열섬현상과 친환경건축의 역할

열섬현상과 친환경건축의 역할 : 도시의 기온을 낮추는 지속가능한 해결책

도시의 기온이 주변 지역보다 높게 유지되는 열섬현상은 전 세계 주요 도시에서 공통적으로 나타나는 기후 분제 중 하나입니다. 도시환경에서의 쾌적성에 가장 큰 영향을 미치는 열섬현상은 급격한 도시화와 무분별하고 중앙 집중적인 도시 개발에 의한 결과로써 도시 환경을 악화시키는 원인입니다.

특히 여름철 도시 중심부에서는 주변보다 기온이 3도에서 많게는 10도 이상 높게 나타나는 경우도 있습니다. 이로 인해 폭염일수 증가, 열대야 지속, 건강 악화, 에너지 소비 증가 등 다양한 부정적 영향이 나타나며, 도시민의 삶의 질에 큰 영향을 미치고 있습니다.

이러한 열섬현상의 발생 원인과 그 영향을 이해하고, 이를 줄이기 위한 방법으로서 친환경건축이 왜 중요한지 이번 글에서 살펴보도록 하겠습니다.

 

 

열섬현상의 주요 발생원인

열섬현상이 나타나는 근본적인 원인은 도시의 지표면이 자연 지형과는 다른 특성을 가지기 때문입니다.

 

1. 지표면의 변화 : 도시화로 인해 흙이나 식생 대신 아스팔트, 콘크리트, 유리, 철 등 일사를 많이 흡수하고 축열 하는 재료가 지표를 덮게 되었습니다. 이로 인해 낮 동안 축적된 열이 밤에도 식지 않고 도심의 온도를 높게 유지하게 됩니다.
2. 인위적인 열 방출 : 냉난방 자치, 자동차의 매연, 공장 등에서 발생하는 열은 도시 기온을 인위적으로 높이는 또 다른 원인입니다. 특히 대형 건물과 차량이 밀집한 대도시 지역일수록 이러한 인공열은 열섬현상에 매우 큰 영향을 미칩니다.
3. 도시 구조와 바람의 흐름 제한 : 고밀도, 고 층화 된 도시 구조는 바람의 흐름을 방해하며 공기 순환 및 환기 효과를 감소시킵니다. 이는 도심의 열을 교외로 배출하지 못하게 하여 도시 기온을 높이는 또 다른 요인입니다.

 

지표면 열수지와 도시기온 형성

지표면의 열수지는 도시와 자연지역의 기후 차이를 설명하는 중요한 개념입니다. 태양 복사 에너지가 지표에 도달하면 이는 대류 열류(현열), 잠열(수분 증발 등), 전도열류(지중 열이동) 등으로 나뉘어 흡수합니다. 자연지역에서는 식생의 증산작용을 통해 잠열의 비중이 크지만, 도시에서는 현열의 비중이 커지며 기온 상승이 두드러지게 나타납니다.

특히 건조한 지역일수록 잠열보다는 현열이 훨씬 크게 나타나기 때문에 극심한 고온이 지속되며, 이러한 특징은 도시에서 자주 보이고 있습니다. 따라서 도시가 자연의 상태와 다르게 건조화되는 것은 열섬현상을 더욱 심화시키는 원인입니다.

 

열섬현상이 인류에 끼치는 영향

열섬현상은 단순히 불쾌한 더위를 유발하는 것을 넘어 다음과 같은 다양한 사회적 문제로 이어집니다.

 

1. 건강 문제

높은 기온은 열중증, 열사병, 수면장애, 피로감, 면역력 저하 등을 유발합니다. 특히 고령자와 어린이는 고온 환경에 더욱 취약하여 여름철 열사에 의한 질병률을 높이고 있습니다. 반면 겨울철 열섬현상은 한랭 스트레스를 완화시켜 일부 건강 상 이점도 있지만, 여름의 부작용이 훨씬 더 큰 문제로 지적되고 있습니다.

2. 에너지 소비 증가

기온 상승은 냉방 수요 증가로 이어지며, 이는 곧 전력 사용량 증가 및 에너지 비용 상승으로 연결됩니다. 전기를 생산하는 석유자원 소비가 증가 및 프레온 가스에 의한 온실가스 배출도 증가하여 기후변화의 악순환을 반복됩니다.

