노후저층주택 밀집지역의 공간적 특성이 도시 미기후에 미치는 영향 = Impact of Spatial Characteristics of Deteriorated Low-rise Residential Areas on Urban Microclimate

국문 초록 (Abstract)

도시화가 가속화됨에 따라 도시 지역의 기온이 지속적으로 상승하고 있으며, 이는 극한기후 현상을 심화시켜 도시 거주자의 건강과 생활환경에 부정적인 영향을 미치고 있다. 이러한 문제는 특히 밀도가 높고 녹지가 부족한 주거 지역에서 더욱 두드러지게 나타난다. 이에 본 연구는 도시 내 고온 현상이 두드러지는 지역을 파악하고, 해당 지역의 열환경 개선을 위해 미기후에 영향을 미치는 주요 공간적 특성을 정량적으로 규명하는 것을 목적으로 한다. 연구의 공간적 범위는 광주광역시의 노후저층주택 밀집지역이며, 시간적 범위는 2024년 여름이다.
도시 미기후(urban microclimate)는 건축물의 형태와 밀도, 토지피복 상태, 지형 조건 등 다양한 공간적 요인의 영향을 받는다. 본 연구는 건폐율, 용적률, 건물층수, 건물연령으로 구성된 건물 특성 변수와 도로율, 녹지율, 정규식생지수(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI), 정규시가지화지수(Normalized Difference Built-up Index, NDBI)로 구성된 토지피복 변수, 그리고 표고와 경사도로 구성된 지형 변수를 독립변수로 설정하였다. 또한 열환경에 영향을 미치는 기상 조건의 효과를 확인하기 위해 풍속과 상대습도를 통제변수로 설정하였다. 종속변수는 2024년 여름 오후 2시의 기온으로 설정하였으며, 변수 간 관계를 분석하기 위해 다중회귀분석(multiple regression analysis)을 수행하였다.
다중회귀분석 결과, 노후저층주택 밀집지역의 기온은 건물층수, NDVI, 건물연령, 수역 유무와는 통계적으로 유의한 음의 관계를 보였고, 녹지율 및 도로율과는 양의 관계를 나타냈다. 지형 변수는 통계적으로 유의하지 않았다. 건물층수는 가장 큰 영향력을 보이는 변수로 나타났는데, 이는 건물층수가 증가하면 대상지 내 음영 면적이 증가하여 공기의 가열 및 축열을 완화시키기 때문으로 해석 가능하다. 한편 녹지율은 일반적으로 녹지가 냉각 효과를 보이는 것으로 알려진 기존 연구 결과와는 상이한 결과를 보였다. 이에 대해 녹지피복 데이터와 현장조사를 통해 노후저층주택 밀집지역의 녹지 특성을 검토한 결과, 대상지 전반에서 녹지 공간이 부족하고, 대부분의 녹지가 초지와 농업지역 위주의 피복으로 구성되어 있는 것으로 확인되었다. 이는 수목에 의한 음영 형성과 태양 복사의 효과적인 차폐 맟 증산 작용이 발생하기 어려운 구조로, 녹지가 위치한 곳에서 오히려 기온이 상승하는 경향이 나타난 것으로 해석된다. 반면 건폐율, 용적률, NDBI, 경사도, 표고는 기온과의 관계가 통계적으로 유의하지 않은 것으로 분석되었다.
본 연구의 분석 결과는 노후저층주택 밀집지역의 미기후가 개별 공간 요소의 단순한 양적 수준에 의해 결정되기보다는, 건물의 밀도와 공간 배치, 토지피복의 질과 같은 공간 구조적 특성이 복합적으로 작용하여 형성됨을 보여준다. 특히 녹지율의 회귀분석 결과는 대상지 내 녹지의 면적 자체보다는 녹지 내부의 수목 식재 여부 등이 기온 저감에 더 영향을 미치는 요소임을 나타낸다. 따라서 노후저층주택 밀집지역의 열환경 개선을 위해 단순한 녹지 확충이나 밀도 규제의 시행에 그치기보다, 공간 구조를 고려한 녹지 조성과 음영 형성 전략이 필요하다.
본 연구는 해당 지역의 미기후에 영향을 미치는 공간적 특성과 변수별 상대적 영향력을 정량적으로 제시하였다는 점에서 의의를 가지며, 향후 노후저층주택 밀집지역의 열환경 개선을 위한 도시계획 및 공간 관리 전략 수립 시 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 가. 연구 배경 및 필요성 1
• 나. 연구 목적 및 연구질문 2
• 다. 연구 범위 3
• 라 연구 방법 및 논문 구성 3
• 2. 이론 고찰 및 선행연구 검토 5
• 가. 도시 미기후와 열환경 5
• 1) 도시 미기후 5
• 2) 도시 열섬현상 6
• 3) 도시 미기후 영향요 7
• 나. 노후저층주택 밀집지역의 정의 및 특성 8
• 1) 노후저층주택 밀집지역의 정의 8
• 2) 노후저층주택 밀집지역의 공간적 환경적 특성 10
• 다. 도시 미기후 분석 방법 10
• 라. 선행연구 종합 및 연구의 차별성 12
• 3. 연구 설계 및 분석방법 16
• 가. 분석 프레임워크 16
• 나. 광주광역시 미기후 현황 및 대상지 선정 17
• 1) 광주광역시 미기후 현황 17
• 2) 광주광역시 상위 고온지역 선정 및 현황 19
• 3) 노후저층주택 밀집지역 선정 32
• 다. 자료 구축 및 변수 정의 34
• 1) 변수 설정 34
• 2) 데이터 구축 35
• 가) 도시 건축 공간적 특성 데이터 35
• 나) 위성 영상 데이터 38
• 다) WRF –LES기상 데이터 38
• 라) 데이터 타당성 검증 43
• 라. 분석 방법 45
• 1) 기술통계량 및 상관분석 45
• 2) 다중회귀분석 (OLS) 48
• 3) 모형 진단 49
• 4. 분석 결과 50
• 가. 노후저층주택 밀집지역의 미기후 및 공간 특성 분석 50
• 나. 회귀분석 결과 60
• 다. 분석 결과 해석 62
• 라. 대상지별 공간구조와 미기후 특성 63
• 마. 연구결과 요약 64
• 5. 결론 66
• 참고문헌 68
• 영문초록(Abstract) 72