스크랩 옥상녹화필요성 및 계획

[고상철]

1. 옥상녹화의 필요성 

최근 도시가 점차 고밀도로 개발되고 녹지공간이 축소되면서 도심지로 갈수록 기온이 상승하고, 외곽으로 갈수록 낮아지는 열섬현상이라는 이상기온현상이 발생하고 있습니다. 이는 과거에 비해 대기온도가 점차 상승하고 여름철 전력소비가 급증하는 현상으로 나타나고 있습니다.

열섬현상의 원인은 아스팔트와 콘크리트 등 각종 인공시설물이 빛을 흡수하는 용량이 높고 흡수한 빛을 적외선 방사의 형태로 외부로 발산하여 대기의 온도를 높이기 때문입니다. 반면 녹지공간은 태양열을 흡수해 대기의 기온을 하강시킴은 물론, 그늘을 만들고 수분을 증발시켜 태양에너지로 부터 지표면이 가열되는 것을 막아 주는 기능을 합니다. 이와 같이 도시의 고밀도화로 인한 열섬현상을 해결하기 위한 방편으로 “옥상녹화”의 필요성이 높아지고 있습니다.

옥상 녹화는 기온저감을 통한 열환경 개선 효과, 기상이변의 완화 효과, 공기정화 효과, 빗물의 흐름을 지연시켜 홍수를 완화하는 효과, 소음방지효과 등을 기대할 수 있습니다.

예를 들어 건물의 옥상을 녹화하는 경우 녹화하지 않는 경우보다 하계 정오의 옥상표면온도가 약 30℃낮았고, 녹화된 건물의 아래층 실온이 2℃정도 낮았다는 결과도 있어 열섬현상의 가장 큰 문제인 열환경을 개선할 수 있습니다.

옥상녹화를 하면 토양이 빗물을 흡수하여 하수도까지 빗물이 흘러들어 가는 시간을 상당히 단축시킬 수 있습니다. 통상의 경량 토양에서는 물의 물이 스며드는 속도가 1시간에 4센치~40센치 정도이고 1시간 당 약 30밀리의 비를 흡수해 주는 량입니다.

2. 옥상녹화 시스템의 구조적 분류

옥상녹화는 녹화 목적, 필요한 기능, 건물의 하중, 경제성 등을 고려해 결정합니다.

옥상녹화의 방법에는 크게 초본류에 의한 “평면적 녹화”, 초본류와 키모토류에 의한 “입체적 녹화”, 들새나 곤충 등의 생식 공간을 포함한 “비오톱 녹화”의 3종류로 분류할 수 있습니다.

평면적 녹화는 건조에 강한 세담류, 잔디, 각종 잡초 등의 초본류를 식재하는 높이 방향의 확대가 적은 방법이라고 할 수 있습니다. 적재 하중이 약 40~100kgf/㎡정도로, 건물에 부담되는 하중이 적고, 식생에 따라서는 전문적인 점검과 관리가 요구되지 않는 장점이 있습니다. 많은 기능을 요구하지 않고, 관리 수고를 줄이고 싶은 것이면, 이 방법이 최적이라고 할 수 있습니다. 적용 개소로서는, 하중 제한이 있는 기존 건물, 경사지붕, 구상 건물 옥상 등을 생각할 수 있습니다.

입체적 녹화는 초본류에 관목이나 교목을 균형 있게 배치한 방법입니다. 기능면에서 뛰어나 적재 하중도 토양 두께에 따라서 150~350kgf/㎡정도로 할 수 있어 시공 코스트도 평면적 녹화와 비교해도 손색이 없는 가격으로 할 수도 있습니다. 반면, 관수나 식물의 전정 등의 관리가 많이 필요해, 유지 관리의 경비가 약간 많이 걸리게 됩니다. 적용 건물로서는, 사무소 빌딩이나 집합주택 등을 들 수 있습니다.

비오톱 녹화는 입체적 녹화에 실개천, 연못 등이 추가되어 다양한 생물의 생식 공간을 갖춘 방식으로 생물을 유치·보전할 수 있는 생태계를 배려한 방법입니다. 기능면에서는 가장 뛰어나 최상급의 방법 이라고 할 수 있으나, 적재 하중이 커지는 것, 건설비 및 유지 관리일이 높아지는 것이 단점이라 할 수 있습니다. 적용 건물로서는, 자연에 가까운 환경을 연출할 수 있는 효과 등을 고려해 공공성이 높은 시설이나 상업 시설에 적합합니다.

3. 옥상녹화의 식재유형

3.1세담 녹화

세담류에 의한 녹화는 토양두께가 35~70mm전후로 매우 얇고, 단위중량이 30~60kg/m2으로 경량이며, 내건조성이 강하며, 관리가 용이한 장점이 있다. 저렴한 비용으로 옥상 녹화가 가능하며, 빗물의 유출 억제 효과, 환경 개선 효과를 기대할 수 있습니다.

3.2 경량녹화시스템

토심이 매우 얇은 구조의 경량녹화시스템은 하중에 제한이 있는 건물에서도 적용이 가능하도록 개발되었습니다. 세담류 이외에도 잔디나 이끼를 이용하며 유지 관리가 용이한 것이 장점입니다.

3.3 옥상 녹화에 적절한 식물

방풍 대책이나 경량 토양등을 이용해 재배 기반을 확보하면, 대부분의 식물을 심는 것은 가능합니다.건조하게 강한 식물로서 세담류, 이누트게, 사잔카, 하이뱌크신, 노시바, 코노테가시와, 마트바기크, 로즈메리 등이 있습니다.

