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컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 아파트단지 인간 열환경 분석

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Alternative Title
Analysis of Human Thermal Environments in The Apartment Complex by Computer Simulation-Goduck-gangil area, Gangdong-gu, Seoul Metropolitan City
Abstract
최근에 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 도시 열환경 분석 연구가 전 세계적으로 진행되고 있다. 본 연구는 우리나라의 도시주거형태 중 아파트를 대상으로 인간 열환경을 분석한 뒤 쾌적한 환경을 조성 할 수 있는 조경계획 및 설계방법을 찾 고자 한다. 먼저, 서울특별시 마곡동에 위치한 아파트 단지 내에서 총 6곳(옥상, 옥상녹화, 아파트 중심, 가로수길, 운동장, 어린이놀이터)의 미기후 요소(기온, 상 대습도, 풍속, 태양 및 지구복사에너지)들을 측정하고, 컴퓨터 시뮬레이션 결과값 과 비교검증을 진행하였다. 그 결과, 비교 요소들 중 평균복사온도와 인간열환경 지수인 PET에서 가장 큰 차이를 보였고, 오픈스페이스 공간인 운동장, 놀이터에 서 평균복사온도의 차이가 가장 낮게 나타났다. 보정방법을 찾은 뒤, 서울특별시 고덕강일지구에 위치한 아파트계획 부지의 설계도면을 바탕으로 총 10개의 시나 리오를 추가적으로 만들고, 24시간동안 시뮬레이션을 진행하였다. 시나리오 2, 3(S.2, 3)은 녹지계획을 축소 및 제거했으며, 시나리오 4(S.4)는 아파트 단지 내 다층식재 적용, 시나리오 5(S.5)는 모든 건물에 쿨루프 적용, 시나리오 6(S.6)은 도로와 보도 쿨페이브먼트 적용, 시나리오 7(S.7)은 단지 내 뜰, 정원 계획지를 빗물정원으로 변경, 시나리오 8(S.8)은 모든 건물에 옥상녹화를 적용, 시나리오 9(S.9)는 1,600m2 벽면녹화 조성, 시나리오 10(S.10)은 아파트 형태를 타워형으로 변경, 시나리오 4_final(S.4_final)은 S.4, 5, 6, 7, 8, 9 요소들을 모두 적용하였다. 기준이 되는 시나리오 1(S.1)과 나머지 10개의 시나리오를 비교해 본 결과, 미기 후 요소인 기온, 상대습도, 풍속의 24시간 평균차이는 거의 없었다. 가장 더웠던 15:00 평균복사온도 결과를 비교 해 본 결과, 단지 내 다층식재를 적용한 시나리 오 4(S.4)에서 평균 2.81℃(평균 51.6℃) 최대 저감효과를 나타냈고, 모든 조경적 요소를 적용한 S.4_final과 빗물정원으로 변경한 S.7은 각각 평균 2.52, 1.86℃(평 균 51.9, 52.5℃)만큼 상대적으로 높은 열저감 효과를 보였다. S.6, 8, 10은 미미한 평균복사온도 저감효과를 나타냈다. 그러나, 쿨루프와 벽면녹화를 적용한 S.5, 9 에서는 각 각 평균 0.58, 0.5℃ 열상승 효과를 보였고, 녹지계획을 축소 및 제거 한 S.2, 3은 평균 56℃이상으로 가장 높은 열환경을 나타냈다. 이러한 영향으로, 인간 열환경지수 PET는 S.4에서 평균 1.1℃(평균 39.3℃)이상의 저감효과를 보였 다. 빗물정원으로 변경한 S.7과 모든 조경적 요소를 적용한 S.4_final에서 평균 0.8℃(평균 39.6℃)로 두 번째 높은 PET 저감효과를 나타냈고, S.6, 8, 10은 미미 한 차이를 보였다. 그러나 쿨루프와 벽면녹화를 적용한 S.5, 9에서는 평균 0.2℃ (평균 40.6℃) PET 상승효과를 나타냈고, 녹지계획을 축소 및 제거한 S.2, 3 PET 평균 41℃이상으로 가장 높은 열환경을 보였다. 그러므로, 조경적 요소 중 자연적 요소를 이용한 설계방법이 열저감 효과가 컸으며, 그 중 태양의 위치와 고도를 고려하여 교목을 식재하고, 바람을 감소시 키는 밀식을 피하는 것이 전체면적의 열저감 효과가 큰 것으로 나타났다. 수경공 간, 옥상녹화와 벽면녹화 또한 매우 효과적인 방법이며, 인공적 요소 중 반사율 이 높은 쿨루프와 쿨페이브먼트를 보도에 적용할 경우에 오히려 역효과를 줄 수 있기 때문에 건물 지붕이나 옥상에 적용한다면 조금 더 쾌적한 환경을 조성 할 수 있을 것이다.
