[논문]일조와 조망, 자연환기성능을 고려한 공동주택 배치계획에 관한 연구

최두성; 조균형

[국내논문] 일조와 조망, 자연환기성능을 고려한 공동주택 배치계획에 관한 연구
A Study on the Planning of Multi-Family Residential Buildings considering Daylight, View and Natural Ventilation 원문보기

한국태양에너지학회 논문집 = Journal of the Korean Solar Energy Society, v.30 no.3, 2010년, pp.55 - 64

최두성 (청운대학교 건축소방설비학과) , 조균형 (수원대학교 건축공학과)

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The study has conducted a research on the main shape of domestic multi-family residential buildings. The four arrangements were selected after the research and each of them was analyzed for daylight, view and natural ventilation according to the different pitch of buildings. Based on the results from the analysis, the optimum pitch of buildings for each of the arrangements are as follows. With looking at the outcomes from the analysis on changes in residential environment by the pitch of building buildings in the four arrangements, it was figured out that it would be the best if the distance is more than 1.0H for Case_1. For Case_2, it should be more than 0.9H and for Case_3, it has to be 1.0H or more. Last but not least, it seems to be superb if the distance is more than 0.9H for Case_4.

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문제 정의

이에 본 연구는 국내 공동주택에서의 대표적인 주동 및 배치유형을 규정하고 이에 대한 인동간격의 변화에 따른 일조와 조망환경 그리고 자연환기성능 등 주거환경에 미치는 총합적인 영향을 분석하여 인동간격과 주거환경개선 요소 등과 같은 서로 상반되는 설계요소간의 최적 절충안을 제시하는 것을 목표로 하였다.
따라서 본 연구는 인동간격 현행 건물 높이의 1배 이상에서 채광창이 마주하고 있는 방 향은 0.8배 이상, 그 이외 동 간 거리는 0.5배 이상으로 대폭 낮추는 건축조례 개정안 시행에 앞서, 선정된 배치유형을 기준으로 기존 연구에서 다루지 않은 인동간격의 변화에 따른 주거환경에 미치는 일조와 조망환경 그리고 자연환기성능을 정량적으로 분석하고자 한다.
본 연구에서는 자연환기성능 해석은 CFD분석을 통해 주동 주입면에서 나타나는 공기 연령의 분석을 수행하였다. CFD 프로그램으로는 SCRYU/Tetra (k－ε 난류모델)를 사용하였으며, 본 연구에서 환기성능을 정량적으로 평가하기 위한 공기연령(τ_P)은 다음 식 (2)⁹⁾를 통해 산출하였다.

제안 방법

서울 및 경기 지역의 다양한 공동주택 평면유형에 대한 사례분석을 통해 대표 주동형태와 배치유형을 선정한 후, 이에 대한 건축 및 외부환경 조건 변화에 따른 일조와 조망 환경 그리고 자연환기성능의 변화를 비교‧분석하였다.
에서는 개의 공동주택 20단지를 분석하여 판상형만으로 이루어진 단지, 탑상형만으로 이루어진 단지, 판상형과 탑상형이 혼합되어 있는 단지로 구분하여 대표적인 3개의 단지를 통해 건물의 실외기류를 분석하였다. 판상형과 탑상형 각각의 조합에 따른 단지 내 자연환기성능을 분석하여 자연환기를 고려한 주거동 계획시 각 주동형태의 고려사항을 제시하였다.
에서는 최근 건축된 탑상형 아파트 20개 단지를 선정하여 탑상형 주거동의 평면형상과 배치계획 경향을 파악하고, 대표적인 평면유형을 선별하였다. 선별된 평면유형을 중심으로 일조율을 분석하였고, 탑상형 아파트의 특성을 분석하였다.
이후 대표적인 4개의 주동형태를 적용한 최종 4가지의 배치안 표(2)을 선정‧제시하였다.
일조시간 산정은 DDR Plus사의 Sanalyst를 이용하여 시뮬레이션을 수행하였다 본. 연구에 적용된 일조분석 방법과 관련 법규 및 판례 등을 분석하여 제시되는 일체의 결과해석 기준 등은 다음과 같다.
② 위 일조시간에 대한 기준 외에 친환경 건물인증 세대 내 일조율을 기준으로 한 평가등급(표 4)⁸⁾을 활용하여 인동간격에 따른 일조환경의 변화를 제시하였다.
조망률의 산정은 프로그램 Sanalyst view을 이용하여 시뮬레이션을 수행하였다 본. 연구에서는 창밖으로 보이는 면적 중에서 주변 건물에 의해 방해받지 않는 비율(%)을 조망률로 하여, 인동간격의 변화에 따른 조망률의 변화를 분석하였다. 지반의 경우 하늘과 같이 조망대상으로 포함하였고, 시야각 조건은 수평 120˚ 수직 60˚로 설정하였다.
지반의 경우 하늘과 같이 조망대상으로 포함하였고, 시야각 조건은 수평 120˚ 수직 60˚로 설정하였다. 거실 중앙에서 거실창과 만난 지점을 측정기준으로 하였고, 높이는 인간의 평균 눈높이인 1.5m로 산정하였다.
실례로 서울시는 2008년 11월 개정된 건축법 시행령 제 86조 2항에 근거하여 인동간격을 현행 건물 높이의 1배 이상에서 채광창이 마주하고 있는 방향은 0.8배 이상 그 이외 동 간 거리는 0.5배 이상으로 대폭 낮추는 건축조례 개정안을 추진하여 주택공급 확대와 건설경기 활성화를 위한 제반사항을 정비하였다. 그러나 이러한 주거환경의 개선과 주택공급 확대방안은 서로 상반되는 설계조건을 가지는 것으로 설계기획단계에서 이에 대한 충분한 검토가 이루어지지 않는 경우 건물의 준공 후 설계자가 예측하지 못한 많은 문제점들이 나타날 수 있다.
표 2에서 최종 선정된 배치안에 대한 건축적인 분석조건은 인동간격으로 정의하며, 최대 1.2H 부터 최근 서울시에서 추진하고 있는 건축조례 개정안인 최소 0.8H 까지 적용 시킴에 따라 변화하는 일조와 조망환경 그리고 자연환기성능결과를 비교‧분석하였다. 배치안에 대한 건축적인 분석조건 외에 적용된 외부환경 조건은 풍향과 풍속으로 정의하였으며, 풍향은 남, 남동, 남서풍 등 3풍향을 그리고 외부 풍속은 모든 분석안에서 최근 서울지역 5년간의 평균풍속 2.

