The Comparison of the Ultra-Violet Radiation of Summer Outdoor Screened by the Landscaping Shade Facilities and Tree

The purpose of this study was to compare the ultra-violet(UV) radiation under the landscaping shade facilities and tree with natural solar UV of the outdoor space at summer middays. The UVA+B and UVB were recorded every minute from the $20^{th}$ of June to the $26^{th}$ of September 2012 at a height of 1.1m above in the four different shading conditions, with fours same measuring system consisting of two couple of analog UVA+B sensor(220~370nm, Genicom's GUVA-T21GH) and UVB sensor(220~320nm, Genicom's GUVA-T21GH) and data acquisition systems(Comfile Tech.'s Moacon). Four different shading conditions were under an wooden shelter($W4.2m{\times}L4.2m{\times}H2.5m$), a polyester membrane structure ($W4.9m{\times}L4.9m{\times}H2.6m$), a Salix koreensis($H11{\times}B30$), and a brick-paved plot without any shading material. Based on the 648 records of 17 sunny days, the time serial difference of natural solar UVA+B and UVB for midday periods were analysed and compared, and statistical analysis about the difference between the four shading conditions was done based on the 2,052 records of daytime period from 10 A.M. to 4 P.M.. The major findings were as follows; 1. The average UVA+B under the wooden shelter, the membrane and the tree were $39{\mu}W/cm^2$(3.4%), $74{\mu}W/cm^2$(6.4%), $87{\mu}W/cm^2$(7.6%) respectively, while the solar UVA+B was $1.148{\mu}W/cm^2$. Which means those facilities and tree screened at least 93% of solar UV+B. 2. The average UVB under the wooden shelter, the membrane and the tree were $12{\mu}W/cm^2$(5.8%), $26{\mu}W/cm^2$(13%), $17{\mu}W/cm^2$(8.2%) respectively, while the solar UVB was $207{\mu}W/cm^2$. The membrane showed the highest level and the wooden shelter lowest. 3. According to the results of time serial analysis, the difference between the three shaded conditions around noon was very small, but the differences of early morning and late afternoon were apparently big. Which seems caused by the matter of the formal and structural characteristics of the shading facilities and tree, not by the shading materials itself. In summary, the performance of the four landscaping shade facilities and tree were very good at screening the solar UV at outdoor of summer middays, but poor at screening the lateral UV during early morning and late afternoon. Therefore, it can be apparently said that the more delicate design of shading facilities and big tree or forest to block the additional lateral UV, the more effective in conditioning the outdoor space reducing the useless or even harmful radiation for human activities.

조경용 차양시설과 수목에 의한 하절기 옥외공간의 자외선 차단율 비교

우리나라의 공원과 옥외 공공 공간에서 쉽게 접할 수 있는 조경용 차양시설과 녹음수가 하절기 옥외 공간에서 태양광의 자외선을 실질적으로 얼마나 차단하는가를 객관적으로 검증하기 위하여, 대표적인 조경용 차양시설인 목재쉘터, 막구조물과 녹음수인 버드나무 하부의 자외선량을 현장에서 연속적으로 측정하여 태양광과 비교 분석하였다. 자외선 현장측정을 위하여 자외선 A와 B의 조사량을 지속적으로 측정 및 기록할 수 있는 자동시스템을 구축하였으며, 이를 각 시험구의 중앙부에 설치하여 지상 1.1m 위치의 연직방향 자외선량을 2012년 7월에서 9월의 오전 9시부터 17시까지 매 분 단위로 기록하였다. 기상조건과 계측자료의 유효성 등을 고려하여 총 17일 동안의 자외선량을 바탕으로 시험구별 특성을 해석하였는데, 대조구에서 관측된 오전 10시부터 오후 4시까지의 총 648건의 10분 단위 평균데이타를 바탕으로 태양광 UVA+B와 UVB의 일중 시간대별 특성과 월별 특성을 비교하였다. 시설별 자외선량 비교에는 태양광의 자외선량이 현격하게 떨어지는 9월의 자료를 제외하고, 7월과 8월의 15일치 자료 중 오전 10시부터 오후 4시까지 총 2,052건의 데이터를 바탕으로 분석하였다. 시험기간 동안 태양광의 UVA+B는 평균 $1,148{\mu}W/cm^2$로 측정되었는데, 이때 목재쉘터와 막구조물, 녹음수 하부에서 측정된 평균값은 각각 $39{\mu}W/cm^2$(3.4%), $74{\mu}W/cm^2$(6.4%), $87{\mu}W/cm^2$(7.6%)에 불과했다. 즉, 목재쉘터가 약 97%의 자외선 차단율을 보여 가장 효과적인 것으로 나타났으며, 녹음수와 막구조물이 약 93%의 차단율을 보임으로서 세 시험구 모두 한낮동안의 자외선을 최소 약 93% 이상 차단하는 것이 확인되었다. UVB의 경우, 태양광이 $207{\mu}W/cm^2$의 평균값을 보일 때 목재쉘터와 녹음수 및 막구조물이 각각 $12{\mu}W/cm^2$(5.8%), $17{\mu}W/cm^2$(8.2%), $26{\mu}W/cm^2$(13%)로 평균값이 분석되어, 막구조물의 차단율이 상대적으로 낮은 것이 확인되었다. 그러나, 전체적으로 태양광의 자외선량과 상대적으로 비교했을 때, 태양의 남중고도가 높은 한낮 동안에는 시험구별로 측정된 자외선량에서 큰 차이가 있다고 보기는 어려웠다. 반면에, 차양시설과 수목의 형태적 특성에 의해 태양남중고도에 따라서 측면으로 조사되는 자외선이 이른 오전과 늦은 오후에 높은 수준으로 측정되는데, 이것이 하절기 인간의 옥외활동에 더 큰 장애요인이 되는 것으로 해석되었다. 결론적으로 조경용 차양시설과 녹음수는 하절기 옥외공간의 태양광에 의한 자외선을 최소 93% 이상 차단하는 것으로 나타났다. 차양면의 재료와 특성에 따라서 차단율에 다소 차이는 발생하였지만, 전체적으로 비슷한 성능을 보인 것으로 해석되었다. 다만, 차양시설의 구조적 형태적 특성에 따라서 측면으로 유입되는 자외선을 차단할 수 있는 방안이 보완된다면, 옥외의 쾌적한 휴식공간으로 기능할 수 있을 것으로 예상된다.