본 연구는 쾌적한 온열환경을 제공하는 공원을 계획하기 위한 방안을 모색하고자, 전형적인 녹지유형인 수림지와 잔디밭의 여름철 열환경을 측정 및 평가하였다. 이를 위해 함양 상림공원을 연구대상지로 하였으며, 대상지 내 녹지유형을 대표하는 수림지와 잔디밭 그리고 대조구로서 포장지에서 열환경을 조사하였다. 기상장비를 활용한 3일 동안(2014년 8월 21~23일, 29~30일)의 정점관측을 통해 열환경 변수인 기온, 상대습도, 풍속 그리고 6방향(동, 서, 남, 북, 하향, 상향) 장파 및 단파 복사를 측정하였다. 측정한 복사량을 근거로 6방향의 향별 가중치를 적용하여 인체가 흡수한 복사량을 구한 후 이를 평균복사온도로 환산하였다. 산정된 평균복사온도와 측정된 기온, 상대습도, 풍속을 바탕으로 PET는 Rayman 1.2, UTCI, OUT_SET$^*$는 UTCI Calculator와 Thermal Comfort Calculator of Richard DeDear로 산정한 후 수림지, 잔디밭 그리고 대조구의 온열쾌적성을 평가하였다. 열환경 및 온열쾌적지수의 평가 결과, 수림지는 포장지에 비해 주간(10:00~16:00)의 기온과 평균복사온도를 $5.9^{\circ}C/35^{\circ}C$ 낮추는 냉각효과를 나타냈으며, 상대적으로 낮은 풍속과 높은 상대습도를 나타냈음에도 불구하고, 온열쾌적지수 개선효과는 매우 크게 나타났다. 반면에 잔디밭은 포장지에 비해 주간(10:00~16:00)의 기온과 평균복사온도를 $0.9^{\circ}C/3^{\circ}C$ 낮추는 미미한 냉각효과를 나타냈으며, 잔디밭의 온열쾌적지수 개선효과는 크지 않은 것으로 나타났다. 한편, 야간(21:00~04:00)의 미기상 및 복사 환경은 일사 부재, 풍속 감속, 상대습도 증가로 인해 수림지, 잔디밭 및 포장지가 비슷하게 나타났다. 이러한 결과는 수림지의 차양 및 증발산 효과는 잔디밭의 증발산 효과에 비해 매우 크기 때문이라 판단되며, 공원의 온열쾌적성을 확보하기 위해서는 녹지의 면적보다 녹지의 용적에 주력해야 한다는 것을 시사하는 것이다. 본 연구는 수림지와 잔디밭에서 공원의 이용자가 체감하는 온열쾌적성을 정량적으로 평가하고, 수림지 및 잔디밭이 가진 온열쾌적지수 개선효과를 규명함으로써 향후 공원계획시 이용자를 고려한 쾌적한 온열환경을 조성하는데 기여할 수 있을 것이다.
본 연구는 쾌적한 온열환경을 제공하는 공원을 계획하기 위한 방안을 모색하고자, 전형적인 녹지유형인 수림지와 잔디밭의 여름철 열환경을 측정 및 평가하였다. 이를 위해 함양 상림공원을 연구대상지로 하였으며, 대상지 내 녹지유형을 대표하는 수림지와 잔디밭 그리고 대조구로서 포장지에서 열환경을 조사하였다. 기상장비를 활용한 3일 동안(2014년 8월 21~23일, 29~30일)의 정점관측을 통해 열환경 변수인 기온, 상대습도, 풍속 그리고 6방향(동, 서, 남, 북, 하향, 상향) 장파 및 단파 복사를 측정하였다. 측정한 복사량을 근거로 6방향의 향별 가중치를 적용하여 인체가 흡수한 복사량을 구한 후 이를 평균복사온도로 환산하였다. 산정된 평균복사온도와 측정된 기온, 상대습도, 풍속을 바탕으로 PET는 Rayman 1.2, UTCI, OUT_SET$^*$는 UTCI Calculator와 Thermal Comfort Calculator of Richard DeDear로 산정한 후 수림지, 잔디밭 그리고 대조구의 온열쾌적성을 평가하였다. 열환경 및 온열쾌적지수의 평가 결과, 수림지는 포장지에 비해 주간(10:00~16:00)의 기온과 평균복사온도를 $5.9^{\circ}C/35^{\circ}C$ 낮추는 냉각효과를 나타냈으며, 상대적으로 낮은 풍속과 높은 상대습도를 나타냈음에도 불구하고, 온열쾌적지수 개선효과는 매우 크게 나타났다. 반면에 잔디밭은 포장지에 비해 주간(10:00~16:00)의 기온과 평균복사온도를 $0.9^{\circ}C/3^{\circ}C$ 낮추는 미미한 냉각효과를 나타냈으며, 잔디밭의 온열쾌적지수 개선효과는 크지 않은 것으로 나타났다. 한편, 야간(21:00~04:00)의 미기상 및 복사 환경은 일사 부재, 풍속 감속, 상대습도 증가로 인해 수림지, 잔디밭 및 포장지가 비슷하게 나타났다. 이러한 결과는 수림지의 차양 및 증발산 효과는 잔디밭의 증발산 효과에 비해 매우 크기 때문이라 판단되며, 공원의 온열쾌적성을 확보하기 위해서는 녹지의 면적보다 녹지의 용적에 주력해야 한다는 것을 시사하는 것이다. 본 연구는 수림지와 잔디밭에서 공원의 이용자가 체감하는 온열쾌적성을 정량적으로 평가하고, 수림지 및 잔디밭이 가진 온열쾌적지수 개선효과를 규명함으로써 향후 공원계획시 이용자를 고려한 쾌적한 온열환경을 조성하는데 기여할 수 있을 것이다.
