A Study on the Direction of Urban Planning for Coping with Climate Change focusing on Urban Metabolism

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(1)한국기후변화학회지) ～. 279. Climate Change Research( Vol. 4, No. 3, 2013, pp. 279 290. 도시 메타볼리즘 중심의 기후변화대응 도시 계획 방향에 관한 연구 A Study on the Direction of Urban Planning for Coping with Climate Change focusing on Urban Metabolism 이성희ㆍ김정곤† Lee, Sung Hee and Kim, Jong Kon† LH토지주택연구원 Land & Housing Institute, Daejeon, Korea. 요 지 본 연구는 도시 메타볼리즘 관점에서 기후변화에 대응하기 위한 향후 도시계획의 방향을 모색하 는데 그 목적이 있다. 본 연구는 크게 이론고찰과 사례연구로 구성되어 있으며, 이론고찰은 기후변 화대응 도시계획의 패러다임 및 도시 메타볼리즘의 개념 및 특성을 살펴보았다. 사례연구는 에너지 절감 및 자원⋅폐기물의 효율적 이용에 대한 계획수립 및 실천방안이 적극적으로 실현되고, 지역을 선정하여 투입 에너지 최소화, 재생 가능한 에너지 활용, 폐기물 재활용, 자원 재이용의 네 가지 측 면을 분석의 틀로 하여 분석을 실시하였다. 그 결과, 모든 사례에서 본 연구에서 제시한 도시 메타 볼리즘 체계가 구축되어 있었다. 또한, 사례마다 주력하는 계획요소가 다른 것을 발견할 수 있었는 데, 이는 각 지역의 여건을 고려하여 쉽게 얻을 수 있고, 활용이 쉬운 자원을 이용하는 계획을 중점 적으로 적용하고 있었다. 이에 향후 메타볼리즘 관점의 기후변화대응 도시 계획을 수립하기 위해 가장 먼저 고려되어야 할 부분은 지역의 주변 환경 및 여건분석을 통해 지역의 잠재력을 극대화 시 킬 수 있는 요소를 선택적으로 도입해야 한다는 것을 확인할 수 있었다.. 키워드 : 도시 메타볼리즘, 기후변화대응도시, 적응과 완화. ABSTRACT This study aims to suggest the direction of urban planning for coping with climate change focusing on urban metabolism. The study consists of two main parts: literature review and case study. The cases are selected for mixed-use housing estate in Europe, which established the plans for energy saving and efficient use of resources and waste. The case study was carried out in accordance with the framework, which had four aspects that are ‘to minimize energy input,’ ‘to use renewable energy sources,’ ‘to recycle waste,’ and ‘to reuse natural resources.’. †Corresponding author : E-mail: [email protected] 접수일자: 2013. 8. 24 / 수정일자: 2013. 9. 25 / 채택일자: 2013. 9. 25.

(2) 이성희ㆍ김정곤. 280. As a result, in all the cases, analysis showed that the circular metabolism system was built for energy, waste and water resources and that the plan satisfying all the aspects of the framework was established. Moreover, main planning elements are different reflecting resource conditions for each case. In conclusion, in order to achieve urban metabolism, it will be necessary to analyze various conditions including the surrounding environment of the region and to introduce planning elements that can maximize the regional potential. Key words : Urban Metabolism, Climate Change, Mitigation and Adaptation. 1. 서론 1.1 연구의 배경 및 목적 산업화와 기술의 발달은 인간에게 무한한 기회 와 혜택을 제공해 왔으며, 이를 가능케 한 동력. 며, 지역의 활용 가능한 자원 간 혹은 자원과 도 입하고자 하는 계획 간의 연계성이 미흡한 실정 이다. 그러나 지속가능한 기후변화대응 도시를 실 현하기 위해서는 이와 같은 연계성을 고려한 순 환적인 도시구조로 변화해야 할 필요가 있다.. 은 주로 화석에너지원이었다. 화석 연료 사용이. 따라서 본 연구는 이와 같은 맥락 하에 도시. 증가됨에 따라 도시는 발달하게 되었고, 인간의. 메타볼리즘 관점에서 기후변화와 에너지 문제 해. 생활도 편리해졌지만 도시의 환경은 점점 악화되. 결을 위한 향후 도시계획의 방향을 제시하고자. 어 왔다. 결국 화석연료에 의존한 생활방식은 기. 한다.. 