The Effect of Shading on Pedestrians' Thermal Comfort in the E-W Street

This study was to investigate the pedestrian's thermal environments in the North Sidewalk of E-W Street during summer heatwave. We carried out detailed measurements with four human-biometeorological stations on Dongjin Street, Jinju, Korea ($N35^{\circ}10.73{\sim}10.75^{\prime}$, $E128^{\circ}55.90{\sim}58.00^{\prime}$, elevation: 50m). Two of the stations stood under one row street tree and hedge(One-Tree), two row street tree and hedge (Two-Tree), one of the stations stood under shelter and awning(Shelter), while the other in the sun (Sunlit). The measurement spots were instrumented with microclimate monitoring stations to continuously measure microclimate, radiation from the six cardinal directions at the height of 1.1m so as to calculate the Universal Thermal Climate Index (UTCI) from 24th July to 21th August 2018. The radiant temperature of sidewalk's elements were measured by the reflective sphere and thermal camera at 29th July 2018. The analysis results of 9 day's 1 minute term human-biometeorological data absorbed by a man in standing position from 10am to 4pm, and 1 day's radiant temperature of sidewalk elements from 1:16pm to 1:35pm, showed the following. The shading of street tree and shelter were mitigated heat stress by the lowered UTCI at mid and late summer's daytime, One-Tree and Two-Tree lowered respectively 0.4~0.5 level, 0.5~0.8 level of the heat stress, Shelter lowered respectively 0.3~1.0 level of the heat stress compared with those in the Sunlit. But the thermal environments in the One-Tree, Two-Tree and Shelter during the heat wave supposed to user "very strong heat stress" while those in the Sunlit supposed to user "very strong heat stres" and "exterme heat stress". The main heat load temperature compared with body temperature ($37^{\circ}C$) were respectively $7.4^{\circ}C{\sim}21.4^{\circ}C$ (pavement), $14.7^{\circ}C{\sim}15.8^{\circ}C$ (road), $12.7^{\circ}C$ (shelter canopy), $7.0^{\circ}C$ (street funiture), $3.5^{\circ}C{\sim}6.4^{\circ}C$ (building facade). The main heat load percentage were respectively 34.9%~81.0% (pavement), 9.6%~25.2% (road), 24.8% (shelter canopy), 14.1%~15.4% (building facade), 5.7% (street facility). Reducing the radiant temperature of the pavement, road, building surfaces by shading is the most effective means to achieve outdoor thermal comfort for pedestrians in sidewalk. Therefore, increasing the projected canopy area and LAI of street tree through the minimal training and pruning, building dense roadside hedge are essential for pedestrians thermal comfort. In addition, thermal liner, high reflective materials, greening etc. should be introduced for reducing the surface temperature of shelter and awning canopy. Also, retro-reflective materials of building facade should be introduced for the control of reflective sun radiation. More aggressively pavement watering should be introduced for reducing the surface temperature of sidewalk's pavement.

동-서 가로에서 차양이 보행자의 열적 쾌적성에 미치는 영향

본 연구는 폭염 시 동-서향 가로의 북측 보도($N35^{\circ}10.73{\sim}10.75^{\prime}$, $E128^{\circ}55.90-58.00^{\prime}$, 표고: 50m)에서 기상측정장비, 순복사계, 반사구와 열화상카메라를 이용한 실측을 통해 가로수와 쉘터에 의한 차양이 인체가 체감하는 열환경에 주는 영향을 MRT, L-MRT, UTCI, 바닥면, 벽면, 천개면의 구성요소별 방사온도로 평가하였다. 이를 위해 1 및 2열 가로수와 생울타리, 쉘터와 어-닝, 햇빛 노출지에 대한 열환경을 측정하였다. 9일간 오전 10시부터 오후 4시까지의 선 자세의 인체가 흡수한 매 1분 간격 인체-생기상학적 자료 그리고 1일간 오후 1시 16분부터 35분까지 보도 구성요소의 방사온도를 분석한 결과는 다음과 같다. 가로수와 쉘터에 의한 차양은 여름철 낮 동안 UTCI를 감소시킴으로써 열스트레스를 완화하였는데, 햇빛 노출지에 비해 1 가로수와 생울타리는 0.4단계~0.5단계, 2열 가로수와 생울타리는 0.5단계~0.8단계, 쉘터와 어-닝은 0.3단계~1.0단계로 낮추어 주었다. 하지만 폭염 시에는 가로수와 쉘터 하부의 열환경도 이용자들에게 대부분의 시간대에 "매우 강한 열스트레스"를 주는 것으로 나타났다. 그리고 햇빛에 노출된 보도 상의 열환경은 "매우 강한 열스트레스" 또는 "극심한 열스트레스"를 주는 것으로 나타났다. 체온 $37^{\circ}C$를 기준으로 한 보도 구성요소의 열스트레스 부하온도는 포장면 $7.4^{\circ}C{\sim}21.4^{\circ}C$, 도로면 $14.7^{\circ}C{\sim}15.8^{\circ}C$, 쉘터의 캐노피 $12.7^{\circ}C$, 어-닝 $8.6^{\circ}C$, 가로시설물 $7.0^{\circ}C$, 건물벽면 $3.5^{\circ}C{\sim}6.4^{\circ}C$ 순으로 나타났다. 열스트레스 부하율은 포장면 34.9%~81.0%, 도로면 9.6%~25.2%, 쉘터의 캐노피 24.8%, 건물벽면 14.1%~15.4%, 어-닝 7.0%, 가로시설물 5.7% 순으로 나타났다. 보도에서 보행자의 열적 쾌적성을 개선하기 위해서는 차양을 통해 포장면 및 도로면 그리고 건물벽면의 방사온도를 낮추는 것이 가장 효율적이며, 이를 위해서는 최소한의 정지와 전정을 통해 가로수의 수관투영면적과 LAI를 높여야 하며, 도로변에 지엽이 치밀한 생울타리를 조성하는 것은 필수적이다. 그리고 쉘터나 어-닝의 표면온도를 낮추기 위해서 서멀 라이너, 고반사 재료, 식생 녹화 등의 대책을 강구할 필요가 있다. 아울러 건물벽면에 재귀반사 재료를 사용함으로써 반사광을 제어하여야 하며, 적극적으로는 보도 포장 표면온도를 낮추기 위해 보도 포장면에 물을 뿌리는 것이 효율적이다.