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    중국 도시 브라운필드 재생을 위한 생태효율에 관한 연구 : 바이오필릭 디자인의 속성 중심으로

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    https://www.riss.kr/link?id=T17287233

    • 저자
    • 발행사항

      서울 : 홍익대학교 대학원, 2025

    • 학위논문사항
    • 발행연도

      2025

    • 작성언어

      한국어

    • DDC

      729 판사항(22)

    • 발행국(도시)

      서울

    • 기타서명

      A study on the ecological efficiency of the urban brownfield regeneration in china : focusing on the property of biophilic design

    • 형태사항

      책 : 삽화

    • 일반주기명

      홍익대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다
      지도교수: 이정교

    • UCI식별코드

      I804:11064-000000035078

    • DOI식별코드
    • 소장기관
      • 홍익대학교 중앙도서관 소장기관정보
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    다국어 초록 (Multilingual Abstract) kakao i 다국어 번역

    With the continued intensification of urbanization, the rapid transformation of traditional industrial structures, and the escalating global climate crisis, contemporary cities are increasingly confronted with complex challenges in environmental management and land redevelopment. Particularly in cities that have historically evolved around heavy industries and large-scale manufacturing, numerous abandoned industrial sites—commonly called “brownfields”—have emerged as byproducts of urban growth. These sites typically suffer from compounded issues such as soil, water, and air pollution, along with infrastructural decay, leading to disruptions in urban landscapes and critical constraints on sustainable urban development and ecological security. While past urban development models prioritized expansion and contributed to economic acceleration, they also triggered excessive exploitation of land resources and continuous degradation of natural ecosystems. In response to the growing awareness of sustainable development, contemporary urban regeneration has increasingly shifted from merely enhancing infrastructure and land value to pursuing a multidimensional balance encompassing ecological restoration, social inclusivity, and cultural continuity. Within this paradigm shift, the ecological regeneration of brownfields is no longer viewed as a simple spatial reorganization but rather as a comprehensive and integrative urban strategic action. Accordingly, brownfield regeneration has evolved beyond the logic of physical replacement to embrace a holistic design agenda that emphasizes the restoration of urban ecosystem health, the reconfiguration of human–nature relationships, and the enhancement of accessibility and diversity in public spaces. Central to this agenda are objectives such as the recovery of biodiversity, the reconstruction of ecological functions, and the implementation of green infrastructure. At the same time, it must also encompass the revitalization of publicness in urban society and the reinvigoration of local communities. Ultimately, such efforts contribute to the establishment of a multidimensional, collaboratively constructed, and equitably shared system of urban resilience.
    This study was conducted against the backdrop of rapid urbanization and the growing urgency of sustainable development, with a focus on systematically analyzing the ecological restoration efficiency of representative brownfield regeneration projects in China. Specifically, it aims to empirically investigate the operational mechanisms of Biophilic Design in enhancing urban ecological performance. Biophilic Design, beyond its conventional interpretation as a spatial aesthetic or a concept within environmental psychology, functions as a strategic framework for constructing next-generation ecological cities. By integrating elements of nature, it enhances the inherent resilience of ecosystems while improving human-centered spatial experience and environmental adaptability in urban settings. To achieve these objectives, the study first conducted a comprehensive review of existing theories related to ecological restoration and the reconfiguration of human–nature relationships within urban brownfield regeneration. Based on this theoretical foundation, it developed an analytical framework was developed for assessing urban ecological restoration strategies, emphasizing integration and adaptability. This framework incorporates not only a systematic logic of environmental factors but also the interactive dynamics between social indicators and design strategies. In doing so, it seeks to provide a scientific and theoretical basis for evaluating and improving the ecological efficiency of brownfield regeneration initiatives. The research process consists of the following steps.
    First, a comprehensive literature review was conducted to examine the concept of brownfields across various countries, identifying both the commonalities and distinctions among the definitions presented in previous research. By synthesizing existing academic discourse, this study derived a comparative understanding of how brownfields are conceptualized globally. Subsequently, the causes and typologies of brownfield formation were systematically categorized, and the physical and environmental characteristics of brownfields were analyzed based on the theoretical framework proposed by Niall G. Kirkwood, Dean of the Harvard Graduate School of Design and a pioneer in brownfield research. In addition, a keyword analysis was performed on a total of 8,478 academic publications from the past decade to identify scholarly trends and evolving research directions in the field of brownfield regeneration. Building on this theoretical foundation, the study analyzed the formation processes and current policy frameworks of brownfield regeneration within Chinese cities. This analysis revealed a range of persistent challenges and structural limitations that affect the implementation and effectiveness of regeneration projects in the Chinese urban context. Through this theoretical investigation, the study affirms that urban brownfield regeneration is not merely a matter of resolving environmental degradation but is also deeply intertwined with sociocultural contexts, policy conditions, and the psychological restoration of urban inhabitants. These findings highlight the necessity of adopting a multidimensional and integrative approach in the design strategies for brownfield regeneration.
