• 제목/요약/키워드: energy and environment

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디젤유로 오염된 토양의 NaOH/H$_2$O$_2$ 분해를 이용한 토양세척에 관한 연구 (A Study on Soil Washing for Diesel-contaminated Soil by using Decomposition of NaOH/H$_2$O$_2$)

  • 황종현;최원준;김민철;정종현;하수호;오광중
    • 대한환경공학회지
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    • 제30권10호
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    • pp.999-1005
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    • 2008
  • 토양 세척법 중에서 수산화나트륨(NaOH)과 과산화수소(H$_2$O$_2$)를 이용한 토양세척의 주된 반응은 H$_2$O$_2$ 분해시 발생되는 산소기포가 토양에 흡착되어 있는 유류오염물질을 효과적으로 탈착 부상시킨다. 이로 인한 H$_2$O$_2$의 분해속도를 온도에 따른 반응속도 상수를 통해 증명하고, 운전인자를 최적화하기 위하여 NaOH 및 H$_2$O$_2$의 농도와 세척시간, 고액비(soil-water)의 영향을 살펴보았다. 토양세척시 NaOH 수용액상에서 H$_2$O$_2$의 분해속도는 농도에 대해 1차 반응이고, NaOH 0.1 M 이하의 농도에서 반응속도상수 k$_1$은 0.9439 $\times$ exp(-1376.82/RT), 이상의 농도에서 반응속도상수 k$_2$는 17.3588 $\times$ exp(-2320.06/RT)이었다. 아울러, NaOH는 일정농도 이상에서 H$_2$O$_2$ 분해를 촉진시키며, 토양세척 시 최적 NaOH/H$_2$O$_2$ 농도를 반응속도상수를 통해 확인하였다. 또한, 토양세척 시최적조건은 세척시간 15 min, 고액비 1 : 3, NaOH 및 H$_2$O$_2$의 농도는 0.25 M과 0.1 M이 적절하였다.

시계열 MODIS 영상자료를 이용한 산림의 연간 탄소 흡수량 지도 작성 (Mapping and estimating forest carbon absorption using time-series MODIS imagery in South Korea)

  • 차수영;피웅환;박종화
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.517-525
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    • 2013
  • 매일 단위로 수신되는 MODIS 인공위성자료를 이용하여 계산한 시계열 식생지수 자료는 1년 주기의 생물계절 특성을 나타내는 복잡한 파형으로 표현될 수 있다. 이러한 복잡한 파형도 단순한 파형의 합성으로 이루어지는데 이산 퓨리에 변환 분석 기법은 이들을 각각의 하모닉들로 추출해 내어 다양한 주기별로 생육을 달리하는 식생의 특성을 설명할 수 있다. 특히 이산 퓨리에 분석을 통해 도출된 시계열 식생지수 자료의 1차 하모닉 값은 1년 동안 변화하는 총 잎의 생장량을 나타내는 것으로써 나무의 상대성장회귀식 추정에 의해 식생이 1년 동안 탄소를 흡수한 양을 나타내는 지상부 바이오매스양을 설명한다. 따라서 1차 하모닉 값의 변화량은 1년 동안 식생이 탄소를 흡수하는 양을 나타낸다고 할 수 있는데, 시계열 MODIS 자료에서 추출된 6220여개의 표본들의 1차 하모닉 10년 평균값과 산림청의 입목 축적량 데이터를 통해 추정된 연간 단위면적당 이산화탄소 흡수량을 이용하여 수종별 비례상수를 도출할 수 있었다. 남한 산림지역에 한하여 총 이산화탄소 흡수량은 2000년 이후 10년 평균 약 5천6백만톤으로 계산되었고 이것은 발표된 남한 산림의 연간 이산화탄소 흡수량에 근접하였다. 본 연구에서 제시한 방법은 보편적 비례상수를 이용하여 식생의 연간 탄소 흡수량을 추정함으로써 시계열 위성영상 자료를 이용하여 매년 변화하는 산림의 이산화탄소 흡수량 지도를 반복하여 정량적으로 제작할 수 있는 환경공간정보를 제공한다.

