고형화된 식생기반재를 활용한 건축물 녹화 시스템 연구

Abstract

최근 건축물의 에너지 이용 효율을 높이고 이산화탄소 발생량을 줄이기 위한 방안으로 정부는 건축물의 단열을 위한 옥상, 벽면 녹화를 권장하고 있다. 건축물 녹화는 건물에너지 절감에 영향을 주는 기술요소이면서 나아가 도심 생태환경 개선 측면에서도 근본적인 도시녹화의 대안으로도 주목받고 있다. 이에 다양한 건축 녹화시스템이 개발되고 있으며 시스템 별 조성 및 시공법, 성능 평가에 대한 연구가 진행되고 있다. 그러나 자연토양 혹은 인공토양을 포설하거나 플랜트형 녹화공법의 경우 원천소재 형태 그대로 사용함에 따라 다양한 대상지(벽면, 경사면) 적용에 한계를 나타내고 있어 최근 들어 고형식생기반재(패널형, 매트형)를 활용한 녹화공법의 비중이 높아지고 있는 추세이다. 본 연구는 건축물 녹화의 식생기반재로 고형화된 매트를 통한 녹화시스템의 현황을 파악하고, 옥상녹화를 통한 실내 온·습도 조절 측면에서 녹화효과를 검증하고자 하였다. 이를 위해 실물스케일의 Mock-up을 제작하여 옥상 표면온도를 측정하고 내부 온·습도 센서를 통해 모니터링을 실시하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 옥상녹화를 통한 실내 온도 조절효과 검증에 적용한 식생기반재는 0.067 W/m·K의 열전도율로 측정되었으며 일반적으로 사용되는 아스팔트 싱글보다 단열성능이 더 높은 것으로 분석되었다. 둘째, 기존의 흙을 사용한 옥상녹화의 검증과 마찬가지로 식생매트를 활용한 공법에서도 최대 30%의 표면온도 저감율을 보이며 건축물 표면온도 조절에 효과적인 것으로 밝혀졌다. 셋째, 옥상녹화를 시공한 실험체의 실내온도는 아스팔트 싱글로 마감된 실험체에 비해 약 8%의 온도 저감율을 나타내 여름철 실내 냉방부하 저감 효과가 있음을 보였다. 넷째. 실험체 내부 습도의 경우 실내온도가 높은 아스팔트 싱글 실험체가 옥상녹화를 설치한 실험체에 비해 3~4% 정도 높은 수치를 보였으나 두 실험체 모두 쾌적범위 (40~60%)를 유지하고 있음을 나타냈다. 다섯째, 지붕 단열성능 보강에 효과적일 것으로 판단하여 토심의 두께를 두껍게 하기 위해 식생매트 한 장을 추가하여 실험을 진행하였으나, 혹서기가 지나고 난 뒤 외기 온도가 낮아져서 토심에 따른 성능 검증은 밝혀지지 않았다. 종합적으로 옥상녹화를 시공한 Mock-up 실험체가 여름철 실내 온도 조절에 이점이 있는 것으로 판단되며, 일반 마감재에 비해 시공과 유지관리에 용이한 것으로 나타났다. 이 연구에서는 6월부터 9월까지 여름과 가을에 걸쳐 약 3개월 동안 모니터링이 진행되어 추후 계절별 추가 관찰이 이루어져야 할 것이다. 또한 매트의 두께에 따른 건축물 내부 실내 온도 조절 변화에 미치는 영향을 파악하기 위한 실험도 진행되어야 할 것이다.