    Second, an analytical framework for Biophilic Design was established through a comprehensive examination of its conceptual foundations and its applications in urban regeneration contexts. Biophilic Design, rooted in biological and psychological principles, is a design strategy premised on the intrinsic connection between humans and nature. Its core objective is to enhance both the ecological quality of urban spaces and users' psychological well-being through the systematic integration of natural elements into the built environment. By synthesizing previous studies, the key components of Biophilic Design were structurally categorized. These include the integration of green spaces, maximization of natural light and ventilation, utilization of water features, incorporation of natural forms and textures, and the enhancement of connectivity with ecological habitats. Based on this theoretical groundwork, the study analyzed various evaluation methodologies related to urban regeneration efficiency, comparing qualitative and quantitative approaches. To that end, this research adopts a dual-system methodology that combines Data Envelopment Analysis (DEA) for quantitative evaluation and Focus Group Interviews (FGI) for qualitative assessment. Through this approach, existing literature on urban regeneration was critically reviewed, and an initial multidimensional evaluation framework was developed—one that encompasses ecological, social, and psychological dimensions. This integrated methodology provides a scientific basis for systematically measuring the effectiveness of Biophilic Design within urban regeneration projects.
    Third, the initial evaluation indicators were validated and refined through two rounds of expert Focus Group Interviews (FGIs). During this process, indicators deemed difficult to quantify or of low practical feasibility were eliminated, and a structured system of metrics suitable for application within the Data Envelopment Analysis (DEA) framework was developed. To further verify the reliability and validity of the indicator system, a survey consisting of 300 questionnaires was designed and distributed. The responses collected provided empirical evidence supporting both the quantitative reliability and the practical applicability of the proposed indicators. In addition, to enhance compatibility with the DEA model, the study re-examined the theoretical and practical limitations of the indicator framework based on prior research. Indicators with high redundancy were removed, and the structure of the framework was reorganized into ecological and social dimensions. This restructuring improved the explanatory power and practical feasibility of the analysis model, establishing a robust empirical foundation for the multidimensional evaluation of urban brownfield regeneration efficiency. The DEA model was subsequently applied to six representative brownfield regeneration cases in major Chinese cities. Through this application, key performance metrics were calculated, including Technical Efficiency (TE), Pure Technical Efficiency (PTE), Scale Efficiency (SE), Returns to Scale (RTS), and Overall Efficiency (OE). These analyses enabled a comparative assessment of each regeneration project’s efficiency and effectiveness to ecological design strategies and resource inputs. Ultimately, this empirical approach provided evidence of the structural validity and practical effectiveness of biophilic ecological restoration strategies in the context of urban brownfield regeneration.
    The research findings indicate that in high-efficiency cases (e.g., DMU2), there was a strong alignment between resource inputs and output performance. In particular, the integration of functional complexity and ecologically grounded design contributed to the effective operation of the project. DMU2 demonstrated an effective combination of environmentally friendly design elements and spatial strategies tailored to local characteristics. Multidimensional inputs—such as the strategic placement of natural elements, enhanced public accessibility, and energy-efficient design—were shown to directly contribute to the qualitative improvement of output indicators. In contrast, DMU6 exhibited lower efficiency, particularly in the utilization of public spaces and environmental improvement metrics. This underperformance appears to stem from a spatial design that failed to align with the actual usage patterns of residents, as well as from limited ecological input. These results suggest that urban brownfield regeneration strategies must extend beyond mere physical spatial transformation and instead require a multidimensional design approach that carefully integrates ecological functionality with social acceptability.
    This study theoretically demonstrates that Biophilic Design strategies, in the context of urban brownfield regeneration, function not merely as tools for introducing greenery or enhancing aesthetics but as core components enabling integrated design across spatial, functional, and operational dimensions. By combining ecological sensitivity with user-centered spatial experience, Biophilic Design should be strategically incorporated from the early stages of urban regeneration projects. Notably, the study empirically validates that DEA-based pre-simulation techniques can serve as effective tools for informing policy development and evaluating design alternatives. This approach offers a practical methodology for assessing the efficiency and feasibility of design strategies in advance, thereby highlighting its relevance for both policy and practice. Furthermore, the study outlines directions for future research. It emphasizes the need to expand the scope of analysis to include global case studies that reflect diverse regional and cultural contexts, thereby enabling cross-cultural validation of Biophilic Design’s applicability and effectiveness. In particular, integrating qualitative outcome indicators—such as mental resilience, psychological comfort, and social acceptance—alongside ecological efficiency would allow for a more comprehensive approach to urban ecological restoration. This research also sets its analytical baseline in the post-pandemic year of 2023, deliberately excluding the period from 2020 to 2022 when urban activities were significantly constrained by COVID-19. However, given the time-lagged nature of urban regeneration outcomes, future longitudinal studies incorporating data from five or ten years post-implementation will be necessary. Indicators such as ecosystem recovery, resident satisfaction, and economic sustainability often reveal their full impact only over the long term, underscoring the importance of sustained monitoring frameworks to evaluate the durability of design strategies. In conclusion, this study empirically confirms the quantitative effects of Biophilic Design-based ecological restoration strategies in urban brownfield regeneration and offers actionable insights for the development of sustainable urban regeneration models. Moving forward, an integrated approach that harmonizes ecological sensitivity with human-centered spatial strategies should be further advanced in urban design and policy-making practices.
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    With the continued intensification of urbanization, the rapid transformation of traditional industrial structures, and the escalating global climate crisis, contemporary cities are increasingly confronted with complex challenges in environmental manag...

