• 한국환경과학회지
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• 제27권12호
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• pp.1261-1269
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• 2018

The purpose of this study was to investigate changes in the external thermal environment, following the application of evaporative cooling systems in buildings, in response to climate change. In order to verify changes in the external thermal environment, a T-test was performed on the microclimate, Thermal Comfort Index (TCI), and building surface temperature. Differences in microclimate, following the application of the evaporative cooling system in the building, were significant in terms of temperature and relative humidity. In particular, temperature decreased by more than 7% when the evaporative cooling system was applied. According to the results of the Thermal Comfort Index analysis, the Wet-Bulb Globe Temperature (WBGT) was below the limit of outdoor activities, indicating that outdoor activities were possible. The Universal Thermal Climate Index (UTCI) values were within the very strong heat stress range when the evaporative cooling system was not applied, When the system was applied, the UTCI values were within the strong heat stress range, indicating that they were lowered by one level. The building surface temperature decreased by ~10% or more when the evaporative cooling system was applied, compared to when it was not applied. Finally, the outside surface temperature of the building decreased by ~12% or more when the system was applied, compared to when it was not applied. We conclude that the energy saving effect of the building was significant.

• 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.

• 한국조경학회지
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• 제45권6호
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• pp.115-125
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• 2017

본 연구는 등(Wisteria floribunda(Willd.) DC.)으로 피복된 그늘시렁($L\;7,200{\times}W\;4,200{\times}H\;2,700mn$)의 엽면적지수(LAI)의 변동에 따른 온열환경을 규명하고자 한 것이다. 이를 위해 진주시내 광장($N35^{\circ}10^{\prime}59.8^{{\prime}{\prime}}$, $E128^{\circ}05^{\prime}32.0^{{\prime}{\prime}}$, 표고: 38m)의 등으로 피복된 그늘시렁 하부와 햇빛에 노출된 포장지를 대상으로 맑은 날 미기상을 측정하였다. 범용온열기후지수(UTCI)를 산정하기 위해 봄철과 여름철의 미기상환경으로서 지상 60cm 높이에서 기온, 풍속, 상대습도 그리고 6방향의 장파 및 단파복사를 2017년 4월 9일부터 8월 27일까지 측정하였다. 또한, LAI는 LAI-2200C 수관분석기로 측정하였다. 18일간 오전 10시부터 오후 4시까지의 앉은 자세의 인체가 흡수한 매 1분 간격 인체-생기상학적 자료를 분석한 결과는 다음과 같다. 측정기간 동안 햇빛노출지에 비해 그늘시렁 하부의 일평균 기온은 $0.7{\sim}2.3^{\circ}C$ 낮았으며, 일평균 풍속과 일평균 상대습도는 각각 0.17~0.38m/s와 0.4~3.1% 높았다. LAI와 쥴리안 데이 사이의 회귀식은 $y=-0.0004x^2+0.1719x-11.765(R^2=0.9897)$였다. 그늘시렁 하부의 일평균 평균복사온도($T_{mrt}$) 값은 햇빛 노출지에 비해 각각 $11.9{\sim}25.5^{\circ}C$로 낮았으며, 최대 평균복사온도 감소(${\Delta}T_{mrt}$)는 $24.1{\sim}30.2^{\circ}C$였다. LAI의 변동에 따른 햇빛 노출지 대비 일평균 $T_{mrt}$ 감소율(%) 사이의 회귀식은 $y=0.0678{\ln}(x)+0.3036(R^2=0.9454)$였다. 그늘시렁 하부의 일평균 UTCI 값은 햇빛 노출지에 비해 각각 $4.1{\sim}8.3^{\circ}C$로 낮았으며, 최대 범용온열기후지수 감소 값(${\Delta}UTCI$)는 $7.8{\sim}10.2^{\circ}C$였다. LAI의 변동에 따른 햇빛 노출지 대비 일평균 UTCI 감소율(%) 사이의 회귀식은 $y=0.0322{\ln}(x)+0.1538(R^2=0.8946)$였다. 종합적으로 보면 여름철에 덩굴식물로 피복된 그늘시렁에 의한 녹음은 차양에 의한 $T_{mrt}$의 감소를 통해 낮 동안 UTCI를 감소시킴으로써 열스트레스를 매우 강한(UTCI>$38^{\circ}C$) 또는 강한(UTCI >$32^{\circ}C$) 단계에서 강한(UTCI >$32^{\circ}C$) 또는 보통(UTCI >$26^{\circ}C$) 단계로 낮추어 준다. 따라서 여름철 열스트레스를 완화하고 쾌적한 인체 온열쾌적성을 제공하기 위해서는 덩굴식물로 피복된 그늘시렁의 도입은 필수적이다. 하지만 폭염 시에는 덩굴식물로 피복된 그늘시렁 하부의 온열환경도 이용자들에게 매우 강한 열 스트레스(UTCI >$38^{\circ}C$)를 주므로 노약자의 옥외활동은 자제시킬 필요가 있다고 판단된다.

