따라 녹화를 도입하기 힘든 지역에 한 해서 투수포장 등의 재료를 활용할 수 있는 측면 을 고려하여 녹화폭, 시설폭, 가로길이의 세 가지 를 입력받도록 구성하였다. 사용자가 입력하는 시설폭과 녹화폭의 입력방법과 재료의 선택에 따라 가로녹화는 전면녹화, 부분녹화, 특수포장, 전 면투수포장 등의 방법이 결정된다.
- 가로부분은 도시미관 개선과 연관이 있기 때문에 식물선정에 있어서 관목류와 지 피 초화류를 직접 사용자가 선 택할 수 있도록 구성하였으며, 사용자 편의를 위하여 자동무작위선택 옵션을 구성하였다. 옥상녹 화와는 달리 하중에 대한 고려가 많이 필요하지 않기 때문에 시스템을 간단하게 구축하기 위하여 하중에 대한 계산을 하지 않는 구조를 선택하였다(그림 5, 6).
- 온도저감효과는 녹화대상지의 특성에 따라 다 르게 나타나기 때문에 옥상녹화, 벽면녹화, 가로 녹화로 구분하여 계산방법을 달리하였다. 기존의 옥상녹화의 온도저감효과에 관한 연구 분석결과 일반옥상표면이 50℃까지 올라갈 때 옥상녹화 조성에 의한 표면의 온도저감효과는 15~20 ℃ 그림 6.
- 16℃를 저감할 수 있는 것으로 나타났다(이동근 등, 2005a). 이와 같은 결과를 바탕으로 온도저감효과 수식을 구축 하였다. 온도저감효과 수식은 냉방을 위해 전력 을 가장 많이 쓰는 시기인 여름철 8월의 13-15 시의 표면온도를 기준으로 구축하였고, 사용자가 식생선택에 따라 초화류, 관목류, 교목류까지의 선택이 구분지어지기 때문에 그에 따라서 식의 구성을 달리하였다.
- 이와 같은 결과를 바탕으로 온도저감효과 수식을 구축 하였다. 온도저감효과 수식은 냉방을 위해 전력 을 가장 많이 쓰는 시기인 여름철 8월의 13-15 시의 표면온도를 기준으로 구축하였고, 사용자가 식생선택에 따라 초화류, 관목류, 교목류까지의 선택이 구분지어지기 때문에 그에 따라서 식의 구성을 달리하였다. 벽면녹화의 경우에는 문헌 검토 결과와 업체 실험데이터를 받아 판단해본 결과 온도저감에 대한 명백한 효과의 구분을 제 시하기 어렵기 때문에 시스템 효과 분석에서 제 외하였고, 가로녹화의 경우에는 토심에 대한 뚜 렷한 효과를 찾을 수 없어 토심을 제외한 식물에 의한 효과를 적용하여 온도저감에 반영하였다.
- 우수유출저감효과 수식은 기존의 우수유출저 감효과에 관한 기존의 연구결과를 이용하여 구축 하였다. 옥상녹화의 유형과 식생(초화류, 관목, 교 목)에 따라 토심이 변하게 되며 이는 우수유출저 감효과에 가장 큰 영향을 미치는 변수이다.
- 경제성 효과분석 수식은 옥상녹화의 유형에 따라 달라지는 실내온도저감 효과와 기존의 옥상 녹화에 따른 실내 온도저감효과에 관한 연구와 옥상녹화 실험을 통한 분석결과를 고찰하여 구축 하였다. 녹화에 따른 토심 또는 식생의 변화에 따라 실내온도저감에 영향을 미치는 점을 착안하여 온도저감에 따른 전력소비 량을 근거로 하여 경제 성 효과분석을 실시하였다(안태경, 2003; 박찬필 . 古川修文, 2004; Kumar and Kaushik, 2005).
- 녹화지의 식물의 구성 비율에 따라 등급별 총 점수를 산정하여 그 정도에 따라 동물 유인효과의 많고 적음을 판별 하였다. 동물 유인효과에 대해서는 점수화 하지 않고 3단계로 구분하여 사용자가 쉽고 빠르게 인 지할 수 있도록 하였다.
- 데이터베이스 구축 대상은 인 공지반 녹화사례와 인공지반녹화에 필요한 식물, 토양, 관련기술 등이다. 데이터베이스를 구축하기 위해서 현장조사와 실험 및 문헌리뷰를 실시하였다. 현장조사를 통하여 인공지반녹화 사례와 식물, 토양, 기반재료, 조경시설물, 인건비 등의 가격조사를 결과를 반영하였다.
- 데이터베이스를 구축하기 위해서 현장조사와 실험 및 문헌리뷰를 실시하였다. 현장조사를 통하여 인공지반녹화 사례와 식물, 토양, 기반재료, 조경시설물, 인건비 등의 가격조사를 결과를 반영하였다. 데이터베이스 구 축에 있어서는 팜플렛이나 웹에 공표된 자료를 이용하였다.
- 현장조사와 문헌연구를 통해 인공지반녹화지 역에 서식이 적합한 식물에 대한 정보를 수집하 고, 현장답사를 통해 식물 사진 데이터를 구축하였다. 이를 토대로 하여 세덤류를 포함한 지피초 화류는 103종, 관목류는 63종, 교목류는 69종의 데이터베이스를 구축하였다.