    With the continued intensification of urbanization, the rapid transformation of traditional industrial structures, and the escalating global climate crisis, contemporary cities are increasingly confronted with complex challenges in environmental management and land redevelopment. Particularly in cities that have historically evolved around heavy industries and large-scale manufacturing, numerous abandoned industrial sites—commonly called “brownfields”—have emerged as byproducts of urban growth. These sites typically suffer from compounded issues such as soil, water, and air pollution, along with infrastructural decay, leading to disruptions in urban landscapes and critical constraints on sustainable urban development and ecological security. While past urban development models prioritized expansion and contributed to economic acceleration, they also triggered excessive exploitation of land resources and continuous degradation of natural ecosystems. In response to the growing awareness of sustainable development, contemporary urban regeneration has increasingly shifted from merely enhancing infrastructure and land value to pursuing a multidimensional balance encompassing ecological restoration, social inclusivity, and cultural continuity. Within this paradigm shift, the ecological regeneration of brownfields is no longer viewed as a simple spatial reorganization but rather as a comprehensive and integrative urban strategic action. Accordingly, brownfield regeneration has evolved beyond the logic of physical replacement to embrace a holistic design agenda that emphasizes the restoration of urban ecosystem health, the reconfiguration of human–nature relationships, and the enhancement of accessibility and diversity in public spaces. Central to this agenda are objectives such as the recovery of biodiversity, the reconstruction of ecological functions, and the implementation of green infrastructure. At the same time, it must also encompass the revitalization of publicness in urban society and the reinvigoration of local communities. Ultimately, such efforts contribute to the establishment of a multidimensional, collaboratively constructed, and equitably shared system of urban resilience.
    This study was conducted against the backdrop of rapid urbanization and the growing urgency of sustainable development, with a focus on systematically analyzing the ecological restoration efficiency of representative brownfield regeneration projects in China. Specifically, it aims to empirically investigate the operational mechanisms of Biophilic Design in enhancing urban ecological performance. Biophilic Design, beyond its conventional interpretation as a spatial aesthetic or a concept within environmental psychology, functions as a strategic framework for constructing next-generation ecological cities. By integrating elements of nature, it enhances the inherent resilience of ecosystems while improving human-centered spatial experience and environmental adaptability in urban settings. To achieve these objectives, the study first conducted a comprehensive review of existing theories related to ecological restoration and the reconfiguration of human–nature relationships within urban brownfield regeneration. Based on this theoretical foundation, it developed an analytical framework was developed for assessing urban ecological restoration strategies, emphasizing integration and adaptability. This framework incorporates not only a systematic logic of environmental factors but also the interactive dynamics between social indicators and design strategies. In doing so, it seeks to provide a scientific and theoretical basis for evaluating and improving the ecological efficiency of brownfield regeneration initiatives. The research process consists of the following steps.
    First, a comprehensive literature review was conducted to examine the concept of brownfields across various countries, identifying both the commonalities and distinctions among the definitions presented in previous research. By synthesizing existing academic discourse, this study derived a comparative understanding of how brownfields are conceptualized globally. Subsequently, the causes and typologies of brownfield formation were systematically categorized, and the physical and environmental characteristics of brownfields were analyzed based on the theoretical framework proposed by Niall G. Kirkwood, Dean of the Harvard Graduate School of Design and a pioneer in brownfield research. In addition, a keyword analysis was performed on a total of 8,478 academic publications from the past decade to identify scholarly trends and evolving research directions in the field of brownfield regeneration. Building on this theoretical foundation, the study analyzed the formation processes and current policy frameworks of brownfield regeneration within Chinese cities. This analysis revealed a range of persistent challenges and structural limitations that affect the implementation and effectiveness of regeneration projects in the Chinese urban context. Through this theoretical investigation, the study affirms that urban brownfield regeneration is not merely a matter of resolving environmental degradation but is also deeply intertwined with sociocultural contexts, policy conditions, and the psychological restoration of urban inhabitants. These findings highlight the necessity of adopting a multidimensional and integrative approach in the design strategies for brownfield regeneration.
    Second, an analytical framework for Biophilic Design was established through a comprehensive examination of its conceptual foundations and its applications in urban regeneration contexts. Biophilic Design, rooted in biological and psychological principles, is a design strategy premised on the intrinsic connection between humans and nature. Its core objective is to enhance both the ecological quality of urban spaces and users' psychological well-being through the systematic integration of natural elements into the built environment. By synthesizing previous studies, the key components of Biophilic Design were structurally categorized. These include the integration of green spaces, maximization of natural light and ventilation, utilization of water features, incorporation of natural forms and textures, and the enhancement of connectivity with ecological habitats. Based on this theoretical groundwork, the study analyzed various evaluation methodologies related to urban regeneration efficiency, comparing qualitative and quantitative approaches. To that end, this research adopts a dual-system methodology that combines Data Envelopment Analysis (DEA) for quantitative evaluation and Focus Group Interviews (FGI) for qualitative assessment. Through this approach, existing literature on urban regeneration was critically reviewed, and an initial multidimensional evaluation framework was developed—one that encompasses ecological, social, and psychological dimensions. This integrated methodology provides a scientific basis for systematically measuring the effectiveness of Biophilic Design within urban regeneration projects.
    Third, the initial evaluation indicators were validated and refined through two rounds of expert Focus Group Interviews (FGIs). During this process, indicators deemed difficult to quantify or of low practical feasibility were eliminated, and a structured system of metrics suitable for application within the Data Envelopment Analysis (DEA) framework was developed. To further verify the reliability and validity of the indicator system, a survey consisting of 300 questionnaires was designed and distributed. The responses collected provided empirical evidence supporting both the quantitative reliability and the practical applicability of the proposed indicators. In addition, to enhance compatibility with the DEA model, the study re-examined the theoretical and practical limitations of the indicator framework based on prior research. Indicators with high redundancy were removed, and the structure of the framework was reorganized into ecological and social dimensions. This restructuring improved the explanatory power and practical feasibility of the analysis model, establishing a robust empirical foundation for the multidimensional evaluation of urban brownfield regeneration efficiency. The DEA model was subsequently applied to six representative brownfield regeneration cases in major Chinese cities. Through this application, key performance metrics were calculated, including Technical Efficiency (TE), Pure Technical Efficiency (PTE), Scale Efficiency (SE), Returns to Scale (RTS), and Overall Efficiency (OE). These analyses enabled a comparative assessment of each regeneration project’s efficiency and effectiveness to ecological design strategies and resource inputs. Ultimately, this empirical approach provided evidence of the structural validity and practical effectiveness of biophilic ecological restoration strategies in the context of urban brownfield regeneration.
    The research findings indicate that in high-efficiency cases (e.g., DMU2), there was a strong alignment between resource inputs and output performance. In particular, the integration of functional complexity and ecologically grounded design contributed to the effective operation of the project. DMU2 demonstrated an effective combination of environmentally friendly design elements and spatial strategies tailored to local characteristics. Multidimensional inputs—such as the strategic placement of natural elements, enhanced public accessibility, and energy-efficient design—were shown to directly contribute to the qualitative improvement of output indicators. In contrast, DMU6 exhibited lower efficiency, particularly in the utilization of public spaces and environmental improvement metrics. This underperformance appears to stem from a spatial design that failed to align with the actual usage patterns of residents, as well as from limited ecological input. These results suggest that urban brownfield regeneration strategies must extend beyond mere physical spatial transformation and instead require a multidimensional design approach that carefully integrates ecological functionality with social acceptability.
    This study theoretically demonstrates that Biophilic Design strategies, in the context of urban brownfield regeneration, function not merely as tools for introducing greenery or enhancing aesthetics but as core components enabling integrated design across spatial, functional, and operational dimensions. By combining ecological sensitivity with user-centered spatial experience, Biophilic Design should be strategically incorporated from the early stages of urban regeneration projects. Notably, the study empirically validates that DEA-based pre-simulation techniques can serve as effective tools for informing policy development and evaluating design alternatives. This approach offers a practical methodology for assessing the efficiency and feasibility of design strategies in advance, thereby highlighting its relevance for both policy and practice. Furthermore, the study outlines directions for future research. It emphasizes the need to expand the scope of analysis to include global case studies that reflect diverse regional and cultural contexts, thereby enabling cross-cultural validation of Biophilic Design’s applicability and effectiveness. In particular, integrating qualitative outcome indicators—such as mental resilience, psychological comfort, and social acceptance—alongside ecological efficiency would allow for a more comprehensive approach to urban ecological restoration. This research also sets its analytical baseline in the post-pandemic year of 2023, deliberately excluding the period from 2020 to 2022 when urban activities were significantly constrained by COVID-19. However, given the time-lagged nature of urban regeneration outcomes, future longitudinal studies incorporating data from five or ten years post-implementation will be necessary. Indicators such as ecosystem recovery, resident satisfaction, and economic sustainability often reveal their full impact only over the long term, underscoring the importance of sustained monitoring frameworks to evaluate the durability of design strategies. In conclusion, this study empirically confirms the quantitative effects of Biophilic Design-based ecological restoration strategies in urban brownfield regeneration and offers actionable insights for the development of sustainable urban regeneration models. Moving forward, an integrated approach that harmonizes ecological sensitivity with human-centered spatial strategies should be further advanced in urban design and policy-making practices.

