Abstract
This study was to investigate the user's thermal environments of the children's parks according to pavements and sunscreen types during periods of heat waves. The measurements were conducted at the sand pits, rubber chip pavement, shelters, and green shade ground of the two children's parks located in Jinju, Korea(Chilam: $N\;35^{\circ}11^{\prime}1.4{^{\prime}^{\prim}}$, $E\;128^{\circ}5^{\prime}31.7{^{\prime}^{\prime}}$, elevation 38m, Gaho: $N\;35^{\circ}09^{\prime}56.8{^{\prime}^{\prime}}$, $E\;128^{\circ}6^{\prime}41.1{^{\prime}^{\prime}}$, elevation 24m) over three days during 11-13, August, 2016. The highest ambient air temperatures at the Jinju Meteorological Office during the three measurement days were $35.9{\sim}36.8^{\circ}C$, which corresponded with the extremely hot weather. A series of experiments measured air temperature, relative humidity, wind velocity, black globe temperature, and long-wave and short-wave radiation of the six directions 0.6 m above ground level. The wet bulb globe temperature(WBGT) and the universal thermal climatic index(UTCI) were used to evaluate thermal stress. Surface temperature images of the play equipment were also taken using infrared thermography. Surface temperatures of the play equipment and grounds were used to evaluate burn risk through contact with playground materials. The results showed the following. The maximum air temperatures averaged over 1-hour period for three days were $36.6{\sim}39.4^{\circ}C$. The sun shades reduced those temperatures by up to $2.8^{\circ}C$(green shade) and $1.0^{\circ}C/2.3^{\circ}C$(shelters). The minimum relative humidity values averaged over 1-hour period for three days were 44~50%. The sun shades increased those humidity values by up to 6%(green shade) and 4%/6%(shelters). The risk of heat related illness at the measurement sites of the children's parks were extreme and high in the daytime hours. The maximum WBGT values averaged over a 30-minute period for three days were $31.2{\sim}33.6^{\circ}C$. The sun shades reduced those WBGT values by up to $2.4^{\circ}C$(green shade) and $0.5^{\circ}C/2.1^{\circ}C$(shelters) compared to sandpits, but would not block the risk of heat related illness in the daytime hours. The category of heat stress at the measurement sites of the children's parks were extreme and very strong in the daytime hours. The maximum UTCI values averaged over a 30-minute period for three days were $39.9{\sim}48.1^{\circ}C$. The sun shades reduced those UTCI values by up to $7.8^{\circ}C$(green shade) and $4.1^{\circ}C/8.2^{\circ}C$(shelters) compared to sandpits, but could not lower heat stress category from extreme and very strong to strong and moderate in the daytime hours. According to the burn threshold criteria when skin was in contact with playground materials, the maximum surface temperature of the stainless steels($70.8^{\circ}C$) surpassed three seconds $60^{\circ}C$ threshold for uncoated steel, that of the rubber chip($76.5^{\circ}C$) surpassed five seconds $74^{\circ}C$ threshold for the plastic, that of the plastic slide($68.5^{\circ}C$) and seats($71.0^{\circ}C$) surpassed the one min $60^{\circ}C$ threshold for plastic, respectively. The surface temperatures of shaded play equipment were lower approximately $20^{\circ}C$ than those of play equipment exposed to the sun. Therefore, sun shades can block the risk of burns in daytime hours. Because of the extreme and high risk of heat related illness and extreme and high heat stress at the children's parks during periods of heat waves, parents and administrators must protect children from the use of playgrounds. The risk of burn when contact with play equipments and grounds at the children's parks during periods of heat waves, was very high. The sun shades are essential to block the risk of burn from play equipments and grounds at the children's parks during heat waves.
