• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.157-157
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• 2021

2015년 파리에서 체결된 파리협정은 1850년 대비 2100년까지의 지구 평균기온 상승을 1.5℃ 이내로 제한하기 위해 5년마다 참여국에 상향된 온실가스 배출 감축 목표를 제출하게 하고, 탄소 배출 및 온도상승 저감 목표 달성을 위해 도시 내 그린인프라를 적극적으로 도입하는 등 국제사회 공동의 종합적인 이행을 예정하고 있다. 그린인프라의 유형 중 하나인 옥상녹화(Green Roof)는 기후변화 적응을 위한 도시 인프라 구축 방법의 하나로 국내에서도 많은 각광을 받고 있다. 옥상녹화(Green Roof)는 도시의 불투수층인 지붕 면적을 모두 혹은 일부 식생으로 덮어 표면층에 추가의 투수층을 조성하는 것을 지칭한다. 옥상녹화의 경우 별도의 토지면적 확보가 필요하지 않고 기존의 시설물에 추가적인 설치가 가능해 여분의 토지가 부족한 도심지의 녹지 확보를 위한 친환경적인 그린인프라로 각광받고 있다. 현재까지 옥상녹화(Green Roof) 관련 국내 연구 현황은 '옥상 녹화의 공법'을 다룬 비율이 높고 실증적인 결과를 가진 선행연구가 거의 없다. 따라서 본 연구는 동일한 조건하에 4개의 실험동을 설치하고 동질성 검사를 한 후 옥상에 설치된 재료[일반 콘크리트(Bare Concrete), 고반사 도장(High Reflective Paint), 사사(Short Bamboo), 잔디(Grass)]에 따른 건물 내 온도 변화 저감효과에 대한 분석을 수행하였다. 2020년 8월 17일부터 22일까지 측정된 지붕 표면 평균 최고온도 모니터링 결과를 일반 콘크리트 지붕과 비교했을 때. 고반사 도장 지붕의 경우 8.26℃, 옥상녹화(사사, short bamboo) 지붕의 경우 7.21℃, 옥상녹화(잔디, grass)의 경우 10.8℃ 낮은 것으로 측정되었다. 또한 실내 천정 표면 평균 온도의 경우 콘크리트 지붕과 비교하여 고반사 도장 지붕은 6.46℃, 옥상녹화(사사, short bamboo) 지붕은 13.52℃, 옥상녹화(잔디, grass)는 13.3℃ 낮은 것으로 나타났다. 본 연구결과는 옥상녹화의 온도저감 효과를 정량적으로 제시하고 있어, 향후 기후변화 대응 및 적응 전략적 수립에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2011년도 춘계 학술논문 발표대회 2부
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• pp.57-58
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• 2011

• 한국조경학회지
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• 제41권6호
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• pp.107-116
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• 2013

