• 한국조경학회지
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• 제52권3호
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• pp.18-32
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• 2024

본 연구는 구성 요소가 다른 제주시 주차장 6곳에서 실측한 미기후 자료와 포장 알베도·수목 요소를 달리한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 여름철 인간 열환경을 분석하고 저감 방안을 제안하는 데 목적을 둔다. 실측한 경우, 알베도로 인한 결과는 유의성이 없었으나 양지와 음지의 차이는 유의성을 보였다. 양지는 PET가 '매우 더움' 단계였으나, 음지는 2단계 낮은 '따뜻함' 단계로 나타났고, UTCI 역시 양지가 '매우 강한 열 스트레스' 단계인 반면 음지는 1단계 낮은 '강한 열 스트레스' 단계를 보이며, 태양 복사에너지의 유입을 줄이는 교목의 역할을 확인할 수 있었다. 시뮬레이션 결과도 실측된 알베도 값을 사용했기 때문에 실측 결과와 유사하게 시나리오 간 차이는 크지 않았다. 수목의 경우, 수관폭이 넓고, 엽면적지수가 높으며, 식재 간격이 좁은 시나리오가 인간 열환경을 저감하는 데 효과적이었고, 수고에 따른 차이는 각 시나리오별 상이한 결과를 보였다. 가장 낮은 PET 값을 보인 시나리오는 H9W9L3D8(수고 9m, 수관폭 9m, 엽면적지수 3.0, 식재 간격 8m)로, 현재 조성된 시나리오와 비교했을 때 PET 0.7단계 하락한 것으로 나타났다. 이로써 조경 요소 중 바닥 포장보다는 교목이 여름철 인간 열환경에 주는 영향이 크다는 점을 확인할 수 있었다.

• 한국조경학회지
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• 제38권2호
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• pp.1-8
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• 2010

도시 옥외공간에서 조경 포장면의 종류에 따른 하절기 옥외공간의 온열쾌적성 차이 발생 여부를 차광과 통풍이 배제된 조건에서 실제 온도와 상대습도의 측정을 통하여 검증하였다. 잔디, 석재잔디블럭, 중공잔디블럭, 석재블럭, 사고석, 소형고압블럭, 점토벽돌, 나지, 쇄석, 수밀콘크리트 등 총 10가지 의 인공적으로 조성된 포장면을 대상으로 저항측정식 센서들을 이용하여 2009년 6월부터 9월까지 매 분 단위로 측정하고, 기상청 관측자료를 기준으로 일 최고 기온이 $30^{\circ}C$ 이상인 26일 동안의 정오부터 오후 3시까지의 자료를 분석하였으며, 주요 내용은 다음과 같다. 지면 온도는 포장재의 종류에 따라서 차이가 발생하였는데, 잔디면의 온도가 가장 높았고, 콘크리트의 온도가 상대적으로 낮은 것으로 나타났다. 전체 시험구의 평균 지면온도는 $40.1^{\circ}C$로 분석되었는데, 이는 기상대 관측 최고 기온보다 $9^{\circ}C$ 이상 높은 것이었으며, 최고 온도는 약 $50^{\circ}C$ 이상까지 상승하는 것으로 나타났다. 지면으로부터 1.2m 높이의 온열쾌적성지수인 습구흑구온도(Wet-Bulb Grlobe Temperature: WBGT)는 포장재에 따라서 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 분석되었으며, 잔디포장면이 가장 높게 나타났고, 석재 또는 콘크리트블럭과 잔디를 혼합한 포장면이 가장 낮게 나타났다. 그러나 이들 측정값은 인간이 느끼는 쾌적한 온도 범위를 심각한 수준으로 넘어선 상태의 값으로 실제 환경에서의 체감 온열쾌적성과 직접 연관시키기는 곤란하다. 이러한 결과는 이상고온에 견디지 못하는 잔디의 생육 특성과 통풍과 차광이 배제된 시험구의 특성, 그리고 남중고도 가 높은 한낮의 데이터만을 분석 대상으로 삼은 점 등이 복합적으로 영향을 미친 결과로 해석되었다. 결론적으로 본 연구를 통해서 통풍과 차광이 배제된 하절기 한낮의 옥외공간에서는 인간이 체감하는 온열쾌적성에 포장재 변화가 미치는 영향은 미미하며, 오히려 통풍과 차광이 미치는 영향이 매우 중요하다는 것을 파악할 수 있었다.

