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옥외공간에서 수목의 다기능을 고려한 최적의 배식 위치 선정 모델 - 수목의 그림자 효과, 시야차단, 개방성을 고려하여 -
Optimal tree location model considering multi-function of tree for outdoor space - considering shading effect, shielding, openness of a tree - 원문보기

環境復元綠化 = Journal of the Korean Society of Environmental Restoration Technology, v.22 no.2, 2019년, pp.1 - 12  

박채연 (서울대학교 협동과정조경학) ,  이동근 (서울대학교 조경.지역시스템공학부) ,  윤은주 (일본국립환경연구소 사회환경시스템 연구센터) ,  모용원 (영남대학교 생명응용과학대학 산림자원 및 조경학과) ,  윤준하 (서울대학교 조경.지역시스템공학부)

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Open space planners and designers should consider scientific and quantified functions of trees when they have to locate where to plant the tree. However, until now, most planners and designers could not consider them because of lack of tool for considering scientific and quantitative tree functions....

주제어

표/그림 (11)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서 그림자 변수는 수목의 정량적 효과를 파악 해줄 수 있는 도구로 가중치 변화를 통해서 정량적 효과의 차이를 파악하고자 하였으며, 그림자 변수 w의 비율을 다른 가중치 대비 1배, 2배, 3배로 증가하는 시나리오를 설정하였다 (Table 2). 그림자의 가중치를 높임에 따라 그림자 값이 더 높은 해가 선택되는지 확인하였다.
  • 따라서 본 연구는 개미 군집 알고리즘을 이용하여 그동안 공간 설계 및 계획 분야에서 고려되지 못하던 수목의 객관적, 정량적 기능을 정성적 기능과 함께 고려할 수 있는 배식 위치 최적화 모델을 제안하고자 하였다. 이를 위해 수목의 객관적 기능인 그림자 효과와, 정성적 기능인 시선차단과 개방성을 함께 평가할 수 있는 목적함수를 규명하였다.
  • 개미 군집 알고리즘은 최적화 방법 중 하나로, 개미가 좋은 해를 얻을 경우 페로몬을 남겨서 점차 세대가 지날수록 점차 좋은 해를 얻을 수 있게 하는 알고리즘이다. 본 모델에서 좋은 해의 기준은 목적함수 값을 최대로 해주는 것으로, 그림자와 시야차단은 높고 개방성은 낮은 위치에 수목을 배식시키는 것을 목적으로 한다. 목적함수(F)는 식(1)과 같고, 최적화 알고리즘의 전체 알고리즘은 Figure 4와 같다.
  • 본 연구에서 제안하는 모델은 사용자가 수목의 규격과 주수를 지정하면, 그에 대한 최적의 위치를 제안해 준다. 본 연구는 대상지의 기존 수목을 무시하고 새로 배식하였을 때 어느 위치가 가장 좋은지에 대한 결과를 도출한 것이다. 단, 모델결과와 기존 대상지의 식재 위치를 비교하기 위해서 수목의 입력 자료는 현재 식재되어 있는 수목을 기준으로 하였다.
  • 본 연구는 수목의 최적 위치를 찾아내는 모델을 제안하는 것을 목적으로 하며, 제안된 모델을 대상지에 시범적용 하였다. 대상지는 많은 사람이 이용하며 열 쾌적성이 문제가 될 수 있는 공간, 건물이 적게 분포하여 수목 그림자가 필요한 공간이라는 두 기준에 따라 선정하였다.
  • 그 이유는 수목에 관한 많은 과학적 연구가 설계 및 계획에 잘 반영되지 못했기 때문이다. 본 연구에서는 과학적 연구와 설계를 연결할 수 있는 수목 배식 위치 모델을 제시함으로써 이러한 간극을 줄이고자 했다. 정량적 기능을 포함한 수목의 다기능을 함께 고려하기 위해 다목적 최적화 방법론을 사용했으며 그 중에서도 최적의 수목 배식 위치를 알기에 용이한 개미 군집 알고리즘을 이용하였다.
  • 정량적 기능을 포함한 수목의 다기능을 함께 고려하기 위해 다목적 최적화 방법론을 사용했으며 그 중에서도 최적의 수목 배식 위치를 알기에 용이한 개미 군집 알고리즘을 이용하였다. 본 연구에서는 수목의 정량적 기능을 그림자를 통한 열 환경 개선에 맞추었으며 추가로, 수목으로 얻을 수 있는 시야차단기능이나 개방성을 목적으로 하여 마로니에 공원에 시범적용 하였다.
  • 따라서 본 연구는 개미 군집 알고리즘을 이용하여 그동안 공간 설계 및 계획 분야에서 고려되지 못하던 수목의 객관적, 정량적 기능을 정성적 기능과 함께 고려할 수 있는 배식 위치 최적화 모델을 제안하고자 하였다. 이를 위해 수목의 객관적 기능인 그림자 효과와, 정성적 기능인 시선차단과 개방성을 함께 평가할 수 있는 목적함수를 규명하였다. 수목이 형성하는 그늘에서는 태양으로부터의 단파복사에너지가 차단되기 때문에 여름철 쉼터를 제공하는 효과가 있다.

가설 설정

  • 수목 기능을 포함시키는 과정에서 아직까지는 많은 한계가 있지만 그럼에도 본 연구는 식재설계에서 수목의 정량적, 과학적 기능이 포함될 수 있다는 가능성을 보여줬다는 점에서 의미를 가진다. 본 연구에서의 시범적용은 수목이 없는 상태를 가정한 후 최적의 수목 배식 위치를 찾아내었다. 그러나 기존에 수목이 있는 대상지에서도 추가적인 수목에 대한 배식 위치를 찾기 위한 수단으로도 활용될 수 있을 것이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
옥외공간에서 이루어지는 식재 설계는 무엇을 고려하는가? 옥외공간에서 이루어지는 식재 설계는 수목의 다양한 기능을 고려한다. 특히 공원과 같은 옥외공간에서는 그 공간의 이용자의 행태도 함께 고려하여 배식 위치, 수종, 크기 등을 결정한다.
실제 식재 설계에서는 수목의 기능을 정량적으로 고려하지 못하고 있는 이유는 무엇인가? 이렇듯 수목이 다양한 기능을 가지고 있음에도 불구하고, 실제 식재 설계에서는 수목의 기능을 정량적으로 고려하지 못하고 있다. 이것은 타 분야 대비 옥외 공간에 대한 과학적 연구가 부족하다는 데에서 일부 기인한 것도 있으나, 공간 설계 및 계획 분야의 정성적 특성과, 기능을 평가하는 분야의 정량적 특성을 연계하는데 한계가 존재하기 때문이다. 수목의 정량적·정성적 특성의 통합적 고려가 가능한 도구가 있다면 위와 같은 한계를 벗어나는데 도움을 줄 수 있을 것이다.
수목의 대표적인 기능에는 무엇이 있는가? 특히 공원과 같은 옥외공간에서는 그 공간의 이용자의 행태도 함께 고려하여 배식 위치, 수종, 크기 등을 결정한다. 수목의 대표적인 기능으로는 시선을 차단하거나 경계를 구분하고, 열린 경관과 대비될 수있는 위요공간을 형성하는 등의 건축적 기능과, 배경효과와 조화로움을 제공하는 미적 기능이 있으며, 이 외에도 기상학적, 생태적 기능 등 과학적으로 평가 가능한 기능을 갖는다. 실제 관련 연구에서는 수목이 태양열을 차단하여 이용자들이 상대적으로 시원하게 느끼는 공간을 형성하며(Holst and Mayer.
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참고문헌 (18)

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