그린인프라 및 저영향개발 기술의 검증 및 인증 기법 개발 Development of a Verification and Certification Method of Green Infrastructure and Low Impact Development Technologies원문보기
본 연구는 최근 많은 관심을 받고 있는 그린인프라 및 저영향개발 (GI & LID) 기술에 대한 물순환 및 물환경 효율성 측정을 위한 실내 외 검증, 인증 시스템을 개발하였다. 기술의 검증 및 인증을 위한 실외시험시설은 건축형, 도로형, 주차장형, 빗물정원형, 생태공원형 등 크게 5구역으로 나누어 기술종류에 따라 시험이 가능하도록 시스템을 개발하였다. 또한, 실내실험으로는 수리/수문분야, 토질/지반분야, 환경분야 등 다양한 시험이 가능하도록 시험장비의 개발 및 구축을 하였다. 본 연구에서 개발한 GI & LID 검 인증시스템 구축을 위한 실내 및 실외 시험시설의 개발은 GI & LID 기술의 적용을 위한 객관적이고 신뢰성 있는 데이터 제공에 대한 기반을 마련함과 동시에 관련 사업의 활성화에 기여할 것으로 판단된다.
본 연구는 최근 많은 관심을 받고 있는 그린인프라 및 저영향개발 (GI & LID) 기술에 대한 물순환 및 물환경 효율성 측정을 위한 실내 외 검증, 인증 시스템을 개발하였다. 기술의 검증 및 인증을 위한 실외시험시설은 건축형, 도로형, 주차장형, 빗물정원형, 생태공원형 등 크게 5구역으로 나누어 기술종류에 따라 시험이 가능하도록 시스템을 개발하였다. 또한, 실내실험으로는 수리/수문분야, 토질/지반분야, 환경분야 등 다양한 시험이 가능하도록 시험장비의 개발 및 구축을 하였다. 본 연구에서 개발한 GI & LID 검 인증시스템 구축을 위한 실내 및 실외 시험시설의 개발은 GI & LID 기술의 적용을 위한 객관적이고 신뢰성 있는 데이터 제공에 대한 기반을 마련함과 동시에 관련 사업의 활성화에 기여할 것으로 판단된다.
This study developed a verification and certification method of technologies of green infrastructure (GI) and low impact development (LID) that gained interest recently. The outdoor testbed used in this study consisted of a building type, a road type, a parking lot type, a rain garden type and a bio...
This study developed a verification and certification method of technologies of green infrastructure (GI) and low impact development (LID) that gained interest recently. The outdoor testbed used in this study consisted of a building type, a road type, a parking lot type, a rain garden type and a bioretention type. Indoor test facilities were ready for testing using hydrology efficient analysis, pavement and soil analysis and water environment analysis. The development of outdoor and indoor test facilities were used to certify the efficiency of GI & LID technologies, and this was expected to contribute to the activation of the related projects by providing reliable data for the application of GI & LID techniques.
This study developed a verification and certification method of technologies of green infrastructure (GI) and low impact development (LID) that gained interest recently. The outdoor testbed used in this study consisted of a building type, a road type, a parking lot type, a rain garden type and a bioretention type. Indoor test facilities were ready for testing using hydrology efficient analysis, pavement and soil analysis and water environment analysis. The development of outdoor and indoor test facilities were used to certify the efficiency of GI & LID technologies, and this was expected to contribute to the activation of the related projects by providing reliable data for the application of GI & LID techniques.
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문제 정의
이 제도는 성능평가 계획, 절차 확립 및 생산 데이터의 품질관리를 통해 잠재적 수요자 (예: 지자체)에게 기술에 대한 객관적인 정보 제공, 개발기술의 성능검증을 통한 시장성, 신규시장 진입 용이하도록 유도하고 있다. TAPE는 수질관리를 위한 강우처리기술에 규제력 있는 증명서를 제공하는데 목적을 두고 있다. 이 제도는 관리기관은 Washington Department of Ecology이며, 워싱턴 주의 빗물관리시설에 대한 성능목표 및 설계기준을 설정하며, 빗물관리시설의 기준에 맞는 시공, 운영, 유지관리 제시하고 있다 (WQP 2011).
본 시설에서는 기술에 대한 평가 뿐만 아니라 GI & LID 기술에서 중요한 요인 중에 하나인 식생에 대한 평가도 가능하며 이에 대한 시험 프로세스를 개발하고 있다.
이에 본 연구에서는 그린인프라 및 저영향개발 기술의 검증·인증 시스템을 개발하였다.
