보행 공간의 열환경 향상을 위한 가로녹지 조성체계 연구^† - 보도폭과 도로폭에 따른 가변 기준을 중심으로 -

보도폭은 가로녹지 조성 시 수종 선정과 식재 규격을 좌우하는 핵심 매개변수로서, 띠녹지 두께, 다열 식재의 열 수, 식생층위구조 등 구체적인 식재 방법 결정에 직접적 영향을 미친다. 이에 따라 산림청 ｢가로수 조성․관리 매뉴얼(2022)｣과 서울시 ｢가로 설계․관리 매뉴얼(2017)｣ 등 관련 매뉴얼, 그리고 ｢서울시 가로수 기본계획(2020)｣ 등 지자체 기본계획에서는 보도폭을 기준 변수로 삼아 수종 선정 원칙과 녹지조성 방법을 제시하고 있다(표 1 참조).

산림청 ｢가로수 조성관리 매뉴얼(2022)｣에서는 보도폭을 기준으로 식재 규격, 다열 식재, 띠녹지 조성, 아교목 적용에 관한 세부 기준을 제시하고 있다. 그중 다열 식재는 보도폭 4~6m 이상 2열 식재, 보도폭 6m 이상 3열 식재를 권고하고 있다. 그러나 정희은 등(2015)은 보도폭 6m 이상 가로에서 2열 이상의 다열 식재가 기온 저감에 유리하다고 보고하고 있으며, 엄정희 등(2022)은 열환경 개선의 효율성 측면에서 10m 보도폭에는 2열, 13m 보도폭에는 3열 식재가 거리협곡 및 보행자 열스트레스 저감에 효과적이라는 결과를 제시한 바 있다. 현행 다열 식재 기준은 주로 보도폭 등 단일 물리 변수에 의존하고 있으나, 종횡비와 도로 방향 등 거리협곡의 열환경적 특성에 따른 차이를 체계적으로 반영한 실증 연구는 부재하다. 따라서 종횡비, 거리방향, 도로폭 등을 종합적으로 고려한 다열 식재 적용기준에 대한 연구가 필요하다(그림 2 참조).

그림 2. 통합적 접근의 필요성

Download Original Figure

또한 ｢가로수 조성관리 매뉴얼(2022)｣은 띠녹지 폭에 대한 기준도 제시하고 있다. 띠녹지는 유효폭 2m(도로의 구조․시설기준에 관한 규칙)를 고려하여 보도폭 3~4m는 띠녹지 1.0m 이상, 보도폭 4~5m는 띠녹지 1.2m 이상, 보도폭 5m 이상은 띠녹지 1.5m 이상을 권고하고 있으며, 보도폭 4m 이상의 경우에만 아교목을 추가 식재할 수 있도록 제시하고 있다. 정희은 등(2015) 역시 가로녹지의 열환경 개선을 위해 보도폭 3m 이상인 가로에 대해 1m 이상의 띠녹지 형성을 제안하고 있으며, 엄정희 등(2022)은 띠녹지 폭과 면적이 넓을수록 기온 저감에 유리하다고 밝히고 있다. 특히 다층구조식재 도입 시 관목․초화 중심 구성에 비해 교목․아교목을 병행한 구성이 그늘 면적과 음영 농도를 확대하여 냉각 효과를 증대시키는 경향이 확인되므로, 가능한 범위에서 띠녹지 폭을 2m 이상 확보하는 것이 바람직하다.

도로폭은 가로녹지 조성 시 수종 선정 및 식재 규격에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 녹지형 중앙분리대 설치 여부를 결정하는 핵심적인 도시공간적 매개변수이다. ｢가로수 조성관리 매뉴얼(2022)｣ 및 ｢서울시 2차 가로수 조성관리 기본계획(2020)｣ 등에서는 도로폭 및 차선수를 기준으로 수고 및 수종 특성을 제시하고 있으며, 특히 ｢가로수 조성관리 매뉴얼(2022)｣에서는 차선수를 기준으로 녹지형 중앙분리대 설치 기준을 제시하고 있다(표 2 참조).