후변화의 주원인으로 주목되었고, 한정된 자원인 화석연료의 지속적인 사용은 가까운 미래에 전. 1.2 연구의 범위 및 방법. 세계적으로 큰 혼란을 가중시킬 것으로 예상되고. 본 연구는 도시 메타볼리즘 관점에서 기후변화. 있다.. 에 대응하기 위한 도시계획의 방향을 살펴보기. 이에 각국에서는 에너지 과소비를 억제하고,. 위해 크게 이론고찰과 사례연구로 나누어 진행한. 화석연료의 의존도를 낮추기 위한 도시계획방안. 다. 이론고찰에서는 관련문헌 위주로 도시계획의. 을 모색하게 되었다. 자원 및 에너지 절감을 기. 패러다임 및 도시 메타볼리즘의 개념과 특성을. 본방향으로 하여 지속적인 노력을 시도하였고,. 살펴보고, 사례연구에서는 문헌연구와 현장조사. 그 결과, 생태도시부터 저탄소 도시, 탄소중립도. 를 병행하여 생태 및 저탄소 도시를 목표로 하여. 시, 탄소제로도시 등 다양한 도시모델들이 등장. 에너지⋅자원⋅폐기물의 효율적 이용에 초점을. 하기 시작하였다.. 맞추어 도시계획이 수립되고, 실천방안이 적극적. 최근 독일, 스웨덴과 같은 유럽의 대표적인 환 경국가들은 기후변화에 대응하기 위한 방안의 일. 으로 실현되고, 지역을 분석함으로써 향후 도시 계획 방향에 대한 시사점을 도출하고자 한다.. 환으로 도시의 투입물(input)과 배출물(output)의 순환을 통하여 자원과 에너지를 절약하고, 탄소 배출을 저감할 수 있는 도시 메타볼리즘(Urban Metabolism)에 대한 연구와 도시 및 단지 차원에. 2. 이론적 고찰 2.1 기후변화대응 도시계획의 패러다임. 서 실제적인 적용을 시도하고 있다. 반면, 국내의. 1970년대부터 유럽, 미국, 캐나다 등의 도시들. 기후변화대응 도시 모델들은 아직까지 일반적인. 은 대기 및 토양오염, 생태계파괴 등 도시가 직. 계획요소 및 기술의 적용에 초점이 맞춰져 있으. 면한 다양한 환경문제를 해결하기 위해 전원도.

(3) 도시 메타볼리즘 중심의 기후변화대응 도시 계획 방향에 관한 연구. 281. 초점을 맞춘 저탄소 도시로 발전하게 되었다(Sustainable Development 3.0). 저탄소 도시(Low- Carbon City), 탄소중립도시(Carbon Neutral City), 무탄소도시(Zero Carbon City) 등 탄소배출량에 대한 저감 목표에 따라 다양한 도시모델들이 등 장하였으나, 모두 궁극적으로는 탄소 배출 억제 및 저감을 실현할 수 있는 도시공간 구조로의 개 편을 추구하고 있다. 이러한 흐름을 따라 최근의 도시계획은 한 단 Fig. 1. The paradigm of urban planning responding to climate change (Source: Pietsch, 2010).. 계 더 나아가 완화와 적응 측면 모두를 고려하는 기후변화대응 도시로의 전환을 모색하고 있다.. 시, 뉴어바니즘, 생태도시와 같은 도시 모델을 제. 2.2 기후변화대응 도시. 안해왔다. 특히 생태도시는 도시성장의 한계, 환. 기후변화대응 관점에서 도시계획의 패러다임을. 경문제, 자원문제 등이 대두됨에 따라, 이를 해결. 살펴본 결과, 도시는 생태도시와 지속가능한 발. 하기 위한 제도 및 기술개발을 위한 산업의 변화. 전 개념을 바탕으로 하여 저탄소 도시 및 기후변. 가 있었던 시기의 대표적인 도시모델이다(Sus-. 화대응 도시까지 도시가 직면한 문제를 해결하기. tainable Development 1.0).. 위해 빠른 속도로 발전하고 있음을 알 수 있었다.. 이후 생태도시는 1987년 브룬트란트 보고서에 등장한 개념인 ‘지속가능한 개발(Sustainable Development)'에 대한 도시적 차원의 대응방안으로 발전하게 되었다(Sustainable Development 2.0). 생태적 지속가능한 도시는 자연과의 공존은 물론 자원 및 에너지 절약을 실현할 수 있는 도시계획 및 설계를 통한 물리⋅환경적 차원뿐만 아니라, 사회⋅경제적 차원에 대한 고려를 기본방향으로 하였다(김정곤 외, 2007).. 기후변화대응 도시는 ‘완화(Mitigation)’와 ‘적 응(Adaptation)’ 두 가지 측면으로 설명될 수 있 다. 기존의 저탄소 도시1)가 지향하는 탄소 배출 저감 또는 탄소 흡수 능력 확보 등 기후변화의 원인을 사전에 억제하고 차단하기 위한 방안들은 ‘완화(Mitigation)’에 집중한 접근방식이라고 볼 수 있다. 그러나 기후변화대응 도시는 보다 포괄 적인 접근방식을 보인다. 저탄소 도시가 지향하. 1990년대에 들어서는 세계적으로 지구온난화. 는 ‘완화(Mitigation)’ 측면은 물론, 기후변화로 인. 의 심각성이 부각됨에 따라 이에 대응하기 위해. 해 발생되는 폭염, 폭우, 가뭄 등의 자연재해에. 유엔기후변화협약을 맺게 되었고, 이후 1997년에. 대응하는 방안인 ‘적응(Adaptation)2)’ 측면까지 고. 교토의정서(Kyoto Protocol)가 채택되고, 2005년. 려하는 것이다(Rahmstorf, S./Schellnhuber, H. J.. 발효됨에 따라 도시계획의 패러다임은 생태도시. 2007, UBA 2008).. 에서 더 나아가 탄소 배출 저감과 에너지 문제에. 기후변화대응 도시는 인구증가에 따른 문제,. 1) 저탄소도시란 화석에너지 이용으로 발생되는 탄소배출을 억제하기 위해 화석에너지 의존도 및 에너지 소비를 최소화하 고, 재생가능 에너지원의 확대, 에너지 효율의 극대화를 통해 경제⋅사회활동에서 불가피하게 발생되는 탄소배출을 중 립 또는 제로화하는 도시를 의미한다(StMUGV, 2007). 2) 적응(Adaptation)은 도시의 이상기후로 인한 폭염, 홍수, 물 부족과 수질 악화, 불안정한 지반 등으로부터 인간의 생활과 환경을 보호하거나, 경제적 재산 등을 보호하는 것을 의미한다(김정곤, 2010)..