제안 방법
3.6 m × 3.6 m의 규모의 시험시설이 총 4개가 있으며, 그 중 하나는 모래여과시설 등 여과재에 성능에 대한 평가가 가능하도록 개발하였으며, 3개의 시설은 빗물정원뿐만 아니라, 식생수로, 수목여과박스, 식생여과대 등 다양한 기술에 대한 물순환 및 수환경 평가가 가능하도록 개발하였다.
GI & LID 검증 및 인증시스템은 Fig. 2에서 보는 바와 같이 크게 실내 검·인증 시험시설과 실외 검․ 인증시설로 나누어 개발하였다.
국외의 그린인프라 및 저영향개발 기술에 대한 검증 또는 인증을 위한 시설을 살펴보고, 국내 실정과 주요 적용이 가능한 기술군을 표출하였다. 또한 표출된 기술군을 대상으로 실내 및 실외 실증 시험시설을 설계, 시공을 하였다.
또한 표출된 기술군을 대상으로 실내 및 실외 실증 시험시설을 설계, 시공을 하였다. 국외의검〮인증 시설은 미국의 주요 센터를 대상으로 직접 탐방 및 논문, 보고서 등의 자료를 통하여 시험시설의 구축 내용뿐만 아니라 시험방법 등에 대하여 살펴보았다. 또한 국내 및 해외 사례를 통하여 각 토지이용 용도별 적용 가능한 기술군을 정리하여 이를 토대로 시험시설을 계획하였으며, 특히 강우가 발생하지 않는 기간에도 지속적으로 시험이 가능할 수 있도록 실외시험시설 외에 실내시험시설에 대한 개발을 분야별로 도출하고 개발하였다.
국외의검〮인증 시설은 미국의 주요 센터를 대상으로 직접 탐방 및 논문, 보고서 등의 자료를 통하여 시험시설의 구축 내용뿐만 아니라 시험방법 등에 대하여 살펴보았다. 또한 국내 및 해외 사례를 통하여 각 토지이용 용도별 적용 가능한 기술군을 정리하여 이를 토대로 시험시설을 계획하였으며, 특히 강우가 발생하지 않는 기간에도 지속적으로 시험이 가능할 수 있도록 실외시험시설 외에 실내시험시설에 대한 개발을 분야별로 도출하고 개발하였다.
특히 도로형의 경우에는 전기비저항 탐사 장치를 하부에 구축함으로서 도로 하부층으로 유출수가 유입됨에 따른 토양의 변화 등을 분석함으로서 구조적인 안정성까지 확인 가능하도록 하였다. 또한 도로 포장 표면에서 발생한 우수유출수는 보도에 구축한 트렌치를 통해 거리화분으로 연계함으로써 투수포장에 대한 자체적인 평가뿐만 아니라 주변 식생과의 연계시의 효과까지 확인할 수 있도록 하였다. 주차장 한 면의 크기가 2.
국외의 그린인프라 및 저영향개발 기술에 대한 검증 또는 인증을 위한 시설을 살펴보고, 국내 실정과 주요 적용이 가능한 기술군을 표출하였다. 또한 표출된 기술군을 대상으로 실내 및 실외 실증 시험시설을 설계, 시공을 하였다. 국외의검〮인증 시설은 미국의 주요 센터를 대상으로 직접 탐방 및 논문, 보고서 등의 자료를 통하여 시험시설의 구축 내용뿐만 아니라 시험방법 등에 대하여 살펴보았다.
15 m의 콘크리트 박스 구조물 형태의 건물화분이 구축되어 다양한 기술에 대한 수량, 수질에 대한 시험이 가능하며, 이 외 건축물 및 건축물 주변에 적용할 수 있는 우수저류조, 빗물통, 옥상녹화, 빗물체인 등과 연계된 시스템에 대한 검증이 가능하다. 또한, 보도 및 차도에서 발생하는 유출수를 관리하는 기술 (투수블록, 거리화분 등)과 연계가 가능하도록 하였다. 본 실증실험시설의 우수유출수 흐름체계를 GI & LID 기술 중심으로 살펴보면, 건축물 옥상에서 발생한 우수유출수는 옥상녹화 → 홈통, 빗물체인 → 건물화분, 빗물통, 거리화분 → 집수정 → 우수저류조로 유입된다 (Fig.
본 시설은 1 m × 1 m에서 2 m × 5 m까지 다양한 규모의 기술을 평가할 수 있으며, 강우강도 200mm/hr까지 구현하여 모사하고 지형의 특성을 고려하여 15도까지 경사가 이루어질 수 있도록 개발함으로써 다양한 환경에 대한 모사가 가능하도록 하였다.