본 연구는 폭염 시 어린이공원 내 포장 및 차양의 유형에 따른 온열환경을 규명하고자 하였다. 이를 위해 진주기상대에서 측정한 일 최고기온이 $35.9{\sim}36.8^{\circ}C$를 나타낸 2016년 8월 11일부터 8월 13일까지 3일간 진주시내 어린이공원 2곳(칠암어린이공원: $N\;35^{\circ}11^{\prime}1.4{^{\prime}^{\prim}}$, $E\;128^{\circ}531.7{^{\prime}^{\prime}}$, 표고: 38m; 가호제12어린이공원: $N\;35^{\circ}09^{\prime}56.8{^{\prime}^{\prime}}$, $E\;128^{\circ}6^{\prime}41.1{^{\prime}^{\prime}}$, 표고: 24m)의 모래밭, 고무칩포장지, 쉘터, 녹음지를 대상으로 미기상을 측정하였다. 미기상환경으로서 지상 60cm 높이에서 기온, 흑구온도, 상대습도, 풍속, 6방향의 장파 및 단파 복사를 측정하였고, 이를 바탕으로 열스트레스 지수인 WBGT와 UTCI를 산정 및 분석하였다. 또한 열화상카메라로 포장면과 놀이시설의 표면온도를 측정하였으며, 이를 바탕으로 단시간 피부접촉시 화상의 위험을 평가하였다. 연구결과는 다음과 같다. 어린이공원의 3일 시간 평균 최고 기온은 $36.6{\sim}39.4^{\circ}C$였으며, 모래밭에 비해 녹음에서 $2.8^{\circ}C$, 쉘터에서 $1.0^{\circ}C$ 및 $2.3^{\circ}C$ 낮게 나타났다. 시간 평균 최저 습도는 44~50%였으며, 모래밭이나 고무칩포장지에 비해 녹음에서 6%, 쉘터에서 4% 및 6% 높게 나타났다. 열사병위험지수 WBGT 값에 근거하면 폭염 시 어린이공원의 주간의 열사병 위험도는 높은 또는 극심한 정도로 나타났다. 3일 30분 평균 최고 WBGT 값은 $31.2{\sim}33.6^{\circ}C$였으며, 모래밭에 비해 녹음에서 $2.8^{\circ}C$, 쉘터에서 $2.3^{\circ}C$ 및 $1.0^{\circ}C$ 낮게 나타났으나, 차양에 의해서도 열사병 위험을 피할 수는 없었다. 체감더위지수 UTCI 값에 근거하면 폭염 시 어린이공원의 주간의 온열 스트레스의 범주는 매우 강한 또는 극심한 정도로 나타났다. 3일 30분 평균 최고 UTCI 값은 $39.9{\sim}48.1^{\circ}C$였으며, 모래밭에 비해 녹음에서 $7.8^{\circ}C$, 쉘터에서 $8.2^{\circ}C$ 및 $4.1^{\circ}C$ 낮게 나타났으나, 차양에 의해서도 극심한 또는 매우 강한 온열 스트레스를 강한 또는 적정한 온열 스트레스로 낮출 수는 없었다. 단시간 피부접촉에 의한 화상 온도 기준에 따르면, 놀이시설 및 포장면의 최고 표면온도가 스텐레스 스틸($70.8^{\circ}C$)은 무도장 철재 3초 $60^{\circ}C$, 고무칩포장($76.5^{\circ}C$)은 플라스틱 5초 $74^{\circ}C$, 청색 플라스틱 미끄럼판($68.5^{\circ}C$)과 앉음판($71.0^{\circ}C$)은 플라스틱 1분 $60^{\circ}C$ 기준을 초과한 것으로 나타났다. 하지만 그늘이 진 놀이시설의 표면온도는 햇빛에 노출된 놀이시설의 표면온도에 비해 $20^{\circ}C$ 내외로 낮게 나타나, 차양에 의해 화상의 위험을 현저하게 개선할 수 있을 것으로 판단된다. 폭염 시에는 어린이공원의 온열환경은 어린이들에게 높거나 극심한 열사병 위험에 빠지게 하고, 매우 강한 또는 극심한 온열 스트레스를 주기 때문에 보호자나 관리자가 어린이들의 어린이공원 이용을 제한해야 한다. 그리고 폭염시에는 어린이공원의 포장면 또는 놀이시설에 의한 화상의 위험이 매우 높으므로 이용 시 주의를 해야 하며, 화상의 예방을 위해서는 차양시설을 적극적으로 도입해야 한다.