아파트 주거동 형태 및 배치에 따른 단지 내 풍환경 예측평가에 관한 연구

한효진,양정훈 대한건축학회지회연합회 2013 대한건축학회연합논문집 Vol.15 No.2

최근 인간 삶의 질이 향상되면서 아파트 단지 내 실외 풍환경이 많은 주목을 받고 있다. 쾌적한 삶의 공간 확보를 위해서는 계획 단계에서부터 아파트 주동 형상 또는 배치에 따른 주변의 풍 환경을 철저히 예측하고 미리 대책을 세워야한다. 이렇게 중요함에도 불구하고 현재까지 우리나라는 풍환경에 관한 종합적인 연구가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 아파트 주거동의 형태적· 배치적 특성을 수치유체역학(CFD : Computational Fluid Dynamic)을 이용하여 예측하고 아파트 설계단계에서 필요로 하는 풍환경에 대한 종합적인 정보를 제공하는 것을 목적으로 한다. 여기서 제공하는 정보는 풍속분포 특성 및 무풍영역, Murakami 풍속비 그리고 주동의 압력분포에 한한다.

CFD를 활용한 보행자 풍환경 평가기법 개발

엄정아,이승수,함희정 한국풍공학회 2022 한국풍공학회지 Vol.26 No.4

As damage to facilities and human life due to building winds increases, concerns about securing pedestrian safety due to acceleration of wind speed around buildings are also growing. The wind environment changes not only through the overcrowding of cities and high-rise buildings but also due to the reconstruction of old buildings. In order to reduce the potential hazard imposed by changes in the building complex, the wind environment should be assessed from the building design stage, for which both wind tunnel tests and CFD can be utilized. The purpose of this study is to analyze changes in the pedestrian wind environment in the surrounding area that may occur as the existing low-rise residential complex is reconstructed into a middle- and high-rise apartment complex. To this end, the wind speed and directional characteristics of the target area were analyzed, and the pedestrian wind environments generated by the existing and reconstructed complexes was computed using CFD. Using computed results, the spatial distributions of the probability of occurrence of wind speed exceeding a certain threshold are compared to show the impact of reconstruction of the building complex. 빌딩풍에 의한 시설물 및 인명 피해에 대한 우려가 커짐과 같이 건물 주위의 풍속 가속화로 인한 보행자 안정성 확보에 대한 우려도 커지고 있다. 풍환경은 도시의 과밀화와 건축물의 고층화를 통해서도 변화하지만, 기존의 노후화된 건축물의 재건축으로 인해서도 변화한다. 풍환경의 변화로 인한 피해를 줄이기 위해서는 건물 설계 단계부터 풍환경 평가가 되어야 하며, 풍환경 평가 방법에는 풍동실험과 CFD를 이용할 수 있다. 본 연구에서는 기존의 저층 주거단지가 중고층 아파트단지로 재건축됨에 따라 발생할 수 있는 주변 지역의 보행자 풍환경 변화를 분석하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여 대상 지역의 풍속 및 풍향 특성을 분석하고, 전산유체역학 해석기법을 이용하여 기존 단지와 재건축 단지로 발생하는 보행자 풍환경을 해석하고 비교 분석하였다. 결과를 이용하여 임계 보행자 풍속을 초과하는 영역에 대한 공간 분포를 비교함으로써 재건축이 보행자 풍환경에 미치는 영향을 규명하였다

부산해안지역 워터프런트의 풍환경 분석 연구 : 해운대, 수영만, 광안리를 대상으로

도근영(Geun-Young Doe) 한국항해항만학회 2009 한국항해항만학회지 Vol.33 No.5

최근 워터프런트의 개방성과 자연환경을 만끽하기 위한 중요한 공간으로서 오픈스페이스와 이에 연계 된 노천카페 및 야외레스토랑의 계획이 많아지고 있다. 그러나 워터프런트는 낮은 기온, 강풍, 강한 일사 등 도심 및 내륙지역과는 다른 기후특성을 가지고 있기 때문에 노천카페, 야외레스토랑 등을 계획할 때에는 대상 워터프런트의 기후특성, 특히 풍환경에 대한 검토가 필요하다. 본 연구는 부산의 대표적 워터프런트인 해운대, 수영만, 광안리 지역을 대상으로 오픈스페이스와 노천카페 및 야외레스토랑 계획을 위한 워터프런트의 풍환경에 대해 검토하였다. 검토결과를 요약하면 아래와 같다. 1) 해운대~광안리까지의 워터프런트는 야외레스토랑 등에 적합한 지역이다. 2) 3월말에서 11월까지가 야외레스토랑 등을 이용하기에 적합한 시기이다. Recently, the number of design for open-spaces at waterfront, such as open-air restaurant and cafeterteria, has been increasing to provide openness and natural environment of waterfront. However, when planning open-air restaurant and cafeteria, it is essential to investigate the climate characteristic of waterfront, especially wind environment, since the waterfront has a special quality of climate like low-temperature and strong wind which differs from downtown or inland. In this study wind environments of Haeundae, Suyoungman, and Gwanganli, the famous waterfronts in Busan, were investigated for design of open-air restaurants and open cafeterias. The main results were as follows. 1) the waterfront area of Haeundae, Suyoungman, and Gwanganli is suitable for open-air restaurant and open cafeterias; and 2) the appropriate period for open space in th?s area is from the end of March to November.