대상 데이터

를 적용하였다. 그러나 이것은 16층 이상의 초고층 아파트에만 해당 되고, 평면의 길이가 긴 절곡판상형태의 주동은 관찰자의 주관에 따라 좌우될 수밖에 없는 문제점⁶⁾이 나타나, 이차적으로 높이(H)와 폭(D)의 비를 기준으로 H/D가 1.6이상을 탑상형으로, 그 미만을 판상형 주동으로 적용하여⁷⁾ 서울 및 경기 지역에서 2007년 이후 설계된 74개 단지 총 919동의 사례조사를 통하여 주요 주동형태에 대한 적용실태를 분석하였다(표 1).

이론/모형

본 연구에서는 판상형과 탑상형 주동형태의 보다 명확한 구분을 위해 서울시에서 주거동의 인동간격을 규정하기 위해 마련한 2002년 서울특별시건축조례 29조 3항 1호⁵⁾를 적용하였다. 그러나 이것은 16층 이상의 초고층 아파트에만 해당 되고, 평면의 길이가 긴 절곡판상형태의 주동은 관찰자의 주관에 따라 좌우될 수밖에 없는 문제점⁶⁾이 나타나, 이차적으로 높이(H)와 폭(D)의 비를 기준으로 H/D가 1.
조망률의 산정은 프로그램 Sanalyst view을 이용하여 시뮬레이션을 수행하였다 본. 연구에서는 창밖으로 보이는 면적 중에서 주변 건물에 의해 방해받지 않는 비율(%)을 조망률로 하여, 인동간격의 변화에 따른 조망률의 변화를 분석하였다.
CFD 프로그램으로는 SCRYU/Tetra (k－ε 난류모델)를 사용하였으며, 본 연구에서 환기성능을 정량적으로 평가하기 위한 공기연령(τP)은 다음 식 (2)9)를 통해 산출하였다.