Recently, analyzing the thermal environment of cities using computer simulations is starting in the world. The research aims are to analyze the thermal environment of the people in apartments among urban housing types in Korea and to find a landscaping plan and design method to create a pleasant environment. At first, we measured micro-climatic data (air temperature, relative humidity, wind speed, solar and terrestrial radiation in apartments located in Magok-dong, Seoul, and compared them with computer simulation results. The results showed the biggest difference in mean radiant temperature and the human energy balance model PET among comparison factors, and the lowest difference in mean radiant temperature in the open space and the playground. After finding the correction method, a total of 10 additional scenarios were created based on the design drawings of apartment planning sites located in Goduck-dong, Gangdong-gu, Seoul and simulated them for 24 hours. Scenarios 2 and 3 (S.2, 3) reduced and eliminated the green areas, and scenario 4 (S.4) applied to multi-layered plants in the apartment complex, scenario 5 (S.5) applied to cool roof on the buildings, scenario 6 (S.6) applied to cool pavement on the road and sidewalk, scenario 7 (S.7) replaced the existing gardens with rainwater gardens, and scenario 8 (S.8) applied to rooftop garden on the buildings. Scenario 9 (S.9) applied to a vertical garden on the building walls, scenario 10 (S.10) altered the apartment form from a flat to a tower, and scenario 4_final (S.4_final) applied to all elements S.4, 5, 6, 7, 8, and 9. Comparing the criteria scenario 1 (S.1) with the remaining 10 scenarios, there were a little differences in air temperature, relative humidity, and wind speed. A comparison of the hottest 15:00 mean radiant temperature results showed the best thermal reduction effect for scenario 4 (S.4) (mean 51.6°C) using multi-layer plants in the complex. S.6, 8,and 10 showed slightly mean radiant temperature reduction. However, each of the S.5 and 9 increased mean 0.58 and 0.5°C. Additionally, S.2 and 3 showed the highest thermal environment above mean 56°C. In the comparison of the human energy balance model PET, S.4 showed a mean reduction of 1.1°C (mean 39.3°C). S.7 changed to rainwater gardens and S.4_final applied to all landscape elements, showed the second highest PET reduction with mean 0.8°C (mean 39.6°C). However, the S.5 and 9 increased mean of PET 0.2°C (mean 40.6°C), and S.2 and 3 showed the highest thermal environment with mean of PET 41°C or higher. Therefore, the method of planting trees was found to have a great effect on heat reduction. Also, it is an effective way of a rainwater garden, a green roof, and a vertical garden. A Cool roof and a cool pavement with high reflectivity would create a more pleasant environment if applied to the building roof.
Author(s)
현철지
Issued Date
2019
Awarded Date
2019. 2
Type
Dissertation
URI
http://dcoll.jejunu.ac.kr/common/orgView/000000008884
Alternative Author(s)
Hyun, Cheol ji
Affiliation
제주대학교 대학원
Department
대학원 원예학과
Advisor
박수국
Table Of Contents
List of Tables Ⅰ
List of Figures Ⅲ
Abstract Ⅳ
Ⅰ. 서언 1
Ⅱ. 연구방법 3
1. 미기후 조사 3
2. 마곡지구 및 고덕강일지구 컴퓨터 시뮬레이션 모델 4
3. 고덕강일지구 컴퓨터 시뮬레이션 모델 시나리오 8
Ⅲ. 연구결과 및 고찰 12
1. 마곡지구 12
1-1. 마곡지구 여름철 인간 열환경 분석 12
1-2. 미기후 측정 자료와 컴퓨터 시뮬레이션 결과 비교 14
2. 고덕강일지구 17
2-1. 고덕강일지구 시나리오별 결과 17
가. 미기후요소 결과 17
나. 인간 열환경지수(PET) 결과 19
2-2. 조경적 요소별 결과 24
가. 투수성포장, 쿨페이브먼트 24
나. 콘크리트 옥상, 쿨루프, 옥상녹화 26
다. 콘크리트 벽, 벽면녹화 30
Ⅳ. 결론 33
Ⅴ. 초록 34
인용문헌 36
Degree
Master
Publisher
제주대학교 대학원
Citation
현철지. (2019). 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 아파트단지 인간 열환경 분석
Appears in Collections:
General Graduate School > Horticulture
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