The purpose of this study was to evaluate human thermal comfort in summer by the type of greenery in parks and to explore planning solutions to supply a comfortable thermal environment in parks. The research was conducted in three different land cover types: a park with multi-wide-canopied trees(WOO...
The purpose of this study was to evaluate human thermal comfort in summer by the type of greenery in parks and to explore planning solutions to supply a comfortable thermal environment in parks. The research was conducted in three different land cover types: a park with multi-wide-canopied trees(WOODLAND), park with grass(LAWN) and park with pavement(PAV) as reference sites in Hamyang-Gun SangrimPark. Field measurements of air temperature, relative humidity and wind velocity, short-wave and long-wave radiation from six directions(east, west, north, south, upward and downward) were carried out in the summer of 2014(August 21-23 and 29-30). Mean Radiant Temperature($T_{mrt}$) absorbed by a human-biometeorological reference person was estimated from integral radiation and the calculation of angular factors. The thermal comfort index PET was calculated by Rayman software, UTCI, OUT_SET$^*$ were calculated using the UTCI Calculator and the Thermal Comfort Calculator of Richard DeDear. The results showed that the WOODLAND has the maximum cooling effect during daytime, reduced air temperatures/$T_{mrt}$ by up to $5.9^{\circ}C/35^{\circ}C$ compared to PAV and lowered heat stress values despite increasing relative humidity values and decreasing wind velocity. While the LAWN had very slight cooling effects during daytime, reduced air temperatures/$T_{mrt}$ by up to $0.9^{\circ}C/3^{\circ}C$ compared to PAV, the improvement effects of the thermal comfort index was very slight. However, during nighttime the microclimatic and radiant conditions of WOODLAND, LAWN, and PAV were similar owing to the absence of solar radiation, reduction of wind velocity and an increase in relative humidity. Because the shading and evapotranspiration effects of the WOODLAND were much greater than the evapotranspiration effects of the LAWN, it can be said that the solutions for supplying comfortable thermal environment in parks are to amplify the green volumes rather than green areas. This study was undertaken to evaluate the human thermal comfort in summer of WOODLAND/LAWN parks and to determine the improvement effects of thermal comfort index. These results can contribute to the provision better thermal comfort for park users during park planning.
The purpose of this study was to evaluate human thermal comfort in summer by the type of greenery in parks and to explore planning solutions to supply a comfortable thermal environment in parks. The research was conducted in three different land cover types: a park with multi-wide-canopied trees(WOODLAND), park with grass(LAWN) and park with pavement(PAV) as reference sites in Hamyang-Gun SangrimPark. Field measurements of air temperature, relative humidity and wind velocity, short-wave and long-wave radiation from six directions(east, west, north, south, upward and downward) were carried out in the summer of 2014(August 21-23 and 29-30). Mean Radiant Temperature($T_{mrt}$) absorbed by a human-biometeorological reference person was estimated from integral radiation and the calculation of angular factors. The thermal comfort index PET was calculated by Rayman software, UTCI, OUT_SET$^*$ were calculated using the UTCI Calculator and the Thermal Comfort Calculator of Richard DeDear. The results showed that the WOODLAND has the maximum cooling effect during daytime, reduced air temperatures/$T_{mrt}$ by up to $5.9^{\circ}C/35^{\circ}C$ compared to PAV and lowered heat stress values despite increasing relative humidity values and decreasing wind velocity. While the LAWN had very slight cooling effects during daytime, reduced air temperatures/$T_{mrt}$ by up to $0.9^{\circ}C/3^{\circ}C$ compared to PAV, the improvement effects of the thermal comfort index was very slight. However, during nighttime the microclimatic and radiant conditions of WOODLAND, LAWN, and PAV were similar owing to the absence of solar radiation, reduction of wind velocity and an increase in relative humidity. Because the shading and evapotranspiration effects of the WOODLAND were much greater than the evapotranspiration effects of the LAWN, it can be said that the solutions for supplying comfortable thermal environment in parks are to amplify the green volumes rather than green areas. This study was undertaken to evaluate the human thermal comfort in summer of WOODLAND/LAWN parks and to determine the improvement effects of thermal comfort index. These results can contribute to the provision better thermal comfort for park users during park planning.