(4) 282. 이성희ㆍ김정곤 것을 가능하게 하는 모델로 Abel Wolman의 ‘도 시 신진대사(The Metabolism of Cities)’에서 분 석의 도구로 처음 사용되었다(최정은 외, 2011). ‘메타볼리즘(Metabolism)’의 사전적 정의를 살 펴보면, “성장을 위해 음식 등을 에너지와 재료. Fig. 2. Approach of urban planning coping with climate change (Source: Jongkon Kim, 2013).. 로 변환시키는 생명체의 화학적인 과정”을 의미 한다(Oxford Dictionary). 다음으로 도시 메타볼 리즘(Urban Metabolism)에 대해서 Sahely et al. (2003)는 “도시에 유입되고 방출되는 에너지, 물, 물질 및 폐기물의 끊임없는 변화 전체를 정량화 하는 수단"이라고 정의하였으며, 인간의 메타볼 리즘과 다소 유사한 도시 메타볼리즘은 에너지와 물질의 흡수, 변환 및 저장과 폐기물의 배출과정 에서 일어나는 도시 신진대사의 유량의 관점으로. Fig. 3. The principle of urban planning coping climate change (Source: Jongkon Kim, 2013).. 해석될 수 있다고 하였다. 즉, 도시는 인간을 비 롯한 생명체와 마찬가지로 생산과 소비의 시스템 으로 이루어져 있으며, 인간의 활동은 자원의 수. 기후변화, 에너지 및 환경문제 등에 대한 해결을 목표로 한다. 그리고 목표를 달성하기 위해 도시 의 성장과 밀도에 대한 고려, 에너지 효율 증대, 도시의 기반시설 정비(모듈화), 로컬푸드 생산 및 공급, 도시 신진대사 등의 다양한 방안을 모색하 고 있으며, 그 중 어디에 초점을 두느냐에 따라 탄소중립도시, 재생가능한 에너지 도시, 탈화석 에너지 도시, 스마트 그린시티 등 각각의 구체화 된 도시계획 개념으로 발전하고 있다. 이와 같은 기후변화대응 도시의 핵심은 효율 성, 일관성, 자족성 확보를 통해 지속가능한 도시 를 지향하는 것에 있으며(Fig. 3), 이를 구현하기 위해서는 단순히 계획기법을 적용하는 수준에서 벗어나, 도시의 다양한 요소들 간의 순환체계를 고려하여 도시의 잠재력을 최대한 끌어낼 수 있 도록 해야 한다.. 2.3 도시 메타볼리즘의 개념 및 특성. 요와 토지이용에 직접적인 영향을 끼치기 때문에 도시를 하나의 유기체로 보고, 자연 혹은 인간의 메타볼리즘 개념을 동일하게 적용하고자 하는 것 이다(Turner, 1989). 도시 메타볼리즘은 선형(Linear)과 순환형(Circular)으로 구분하여 설명될 수 있다. 선형 메타 볼리즘은 도시 내에 물질이 투입(input)되고 사용 된 후에 배출되는 산출물(output)이 재활용되지 않는 구조를 말하며, 순환형 메타볼리즘은 배출 된 모든 산출물(output)이 다른 공정에서 투입물 (input)로 재사용될 수 있는 구조를 의미한다(Fig. 4). 현재 대부분의 도시들은 자연에서 볼 수 있는 순환형 메타볼리즘 구조가 아닌 선형의 구조를 취하고 있는 불완전한 상태이다. 그러나 기후변 화에 대응하여 도시의 지속가능성을 실현하기 위 해서는 도시의 자원 및 에너지 흐름을 선형에서 탈피하여 순환형 구조 체계로 구축해 나가야 한 다. Richard Rogers도 ‘Cities for a small planet’ 에서 자원소비, 환경오염으로 귀결되는 도시의. 도시 메타볼리즘(Urban Metabolism)은 도시. 선형 시스템을 순환형 시스템을 강조하는 접근방. 내의 에너지와 물질의 흐름을 분석하고 설명하는. 식으로 바꿀 필요가 있다고 주장하였듯이 순환형.