CFD를 이용한 보행자 풍환경 평가 기법의 적합성 분석

엄정아,이승수,함희정 한국풍공학회 2022 한국풍공학회지 Vol.26 No.2

Recently, due to increased urbanization with high-rise buildings, there are growing concerns about the wind environment that threatens the safety of pedestrians as well as facility damage caused by the building wind. In order to reduce building wind damage, it is important to improve the wind environment of the urban environment by applying preemptive measures through the evaluation of the wind environment around buildings. Besides conventional wind tunnel tests, CFD has recently been accepted an alternative or a supplementary tool for the assessment of wind environment on the pedestrian level. As one of the practice in the field, MOLIT recently proposed Wind Environment Evaluation Guidelines Using CFD Analysis Techniques. This paper presents a computational study to confirm the feasibility of the pedestrian wind environment evaluation method using CFD based on the guideline. To verify the results of CFD, models and wind tunnel experiment data by provided by Architectual Institute of Japan were employed. Various grid configurations and numerical methods as well as varied wind directions were applied. The comparison between experimental data and the present results show that the grid refinement improves the accuracy and the pedestrian wind can be assessed by using CFD in spite of some deficit and room for improvements. More importantly, the gusts caused by the upwind and downwind in upwind region of the building, and vortex around the building were well simulated. 최근 도시 과밀화와 건축물 고층화로 인해 빌딩풍에 의한 시설 피해는 물론 보행자의 안전을 위협하는 풍환경에 대한 우려 가 커지고 있다 . 빌딩풍 피해 저감을 위한 방안으로 건축물 주변 풍환경 평가를 통해 도시의 풍환경을 개선하는 것이 중요하다 . 이를 위해 풍동실험을 대체하거나 보완하는 수단으로 최근 전산 유체역학 기법 (CFD)의 적용이 받아들여지고 있으며 , 국토교통부가 보행 자 풍환경 평가를 위한 CFD 활용 가이드라인을 제시한 바 있다 . 본 논문에서는 이 가이드라인의 적정성을 평가하기 위한 전산해석을 수행하였다 . CFD 결과의 검증을 위해 일본 건축학회가 제시한 모형과 풍동실험 결과를 사용하였다 . 평가결과 일부 위치에서 풍동 실 험값과 CFD 결과의 풍속 차이는 있으나 격자의 상세도가 정확도에 미치는 영향과 CFD를 이용한 보행자 풍환경 평가 가능성을 확인 하였다 . 또한 , 건물 주위의 상승풍 , 하강풍 및 와류 등으로 인한 돌풍이 잘 모사되고 있음을 확인하였다 .

부산의 해안지역 초고층 건물이 도시 풍환경에 미치는 영향에 관한 연구

박수진, 윤성환 신라대학교 부산학연구센터 2010 부산연구 Vol.8 No.1

본 연구는 우리나라의 대표적인 해안도시인 부산에 최근 등장한 해안지역의 초고층 건물들에 의한 도시의 풍환경의 영향을 검토하는 것을 목적으로 한다. 해운대구 마린시티 일대를 대상으로 CFD 시뮬레이션을 실시하였으며, 현재의 고층 저밀도로 가정한 모델을 비교 분석하였다. 계산 결과는 수평분포와 수직분포로 구분하여 그 영향을 검토했으며, 해안지역 초고층 건물에 의한 풍환경의 영향은 다음과 같다. 1) 풍환경은 건폐율보다 건물의 높이에 의한 영향이 더 크다. 기류의 수평분포와 수직분포 모두에서 고층건물에 의해 기류가 정체하는 영역이 넓어짐을 볼 수 있다. 2) 건물이 높을수록 도시 캐노피가 형성되는 지점이 높아진다. 저층건물 단지의 경우 건물높이의 약 1.5배 지점에서 도시 캐노피가 형성되었으나, 고층건물 단지의 경우 건물높이의 약 2.5배 지점에서 캐노피가 형성되었다. 도시 캐노피의 높이가 낮을수록 해풍도입을 통한 대류현열확산 효과가 높아지며, 이를 통한 도시 고온화 및 열섬현상 발생 억제에도 유리하다. 이러한 결과를 통해 해안에 인접한 지역에 초고층 단지를 계획할 때에는 이로 인한 도시 풍환경의 변화를 반드시 사전에 고려한 필요가 있음을 제고한다.