성능/효과

에서는 친환경 건축물 인증 아파트단지로 선정된 6개 단지를 분석하여 배 치특성을 조사하고 일조율을 분석하였다. 분석결과 공동주택의 층수가 높아질수록 인접지역의 일조권 침해 가능 지역이 항상 커지는 것은 아니며 주동조합 형태별 방위각이 일조율에 많은 비중을 차지하는 것으로 분석되었다.
단위세대 평균 일조율은 일조율 수인한도를 기준하여 인동간격의 변화에 따라 최대 63% (1.2H)에서 최소 51% (0.8H)로 나타나며, 1.1H 미만의 인동간격에서는 일조환경 평가등급 5등급에도 미치지 못하는 낮은 일조율이 분석되었다.
저층의 경우 인동간격에 따른 조망률의 변화(67%~64%)가 미미한 것으로 나타났으며, 중층의 경우 저(66%)‧고(66%)층에 비해 평균 조망률이 57%로 나타나 상대적으로 열악한 조망환경을 가지는 것으로 분석되었다. 고층의 경우는 전반적으로 양호한 조망률을 나타내나, 인동간격이 1.
저층의 경우 인동간격에 따른 조망률의 변화(67%~64%)가 미미한 것으로 나타났으며, 중층의 경우 저(66%)‧고(66%)층에 비해 평균 조망률이 57%로 나타나 상대적으로 열악한 조망환경을 가지는 것으로 분석되었다. 고층의 경우는 전반적으로 양호한 조망률을 나타내나, 인동간격이 1.2H에서 0.8H로 감소할 때 조망률은 71%에서 59%로 약 12% 감소하여 조망률의 변화폭이 타 세대(저‧중층부 ) 대비 가장 큰 것으로 분석되었다.
단위세대 평균 일조율은 일조율 수인한도를 기준하여 인동간격의 변화에 따라 최대 96% (1.2H)에서 최소 88% (0.8H)로 나타나 모든 인동간격에서 일조환경 평가등급 1급을 만족하는 것으로 분석되었다.
그림 2에서 나타낸 바와 같이 단위세대 수직 높이별 분석결과를 제시하면, 고층(16~20 F)의 경우 모든 간격에서 일조율이 100%로 나타나 인동간격 변화에 영향을 받지 않는 것으로 분석되었으며, 중층(6~15F) 역시 일조율이 평균 95%로 나타나 양호한 일조율을 확보하는 것으로 분석되었다.
인동간격별 조망률은 각각 1.2H (83%), 1.1H (82%), 1.0H (81%), 0.9H (80%), 0.8H (79%)
로 저‧중‧고층 모두 전반적으로 양호한 조망률 나타났으며, 전 유형 중 가장 우수하게 분석되었다. 저층의 경우 인동간격에 따른 조망률의 변화(83~79%)가 미미한 것으로 나타났으며, 중‧고층의 경우 인동간격 1.
로 저‧중‧고층 모두 전반적으로 양호한 조망률 나타났으며, 전 유형 중 가장 우수하게 분석되었다. 저층의 경우 인동간격에 따른 조망률의 변화(83~79%)가 미미한 것으로 나타났으며, 중‧고층의 경우 인동간격 1.2H에서 0.8H로 감소할 때 조망률은 약 6% 감소하는 것으로 분석되었다.
, 저층(1~5F) 및 고층(16~20F)의 경우는 인동간격의 변화에 따른 단위세대 일조율의 변화가 미미하게 변화하는 것으로 분석되었다. 저층부는 인동간격의 변화에 따른 일조율이 평균 28%로 나타나 일조권의 침해가 크게 분석되며 고층부는 인동간격의 변화에 따른 일조율이 평균 92%로 나타나 상대적으로 일조환경이 양호한 것으로 나타났다. 중층(6~15F)의 경우 저‧고층부와 다르게 인동간격이 1.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	주거환경을 평가할 수 있는 대표적인 지표로는 무엇이 있는가?	주거환경을 평가할 수 있는 대표적인 지표로는 일조와 자연환기를 통한 통풍성능을 들 수 있고 국내에서도 이에 관한 연구가 활발 , 히 진행되고 있는 상황이다.
	일조시간 산정은 무엇을 이용하였는가?	일조시간 산정은 DDR Plus사의 Sanalyst를 이용하여 시뮬레이션을 수행하였다 본. 연구에 적용된 일조분석 방법과 관련 법규및 판례 등을 분석하여 제시되는 일체의 결과해석 기준 등은 다음과 같다.
	서울시 주거환경의 개선과 주택공급 확대방안의 예는 무엇인가?	실례로 서울시는 2008년 11월 개정된 건축 법 시행령 제 86조 2항에 근거하여 인동간격을 현행 건물 높이의 1배 이상에서 채광창이 마주하고 있는 방향은 0.8배 이상 그 이외 동 간 거리는 0.5배 이상으로 대폭 낮추는 건축조례 개정안을 추진하여 주택공급 확대와 건설경기 활성화를 위한 제반사항을 정비하였다. 그러나 이러한 주거환경의 개선과 주택공급 확대방안은 서로 상반되는 설계조건을 가지는 것으로 설계기획단계에서 이에 대한 충분한 검토가 이루어지지 않는 경우 건물의 준공 후 설계자가 예측하지 못한 많은 문제점들이 나타날 수 있다.

참고문헌 (9)

김지영, 김태연, 이승복, 탑상형 공동주택의 주동배치 및 평면계획에 따른 자연환기 성능 평가와 개선 방안, 대한건축학회 논문집(계획계), 24권 3호, 2008.3
김연정, 김용식, 공동주택 주동 형태와 주호 평면에 따른 자연환기량 분석 연구, 대한건축학회 학술발표대회 논문집, 2007.10
성윤복, 여명석, 김광우, 공동주택 배치 계획에 따른 단지 내 일조 환경 변화에 관한 연구, 한국생태환경건축학회 논문집, 2004.12
황혜영, 이종원, 탑상형 아파트 일조환경 분석, 대한건축학회 논문집(계획계), 22권 1호, 2006.1
서울특별시건축조례 29조 3항 1호
심우갑, 이정우, 여상진, 국내 아파트 단지에 적용된 탑상형 주거동의 계획 특성에 관한 연구 : 90년대 중반 이후 최근 사례를 중심으로, 대한건축학회논문집(계획계), 17권 10호, 2001.10
김형진, 박찬규, 고층 주거 단지의 주동형태와 배치 패턴에 관한 연구, 대한건축학회 논문집(계획계), 16권 12호, 2000.12
국토해양부 고시 제2009-1294 친환경 건축물 인증 기준
박명식, 차광석, 이대우, 염동석, 공동주택에서 환기효율 특성에 관한 수치적 연구, 대한설비공학회 동계학술발표회 논문집, 2005

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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