• 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.

• 한국조경학회지
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• 제50권6호
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• pp.30-41
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• 2022

본 연구는 여름철 도시 공원의 열환경 개선효과를 측정하고 지점별 기상 측정 결과의 차이를 살펴보기 위하여 서울숲 공원 내외부에 측정 장비를 설치하고 측정값을 분석하였다. 특히 공원의 지점별 기상 측정값의 차이를 정밀하게 살펴보기 위하여 서울숲 광장부와 수변부, 공원 주변 도로부 3곳에 기상 측정 장비를 설치하고, 7월 9일에서 7월 30일 까지의 미기상 관측 자료를 측정하였으며 열 쾌적성 지표를 살펴보는 UTCI 분석을 통해서 공원의 지점별 열환경 개선 효과를 살펴보았다. 분석의 결과는 다음과 같다. 전체 측정 기간을 기준으로 서울숲의 온도는 광장부와 수변부가 주변의 도로부와 각각 2.7℃ 및 2.9℃ 낮은 것으로 나타났으며, 온도가 높은 10시에서 16시 사이 시간대를 기준으로 비교하였을 때에는 각각 5.5℃ 및 7.4℃로 매우 큰 차이가 나타났다. 또한 UTCI 분석을 통한 열 쾌적성 비교에서는 도로부와 공원부, 녹지부 사이의 유의미한 차이가 발견되었으며 또한 강한 햇볕으로 기온이 높은 10시에서 16시 시간대에 더욱 큰 차이가 나타났다. 이 외에 함께 측정된 미기상 자료들 중 미세먼지의 경우 측정 기간인 22년 7월 전체적으로 높은 날이 없었기 때문에 큰 차이가 나타나지는 않았으나 수변부, 광장부, 도로부 순으로 낮게 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났고, 이산화탄소 농도의 경우 광장부, 도로부, 수변부 순으로 높게 나타났다. 종합적으로 공원 내 두 지점에서는 시간대에 날씨에 따라 미기상 측정 결과와 열 환경 개선효과의 차이가 다르게 나타났으나, 공통적으로 공원 내 녹지부, 수변부는 모두 공원 도로부 지점과 비교하여 온도와 열 쾌적성 측면에서 유의미한 개선 효과가 나타났다.

• 한국조경학회지
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• 제45권5호
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• pp.105-112
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• 2017

가로수가 여름철 인간 열환경지수(열쾌적성)에 미치는 영향을 분석하기 위해, 낙엽활엽교목 2종과 상록활엽교목 3종 총 5종의 가로수를 대상으로 수목 하부의 음지와 그 옆의 양지에서 미기후 자료를 측정하여 비교 분석하였다. 그 결과, 기온, 상대습도, 풍속의 차이는 각각 평균 $0.2{\sim}1.5^{\circ}C$, 0.9~5.3%, $0.1{\sim}0.5ms^{-1}$로 미비하였으나, 평균복사온도는 평균 $27.1^{\circ}C$의 매우 큰 차이를 보여 주었다. 인간 열환경지수인 PET와 UTCI 결과에서는 수목 하부의 음지가 양지에 비해 PET에서는 평균 21.2~31.3%의 저감 비율을 보여 1.5~2.5단계의 열지각 개선 효과를 나타내었으며, UTCI에서는 평균 12.7~20.0%의 저감 비율을 보여 1~1.5단계의 heat stress 저감 효과를 보이는 것으로 나타났다. 또한, 상록활엽교목이 낙엽활엽교목에 비해 PET에서 평균 5% 더 높은 저감 비율을 나타냈지만, 낙엽활엽교목에 속하는 느티나무는 지엽의 밀도가 높아 상록활엽교목 만큼의 열환경지수(열쾌적성) 개선 효과를 나타내었다. 이에 따라, 가로수의 여름철 열 저감 효과에서 지엽의 밀도와 평균복사온도가 주요 영향임을 알 수 있었다.