(5) 도시 메타볼리즘 중심의 기후변화대응 도시 계획 방향에 관한 연구. 283. 것이다. 즉, 도시의 잠재력을 극대화할 수 있는 요소가 각각 다르기 때문에 지역에 대한 고려는 도시 메타볼리즘 구축을 위해서는 매우 중요한 부분이라고 할 수 있다. 결과적으로 순환형 도시 메타볼리즘 체계 구축 은 지역에 적합한 에너지와 자원의 효율적인 순 환체계를 중심으로 하여 화석에너지의 의존도를 점차 낮추어가고, 매립되는 폐기물과 탄소 배출 의 최소화를 목표로 하는 것이다.. 3. 사례연구 3.1 사례연구 개요 본 장에서는 앞서 살펴본 도시 메타볼리즘의 개념 및 특성을 토대로 투입 에너지 최소화, 재 생 가능한 (자연)에너지 활용, 폐기물 재활용, 자 Fig. 4. Linear metabolism cities(top) and Circular metabolism cities(bottom) concept diagram (Source: Herbert Girardet, Rick lawrence).. 원 재이용 네 측면을 분석의 틀로 하여 도시 메 타볼리즘의 적용 실태를 파악하고자 한다. 사례대상지는 첫째, 자료수집 및 정보 획득이 가능한 사례를 위주로 선정하였고, 둘째, 저탄소. 도시 메타볼리즘을 구현하는 것은 기후변화에 대. 도시계획을 수립한 것으로 잘 알려진 사례 중 에. 응하고자 하는 미래도시 모델의 확실한 대안인. 너지 절감 및 자원⋅폐기물의 효율적인 이용에. 것이다(Timothy Beatley, 1999).. 대한 계획을 포함하고 있는 지역을 선정하였다.. 사실상 순환형 도시 메타볼리즘(Circular Ur-. 셋째, 도시 메타볼리즘의 구체적인 적용방안을. ban Metabolism)은 새롭게 등장한 개념이 아니라,. 살펴보기 위해 도시와 유사한 구조를 보이는 복. 생태도시에서부터 거론되어온 개념으로 자연자원. 합주거단지를 선정하였다. 마지막으로 명확히 각. 이용에 있어서 효율을 향상시켜 소비를 최소화하. 기 다른 자연적 특성 및 도시 여건을 가진 지역. 고 자원 재활용을 극대화하는 도시의 순환적 체. 들을 선정하였다. 이와 같은 선정조건 하에 독일. 계라고 정의할 수 있다(김정곤 외, 2010). 이처럼. 의 박람회 도시 림, 스웨덴의 하마비와 베스트라. 순환형 도시 메타볼리즘 체계는 폐기물 또는 배. 함넨 지역의 BO01지구를 최종적으로 선정하였다.. 출물, 자원과 에너지 등의 구성요소로 설명될 수 있으며, 투입되는 에너지의 최소화, 재생 가능한. 3.2 사례별 계획내용 분석. 에너지 투입 장려, 폐기물 및 자원 재활용을 핵 심으로 하여 오염물질의 최소화를 지향한다. 또. 3.2.1 Riem. 한 중요한 것은 지역의 특성이 고려되어야 한다. 뮌헨(Munich)의 북동쪽에 위치한 림(Riem)은. 는 것이다. 지역마다 고유의 특성이 있기 때문에. 원래 뮌헨공항이 위치하고 있었으나, 공항이전계. 그에 따라 활용될 수 있는 자원과 에너지, 그리. 획에 따라 공지로 남게 되었고, 1987년 뮌헨 중. 고 각 물질간 순환체계의 연계방식이 각기 다를. 앙에 위치한 박람회(Messe) 지역의 수용 한계와.

