KISTI의 과학향기

“산 위에서 부는 사람 시원한 바람~ 그 바람은 좋은 바람 고마운 바람~”

땅 밑에 불이라도 지핀 양 열기가 후끈후끈 올라오는 여름. 내 몸에 수분이 이렇게 많았나 싶을 정도로 땀이 온 몸에서 흘러내릴 때면 어린 시절 부르던 노래 속의 산바람이 그렇게 그리울 수가 없다. 특히 도시에서는 시원한 바람 한 점이 더 아쉽다. 여기저기 우후죽순 서서 바람을 막고 있는 건물 때문에 시원한 바람을 만나기가 훨씬 더 어려운 탓이다.

도시에 바람이 통하지 않으면 여러 가지 문제가 생긴다. 에어컨 실외기나 자동차에서 나온 열기가 도시 바깥으로 나가지 못하고 그대로 쌓여 도시가 주변 지역보다 뜨거워진다. 이른바 열섬 현상이다. 열섬 현상으로 도시가 더워지면 사람들은 냉방을 위해 더 많은 에너지를 사용하고 그만큼 도시는 더 뜨거워지는 악순환이 생긴다.

도시는 스스로 시원한 바람을 만들기도 어려운 구조다. 도시의 대부분을 이루고 있는 콘크리트는 낮 동안에 달구어졌다가 밤에 천천히 열을 내뿜는다. 밤이 되어도 도무지 시원해지지 않는 이유다. 게다가 흙과 달리 물을 머금지 못하기 때문에 물이 증발하면서 생기는 냉각 효과도 기대하기 힘들기 때문이다.

도시 밖으로 빠져나가지 못하는 건 열기만이 아니다. 빽빽하게 놓인 아파트나 고층 건물은 바람의 방향을 바꾸거나 속도가 느려지게 한다. 상공을 지나가던 바람도 고층 건물에 부딪히면 아래로 방향이 바뀌면서 건물 사이에서 소용돌이를 이룬다. 그 결과 굴뚝이나 자동차에서 나온 오염물질도 바람을 타고 넓은 공간으로 퍼지거나 도시를 빠져나가지 못하고 그대로 쌓인다.

또 바람은 건물 사이의 좁은 공간을 통과하면서 속도가 빨라져 돌풍으로 변한다. 이렇게 갑작스럽게 생긴 돌풍을 ‘빌딩풍’이라고 한다. 빌딩풍은 길은 걷는 사람에게 불편을 줄 뿐만 아니라 지붕을 날려 버리거나 간판을 떨어뜨리기도 한다. 심할 경우 빌딩풍은 태풍과 맞먹는 초속 십 수 미터의 속도로 불기도 한다. 실제로 지난 한 해 동안 서울 강남 지역에서는 태풍급에 해당하는 빌딩풍이 수십 차례나 불었다.

그래서 요즘에는 도시의 바람길이 점점 중요해지고 있다. 도시나 건물의 설계 단계부터 바람이 통할 수 있는 길을 염두에 두는 것이다. 바람길을 뚫어 도시를 식히려면 먼저 ‘산 위에서 부는 바람 시원한 바람’을 적극적으로 끌어들일 필요가 있다. 그러기 위해서는 도시 주변에 녹지 공간을 충분히 확보해야 한다. 동시에 도시와 녹지 사이의 경계에는 대단위 아파트 단지나 높은 건물을 짓지 말아야 한다. 산 위에서 내려오는 바람을 막기 때문이다.

도시를 설계할 때는 지형과 풍향을 고려해 바람을 많이 끌어들일 수 있도록 해야 한다. 바람이 불어오는 방향은 위치나 지형, 계절에 따라 모두 다르고 시시각각으로 변하기 때문에 어떤 풍향에 맞춰 설계할지 정해야 한다. 보통 1년 정도의 오랜 기간 동안 바람의 방향을 측정한 뒤 가장 많이 부는 방향을 ‘주풍’으로 보고 이에 맞춰 설계한다.

<서울의 전경. 바람이 복잡한 빌딩숲과 고층건물 등에 부딪치면 빌딩풍, 열섬현상 등 부작용이 발생한다. 동아일보 자료사진>

예를 들어, 서울의 경우 주풍이 서풍이다. 서쪽을 제외한 북, 동, 남쪽이 모두 산으로 둘러싸여 있기 때문이다. 서쪽에서 들어온 바람은 한강을 따라 서울 도심으로 들어온다. 그 뒤 중랑천과 같은 하천을 따라 서울의 북동부까지 신선한 공기를 나른다.

