최근 이상기후로 인한 폭염 및 열대야, 한파, 미세먼지 등의 문제가 심화되고 있다. 이러한 문제는 열환경 특성상 밀도가 높고 공기의 흐름이 약한 도시지역이 더 취약하다.도시는 주거, 상업, 공업 등 활동이 밀집된 곳으로 인공열 발생과 오염물질이 집중적으로 발생돼 도시 기후환경이 좋지 않기 때문이다.이번 회에서는 '한강변 개발형태에 따른 폭염기 저온공기의 확산 시뮬레이션 연구 – 서울시 동작구 흑석동 일대를 대상으로'라는 주제의 석사 논문을 소개하고자 한다. 이 논문은 2024년 2월 중앙대학교 대학원 토목공학과 도시공학전공 이재준이 완성했다.고층·고밀의 개발로 인한 공기 흐름이 차단 및 정체되고 도시 내부의 자연공기의 순환이 감소돼 열환경 문제가 심화되고 있다.이러한 열환경 문제는 공원 및 녹지공간 조성과 하천, 강 등 수공간 조성을 통해 완화시킬 수 있으므로 폭염기 저온 공기의 확산 시뮬레이션 연구가 좋은 시도라고 생각한다. 논문의 주요 내용을 간력하게 소개한다.◇ 연구의 목적... 하천지역에서 생성된 저온 공기가 도시 내 지역으로 확산 정도 파악현재 도시 수공간에서 생성된 저온 공기의 확산에 대한 관심이 높아지고 있다. 하지만 서울특별시 중간을 가로지르는 한강에 대한 저온 공기 확산을 정량적으로 파악한 연구는 부족하다.이에 따라 도시 내 열환경 문제를 완화하고자 하천지역에서 생성된 저온 공기가 도시 내 지역으로 확산 정도를 확인하고 이에 따른 온도 및 풍속 차이를 건축물 군집유형별로 비교함으로써 열환경 분포 특징을 파악하고자 한다.▲ 도시 수공간 저온공기의 확산 원리◇ 공원녹지 및 수공간 활용이 열환경 개선에 중요한 도시공간요소먼저 공원녹지 및 수공간 활용이 열환경 개선에 중요한 도시공간요소인 것을 확인했다. 특히 도시 수공간의 냉각효과가 오후에 가장 높은 것을 확인했으며 수공간의 종류, 면적, 형태에 따라 냉각효과가 달라진다.둘째, 수공간 저온 공기의 확산에 따른 수공간의 냉각효과는 최대 1,315m까지 영향을 미친다. 기존 전산유체역학)CFD) 프로그램을 활용한 수공간의 냉각효과를 분석한 연구는 한계가 있었다.특정 지점만을 비교 분석하거나 대상지 전체의 평균값을 비교분석했기 때문이다. 또한 CFD시뮬레이션 결과를 지리정보체계(GIS)와 연계해 거리별 냉각효과를 파악한 연구는 부족하다.셋째, 축물 유형 및 배치 등 도시 형태가 온도에 영향을 미치며 상업>주거 및 상업 혼용>주거>녹지지역 순으로 기온이 높게 나타난다.하지만 수공간에서 생성된 저온 공기의 확산에 따른 변화가 건축물의 유형에 미치는 영향을 파악하는 연구는 부족하다.◇ 주요 연구결과... 한강변 지역의 건축물 및 구조물은 한강에서 생성된 저온 공기의 확산 저해연구를 위한 분석은 4단계로 대상지 선정 및 현황분석, 한강변 저온 공기의 확산범위 분석, 한강변 저온 공기의 확산에 따른 건축물 군집유형별 온도변화 분석, 결과 종합 분석 및 시사점 도출하는 것으로 구성된다. 연구 결과는 다음과 같다.첫째, 한강변 지역의 건축물 및 구조물은 한강에서 생성된 저온공기 확산을 저해시켜 내륙 지역의 온도를 0.2도(℃) 상승시킨다.둘째, 한강에서 생성된 저온 공기는 800미터(m)까지 0.10퍼센트(%) 이상의 냉각효과가 있다. 또한 한강변 개발에 의해 저해됐던 저온 공기는 10~14m 이상 높이에서 확산된다. 이는 한강 저 온공기를 활용해 도시 내륙 지역의 열환경 문제에 대한 개선 가능성을 시사한다.