환경요소를 고려한 공동주택 단지계획요소 도출 및 가중치 평가

1.1. 연구의 배경 및 필요성

우리나라는 1960년 이후부터 급속한 산업화로 인한 고도의 경제성장으로 도시화율은 91.5%에 이르고 있다. 도시화로 인해 인구집중 현상이 심화되고, 도시 내 주택부족 현상을 초래하였다. 이를 해결하기 위하여 아파트가 대량 공급되었으나, 무분별한 건축에 의한 도시의 고층·고밀화로 일조권 및 프라이버시의 침해, 도시의 열섬현상 및 열대야현상 등의 주거의 질적 저하가 발생하게되어 사회적 문제로 부각되고 있다. 이를 개선하기 위하여 공동주택 단지계획시 환경요소를 고려한 계획요소 선별하여 계획단계에서 반영할 수 있도록 모색하여야 한다.

1.2. 선행연구 고찰

계층화 분석법(Analytic Hierarchy Process : AHP)를 활용하여 공동주택 단지계획의 개선 및 방안과 관련한 선행연구의 검토결과를 기술한다.

폭염 및 열섬현상을 고려한 녹색건축인증제도의 주거단지 평가항목 개선을 위하여 관련 이론, 문헌 및 선행연구 고찰하였다. 폭염 및 열섬현상 대응 주거단지 계획요소를 선정, 국내외 주거단지 사례분석을 통해 시사점을 도출한 연구로는 이철희(2014), 도시개발의 새로운 패러다임의 변화를 고려하여 공동주택 공간계획의 다양한 요소들을 평가하였다. 그리고 지속가능성 계획요소를 고려하여 지속가능한 공동주택 공간계획 평가지표를 제시한 박규용(2009)이다. 실무에 활용 가능한 경쟁력 있는 택지개발사업의 지속성 평가모델을 제안하고, 이를 구체화하기 위한 계획지표와 계획기준을 체계화하였다. 실제적인 택지개발의 계획 및 평가수단으로서 계획단계별 계획지표 및 계획기준 제시에 관한 연구로는 이재혁 외 2명(2009), 현재 시행되고 있는 친환경 건축물 인증제도를 건축 계획적 측면에서 검토하였다. 친환경 건축의 활성화를 위해 국내에 도입된 친환경 건축물 인증제도에서 제시하고 있는 평가지표를 비교·분석한 김형진 외 1명(2005)이다. 친환경 주거단지 외부공간조성에 있어 AHP 기법을 통해 이용자들이 인식하는 환경친화적 요소들 사이의 가중치를 추출하였다. 그리고 실제 사용자들의 고려사항을 접목하여 친환경 주거단지 외부공간의 방향을 도출한 연구로는 임승남 외 1명(2006), 환경친화형 주거단지의 계획 및 개발방향 관련 거주자, 전문가 의식조사를 통해 향후 계획의 지표자료로서 활용하였다. 환경친화적 주거단지의 계획요소 도출, 집단간 계획요소의 중요도 등 친환경 의식조사를 수행한 정유선 외 1명(2002)이다.

이와 같이 선행연구에서는 AHP를 활용하여 공동주택 단지계획 및 인증제도에 대한 계획기준, 개선방안 등을 제시하였다. 그러나 쾌적한 주거환경 조성을 위해서는 환경요소를 고려한 공동주택 단지계획이 이루어져야하며, 선행연구에서는 공동주택 주거환경과 밀접하게 관련된 환경요소에 대한 연구가 미흡하다.

공동주택 주거단지는 재실자의 활동범위를 고려한 세대 내 일조환경 및 옥외 열환경을 고려한 주거환경 확보가 중요하다. 이를 위해서는 각각의 환경요소에 대한 심층적 분석이 요구되며, 공동주택 단지계획시 기초자료로 활용할 수 있도록 건축설계 관련 전문가 의견을 수집할 필요하다고 판단된다. 본 연구에서는 환경적 측면을 고려한 공동주택 주거단지 계획요소를 도출하며, 더 나아가 공동주택 주거환경에 영향을 미치는 일조환경과 옥외 열환경에 관련된 공동주택 단지계획요소 도출 및 가중치를 평가하고자 한다.