외부의 바람을 도시 안으로 깊숙이 끌어들이려면 건물을 짓거나 도로를 낼 때 주풍을 최대한 덜 가로막도록 지어야 한다. 하천과 더불어 도시의 주요 바람길인 도로는 가급적 풍향과 평행하게 만드는 게 좋다. 도로는 폭이 넓을수록 바람이 먼 곳까지 잘 통한다. 반대로 도로가 좁고 구불구불하거나 도로 양 옆으로 높은 건물이 늘어서 있다면 오염물질이 넓게 퍼지기 어렵다.

그러나 도시 외부의 시원한 공기를 끌어들이는 것만이 능사는 아니다. 바람이 도심의 대기오염물질을 싣고 도시 외곽의 주거 지역으로 흐른다면 주거 지역의 공기는 오히려 나빠질 수 있다. 한강을 따라 흐르다 중랑천 북쪽으로 올라온 공기가 서울 북동쪽의 산지에서 내려오는 찬바람과 만나면 더 이상 흐르지 못하고 정체되는 것이다. 따라서 도시의 바람길을 제대로 뚫으려면 그 지역의 공기가 어디로 얼마나 흐르는지 정량적으로 분석해야 한다.

국지적인 규모에서 바람길을 확보하는 일도 중요하다. 건물의 긴 쪽이 바람이 불어오는 방향과 수직이 아니라 수평이 되게 건물을 짓는다면 바람이 막히는 정도도 줄어든다. 여러 동의 아파트 단지를 설계할 때도 바람이 들어와서 나가는 경로를 고려해야 한다.

이때는 프랑스 건축가 르 코르뷔지에가 제창한 ‘필로티 구조’도 대안이 될 수 있는데, 건물 전체 또는 일부를 벽체가 없이 기둥만으로 만들어 지상에서 들어 올리는 건축양식이다. 우리나라에서는 바람의 길을 고려하기 보다는 다세대주택이나 빌라주택 등에서 주차장을 만들 때 흔히 사용되고 있다.

도심 내에서 찬공기를 만들 수 있다면 바람길을 형성하는 데 도움이 된다. 녹지나 하천은 머금고 있던 물이 증발하면서 온도를 떨어뜨리는 냉각 효과가 탁월하다. 도시 안에 녹지와 물이 흐르는 곳을 많이 만들어 주면 산에서 찬바람이 생기는 것과 비슷한 효과를 낼 수 있다. 산에서 만들어진 찬 공기를 도심 깊숙이 끌어들이기 위해 도시 안에 녹지로 길을 만들 수도 있다.

자연의 시원한 바람은 도시의 열섬 현상과 대기 오염을 완화시킨다. 무엇보다도 이마에 흐르는 땀을 식혀 주는 한 줄기 바람은 도시에서 잊혀진 자연을 느낄 수 있게 해 준다. 뻥 뚫린 바람길을 통해 들어온 맑고 시원한 공기가 도시와 자연을 이어 주기를 기대해 본다.

		KISTI NDSL(과학기술정보통합서비스) 지식링크 ○관련 논문 정보 단독주택지 경관개선을 위한 도시설계지침개발에 관한 연구 [바로가기] 환경심리.행태 연구의 가능성과 한계성 [바로가기] 수치지도를 이용한 3차원 도시공간모델 소프트웨어 개발에 관한 연구 [바로가기] ○관련 특허 정보 아파트용 환기구 덕트 챔버(한국등록특허) [바로가기] 천정 덕트용 에어 뎀퍼(한국등록특허) [바로가기] 열섬현상 완화용 도로포장 구조물(한국등록특허) [바로가기] ○해외 동향분석 자료 일본, 도시 열섬 대책, COOL CUBE 프로젝트 계획 - 2009년 [바로가기] 미국, 공기흐름을 통한 건물의 에너지 절감 방안 개발 - 2005년 [바로가기] 일본, 슈퍼컴퓨터로 도시형 기상재해 메커니즘 해명- 2006년 [바로가기]

글 : 고호관 동아사이언스 과학전문기자