• 한국조경학회지
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• 제46권6호
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• pp.60-74
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• 2018

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.

• 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.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제24권4호
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• pp.15-29
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• 2021

Urban green spaces offer a variety of benefits to living things and humans. However, existing green spaces have been reduced and fragmented due to urbanization, and there is a limit to creating new large green spaces in densely developed cities. Street trees have fewer restrictions on land use, which can be a measure to secure green areas in cities. In Korea, excessive pruning is being done on some street trees for reasons such as blocking of building signboards, contact with electric wires, and restrictions on sidewalk widths. Therefore, it is necessary to quantitatively understand the relationship between the benefits provided by street trees and their structures to come up with an efficient and systematic planning and management plan for urban street trees. In this study, we quantitatively analyzed the relationship between the thermal comfort improvement by the shades of street trees and the vertical structure, planting environment, and types of street trees. To calculate the thermal comfort felt by human body, we calculated UTCI (Universal Thermal Climate Index) of each street tree. For the vertical structure of street trees, we used Terrestrial LiDAR and the point clouds of street tree's crown was sliced vertically at 1m intervals. We conducted a multiple regression analysis on the thermal comfort improvement using the variables we obtained from fields. As a result, in the case of a street tree's vertical structure, the lager the volume of tree's crown located 3-4m (β=0.298, p<.05) and 6-7m (β=0.568, p<.001) above clear length, the better the cooling effect. In addition, the thermal comfort improvement was assessed to decrease as the DBH increased (β=-0.435, p<.001). In general, the crown diameter and DBH are positively correlated, with a cooling effect occurring as crown diameter increases. In this study, the opposite result was obtained due to the small number of trees measured, so additional research is needed by increasing the number of tree samples. In the case of the planting environment, the effect of improving thermal comfort was higher in the shaded area of trees planted to the south (β=-0.541, p<.001). Since unsystematic management of street trees can deteriorate the function of them, quantitative evaluations of the vertical structure of street trees are required, which can provide specific measures for planning and management of urban street trees with thermal comfort effect.

• 한국조경학회지
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• 제44권4호
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• pp.100-108
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• 2016

최근에 관광기후지수가 생리등가온도(PET)와 범용열기후지수(UTCI)와 같은 완전한 인간 에너지 균형 모델들을 포함함으로써 발전되어 오고 있다. 이 연구는 해변에서의 조경계획 및 설계를 위해, 2015년 봄과 여름에 대한민국 제주특별자치도 월정리해변에서 인간 열환경지수 및 열쾌적성을 조사하였다. 미기후 측정과 국제표준화기구 10551을 바탕으로 만들어진 설문조사를 동시에 실시하였으며, 성인 869명이 참가하였다. 그 결과, 생리적인 요소만 고려된 '열환경 지각'과 '열환경 선호도'가 선형 회귀 분석에서 생리등가온도와 92.8과 87.6%의 높은 결정계수를 나타내었다. 그러나, 생리적 요소와 심리적 요소 둘 다 고려된 '열환경 평가', '열환경 수용도'와 '열환경 부담도'에서는 60.0, 21.1, 46.4%로 낮은 결정계수를 보였다. 그렇지만, 생리등가온도와의 상관성 분석에서는 모두 0.01 레벨에서 유의성이 있는 것으로 나타났다. 인간 열환경 지수를 나타내는 '열환경 지각'에서 덥지도 춥지도 않는 '중간'의 생리등가온도의 범위는 $25{\sim}27^{\circ}C$로 나타났으나, 미국의 냉온난방협회 표준 55에서 추천한 20% 이하의 불만족성 범위는 없었다. 다만, '열환경 평가'와 '열환경 부담도'에서 $21{\sim}32^{\circ}C$와 $17{\sim}37^{\circ}C$의 생리등가온도 범위들이 그 추천범위에 속하는 것으로 나타났다. 그러므로, $21{\sim}32^{\circ}C$의 생리등가온도를 해변지역의 조경계획 및 디자인뿐만 아니라 관광 및 레크리에이션 계획을 위한 인간 열쾌적성 범위로 적용될 수 있을 것이다. 해변에서의 열 스트레스 레벨들은 한국의 내륙들보다 $2{\sim}5^{\circ}C$ 높게 나타났으며, 대만과 나이지리아와 같은 열대지역과 유사한 높은 결과들을 보였고, 서 중유럽과 이스라엘의 텔아비브보다 높은 것으로 나타났다.