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도시지역의 물리적 환경요소가 복사에너지 흐름에 미치는 영향
Effects of Physical environmental factors on Radiation fluxes in Urban areas 원문보기

환경영향평가 = Journal of environmental impact assessment, v.23 no.6, 2014년, pp.477 - 491  

송봉근 (국립생태원) ,  박경훈 (창원대학교 환경공학과)

초록
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본 연구는 창원시 도시지역을 대상으로 다양한 물리적 환경요인과 복사에너지 간의 관계성을 분석함으로서 열쾌적성을 개선하기 위한 계획 방안을 마련하는데 목적이 있다. 물리적 환경요인은 건물의 배치형태를 고려한 Sky view factor(SVF)와 토지피복 및 토지이용유형을 고려하였고, 복사에너지는 여름철에 주간 및 야간으로 3일 동안 이동식으로 태양 및 지구복사에너지의 유입과 유출량을 측정하였다. SVF를 분석한 결과 주변에 건물이 거의 존재하지 않는 도시공원에서 높았고, 반면에 고층의 건물이 밀집된 고층아파트와 상업지역은 매우 낮은 수치를 보였다. 복사에너지는 주간시간은 지표면으로 유입되는 태양복사에너지가 약 $700W/m^2$로 가장 높았고, 야간시간에는 지구복사에너지의 유입과 유출만 있고, 그 양은 약 $450W/m^2$이였다. 지표면으로 유입되는 태양복사에너지는 건물이 밀집된 공간형태일수록 감소하는 경향을 보였고, 대기중으로 향하는 태양 및 지구복사에너지는 반사율방사율, 그리고 열용량과 같은 열적특성에 따른 영향이 큰 것으로 나타났다. 그러므로 도시지역의 열쾌적성을 개선하기 위해서는 건물이 밀집된 지역에 대해 배치형태를 조정하거나 벽면녹화를 조성하고, 지표면에 자연적 피복재질로 교체하는 계획방안이 필요할 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of this study is to develop urban planning for mitigating thermal comfort by analyzing the relationship between various physical environmental factors and radiation fluxes focused on urban areas of Changwon city, Gyeongsangnam-do. Physical environmental factors were analyzed by sky view ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구는 경상남도 창원시 도심지역을 대상으로 열쾌적성에 영향을 미치는 다양한 물리적 환경요소에 대해 복사에너지 흐름과의 관계성을 파악하고자 하였으며, 이를 토대로 도시 환경계획 차원에서 열쾌적성을 개선하기 위한 방안에 대해 알아보고자 하였다.
  • 따라서 본 연구는 도시지역의 열쾌적성을 개선하기 위해 우선적으로 도시공간의 다양한 물리적 환경요소에 따른 복사에너지 흐름 특성을 파악하였으며, 이를 바탕으로 건물의 배치형태와 토지피복재질을 개선함으로서 지표면에 축적되는 복사에너지를 줄이고, 이와 더불어 표면온도 및 기온 저감을 통해 도시지역의 열쾌적성을 개선할 수 있는 공간계획 방안을 마련할 수 있을 것으로 판단된다. 하지만 건물이 밀집된 지역은 건물 벽면에서 방출되는 복사에너지의 영향이 크게 작용하지만 본 연구에서는 이러한 부분을 반영하지 못하였다.
  • 도시지역의 열 쾌적성에 영향을 미치는 물리적 환경요소는 건물의 다양한 배치형태 및 밀집도와 토지 이용 및 토지피복 유형 등이 있다(송봉근과 박경훈, 2011). 따라서 본 연구에서는 물리적 환경요소와 복사에너지 흐름과의 관계성을 분석하기 위해 건물의 밀집도와 토지이용 및 토지피복유형을 GIS 공간분석 기법을 활용하여 자료를 구축하였다. 우선 건물의 밀집도는 Sky view factor(SVF)를 통해 분석하였다.