｢가로수 조성관리 매뉴얼(2022)｣에 따르면, 도로의 폭에 따른 수종 선정 기준은 최고 수고를 중심으로 제시하고 있으며, 도로폭에 따른 공기질, 경관 등을 고려하여 내공해성 등에 대한 추가 기준을 제시하고 있다. 더불어 도로폭이 6차선 이상일 경우 1.5m 이상의 녹지형 중앙분리대를 설치하도록 권고하고 있으며, 녹지폭 3.0m 이상이 확보되는 경우에는 느티나무, 은행나무 등의 녹음이 풍부한 낙엽활엽수의 식재를, 녹지폭 2.0m 이하일 경우에는 이팝나무, 살구나무 등의 생체량이 작은 나무를 식재하도록 권고하고 있다. 그러나 현행 녹지형 중앙분리대 설치 기준은 열환경적 성능을 고려하지 않은 채 일반적 기준에 머물러 있어 열환경 개선 효과를 반영한 설치 기준 마련 연구가 필요하다(그림 2 참조).

본 연구는 연구가설을 바탕으로 총 36개의 시나리오를 설계하였다(표 5, 그림 4 참조). 다열 식재 시나리오는 보도폭과 도로 방향을 고려하여 24개의 시나리오를 구축하였으며, 녹지형 중앙분리대 시나리오는 차선수와 도로방향을 고려하여 12개의 시나리오를 설계하였다.

그림 4. 폭․방향․층위 기반 가로녹지 조성체계 도출을 위한 시나리오 설계 구조

Download Original Figure

다열 식재 및 녹지형 중앙분리대 설치 기준의 적합성을 검증하기 위해, 본 연구는 열환경 개선 효과에 다양한 영향을 미칠 수 있는 다층구조 식재와 결합 효과를 고려한 보완 시나리오를 설계하였다(표 6, 그림 4 참조). 실제 조성 사례에서 가로녹지 및 녹지형 중앙분리대는 교목 단독보다 아교목, 관목, 초화를 포함한 다층구조가 일반적이며, 특히 아교목을 포함하는 구성이 높은 냉각 효과를 보이는 것으로 보고된다. 이에 따라 다열 식재에서 관찰된 냉각 효과를 다층구조 식재의 효과와 체계적으로 비교․분석할 필요가 있다.

선행 분석에서 도출한 다열 식재의 임계 보도폭은 6m(2열 식재)와 10m(3열 식재)였다. 이에 본 연구는 해당 임계 구간을 대상으로, 아교목을 포함하는 다층구조 식재를 중심으로 검증 시나리오를 구성하였다. 예컨대 보도폭 6m 구간에서 유효폭을 반영할 경우, 1열 식재는 2m 띠녹지 조성이 가능하여 교목+아교목+관목의 다층구조 적용이 가능하다. 반면 2열 식재는 1m 띠녹지 확보에 그쳐 교목 2열+관목 2열의 다층구조 적용이 가능하다. 이처럼 다열 식재와 층위구성의 차이가 열환경 개선에 미치는 영향을 정량적으로 검증하고자 한다. 더불어 녹지형 중앙분리대 시뮬레이션 분석 결과 열환경 개선효과가 가장 낮게 도출된 8차선 도로를 중심으로 층위구조 적용에 따른 열환경 개선 효과를 분석하여 녹지형 중앙분리대 설치 기준의 적합성을 검증하고자 한다.

따라서 본 연구에서는 가로수가 없는 대조군을 포함하여 총 32개의 시나리오를 설계하였다. 다열 식재 시나리오는 적용기준과 도로 방향을 고려하여 총 24개의 시나리오를 구축하였으며, 녹지형 중앙분리대 시나리오는 설치 기준과 도로 방향을 고려하여 총 8개의 시나리오를 작성하였다.

