열섬현상

열섬현상의 정의

열섬현상은 도시가 주변 농촌·교외보다 기온이 높게 나타나는 현상이다.

도심과 교외의 기온 차이가 열섬의 세기를 나타낸다.

열섬은 야간에 더 뚜렷하며, 여름철 열대야와 폭염을 유발한다.

열섬의 발생 원인

열섬은 지표 피복, 건축물 형상, 인공열, 바람길 차단이 함께 만든다.

아스팔트와 콘크리트는 일사를 흡수해 열을 저장하고 밤에 천천히 내보낸다.

고층 건물은 복사를 재흡수하고 천공률을 낮춰 야간 냉각을 약하게 한다.

식생과 물은 증발산으로 열을 빼앗지만, 줄면 현열로 대기를 가열한다.

인공열 배출과 바람길 차단이 더해져 열이 도심에 정체된다.

그래서 도심 기온은 외곽보다 높게 유지된다.

열섬 세기와 알베도 계산

열섬의 세기는 도심과 교외의 기온 차이로 나타낸다.

흡수율은 1에서 반사율을 뺀 값이다.

백색 지붕은 흡수율이 0.40이고, 일반 지붕은 0.80이다.

같은 일사에서 일반 지붕은 백색 지붕의 2배를 흡수하므로 표면 온도 차가 커진다.

열섬 저감의 세 가지 방식

열섬을 줄이는 방법은 작동 원리에 따라 세 가지로 나눠 본다.

반사형은 지붕과 포장의 일사 반사율을 높이는 방식이다.

증발형은 옥상녹화와 가로수처럼 증발잠열로 표면을 식힌다.

흐름형은 바람길을 확보해 외곽의 찬 공기를 도심으로 끌어들인다.

열섬 저감은 세 방식을 함께 적용해야 누적 효과가 난다.

장단점과 흔한 실수

쿨루프와 옥상녹화는 장점과 한계가 서로 다르다.

백색 지붕은 시공이 쉽지만 겨울 난방 부하를 높일 수 있다.

옥상녹화는 증발과 단열을 함께 주지만 구조하중을 따져야 한다.

쿨루프의 효과를 과장하면 감점이 되므로 조건을 함께 써야 한다.

도로처럼 반사광이 흡수되는 곳은 효과가 제한적이라는 조건이다.

열섬 대책 정리와 직접 풀기

열섬 대책은 일사 반사, 증발산 냉각, 인공열 감소, 통풍 확보로 나눈다.

쿨루프와 밝은색 포장은 일사 반사를, 옥상녹화는 증발산 냉각을 높인다.

바람길 확보는 외곽의 찬 공기를 도심으로 끌어들여 대류 냉각을 살린다.

직접 풀어 보자.