단위세대 발코니를 활용한 기후변화 대응 스마트팜 적용방안에 관한 연구 -최근 3년간 서울시 전용면적 84㎡ 단위세대를 중심으로-

유승연; 김 용 성; 송석재

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자료유형: 학술저널

저자정보: 유승연 (국민대학교) 김 용 성 (국민대학교) 송석재 (국민대학교)

저널정보: 한국공간디자인학회 한국공간디자인학회 논문집 한국공간디자인학회 논문집 제17권 제3호

발행연도: 2022.4

수록면: 139 - 154 (16page)

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(연구배경 및 목적) 지난해 IPCC에서 발표한 제6차 보고서에 따르면 현재와 비슷한 양의 이산화탄소 배출이 지속한다면 기온이 1.5℃ 상승하는 시점이 앞선 보고서에서 예측했던 시기보다 10년 앞당겨진 2021~2040년이 될 것으로 예상하며, 각 분야의 기후변화 대응방안 적용이 시급한 상황이다. 기후변화는 경지면적 감소와 재배적지의 변화, 기상이변을 일으키며 농업분야에 영향을 미치고 있으며, 이로 인한 식자재 생산 및 공급에 문제는 식량안보에 위협이 되고 있다. 이에 대한 농업분야의 대응방안으로 스마트팜에 대한 관심이 날마다 증가하고 있으나 에너지 사용으로 인한 이산화탄소 배출은 지속가능성에 대한 문제로 제기되고 있다. 또한 건축분야에서도 기후변화 대응을 위한 건축정책이 시행되고 있으나 완화차원에만 치우쳐져 있고, 발코니 확장법 제정 이후 단위세대에서는 발코니의 확장이 보편적 평면구조가 되어 실내환경 조절에 문제가 되며 실내 쾌적성을 유지하기 위해 에너지 사용량이 증가하였다. 이에 본 연구는 단위세대의 내·외부를 연결하는 발코니를 활용하여 스마트팜과 결합을 통해 기후변화 대응 완화와 적응 모두 적합한 완충공간이자 단위세대 내 식량을 생산 및 공급하는 공간으로 적용하는 것을 목표로 한다. (연구방법) 기후변화 대응의 개념과 현황을 고찰하고, 기후변화 대응 측면에서의 발코니 공간의 기능과 효과를 분석하였으며, 단위세대에서 나타나는 발코니 공간의 유형을 기반으로 최근 3년 서울시에 공급된 84㎡ 단위세대 발코니 공간의 양상을 분석하여 프로토타입의 평면을 도출하였다. 또한 재배 및 유통에 따른 이산화탄소 배출량을 분석하여 단위세대 내 스마트팜 적용 효과를 분석하였고, 스마트팜의 재배 형태에 따라 분류하여 단위세대에 결합하기에 적합하며 태양광 병용이 가능한 형태의 스마트팜을 파악하였으며, 도출된 전용면적 84㎡ 단위세대 발코니 공간에 스마트팜을 결합하여 기후변화에 대응한 발코니 공간의 스마트팜 적용방안과 생산 가능한 식재량을 분석한다. (결과) 이에 본 연구에서 최근 3년간 서울시 84㎡ 단위세대에서 뚜렷하게 드러나는 발코니 유형은 양면형과 전측면형으로 이 두 유형에서 가장 보편적으로 나타나는 평면 형태의 프로토타입을 도출하였으며, 단위세대와 결합하기에 적합하며 태양광과 인공광원의 병용이 가능한 스마트팜의 유형으로는 선반형 스마트팜과 레일형의 스마트팜이 적합할 것으로 나타났다. 각각에 대한 기본 모듈과 적용방안과 생산가능한 식재량을 도출하였다. (결론) 이는 단위세대 발코니와 스마트팜의 결합방안으로써 기존의 주거형 스마트팜 연구에서 고려되지 않았던 단위세대에 대한 분석과 단위세대와의 결합 및 태양광 병용의 형태적 적합성을 고려한 스마트팜 유형 분석을 토대로 적용방안에 대한 가이드라인을 제시하였으며, 주거공간 내 식량의 자체 생산과 공급을 통해 기후변화에 대해 대응할 수 있는 하나의 방법으로써 의의가 있다.

(Background and Purpose) According to the 6th report released by IPCC last year, if carbon dioxide emissions continue to be similar to the present, the temperature is expected to rise by 1.5°C in 2021-2040, 10 years earlier than predicted in the previous report. It is therefore urgent to apply climate change countermeasures in each field. As a countermeasure in the agricultural field, interest in smart farms is increasing every day; however, carbon dioxide emissions from energy use pose a problem to sustainability. In addition, building policies to cope with climate change are being implemented in the construction sector; however, they are biased toward mitigation, and after the enactment of the balcony expansion law, the expansion of the balcony has become a universal flat structure. Therefore, this study proposes a balcony connecting the inside and outside of a unit as a suitable buffer space for both mitigation of and adaptation to climate change through the combination of a smart farm and a space for producing and supplying food within the unit. (Method) The concept and status of climate change response were reviewed, the function and effect of balcony space in terms of climate change response were analyzed, and the pattern of an 84㎡ balcony spaces supplied to Seoul in the past three years was analyzed to derive the plane of the prototype. In addition, by analyzing carbon dioxide emissions from cultivation and distribution, the application effect of smart farms within the unit was analyzed, and smart farms suitable for combining with the unit were identified. The smart farm was combined with the derived exclusive area of 84㎡ in the balcony space to analyze the application method of a smart farm in a balcony space and the number of plantable materials that can be produced in response to climate change. (Results) In this study, the two-sided type and the front-side type were observed in the 84㎡ unit household in Seoul over the past three years, and the most common flat shape among these two types was derived as a prototype. In addition, shelf-type smart farms and rail-type smart farms were found to be types of smart farms suitable for combining with unit households and capable of using solar and artificial light sources together; therefore, basic modules and application methods for each were suggested. (Conclusions) This study described a method of combining a unit balcony and smart farm as a meaningful way to cope with climate change through self-production and supply of food in residential spaces.

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