기상 입력자료는 2023년 8월 한 달의 평균기온과 평균습도를 도출(비, 태풍 등 기상 이벤트가 없는 맑은 날 기준)하였으며, 일 최저기온 24.00°C, 일 최고기온 33.00°C, 일 최저습도 45.00%, 일 최고 습도 75.00%를 입력하였다. 바람이 거의 없는 맑은 날의 열환경을 형성하기 위해 풍속은 0.1 m/s, 풍향은 거리방향의 90도로 적용하였다(부록 A 참조). 시뮬레이션의 시간적 범위는 06:00–익일 06:00(24h)로 설정하였다.

가로수는 전국 가로수 통계에서 식재 빈도가 가장 높은 수종인 왕벚나무를 선정하였으며, 아교목은 전국 단위 통계의 부재로, 대상지(달구벌대로) 현장 조사에서 출현 빈도가 가장 높은 아교목상 수종인 단풍나무를 적용하였다. 수종별 규격(수고, 수관폭 등)은 달구벌대로의 수목 현황조사를 통해 도출한 대푯값을 반영하였다(부록 B 참조).

동서방향 거리협곡 보도폭 6m, 8m, 10m에 2열 식재를 적용한 결과(그림 5a, 5b 참조), 일평균기온, 주간평균기온, 야간평균기온에서 2열 식재가 1열 식재보다 더 큰 냉각 효과를 나타냈다. 보도폭 6m를 기준으로 살펴보면, 거리협곡 내에서는 일평균기온 –0.20°C, 주간평균기온 –0.03°C, 야간평균기온 –0.38°C의 기온 저감 효과가 관찰되었으며, 보도 내에서는 각각 –0.32°C, –0.26°C, –0.37°C의 기온 저감 효과가 나타났다. 특히 다열 식재는 야간에 더 큰 폭의 기온 저감을 기록했으며, 보도폭이 6m에서 10m로 증가함에 따라 기온 저감 효과 또한 확대되는 경향을 보였다. 따라서 거리협곡 및 인접 지역의 열환경 개선과 보행공간의 온열조건 향상을 위해 보도폭 6m 이상 구간에서는 2열 식재를 적용하는 것이 열환경 개선에 유리한 것으로 판단된다.

그림 5. 동서방향 보도폭에 따른 다열 식재 기온저감 효과 분석 범례: 6M 1열 6M 2열 8M 1열 8M 2열 10M 1열 10M 2열 10M 3열 12M 2열 12M 3열 14M 2열 14M 3열

Download Original Figure

그러나 보도폭 6m 및 8m의 거리협곡에서는 열스트레스가 가장 높은 14–16시 시간대에 상이한 양상을 보였다. 거리협곡 내 평균기온의 경우 1열 식재가 2열 식재보다 약 0.06°C~0.36°C 낮은 기온을 기록하여 거리협곡 내 평균기온 측면에서는 1열 식재를 적용하는 것이 열환경에 더 유리한 것으로 나타났다. 반면, 보행자 열쾌적성과 직접적으로 연관되는 보도 내 평균기온은 동일 시간대에 2열 식재가 더 낮은 기온을 기록하여, 보행 공간에서는 2열 식재가 우수한 열환경을 제공하는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 보도폭 6m 및 8m 등의 일부 보도폭에서 다열 식재의 효과가 공간적 위치와 시간대에 따라 달라질 수 있음을 나타내며, 토지이용 특성과 이용자 활동 시간 등을 종합적으로 고려하여 다열 식재의 적용기준을 차별화할 필요가 있음을 시사한다.

보도폭 10m 거리협곡에서는 모든 시간대에서 1열 식재 대비 2열 식재가 우수한 온도 저감 효과를 나타냈다. 특히 최고기온을 기록한 시간대인 14–16시에는 –0.22°C에서 –0.36°C, 최저기온을 기록한 시간대인 04–06시에는 –0.49°C에서 –0.57°C의 기온 저감 효과가 확인되었다. 따라서 보도폭 10m 이상의 거리협곡에서는 토지이용이나 이용자 활동 시간과 관계없이 2열 식재를 적용하는 것이 도시 열환경 개선에 효과적이라 할 수 있다.