1.3. 연구목적 및 방법

계층화 분석법(AHP)을 활용하여 환경적 측면을 고려한 공동주택 단지계획요소를 도출하고, 가중치와 우선순위를 평가한다. 더 나아가 공동주택 실내외의 쾌적성에 영향을 미치는 일조환경 및 옥외 열환경에 대한 공동주택 단지계획요소를 도출, 그리고 일조환경 및 옥외 열환경을 고려한 단지계획요소에 대한 가중치 및 우선순위를 평가한다. 그리고 최적안을 얻기 위하여 복합가중치를 구함으로서, 공동주택 단지 내 쾌적한 주거환경 및 도시 미기후 개선을 위한 기초자료로 활용이 가능할 것으로 판단한다.

2.1. 환경적 측면을 고려한 공동주택 단지계획 평가속성 및 평가항목 선정

<Table 1>은 환경적 측면을 고려한 공동주택 단지계획 평가지표와 관련한 평가항목 및 평가속성을 나타내고 있다. 평가가속성은 3가지로 건축밀도, 주거동 형태 및 배치계획, 건축계획으로 선정하였다. 각 평가속성에 해당하는 평가항목으로, 건축밀도는 용적률, 건폐율, 층수, 호수밀도로 정하였다. 주동형태 및 배치계획은 배치방위각, 주동형태, 주동배치, 인동간격으로 선정하였다. 그리고 건축계획은 외피 단열계획, 외장재계획, 창호계획, 지표면 피복계획, 건축 및 기반시설 녹화계획으로 정하였다.

Table 1.

Apartment complex plan evaluation index considering environment aspects

2.2. 쾌적한 주거환경 조성을 위한 일조환경 평가속성 및 평가항목 선정

<Table 2>는 쾌적한 주거환경 조성을 위한 일조환경 평가지표와 관련한 평가항목 및 평가속성을 나타내고 있다. 최적의 일조환경 확보를 위해 건축밀도, 주거동 형태 및 배치계획, 건축계획을 평가속성으로 선정하였다. 각 평가속성에 해당하는 평가항목으로, 건축밀도는 건폐율, 용적률, 주거동의 높이 제한으로 정하였다. 주거동 형태 및 배치계획은 주거동간의 이격거리, 대지조건을 고려한 주동배치, 주동형태계획, 최적향을 고려한 주동배치로 선정하였다. 그리고 건축계획은 채광창의 형태 및 배치, 채광창의 종류, 방위에 따른 채광창의 성능으로 정하였다.

Table 2.

Evaluation index for creating a pleasant living environment (sunshine environment)

2.3. 도시 및 공동주택 단지 내 미기후 개선을 위한 옥외 열환경 평가속성 및 평가항목 선정

<Table 3>은 도시 및 공동주택 단지 내 미기후 개선을 위한 옥외 열환경 평가지표와 관련한 평가항목 및 평가속성을 나타내고 있다. 평가속성에는 쾌적한 옥외온열쾌적성, 단지 내 건물 및 지표면 고온화 억제, 열섬현상 완화를 선정하였다. 각각의 평가속성에 대한 평가항목으로는, 쾌적한 보행공간 확보는 통행로 가로수 식재조성, 지표면 녹지(잔디)계획, 필로티, 차양 그리고 퍼걸러 등을 이용한 그늘 조성, 그리고 공터(잔디, 초지, 녹지)계획으로 정하였다. 단지 내 건물 및 지표면 고온화 억제에는 건물녹화, 쿨루프 계획, 쿨페이브먼트 계획, 지표면 피복 계획으로 선정하였다. 그리고 열섬현상 완화에서는 에너지 절감 설비의 도입, 바람길 계획, 건물·지표면의 고온화 억제 계획으로 정하였다.

Table 3.

Evaluation index for microclimate improvement (outdoor thermal environment) in urban areas and apartment complex

3.1. AHP의 개요

AHP는‘계층적 분석과정·방법’또는‘분석적 계층화 과정’이라고 해석할 수 있다. 의사결정의 전 과정을 여러 단계로 나눈 후, 이를 단계별로 분석 해결함으로서 합리적인 최종적인 의사결정에 이를 수 있도록 지원해주는 방법으로 의사결정방법 중 가장 과학적이고 강력한 의사결정방법이라 할 수 있다.