본 연구는 저토심 옥상녹화모듈의 빗물유출 및 도시열섬 저감효과를 정량적으로 평가하기 위해, 저토심 경사 평지붕 녹화모듈의 저류 및 증발산 특성을 규명한 것이다. 이를 위해 기린초를 식재한 라이시미터(깊이 100mm)를 4방향(동, 서, 남, 북)의 50% 경사 지붕과 평지붕 위에 구축하였다. 그리고 저토심 경사지붕 및 평지붕 녹화모듈을 대상으로 연간 수분보유량 및 저류량과 증발산량 그리고 옥상과 평지붕 녹화모듈의 표면온도를 2012년 9월 1일부터 2013년 8월 31일까지 1년간 연속적으로 측정하였다. 측정된 자료를 근거로 분석한 녹화모듈의 저류 및 증발산 특성은 다음과 같다. 경사지붕 녹화모듈의 수분보유량은 눈이 오는 겨울철을 제외하면 강우 직후 8.7~28.4mm까지 상승하였으며, 무강우 지속 시 3.3mm까지 저하하는 것으로 나타났다. 경사지붕 녹화모듈은 최대 22.2mm까지 강우를 저류했던 것으로 나타났다. 녹화모듈의 강우량 대비 강우 저류율 예측식은 경사지붕의 경우 [강우 저류율(%)=-18.37 ln(강우량(mm))+107.75, $R^2$=0.79], 평지붕의 경우 [강우 저류율(%)=-22.64 ln강우량(mm))+130.8, $R^2$=0.81]였다. 경사지붕 녹화모듈의 증발산량은 강우 후 경과일수에 따라 급격히 감소하였으며, 봄철과 가을철에는 로그함수형으로, 여름철에는 거듭제곱함수형으로 감소하였다. 그리고 경사지붕 녹화모듈의 강우 후 일증발산량은 여름 > 봄 > 가을 > 겨울 순으로 높게 나타났다. 이는 일사량 및 기온의 차이에 의한 것으로 사료된다. 녹화모듈의 증발산량은 강우 후 3~5일간 2~7mm/day에서부터 1mm/day 미만으로 급격히 감소하였으며, 이후 완만하게 감소하였다. 이는 녹화모듈에 식재된 기린초는 수분이 충분할 경우에는 수분을 급격히 소비하고, 수분이 부족할 때는 수분을 보존한다는 것을 시사한다. 여름철 알베도는 옥상면이 0.151, 옥상녹화면이 0.137 그리고 겨울철 알베도는 옥상면이 0.165, 옥상녹화면이 0.165로 나타나, 옥상면과 옥상녹화면의 알베도에는 큰 차이가 없었다. 여름철 녹화에 의한 표면온도의 저감효과는 일평균표면온도가 $1.6{\sim}13.8^{\circ}C$(평균 $9.7^{\circ}C$), 일최고표면온도가 $6.2{\sim}17.6^{\circ}C$(평균 $11.2^{\circ}C$)로 나타났다. 겨울철 녹화에 의한 온도 차이는 일평균 표면온도가 $-2.4{\sim}1.3^{\circ}C$(평균 $-0.4^{\circ}C$), 일최고표면온도가 $-4.2{\sim}2.6^{\circ}C$(평균 $0.0^{\circ}C$)로 크게 나타나지 않았다. 증발산량이 증가함에 따라 녹화에 의한 저감온도가 선형함수형으로 커지는 것으로 나타났으며, 증발산량에 따른 저감온도의 예측식은 [저감온도($^{\circ}C$)=$1.4361{\times}$증발산량(mm)+8.83, $R^2$=0.59]였다. 무강우 지속 시 녹화에 의한 표면온도 저감은 세덤 수관에 의한 차양효과에 의한 것으로 판단되었다. 본 연구 결과, 녹화모듈에 의한 저토심 옥상녹화는 저류와 증발산 작용에 의해 빗물 유출 및 도시열섬 관리에 긍정적인 효과를 준다는 것을 규명하였다. 또한 기린초는 무관수 저토심 옥상녹화용 수종으로 이상적 식물재료이며, 장기적인 도시열섬 완화라는 측면에서는 기린초의 증발산효과뿐 아니라 차양효과를 고려해야 한다는 것을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.320-320
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• 2022