생태공원형 GI & LID 실증시험시설은 공원 등의 대규모 녹지 공간을 활용한 기술 적용에 대한 효율성 검증시설로서 건식연못, 습식연못, 투수블록포장, 우수저류조, 침투트렌치, 비점오염저감시설 등에 대한 효과를 분석할 수 있도록 개발하였다 (Fig. 4e).
서울시에서는 투수성 포장 적용시 ‘투수성능 지속성 검증시험을 통해 TR 마크 인증시스템을 적용함으로써 등급이 높은 제품으로 우선 사용하도록 하며, 등급 외 제품은 사용할 수 없도록 제도를 2012년부터 시행하였다 (Table 1). 시료의 형태 및 크기에 따라 시험이 가능하고, 실제 도로에서 차량으로 인하여 발생되는 진동을 모사하여 가능한 현장 환경을 모사하도록 장비를 개발하고, 본 시험을 위한 개발된 실험용수를 통해 시험을 시행하고 있다 (Park 2104). 국토교통부의 녹색건축 인증 기준 제도에서는 물순환 관리 항목으로 우수유출 저감시설 설치를 통한 우수부하 절감 및 빗물이용시설의 설치여부에 따라 우수이용 등을 평가항목으로 포함하여 시행하고 있다.
4a). 우수저류조로 유입된 우수유출수는 실험, 조경, 청소용수로 활용되고, 홈통, 건물화분, 집수정에서 우수유출수의 수량 및 수질을 모니터링하여 요소기술 및 시스템의 효과를 볼 수 있도록 개발하였다.
주차장 한 면의 크기가 2.3 m × 10 m인 주차 장형의 경우에는 총 8면의 시험시설을 구축하였으며, 콘크리트 박스 구조물 형태로 구축함으로서 지표면에서 발생한 우수유출수 및 지표하로 침투된 침투유출수의 수량측정뿐만 아니라 포장 표층을 통해 침투된 유출수의 수질 측정을 할 수 있도록 유공관을 통해 유출수 차집이가능하게 하였으며, 투수포장의 구축 면적에 따른 물순환 효과를 측정할 수 있는 시험 프로세스를 개발하였다.
4b, c). 투수성 아스팔트 포장, 투수성 콘크리트포장, 투수성 블록포장 등 크게 3가지의 시험이 가능하도록 하였다. 특히 도로형의 경우에는 전기비저항 탐사 장치를 하부에 구축함으로서 도로 하부층으로 유출수가 유입됨에 따른 토양의 변화 등을 분석함으로서 구조적인 안정성까지 확인 가능하도록 하였다.
투수성 아스팔트 포장, 투수성 콘크리트포장, 투수성 블록포장 등 크게 3가지의 시험이 가능하도록 하였다. 특히 도로형의 경우에는 전기비저항 탐사 장치를 하부에 구축함으로서 도로 하부층으로 유출수가 유입됨에 따른 토양의 변화 등을 분석함으로서 구조적인 안정성까지 확인 가능하도록 하였다. 또한 도로 포장 표면에서 발생한 우수유출수는 보도에 구축한 트렌치를 통해 거리화분으로 연계함으로써 투수포장에 대한 자체적인 평가뿐만 아니라 주변 식생과의 연계시의 효과까지 확인할 수 있도록 하였다.
수환경평가시설로는 총 5개의 시험베드가 일렬로 배열되어 있으며, 하나의 기술에 대한 비점오염저감 효율성 분석뿐만 아니라 기술의 하부 구조를 분리하여 각 층별로 비점오염저감 효율성 분석을 실시함으로써 층별 비점오염저감 성능을 알아볼 수도 있고 이를 통해 유지관리 시기를 보다 정확하게 분석 및 제시가 가능한 측정 장비를 설계 및 개발 중에 있다. 한편, 투수소재 및 제품에 대한 투수성능 평가할 수 있는 투수성능 지속성 평가 검증장비 (Fig. 3c)를 개발하였다. 본 장비는 30 cm ×30 cm의 시료에 대하여 인공적으로 제조한 시험용수를 공급하여 시간에 따른 침투유출량을 측정함으로써 장기간의 투수성능까지 측정이 가능하며, 이를 통해 유지관리에 대한 제시까지 가능한 장비이다.
해외의 GI & LID 기술 성능 검증 또는 인증을 위한 시설 및 시스템에 대한 분석을 통해 도출된 개선점을 기반으로 GI & LID 검증 및 인증시스템 개발을 하였다.
대상 데이터
또한, 침투도랑과 같은 토사로만 이루어진 GI&LID 기술의 경우에는 유입되는 유출수로 인한 하부 지반층의 변화를 관측하고, 침투량과 다짐도 등의 상관관계를 보다 정밀하게 분석할 수 있다. 본 시설은 실험베드와, 집수조, 정류조, 침투조 등으로 구성되어 있으며, 최대 45도까지 기울기를 줄 수 있어 다양한 환경조건에서의 시험이 가능한 시설이다.