한국의 해양유류오염피해에 대한 법적 대응과 과제 - HEBEI SPIRIT호 유류유출사고를 중심으로 - (The Legal Response and Future Tasks regarding Oil-Spill Damage to Korea - Focusing on the Hebei Spirit oil-spill)

  • 한상운
    • 환경정책연구
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    • 제7권3호
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    • pp.89-120
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    • 2008
  • 한국은 주된 에너지원이 석유이므로 석유의 꾸준한 소비증가와 더불어 유류의 해상운송량도 증가추세에 있으며, 이에 따른 오염사고도 매년 300여건이상이 발생되고 있다. 특히 심각한 것은 사고발생건수도 동반해서 증가추세에 있다는 점이다. 폐유나 기름찌꺼기의 고의적 투기행위를 제외하면, 유류사고의 원인은 운항상의 인적 과실이나 선박의 하자로 인한 경우라는 점에서 대부분의 사고가 인재(人災)에 해당된다. 따라서 선원의 질향상 및 단일선체선박을 포함한 노후선박의 대체는 사고발생을 사전에 예방할 수 있는 가장 기본적 사항이다. 이것은 단기간에 그 개선을 기대하기 어렵지만 그 개선을 위한 장 단기적 제도적 방안도 마련되어야 한다. 그리고 아직도 한국의 인근해상에서 대형 유류오염피해가 발생될 가능성이 상존하고 있다는 점에서 92FC의 보상한도를 초과하는 피해에 대해서는 일정 범위내에서 피해를 보전할 수 있는 제도를 마련할 필요가 있다. 그러나 현행 특별법에 따른 피해보전은 전적으로 국민세금으로 충당되고 있다는 점에서 문제가 있으며, 따라서 2003보충기금(supplementary fund)협약에 가입하는 것보다는 '국내 Fund'를 창설하는 경우에 대하여 보다 적극적으로 검토할 필요가 있다. 즉 유류운송에 따른 위험도 '수익자부담의 원칙'이라는 관점에서 정유사들의 부담금을 기초로 하여 마련되는 '국내 Fund'의 창설 및 도입을 고려할 필요가 있다고 본다. 그리고 더 나아가 유류오염에 따른 대규모 생태계 파괴 등 환경피해에 대해서는 주민피해와 구별하여 환경피해복구를 위한 공적기금마련에 대해서도 논의할 시점이 되지 않았나 생각한다. 여하튼 대형 유류오염사고에 대한 사후대응책은 항시 만족스럽지 못하다. 그 이유는 대형유류오염이 내포하고 있는 재앙의 상징성 때문이다. 대형유류오염은 사전에 예방할 수 있는 인재임에도 불구하고, 그 피해는 끝을 파악하기 힘들 정도로 인간의 삶과 자연생태계에 심각한 손상을 가져온다. 그런 점에서 대형유류오염사고에 대한 가장 최선의 대응책은 사전예방이다.

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$O_2/CO_2$ 혼합조건에 따른 LNG 연소특성해석 (Characteristic Study of LNG Combustion in the mixture of $O_2/CO_2$)

  • 김혜숙;신미수;장동순;이대근
    • 대한환경공학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.647-653
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    • 2007
  • 본 연구의 목적은 기존의 산업용 보일러에서 이산화탄소 배출저감을 위하여 연소가스 재순환에 의한 고온 순산소 연소기술을 개발하는데 있다. 이를 위해 실험실 규모의 LNG 연소기에서 연소 화염특성을 평가하기 위한 조직적인 수치해석 연구가 일차적으로 수행되었다. 특히 본 연구에서 고려한 중요한 변수는 산소부화환경에서 계산된 연소가스의 재순환 정도이다. 배기가스 재순환이 없는 100% 순산소 연소환경에서 화염은 고온의 길고 가는 층류형상의 화염을 보였다. 이는 산화제 중에서 질소성분이 감소함으로써 약화된 난류혼합효과와 $N_2$ 가스에 의한 현열손실의 감소에 기인하는 것으로 판단하였으며 문헌에 발표된 실험과 일치된 결과를 보였다. $O_2/CO_2$ 혼합가스에서 $CO_2$ 가스의 재순환율이 증가될수록 산화제의 유량 증가에 따른 강화된 난류혼합으로 인해 최고 화염온도가 버너 근처로 이동한 반면 전반적인 연소가스 온도는 $N_2$에 비해 $CO_2$의 높은 비열로 인해 낮아지는 현상을 보였다. 결국 80% 이상 $CO_2$ 가스를 재순환한 경우 연소가스의 온도가 급격하게 떨어지는 화염소멸 현상을 보여주었다. 그러나 30% $O_2/70%$ $CO_2$의 혼합 연소조건에서는 기존의 공기연소와 유사한 가스온도를 나타내었다. 이외에도 공기연소와 동일한 유량조건에서 난류강도와 열수지 측면에서 화염특성 변화를 평가하기 위한 면밀한 연구가 수행되었다.