셋째, 한강에서 생성된 저온 공기의 확산에 따른 전체, 지형, 건축물 변화에 대한 영향 분석결과, 지형은 84%, 내륙 지역의 건물은 16%의 영향을 준다.넷째, 한강에서 생성된 저온공기의 확산에 따른 내륙지역의 건축물 군집유형별 평균온도는 고층주거지역<상업지역<저층주거지역 순으로 평균온도가 높았다.평균풍속은 상업지역<고층주거지역<저층주거지역 순으로 평균풍속이 높다. 이를 통해 저층주거지역이 한강변 지역의 개발로 인해 영향을 많이 받는 취약지역임을 알수 있다.◇ 연구성과의 한계... 일부 자료릐 분석으로 연구결과를 보편적으로 적용하기에 애로연구의 성과를 보편적으로 적용하기에 어려움이 있으며 CFD 시뮬레이션의 한게에 대해 정리하면 다음과 같다.첫째, 분지지형을 이룬 대상지에 한정함에 따라 보편적으로 적용에 어려움이 있고 CFD 시뮬레이션의 한계로 지형과 건축물 모양을 비롯해 차량, 유동인구 등 실제 환경을 제한적으로 모델링할 수밖에 없었다.둘째, 컴퓨터 처리용량의 부족으로 대상지를 일부 단순화했다는 점과 흑석동 전체를 분석하지 못함에 따라 전체 대상지에서 한강 저온 공기의 확산을 제한적으로 확인했다셋째, 1시간 시뮬레이션 결과를 활용함에 따라 검증 과정에서 통계적 검증이 불가능해 해당 시간대 실측 데이터를 활용할 수밖에 없었다.넷째, 건축물의 군집 유형별로 온도 및 풍속의 변화를 연구했으나 건축물의 유형 및 배치 등에 따른 세부적인 영향을 반영하지는 못했다.◇ 향후 연구과제... 도시 내 수공간 저온 공기의 확산에 대한 보다 상세한 추가 연구 필요도시 내 수공간 저온공기의 확산에 대한 보다 상세한 추가 연구가 필요하다고 생각된다. 특히 도시 수공간을 활용한 열환경을 개선하는 도시설계에 대한 연구가 필요하다.본 연구를 바탕으로 도시 수공간의 저온공기 확산에 따른 거리별 냉각효과 및 건축물 군집유형별 변화를 추가 연구해 도시 재개발 등을 설계하는데 반영되길 기대한다. ▲ 배웅규 전문위원(중앙대학교 교수)

▲ 건설신기술 지정 현황[출처=국토교통부]국토교통부(장관 박상우)에 따르면  ’24년 상반기 총 12건을 건설신기술로 지정해 건설산업의 디지털 전환을 가속화할 전망이다.이번에 지정된 건설신기술에는  △디지털트윈 기술을 적용한 자율주행 드론시스템과 인공지능 알고리즘을 이용한 콘크리트 구조물 외관 조사 기술  △레이저와 카메라를 이용한 영상 처리기반 교량변위 측정기술 △출입구 유입 미세 오염물질 저감을 위한 에어샤워 시스템 기술 등 3건의 스마트 건설신기술이 포함됐다.건설신기술 지정 제도는 민간의 기술혁신을 통해 건설기술 발전을 선도하고 건설산업의 도약과 성장을 유도하고자 ’89년부터 추진하고 있다. ’20년부터는 IT 등 첨단기술이 융합된 스마트 건설기술 활성화를 위해 스마트 건설기술의 신기술 지정 심사 시 가점(첨단기술성 항목 10점)을 부여하고 있다.그 결과 ‘20년(3건)→‘21년(2건)→’22년(4건)→‘23년(8건)→’24년上(3건) 등 현재까지 총 20건의 스마트 건설기술이 신기술로 지정됐다.디지털트윈 기술을 적용한 “자율주행 드론시스템”과 “인공지능 알고리즘”을 이용한 콘크리트 구조물 외관 조사 기술』은 드론 점검 자동화 기술이다.콘크리트 구조물의 균열, 파손, 철근노출 등의 손상을 분석하는 외관조사 기술로 시설물 안전관리 및 사고예방에 기여할 것으로 예상된다.▲ 자율주행 드론 및 인공지능 알고리즘을 활용한 디지털 트윈 기반 시설물 손상분석 기술[출처=국토교통부]레이저와 카메라를 이용한 비접촉 무타겟 영상 처리기반 교량변위 측정기술은 레이저와 영상을 이용해 안전점검 시 교량 처짐을 측정하는 기술이다.