3. 생태계 및 기후 변화

온도가 높아짐에 따라 도시 내 생물종 다양성이 감소하고 생태계 균형이 무너지는 현상이 발생합니다. 또한 도심 중심부와 외곽의 온도차로 인해 국지적인 날씨 변화가 생기며, 집중호우 등 이상기후 발생 가능성도 높아집니다.

 

친환경건축의 필요성

이러한 문제들의 발생을 감소하기 위한 가장 효과적인 방법 중 하나는 바로 친환경건축입니다. 친환경건축은 열섬현상의 원인을 완화시키고, 도시의 열환경을 개선할 수 있는 지속가능한 기술과 설계입니다.

다음은 도시의 열섬현상을 저감 시키는 친환경건축 방법입니다.

 

1. 옥상 녹화와 벽면 녹화

도시 공간에 자연을 회복시키는 가장 직관적인 방법 중 하나는 햇빛을 가장 많이 받아 열을 축열하고 되는 콘크리트 덩어리인 건물의 옥상이나 벽면을 식물로 덮는 것입니다. 식물은 증산작용을 통해 기온을 낮추고, 열이 콘크리트로 직접 흡수하는 것을 막아줍니다. 또 직사광선을 차단해 건물 건물 내부의 냉방 부하를 줄여줍니다.

2. 백색지붕 및 고반사 자재의 사용

지붕이나 외벽에 태양광 반사율이 높은 흰색이나 밝은 색의 자재를 사용하는 것도 매우 효과적인 방법입니다. 이러한 자재는 태양 에너지의 흡수를 최소화하여 건물 표면 온도를 낮추고, 내부 냉방 에너지 사용을 절감할 수 있게 합니다.

3. 자연 환기와 바람길 확보

도시 설계에서 바람길을 확보하면 기압차에 의한 공기 순환으로 인공열 축적을 줄고,  자연적인 열 배출이 가능해집니다. 이는 특히 내륙도시에서 효과적인 방법으로, 주변 산세에서 발생하는 냉기류가 도시 내부로 원활히 흐르도록 유도할 수 있습니다.

4. 빗물과 수면 활용

 도시 내 하천과 호수, 빗물 정원 등 수면 및 수변 공간은 기온을 낮추는데 효과적입니다. 수온은 일반적으로 대기보다 기온이 낮기 때문에 여름철 도심 내 냉각 효과를 유도합니다. 하천 주변은 도심보다 3~4도 낮은 기온이 유지된다는 연구 결과도 있습니다.

 

열섬현상의 대안으로써의 친환경건축

친환경건축은 단순히 에너지 절감과 기후변화 대응에 그치지 않고 사람 중심의 쾌적산 도시 환경을 만들어가는 핵심 요소입니다. 열섬현상으로 인해 훼손된 도시민의 건강을 지키고, 도시 생태계를 회복시키며, 궁극적으로는 지속가능한 사회를 위한 실천입니다.

국내외 도시들은 이미 다양한 녹색건축인증 제도를 도입하고 있으며, 건축 관련 규제도 친환경 중심으로 바뀌고 있습니다. 향후 열섬현상과 같은 기후 위기에 대응하기 위한 도시와 건축의 변화는 필수적이며, 모든 시민이 체감할 수 있는 수준으로 실현되어야 할 것입니다.

 

결론

열섬현상은 도시화가 불가피한 현대 사회에서 피할 수 없는 문제처럼 보일 수 있습니다. 그러나 친환경건축 기술과 도시 계획은 도시도 자연처럼 기능할 수 있다는 가능성을 보여줍니다. 건물 하나하나, 지붕 하나하나가 도시의 기온을 낮추는데 기여할 수 있으며, 이는 곧 기후변화 대응, 에너지 절감, 주거환경 개선, 도시민 건강 증진이라는 긍정적인 파급효과를 가져옵니다.

친환경건축은 현재 우리의 삶과 더불어 미래 세대의 삶을 결정짓는 대안입니다.