해외의 GI & LID 검증 또는 인증을 위한 시험시설을 미국을 중심으로 조사하였다.
성능/효과
또한, GI & LID 기술은 각 요소기술의 물순환, 물환경 효율성 성능검증 뿐만 아니라 여러 기술의 연계를 고려한 시스템에 대한 성능검증도 필요하지만, 대부분 요소기술에 대한 시험시설은 구축되어 운영되고 있으나, 기술의 연계 등을 고려한 실증시험시설은 미미한 실정으로 나타났다.
또한, LID 기법은 토목, 환경, 건축, 조경, 도시 등 다양한 분야에서의 융합이 필요한 기법으로 요소기술의 특성에 맞춰 다양한 분석시험이 필요하지만, 아직까지 각 분야별 GI&LID 기술의 성능분석을 위한 시스템이 부족함을 볼 수 있었다.
후속연구
본 연구에서 개발한 GI & LID 검·인증시스템 구축을 위한 시험시설의 개발은 국내뿐만 아니라 세계 최초의 다분야에 대한 성능시험, 실내 및 실외 시험시설을 모두 갖춘 시설과 평가 프로세스를 개발함으로써 GI & LID 기술의 적용을 위한 객관적이고 신뢰성 있는 데이터 제공에 대한 기반을 마련함과 동시에 관련 사업의 활성화에 기여할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
도시화로 생기는 문제점은?
OECD 국가의 도시화율을 살펴보면, 2012년 기준으로 국내의 도시화율은 87%로서 OECD 국가 중 가장 높은 것으로 나타났다 (OECD 2012). 도시화로 인한 불투수면적의 증가와 기후변화의 영향으로 도심지 침수, 비점오염 증가, 열환경 왜곡 등 다양한 문제가 심각해지고 있다. 또한 기상청의 국내 기후변화 시나리오 보고 (KMA 2012) 에 의하면 21세기 후반기 (2017년 – 2100년)까지 연평균기온은 3.
2012년 기준 국내 도시화율은?
1970년대부터 급속한 도시의 발전은 최근 많은 이슈가 되고 있는 기후변화와 맞물리면서 다양한 환경문제를 발생하고 있다. OECD 국가의 도시화율을 살펴보면, 2012년 기준으로 국내의 도시화율은 87%로서 OECD 국가 중 가장 높은 것으로 나타났다 (OECD 2012). 도시화로 인한 불투수면적의 증가와 기후변화의 영향으로 도심지 침수, 비점오염 증가, 열환경 왜곡 등 다양한 문제가 심각해지고 있다.
저영향개발기법을 실행할 수 있는 기술을 적용하기 위해 해결해야 할 문제점은?
하지만, 저영향개발기법을 실행할 수 있는 기술을 적용하기 위한 다양한 문제점이 발생하고 있다. 특히 기술의 효율성에 대한 객관적 정보 부재, 국내 실정을 고려하지 않은 무분별한 국외기술 도입, 설계, 시공, 관리를 위한 매뉴얼의 부재 등이 관련 산업 기술확산에 장애요인으로 되고 있으며, 이는 기술에 대한 검증 및 인증시스템부재로 인한 문제로 귀결됨에 따라 이에 대한 해결방안이 시급한 실정이다. 이에 본 연구에서는 그린인프라 및 저영향개발 기술의 검증·인증 시스템을 개발하였다.
참고문헌 (6)
MOE. 2013. The Study on the Removal Technology and Maintenance of Nonpoint Pollutants. Ministry of Environment, Sejong, Korea. (in Korean)
OECD. 2012. OECD Urban Policy Review, Korea 2012. Organization for Economic Cooperation and Development. DOI:10.1787/9789264174153-en.
KMA. 2012. Climate Change Report of Korean Peninsula. Korea Meteorological Administration, Seoul, Korea. (in Korean)
Park, D.G. 2014. Development of a Test Method to Evaluate the Permeability on Permeable Block Pavement. Ph.D. Dissertation, Chung-Ang University, Anseong, Korea. (in Korean)
TARP. 2003. The Technology Acceptance Reciprocity Partnership Protocol for Stormwater Best Management Practice Demonstrations. Technology Acceptance Reciprocity Partnership. California, Massachusetts, Mary land, New Jersey, Pennsylvania, and Virginia, USA
WQP. 2011. Technical Guidance Manual for Evaluating Emerging Stormwater Treatment Technologies: Technology Assessment Protocol-Ecology. Water Quality Program, Washington State Department of Ecology, Olympia, Washington, USA.
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