- 현장조사와 문헌연구를 통해 인공지반녹화지 역에 서식이 적합한 식물에 대한 정보를 수집하 고, 현장답사를 통해 식물 사진 데이터를 구축하였다. 이를 토대로 하여 세덤류를 포함한 지피초 화류는 103종, 관목류는 63종, 교목류는 69종의 데이터베이스를 구축하였다. 현장조사를 통해 구 축된 인공지반녹화지역 에 서식하는 식물 사진 데이터를 토대로 보통명, 학명, 분포지역, 서식장소 크기, 식물구분, 개화시기, 꽃색, 환경내성, 유인 조류 및 곤충, 식물특성에 대한 상세정보를 구축 하였다.
- 이를 토대로 하여 세덤류를 포함한 지피초 화류는 103종, 관목류는 63종, 교목류는 69종의 데이터베이스를 구축하였다. 현장조사를 통해 구 축된 인공지반녹화지역 에 서식하는 식물 사진 데이터를 토대로 보통명, 학명, 분포지역, 서식장소 크기, 식물구분, 개화시기, 꽃색, 환경내성, 유인 조류 및 곤충, 식물특성에 대한 상세정보를 구축 하였다. 동물 데이터베이스에 있어 조류는 인공 지반녹화 조성에 의한 유입종이 많지 않아 보통 명 선택에 따라 검색이 가능하도록 하였으며, 곤 충은 목을 선택하고 한 종류를 선택하면 그 곤충 에 대한 상세한 정보를 열람할 수 있도록 하였다.
- 또한 시스템의 선 택결과는 출력기능을 사용하여 직접 시공업체에 컨설팅을 받을 수 있다(그림 10). 사용자는 결과 페이지에 보여주는 하중과 가격을 참고하여 사용자가 원하는 유형의 녹화타입의 비용을 가름해 볼 수 있으며 팝업으로 보여주는 일반 건축물의 대략의 기본 하중과 시스템에서 제공하는 하중을 비교하여 구조적 구현여부를 판단할 수 있다.
- 경제성 효과분석 수식은 옥상녹화의 유형에 따라 달라지는 실내온도저감 효과와 기존의 옥상 녹화에 따른 실내 온도저감효과에 관한 연구와 옥상녹화 실험을 통한 분석결과를 고찰하여 구축 하였다. 녹화에 따른 토심 또는 식생의 변화에 따라 실내온도저감에 영향을 미치는 점을 착안하여 온도저감에 따른 전력소비 량을 근거로 하여 경제 성 효과분석을 실시하였다(안태경, 2003; 박찬필 .
대상 데이터
- 의사결정지원시스템 구축에 필요한 데이터들 을 체계적으로 수집하고 이를 효율적으로 사용하기 위해서는 이러한 자료에 대한 데이터베이스 구축이 필요하다. 데이터베이스 구축 대상은 인 공지반 녹화사례와 인공지반녹화에 필요한 식물, 토양, 관련기술 등이다. 데이터베이스를 구축하기 위해서 현장조사와 실험 및 문헌리뷰를 실시하였다.
- 현장조사를 통하여 인공지반녹화 사례와 식물, 토양, 기반재료, 조경시설물, 인건비 등의 가격조사를 결과를 반영하였다. 데이터베이스 구 축에 있어서는 팜플렛이나 웹에 공표된 자료를 이용하였다.
성능/효과
- 5cm 토양은 13~ 15mm의 우수유출을 저감할 수 있다고 발표하고 있다. 또한 실험 결과에서 정량적으 로 토심 10cm 의 옥상녹화는 하루 동안 6-17mm 이상의 우수유출을 저감할 수 있는 것으로 나타났다. 결론적으로 1cm의 토양은 약 2mm의 우수 유출을 저감할 수 있는 것으로 나타났다.
- 또한 실험 결과에서 정량적으 로 토심 10cm 의 옥상녹화는 하루 동안 6-17mm 이상의 우수유출을 저감할 수 있는 것으로 나타났다. 결론적으로 1cm의 토양은 약 2mm의 우수 유출을 저감할 수 있는 것으로 나타났다. 벽면녹 화의 경우 우수유출 지연 및 저감효과를 기대하기 어렵지만 가로녹화의 경우 토심에 따른 우수 저감 및 지연의 효과를 옥상부분의 효과와 같은 방식으로 계산하였다(이동근 등, 2006).
- 동물 유인효과를 산출함에 있어서는 동물은 식물에 의존하는 점을 착안하여 길동자연생태공 원 2002년 보고서에 나타난 홉밀식물과 열매식 물, 종자식물, 서식처가 될 수 있는 식물 등의 자료를 참고로 하여 여건에 따라 식물을 점수화 하 였다(길동자연생태공원, 2003). 녹화지의 식물의 구성 비율에 따라 등급별 총 점수를 산정하여 그 정도에 따라 동물 유인효과의 많고 적음을 판별 하였다. 동물 유인효과에 대해서는 점수화 하지 않고 3단계로 구분하여 사용자가 쉽고 빠르게 인 지할 수 있도록 하였다.
후속연구
- 인공지반녹화를 위한 의사결정지원시스템은 인공지반녹화의 조성 가능성과 그에 따른 효과 등을 종합적으로 파악하여 사용자에게 제공하는 시스템으로써 사용자의 의사결정에 도움을 줄 수 있을 것으로 예상된다. 이러한 의사결정지원시스템의 이용이 활성화 된다면, 지방자치단체 및 정 부차원의 인공지반녹화 지원가능성을 높이는 계 기를 마련하여 인공지반녹화의 보급을 증진시키는 역할을 할 것으로 판단된다. 하지만 실제 시장 여건에 따라 가격이 변화는 특징이 있기 때문에 지속적인 업데이트를 감안하더라도 시스템에서 제시한 결과와 실제시장여건과 다를 수 있어 지 속적인 자료 보완이 필요하다.
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