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    국문 초록 (Abstract) kakao i 다국어 번역

    오늘날 도시화의 지속적인 고도화, 전통 산업 구조의 급속한 전환, 그리고 전 지구적 기후 위기의 심화로 인해 도시는 점점 더 복합적인 환경 관리 및 토지 재개발의 과제에 직면하고 있다. 특히 중공업과 대규모 제조업을 중심으로 발전해 온 도시에서는, 발전 과정에서 다수의 폐기 공업 장소를 양산하였으며, 이는 일반적으로 브라운필드(Brownfield)로 정의되었다. 이러한 지역은 토양, 수질, 대기 오염 및 시설 노후화 문제가 복합적으로 존재함에 따라 도시 경관의 단절을 초래할 뿐만 아니라, 도시 공간의 지속 가능한 발전과 생태적 안전을 심각하게 제약하고 있다. 과거 도시 확장을 중심으로 한 발전 모델은 경제 성장을 가속화하는 데 기여하였으나, 동시에 토지 자원의 과도한 개발과 생태 환경의 지속적인 훼손을 야기하였다. 지속 가능한 발전에 대한 인식이 심화됨에 따라, 오늘날의 도시 재생은 단순히 기반 시설의 개선이나 토지 가치의 상승에 국한되지 않고, 생태 복원, 사회적 포용성, 문화적 연속성 간의 다차원적 균형을 중시하는 방향으로 전환되고 있다. 브라운필드 지역의 생태 재생은 이러한 시대적 배경 속에서 단순한 공간 정비를 넘어서는 체계적이고 통합적인 도시 전략 행위로 새롭게 정의되고 있다. 따라서 브라운필드의 재생은 단순한 물리적 공간의 대체 논리를 넘어, 도시 생태계의 건강성을 회복하고 인간과 자연 간의 관계를 재구성하며 공공 공간의 접근성과 다양성을 제고하는 것을 핵심으로 하는 종합적 설계 목표로 전환되었다. 그 핵심 과제는 생물다양성의 회복, 생태 기능의 재구축, 녹색 인프라의 도입뿐만 아니라, 도시 사회의 공공성과 지역 커뮤니티의 활력을 재생하는 것을 포함해야 하며, 이를 통해 다차원적으로 연계되고 공동으로 구축·공유되는 도시 회복 시스템을 형성하는 데 기여하여야 한다.
    본 연구는 이러한 시대적 배경 속에서 수행되었으며, 급속한 도시화가 진행 중인 중국의 대표적인 브라운필드 재생 사례를 중심으로 생태 복원 효율성의 양상을 체계적으로 분석하고, 도시 생태 성과 향상 과정에서 바이오필릭 디자인(Biophilic Design)이 가지는 작동 메커니즘을 실증적으로 탐색하는 데 목적이 있다. 바이오필릭 디자인은 단순한 공간 미학이나 환경심리학의 통합 개념을 넘어서, 자연 요소의 도입을 통해 생태계의 내재적 회복탄력성을 강화하고 도시 공간의 인간 중심적 경험 및 환경 적응성을 제고할 수 있는 새로운 시대의 생태도시 구축 전략으로 기능한다. 이러한 연구 목적을 달성하기 위하여 본 연구는 도시 브라운필드 재생에 있어서 생태 복원과 인간-자연 관계 재구축에 관한 선행 이론들을 체계적으로 분석하고, 통합성과 적응성을 갖춘 도시 생태 복원 전략 분석 프레임워크를 구축하였다. 본 분석 틀은 환경적 요소의 체계적 논리를 포함할 뿐만 아니라, 사회적 지표와 디자인 전략 간의 상호작용 관계를 함께 고려함으로써, 브라운필드 재생 프로젝트의 생태 효율성 평가 및 개선을 위한 과학적 근거와 이론적 토대를 제공하고자 한다.
    연구 과정은 다음과 같다.
    첫째, 이론적 고찰을 통해 브라운필드 관련 문헌을 종합적으로 검토하고, 각 국가에서 정의한 브라운필드 개념을 비교와 정리한 후에 선행 연구가 제시한 브라운필드 정의의 공통 요소와 차별점을 도출하였다. 이어서 브라운필드의 발생 원인과 유형을 체계적으로 정리하고 분류하였으며, 하버드 대학교 디자인대학원 학장이자 브라운필드 연구의 선구자인 Niall G. Kirkwood가 제시한 브라운필드 재생 기술 이론을 바탕으로, 브라운필드의 물리적·환경적 특성에 대한 분석을 수행하였다. 또한, 최근 10년간의 관련 학술 논문 총 8,478편을 대상으로 키워드 분석을 실시하여, 브라운필드 재생의 학문적 흐름과 연구 동향을 파악하였다. 이를 이론적 기반으로 삼아, 중국 도시 내 브라운필드의 형성과정과 재생 정책의 현황을 분석하였으며, 그 결과 중국 도시 브라운필드 재생 사업이 직면한 문제점과 구조적 한계 요인을 종합적으로 도출하였다. 이러한 이론적 고찰을 통해, 도시 브라운필드 재생은 단순한 생태 환경 문제 해결에 국한되지 않고, 사회·문화적 맥락, 정책적 조건, 그리고 인간의 심리적 회복과도 깊이 연관되어 있다는 사실을 확인하였다. 이는 브라운필드 재생의 디자인 전략이 다차원적 통합 접근을 전제로 해야 함을 시사한다.
    둘째, 바이오필릭 디자인(Biophilic Design)의 개념 정의와 도시재생에서의 적용 사례에 대한 분석을 통해 이론적 디자인 프레임워크를 구축하였다. 바이오필릭 디자인은 인간과 자연 간의 본질적인 연관성을 전제로 하는 생물학적 및 심리학적에 기반한 디자인 전략으로, 도시 환경 내에서 자연 요소를 체계적으로 통합함으로써 공간의 생태적 품질과 사용자의 심리적 안정감을 동시에 제고하는 데 목적이 있다. 그리고 기존의 선행연구를 종합적으로 고찰하여, 바이오필릭 디자인이 포함하는 주요 디자인 요소들을 구조적으로 정리하였다. 주요 요소로는 녹지 공간의 통합, 자연광과 통풍의 극대화, 수경 요소의 활용, 자연의 형태와 질감의 반영, 생태 서식지와의 연계성 확보 등이 있다. 이러한 이론적 기반을 바탕으로 도시재생 효율성과 관련된 평가 연구를 분석하고, 정성적 분석과 정량적 분석의 다양한 방법론을 비교하였고, 본 연구는 DEA(Data Envelopment Analysis)를 중심으로 한 정량 분석과 FGI(Focus Group Interview)를 활용한 정성 평가를 결합하는 이중 시스템을 채택하였다. 이를 통해 도시재생 효율성과 관련된 기존 문헌들을 분석하고, 생태·사회·심리적 차원을 포괄하는 본 연구에 적합한 다차원적 평가 체계를 초기적으로 구축하였다. 이와 같은 접근은 도시재생 프로젝트에서 바이오필릭 디자인의 효과를 통합적이고 과학적으로 측정할 수 있는 기반을 제공한다.