한편, 동서방향 거리협곡 보도폭 10m, 12m, 14m에 3열 식재를 적용한 결과(그림 5c, 5d 참조), 일평균기온, 주간평균기온, 야간평균기온에서 3열 식재가 2열 식재보다 더 큰 냉각 효과를 나타냈다. 보도폭 10m를 기준으로 살펴보면, 거리협곡 내에서는 일평균기온 –0.19°C, 주간평균기온 –0.05°C, 야간평균기온 –0.35°C의 기온 저감 효과가 관찰되었으며, 보도 내에서는 각각 –0.20°C, –0.18°C, –0.22°C의 기온 저감 효과가 나타났다. 특히 다열 식재는 야간에 더 큰 폭의 기온 저감을 기록했으며, 보도폭이 10m에서 14m로 증가함에 따라 기온 저감 효과 또한 확대되는 경향을 보였다. 따라서 동서방향 거리협곡 및 인접 지역의 열환경 개선과 보행공간의 온열조건 향상을 위해서는 보도폭 10m 이상 구간에 3열 식재를 적용하는 것이 열환경 개선에 유리한 것으로 판단된다.

그러나 보도폭 10m 및 12m의 거리협곡에서는 14–16시 시간대에 상이한 패턴을 나타냈다. 거리협곡 내 평균기온의 경우 3열 식재가 2열 식재보다 약 0.03°C~0.08°C 더 높은 기온을 기록하여 거리협곡 내 평균기온 측면에서는 2열 식재를 적용하는 것이 열환경에 더 유리한 것으로 나타났다. 반면, 보도 내 평균기온은 동일 시간대에 3열 식재가 더 낮은 기온을 기록하여, 보행 공간에서는 3열 식재가 우수한 열환경을 제공하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 10m와 12m 등의 일부 보도폭에서 다열 식재의 효과가 공간적 위치와 시간대에 따라 달라질 수 있음을 나타내며, 토지이용 특성과 이용자 활동 시간 등을 종합적으로 고려하여 다열 식재의 적용기준을 제시할 필요가 있음을 의미한다.

보도폭 14m 거리협곡에서는 모든 시간대에서 2열 식재 대비 3열 식재가 우수한 온도 저감 효과를 나타냈다. 특히 최고기온 시간대인 14~16시에는 –0.23°C에서 –0.29°C, 최저기온 시간대인 04–06시에는 –0.01°C에서 –0.08°C의 기온 저감 효과가 확인되었다. 따라서 보도폭 14m 이상의 거리협곡에서는 토지이용이나 이용자 활동 시간과 관계없이 3열 식재를 적용하는 것이 도시 열환경 개선에 효과적이라 할 수 있다.

남북방향 거리협곡 보도폭 6m, 8m, 10m에 2열 식재를 적용한 결과(그림 6a, 6b 참조), 일평균기온, 주간평균기온, 야간평균기온뿐만 아니라 열피크시간대 평균기온까지 포함하여, 모든 보도폭에서 1열 식재 대비 2열 식재가 더 큰 냉각 효과를 나타냈다. 보도폭 6m를 기준으로 살펴보면, 거리협곡 내에서는 일평균기온 –0.25°C, 주간평균기온 –0.15°C, 야간평균기온 –0.34°C, 피크타임 평균기온 –0.05°C의 기온 저감 효과가 확인되었으며, 보도 내에서는 각각 –0.30°C, –0.22°C, –0.38°C, –0.19°C의 기온 저감 효과를 기록했다. 남북방향 거리협곡 역시 다열 식재는 야간에 더 큰 폭의 온도 저감을 기록했으며, 보도폭이 6m에서 10m로 확대됨에 따라 기온 저감 효과 또한 증가하는 경향을 보였다.