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문제 정의
본 연구는 쾌적한 온열환경을 제공하는 공원을 계획하기 위한 방안을 모색하고자, 함양 상림공원에서 전형적인 녹지유형인 잔디밭과 수림지 그리고 대조구로서 포장지의 여름철 열환경을 측정 및 평가하였다. 또한 평균복사온도(mean radiation temperature, 이하 Tmrt라 한다), 생리적 등가온도(physiologically equivalent temperature: PET, 이하 PET라 한다), 유니버셜 온열기후지수(Universal Thermal Climate Index: UTCI, 이하 UTCI라 한다), 옥외공간 표준유효온도(outdoor standard effective temperature; OUT_SET*, 이하 OUT_SET*라 한다)를 산정하고, 온열쾌적성을 평가하였다.
본 연구는 함양군의 중심지에 인접한 상림공원(동경 127° 42’E; 북위 35° 31’N)을 대상으로 녹지유형에 따른 온열쾌적성을 평가하였다.
이에 본 연구는 여름철에 공원의 전형적인 녹지유형인 수림지와 잔디밭 그리고 대조구로서 포장지를 대상으로 6방향의 복사환경과 미기상환경을 측정하고, 이를 바탕으로 녹지유형이 기온, 상대습도, 풍속, Tmrt나 온열쾌적 지수인 PET, UTCI 그리고 OUT_SET*에 미치는 영향을 정량적으로 규명하고자 한다. 이러한 연구의 결과는 수림지 및 잔디밭이 가진 온열쾌적지수 개선효과를 규명함으로써 향후 공원계획시 이용자를 고려한 쾌적한 온열환경을 조성하는데 기여할 수 있을 것이다.
제안 방법
본 연구에서는 VDI 3787를 원용하여 순복사계(CNR4) 1조로 천공 및 지면 복사량, 동서 복사량, 남북 복사량을 각각 1일 24시간 총 3일 72시간 동안 연속 측정하였다. 기온, 상대습도, 풍속은 Weather Station으로 1초 간격으로 측정하여 1분 평균값을 Weather Station 내에 장착된 메모리에 입력하였다. 측정 장비의 사양을 Table 1에 나타냈다.
녹지유형에 따른 PET, OUT_SET*, UTCI의 저감효과를 평가하기 위해 수림지, 잔디밭, 포장지에서 3일 동안 측정한 기상 및 복사 환경에 근거한 평균 PET, UTCI, OUT_SET*의 특성을 주간(10:00∼16:00)과 야간(21:00∼04:00)으로 나누어 Table 10∼12에 나타냈는데, 지수 산정시 풍속이 주는 영향을 배제하기 위해 포장지의 풍속은 잔디밭의 풍속과 같은 값을 입력하였다.
본 연구는 쾌적한 온열환경을 제공하는 공원을 계획하기 위한 방안을 모색하고자, 함양 상림공원에서 전형적인 녹지유형인 잔디밭과 수림지 그리고 대조구로서 포장지의 여름철 열환경을 측정 및 평가하였다. 또한 평균복사온도(mean radiation temperature, 이하 Tmrt라 한다), 생리적 등가온도(physiologically equivalent temperature: PET, 이하 PET라 한다), 유니버셜 온열기후지수(Universal Thermal Climate Index: UTCI, 이하 UTCI라 한다), 옥외공간 표준유효온도(outdoor standard effective temperature; OUT_SET*, 이하 OUT_SET*라 한다)를 산정하고, 온열쾌적성을 평가하였다. 측정 및 평가 결과는 다음과 같다.