    셋째, 총 2차례에 걸친 전문가 포커스 그룹 인터뷰(FGI)를 통해 초기 도출된 평가지표에 대한 타당성을 논의하고 보완하였다. 이 과정에서 정량화가 어렵거나 실천 가능성이 낮은 항목을 제거하고, DEA(자료 포락 분석) 모델에 적용 가능한 구조적 측도 및 평가지표 체계를 구축하였다. 또한, 해당 지표 체계의 신뢰도와 타당성을 검증하기 위해 총 300부의 설문 조사를 디자인 및 배포하였으며, 최종적으로 수집된 응답 결과를 기반으로 평가지표의 정량적 신뢰도와 실행 가능성을 입증하였다. 아울러, DEA 분석모형과의 적합도를 제고하기 위해 선행연구를 바탕으로 지표 체계의 적용 한계를 재검토하였고, 중복성이 높은 항목을 제거함으로써 지표의 구조를 생태적 측면과 사회적 측면으로 구분하여 구성하였다. 이를 통해 분석 모델의 설명력과 적용 가능성을 높이고, 도시 브라운필드 재생의 다차원적 효율성 평가를 위한 실증적 분석 기반을 마련하였다. 그리고 중국의 6개 대표 도시를 대상으로 선정한 브라운필드 재생 사례에 DEA(자료 포락 분석) 모델을 적용하여, 각 프로젝트의 기술 효율성(Technical Efficiency, TE), 순수 기술 효율성(Pure Technical Efficiency, PTE), 규모 효율성(Scale Efficiency, SE), 규모 수익(Returns to Scale, RTS), 종합 효율성(Overall Efficiency, OE)을 산출하였다. 상기 지표 분석을 통해 각 재생 프로젝트가 생태 디자인 전략 및 자원 투입 대비 어느 정도의 효율성과 효과를 발휘하고 있는지를 비교하고 평가하였다. 이와 같은 분석은 도시 브라운필드 재생의 생태 복원 전략이 실제로 성과를 창출하는 데 있어 구조적 타당성과 실천적 유효성을 갖추었는지를 실증적으로 검증하는 데 기여하였다.
    연구 결과, 효율성이 높은 사례(DMU2)의 경우 자원 투입과 산출 성과 간의 결합성이 높았으며, 특히 기능적 복합성과 생태 기반 디자인이 유기적으로 연계되어 효율적 운영을 가능하게 하였다. DMU2는 친환경적 설계 요소와 지역 특성에 적합한 공간 전략이 효과적으로 결합되었고, 자연 요소의 배치, 공공 접근성 확보, 에너지 절감 설계 등 다차원적 투입이 산출 지표의 질적 향상으로 이어진 것으로 분석되었다. 반면, DMU6는 공공 공간 활용도 및 환경 개선 지표에서 낮은 효율성을 보였으며, 이는 공간 설계가 지역 주민의 실제 이용 패턴과 동떨어져 있고, 생태적 투입이 제한적으로 이루어진 점에서 기인하는 것으로 판단된다. 이러한 분석 결과는 도시 브라운필드 재생 디자인 전략이 단순한 물리적 공간 전환을 넘어, 생태성과 사회적 수용성 모두를 고려한 다차원적 설계 조정이 필요함을 시사한다.
    본 연구는 이론적 차원에서 바이오필릭 디자인 전략이 도시 브라운필드 재생에서 단순한 녹지 조성이나 심미적 개선을 넘어, 공간-기능-운영 간의 통합적 설계를 실현하는 핵심 구성 요소임을 입증하였다. 생태적 감수성과 공간 사용자 경험을 통합하는 바이오필릭 디자인은 도시 재생 프로젝트의 초기 단계부터 전략적으로 반영되어야 하며, 특히 DEA 기반의 사전 시뮬레이션 기법을 통해 정책 수립 및 설계 대안 검토에 효과적으로 활용될 수 있음을 실증하였다. 이는 디자인 방안의 효율성과 실행 가능성을 사전에 검토할 수 있는 실질적인 방법론으로서 정책 및 실무 적용 가능성을 제시한다는 점에서 큰 의의가 있다. 그리고 본 연구는 후속 연구의 방향성도 함께 제시하였다. 무엇보다도 분석 대상을 다양한 지역 및 문화적 맥락을 반영하는 글로벌 사례로 확장함으로써, 바이오필릭 디자인의 적용 범위와 효과에 대한 비교 문화적 검증이 필요하다. 특히 생태 효율성 외에도 정신적 회복력(mental resilience), 심리적 안정감(psychological comfort), 사회적 수용성(social acceptance)과 같은 정성적 성과 지표의 통합적 분석이 이루어질 경우, 도시 생태 복원의 포괄적 접근이 가능해질 것이다. 아울러 본 연구는 COVID-19으로 인해 도시 활동이 제한되었던 2020~2022년을 배제하고, 비교적 정상화된 2023년을 기준 연도로 설정하여 분석을 수행하였다. 그러나 도시재생 프로젝트는 시차를 두고 점진적인 변화가 누적되는 특성이 있기 때문에, 향후 5년 또는 10년 이후의 후속 데이터 확보를 통한 장기적 추적연구가 필요하다. 생태계 회복, 주민 만족도, 경제적 지속성 등의 지표는 단기적 효과로는 한계가 있으며, 장기적 모니터링 체계 하에서의 변화 분석이 설계 전략의 지속 가능성을 평가하는 데 필수적이다.결론적으로 본 연구는 바이오필릭 디자인 기반 생태 복원 전략이 도시 브라운필드 재생에서 어떠한 정량적 효과를 창출할 수 있는지를 실증하였으며, 지속가능발전형 도시 재생 모델 구축을 위한 실천적 방향성을 제시하였다는 점에서 학문적 및 실천적 의미가 크다. 향후 도시 설계 및 정책 수립에 있어 생태적 감수성과 인간 중심의 공간 전략을 병행하는 통합적 접근이 더욱 활성화되어야 할 것이다.
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    오늘날 도시화의 지속적인 고도화, 전통 산업 구조의 급속한 전환, 그리고 전 지구적 기후 위기의 심화로 인해 도시는 점점 더 복합적인 환경 관리 및 토지 재개발의 과제에 직면하고 있다. ...