그림 6. 남북방향에 보도폭에 따른 다열 식재 기온 저감 효과 분석 범례: 6M 1열 6M 2열 8M 1열 8M 2열 10M 1열 10M 2열 10M 3열 12M 2열 12M 3열 14M 2열 14M 3열

Download Original Figure

더불어 남북방향 거리협곡은 14시~16시간대에도 다른 시간대와 동일한 패턴을 나타냈다. 거리협곡 내 지역의 14~16시 평균기온을 살펴보면, 보도폭 6m –0.05°C, 8m –0.28°C, 10m –0.29°C를 기록하였으며, 보도 내 지역의 평균기온은 각각 –0.19°C, -0.32°C, -0.37°C를 기록하였다. 따라서 남북방향 거리협곡 및 인접 지역의 열환경 개선과 보행공간의 온열조건 향상을 위해서는 보도폭 6m 이상의 구간에 2열 식재를 적용하는 것이 열환경 개선에 효과적인 전략으로 판단된다.

한편, 남북방향 거리협곡 보도폭 10m, 12m, 14m에 3열 식재를 적용한 결과(그림 6c, 6d 참조), 일평균기온, 주간평균기온, 야간평균기온뿐만 아니라 열피크시간대 평균기온까지 포함하여, 모든 보도폭에서 2열 식재 대비 3열 식재가 더 큰 냉각 효과를 나타냈다. 보도폭 10m를 기준으로 살펴보면, 거리협곡 내에서는 일평균기온 –0.16°C, 주간평균기온 –0.11°C, 야간평균기온 –0.21°C, 피크타임 평균기온 –0.07°C의 기온 저감 효과가 확인되었으며, 보도 내에서는 각각 –0.19°C, –0.13°C, –0.26°C, –0.08°C의 저감 효과가 나타났다. 동서방향의 결과와 마찬가지로 다열 식재는 야간에 더 큰 폭의 온도 저감을 기록했으며, 보도폭이 10m에서 14m로 확대됨에 따라 기온 저감 효과 또한 증가하는 경향을 보였다.

더불어 남북방향 거리협곡은 14시~16시간대에도 다른 시간대와 동일한 패턴을 나타냈다. 거리협곡 내 지역의 14~16시 평균기온을 살펴보면, 보도폭 10m –0.07°C, 12m –1.18°C, 14m –0.18°C를 기록하였으며, 보도 내 지역의 평균기온은 각각 –0.08°C, -1.29°C, -0.21°C를 기록하였다. 따라서 남북방향 거리협곡 및 인접 지역의 열환경 개선과 보행공간의 온열조건 향상을 위해서는 보도폭 10m 이상의 구간에 3열 식재를 적용하는 것이 도시 열환경 개선에 효과적인 전략으로 판단된다.

동서방향 거리협곡에서 2열 식재 적용기준에 대한 적합성 검토 결과, 보도폭 6m에서 2열 식재+식생층위구조가 1열 식재+식생층위구조 대비 전 시간대에서 더 큰 기온 저감 효과를 나타냈다(그림 7a, 7b 참조). ‘가로수 없음’을 기준으로 한 가로협곡 내 일평균기온 저감량(ΔTa)을 살펴보면, 1열 식재(기본가로수) –0.67°C, 교목+아교목+관목 –1.11°C, 2열 식재 –0.87°C, 교목2+관목2 –1.54°C, 교목2+초화2 –1.52°C를 기록하여 1열 식재+다층구조보다 2열 식재+다층구조의 열환경 개선효과가 일관되게 우수한 것으로 나타났다. 특히 상세한 검증이 필요했던 14시~16시의 경우, 거리협곡 내 평균기온은 교목+아교목+관목 –1.64°C, 교목2+관목2 –2.57°C, 교목2+초화2 –2.57°C를, 보도 내 평균기온은 교목+아교목+관목은 –1.89°C, 교목2+관목2 –2.73°C, 교목2+초화2 –2.72°C를 기록하여 2열 식재+다층구조가 1열 식재+다층구조 대비 월등한 기온 저감 효과를 나타냈다. 따라서 보도폭 6m 이상에서는 2열 식재를 적용하는 것이 도시 열환경 개선에 효과적인 것으로 판단된다.