AHP의 적용절차로서, 1단계는 의사결정 문제를 상호 관련된 의사결정 사항들로 계층을 분류하여 의사결정 계층을 설정하는 과정이다. 2단계는 의사결정 요소들 간의 쌍대비교(Pariwise Comparison)로 AHP 행렬을 구한다. 3단계는 의사결정 요소들의 상대적 가중치를 추정하거나 비일관성 비율을 고려하여 추출된 지식의 신뢰성을 검증하는 과정이다. 일치성 비율(Consistency Ratio : CR)¹⁾에 의한 판단의 일관성을 평가한다. 여기서 판단기준은 일치율(CR)이 0.1 이하인 경우에만 판단의 일관성을 인정하고 이상인 경우에는 판단을 다시 하거나 수정할 필요가 있다. 4단계에서 판단의 일관성이 있는 것으로 인정되면 계층별 상대적 가중치(Relative Weight)를 종합하여 의사결정을 하게 된다.

3.2. 설문조사 개요

(2) 응답 결과에 대한 일관성 검증

전문가 집단을 대상으로 설문지 96부를 수집하였다. 그 중 수집한 설문지 대상으로, 응답결과가 신뢰성이 있는지를 검토하기 위해 일관성 검증을 실시하였다. Saaty(2003)²⁾의 일관성 지수를 활용하여 <Table 4>와 같이 총 96부 가운데 일관성 지수가 0.1이하인 유효설문 32부로 분석되었다.

Table 4.

Survey outline

유효설문수에 해당되는 설문지 응답자의 기본정보를 분석하였다. 응답자의 경력수준은 5년 이하는 3명(9.4%), 6∼10년은 1명(3.1%), 11∼15년에 해당하는 응답자는 22명(68.8%), 16∼20년은 3명(9.4%), 21년 이상의 경력을 가진 응답자는 3명(9.4%)으로 분류할 수 있다. 그리고 응답자의 전공분야로는 32명 모두 건축 관련 전공분야에 종사하고 있다.

4.1. 환경적 측면을 고려한 공동주택 단지계획 평가지표의 가중치 및 우선순위

<Table 5>는 환경적 측면을 고려한 공동주택 단지계획 평가속성에 대한 가중치 및 우선순위를 나타낸다. 건축밀도가 0.421로 가중치가 가장 높게 나타나며, 주거동 형태 및 배치계획, 건축계획 순으로 나타났다.

Table 5.

Weighted values and priority order of apartment complex plan evaluation index considering environment aspects evaluation attributes

<Table 6>은 환경적 측면을 고려한 공동주택 단지계획 평가항목에 대한 가중치 및 우선순위를 나타내고 있다. 건축밀도 평가항목에서는 용적률이 0.358로 가중치가 가장 높게 나타나며, 층수, 건폐율, 호수밀도 순으로 나타난다. 주거동 형태 및 배치계획 평가항목에서는 주동배치가 0.331로 가중치가 가장 높게 나타나며, 인동간격, 배치방위각, 주동형태 순으로 나타나고 있다. 그리고 건축계획 평가항목에서는 외피 단열계획이 0.287로 가중치가 가장 높게 나타나며, 지표면 피복계획, 창호계획, 건축 및 기반시설 녹화계획, 외장재계획 순으로 나타났다.

Table 6.

Weighted values and priority order of apartment complex plan evaluation index considering environment aspects evaluation items

4.2. 쾌적한 주거환경 조성을 위한 일조환경 평가지표의 가중치 및 우선순위

<Table 7>은 쾌적한 주거환경 조성을 위한 일조환경 평가속성에 대한 가중치 및 우선순위 결과를 나타내고 있다. 평가속성에서는 건축밀도가 0.483으로 가장 높은 가중치 및 우선순위를 보이고 있다. 주거동 형태 및 배치계획, 건축계획 순으로 나타나고 있다.

Table 7.

Weighted values and priority order of apartment complex plan evaluation index considering environment aspects evaluation items

<Table 8>은 쾌적한 주거환경 조성을 위한 일조환경 평가항목에 대한 가중치 및 우선순위 결과를 나타내고 있다. 건축밀도 평가속성에서 가중치가 가장 높은 평가항목으로는 주거동 높이 제한이며, 가중치값은 0.396이다. 그 다음순으로 건폐율, 용적률이다. 주거동 형태 및 배치계획 평가속성에서 가중치가 가장 높은 평가항목으로는 최적향을 고려한 주동배치이며 가중치값은 0.345이다. 그 다음순으로 주거동간의 이격거리, 주동형태계획, 대지조건을 고려한 주동배치로 나타나고 있다. 그리고 건축계획 평가속성에서 가중치가 가장 높게 나타나는 평가항목으로는 채광창의 형태 및 배치로 가중치값은 0.428이다. 방위에 따른 채광창의 성능, 채광창의 종류가 그 다음순으로 나타났다.