    오늘날 도시화의 지속적인 고도화, 전통 산업 구조의 급속한 전환, 그리고 전 지구적 기후 위기의 심화로 인해 도시는 점점 더 복합적인 환경 관리 및 토지 재개발의 과제에 직면하고 있다. 특히 중공업과 대규모 제조업을 중심으로 발전해 온 도시에서는, 발전 과정에서 다수의 폐기 공업 장소를 양산하였으며, 이는 일반적으로 브라운필드(Brownfield)로 정의되었다. 이러한 지역은 토양, 수질, 대기 오염 및 시설 노후화 문제가 복합적으로 존재함에 따라 도시 경관의 단절을 초래할 뿐만 아니라, 도시 공간의 지속 가능한 발전과 생태적 안전을 심각하게 제약하고 있다. 과거 도시 확장을 중심으로 한 발전 모델은 경제 성장을 가속화하는 데 기여하였으나, 동시에 토지 자원의 과도한 개발과 생태 환경의 지속적인 훼손을 야기하였다. 지속 가능한 발전에 대한 인식이 심화됨에 따라, 오늘날의 도시 재생은 단순히 기반 시설의 개선이나 토지 가치의 상승에 국한되지 않고, 생태 복원, 사회적 포용성, 문화적 연속성 간의 다차원적 균형을 중시하는 방향으로 전환되고 있다. 브라운필드 지역의 생태 재생은 이러한 시대적 배경 속에서 단순한 공간 정비를 넘어서는 체계적이고 통합적인 도시 전략 행위로 새롭게 정의되고 있다. 따라서 브라운필드의 재생은 단순한 물리적 공간의 대체 논리를 넘어, 도시 생태계의 건강성을 회복하고 인간과 자연 간의 관계를 재구성하며 공공 공간의 접근성과 다양성을 제고하는 것을 핵심으로 하는 종합적 설계 목표로 전환되었다. 그 핵심 과제는 생물다양성의 회복, 생태 기능의 재구축, 녹색 인프라의 도입뿐만 아니라, 도시 사회의 공공성과 지역 커뮤니티의 활력을 재생하는 것을 포함해야 하며, 이를 통해 다차원적으로 연계되고 공동으로 구축·공유되는 도시 회복 시스템을 형성하는 데 기여하여야 한다.
    본 연구는 이러한 시대적 배경 속에서 수행되었으며, 급속한 도시화가 진행 중인 중국의 대표적인 브라운필드 재생 사례를 중심으로 생태 복원 효율성의 양상을 체계적으로 분석하고, 도시 생태 성과 향상 과정에서 바이오필릭 디자인(Biophilic Design)이 가지는 작동 메커니즘을 실증적으로 탐색하는 데 목적이 있다. 바이오필릭 디자인은 단순한 공간 미학이나 환경심리학의 통합 개념을 넘어서, 자연 요소의 도입을 통해 생태계의 내재적 회복탄력성을 강화하고 도시 공간의 인간 중심적 경험 및 환경 적응성을 제고할 수 있는 새로운 시대의 생태도시 구축 전략으로 기능한다. 이러한 연구 목적을 달성하기 위하여 본 연구는 도시 브라운필드 재생에 있어서 생태 복원과 인간-자연 관계 재구축에 관한 선행 이론들을 체계적으로 분석하고, 통합성과 적응성을 갖춘 도시 생태 복원 전략 분석 프레임워크를 구축하였다. 본 분석 틀은 환경적 요소의 체계적 논리를 포함할 뿐만 아니라, 사회적 지표와 디자인 전략 간의 상호작용 관계를 함께 고려함으로써, 브라운필드 재생 프로젝트의 생태 효율성 평가 및 개선을 위한 과학적 근거와 이론적 토대를 제공하고자 한다.
    연구 과정은 다음과 같다.
    첫째, 이론적 고찰을 통해 브라운필드 관련 문헌을 종합적으로 검토하고, 각 국가에서 정의한 브라운필드 개념을 비교와 정리한 후에 선행 연구가 제시한 브라운필드 정의의 공통 요소와 차별점을 도출하였다. 이어서 브라운필드의 발생 원인과 유형을 체계적으로 정리하고 분류하였으며, 하버드 대학교 디자인대학원 학장이자 브라운필드 연구의 선구자인 Niall G. Kirkwood가 제시한 브라운필드 재생 기술 이론을 바탕으로, 브라운필드의 물리적·환경적 특성에 대한 분석을 수행하였다. 또한, 최근 10년간의 관련 학술 논문 총 8,478편을 대상으로 키워드 분석을 실시하여, 브라운필드 재생의 학문적 흐름과 연구 동향을 파악하였다. 이를 이론적 기반으로 삼아, 중국 도시 내 브라운필드의 형성과정과 재생 정책의 현황을 분석하였으며, 그 결과 중국 도시 브라운필드 재생 사업이 직면한 문제점과 구조적 한계 요인을 종합적으로 도출하였다. 이러한 이론적 고찰을 통해, 도시 브라운필드 재생은 단순한 생태 환경 문제 해결에 국한되지 않고, 사회·문화적 맥락, 정책적 조건, 그리고 인간의 심리적 회복과도 깊이 연관되어 있다는 사실을 확인하였다. 이는 브라운필드 재생의 디자인 전략이 다차원적 통합 접근을 전제로 해야 함을 시사한다.
    둘째, 바이오필릭 디자인(Biophilic Design)의 개념 정의와 도시재생에서의 적용 사례에 대한 분석을 통해 이론적 디자인 프레임워크를 구축하였다. 바이오필릭 디자인은 인간과 자연 간의 본질적인 연관성을 전제로 하는 생물학적 및 심리학적에 기반한 디자인 전략으로, 도시 환경 내에서 자연 요소를 체계적으로 통합함으로써 공간의 생태적 품질과 사용자의 심리적 안정감을 동시에 제고하는 데 목적이 있다. 그리고 기존의 선행연구를 종합적으로 고찰하여, 바이오필릭 디자인이 포함하는 주요 디자인 요소들을 구조적으로 정리하였다. 주요 요소로는 녹지 공간의 통합, 자연광과 통풍의 극대화, 수경 요소의 활용, 자연의 형태와 질감의 반영, 생태 서식지와의 연계성 확보 등이 있다. 이러한 이론적 기반을 바탕으로 도시재생 효율성과 관련된 평가 연구를 분석하고, 정성적 분석과 정량적 분석의 다양한 방법론을 비교하였고, 본 연구는 DEA(Data Envelopment Analysis)를 중심으로 한 정량 분석과 FGI(Focus Group Interview)를 활용한 정성 평가를 결합하는 이중 시스템을 채택하였다. 이를 통해 도시재생 효율성과 관련된 기존 문헌들을 분석하고, 생태·사회·심리적 차원을 포괄하는 본 연구에 적합한 다차원적 평가 체계를 초기적으로 구축하였다. 이와 같은 접근은 도시재생 프로젝트에서 바이오필릭 디자인의 효과를 통합적이고 과학적으로 측정할 수 있는 기반을 제공한다.