• 한국조경학회지
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• 제40권5호
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• pp.100-108
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• 2012

통풍과 차양이 하절기 옥외공간에서 인간이 느끼는 온열쾌적성에 어떤 영향을 미치는지를 객관적으로 검증하기 위하여 통풍과 차양을 달리한 실험구를 조성하고 흑구온도와 기온 및 풍속을 측정하여 평균복사온도를 환산하여 비교 분석하였다. 미기후 측정을 위하여 개방된 잔디밭에 철제 각관을 이용하여 가로${\times}$세로${\times}$높이가 각각 $3m{\times}3m{\times}1.5m$인 프레임을 구성하고, 투명 폴리에틸렌 필름과 농업용 차광막을 이용하여 통풍과 차양의 조건을 달리한 네 가지의 실험구를 조성하였다. 각 실험구 내 중심부 지면으로부터 1.2m 높이에서 베인형 풍속계와 흑구, 측온저항체(PT-100)를 이용하여 2011년 5월 1일부터 동년 9월 30일까지 풍속과 기온, 흑구온도를 매 분 단위로 계측하였다. 기상조건과 계측자료의 유효성 등을 고려하여 총 44일 동안의 13,262건의 자료를 바탕으로 실험구별 일중 시계열적 변화를 분석하였으며, 낮 시간에 해당되는 오전 7시부터 오후 8시까지의 7,172건의 자료를 바탕으로 실험구에 따른 통계적 차이를 해석하였다. 아울러 햇볕이 가장 강렬한 시간대인 오전 11시부터 오후 4시까지의 자료를 바탕으로 평균복사온도와 풍속 및 일사량과의 관계를 분석하였다. 평균복사온도를 기준으로 해석했을 때, 통풍이 차단된 노지에서의 측정기간 중 최고값이 $58.84^{\circ}C$까지 상승한 반면, 차양이 적용되고 통풍이 원할한 실험구의 최고값은 $42.94^{\circ}C$였다. 시험결과를 종합하면, 하절기 옥외공간에서 낮 동안의 평균복사온도에 있어서 차양에 의해서는 최대 $13^{\circ}C$, 평균 $9^{\circ}C$의 냉각효과가 발생한 반면, 방풍에 의해서는 반대로 평균 약 $3^{\circ}C$의 가열효과가 있는 것으로 정리되어, 통풍이 되지 않는 태양직사광 지역은 바람이 원활하게 통하는 그림자 지역 보다 최대 $16^{\circ}C$까지 높은 것으로 나타났다. 결론적으로 본 연구를 통해서 하절기 옥외공간의 열쾌적성을 개선하는데 차양이 가장 중요하며, 그 다음이 통풍이라는 사실을 파악할 수 있었다. 따라서 옥외공간에 더 많은 녹음수와 숲을 조성하여 그림자 지역을 증가시킴으로써 인간의 하절기 옥외활동에 많은 제약을 주고 있는 불필요한 열에너지를 현격하게 저감시켜 쾌적한 미기후를 효과적으로 조성할 수 있으며, 나아가 정교하게 조성된 바람길이나 통풍 시스템을 적용한다면 도시 전체의 열환경도 효과적으로 개선할 수 있을 것이다.

• 한국지리정보학회지
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• 제27권2호
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• pp.1-18
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• 2024

본 연구는 서울시에서 도로 방향과 가로수 식재형태가 여름철 도시 열환경에 미치는 영향을 분석하여 최적의 식재방식을 찾는 것을 목표로 하였다. 컴퓨터 시뮬레이션 프로그램 ENVI-met을 이용하여, 도로 4방향과 가로수 식재형태에 따라 68가지 시나리오를 수행하였다. 그 결과, 수목 식재 시 기온, 평균복사온도, 인간 열환경지수가 개선되는 것으로 나타났다. 평균복사온도의 감소는 도로와 접한 건물에 의한 태양 복사에너지 차단과 수목의 그늘효과에 기인하였으며, 도로방향은 풍속 감소에 영향을 주는 것으로 나타났다. 모든 시나리오에서 낮은 수고(6m), 넓은 수관폭(9m), 높은 엽면적 지수(3.0), 좁은 식재간격(8m)일 때 가장 큰 열환경 개선효과를 보였다. 도로 방향은 동-서 방향의 북측 보도에서 열환경이 가장 크게 개선되었다. 본 연구는 컴퓨터 시뮬레이션을 이용해 현실도시공간과의 차이를 감안해야 하고, 현장 실측과 더 많은 변수 고려를 통한 추가연구가 필요하다.

