도시 열환경 개선을 위한 열 저감 요소의 적용 가능지 분석 알고리즘 개발 연구: 옥상녹화, 쿨루프, 가로수 식재를 중심으로

Abstract

도시 열환경 개선을 위한 열 저감 요소의 도입과 관련된 대부분의 연구는 개별 열 저감 요소의 대기 및 지표면의 기온저감 효과 분석 위주로 수행되었다. 각 열 저 감 요소가 다양한 입지 가능 위치와 면적을 가지고 있음에도 불구하고, 열 저감 요소 별 입지특성을 고려한 적용 가능지에 대한 실제적 위치 선정과 적용량 산정 연구는 미비한 실정이다. 즉, 도시 열환경 개선의 실천을 위해 열 저감 요소별 적용 가능 지역에 대한 구체 적인 분석이 필요하고, 특히 상당한 규모의 도시공간을 대상으로 이 같은 분석을 수 행함에 있어서 도시공간정보의 체계적 활용과 처리가 필요하다. 본 연구는 도시 열환경 개선을 위한 도시계획 및 설계 수립 시 열 저감 요소의 적용 가능지 분석 알고리즘을을 개발 했다. 이를 위해 첫째, 옥상녹화, 쿨루프, 가로수 식재의 적용 위치와 적용량 산정 알고리즘을 구축하였다. 이 같은 열 저감 요소의 적 용 위치 및 적용량 산정 방법은 ArcGIS에서 모델빌더로 구현 되고, 국가공간정보로 부터 분석에 필요한 자료가 체계적으로 입력되어, 각 열 저감 요소별 적용 위치와 적 용량 산정 분석이 일관된 과정에 의해 수행된다. 둘째, 사례연구로 대표적인 열섬도시 인 서울시를 대상으로 구축된 알고리즘을 적용하여 열 저감 요소별 적용 위치를 분석 하고 적용량을 산정했다. 셋째, 수치기상모델을 활용하여 옥상녹화, 쿨루프 등의 열 저감 요소를 적용하여 여름철 주·야간의 기온저감 효과를 분석하였다. 이 같은 연구를 통해 개발된 열 저감 요소의 적용 가능지 분석 알고리즘은 도시 지역 열환경 개선을 위한 도시계획·설계 시 개별 열 저감 요소 적용 가능지 분석 알 고리즘의 실제적인 유용성을 확인하였다. 또한 국가공간정보를 활용하여 사례연구를 수행함으로써 도시 열환경 개선을 위한 계획과 설계에 있어 의사결정의 객관성정확성 과 신속성 확보하였다.; Most research related to the application of urban heat reduction measures to improve the urban thermal environment has been concentrated mainly on analyzing the effects of air or surface temperature reduction by such measures. In fact, heat reduction measures differ their applicability according to location and area size. Therefore, the development of a systematic analyzing applicable areas of heat reduction measures for urban thermal environment improvement is needed. In addition, for effective analysis, it is essential to utilize an urban spatial information database in order to take into account size and complex urban areas. This study developed algorithms that select applicable locations by calculating areas for proper heat reduction measures to improve the thermal urban environment. The process consists of three parts: First, algorithms to automatically analyze applicable locations and areas of greenroofs, coolroofs and street treeplanting were developed. Using GIS, essential spatial data required for such analyses re systematically extracted from the national spatial information database and inputted to these algorithms. Second, by applying these analytic processes to Seoul, which is a representative heat island city in Korea, the applicability of the heat reduction measures was investigated. Third, using a CFD simulation model, the temperature reduction effects of such heat reduction measures in the daytime and at night during summer were analyzed. The developed algorithms in this study confirmed the practical utility of allocating algorithms in urban planning and the design of algorithms to analyze applicable locations and areas urban heat reduction measures to improve the thermal urban environment. In addition, by using the national spatial information database, the accuracy and speed of allocating algorithms, as shown in the case study, can contribute to the improvement of urban planning and design.