그림 7. 거리방향 및 보도폭에 따른 식재방법별 기온 저감 효과 분석 1열식재 교목+아교목+관목 2열식재 교목2+관목2 교목2+초화2 교목2+아교목2+관목2 3열식재 교목3+아교목1+관목3

Download Original Figure

더불어 3열 식재 적용기준에 대한 적합성 검토 결과, 보도폭 10m에서 3열 식재+식생층위구조가 2열 식재+식생층위구조보다 전 시간대에서 더 큰 저감 효과를 기록했다(그림 7c, 7d 참조). ‘가로수 없음’을 기준 가로협곡 내 일평균기온 저감량(ΔTa)을 살펴보면, 1열 식재(기본가로수) –0.75°C, 2열 식재 –1.28°C, 교목2+아교목2+관목2 –1.52°C, 3열 식재 –1.47°C, 교목3+아교목1+관목3 –2.03°C를 기록하여 3열 식재+다층구조가 2열 식재+다층구조의 열환경 개선 효과를 상회하는 것으로 나타났다. 특히 14시~16시의 경우, 거리협곡 내 평균기온은 2열 식재 –0.86°C, 교목2+아교목2+관목2는 –0.91°C, 3열 식재 –0.78°C 교목3+아교목+관목3 –2.90°C를, 보도 내 평균기온은 2열 식재 –1.92°C, 교목2+아교목2+관목2는 –2.08°C, 3열 식재 –2.06°C 교목3+아교목+관목3 –3.05°C를 기록하여 3열 식재+다층구조가 2열 식재+다층구조보다 현저히 우수한 기온 저감 효과를 보였다. 따라서 보도폭 10m 이상에서는 3열 식재를 적용하는 것이 도시 열환경 개선에 효과적인 것으로 나타났다.

한편 남북방향 거리협곡에서 2열 식재 적용기준에 대한 적합성 검토 결과, 동서방향과 마찬가지로 보도폭 6m에서 2열 식재+식생층위구조가 1열 식재+식생층위구조 대비 전 시간대에서 더 큰 기온 저감 효과를 기록했다(그림 7e, 7f 참조). ‘가로수 없음’을 기준으로 한 가로협곡 내 일평균기온 저감량(ΔTa)을 살펴보면, 1열 식재(기본가로수) –0.57°C, 교목+아교목+관목 –0.69°C, 2열 식재 –0.83°C, 교목2+관목2 –1.42°C, 교목2+초화2 –0.86°C의 기온차를 기록하여 1열 식재+다층구조보다 2열 식재 및 2열 식재+다층구조의 열환경 개선효과가 더 높은 것으로 나타났다. 특히 상세한 검증이 필요했던 14시~16시의 경우, 거리협곡 내 평균기온은 교목+아교목+관목 –0.44°C, 교목2+관목2 –1.16°C, 교목2+초화2 –0.61°C를 기록하였으며, 보도 내 평균기온은 교목+아교목+관목 –0.66°C, 교목2+관목2 –1.40°C, 교목2+초화2 –0.83°C를 기록하여 2열 식재+다층구조가 1열 식재+다층구조보다 높은 기온 저감 효과를 보였다. 따라서 남북방향 거리협곡 역시 보도폭 6m 이상에서는 2열 식재를 적용하는 것이 도시 열환경 개선에 효과적인 것으로 판단된다.

더불어 3열 식재 적용기준에 대한 적합성 검토 결과에서도 보도폭 10m에서 3열 식재+식생층위구조가 2열 식재+식생층위구조보다 전 시간대에서 높은 기온 저감 효과를 보였다(그림 7g, 7h 참조). ‘가로수 없음’을 기준으로 한 가로협곡 내 일평균기온 저감량(ΔTa)을 살펴보면, 1열 식재(기본가로수) –0.65°C, 2열 식재 –1.13°C, 교목2+아교목2+관목2 –1.27°C, 3열 식재 –1.29°C, 교목3+아교목1+관목3 –1.43°C를 기록하여 2열 식재+다층구조보다 3열 식재 및 3열 식재+다층구조식재의 열환경 개선효과가 더 높은 저감량을 나타냈다. 특히 상세한 검증이 필요했던 14시~16시의 경우, 거리협곡 내 평균기온은 2열 식재 –0.89°C, 교목2+아교목2+관목2는 –0.96°C, 3열 식재 –0.96°C, 교목3+아교목+관목3 –1.09°C를 기록하였으며, 보도 내 평균기온은 2열 식재 –1.10°C, 교목2+아교목2+관목2는 –1.18°C, 3열 식재 –1.18°C, 교목3+아교목+관목3 –1.30°C를 기록하여 3열 식재+다층구조 시나리오가 2열 식재 +다층구조 시나리오보다 우수한 기온저감 효과를 나타냈다. 따라서 보도폭 10m 이상에서는 3열 식재를 적용하는 것이 도시 열환경 개선에 효과적인 것으로 판단된다.