골밀도검사의 올바른 질 관리에 따른 임상적용과 해석 -이중 에너지 방사선 흡수법을 중심으로- (A Study of Equipment Accuracy and Test Precision in Dual Energy X-ray Absorptiometry)

  • 동경래;김호성;정운관
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제31권1호
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    • pp.17-23
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    • 2008
  • 목적 : 골밀도검사의 중요한 부분을 차지하고 있는 검사장비 및 검사자의 정밀도와 정확도는 환경에 따라 차이가 있기 때문에 질 관리가 체계적으로 이루어져야 한다. 골밀도 검사장비의 노화 및 잦은 고장에 의하여 장비의 교체 및 추가 구입으로 인하여, 추적검사를 하는 환자들의 호환성에 문제가 있다. 따라서 장비 교체 및 증설 후 동일한 장비처럼 호환하여 시용해도 환자의 임상적인 골밀도 변화를 정확하고 정밀하게 반영할수 있는지 알아보고자 한다. 재료 및 방법 : 장비 정밀도는 GE Lunar Prodigy Advance 2 대의 장비 (P1, P2)와 HOLOGIC Spine Phantom(HSP)을 이용하여 각 장비에서 20 번씩 스캔하여 팬텀을 이용한 정밀도 데이터를 획득하였고 (Group 1), 여성 120명 (평균나이 48.78, $20{\sim}60$세)을 대상으로 각 장비에서 15명씩, 같은 환자가 두 번 촬영을 하여 각 검사자의 정밀도를 측정했다(Group 2), 또한 검사자의 정밀도는 팬텀(ASP)을 이용하여 매일 아침마다 질 관리 시행후 얻은은 데이터를 기준으로, 각각의 장비에서 HSP를 이용하여 각 장비에서 20번씩 스캔 후 데�歷� 획득하여 검사자정밀도 및교차 보정 데이터를 산출하였고(Group 3), 여성 120명(평균나이 48.78, $20{\sim}60$세)의 동일 환자를 대상으로 한 장비에서 한 번씩 교차로 측정하여 검사자 정밀도 및 교차보정 데이터를 산추라였다(Group 4). 결과 : Daily Q.C Data는 $0.996\;g/cm^2$, 변동계수(%CV) 0.08로 안정된 장비로서 Group 1에서 Mean${\pm}$SD 및 %CV값은 ALP(P1: $1.064{\pm}0.002\;g/cm^2$, $%CV=0.190\;g/cm^2$, P2: $1.061{\pm}0.003\;g/cm^2$, %CV=0.192). Group 2에서 Mean${\pm}$SD 및 %CV값은 P1: $1.187{\pm}0.002\;g/cm^2$, $%CV=0.164\;g/cm^2$, P2: $1.198{\pm}0.002\;g/cm^2$, %CV=0.163, Group 3에서의 Mean${\pm}$2SD 및 %CV는 P1 - (spine: $0.001{\pm}0.03\;g/cm^2$, %CV=0.94, Femur: $0.001{\pm}0.019\;g/cm^2$, %CV=0.96), P2 - (spine: $0.002{\pm}0.018\;g/cm^2$, %CV=0.55, Femur: $0.001{\pm}0.013\;g/cm^2$, %CV=0.48), Group 4에서 Mean${\pm}$2SD 및 %CV는, r값은 spine: $0.006{\pm}0.024\;g/cm^2$, %CV=0.86, r=0.995, Femur: $0{\pm}0.014\;g/cm^2$, %CV=0.54, r=0.998이였다. 결론 : HOLOGIC Spine Phantom과 LUNAR ASP %CV는 ISCD에서 규정한 정상오차 범위인 ${\pm}2%$안에 모두 포함되었고 BMD가 비교적 일정한 값을 유지하면 측정되어 뛰어난 재현성을 보였다. 하지만 Phantom은 환자의 체중이나 체지방 조성의 변화 등 임상적인 부분을 반영하는 데는 한계성을 갖고 있어 mis-calibration을 check하는데 유용할 것으로 판단된다. Group 3과 Group 4의 결과에서 환자를 하나의 장비로 두 번 측정한 값을 보았을 때와 두 대의 장비를 교차하여 측정한 값 모두 2SD값 이내에 포함되었고 선형회귀분석(Regression Analysis) r값이 0.99 이상으로 높은 정밀도와 상관도를 나타냄으로써 두 장비를 호환하여 추적검사를 시행하여도 영향이 없었다. 신뢰있는 BMD 산출을 위해서는 정기적으로 장비 및 검사자의 기능테스트와 이에 대한 적절한 교정행위가 이루어져야 할 것이다.