    셋째, 총 2차례에 걸친 전문가 포커스 그룹 인터뷰(FGI)를 통해 초기 도출된 평가지표에 대한 타당성을 논의하고 보완하였다. 이 과정에서 정량화가 어렵거나 실천 가능성이 낮은 항목을 제거하고, DEA(자료 포락 분석) 모델에 적용 가능한 구조적 측도 및 평가지표 체계를 구축하였다. 또한, 해당 지표 체계의 신뢰도와 타당성을 검증하기 위해 총 300부의 설문 조사를 디자인 및 배포하였으며, 최종적으로 수집된 응답 결과를 기반으로 평가지표의 정량적 신뢰도와 실행 가능성을 입증하였다. 아울러, DEA 분석모형과의 적합도를 제고하기 위해 선행연구를 바탕으로 지표 체계의 적용 한계를 재검토하였고, 중복성이 높은 항목을 제거함으로써 지표의 구조를 생태적 측면과 사회적 측면으로 구분하여 구성하였다. 이를 통해 분석 모델의 설명력과 적용 가능성을 높이고, 도시 브라운필드 재생의 다차원적 효율성 평가를 위한 실증적 분석 기반을 마련하였다. 그리고 중국의 6개 대표 도시를 대상으로 선정한 브라운필드 재생 사례에 DEA(자료 포락 분석) 모델을 적용하여, 각 프로젝트의 기술 효율성(Technical Efficiency, TE), 순수 기술 효율성(Pure Technical Efficiency, PTE), 규모 효율성(Scale Efficiency, SE), 규모 수익(Returns to Scale, RTS), 종합 효율성(Overall Efficiency, OE)을 산출하였다. 상기 지표 분석을 통해 각 재생 프로젝트가 생태 디자인 전략 및 자원 투입 대비 어느 정도의 효율성과 효과를 발휘하고 있는지를 비교하고 평가하였다. 이와 같은 분석은 도시 브라운필드 재생의 생태 복원 전략이 실제로 성과를 창출하는 데 있어 구조적 타당성과 실천적 유효성을 갖추었는지를 실증적으로 검증하는 데 기여하였다.
    연구 결과, 효율성이 높은 사례(DMU2)의 경우 자원 투입과 산출 성과 간의 결합성이 높았으며, 특히 기능적 복합성과 생태 기반 디자인이 유기적으로 연계되어 효율적 운영을 가능하게 하였다. DMU2는 친환경적 설계 요소와 지역 특성에 적합한 공간 전략이 효과적으로 결합되었고, 자연 요소의 배치, 공공 접근성 확보, 에너지 절감 설계 등 다차원적 투입이 산출 지표의 질적 향상으로 이어진 것으로 분석되었다. 반면, DMU6는 공공 공간 활용도 및 환경 개선 지표에서 낮은 효율성을 보였으며, 이는 공간 설계가 지역 주민의 실제 이용 패턴과 동떨어져 있고, 생태적 투입이 제한적으로 이루어진 점에서 기인하는 것으로 판단된다. 이러한 분석 결과는 도시 브라운필드 재생 디자인 전략이 단순한 물리적 공간 전환을 넘어, 생태성과 사회적 수용성 모두를 고려한 다차원적 설계 조정이 필요함을 시사한다.
    본 연구는 이론적 차원에서 바이오필릭 디자인 전략이 도시 브라운필드 재생에서 단순한 녹지 조성이나 심미적 개선을 넘어, 공간-기능-운영 간의 통합적 설계를 실현하는 핵심 구성 요소임을 입증하였다. 생태적 감수성과 공간 사용자 경험을 통합하는 바이오필릭 디자인은 도시 재생 프로젝트의 초기 단계부터 전략적으로 반영되어야 하며, 특히 DEA 기반의 사전 시뮬레이션 기법을 통해 정책 수립 및 설계 대안 검토에 효과적으로 활용될 수 있음을 실증하였다. 이는 디자인 방안의 효율성과 실행 가능성을 사전에 검토할 수 있는 실질적인 방법론으로서 정책 및 실무 적용 가능성을 제시한다는 점에서 큰 의의가 있다. 그리고 본 연구는 후속 연구의 방향성도 함께 제시하였다. 무엇보다도 분석 대상을 다양한 지역 및 문화적 맥락을 반영하는 글로벌 사례로 확장함으로써, 바이오필릭 디자인의 적용 범위와 효과에 대한 비교 문화적 검증이 필요하다. 특히 생태 효율성 외에도 정신적 회복력(mental resilience), 심리적 안정감(psychological comfort), 사회적 수용성(social acceptance)과 같은 정성적 성과 지표의 통합적 분석이 이루어질 경우, 도시 생태 복원의 포괄적 접근이 가능해질 것이다. 아울러 본 연구는 COVID-19으로 인해 도시 활동이 제한되었던 2020~2022년을 배제하고, 비교적 정상화된 2023년을 기준 연도로 설정하여 분석을 수행하였다. 그러나 도시재생 프로젝트는 시차를 두고 점진적인 변화가 누적되는 특성이 있기 때문에, 향후 5년 또는 10년 이후의 후속 데이터 확보를 통한 장기적 추적연구가 필요하다. 생태계 회복, 주민 만족도, 경제적 지속성 등의 지표는 단기적 효과로는 한계가 있으며, 장기적 모니터링 체계 하에서의 변화 분석이 설계 전략의 지속 가능성을 평가하는 데 필수적이다.결론적으로 본 연구는 바이오필릭 디자인 기반 생태 복원 전략이 도시 브라운필드 재생에서 어떠한 정량적 효과를 창출할 수 있는지를 실증하였으며, 지속가능발전형 도시 재생 모델 구축을 위한 실천적 방향성을 제시하였다는 점에서 학문적 및 실천적 의미가 크다. 향후 도시 설계 및 정책 수립에 있어 생태적 감수성과 인간 중심의 공간 전략을 병행하는 통합적 접근이 더욱 활성화되어야 할 것이다.