(6) 이성희ㆍ김정곤. 284 Table 1. Outline of case studies Cases. Riem. Hammarby Sjostad. Vastra Hamnen BO01. Location. Munich, Germany. Stockholm, Sweden. Malmoe, Sweden. Area. about 500 ha. about 200 ha. about 30 ha. Projected population. 16,000(people). 25,000(people). 1,000(household). Construction duration. 1990∼2013. 1992∼2015. 1997∼2015. Index. Image. 부족한 주거 면적을 해결하기 위한 새로운 도시 확장개발계획 수립과 함께 개발된 지역이다. 도시 메타볼리즘 관점에서 본 림은 환경친화적 인 에너지의 생산과 사용을 통한 화석연료에 대 한 수요 감소, 폐기물의 재활용을 통한 총 폐기 물의 양 감소, 이에 따른 온실가스 및 각종 오염 물질 발생 감소, 경제적 효율성 증대를 주요 목 표로 하였다. 그리고 이와 같은 목표 하에 에너 지와 폐기물 활용에 최적화된 계획을 수립하였다. 구체적으로 에너지 생산 측면에서는 지역난방 시스템 도입, 재생에너지 활용, 에너지 절감형 건 축으로 크게 세 가지에 중점을 두고 있는데, 그. Fig. 5. District heating system using waste. (Source: Landeshauptstadt München, 2000). 중 가장 주목할 만한 것은 바로 지역난방 네트워. 이처럼 에너지 생산 측면에 초점을 맞추는 동. 크 체계이다. 지역의 동측에 위치한 산업단지 내. 시에 에너지 절감 측면에서도 단지 및 건축계획. 열병합발전소(CHP)가 그 핵심이라고 할 수 있다.. 을 통해 적극적인 대응을 하였다. 주거건물은 계. 지역에서 발생하는 폐기물을 활용한 바이오가스. 절별 태양고도를 고려하여 인동간격을 조절하였. 와 천연가스를 이용하여 에너지를 생산하며, 생. 다. 내부 조닝은 활동량이 많은 거실과 공용공간. 산된 에너지는 주거단지로 공급되는 구조를 취한. 을 남향에 면하도록 배치하였고, 일조의 영향을. 다. 림은 이를 통해 연간 3,000~3,500 ton의 이산. 받지 않는 계단실과 같은 서비스공간을 북측으로. 화탄소 배출량 감축을 목표로 하고 있다.. 배치하였다. 또한 일정 기준 이상의 단열 성능을. 재생가능한 에너지로는 주로 태양광을 활용하. 확보하도록 하였으며, 웜룸(Warm Room), 글라스. 였는데, 박람회장 건물 지붕에는 세계 최대 규모. 포치(Glass Porch), 버퍼룸(Buffer Room) 등의 계. 의 태양광 시설이 설치되어 있으며, 각각의 주택. 획을 통해 공기의 과도한 냉각과 과열을 방지하. 에도 태양광 패널을 건축디자인으로 통합시켜 적. 여 냉난방에 소모되는 에너지 손실을 최소화하도. 용하도록 하였다.. 록 하였다(Fig. 6)(김정곤 외, 2010)..

(7) 도시 메타볼리즘 중심의 기후변화대응 도시 계획 방향에 관한 연구. 285. Fig. 7. Concept for rainwater utilization. (Source: Landeshauptstadt München, 2000) % 감축, 총 폐기물량의 40% 감축 등 구체적인 Fig. 6. Pitch of building(top) and space arrangement and building depth(bottom). (Source: Landeshauptstadt München, 2000). 목표를 세워 실천계획을 수립하였다(왕광익 외, 2009). 하마비는 계획단계에서부터 실행단계에 이르기 까지 환경문제를 우선적으로 고려하는 ‘하마비 모. 지역에서 최초로 발생한 폐기물은 개발로 인한. 델(Hammarby Model)을 자체적으로 개발하여 적. 토사였다. 이 토사는 지역 내 구릉지를 만드는. 용하였다. 이 모델은 자원순환 모델로써 에너지,. 데 사용하였으며, 개발과정에서는 폐기물 발생을 최소화할 수 있는 공정을 택하고, 발생되는 폐기 물은 방음벽의 재료로 사용함으로써 자원 재이용 의 효율성을 높이고자 하였다. 또한 림의 녹지와 주거단지 곳곳에는 빗물 집수 및 침투시설, 여과 시설을 설치하여 우수를 재이용하고, 중수의 재 활용을 통해 물 소비량을 감축하고자 하였다.. 폐기물, 수자원에 관해 다루고 있으며, 핵심적인 개념은 폐기물을 활용한 바이오 가스 공급과 신 재생에너지를 통한 에너지 순환을 이루어 지역난 방 등에 필요한 에너지를 공급받도록 하는 것이 다. 즉, 지역 내에서 배출된 폐기물을 다시 생산 적인 자원으로 투입되도록 한다는 것이다.. 3.2.2 Hammarby Sjostad 1990년 스톡홀름 도심이 확장됨에 따라 산업 지역이었던 하마비(Hammarby)를 근린지구로 전 환하고자 하는 재생 프로젝트가 시작되었다. 프 로젝트는 지속가능한 도시 주거의 모델을 구축하 고, 주변의 친수공간 활용 및 자원순환형의 생태 학적 도시 건설을 목표로 하여 1992년부터 총 7 단계의 건설과정을 거쳐 2015년 완공될 예정이다. 하마비는 계획이 시작된 1990년대 초반의 신 개발지 수준 대비 환경 부하 50% 저감을 환경적 목표로 하였으며, 100%의 재생가능 에너지 이용, 그 중 80%는 폐기물을 활용한 에너지, 이를 통해 매립 쓰레기 폐기장으로 보내지는 폐기물량의 90. Fig. 8. The Hammarby model- a eco-cycle. (Source: Stockholm City Planning Office, 2007).