, 2014). 본 연구에서는 VDI 3787를 원용하여 순복사계(CNR4) 1조로 천공 및 지면 복사량, 동서 복사량, 남북 복사량을 각각 1일 24시간 총 3일 72시간 동안 연속 측정하였다. 기온, 상대습도, 풍속은 Weather Station으로 1초 간격으로 측정하여 1분 평균값을 Weather Station 내에 장착된 메모리에 입력하였다.
수림지, 잔디밭 및 포장지에서 측정 위치는 주변의 지형 · 지물의 영향을 최소로 받으면서 각 지구를 대표하고 서로 인접한 지점으로 하였다.
수림지, 잔디밭, 포장지를 대상으로 2014년 8월 21일 19시 31분부터 8월 23일 19시 30분까지와 8월 29일 19시 31분부터 8월 30일 19시 30분까지 총 3일 72시간동안 기상환경을 측정하였다. 측정 높이는 선 자세의 인체의 무게중심 높이인 110cm로 하였다(Matzarakis et al.
공원 내 녹지유형에 따른 열쾌적성 평가는 다음과 같이 3단계로 구분하여 수행하였다. 첫째, 기상장비를 활용한 미기상 및 복사 환경의 측정, 둘째, 컴퓨터 프로그램에 측정한 기온, 상대습도, 풍속, Tmrt와 인체변수를 입력해서 온열쾌적지수의 산정, 셋째, 녹지유형별 온열쾌적성의 분석 및 평가를 하였다.
대상 데이터
인체 온열쾌적성에 영향을 미치는 평균복사온도, 기온, 상대습도, 풍속을 측정하기 위해 Kipp & Zonen사의 순복사계(CNR4)와 BARANI사의 Weather Station(USB Weather Station, http://www.wind101.com)을 설치하였다.
데이터처리
통계처리는 SPSS PC 12.0 for windows를 이용하였는데, 사전검증은 일원변량분석(one-way ANOVA)으로, 사후검증은 등분산일 경우 Duncan, 이분산일 경우 Dunnett's T3 방법을 이용하여 수림지와 잔디밭이 포장지에 비해 기온, 풍속, 상대습도, 평균복사온도, PET, UTCI, OUT_SET*에 어느 정도의 영향을 주는지를 분석하였다.
이론/모형
이다. Tmrt는 기존의 연구(Ryu and Lee, 2013a)에서 제시한 방법과 동일하게 인체가 흡수한 3일 평균Tmrt를 산정하였다. 다만, 선자세의 인체가 흡수하는 방향별 가중치만 Table 2의 값을 적용하였다(Watanabe and Horikoshi, 2012).
인체의 온열쾌적성의 평가는 옥외공간용 온열쾌적지수로 개발된 PET, UTCI 그리고 OUT_SET*를 이용하여 수행하였다. PET, UTCI 그리고 OUT_SET*에 따라 예측이 가능한 인체의 온열지각 및 생리학적 스트레스 상태는 Table 4와 같다(Matzarakis et al.
성능/효과
3일 시간평균 기온 · 상대습도 · 풍속을 평가한 결과, 주간(10:00~16:00)의 최고 기온과 풍속은 수림지<잔디밭<포장지 순으로, 최저 상대습도는 포장지<잔디밭<수림지 순으로 높게 나타났다.
1℃)에 비해 약간 높게 나타났다. PET로 본 온열감각은 공원의 주 이용시간대인 10시 전후부터 16시 전후 사이에 수림지는 약간 덥게 나타났으나, 잔디밭과 포장지는 11시 전후부터 15시 전후 사이에는 매우 덥게, 그리고 10시와 16시 전후에는 덥게 나타났다.
2℃)에 비해 약간 높게 나타났다. UTCI로 본 온열스트레스는 공원의 주 이용시간대인 10시 전후부터 16시 전후 사이에 수림지는 약간의 열스트레스를 주는 것으로 나타났으나, 잔디밭은 강한 열스트레스를 주며, 포장지는 10시 전후부터 12시 전후 사이와 16시 전후에는 강한 열스트레스를 그리고 13시 전후부터 15시 전후 사이에는 매우 강한 열스트레스를 주는 것으로 나타났다.
전술한 바와 같이 잔디밭 및 포장지에 비해 수림지의 온열환경 개선효과가 높게 나타난 것은 일사의 영향을 받는 주간에는 잔디밭과 포장지의 일사환경에는 큰 차이가 없지만, 수림지가 가진 차양 및 증발산 효과가 잔디밭의 증발산효과에 비해 온열 환경에 큰 영향을 주었기 때문이라 판단된다. 결과적으로 여름철 옥외공간에서 잔디밭이 인체가 체감하는 온열쾌적 지표인 PMV, PET, OUT_SET*, UTCI의 개선에 미치는 영향을 그다지 크지 않지만, 수림지는 온열쾌적 지수의 개선에 큰 기여를 한다는 것이 명확해졌다.