옥상 녹화에 사용하는 토양

기본적으로는 경량 토양을 사용해, 인공지반 등에서는 개량 토양을 사용합니다.그런데도 토양 두께가 충분히 확보 가능한 있어 경우에는 보수성이 높은 경량 토양을 사용합니다. 현지 발생흙을 사용하는 경우에는 검사를 실시해 적절한 것으로 개량할 필요가 있습니다.

4. 옥상녹화의 방수대책

4.1 옥상녹화는 완벽한 방수가 기본입니다.

옥상녹화에 적용하는 방수는 건물 내부로 물이 누수되지 않도록 차단하는 것 이외에 식재된 식물의 뿌리가 성장하여 방수층을 뚫지 않도록 차단하는 방근성이 요구됩다. 따라서 방수공사를 마무리한지 얼마 안 된 신축건물이나 방수개수를 완료한 기존 건물이라도 옥상녹화를 계획할 경우 별도의 검토가 필요합니다.

4.2 옥상녹화에 적용하는 방수는 일반적인 건축물의 방수와 달라야 합니다.

또한 옥상녹화용 방수시템은 빗물 이외에도 식물의 성장을 위해 토양에 수시로 물을 공급하므로 방수공사에 세심한 주의가 필요합니다. 옥상녹화의 다양한 조건을 고려하여 방근성, 토양에 함유된 박테리아성, 비료, 소독제 등에 견디는 내약품성 등의 다음과 같은 성능이 요구된다.

     - 수분에 의해 소재성분이 용해되지 않는 내수성

     - 식물의 뿌리에 견디는 방근성

     - 시비, 방제 등에 대비한 내약품성

     - 박테리아에 의한 부식에 견디는 내식성

     - 상부의 자중 및 시공하중에 견디는 내압성

4.3 현재 옥상녹화에 주로 사용되는 방수재료의 종류

일반적으로는 옥상방수공법은 누름콘크리트가 있는 비노출아스팔트방수나 우리탄도막방수가 많으나, 옥상녹화를 하는 경우는 경량화나 내근성 등을 고려하여 우레탄＋FRP 복합 도막 방수나 방근시트와 방수시트를 사용하는 2층 방수 공법으로 하는 방법이 있습니다.

5. 방근대책

식물의 뿌리로부터 방수층을 보호하기 위한 방근시트는 녹화되는 식재의 유형이나 방수층의 종류에 따라 달라집니다. 토심이 10㎝내외인 보급형 옥상녹화에서는 아스팔트시트방수나 우레탄도막방수의 경우 반드시 방근시트를 필요로 하나, 염화비닐계나 FRP계 방수의 경우 제외되는 경우가 많습니다. 그러나 토심이 깊은 중량형의 방근시스템에서는 방근시트가 필수입니다. 방근시트에는 폴리에틸렌비닐시트(0.3mm)나 폴리프로필렌시트 등의 불투수성 시트와 부직포를 여러겹 겹쳐 제조한 투수성 시트가 있으나, 일반적으로 불투수성계 시트를 많이 사용하는 추세입니다.

6. 배수대책

옥상녹화에서 배수층이 가지는 의미는 방수 못지않게 중요합니다. 식물의 생장과 구조물의 안전에 직결되는 부분이므로 신중하게 설계하여야 합니다. 특히 토심이 10㎝내외인 보급형 옥상녹화의 경우 별도의 구조 보강을 하지 않는 경우가 많으므로 더욱 중요합니다.

배수는 개념적으로 육성토양층의 상부에서 하부로 흐르는 수직방향배수와 토양층의 중앙부에서 배수로가 있는 바깥쪽으로 이동하는 수평방향배수로 나눌 수 있습니다. 식생의 생장과 관련된 토양층의 배수는 수직방향의 배수가 중요하나 우리나라와 같이 단기간에 집중호우가 내리는 강우특성에서는 배수량을 산정하여 수평방향의 배수도 고려해야 합니다.

배수를 행하기 위한 물구배는 최저 1/100 이상으로 구배를 설치해야하며 가능한 경우 1/75 이상으로 설치하는 것이 바람직합니다.

파라펫 등의 끝부분은 방수층보다 토양의 높이를 10cm이상 낮게 설정해, 재배 기반과의 사이를 시작되도록 합니다. 수풀 내에 드레인을 설치하는 경우 수시로 점검할 수 있는 방법을 마련해야 합니다. 루프 드레인의 회전은 내압 물이 스며 듦판 또는 펄라이트 채우기 물이 스며 듦관 등을 부설하고 공극을 만들어, 조속한 배수를 도모합니다.

7. 바람대책

옥상에서는 강풍에 의해서 식물의 생육 장해, 수목의 쓰러짐, 나무줄기가 꺾여 날아가거나 토양이나 낙엽의 비산이 생기는 일이 있습니다. 옥상녹화에 의한 안전사고를 방지하기 위해서 방풍대책을 세울 필요가 있습니다.

풍속을 저감하기 위해서는 벽, 방풍망, 상록수의 외주 배치, 수목 지주재의 설치, 그리고 토양의 비산 방지에는 지피식물이나 버크 팁에 의한 멀칭 등의 대책이 있습니다. 이러한 대책은, 계획·설계의 단계에서부터 준비해야합니다. 예를 들면, 재배 계획에 대하고, 외주부에는 내풍성·내한성이 있는 낮은 나무를 조합해 배치하고, 중앙부에는, 바람이나 건조하게 약한 식물, 대량으로 낙엽 하는 식물을 재배하는 것에 의해서 바람 피해의 발생을 억제합니다.