한국잔디식재 경량박층형 옥상녹화의 열수지 해석

Abstract

본 연구는 저관리 경량형 옥상녹화의 열수지를 정량화하기 위하여 모의실험을 수행하였다. 콘크리트블록을 이용하여 가로 <TEX>$1.2m{\times}$</TEX>세로 <TEX>$1.2m{\times}$</TEX>높이 1m의 모의실험구 2개를 제작하여 하나는 한국잔디를 식재한 토심 10cm의 옥상녹화 실험구로 하였으며, 옥상녹화를 실시하지 않은 나머지 하나는 대조구로 하였다. 2012년 6월 6일~7일에 기온, 상대습도, 풍향, 풍속 등 외부 기상환경, 증발산량, 옥상녹화와 대조구인 콘크리트의 표면과 천장면의 온도, 열류량, 열수지를 측정하였다. 6일과 7일의 일최고기온은 각각 <TEX>$29.4^{\circ}C$</TEX>와 <TEX>$30^{\circ}C$</TEX>로 초여름 날씨로는 매우 무더웠다. 6일과 7일의 일증발산량은 각각 <TEX>$2,686.1g/m^2$</TEX>과 <TEX>$3,312.8g/m^2$</TEX>이었으며, 일사량이 증가함에 따라 증발산량도 증가하였다. 외부 기온이 가장 높은 시간일 때의 옥상녹화 표면과 대조구 표면의 온도차이를 비교해 보면 대조구 표면이 <TEX>$5.5^{\circ}C$</TEX>(6일)와 <TEX>$2.2^{\circ}C$</TEX>(7일) 더 높은 것으로 나타났다. 옥상녹화 천장과 대조구 천장의 온도차이를 비교해 보면 <TEX>$13.1^{\circ}C$</TEX>(6일)와 <TEX>$14.2^{\circ}C$</TEX>(7일)로 나타나 옥상녹화에 의한 실내온도저감효과가 매우 큰 것으로 나타났다. 옥상녹화와 대조구인 콘크리트 표면의 열수지를 분석한 결과, 옥상녹화는 순복사량과 잠열량이 많은 비율을 차지하고 있었으나 대조구는 현열량과 전도열량의 비율이 높았다. 즉, 옥상녹화는 한국잔디와 식재토양에 의한 증발산으로 열을 식혀주는 잠열의 비율이 높은 반면에 대조구인 콘크리트 표면은 식물이 식재되어 있지 않기 때문에 열을 식혀주는 잠열은 <TEX>$0W/m^2$</TEX>인 반면에 주위 온도를 증가시키는 현열량과 건물내로 전달되는 전도열량의 비율이 높아 표면과 천장면의 온도를 상승시켰다. 본 연구는 옥상녹화의 온도저감과 열수지 해석을 시도했다는 점에서는 매우 의의가 크다고 할 수 있지만, 옥상녹화는 토심과 토양배합비, 식물종, 계절 등 여러 변수에 따라 온도저감효과가 다르게 나타날 수 있기 때문에 이에 대한 후속연구가 필요하다. The purpose of this study was to evaluate thermal environment and heat budget of light thin layer green roof through an experiment in order to quantify its heat budget. Two concrete model boxes(<TEX>$1.2m(W){\times}1.2m(D){\times}1.0m(H)$</TEX>) were constructed: One experiment box with Zoysia japonica planted on substrate depth of 10cm and one control box without any plant. Between June 6th and 7th, 2012, outside climatic conditions(air temperature, relative humidity, wind direction, wind speed), evapotranspiration, surface and ceiling temperature, heat flux, and heat budget of the boxes were measured. Daily maximum temperature of those two days was <TEX>$29.4^{\circ}C$</TEX> and <TEX>$30^{\circ}C$</TEX>, and daily evapotranspiration was <TEX>$2,686.1g/m^2$</TEX> and <TEX>$3,312.8g/m^2$</TEX>, respectively. It was found that evapotranspiration increased as the quantity of solar radiation increased. A surface and ceiling temperature of those two boxes was compared when outside air temperature was the greatest. and control box showed a greater temperature in both cases. Thus it was found that green roof was effective in reducing temperature. As results of heat budget analysis, heat budget of a green roof showed a greater proportion of net radiation and latent heat while heat budget of the control box showed a greater proportion of sensible heat and conduction heat. The significance of this study was to analyze heat budget of green roof temperature reduction. As substrate depth and types, species and seasonal changes may have influences on temperature reduction of green roof, further study is necessary.