(8) 286. 이성희ㆍ김정곤 등의 신재생에너지원으로 100%로 공급하고자 하 는 목표를 가진 ‘City of Tomorrow' 프로젝트를 추진하게 되었고, 도심과 가까운 지역이자 코펜 하겐과 연결되는 다리가 건설됨으로써 성장 잠재 력이 있는 바스트라 함넨(Västra Hamnen)지역을. Fig. 9. The automated waste disposal system. (Source: Stockholm City Planning Office, 2007) 또한, 가정 등에서 배출되는 유기 폐기물은 식 물의 비료로 전환되고, 폐수나 폐기물에서 재생 가능한 에너지원을 추출하게 된다. 폐수의 경우, 지역 내에서 집수하여 자체 처리 시스템을 통해 정수하여 이용하거나, 인근 호수로 보내도록 하 였다. 폐기물은 곳곳에 배치된 자동 집하 시스템 을 통해 집하장으로 모이게 되면, 소각과정을 거 쳐 고체비료와 난방열을 생산하게 된다. 결과적 으로 폐기물은 일련의 과정을 거쳐 생태계 순환 시스템으로 재투입되거나, 재생에너지를 생산하 게 되는 것이다. 호수와 연접해 있는 지역의 여건 상 하마비는 지붕 및 옥상 녹화, 우수 집수시설을 설치하는 등 수자원 관리에 많은 주의를 기울이고 있다. 또한, 지역 내에 계획된 개방형 수로는 항상 물 이 흐르도록 하였는데, 이를 통해 지역의 열섬현 상을 방지하고, 온도와 습도를 적정하게 유지할. 첫 개발 대상지로 선정하였다. 개발은 총 3단계 로 나누어서 이루어졌는데, 1단계 프로젝트가 바 로 BO01프로젝트이다. 계획목표는 지역 내 또는 지역 근처에서 얻을 수 있는 태양, 바람, 물 등의 재생자원을 활용한 난방, 전기, 가스 등의 에너지 공급을 통해 생산 과 사용에 대한 균형을 이룰 수 있도록 하는 것 이었다. BO01프로젝트는 가장 먼저 오염된 땅을 제거 하는 것을 시작으로 하여 시 프로젝트의 원칙에 따라 계획부지 내 필요한 에너지를 모두 신재생 에너지원으로 공급하기 위한 기반시스템을 제안 하였다. 이에 지역 내에는 태양열과 지열시스템 을 구축하고, 인접한 해안에는 풍력과 조력발전 시설을 구축하여 발생되는 에너지를 전기 및 지 역난방 그리드에 연결시켜서 에너지를 공급하도 록 하였다. 또한, 지역에서 배출되는 폐기물을 재이용하는 순환체계를 구축하였다. 단지 내 가정쓰레기 배 출량은 325㎏으로, 이 중 약 50%는 유기쓰레기. 수 있게 된다. 또한, 신재생에너지 중 태양열 패널을 개별 건 축물에 도입하여 연간 난방의 50%를 공급하도록 하였으며, 자연채광 및 루버 부착을 통해 햇빛의 이용을 최대화하여 에너지를 절감할 수 있도록 하였다.. 3.2.3 Vastra Hamnen BO01 말뫼는 스웨덴의 최남단에 위치한 항구도시로 덴마크의 코펜하겐과 외레순드(Öresund) 해협을 사이에 두고 있는 지역이다. 말뫼는 부지 내 필 요한 모든 에너지를 태양열, 태양광, 지열, 풍력. Fig. 10. Distribution systems of Malmoe. (Source: International District Energy Association, 2008)..

(9) 도시 메타볼리즘 중심의 기후변화대응 도시 계획 방향에 관한 연구. 287. 단열이나 채광으로 인한 에너지 사용을 줄일 수 있도록 계획하였다. 둘째, 재생가능 에너지 투입 측면에서는 태양광⋅태양열을 활용한 에너지 공 급이 주를 이루었는데, 바다에 인접한 BO01의 경우에는 해안을 활용한 풍력과 조력발전시설을 구축하여 추가적인 에너지를 얻을 수 있도록 계 획하였다. 셋째, 폐기물 재활용 측면에서는 주거 단지에서 많은 비중을 차지하는 유기폐기물을 통 한 바이오매스 및 비료 생산 구조를 3개의 단지 모두 기본적으로 구축하고 있었고, 열병합발전소 Fig. 11. The Waste-energy recycling of BO01. (Source: Luxembourg, 2007).. (CHP)와 지역난방 네트워크 구축을 통해 지역 내에서 필요로 하는 에너지를 지역 내에서 발생 된 폐기물을 활용하여 생산하는 자족적인 에너지. 로 바이오가스를 생산하는데 쓰이고, 25%는 재 활용, 나머지는 잡쓰레기로 소각로로 보내져 소 각되면서 발생하는 열에너지를 난방에너지로 활 용하게 된다(Fig. 11)(Luxembourg, 2007). 건물 차원에서는 지붕녹화 또는 삼중유리창 도 입을 통해 에너지 손실을 최소화하도록 하였으 며, 바다로부터 불어오는 바람을 조절하기 위해 방풍효과를 고려한 층수(5층)로 계획하였다. 반대 로, 바다에 인접한 지역의 특성을 활용하여 단지 를 순환하는 수자원 이용시설을 조성하여 수생 비오톱 등 다양한 생물의 서식지 및 풍부한 자연 경관을 제공하고, 바닷물을 정화하여 상수와 중 수로 활용할 수 있도록 하였다.. 3.3 분석의 종합. 공급 형태를 보이고 있었다. 마지막으로 자원 재 이용 측면에서는 단지 외부공간에 투수성 포장, 자연정화시설 등을 조성하여 우수 및 가정폐수로 부터 중수를 얻을 수 있도록 계획한 것을 확인할 수 있었다. 반면, 지역의 특성 혹은 주변 환경 여건에 따 라 각각의 단지에 적용된 계획이 차이를 보이고 있었다. 림의 경우에는 인근의 풍부한 녹지로부터 불어 오는 바람을 활용하여 열섬현상을 완화시키기 위 해 바람길을 확보하도록 건물을 배치하였고, 계 획 초기에 발생한 토사를 구릉지 조성계획에 재 이용하도록 하여 자원절약 및 운반⋅처리비용을 절감하는 효과를 얻었다. 