R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 202020AUDP-B102406-06 | |||||
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| 연구사업명 | 도시건축연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 기후변화 적응형 도시열환경 설계시스템 기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2015-08-31 ~ 2020-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 오규식 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
36명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 1,152,000,000 원 기업 : 349,700,000 원 계 : 1,501,700,000 원 |
총연구비 | 정부 : 9,367,000,000 원 기업 : 1,936,964,000 원 계 : 11,303,964,000 원 |
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| 연구기관명 | 한양대학교산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
연구단 명칭 기후변화 적응형 도시 열환경 설계시스템 연구단 연구단의 비전 - 도시 열환경 설계시스템 개발을 통해 기후변화 적응 저열섬도시를 조성하여 국민이 행복한 도시공간 창조에 기여 ※ 본 연구단은 2014~2023 국토교통 R&D 중·장기전략 4대 전략목표 중 ‘안전, 편리한 국토공간 조성, ‘국민 생활복지 향상’과 국토교통 R&D 도시건축사업의 비전인 ‘국민이 행복하고 활기찬 건축 및 도시공간 창조’와 연계하여 비전 및 전략 목표를 공유함 연구개발의 배경 및 필요성 □ 환경적 측면 - 기후변화로 인해 폭염과 같은 부정적 환경문제 심화 - 도시 열환경 악화 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 과학적 기술 필요 □ 정책적 측면 - 도시 열환경은 국민 삶의 질에 직결되는 공공재로서 국민이 체감할 수 있는 쾌적한 열환경 조성을 위한 실천전략 마련 필요 □ 기술적 측면 - 선도국 대비 기술격차가 상당하여 추격 필요 - 도시 전반에 대한 상세한 열환경 분석, 중·장기적 기후변화 차원의 대응 필요 - 실천가능성 높은 도시 열환경 개선안 도출을 위해 도시계획 및 관련 법·제도 틀 속에서 실질적 문제의 규명 및 의사결정 필요 □ 사회·경제적 측면 - 열섬현상 완화에 따른 사회적 편익의 증대, 환경복지 차원에서 열 취약계층 대책 필요 - 건설시장의 신성장 동력 확보 및 시장 활성화 필요 연구개발의 차별성 - 본 연구는 앞서 살펴본 연구개발의 배경과 필요성에 따라 기존에 개발된 기술들과 다음과 같은 차별성을 지님 - 분석목표 : 도시민 삶의 질 추구 → 도시민 삶의 질 추구 + 도시 기후변화 적응 추구 - 공간적 분석범위 : 단위 건물(군) 중심 국지적 분석 → 미시(단위건물군)-거시(도시전체) - 시간적 분석범위 : 현시점-근미래 열환경 변화 분석 → RCP앙상블 고해상도 기후변화 시나리오 기반 현시점-근미래-중장기적 미래 열환경 예측 - 분석단위 : 건물 및 도시인프라의 개별·부분적 분석 → 도시공간 위계 및 유형별 기후구역(LCZ)세분화(도시공간, 도시인프라의 복합 고려) - 분석조건 : 국외 도시공간 및 기상특성 기반 분석 → 국내 도시공간 및 기상특성 기반 분석 - 분석해상도(정밀도) : 대도시(서울시) 전체 고해상도 분석 불가(미시공간: 고해상도, 거시공간: 저해상도) → 대도시(서울시) 전체 고해상도 분석 가능(미시-거시 : 고해상도) - 실용성 : 법·제도,비용편익 고려 미흡 → 현행 법·제도,비용편익 구체적 고려 의사결정 - 운용성 : 비전문가 운용 불편 → PC환경에서 비전문가 운용 편리 - 기술 자립도 : 국외 기술 → 국내 중소기업 자체기술(열환경 예측 엔진 및 GIS엔진 기반) 연구개발의 중요성 - 중요성 1: RCP 및 앙상블 기후변화 시나리오 기반 중·장기적 도시 열환경 예측 시뮬레이션, 열 취약 도시공간 개선전략 도출 - 중요성 2: 도시 열환경의 미시적(단위 건물군 중심) 분석과 거시적(도시 전체) 분석 연동 수행 - 중요성 3: 도시 열섬문제의 근원 파악을 위한 도시공간 세분화 및 기후구역 유형화 접근 - 중요성 4: 실천가능한 열환경 개선안 도출을 위해 도시계획·설계 관련 법·제도 내 허용용량 고려, 개선안의 경제성(비용편익) 산정 - 중요성 5: 건물, 교통, 인간활동에 의한 열발생 기여도와 녹지 및 수공간 