건물외부구조(BEFs)는 도시거리에서 기류 및 오염물확산에 큰 영향을 미치는것으로 하여 많이 주목되여왔다. 연구에서는 도시거리에 수직으로 불어오는 바람조건하에서 대칭도시거리내부의 기류 및 오염물분포특성에 미치는 건물외부구조들의 영향을 연구하기 위하여 풍동실험에 의하여 검증된 계산류체력학적모의연구를 진행하였다.
세가지 형태의 건물외부구조(베란다, 날개벽, 돌출벽)들과 그것들의 위치 및 련속/불련속구조가 선택연구되였다. 서로 다른 건물외부구조들을 가진 도시거리들에서 평균 및 최대무차원오염물농도를 비롯하여 공기교환률, 기류흐름특성 및 오염물분포들이 평가비교되였다.
연구결과는 다음과 같다.
첫째로, 건물외부구조의 련속 및 불련속성과 위치는 도시거리의 환기률에 큰 영향을 미친다. 그림에서 보는것처럼 표준거리내부에는 비교적 큰 시계바늘방향의 와류가 형성되지만 건물외부구조들은 이 와류의 세기를 약화시켜 도시거리의 환기률을 감소시킨다. 베란다의 경우, 환기률은 련속베란다가 오른쪽벽에 있을 때 표준거리의 99.4%로 최대값을 가지며 왼쪽에 있을 때 96.3%로 최소값을 가진다. 날개벽에 대하여, 불련속날개벽이 왼쪽벽에 있을 때 99.5%로 최대값을 가지고 련속날개벽이 왼쪽벽에 있을 때 95.8%로 최소값을 가진다. 돌출벽의 경우, 불련속돌출벽이 오른쪽벽에 있을 때 95.9%로 최대값을, 련속돌출벽이 량쪽벽에 있을 때 83.1%로 최소값을 가진다. 그러므로, 세가지 형태의 건물외부구조들가운데서 베란다, 날개벽, 돌출벽의 순서로 도시거리의 환기률이 감소된다. 또한 표준거리와의 비교에 의하면 왼쪽벽의 건물외부구조들은 거리내부의 기류 및 오염물확산에 제일 작은 영향을 미치며 그 다음이 오른쪽벽에 있을 때이다. 건물외부구조들이 량쪽벽에 있을 때 거리의 환기능력이 제일 크게 약화된 결과 바닥중심, 특히 오른쪽측면의 오염물농도에서 큰 증가를 가진다.
둘째로, 불련속건물외부구조들을 가진 거리들은 련속건물외부구조를 가진 거리들에 비하여 건물외부구조들사이공간으로 더 많은 기류가 통과할수 있으므로 더 큰 공기교환률을 가진다. 불련속외부구조들은 거리내부에서 기류 및 오염물분포에 미치는 련속외부구조들의 영향을 약화시키며 분산된 오염물분포를 보여준다.
셋째로, 건물외부구조가 련속이든 불련속이든 왼쪽보행자호흡면과 왼쪽벽에서의 평균오염물농도분포에는 큰 영향을 미치지 않는다. 그러나 불련속구조들은 오른쪽보행자호흡면과 오른쪽벽에서의 평균오염물농도를 감소시킨다.
이 연구결과들은 도시거리에서 환기를 강화하고 교통오염을 완화하기 위하여 건물외부구조설계를 최적화하는데 리용될수 있다.
구체적인 내용은 잡지 《Environmental Science and Pollution Research》[31, 31818-31842 (2024)]에 《Effects of building envelope features on airflow and pollutant dispersion within a symmetric street canyon》(https://doi.org/10.1007/s11356-024-33343-5)의 제목으로 출판되였다.