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유라시아 철도의 다중경로 구축에 관한 연구 (The Study of Establishing the Multi-pass Eurasian Railroads)

  • 한범희;허남균;허희영
    • 산학경영연구
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    • 제21권2호
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    • pp.137-170
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    • 2008
  • 본 연구는 국제물류시장에서 동북아 각국의 협력과 경쟁을 유발하는 유라시아철도의 경로구축에 대한 물류전략을 제시하고 있다. 21세기 세계경제의 화두(話頭)는 자유무역협정, 에너지자원개발, 지구온난화 등이다. 이미 유럽은 경제통합의 최고수준인 초국가적 기구를 설치하여 완전경제통합을 이루어 역내 생산 및 물류 방면에 경쟁우위를 확보하였으며, 캐나다, 미국, 멕시코 등도 1994년 1월에 북미자유무역협정(NAFTA)을 체결하여 역내 관세철폐를 통한 역외국가에 대해 비교우위를 점하고 있다. 한편, 유라시아 대륙의 동쪽지역에 해당하는 중국, 일본, 러시아, 한국 등 동북아시아 지역은 정치 경제적인 세계적 위상에 비추어 볼 때, 대립과 갈등이 거듭되는 낙후된 모습으로 교류와 소통에 비효율과 고비용 구조를 면하지 못하고 있다. 아프리카, 남아메리카, 중앙아시아, 몽골, 코카서스 지역 등에는 미국, 영국, 중국, 일본 등이 미래 에너지자원 확보를 위해 자원개발패키지프로그램을 실행하고 있으며, 지역에 따라서는 석유, 가스, 광물자원의 수송 대책에 상당한 어려움을 겪고있다. 2005년 2월 16일 일본 교토에서 기후변화에 관한 국제연합규약의 교토의정서를 채택한 이후 해당 국가들은 온실가스를 줄이기 위한 대체에너지개발 및 운송수단의 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 현재, 유럽과 아시아간의 이동화물의 대부분은 해상경로를 통하여 운송되고 화물의 특성상 미량의 항공운송이 있으며, 기원전부터 동서양의 이동통로였던 실크로드는 흔적만 남아 있을 뿐이다. 유라시아 북부지역을 관통하는 시베리아횡단철도는 서비스상의 애로(隘路)가 많아 아직까지는 러시아만의 유통경로로 대부분 사용되고 있다. 1992년 완성된 중국횡단철도는 국제적 유통경로로서의 제 역할을 수행하지 못하고 있다. 이중육지폐쇄국가 (double landlocked country)인 우즈베키스탄을 비롯한 중앙아시아, 몽골, 아제르바이잔 등 해상과 인접하지 못한 국가들은 보유하고 있는 자원개발을 통하여 경제적 도약을 계획하고 있지만, 자원개발의 특성과 빈약한 물류인프라로 인하여 상당한 기간이 소요될 것으로 고려된다. 다만, 인접국가인 중국의 경우는 투르크메니스탄에서 우즈베키스탄과 카자흐스탄을 통한 가스파이프라인을 연결하여 중국서부지역의 수요를 충당할 계획으로 건설 중에 있다. 