2019-10-21 Mon
 
저탄소 Eco-도로 포장의 기술 현황 ⑧
2019-10-07 10:16 12

3.4.3 열섬현상과 차열성 포장


(1) 열섬현상
일반적으로 도시 열섬현상이 일어나는 원인은 자동차의 배기 가스등에 의한 대기 오염과 도시 내의 인공열의 발생 그리고 건축물의 건설이나 도로의 아스팔트 포장 등에 의한 지상 피복의 상태 변화 등으로 인간 생활이나 산업 활동에 수반된 복잡한 요인이 도시 열섬의 원인으로 작용하고 있다.
대도시의 대기는 여러 가지 면에서 시골의 대기와는 상이하다. 수직적으로 들어선 대형 건물 및 공장들은 불규칙한 지면을 형성하여 자연적인 공기의 흐름이나 바람을 지연시킨다.
[그림 3-9]에서 보듯이 도심이 먼지 등에 의해 심하게 오염되었을 경우, 열섬현상으로 인하여 더워진 공기는 먼지 지붕 형태가 되어 태양에너지의 지표 가열을 방해함으로서 공기의 수직 흐름이 감소되어 도심은 더욱더 심하게 오염된다. 여름의 뜨거운 공기는 상부의 대기와 섞이지 못하고 층을 이루게 되며 이 뜨거운 공기는 오염된 공기가 그 위의 깨끗한 공기와 섞이는 것을 막는다. 도심의 대기 오염은 매우 심하며 열을 저장하는 미립자의 형태를 띠면서 열을 저장하여 다시 도시로 방출한다. 따라서 대기 오염은 도시 열섬의 원인이 되고 이 도시 열섬은 다시 대기를 오염시키는 악순환이 반복된다.


(2) 일본의 차열성 포장
열대야와 주간의 고온화 등의 열섬 현상은 도시 거주자와 근로자의 생활과 활동을 위협하는 큰 사회 문제가 되고 있다. 이러한 열섬 현상을 완화하기 위해서 일본 토목연구소 등이 도시 인프라 정비나 에너지 절약의 관점에서 고성능 차열성 포장을 일본의 NIPPO, 나가시마 특수도료와 공동으로 개발하였다. 개발된 포장은 여름철 맑은날 하루 중에 60℃가 넘는 아스팔트 노면의 온도를 15℃ 이상 낮출 수 있는 것으로 보고하고 있다.(포장기술, 2004)
토목연구소 등이 이번에 개발한 차열성 포장은 재료와 도막 구조를 집중적으로 연구한 것으로 포장 표면의 색을 회색으로 처리해 태양광 반사율이 50% 이상 유지할 수 있다. 일본 국토교통성, 도쿄도, 요코하마시 등이 성능 시험과 시험 시공을 실시해 개발된 포장의 온도절감 효과를 높게 평가하였다. (사진 3-10참조)


3.4.4 평가 방법
차열성포장의 효과에 대한 평가는 기본적으로 보수성포장과 같이 포장 노면온도 자체의 저하성능의 평가와 도로부근이나 도시 전체로써의 온도 저하, 환경개선효과의 평가로서 시행되고 있다. 다만 근적외선의 반사라고 하는 보수성포장과 다른 노면 온도 상승 억제의 메카니즘을 채택하고 있기 때문에 차열성 포장의 특성에 맞는 다음과 같은 평가방법도 시도되고 있다.


① 노면 온도 자체의 저하성능의 평가
실제로 시공된 포장 표면의 온도를 측정하는 방법 외에, 실내에서 성능을 평가하는 방법으로써, 차열성포장기술연구회 등에서 공시체 표면을 햇볕과 유사한 광원으로 가열하고 표면 온도를 측정, 평가하는 방법이 제안되고 있다. 이 방법에 대하여는 실내의 측정 결과를 여름철의 실외조건에서의 노면 온도 저하효과로 환산하는 벙법도 검토되고 있다.


② 온도 저하, 환경개선효과의 평가
보수성 포장과 같이 현장에서의 실측이나 시뮬레이션을 이용하여 온도저하, 열 환경개선효과를 평가하고 있다.


③ 그 밖의 성능의 평가
도포형에서는 차열 코트의 박리저항성의 관점에서 마모량이나 타이어에 의한 비틀림 저항성 등도 시험하는 것도 있다. 배수성 포장에 적용한 경우에는 배수기능을 훼손하지 않는가가 투수시험으로 확인되어 있다. 또한 열환경에 대한 인체의 생리적 반응이나 온냉감의 영향 관점에서 인체의 열을 받는 특성을 고려한 검토 등도 이루어지고 있다. 한편, 노면에 흡수되지 않고 반사된 근적외선이 주변 건축불 등에 미치는 영향에 대한 검토 등도 진행되고 있다.



3.4.5 차열성 포장 시험 사례


(1) 시험재료
시험은 [그림 3-10]의 흐름도에 의해 실시되었으며 시험 시료는 [그림3-11]과 같다.

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