동서방향 녹지형 중앙분리대 시뮬레이션 결과를 살펴보면(그림 8a, 8b 참조), 4차선 이상의 도로에서는 녹지형 중앙분리대를 조성하는 것이 거리협곡 내 열환경 개선에 효과적인 것으로 나타났다. ‘중앙분리대 없음’을 기준으로 녹지형 중앙분리대 적용 시 거리협곡 내 평균기온 저감량(ΔTa)을 살펴보면, 4차선 도로의 경우 일평균기온 –0.89°C의 기온 감소를 보였으며, 주간시간대 –0.98°C, 야간시간대 –0.80°C, 가장 더운 시간대인 14시~16시는 –0.7°C의 온도 저감 효과를 기록했다. 6차선 도로의 경우 일평균기온 –0.73°C의 기온 감소를 보였으며, 주간시간대 –0.82°C, 야간시간대 –0.64°C, 14시~16시 0.58°C의 온도 저감 효과를 기록했다. 8차선 도로의 경우 일평균기온 –0.35°C의 기온 감소를 보였으며, 주간시간대 –0.36°C, 야간시간대 –0.34°C, 14시~16시 –0.30°C의 온도 저감 효과를 기록했다. 따라서 동서방향의 거리협곡의 경우 4차선 이상의 거리협곡에서는 녹지형 중앙분리대를 설치하는 것이 도시 열환경 개선에 유리한 것으로 나타났다.

그림 8. 녹지형 중앙분리대 설치 유무에 따른 기온 저감 효과 분석 범례: 4차선설치X 4차선 설치o 6차선설치X 6차선설치o 8차선설치X 8차선설치o 4차선 6차선 8 차선

Download Original Figure

또한 같은 종횡비의 경우 도로폭이 넓은 거리협곡보다 도로폭이 좁은 거리협곡에서 기온 감소 폭이 더 크게 나타나는 양상을 보였다. 일평균기온의 경우 8차선 도로는 –0.35°C, 6차선은 –0.59°C, 4차선은 –0.89°C를 기록하였는데, 이는 같은 종횡비라고 하더라도 도로폭이 더 넓은 거리협곡에 더 많은 태양복사 에너지가 축적되는 것에서 기인하는 것으로 판단된다. 더불어 녹지형 중앙분리대의 설치는 주간과 더불어 야간 열환경 개선에도 효과적인 것으로 나타났다.

남북방향 녹지형 중앙분리대 시뮬레이션 결과를 살펴보면(그림 8c, 8d 참조), 동서방향과 마찬가지로 4차선 이상의 도로에서는 녹지형 중앙분리대를 도입하는 것이 거리협곡 내 열환경 개선에 효과적인 것으로 나타났다. ‘중앙분리대 없음’을 기준으로 녹지형 중앙분리대 적용 시 거리협곡 내 평균기온 저감량(ΔTa)을 살펴보면, 4차선 도로의 경우 일평균기온 –0.94°C의 기온 감소를 보였으며, 주간시간대 –0.90°C, 야간시간대 –0.98°C, 14시~16시는 –0.82°C의 온도 저감 효과를 기록했다. 6차선 도로의 경우 일평균기온 –0.59°C의 기온 감소를 보였으며, 주간시간대 –0.59°C, 야간시간대 –0.60°C, 14시~16시 0.55°C의 온도 저감 효과를 기록했다. 8차선 도로의 경우 일평균기온 –0.36°C의 기온 감소를 보였으며, 주간시간대 –0.38°C, 야간시간대 –0.33°C, 14시~16시 약 –0.32°C의 온도 저감 효과를 기록했다. 따라서 동서방향과 마찬가지로 남북방향의 거리협곡 역시 4차선 이상의 거리협곡에서는 녹지형 중앙분리대를 설치하는 것이 도시 열환경 개선에 효과적인 것으로 나타났다.