기후변화와 도시화로 인한 영향으로 도시의 폭우, 폭염을 비롯한 현상이 빈번하게 발생하고 있다. 특히 시가화 지역의 높은 불투수율은 도시홍수를 야기한다. 이러한 현상을 완화하기 위해 도시지역에서는 그린인프라와 저영향개발이 도입되고 있다. 그 중 지속가능한 발전을 위한 필수요소로 자리매김한 옥상녹화는 도시에 위치한 건물의 상층부와 내부의 온도를 낮춤으로써 에너지절감효과와 강우 시 빗물을 저류함으로써 우수유출 저감효과, 그리고 도시 공간 내 녹지도입으로 인한 이산화탄소 배출 저감 효과 등을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 열섬현상완화와 유출 저감의 방안 중 하나인 옥상녹화(Green roof)의 효과를 정량적으로 평가하기 위해 콘크리트로 이루어진 동일한 제원의 실험동을 구축하고, 실험동 내외부의 온도, 습도, 강우, 풍속, 일사량 등의 기상자료를 측정할 수 있는 센서를 설치하였다. 각 실험동에서 측정된 기상요소를 Flux Profile Method를 적용하여 공간 내에 있는 열에너지의 총량인 순복사열을 구성하는 현열속, 잠열속, 토양열속(H, LE, G)을 산정하였다. 또한 에너지 평형에 따라 산정된 각 실험동의 열속과 지표면 복사량 관측자료을 정량적으로 비교하여 옥상녹화의 적용성을 평가하였다. 2021년 7월 21일부터 2021년 7월 28일 까지 모니터링한 결과 옥상녹화의 열 효율은 일반 콘크리트 지붕에 비해 실내온도가 최대 6.83℃ 낮게 나타나며 이는 여름철 건물 내부의 온도조절에 필요한 에너지 저감효과를 볼 수 있다. Flux Profile Method를 적용한 결과 옥상녹화의 전체 열속 중 현열속 28.5% 잠열속 70.7%, 토양열속 0.5% 의 복사량 분포를 보였고, 일반 콘크리트 지붕은 현열속 45.3%, 잠열속 38.6%, 토양열속 16.2% 으로 나타났다. 이와 같은 방법은 옥상녹화의 정량적 평가를 가능하게 함으로서 향후 기후변화 대응방안 및 전략 수립 시 옥상녹화의 온도저감효과 분석에 적극 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.94-94
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• 2021

현재 전 지구적으로 일어나고 있는 극단적 기후현상과 이로 인한 자연재해의 원인은 복합적이다. 기후변화로 인한 영향과 동시에 도시화 또한 하나의 원인으로 작용하고 있다. 이러한 영향을 완화하기 위한 방안으로 도시의 그린인프라와 저영향개발은 최근 지속가능한 발전을 위해 꼭 필요한 요소로 자리잡고 있다. 그린인프라 유형 중 하나인 옥상녹화는 많은 이점을 제공한다. 도시에 위치한 건물의 상층부, 내부 및 주변 온도을 낮춤으로써 얻을 수 있는 에너지절감 효과와 강우 시 상당량의 빗물을 저류함으로써 기대되는 우수유출 저감효과, 그리고 도시 공간 내 식물의 적극적인 도입으로 인한 이산화탄소 배출 저감 효과 등을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 도시지역의 열섬현상완화와 유출저감의 방안 중 하나인 옥상녹화(Green roof)의 효과를 정량적으로 평가하기 위해 콘크리트로 이루어진 동일한 제원의 실험동을 구축하고, 실험동 내외부의 연직방향 온도, 습도, 강우, 풍속, 일사량 등의 기상자료를 측정할 수 있는 센서를 설치하였다. 각 실험동에서 측정된 기상자료를 Flux Profile Method를 적용하여 무강우기간과 강우발생기간 동안의 연직 방향의 현열속, 잠열속, 토양열속(H, LE, G) 을 산정하였다. 에너지 평형에 따라 산정된 각 실험동의 열속과 지표면 복사량 관측자료을 정량적으로 비교하여 적용성을 평가하였다. 실험의 대조군인 일반 코팅재로 마감된 콘크리트 지붕의 무강우 기간 중 최대 현열속 693.82 W/m² 잠열속은 330.15 W/m² 으로 나타났으며, 실험군인 옥상녹화가 조성된 지붕의 최대 현열속 436.27 W/m², 잠열속 949.20 W/m² 으로 나타났으며, 산정치와 관측치 시계열의 NSE는 0.81 으로 Flux Profile Method를 통해 산정된 열속의 정확도는 비교적 높은 것으로 나타났다. 이와 같은 방법으로 옥상녹화의 정량적 평가가 가능해짐으로써 향후 기후변화 대응방안 및 전략 수립 시 옥상녹화의 온도저감효과 분석에 적극 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• KIEAE Journal
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• 제16권1호
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• pp.73-79
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• 2016

This study aimed to investigate the flood prevention effect expected from the afforestation of a large area metal roof of an industrial complex located in an area prone to floods in the rainwater outflow reduction aspect through computer simulation based on soil, which is a key element of the system. In order to conduct a more realistic simulation, the properties of the surveyed soil were generated through substantive analysis, soil texture analysis, and saxton method. A comparative performance evaluation was conducted by using soil depth and ponding depth, which are key elements of the system, as variables. The study result showed that during the heavy rainfall period, the bottom ash artificial soil had 61% rainwater outflow reduction effect, which was 11% higher than the SWMM standard sand.

