공동주택단지 층수완화에 따른 열환경 평가에 관한 연구 : 대구시를 중심으로

국문 초록 (Abstract)

최근 지구환경 문제가 심각해짐에 따라 도시 열환경문제의 하나로써 열섬현상이 발생하고 있다. 이러한 열섬현상은 기상조건, 대기오염 등과 같은 요소들의 상호작용의 결과로 나타나고 있으나, 토지이용의 변화에 따른 토지피복 변화가 가장 중요한 원인으로 파악된다.
본 연구에서는 제2종(7층 이하)일반주거지역의 공동주택을 대상으로 공동주택 건축물 층수완화가 공동주택단지의 열환경에 미치는 영향을 정량적으로 평가하여 건축물 층수완화 조정기준에 활용될 수 있는 객관적 기초자료를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 연구는 선행연구 도시열환경 현상에 대한 이해를 돕기 위하여 열섬현상의 개념을 고찰하고 건축물 층수완화와 관련된 도시계획법․시행령 등의 관련 자료를 활용한다. 또한 공동주택을 대상으로 한 도시열환경 관련 서적, 논문 및 프로그램 매뉴얼 등을 활용한다.
본 연구에서는 가상의 대상지를 시뮬레이션을 활용한 열환경 분석을 실시하였다. 그 결과를 정리하면 다음과 같다.
전표면온도 분포를 분석한 결과, 모든 시나리오에 있어 동일하게 일영에 의한 표면온도 저하가 나타났으며 고층에서 일영이 차지하는 비율이 높게 때문에 주간에는 고층에서 표면온도가 낮게 나타나는 경향이 보였다. 이는 표면온도뿐만 아니라 HIP에도 영향을 미치며 열섬현상 완화에 크게 기여하고 있다고 판단된다. MRT 분포를 분석한 결과, 피복이 아스팔트 포장보다 잔디 경우, 모든 층수에서 MRT 분포가 낮게 나타났으며, 이러한 결과는 잔디의 증산작용에 의해 발생된 냉기가 주변 온도를 저하시켜 열환경 완화효과를 이뤄낸 것으로 판단된다. 또한 고층에서 일출 전, 일몰 후 HIP가 높게 나타나는 것은 건축물의 콘크리트 재질이 반사율이 낮아 일사를 반사하는 대신에 흡수·저장하여 야간에 걸쳐 고온을 유지하는 것이 그 원인으로 사료된다.
본 연구는 건축물 형상이나 재료의 차이를 고려하여 열환경을 정량적으로 분석하였는데 가장 큰 의의가 있으며 공동주택 계획시 도시기후 관점에서 친환경수법의 적용을 지원하는 객관적 기초자료가 될 것이라 판단된다.
향후 공동주택에 있어서 도시 열환경의 주요 변화 요인은 주동형상, 배치유형, 주동의 향 및 녹지율의 변화 등의 다양한 설계변수를 적용할 필요성이 있으며 이를 고려한 열환경 연구와 전체 열발생량의 증가와 함께 도시기온을 상승시키는 인공배열량을 고려한 열환경 평가가 선행되어야 할 것으로 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

As global environment becomes more serious recently, heat island phenomenon occurs as one of thermal environment problems. Though such heat island phenomenon seem to occur as a result of interaction between factors like climatic conditions and air pollution, change in land cover caused by change in land use is understood to be the most important cause. The objective of this study is to provide basic objective data which can be utilized as an adjustment criteria for alleviation of limit on the number of floors of buildings by quantitatively evaluating the effect of alleviation of limit on the number of floors of buildings in apartment complex on thermal environment of apartment complex using data obtained from apartments in class 2 (7 story buildings or lower) general residential area.
In this study, we look into the concept of heat island phenomenon in order to help understanding of the preceding study on City Heat Island Phenomenon and utilize data related to alleviation of limit on the number of floors of buildings such as City Plan Act and its enforcement ordinance. We also utilize books, theses, programs and manuals related to city thermal environment in apartments.
In this study, we carried out a thermal environment analysis utilizing simulation of a virtual object area. The result is summarized as follows:
The result of analyzing the whole surface temperature showed decrease of surface temperature due to shadow equally in all scenarios and high floors showed a tendency of low surface temperature at daytime as the rate of shadow at high floors is high. This influences not only the surface temperature but also HIP and is judged to be greatly contributing to alleviation of heat island effect. A result of analyzing MRT distribution showed lower MRT distribution on all floors when lawn was planted on the land than when the land was asphalt paved and such a result is judged to be because the cool air generated by transpiration of the lawn achieved thermal environment alleviation effect by lowering the surrounding temperature. Also, the reason why HIP at high floors show high values before sunrise and after sunset is thought to be because the concrete wall of the building maintains high temperature during nighttime by absorbing and storing sunlight at daytime instead of reflecting it as it has low reflectance.
This study has the biggest meaning in that we quantitatively analyzed thermal environment considering difference of the shapes and materials of buildings and is judged to become basic objective data which supports application of environment-friendly method in the aspect of city weather when planning an apartment. For future apartments, it is required to apply diverse design variables such as building shape, layout type, facing direction of the building and change in green space ratio, which are major variables of city thermal environment and study on thermal environment considering this and thermal environment evaluation considering artificially discharged heat which increases temperature in the city together with the total amount of heat generated should be preceded.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 1.1 연구의 배경 및 목적 1
• 1.2 연구의 범위 3
• 1.2.1 연구의 범위 3
• 1.2.2. 연구의 방법 및 구성 4
• 2. 이론적 고찰 6
• 2.1 열환경에 대한 고찰 6
• 2.1.1 도시열환경의 개요 6
• 2.1.2 열섬현상 7
• 2.2 건축물 층수완화에 대한 고찰 12
• 2.2.1 건축물 층수완화 개요 12
• 2.2.2 건축물 층수완화 추진경과 13
• 2.2.3 건축물 층수완화 추진현황 15
• 2.3 열환경 관련 선행연구 17
• 2.3.1 도시규모의 열환경 연구 18
• 2.3.2 도시가구 및 건축물 규모의 열환경 연구 20
• 2.3.3 공동주택을 대상으로 한 열환경 연구 21
• 3. 대상지 선정 및 분석 24
• 3.1 대상지 선정 24
• 3.1.1 대상지 선정 배경 24
• 3.2 대상지 현황 25
• 3.2.1 현황분석 25
• 3.2.2 대상지 토지이용현황 27
• 3.2.3 대상지 건축별 현황 30
• 3.3 대상지 열환경 분석 34
• 3.3.1 Thermo Render 개요 34
• 3.3.2 대상지 열환경 분석과정 44
• 3.3.3 대상지 열환경 분석결과 46
• 4. 층수완화에 따른 열환경 평가 51
• 4.1 대지규모 유형설정 51
• 4.2 공동주택단지 층수완화에 따른 열환경 평가 55
• 4.2.1 아스팔트일 경우의 층수별 열환경 분석 55
• 4.2.2 잔디인 경우의 층수별 열환경 분석 61
• 4.2.3 잔디 및 옥상녹화 67
• 4.2.4 지표면 재질에 따른 열환경 분석 74
• 5. 결론 및 향후과제 80
• 5.1 종합분석 80
• 5.2 향후과제 82
• 참고문헌 83
• 영문초록 86
• 국문초록 90