Table 8.

Weighted values and priority order of evaluation index for creating a pleasant living environment evaluation items

4.3. 도시 및 공동주택 단지 내 미기후 개선을 위한 옥외 열환경 평가지표의 가중치 및 우선순위

<Table 9>는 도시 및 공동주택 단지 내 미기후 개선을 위한 옥외 열환경 평가속성에 대한 가중치 및 우선순위를 나타내고 있다. 가중치가 가장 높은 평가속성은 열섬현상 완화로 0.406이다. 그 다음순으로 단지 내 건물·지표면 고온화 억제, 보행 공간내 쾌적성 순으로 나타났다.

Table 9.

Weighted values and priority order of evaluation index for microclimate improvement in urban areas and apartment complex evaluation attributes

<Table 10>은 도시 및 공동주택 단지 내 미기후 개선을 위한 옥외 열환경 평가항목에 대한 가중치 및 우선순위 결과를 나타내고 있다. 쾌적한 보행공간 확보 평가속성에서 가중치가 가장 높은 평가항목으로는 지표면 녹지계획이며, 가중치값은 0.302이다. 그 다음순으로 공터계획, 필로티, 차양, 퍼걸러 등을 이용한 그늘 조성이다. 단지 내 건물·지표면 고온화 억제 평가속성에서 가중치가 가장 높은 평가항목으로는 지표면 피복(녹지)계획이며 가중치값은 0.357이다. 그 다음순으로 쿨루프 계획, 건물녹화, 쿨페이브먼트 계획으로 나타나고 있다. 그리고 열섬현상 완화 평가속성에서 가중치가 가장 높게 나타나는 평가항목으로는 바람길 계획의 가중치값은 0.277이다. 그 다음순으로 건물·지표면의 고온화 억제 계획, 공공 공간의 녹화계획, 에너지 절감설비의 도입으로 나타났다.

Table 10.

Weighted values and priority order of evaluation index for microclimate improvement in urban areas and apartment complex evaluation items

5.1. 환경적 측면을 고려한 공동주택 단지계획 평가항목의 복합가중치

환경적 측면을 고려한 공동주택 단지계획에 대한 최적안의 평가항목을 도출하기 위하여 복합가중치에 의한 전체 항목의 우선순위를 정하였으며 <Table 11>과 같다. 공동주택 단지계획 평가항목에 대한 복합가중치 결과로, 용적률이 1위, 배치방위각이 7위, 외장재계획이 13위로 나타났다.

Table 11.

Combined weighted values of apartment complex plan evaluation index considering environment aspects evaluation index

5.2. 쾌적한 주거환경 조성을 위한 일조환경 평가항목의 복합가중치

쾌적한 주거환경 조성을 위한 일조환경 확보와 관련한 최적안의 평가항목을 도출하기 위하여 복합가중치에 의한 전체 항목의 우선순위를 정하였으며, <Table 12>와 같다. 쾌적한 주거환경 조성을 위한 일조환경 확보 평가항목에 대한 복합가중치 결과로, 채광창의 형태 및 배치가 1위, 최적향을 고려한 주동배치가 5위, 대지조건을 고려한 주동배치가 10위로 나타났다.

Table 12.

Combined weighted values of evaluation index for creating a pleasant living environment evaluation index

5.3. 도시 및 공동주택 단지 내 미기후 개선을 위한 옥외 열환경 평가항목의 복합가중치

도시 미기후 개선 및 공동주택 단지 내 옥외쾌적성과 관련된 옥외 열환경과 관련한 최적안의 평가항목을 도출하기 위하여 복합가중치에 의한 전체 항목의 우선순위를 정하였으며, <Table 13>과 같다. 옥외 열환경 개선의 평가항목에 대한 복합가중치 결과로, 지표면 피복계획이 1위, 공터(잔디, 초지, 녹지)조성이 6위, 콜페이브먼트계획이 12위로 나타났다.

Table 13.

Combined weighted values of evaluation index for microclimate improvement in urban areas and apartment complex evaluation index