2018년 여름의 폭염은 기상관측을 시작(1907년 10월 1일)한 이래 111년 만에 가장 높은 기온을 기록하였는데, 서울은 39.6℃를 기록(2018년 8월 1일)하여 종전의 기록인 38.4℃(1994년 7월 24일)를 뛰어넘었다. 열섬현상으로 인해 도시의 온도가 상승하고 하절기 열쾌적성이 저하됨에 따라 하절기 열환경 개선에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 이러한 연구는 주로 열섬현상의 원인과 이로 인한 영향을 파악하는 연구와 열섬현상을 저감하기 위한 다양한 방안을 제시하는 연구를 중심으로 진행되고 있다. 그러나 많은 연구들이 공동주택 외부공간 이용자가 느끼는 열환경 개선이 목적이 아니고, 특정공간 내에서의 온도저감 및 열쾌적성 개선을 대상으로 하고 있다. 또한 시공 중인 공동주택을 대상으로 열환경을 개선할 수 있는 조경요소를 적용하여 온도저감 및 열환경 개선을 정량적으로 실증하는 연구는 매우 희소하다. 따라서 본 연구의 목적은 준공 후 시간이 경과하여 수목이 활착된 연구 대상지(연구 대상지-1)와 시공 중인 연구 대상지(연구 대상지-2)를 선정하여, 조경공사 前·後의 온도저감 및 외부공간 이용자가 느끼는 열환경 개선에 대하여 정량적으로 검증하여 조경설계 및 시공단계에서 활용할 수 있는 방법과 기초적 자료를 제공하고자 하였다.
이를 위해 연구 대상지-1은 수목식재에 의한 온도저감 효과를 도출하기 위한 실측을 진행하였고, 연구 대상지-2는 선행연구 및 연구 대상지-1에서 도출된 수목식재 기준 및 포장 기준 적용에 따른 조경공사 前·後의 온도저감 및 열환경 개선을 검증하기 위한 실측 및 시뮬레이션을 진행하였다.
공동주택의 주요 외부공간을 기준으로 측점을 선정하여 다기능 측정기 AMI310을 이용하여 미기후(온도, 습도, 풍속)를 이동식으로 하루에 3회(오전 10시, 오후 2시, 오후 5시) 측정하였으며, 연구 대상지-1 실측 기간은 2018년 7월 29일, 2018년 8월 11일 맑은 날 2일간 측정하였다. 연구 대상지-2는 조경공사 前 2018년 7월 28일 ~ 2018년 8월 22일 맑은 날 총 12일간 측정하였으며, 조경공사 後 2019년 6월 23일 ~ 2019년 7월 6일 맑은 날 총 5일간 진행하였다. 연구 대상지-2의 조경공사 前 측점별 일조시간 및 시간별 음영률 분석을 위하여 ECOTECT ANALYSIS를 활용하였으며, 조경공사 前·後 대상지의 열환경 분석을 위하여 미기상 모델 ENVI-MET을 활용하였다. 또한 실측 온도 데이터와 미기상 모델 ENVI-MET 온도 데이터의 관계를 분석하기 위하여 STATA I/C를 이용하여 상관관계를 실시하였으며, 실측 온도 데이터 변화에 따른 미기상 모델 ENVI-MET 온도 데이터 변화량을 도출하기 위하여 회귀분석을 실시하였다.
연구 대상지-1의 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 동일한 공간에서 수목에 의한 음영이 있는 측점과 없는 측점의 온도차이가 11.6℃ 발생하였다. 둘째, 동일한 공간의 음영지라도 녹지 유무에 따라 온도차이가 0.8℃ 발생하였다. 셋째, 막구조 파고라 하부 음영은 수목 하부의 음영보다 0.3℃ 낮고, 건물에 의한 그늘보다는 0.9℃ 높게 나타났다. 넷째, 동일한 공간에서 수목하부의 음영은 5.0℃ 온도저감 효과가 있는 것으로 나타났다.
연구 대상지-2의 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 미기상 모델 ENVI-MET에 의한 조경공사 前·後의 온도저감 비교 분석한 결과, 조경공사 前 평균온도는 32.4℃이며, 조경공사 後 평균온도는 31.4℃로 1.0℃ 온도저감 효과가 있는 것으로 분석되었다. 둘째, 미기후 실측에 의한 조경공사 前·後의 온도저감을 비교 분석한 결과, 조경공사 前 평균온도는 35.5℃이며, 조경공사 後 평균온도는 32.8℃로 2.7℃ 온도저감 효과가 있는 것으로 분석되었다. 셋째, 수목식재 기준이 적용된 연구 대상지-2 주요공간(측점 3, 5, 6, 8, 14)의 온도 차이를 비교한 결과, 오전 10시 ENVI-MET 온도 데이터는 0.6℃, 실측 온도 데이터는 1.7℃의 온도저감 효과가 있는 것으로 분석되었으며, 오후 2시 ENVI-MET 온도 데이터는 1.1℃, 실측 온도 데이터는 2.1℃ 온도저감 효과가 있는 것으로 나타났다. 오후 5시 ENVI-MET 온도 데이터는 1.7℃, 실측 온도 데이터는 2.2℃ 온도저감 효과가 있는 것으로 분석되었다. 넷째, 실측 온도 데이터와 ENVI-MET 온도 데이터와 간의 상관관계분석 결과 조경공사 前·後 모두 유의수준 1%에서 다소 강한 양(+)의 상관관계가 있게 나타났으며, 회귀분석을 실시한 결과 조경공사 前 실측 온도 1℃ 증가는 ENVI-MET 온도 0.64℃ 증가시키는 것으로 나타났으며, 조경공사 後 실측 온도 1℃의 증가는 ENVI-MET 온도 0.71℃ 증가시키는 것으로 나타났다.
본 연구는 실제 시공이 진행되고 있는 연구 대상지에 일사차단을 통한 온도저감 기법을 적용하여 조경공사 前·後의 온도저감 및 열환경 개선에 대해서 비교 검증하였다는 점과, 공간을 대상으로 하지 않고 입주민이 주로 이용하는 보행로와 주요 조경공간을 측점으로 선정하여 연구를 진행하였다는 점에서 기존 연구와의 차별성이 있다. 연구결과의 활용방안으로는 조경설계 단계에서 미기상 모델 ENVI-MET을 이용한 열환경 분석 데이터는 실측이 어려운 조건에서 열환경을 예측하여 설계 및 시공을 위한 기초자료로 활용이 가능할 것이며, 정량적인 연구방법과 결과는 디자이너의 직관적인 조경설계에 객관성을 부여하는 기초자료로서 활용이 가능할 것이다. 다만, 실측 온도 데이터 간의 비교분석, ENVI-MET 온도 데이터 간의 비교 분석 등 주로 온도 위주로 연구가 진행되었다는 점과, 수목식재에 한정하여 연구를 진행하였다는 한계점이 있다. 향후에는 습도, 풍속 외에도 평균복사온도, 일사량 등 다양한 미기후 요소 및 시설물 설치를 고려한 온도저감 및 열환경 개선에 대한 연구 진행이 필요하며, 온도저감 및 열환경 개선을 고려한 공동주택단지와 고려하지 않은 공동주택단지의 열환경 개선 정도에 대한 비교 연구가 필요할 것으로 판단된다.