특히, 2001년에 정식으로 출범한 상하이협력기구(Shanghai Cooperation Organization:이하 SCO)는 중국과 러시아를 필두로 타지키스탄, 키르기스스탄, 카자흐스탄, 우즈베키스탄 등 정회원국 6개국과 옵서버 국가인 몽골, 인도, 파키스탄, 아프가니스탄, 이란 등 5개국으로 구성되어 있다. 처음에는 테러방지를 위한 군사적 동맹으로 시작했지만, 지금은 교통, 운송, 교역, 에너지협력까지 확대해 나가고 있다. 미국과 NATO의 옵서버 신청까지 거절하였으니 그 숨겨진 뜻을 이해할 필요가 있을 것이다. 러시아는 동서가 유라시아 대륙의 북부지역 전역을 차지하는 광활한 지역을 균형 발전시켜야한다는 국정과제를 수행하기 위하여 시베리아횡단철도(Trans Siberia Railway:이하 TSR)의 활성화와 극동 시베리아 지역의 경제발전에 전력을 다하고 있다. 또한 일본과 한국에 상당한 기대를 가지고, TSR과 TKR(한반도종단열차)을 연결시키기 위하여 적극적인 노력을 한 결과, 나진-하산 간 철도 개보수에 러시아, 북한, 남한 3개국이 참여하기로 잠정 합의되었다. 이 지역은 국제연합개발계획(UNDP)에서 추진하고 있는 두만강개발계획(Greater Tumen Initiative:이하 GTI)과 중첩되는 곳으로, 이 계획은 한국, 몽골, 중국, 러시아, 북한 등 5개국의 공동 프로젝트이며, 그 내용은 에너지, 관광, 환경, 몽골과 중국 간 철도연결 타당성 검토, 동북아 페리루트 개설 등이 추진되고 있다. 중국의 동북3성 재개발 계획을 성공적으로 실행하기 위해서는 국내외 자본의 많은 투자 유치가 필수적인데, 그 전제 조건이 중국동부 연안의 개발에서 이미 보았듯이 막힘 없는 물류인프라의 존재 여부이다. 일본은 몽골지역에 대규모 무상 인프라건설 지원을 해주면서, 몽골과 러시아 자루비노를 연결하는 '동방대통로'를 구상하고 있지만, 러시아, 중국의 태도를 주시해야하는 입장이다. 만약에, 북한의 비핵화 방지 프로그램이 파행을 거듭하지 않는다면, 미국도 어떠한 방식으로든 참여하게 되어, 한반도종단철도와 시베리아횡단철도, 한반도종단철도와 중국횡단철도의 연결은 아시아태평양경제사회위원회(UN ESCAP)의 추진 프로그램과 더불어 가속도를 붙게 할 것이다. 이것이 실행되면, 지금까지 미온적인 일본과 한국 간 해저터널 문제도 적극적으로 검토될 것이다. 결국 한반도는 주변국이 원하든 원하지 아니하든, 지경학적으로 그리고 지정학적으로 동북아시아의 중심적 위치를 차지할 수밖에 없을 것이며, 과거, 현재, 미래에 동북아시아 각 국가의 경쟁과 협력의 중심적 역할을 할 수 있는 한반도의 기회는 계속될 것이다.

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통풍과 차양이 하절기 옥외공간의 평균복사온도에 미치는 영향 (The Influence of Ventilation and Shade on the Mean Radiant Temperature of Summer Outdoor)

  • 이춘석;류남형
    • 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.