• 한국조경학회지
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• 제50권1호
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• pp.68-77
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• 2022

서울에 위치한 아파트 단지의 인간 열환경을 정량적으로 분석하여 조경 및 도시 계획에서 인체 열 관련 스트레스를 개선할 수 있는 방법을 알아보고자 하였다. 늦봄과 여름철에 6지점[아파트중심지점, 옥상(시멘트)지점, 옥상(녹화)지점, 운동장지점, 가로수길 지점, 어린이놀이터지점]에서 미기후 자료(기온, 상대습도, 풍속, 태양 및 지구복사에너지)를 측정하여 인간 열환경지수인 PET와 UTCI를 분석하여 보았다. 늦봄과 여름철 모두 어린이놀이터지점에서 가장 높은 열환경을, 옥상(녹화)지점이 가장 낮은 열환경을 보였다. 두 지점 간 평균 차이를 비교해 보면, 기온 0.8~1.1℃, 상대습도 1.8~4.0%, 평균복사온도 7.5~8.0℃의 차이를 보였다. 풍속은 오픈스페이스 지점들에서 0.4~0.5 ms-1 더 빨랐으며, 아파트중심지점에서는 오후에 빌딩풍 현상도 나타났다. 최대 차이를 보인 어린이놀이터지점과 옥상(녹화)지점 간 인간 열환경지수 PET와 UTCI의 차이는 평균적으로 늦봄 5.2℃(최대 11.7℃) 여름철 5.4℃(최대 18.1℃) PET, 늦봄 3.0℃(최대 6.1℃) 여름철 2.6℃(최대 9.8℃) UTCI를 보였다. 이것은 평균적으로 PET에서는 약 1단계, UTCI에서는 1/2단계의 열환경지수 저감 효과를 보였으며, 최대 차이로는 PET에서는 2~3단계, UTCI에서는 1~1.5단계의 매우 큰 차이를 보였다. 또한, 옥상녹화의 효과[옥상(시멘트)지점과 옥상(녹화)지점 간의 차이]는 평균적으로 늦봄 4.6℃ PET와 2.5℃ UTCI, 여름철 4.4℃ PET와 2.0℃ UTCI 저감 효과를 보여, PET에서 2/3단계, UTCI에서 1/3단계의 개선 효과를 보여 주었다. 통계학적으로는 그린 인프라 지점인 옥상(녹화)지점, 운동장지점, 가로수길 지점은 PET와 UTCI에서 유의성이 없는 것으로 나타나, 모두 열환경 개선 효과가 있는 것으로 나타났다. 그러므로, 그린 인프라를 이용한 옥상녹화, 잔디포장, 가로수식재 적용을 통한 인간 열환경 개선 방안을 조경계획 및 설계에 반드시 도입하여야 할 것이다.

• 한국환경과학회지
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• 제25권8호
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• pp.1115-1129
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• 2016

To analyze human thermal environments in protected horticultural houses (plastic houses), human thermal sensations estimated using measured microclimatic data (air temperature, humidity, wind speed, and solar and terrestrial radiation) were compared between an outdoor area and two indoor plastic houses, a polyethylene (PE) house and a polycarbonate (PC) house. Measurements were carried out during the daytime in autumn, a transient season that exhibits human thermal environments ranging from neutral to very hot. The mean air temperature and absolute humidity of the houses were $14.6-16.8^{\circ}C$ (max. 22. $3^{\circ}C$) and $7.0-12.0g{\cdot}m^{-3}$ higher than those of the outdoor area, respectively. Solar (K) and terrestrial (L) radiation were compared directionally from the sky hemisphere (${\downarrow}$) and the ground hemisphere (${\uparrow}$). The mean $K{\downarrow}$ and $K{\uparrow}$ values for the houses were respectively $232.5-367.8W{\cdot}m^{-2}$ and $44.9-55.7W;{\cdot}m^{-2}$ lower than those in the outdoor area; the mean $L{\downarrow}$ and $L{\uparrow}$ values were respectively $150.4-182.3W{\cdot}m^{-2}$ and $30.5-33.9W{\cdot}m^{-2}$ higher than those in the outdoor area. Thus, L was revealed to be more influential on the greenhouse effect in the houses than K. Consequently, mean radiant temperature in the houses was higher than the outdoor area during the daytime from 10:45 to 14:15. As a result, mean human thermal sensation values in the PMV, PET, and UTCI of the houses were respectively $3.2-3.4^{\circ}C$ (max. $4.7^{\circ}C$), $15.2-16.4^{\circ}C$ (max. $23.7^{\circ}C$) and $13.6-15.4^{\circ}C$ (max. $22.3^{\circ}C$) higher than those in the outdoor area. The heat stress levels that were influenced by human thermal sensation were much higher in the houses (between hot and very hot) than in the outdoor (between neutral and warm). Further, the microclimatic component that most affected the human thermal sensation in the houses was air temperature that was primarily influenced by $L{\downarrow}$. Therefore, workers in the plastic houses could experience strong heat stresses, equal to hot or higher, when air temperature rose over $22^{\circ}C$ on clear autumn days.

