Effects for the Thermal Comfort Index Improvement of Park Woodlands and Lawns in Summer

The purpose of this study was to evaluate human thermal comfort in summer by the type of greenery in parks and to explore planning solutions to supply a comfortable thermal environment in parks. The research was conducted in three different land cover types: a park with multi-wide-canopied trees(WOODLAND), park with grass(LAWN) and park with pavement(PAV) as reference sites in Hamyang-Gun SangrimPark. Field measurements of air temperature, relative humidity and wind velocity, short-wave and long-wave radiation from six directions(east, west, north, south, upward and downward) were carried out in the summer of 2014(August 21-23 and 29-30). Mean Radiant Temperature($T_{mrt}$) absorbed by a human-biometeorological reference person was estimated from integral radiation and the calculation of angular factors. The thermal comfort index PET was calculated by Rayman software, UTCI, OUT_SET$^*$ were calculated using the UTCI Calculator and the Thermal Comfort Calculator of Richard DeDear. The results showed that the WOODLAND has the maximum cooling effect during daytime, reduced air temperatures/$T_{mrt}$ by up to $5.9^{\circ}C/35^{\circ}C$ compared to PAV and lowered heat stress values despite increasing relative humidity values and decreasing wind velocity. While the LAWN had very slight cooling effects during daytime, reduced air temperatures/$T_{mrt}$ by up to $0.9^{\circ}C/3^{\circ}C$ compared to PAV, the improvement effects of the thermal comfort index was very slight. However, during nighttime the microclimatic and radiant conditions of WOODLAND, LAWN, and PAV were similar owing to the absence of solar radiation, reduction of wind velocity and an increase in relative humidity. Because the shading and evapotranspiration effects of the WOODLAND were much greater than the evapotranspiration effects of the LAWN, it can be said that the solutions for supplying comfortable thermal environment in parks are to amplify the green volumes rather than green areas. This study was undertaken to evaluate the human thermal comfort in summer of WOODLAND/LAWN parks and to determine the improvement effects of thermal comfort index. These results can contribute to the provision better thermal comfort for park users during park planning.

여름철 공원 수림지와 잔디밭의 온열쾌적지수 개선 효과

본 연구는 쾌적한 온열환경을 제공하는 공원을 계획하기 위한 방안을 모색하고자, 전형적인 녹지유형인 수림지와 잔디밭의 여름철 열환경을 측정 및 평가하였다. 이를 위해 함양 상림공원을 연구대상지로 하였으며, 대상지 내 녹지유형을 대표하는 수림지와 잔디밭 그리고 대조구로서 포장지에서 열환경을 조사하였다. 기상장비를 활용한 3일 동안(2014년 8월 21~23일, 29~30일)의 정점관측을 통해 열환경 변수인 기온, 상대습도, 풍속 그리고 6방향(동, 서, 남, 북, 하향, 상향) 장파 및 단파 복사를 측정하였다. 측정한 복사량을 근거로 6방향의 향별 가중치를 적용하여 인체가 흡수한 복사량을 구한 후 이를 평균복사온도로 환산하였다. 산정된 평균복사온도와 측정된 기온, 상대습도, 풍속을 바탕으로 PET는 Rayman 1.2, UTCI, OUT_SET$^*$는 UTCI Calculator와 Thermal Comfort Calculator of Richard DeDear로 산정한 후 수림지, 잔디밭 그리고 대조구의 온열쾌적성을 평가하였다. 열환경 및 온열쾌적지수의 평가 결과, 수림지는 포장지에 비해 주간(10:00~16:00)의 기온과 평균복사온도를 $5.9^{\circ}C/35^{\circ}C$ 낮추는 냉각효과를 나타냈으며, 상대적으로 낮은 풍속과 높은 상대습도를 나타냈음에도 불구하고, 온열쾌적지수 개선효과는 매우 크게 나타났다. 반면에 잔디밭은 포장지에 비해 주간(10:00~16:00)의 기온과 평균복사온도를 $0.9^{\circ}C/3^{\circ}C$ 낮추는 미미한 냉각효과를 나타냈으며, 잔디밭의 온열쾌적지수 개선효과는 크지 않은 것으로 나타났다. 한편, 야간(21:00~04:00)의 미기상 및 복사 환경은 일사 부재, 풍속 감속, 상대습도 증가로 인해 수림지, 잔디밭 및 포장지가 비슷하게 나타났다. 이러한 결과는 수림지의 차양 및 증발산 효과는 잔디밭의 증발산 효과에 비해 매우 크기 때문이라 판단되며, 공원의 온열쾌적성을 확보하기 위해서는 녹지의 면적보다 녹지의 용적에 주력해야 한다는 것을 시사하는 것이다. 본 연구는 수림지와 잔디밭에서 공원의 이용자가 체감하는 온열쾌적성을 정량적으로 평가하고, 수림지 및 잔디밭이 가진 온열쾌적지수 개선효과를 규명함으로써 향후 공원계획시 이용자를 고려한 쾌적한 온열환경을 조성하는데 기여할 수 있을 것이다.