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    목차 (Table of Contents)

    • 목 차
    • 국문 초록 ⅰ
    • 목 차 viii
    • 표 목차 xii
    • 목 차
    • 국문 초록 ⅰ
    • 목 차 viii
    • 표 목차 xii
    • 그림 목차 xiv
    • 제1장 서론 1
    • 1.1 연구의 배경 및 목적 2
    • 1.1.1 연구의 배경 2
    • 1.1.2 연구의 목적 6
    • 1.2 연구의 범위 및 방법 8
    • 1.2.1 연구의 범위 8
    • 1.2.2 연구의 방법 9
    • 1.3 연구의 흐름도 14
    • 제2장 이론적 고찰 16
    • 2.1 브라운필드 17
    • 2.1.1 브라운필드의 정의 17
    • 2.1.2 브라운필드의 종류 22
    • 2.1.3 브라운필드의 특성 24
    • 2.1.4 브라운필드의 재생 방식 37
    • 2.2 바이오필릭 디자인 39
    • 2.2.1 바이오필릭 디자인의 정의 39
    • 2.2.2 바이오필릭 디자인의 필요성 43
    • 2.2.3 바이오필릭 디자인의 속성 46
    • 2.2.4 바이오필릭 디자인의 메커니즘 50
    • 2.3 자료 포락 분석법(Data Envelopment Analysis, DEA) 57
    • 2.3.1 도시 브라운필드 재생의 생태효율 평가 시스템에 관한 연구분석 57
    • 2.3.2 자료 포락 분석법의 개념 67
    • 2.3.3 자료 포락 분석법의 모델 분류 70
    • 2.3.4 자료 포락 분석법의 실행 원리 및 계산 과정 73
    • 2.4 소결 77
    • 제3장. 도시 브라운필드 재생을 위한 생태효율 평가지표 80
    • 3.1 자료 포락 분석법의 측도 및 평가지표 구축(예정) 80
    • 3.2 지표 도출을 위한 검증(FGI) 85
    • 3.2.1 FGI의 정의 및 분석 과정 85
    • 3.2.2 FGI의 대상 및 범위 89
    • 3.2.3 제1차 FGI 93
    • 3.2.4 제2차 FGI 103
    • 3.2.5 지표 신뢰도 및 타당성 검증 106
    • 3.3 도시 브라운필드 재생을 위한 생태복원 측도 및 평가 지표와 분석모형(안) 112
    • 3.3.1 자료 포락 분석법에 의한 측도 및 평가지표 구축 113
    • 3.3.2 사례 분석모형(안) 117
    • 제4장 사례연구 120
    • 4.1 사례 선정 121
    • 4.2 사례 분석 123
    • 4.2.1 사례1 (798 Art Zone) 123
    • 4.2.2 사례2 (Shanghai World Expo Site-Core Zone)
    • 126
    • 4.2.3 사례3 (East Suburb Memory-Chengdu) 129
    • 4.2.4 사례4 (Pearl River Brewery Renovation) 132
    • 4.2.5 사례5 (Tiexi Industrial Zone Core Area) 134
    • 4.2.6 사례6 (Qingshan Industrial Zone Regeneration)
    • 137
    • 4.3 사례 분석 종합소결 140
    • 4.3.1 환경적 종합 분석 140
    • 4.3.2 사회적 종합 분석 144
    • 4.3.3 종합소결 147
    • 제5장 바이오필릭 디자인 속성과 생태효율 간 구조 분석 및 디자인 전략 153
    • 5.1 바이오필릭 디자인의 속성과 생태효율 구조 분석 154
    • 5.2 도시 브라운필드 재생의 생태효율 향상을 위한 디자인 전략 158
    • 제6장 결론 165
    • 참고문헌 172
    • 부 록 색 인 184
    • Abstract 201
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