하마비는 호수와 인접 한 특성을 고려하여 자연적⋅인공적인 정수처리 시설을 계획함으로써 폐수처리에 많은 노력을 기. 본 장에서는 도시 메타볼리즘의 구성요소 및. 울였다. 즉, 배출물로부터 지역 내에 필요한 에너. 기본방향을 분석의 틀로 하여 유럽의 복합주거단. 지원을 추출하고, 이 과정에서 정화된 물이 생태. 지 3곳을 선정하여 각각의 지역에 수립된 계획. 계에 악영향을 미치지 않고, 생태시스템으로 순. 및 적용방안을 검토해 보았다.. 환될 수 있도록 한 것이다. 마지막으로 BO01지. 측면별 분석 결과, 전반적으로 다음과 같은 특 징이 나타났다.. 구의 경우, 또한 지역적 특성이 두드러지게 반영 된 것을 확인할 수 있었다. 앞서 언급했듯이, 해. 첫째, 투입 에너지 최소화 측면에서는 전반적. 안에 풍력과 조력발전을 계획하여 에너지 순환. 으로 건축 차원에서의 계획이 주를 이루었으며,. 체계에 포함시켰으며, 손쉽게 얻을 수 있는 바닷. 바람과 햇빛을 활용하여 열섬현상을 방지하고,. 물을 정화하여 상수와 중수로 활용하는 등 주변.

(10) 이성희ㆍ김정곤. 288 Table 2. Summary of case studies Cases Aspects. Riem. Hammarby Sjostad. Vastra Hamnen BO01. Surrounding environment. Rich forest, Abundant green Adjoining a lake fields. Circulation. Energy, Water resources, Energy, Water resources, Energy, Water resources, Waste(Soil, Construction was- Waste(Household waste & was- Waste(Household waste & waste te) te water) water). Adjoining a sea. - Protection against the wind through building stories control - Building wind corridors - Design of natural lighting and Minimi- Securing heat insulation property - Securing heat insulation prolouvers zation to through installation of green roof perty and sunshine through - Securing heat insulation proenergy system buildings facing the south, perty and sunshine through arrinput - Energy loss reduction through tripitch of building and zoning angements of buildings ple-glazed windows with a layer of trapped argon gas Use of - Building wind and tidal power renewable - Energy supply using photo- - Energy supply using solar acgeneration on the coast energy voltaic system tive heating system - Building solar active heating syssources tem and geothermal system - Use of organic waste as fertilizer - Production of biogas using of or- Extraction of renewable ener- Introduce of CHP utilizing ganic waste Recycling gy sources from waste and biomass (District heating sys- Use of heating resulted from wasof waste waste water tem) te incineration process (District heat- Production of solid manure ing system) and heating from waste incineration process - Reuse of rainwater utilizing various technique including - Reuse of rainwater through inReuse of porous pavement - Water supply utilizing seawater pustallation of green roof sysnatural - Building hill sites reusing rification system tem and rainwater collective resources soil waste that was occu- Reuse of rainwater system rred at the first step of development. 의 자연자원 활용을 극대화 하였다. 또한 바다에. 결과적으로 3개의 사례 모두에서 에너지, 수자. 인접한 주거단지의 미기후를 조절하기 위하여 건. 원, 폐기물에서 순환형 도시 메타볼리즘 체계가. 물 층수를 조절하여 바다에서 불어오는 바람에. 구축되어 있음을 알 수 있었다. 또한, 이와 같은. 대한 방풍효과를 얻고자 하였다.. 도시 메타볼리즘을 실현시킬 수 있는 다양한 요.