• KIEAE Journal
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• 제11권4호
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• pp.29-36
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• 2011

The aim of this study was to study the functions and roles of Green Community Rediscovery Center (GCRC) in terms of community integration, to design GCRC with various types of green roofs, and to investigate the possibility of applying a renewable energy system (e.g., PV) to the building greenery systems. The four major functional modules for GCRC were suggested: implementation of ecopark and community gardens with environmental education programs, implementation of green housing model with education programs, Discover Science Center, and implementation of green business model with education programs. Three major functions of the center are also presented in terms of design: 1) functions of community gardens; 2) establishment of a green business model, community composting system and an urban farming system; and 3) roles of community gardens in social interactions within GCRC. GCRC provides residents with the opportunities of community gardens, urban farming based on a successful recycling system, as well as a green business model and environmental education programs near their homes. The air temperature of the green roof (utilizing Sedum sarmentosum as a cover plant) was approximately $3^{\circ}C$ lower than that of the non-green roof, indicating a potential efficiency increase in PV systems for GCRC. It was concluded that the GCRC suggested would enhance the neighborhood satisfaction, improve the quality of life and contribute to social integration and community regeneration.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2002년도 제9차 국제심포지움 및 추계정기학술발표회
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• pp.30-30
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• 2002

꿩의비름 (Sedum erythrostichum)은 매우 우수한 지피식물이며 건조에 강한 대표적 식물로 바위정원 (rock garden)을 가꾸는데 있어서 중요한 수종으로 이용되며, 유럽등지에서는 지붕에 식재하기도 하며 최근에는 빌딩옥상녹화의 대표적 수종으로 식재되고 있다. 또한 한방에서는 경천이라 불리우기도 하는데 피부상처 치유 및 미백효과가 탁월하다고 알려져 있다. 본 연구에서는 Agrobacterium을 매개로한 꿩의비름의 형질전환 시스템을 개발하고 아울러 phosphinothricin-N-acetyltransferase (PAT) 유전자를 도입하여 제초제 저항 식물을 개발하고자 수행되었다. 꿩의비름 잎을 Agrobacterium에 담근후 0.5 mg/l NAA와 2 mg/1 BA가 첨가된 MS 배지에 3일간 공동배앙 하였다. 그 후 300 mg/1 cefotaxime이 첨가된 같은 배지에 옮겨 계대하면서 Agrobacterium을 제거하였다. 약 3주후에 잎 절편으로 부터 직접적으로 부정아가 형성되기 시작 하였는데 이 시기부터 잎 절편을 25 mg/1 kanamycin이 첨가된 선발배지에 옮겨 주었다. 이 결과 배양된 잎 절편 절편 중 3.75%에서 kanamycin에 저항하는 부정아를 얻을 수 있었다. 형질전환체는 X-gluc 반응, PCR, Southern, Nothern analysis를 통하여 확인하였다. 약 94%의 형질전환 식물체는 성공적으로 토양에 옮길 수 있었으며 약 3개월후에 꽃을 피웠다. 형질전환체는 제초제인 Basta ($^{(R)}$ phosphinothricine at 200 mg/1)를 살포하여 주었을 경우 생존함을 확인 하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제14권2호
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• pp.107-114
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• 2018