인프라 간의 열저감 기여도를 복합적으로 해석, ‘근거기반 계획·설계’(Evidence-based Planning and Design) 전략도출 - 중요성 6: 열 저감에 따른 에너지 사용 저감량 규명, 유발효과로서 대기오염 저감 분석 - 중요성 7: 중소기업 자체 기술에 의한 개발, 기술 자립화, 개발기술의 객관적 성능확보를 통한 독자 생존 - 중요성 8: 대표적 분지형 열섬도시 대상 Pilot Test 실증 및 검증 - 서울시, 대구시 - 중요성 9: 국제 및 국내 연구협력 네트워크 구성, 연구성과의 객관적 성능 확보 - 중요성 10: 학제 간 융복합 연구조직 구성 - 기후변화, 도시계획·설계, 교통, 건축, 조경, 기상, 에너지, 환경영향평가, GIS, ICT, 도시계획 관련 법·제도 등 [최종목표] 최종성과 - 기후변화 적응형 도시 열환경 설계시스템 기술 최종성과의 기술정의 - 기후변화 시나리오에 기반하여 도시공간 및 도시인프라의 열발생·저감 효과를 모니터링, 시뮬레이션함으로써 도시공간 유형별로 쾌적한 열환경을 계획·설계하기 위한 시스템 기술 최종목표 - 기후변화 적응형 도시 열환경 설계시스템 개발 및 실증 전략목표 - 도시 열환경 개선을 위한 도시계획·설계 업무 범용 시스템 개발 - PC환경에서 도시 전체 열환경을 고해상도(공간해상도 10m X 10m, 시간해상도 1시간)로 유지하여 단시간(서울시 전체 60분) 내에 시뮬레이션 분석 - 도시 열환경의 미시적(단위 건물군 중심) 분석과 거시적(도시 전체) 분석 연동 수행 - AWS 기온 실측치 대비 시뮬레이션 오차 NRMSE(Normalized Root-Mean-Square Error) 15% 내 정확도 확보 - 열섬지역 예년 평년기온 대비 기온 저감(미시적 1℃, 거시적 0.3℃) 개선안 도출 - 기후변화, 도시계획 법제도, 비용편익 등을 고려한 실천가능한 열환경 개선안 도출 - 열저감에 따른 에너지 사용 저감과 대기오염 저감 산정 [연구내용 및 범위] 연구내용 - 본 연구는 1) 도시 열발생 및 저감 기여도 산정에 기반한 열환경 모니터링기술, 2) 도시계획·설계시 열섬저감을 위한 도시공간 설계시스템 기술, 3) 개발된 기술을 기반으로 기후변화 적응 및 열섬저감을 위한 도시조성기법 가이드라인 및 제도개선안 등을 연구함 - 본 연구의 결과, 저열섬도시 조성을 위해 도시계획·설계 업무에 범용성 및 실용성을 지닌 세계적 수준(기술 자립도 100% 달성)의 차별화된 도시 열환경 설계시스템을 개발함 - 세부과제 1 : 도시 열발생 및 저감기여도 산정 및 모니터링 기술 개발 (1-1) 도시 열환경 분석을 위한 DB 구축 및 열 취약지역 분석기술 개발 (1-2) 도시 열발생·저감 모니터링 시스템 개발 및 실증 (1-3) 도시 열저감에 의한 에너지 사용 저감효과 분석기술 개발 - 세부과제 2 : 열섬저감 도시공간 설계기술 개발 (2-1) 도시 열환경 분석 및 예측 시뮬레이션기술 개발 (2-2) 열섬저감 도시공간 설계시스템 프레임워크 개발 및 실증 (2-3) 열섬저감 도시공간 설계시스템 소프트웨어(S/W) 개발 및 실증 - 세부과제 3 : 기후변화 적응 및 열섬저감을 위한 도시조성기법 가이드라인 개발 및 제도개선(안) 제시 연구범위 □ 공간적 범위 - 본 연구는 부분적 도시공간들의 열환경 개선이 도시 전체에 합으로 나타나는 종합적 효과의 범위와 강도를 규명하고, 거시적 열섬현상과 미시적 열환경 개선을 위한 도시계획·설계전략의 효과를 동시에 검증하고자 함 - 주요 성과의 실증과 검증을 위한 Pilot Test 대상지는 서울시로 함. 서울시는 우리나라 광역시 중 가장 규모가 크고 도시화 수준이 높으며 대표적 분지형 도시로서 열섬현상이 빈발하기 때문에 성과 실증과 검증에 적절한 조건과 의미를 지님. 아울러 유사한 조건을 지닌 대구시도 연구성과의 적용과 확산을 위한 대상지로 함. 이와 관련하여 서울시와 대구시의 유관부서와 연구협력 의향을 확인 받았음 □ 시간적 범위 - 현시점과 가까운 미래뿐만 아니라 기상청에서 제공하는 고해상도 RCP 및 앙상블 기후변화 시나리오를 선택적으로 복합하여 기후변화에 의한 중·장기적(20~50년 후의 예측)미래를 시뮬레이션하고 대응책을 수립하고자 함 |
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| 색인어 | 한글 | 기후변화 적응 | 도시열섬 저감 | 도식계획·설계 | 열환경 시뮬레이션 | 의사결정지원시스템 |
| 영문 | Climate Change Adaptation | Urban Heat Island Mitigation | Urban Planning and Design | Thermal Environment Simulation | Decision Support System | |
| 최종보고서 | 2_연구단 최종보고서.pdf | |||||