는 수림지가 잔디밭과 포장지에 비해 약간 높게 나타났다. 주간 (10:00~16:00)의 평균 PET, UTCI 및 OUT_SET*는 수림지가 잔디밭과 포장지에 비해 매우 낮게 나타났으며, 온열쾌적감은 수림지는 쾌적하거나 약간 더운 것으로 나타났으나, 잔디밭과 포장지는 더움 또는 매우 더움으로 나타났다. 야간(21:00~04:00) 평균 PET 및 UTCI는 수림지가 잔디밭과 포장지에 비해, 평균 OUT_SET*는 수림지가 잔디밭에 비해 약간 낮게 나타났다.
후속연구
이러한 연구의 결과는 수림지 및 잔디밭이 가진 온열쾌적지수 개선효과를 규명함으로써 향후 공원계획시 이용자를 고려한 쾌적한 온열환경을 조성하는데 기여할 수 있을 것이다. 나아가 옥외공간에서 적산복사법에 근거한 Tmrt와 PET, UTCI 그리고 OUT_SET*의 온열쾌적성 평가기준으로서의 가능성을 제시하게 될 것이다.
향후 다양한 유형의 수림지를 대상으로 한 온열쾌적성에 대한 후속적인 연구가 필요하다. 또한 옥외공간에서 다양한 계층의 피험자를 대상으로 한 온열 쾌적대와 수용대의 온열 지표 값에 대한 후속적인 연구도 요구된다.
본 연구는 수림지와 잔디밭에서 공원의 이용자가 체감하는 온열환경을 정량적으로 평가하고, 수림지 및 잔디밭이 가진 온열쾌적지수 개선효과를 규명함으로써 향후 공원계획시 이용자를 고려한 쾌적한 온열환경을 조성하는데 기여할 수 있을 것이다. 하지만 낙엽활엽수 다층림만을 대상으로 하였기 때문에 다양한 유형의 수림지에 적용할 수 없다는 한계를 가진다.
에 미치는 영향을 정량적으로 규명하고자 한다. 이러한 연구의 결과는 수림지 및 잔디밭이 가진 온열쾌적지수 개선효과를 규명함으로써 향후 공원계획시 이용자를 고려한 쾌적한 온열환경을 조성하는데 기여할 수 있을 것이다. 나아가 옥외공간에서 적산복사법에 근거한 Tmrt와 PET, UTCI 그리고 OUT_SET*의 온열쾌적성 평가기준으로서의 가능성을 제시하게 될 것이다.
또한 온열쾌적 지수의 임계값으로 적용한 온도는 외국의 기준이라는 점 때문에 온열쾌적감에 대한 평가는 국내 실정에 맞지 않을 수도 있다. 향후 다양한 유형의 수림지를 대상으로 한 온열쾌적성에 대한 후속적인 연구가 필요하다. 또한 옥외공간에서 다양한 계층의 피험자를 대상으로 한 온열 쾌적대와 수용대의 온열 지표 값에 대한 후속적인 연구도 요구된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
온열 쾌적성이란?
이러한 공원 및 녹지공간의 이용객들은 기상에 직접 노출되기 때문에 쾌적한 온열환경은 공공 공간의 이용 시 매우 중요하며, 이용객이 체감하는 온열쾌적성은 공원의 이용에 직접적인 영향을 준다(Lin, 2009). 온열쾌적성은 “이용자가 열환경에 대한 만족을 표현할 수 있는 환경”이며(Matzarakis et al., 2010), 주어진 환경 속에서 생리적 및 심리적 상태에 바탕을 둔 이용자의 주관적인 반응이다(Ryu and Lee, 2013a)
옥외 녹지공간의 역할은?
옥외 녹지공간은 지역사회의 웰빙에 중요한 역할을 한다. 공원과 녹지공간은 지역사회의 건강성을 개선하고, 아울러 기후변화를 완화시키는 역할을 한다.
공원과 녹지공간의 역할은?
옥외 녹지공간은 지역사회의 웰빙에 중요한 역할을 한다. 공원과 녹지공간은 지역사회의 건강성을 개선하고, 아울러 기후변화를 완화시키는 역할을 한다. 따라서 공원과 녹지공간은 일상생활 속에서 심리적 활력을 충전할 뿐만 아니라, 창출하는 장소로 제공되어야 한다.
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