(11) 도시 메타볼리즘 중심의 기후변화대응 도시 계획 방향에 관한 연구. 289. 소를 도입하되, 지역의 환경과 연계하여 시너지. 연구에서는 토지이용, 교통 등의 타 분야에 대한. 효과를 발휘할 수 있는 요소를 선택적으로 도입. 포괄적인 검토를 통해, 각 분야에 적용 가능한. 한 것을 확인할 수 있었다.. 도시 메타볼리즘 체계 및 분야 간의 상관관계에 대한 보다 심층적인 연구가 진행되어야 할 것이. 4. 결론 이상의 연구를 통해, 기후변화 대응을 위한 도 시 메타볼리즘 구축을 위해서는 사전에 투입되는. 라고 판단된다.. 참고문헌. 에너지를 최소화하고, 투입물과 배출물 간의 상. 김정곤, 2013, 기후변화적응 도시모델 및 적용기. 관관계 파악을 통해 필요한 에너지는 폐기물과. 법 개발 연구 착수보고 자료, 한국토지주택공. 자원을 재이용하여 얻거나, 재생가능한 자연으로. 사 토지주택연구원.. 부터 얻는 순환적인 구조를 구축하는 것이 필수. 김정곤 외7, 2010, 저탄소 녹색도시 모델개발 및. 적이라는 것을 알 수 있었다. 즉, 단순히 다양한. 시범도시 구상, 한국토지주택공사 토지주택연. 계획기법을 도입하는 수준에서 벗어나서, 활용할. 구원.. 수 있는 여러 자원⋅물질 간의 흐름 및 적용 가. 김정곤 외1, 2007, 독일 생태주거단지의 발전 단. 능한 계획기법을 통합적으로 고려할 때, 지속가. 계별 지속가능성 분석과 단지설계 특성의 심. 능한 순환형 도시 메타볼리즘이 이루어지고, 기. 층사례 연구, 한국도시설계학회지, 8권 4호,. 후변화에 적극적으로 대응할 수 있는 도시를 구. 105-134.. 축할 수 있는 것이다. 또한, 이와 같은 계획을 수립하기 위해서는 대. 오덕성 외4, 2013, 기후변화대응 탄소중립 도시 계획, 기문당.. 상지역 및 주변 환경에 대한 철저한 분석을 통. 이재준, 2005, 한국형 생태도시 계획지표 개발에. 해, 지역이 가진 잠재력을 극대화할 수 있는 주. 관한 연구, 대한국토⋅도시계획학회지, 40권 4. 자원 및 주 순환대상을 선택적으로 도입하여 적. 호, 9-25.. 용해야 할 것이다. 기후변화에 대응하고자 하는 오늘날의 중요한 문제는 도시의 지역적⋅세계적인 환경영향을 최 소화시키는 동안 도시의 생활수준을 유지할 수 있는지에 대한 여부일 것이다(Herbert Girardet/. 최정은 외1, 2011, 도시 신진대사 관점에서 본 저 탄소 녹색도시 계획특성 및 사례분석, 한국생 태환경건축학회논문집, 11권 5호, 3-12. 왕광익 외1, 2009, 세계적 수변녹색도시, 국토연 구원.. World Future Council, 2010). 다시 말해서, 탄소. 윤성호 외2, 2012, 기후변화에 대응한 저탄소 도. 배출 및 에너지 저감 등 환경 부하를 줄이기 위. 시개발 사례분석, 한국기후변화학회지, 3권 2. 해 삶의 질을 떨어뜨려서는 안 되는 것이다. 이. 호, 143-151.. 러한 관점에서 순환형 도시 메타볼리즘은 환경적. Beatley, T. 1999, Green Urbanism, IslandPress.. ⋅생태적으로 미치는 영향을 최소화하는 동시에,. Girardet, H. and Mendonca, M., 2009, A Re-. 생활수준도 유지할 수 있는 좋은 도구가 될 수. newable World(Energy, Ecology, Equality),. 있을 것이다.. First Edition, Green Books, London.. 본 논문은 도시 메타볼리즘에 직접적인 관계를. Herbert Girardet/World Future Council, 2010, Re-. 갖는 에너지, 자원, 폐기물에 초점을 맞춘 한정적. generative Cities, Hafencity University Ham-. 인 접근을 보이는 한계를 가진다. 따라서 향후. burg..

(12) 290. 이성희ㆍ김정곤. International District Energy Association, 2008,. Estimating the urban metabolism of Canadian. Malmő’s ‘City of Tomorrow’: One hundred. cities: Greater Toronto Area case study. Ca-. percent renewable energy today.. nadian Journal of Civil Engineering, 30, 468-. Karakiewicz, J. 2011, Urban Metabolism of Low Carbon Cities, 47th ISOCARP Congress. Landeshauptstadt München, 2000, Messestadt RiemÖkologische Bausteine: Teil I Stadtplanung.. 483. StMUGV(Bayerisches Staatministerium fur Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz), 2007, Wegweiser zur Klimaneutralitat.. Le gouvernement du grand-duche de luxembo-. Stockholm City Planning office, 2007, Hammar-. urg, 2007, Constructions écologiques et éco-. by Sjostad - a unique environmental project. nomiques.. in Stockholm.. Pietsch, J., 2010, Stadtoekologie 2.0 fuer Smart Green Cities, 전북대학교 발표자료. Rahmstorf, S., and H. J. Schellnhuber, 2007, Der Klimawandel. Rogers, R. 1998, Cities for a Small Planet, WestviewPress. Sahely, H., S. Dudding, and C. Kennedy, 2003,. Turner, M. G., 1989, Landscape ecology: the effect of pattern on process. Annual Review of Ecology and Systematics. UBA(Umwelt Bundesamt) Anpassungist notwendig, 2008. www.architectureweek.com.

(13)