남북방향 거리협곡 역시 같은 종횡비의 경우 도로폭이 넓은 거리협곡보다 도로폭이 좁은 거리협곡에서 기온 감소 폭이 더 크게 나타나는 양상을 보였다. 일평균기온의 경우 8차선 도로는 –0.36°C, 6차선은 –0.59°C, 4차선은 –0.94°C를 기록하여 같은 종횡비의 경우 거리협곡의 도로폭이 좁을수록 녹지형 중앙분리대의 열저감 효과가 더 큰 것으로 나타났다. 더불어 녹지형 중앙분리대의 설치는 동서방향 거리협곡과 마찬가지로 주간 및 야간 열환경 개선에 모두 효과적인 것으로 나타났다.

동서방향 거리협곡의 녹지형 중앙분리대 적용기준에 대한 적합성 검토 결과, 녹지형 중앙분리대+다층구조식재를 도입한 모든 시나리오에서 열환경 개선 효과가 나타났다(그림 9a, 9b 참조). 교목만 식재한 시나리오를 기준으로 한 가로협곡 내 일평균기온 저감량(ΔTa)을 살펴보면, 교목+아교목+관목 –0.62°C, 교목+아교목+초화 –0.55°C, 교목+관목 –0.56°C, 교목+초화 –0.54°C를 기록했다. 특히 주간시간대의 열환경 개선효과가 높게 나타났으며, 열피크타임에서 최대 냉각효과를 기록했다. 주간평균기온은 교목+아교목+관목 –1.17°C, 교목+아교목+초화 –1.18°C, 교목+관목 –1.20, 교목+초화 –1.18°C를 기록했으며, 14시~16시 평균기온은 교목+아교목+관목 –1.61°C, 교목+아교목+초화 –1.62°C, 교목+관목 –1.64, 교목+초화 –1.62°C를 나타냈다. 다만 동서방향의 경우 야간에는 교목+아교목+관목을 제외한 일부 다층구조에서 소폭의 기온상승이 관찰되었다. 따라서 야간 열환경 개선이 중요한 지역에는 교목+아교목+관목 형식의 다층구조식재를 중앙분리대에 우선 적용하는 것이 바람직하다.

그림 9. 녹지형 중앙분리대 + 다층구조식재 적용에 따른 기온 저감 효과 분석(8차선 도로 기준) 범례: 중앙분리대없옴 교목+아교목+관목 교목+아교목+초화 교목+관목 교목+초화

Download Original Figure

남북방향 거리협곡의 녹지형 중앙분리대 적용기준에 대한 적합성 검토 결과, 동서방향과 마찬가지로 녹지형 중앙분리대+다층구조식재를 도입한 전 시나리오에서 열환경 개선 효과가 나타났다(그림 9c, 9d 참조). 교목만 식재한 시나리오 대비 가로협곡 내 일평균기온 저감량(ΔTa)을 살펴보면, 교목+아교목+관목 -0.38°C, 교목+아교목+초화 –0.36°C, 교목+관목 –0.37°C, 교목+초화 –0.38°C의 기온차를 기록했다. 특히 주간 시간대와 열피크시간(14–16시)에서 기온 저감 효과가 두드러졌으며, 주간평균기온은 교목+아교목+관목 –0.52°C, 교목+아교목+초화 –0.50°C, 교목+관목 –0.52, 교목+초화 –0.51°C, 14시~16시 평균기온은 교목+아교목+관목 –1.61°C, 교목+아교목+초화 –1.62°C, 교목+관목 –1.64, 교목+초화 –1.62°C의 기온차를 나타냈다. 남북방향의 경우 모든 다층구조식재에서 시간대와 관계없이 일관된 냉각효과를 기록했다.