아파트 주거의 배치계획에 있어 CFD에 의한 풍환경의 예측과 평가

손세형(Sohn, Saehyung) 한국생태환경건축학회 2010 한국생태환경건축학회 논문집 Vol.10 No.2

도시 생태공원의 풍환경 평가 적용에 관한 고찰

김원술,정일원,권지혜 한국습지학회 2019 한국습지학회지 Vol.21 No.5

City parks play an important role in reducing the air pollution and mitigating the city heat island effect caused by global warming. However, from July 2020, restricted parks over 20-year will be partially lifted due to sunset regulation on parks. As a result, the government and local governments have been making efforts to revitalize parks, such as creating ecological parks and securing park sites. However, building winds generated by high-rise buildings constructed around ecological parks in the city may cause discomfort to pedestrians and threaten the ecosystems of plants and animal that live in ecological parks. There are no clearly proposed as standards for wind environment assessment in Korea, but also it has been rarely studied on pedestrian wind environment. In this study, wind environment studies have been reviewed to find the important parameters related to wind environment assessment. Further, wind climate analysis using wind data obtained by Seoul meterological station was performed to examine the possibility of applicability of the wind environment assessment on the city ecological parks. 도시공원은 지구온난화와 대기오염을 줄여주고 열섬현상을 완화시켜주는 중추적인 역학을 하고 있다. 그러나 도시공원 일몰제에 따른 2020년 7월 이후 도시공원 제한이 일부 해제될 예정이다. 이에 따라 정부와 지자체는 공원부지 확보와 더불어 생태공원 조성 등 공원 활성화를 위한 노력을 기울이고 있다. 그러나 도시공원 주변에 건설되고 있는 고층건축물에 의해 발생하는 빌딩풍은 보행자에게 불쾌감을 유발할 수 있고, 생태공원에 서식하고 있는 동·식물의 생태계를 위협할 수 있다. 우리나라의 풍환경 평가에 대한 기준은 명확하게 제안된 바가 없으며, 관련 연구 또한 찾아보기 힘들다. 따라서 본 논문에서는 국외풍환경 평가기준 및 관련 연구를 검토하여, 풍환경 평가 기준의 중요 인자를 도출하고, 국내 기상관측자료를 이용한 풍환경평가에 적용 가능성을 검토하였다.

도심 오픈스페이스의 형태적 특성이 풍환경에 미치는 영향

김형규(Kim Hyung-Kyoo),정재용(Chung Jae-Yong),오정근(Oh Jeong-Keun) 대한건축학회 2007 대한건축학회 학술발표대회 논문집 - 계획계/구조계 Vol.27 No.1

The increased interests in urban environmental problems due to the high density in urban areas led to a general consensus on concerns for wind environment. Urban open spaces are public spaces with a lot of activity, at the same time being enclosed spaces with low discharge of pollutants. Hence, in order to pursue a wind-environmentally sound urban open space, this paper analyzes the effects of morphological characteristics of urban open spaces on wind environment. Establishing a base model of an urban open space, simulations applying computational fluid dynamics (CFD) were executed depending on morphological characteristics, before analyzing and evaluating the wind environment. The results show that discontinuity on the surrounding building walls enhances general ventilation, and increased building heights around the open space accelerate wind speed. This research provides ideas for urban design with concerns on wind environment.

풍동실험과 전산유체해석을 이용한 고층건물의 풍환경 평가 비교

유장열,남병희,박민우,유기표 대한건축학회 2021 대한건축학회논문집 Vol.37 No.5

When a high-rise building is constructed adjacent to low-rise structures, damage is frequently caused by the associated strong wind patternsof which there are three typical forms. The first pattern is a separated flow which can occur at the corners of the buildings; the second ispilotis wind that occurs in narrow places such as columns installed in the lower parts of the high-rise building; and the third is a vortexflow which can occur between a low-rise building on the windward and a high-rise on the leeward. This study aimed to implement astandard evaluation of the wind environment and airflow characteristics around high-rise apartment blocks constructed next to low buildingsusing wind tunnel tests and computational fluid dynamics (CFD). In terms of validity, the correlation coefficient between the CFD and windtunnel results ranged between 0.6 and 0.8. Correlations below 0.8 were due to differences in the range of the wake flow area generated atthe backside of the target building according to wind direction angle and the effect of the surrounding buildings. In addition, a difference inaverage velocity ratio of the wake flow wind was observed in the values measured by the wind tunnel test and in the CFD analysis. Thewind velocity values of the CFD analysis were therefore compensated, and, as a result, although the correlations for some wind angles wereslightly reduced, most increased. 저층건물사이에 건설되는 고층아파트 주변의 풍환경 실험결과와 전산유체해석을 이용한 풍환경 기준평가와 측정지점별 기류특성에 대해 분석하였다. CFD해석결과의 유효성 검증을 위한 풍동실험 결과와 상관계수 중 0.8 이하인 풍향각에 대해서는 주변건물 등의 영향과 풍향각 별 해석대상 건물 후면에 발생하는 후류영역 범위의 차이로 판단된다. CFD해석결과와 풍동실험에서 사용되는 풍속계 계측치의 평균풍속 정의가 다름으로써 후류영역에서 평균풍속의 차이가 발생하는 것으로 판단된다. 따라서 CFD해석의 풍속값을 보정하여 상관계수를 분석하였다.

BIM에 기반한 계획설계 단계에서 풍환경 예측 및 평가방법의 제안

이수미(Su-Mi Lee),지용승(Yong-Seung Ji),송두삼(Doosam Song) 대한설비공학회 2010 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2010 No.6