연구목적 : 본 연구는 전통시장의 화재확산 방지를 위해 지붕 위에 적용한 벽면녹화 기술을 활용한 벽체개발이다. 연구방법 : 개발한 벽면에서 설치된 살수헤드는 평상시에 식물을 위해 사용하다가 화재발생시 인접 건물로 화재가 확산되지 않도록 할 수 있도록 살수배관 겸용 사용이 가능하도록 설계하였다. 또한, 벽면에 식재된 식물의 생장을 위하여 최 상층부 및 일부 구간에 살수헤드를 부착하여 필요시 살수 할 수 있는 시스템을 구축하였으며, 화재발생과 같은 유사시에 보다 많은 양의 물을 살수하여 화재확산방지효과를 극대화 할 수 있도록 설계하여 객관성을 입증하고자 하였다. 연구결과 : 이러한 기술을 통해 전통시장과 같이 밀접건물 상층부에 설치 가능한 벽체개발을 제안하였으며, 구조물과 스프링클러와의 일체형으로 별도의 차단설비가 불필요하게 설계하였다. 그리고 스프링클러가 식물의 살수와 화재확산방지 기능을 동시에 수행이 가능하다. 이는 국내에서 유일하게 제안한 화재확산방지용 대안기술이라 판단된다. 결론 : 본 연구에서는 화재확산 저감효과의 정량화 성능 도출을 위해 직접 디자인한 벽체설계를 통해 벽면시스템의 화재진압 방법, 그리고 벽면자체의 내구성 및 난연성능을 검증하였다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제14권5호
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• pp.53-67
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• 2011

The major objective of this study was to quantify the effects of substrate depth and substrate composition on the development of sedum etc., in a sloped rooftop (6 : 12 pitch) environment during a 4-year period. The experiment was conducted from 2006 October to 2010 December under several conditions without soil erosion control : two substrate depth (5cm, 10cm), four substrate composition (A5N3C2, A3N3C4, A6C4, G5L3C2: A: artificial lightweight soil, N : natural soil, G : granite decomposed soil, C : leave composite, L : loess), four sloped roof direction ($E40^{\circ}W$, $W40^{\circ}N$, $S40^{\circ}W$, $N40^{\circ}E$). In this experiment 4 sedum etc., were used: Sedum sarmentosum, Sedum kamtschaticum, Sedum rupestre, Sedum telephium, flowering herbs (mixed seed : Taraxacum platycarpum, Lotus corniculatus, Aster yomena, Aster koraiensis), western grasses (mixed seed : Tall fescue, Creeping redfescue, Bermuda grass, Perennial ryegrass). The establishment factor had two levels : succulent shoot establishment (sedum), seeding (flowering herbs, western grasses). 1. Enkamat, as it bring about top soil exfoliation, was unsuitable material for soil erosion control. 2. Sedum species exhibited greater growth at a substrate depth of 10cm relative to 5cm. All flowering herbs and western grasses established only at a substrate depth of 5cm were died. A substrate depth of 5cm was not suited in sloped rooftop greening without maintenance. If additional soil erosion control will be supplemented, a substrate depth of 10cm in sloped rooftop greening without maintenance was considered suitable. 3. For all substrate depth and composition, the most abundant species was Sedum kamtschaticum. The percentage of surviving Sedum kamtschaticum was 73.4% at a substrate depth of 10cm in autumn 2007 one year after the roof vegetation had been established. But the percentage of surviving other sedum were 33.3%~51.9%, therefor mulching for soil erosion control was essential after rooftop establishment in extensive sloped roof greening was proved. To raise the ratio of plant survival, complete establishment of plant root at substrate was considered essential before rooftop establishment. 4. There was a significant interaction between biomass and substrate moisture content. There were also a significant difference of substrate moisture and erosion among substrate composition. The moisture content of A6C4 was highest, the resistance to erosion of A5N3C2 was highest among substrate composition. The biomass of plants were not significantly higher in A5N3C2 and A6C4 relative to A3N3C4 and G5L3C2, For substrate moisture and erosion resistance, A5N3C2 and A6C4 were considered suitable in sloped rooftop greening without maintenance. 5. There were significant difference among roof slope direction on the substrate moisture. Especially, the substrate moisture content of $S40^{\circ}W$ was lower relative to that of $N40^{\circ}E$, that guessed by solar radiation and erosion.