• 한국조경학회지
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• 제41권1호
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• pp.21-33
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• 2013

이 연구는 대구광역시에 위치한 중심상업지역을 포함한 국채보상운동공원과 2.28공원지역을 대상지로 미기후 실측과 컴퓨터 시뮬레이션을 이용해 여름철 인간 열환경 지수를 분석하고, 그 지수를 토대로 인간 생기후지도를 제작하여 향후 도시 조경계획 및 디자인에 이용할 방안을 모색하는데 목적을 두었다. 인간 열환경 지수를 분석하기 위해 필요한 자료들로서 기후자료(기온, 습도, 풍속, 태양 및 지구 복사에너지)와 도시공간 구성자료(건물의 위치와 높이; 수목의 위치와 높이; 수목의 종류와 건물 벽, 지표면의 재질; 태양 복사에너지 반사율과 지구 복사에너지 방사율)를 지리정보시스템 자료와 실측을 통해 구축하였다. 그 결과, 풍속이 약할수록 도시중심상업지역이 공원보다 높은 기온을 나타냈으며, 습도는 반대의 현상을 보였다. 특히, 주풍 방향의 길들은 지역풍의 영향으로 주풍과 직각방향의 길들보다 더 낮은 기온을 나타냈다. 여름철 열환경 지수에서 가장 큰 영향을 미치는 기후요소는 태양직사광선으로 나타났으며, 도시공간에서 그늘 조성이 가장 효과적인 열환경 개선 방법이었다. 그 방법 중 파고라에 수목그늘을 이중적으로 조성하는 방법이 가장 효과적이었으며, 북향의 건물 벽 앞에 수목그늘을 조성하는 것이 그 다음으로 효과적이었다. 또한, 수종 선택뿐만 아니라 식재방식에도 중점을 두어야 하는 것으로 나타났다. 양지의 열환경 지수는 따뜻한 정도(warm)에서 매우 더운 정도(very hot)로 나와, 음지의 중간(neutral)에서 따뜻한 정도(warm)에 비해 불쾌한 열환경이 조성되었다. 특히, 양지는 넓은 광장형태의 지역들이 좁은 길보다 더 불쾌한 결과를 보였다. 재질의 반사율을 건물 벽 0.15, 지표면 0.1 낮췄을 때, 열환경 지수가 음지에서는 한 단계 중 1/6만큼, 양지에서는 1/3만큼 감소됨을 알 수 있었다. 이와 같은 미기후적 접근방식이 도시 열환경 개선방안을 찾는데 효과적일 것이다.

• 한국조경학회지
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• 제50권2호
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• pp.1-22
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• 2022

컴퓨터 시뮬레이션 프로그램인 ENVI-met을 활용하여 여름철 도로 방향과 가로수 식재형태에 따른 도시공간의 열환경 개선 효과를 분석하였다. 수목 식재 시 낮 시간 동안의 기온과 풍속은 감소하고 상대습도는 증가하였다. 평균복사온도와 인간 열환경지수 PET(physiological equivalent temperature), UTCI(universal thermal climate index)는 수목 식재 시 감소하는 경향을 보였다. 수목 식재 시 가장 큰 변화를 보인 기상요소는 평균복사온도로, PET와 UTCI 변화량 또한 평균복사온도와 유사한 패턴을 보였다. 가장 큰 저감효과를 보인 수목식재방법은 수고가 낮고, 수관폭이 넓고, 엽면적지수가 높은 수목을 좁은 간격으로 식재하는 시나리오(LWDN)였다. 평균복사온도, PET, UTCI는 태양의 고도 및 방위와 건물의 위치에 따른 그림자 형성 조건에 따라 큰 차이를 보였으며, 건물에 의한 태양복사에너지 차단이 클수록 수목에 의한 영향이 줄어들었다. 특히, 동측과 서측 보도에서는 시간대별 저감량에서 큰 차이를 보였다. 가장 저감효과가 큰 수목식재 시나리오인 LWDN으로 식재하였을 때 서측 방면에 위치한 북서, 서, 남서측 보도는 오전 시간대인 10:00에 수목이 없는 경우에 비해 PET 8.6-12.3℃, UTCI 4.2-4.5℃, 동측 방면에 위치한 북동, 동, 남동측 보도는 오후 시간대인 16:00에 PET 8.1-11.8℃, UTCI 4.4-5.0℃로 큰 저감효과를 보였다. 반면, 가장 저감효과가 적었던 수고가 높고, 수관폭이 좁으며, 엽면적지수가 낮은 수목을 넓은 간격으로 식재하였을 때 최대 저감량은 동측 방면 보도에서 PET 1.8℃, UTCI 0.9℃ 이하, 서측 방면 보도에서 PET 3℃, UTCI 0.9℃ 이하로 적은 저감효과를 보였다. 또한, 건물에 의한 영향으로 인해 수목영향이 적은 시간대에는 수목식재 시나리오 간 평균복사온도, PET, UTCI 저감효과의 차이가 크지 않았다. 이 연구결과는 가로수 식재 시 여름철 도시 열환경 저감을 위한 모델 개발에 기초자료로서 활용가능할 것이다.