교량 하부에 하천이나 도로, 철도 등의 지장물이 있는 경우에 활용이 가능해 교량 안전관리에 크게 기여할 것으로 예상된다. 출입구 유입 미세 오염물질 저감을 위한 Counter Flow 기류 활용 에어샤워 시스템 기술은 건물 출입자를 스마트 센서로 자동 인식하고 고효율 3중필터와 이오나이저, UV LED 기술을 적용해 미세 오염물질의 실내유입을 사전에 차단하는 기술이다. 이오나이저는 공기 중의 미세입자와 미생물을 흡착하는 기술이며 UV LED 기술은 자외선을 광원으로 유해 미생물과 바이러스를 살균하는 기능을 가지고 있어 실내공기 정화에 기여할 것으로 기대된다.한편, 국토부는 2024년 4월 스마트 건설신기술 등 건설신기술 제도의 활성화를 위해 스마트 기술이 적용된 신기술의 시험·검사의 불편을 해소하고자 건설 신기술 시험성적서 인증기관을 확대했다.(건설기술 진흥법 시행령 제31조 개정) 「국가표준기본법」 상 인정기구(KOLAS)로부터 인정받은 시험·검사기관으로 확대했다. 200여개 기관에서 800여개 기관으로 늘어났다. 또한 신기술 개발자의 부담 완화를 위해 시공실적 제출시기 조정(1차 서류심사 전 실적제출 → 1차심사 통과 후 2차 현장적용성 심사 전에 실적제출)과 공공기관이 필요한 신기술을 공모하여 지정할 수 있도록 공모형 신기술 제도를 도입(’24.5)하는 등 신기술 활성화를 위한 제도 개선을 지속 추진중이다.시공실적 제출시기 조정은 「신기술의 평가기준 및 평가절차 등에 관한 규정」(’24.5.26 시행)에 따른 것이다. 국토교통부 김태병 기술안전정책관은 “4차 산업혁명 시대를 맞아 디지털·자동화기술 등이 접목된 스마트 건설신기술을 적극 육성하고 현장에도 잘 활용될 수 있도록 적극 지원해 나가겠다”라고 밝혔다.참고로 건설신기술에 대한 자세한 내용은 국토교통과학기술진흥원 누리집(http://www.kaia.re.kr ‘지식-성과도서관-신기술·추천기술 검색-건설신기술’)에서 확인할 수 있다.

일본 히타치조선에 따르면 중국 장쑤성 전장시에 있는 중촨동리(中船动力有限公司)와 합작회사 전장중촨히타치조선기계의 신공장으로 이전을 완료했다.선박용 엔진부품과 산업기계용 강구조물을 생산하는 기업으로 부지면적은 1만2000평방미터에서 4만2000평방미터로 늘어났다. 건축면적은 8000평방미터에서 1만6000천평방미터로 2배 확장됐다.전장중촨히타치조선기계는 공장이전을 계기로 추가로 설비를 도입하고 중 국내 사업을 확대해 나가기로 결정했다. 선박엔진 부품과 금속제품, 선박외 금속 제품의 제조사업 등을 영위하고 있다.▲ Japan_Hitachi Zosen_Homepage▲일본 히타치조선(日立造船) 홈페이지

▲ 일본 건설업체인 오바야시구미(大林組) 직원 이미지 [출처=홈페이지]일본 건설업체인 오바야시구미(大林組)에 따르면 2017년 3월 수상에서 원격조종을 통해 수중 구조물을 점검할 수 있는 로봇을 개발했다.잠수부로는 들어가기 힘든 심도에서도 조사가 가능하고 연속 측정기능도 있어 작업효율을 높일 수 있기 때문이다.댐 등 인프라 점검 수요가 증가할 것으로 판단해 2017년부터 본격적인 활용을 목표로 하고 있다. 기존에는 댐의 제방 등 수중구조물의 점검작업은 잠수부가 눈으로 직접 보며 실시했다.  

자동차부품업체 덴소, 2016년부터 2년내 자사 차량제어기술을 활용한 소형무인비행기(드론)제품 출시 계획...교량이나 산간지역 구조물 검사 등 인프라 및 공공서비스 시장을 개척해 사업 판로확대