  • 본 연구는 경상남도 창원시 도시지역을 대상으로 SVF과 토지피복 및 토지이용유형의 물리적 환경요소와 현장에서 측정된 복사에너지 흐름 간의 관계성을 분석하여 도시 및 환경계획 차원에서 도시공간의 열쾌적성을 개선할 수 있는 방안에 대해 알아보았다. 도시공간형태 분석은 GIS 프로그램을 활용하였고, 복사에너지 흐름은 태양 및 지구복사에너지의 유입 및 유출량을 현장에서 이동식 측정 장비를 통해 측정하였다.
  • 이와 같이 도시지역의 다양한 물리적 환경요소와 복사에너지 흐름 간의 관계성 분석을 통해 도시환경계획 차원에서 열쾌적성을 개선하기 위한 방안을 고찰해 보았다. 우선 건물의 배치형태와 높이에 대한 적절한 조성 방안이 필요하다고 판단된다.
  • 현장측정에서는 지표면 부근에서 발생되는 복사에너지의 흐름을 파악하고자 하였다. 복사에너지의 흐름은 Figure 2와 같이 하늘에서 지표면으로 유입되는 태양(K ↓ ) 및 지구복사에너지(L ↓ )와 지표면에서 반사되어 하늘로 방출되는 태양(K ↑ ) 및 지구복사에너지(L ↑ )의 총 4가지 방향으로 이루어진다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
물리적 환경요인과 복사에너지 간의 관계성을 분석하는 목적은? 본 연구는 창원시 도시지역을 대상으로 다양한 물리적 환경요인과 복사에너지 간의 관계성을 분석함으로서 열쾌적성을 개선하기 위한 계획 방안을 마련하는데 목적이 있다. 물리적 환경요인은 건물의 배치형태를 고려한 Sky view factor(SVF)와 토지피복 및 토지이용유형을 고려하였고, 복사에너지는 여름철에 주간 및 야간으로 3일 동안 이동식으로 태양 및 지구복사에너지의 유입과 유출량을 측정하였다.
도시환경 계획 차원에서 열쾌적성을 개선하기 위한 방안은 무엇인가? 이와 같이 도시지역의 다양한 물리적 환경요소와 복사에너지 흐름 간의 관계성 분석을 통해 도시환경 계획 차원에서 열쾌적성을 개선하기 위한 방안을 고찰해 보았다. 우선 건물의 배치형태와 높이에 대한 적절한 조성 방안이 필요하다고 판단된다. 건물의 밀집도가 높을수록 태양복사에너지의 유입량이 적고 그림자가 형성되는 지역이 증가하지만, 건물에서 방출되는 지구복사에너지의 양도 증가하기 때문에 오히려 역효과를 낳을 수도 있다. 또한 Erell(2012)에 따르면, 건물이 밀집된 도시협곡지역일수록 지표면에서 방출되는 복사에너지가 대기 중으로 빠져나갈수 있는 공간이 줄어들기 때문에 복사에너지가 지표면에 축적될 수 있다고 하였다. 그러므로 건물이 밀집된 지역은 벽면녹화를 조성하여 건물에서 방출되는 지구복사에너지의 양을 줄이거나, 지표면에 축적 되는 복사에너지의 양을 최소화 할 수 있는 건물의 높이와 폭의 설계 방안이 마련되어야 할 것으로 생각 된다. 그리고 지표면의 피복재질 또한 투수성 포장재질이나 자연적 피복재질로 교체하여 지구복사에너지의 방출량을 저감할 수 있는 계획방안이 필요할 것으로 판단된다.
도시지역의 열 쾌적성에 영향을 미치는 물리적 환경요소는? 도시지역의 열 쾌적성에 영향을 미치는 물리적 환경요소는 건물의 다양한 배치형태 및 밀집도와 토지 이용 및 토지피복 유형 등이 있다(송봉근과 박경훈, 2011). 따라서 본 연구에서는 물리적 환경요소와 복사에너지 흐름과의 관계성을 분석하기 위해 건물의 밀집도와 토지이용 및 토지피복유형을 GIS 공간분석 기법을 활용하여 자료를 구축하였다.
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  29. http:www.saga-gis.org 

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