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이건원 연구실
고려대학교 건축학과 이건원 교수
도시 마이크로기후
CFD 시뮬레이션
UTCI
기본 정보
연구 분야
프로젝트
논문
구성원

이건원 연구실

고려대학교 건축학과 이건원 교수

이건원 연구실은 건축학과 연계하여 도시 및 단지 수준의 계획·설계 문제를 다루며, 도시공간계획과 건축환경, 인간공학 관점에서 도시 설계 의사결정을 지원합니다. 도시 마이크로기후는 CFD 기반 시뮬레이션과 UTCI를 결합해 열·한랭 스트레스 분포를 평가합니다. 위성영상과 GIS 데이터를 활용해 GeoXAI, XGBoost, SHAP 등 설명가능 기법으로 LST와 환경요인의 공간 영향관계를 정량화하고, 탄소 저감 정책은 PSM-DID 및 LSA로 효과와 공간 군집 특성을 분석합니다. 2SFCA·3SFCA 기반 접근성 형평성 평가와 입지 통계모형도 함께 수행합니다.

도시 마이크로기후CFD 시뮬레이션UTCI도시열섬(UHI)GeoXAI
대표 연구 분야
연구 영역 전체보기
도시 열·한랭 스트레스 완화를 위한 CFD-UTCI 기반 도시환경 설계 thumbnail
도시 열·한랭 스트레스 완화를 위한 CFD-UTCI 기반 도시환경 설계
CFD-UTCI Based Urban Environmental Design for Mitigating Heat and Cold Stress
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.

5개년 연도별 논문 게재 수

40총합

5개년 연도별 피인용 수

93총합
주요 논문
5
논문 전체보기
1
article
|
인용수 15
·
2025
Analyzing urban thermal comfort changes due to modifications in urban material properties in a large-scale new town: A CFD study based on the universal thermal climate index (UTCI)
Jaekyoung Kim, Samuel Park, Gunwon Lee
IF 12 (2025)
Sustainable Cities and Society
• CFD 시뮬레이션은 도시의 재료가 열적 쾌적성에 미치는 영향을 평가한다. • UTCI는 도시 열 스트레스 완화 전략을 평가하기 위해 사용된다. • 반사성 재료는 표면 온도와 열 스트레스를 유의하게 감소시킨다. • 시뮬레이션에서 표면 온도는 46.94 °C에서 41.16 °C로 감소하였다. 본 연구는 계산유체역학(computational fluid dynamics, CFD) 시뮬레이션을 사용하여, 표면 재료의 열적 특성 변화가 도시 열 환경에 미치는 영향을 중심으로 도시 재료 물성의 수정이 열적 쾌적성에 미치는 영향을 평가한다. 기후변화로 인해 도시 열섬현상(UHI)의 강화는 열 스트레스와 건강 위험을 증가시켰다. 국지적인 적응 조치가 연구되어 왔음에도 불구하고, 도시 전역 수준의 포괄적 접근은 아직 충분히 탐구되지 않았다. 본 연구는 도시 열적 쾌적성을 개선하고 UHI를 완화하기 위한 재료 수정의 효과를 분석함으로써 이러한 공백을 해소하고자 한다. CFD 시뮬레이션은 대한민국 전주신도시를 대상으로 아스팔트, 콘크리트 및 녹지공간과 같은 표면 재료의 열적 물성에 변화를 주는 다양한 시나리오 하에서 수행되었다. 보편 열기후지수(Universal Thermal Climate Index, UTCI)를 열적 쾌적성 평가에 사용하였으며, 표면 온도 측정은 열 스트레스 완화의 효과를 평가하는 데 활용되었다. 그 결과, 반사성 및 적응성 재료는 표면 온도와 열 스트레스를 유의하게 감소시키는 것으로 나타났다. 예를 들어, 최고 표면 온도는 46.94 °C에서 41.16 °C로 감소하였고, UTCI 값은 32.49 °C에서 30.03 °C로 감소하였다. 이러한 결과는 UHI 효과 완화에 있어 재료 선택의 중요성을 강조한다. 또한 본 연구는 포괄적인 열적 쾌적성 지표로서 UTCI의 유용성을 보여주며, 향후 연구에서는 AI 및 디지털 트윈 기술이 도시 기후 적응 전략을 더욱 향상시킬 수 있음을 시사한다.
https://doi.org/10.1016/j.scs.2025.106627
Environmental science
Scale (ratio)
Computational fluid dynamics
Index (typography)
Urban heat island
Thermal comfort
Thermal
Meteorology
Climatology
Marine engineering
2
article
|
인용수 2
·
2025
Urban cold stress assessment using computational fluid dynamics and universal thermal climate index: A case study of Gwacheon City, South Korea
Jaekyoung Kim, Samuel Park, Seungkwon Jung, Gunwon Lee
IF 12 (2025)
Sustainable Cities and Society
• 2025년 2월 8일 약 886,519 m²의 지역이 강한 한랭 스트레스를 받았다. • 한랭 기후에서의 도시 미기후를 평가하기 위한 방법론을 제안하였다. • CFD(전산유체역학) 기반 UTCI(Universal Thermal Climate Index) 분석은 한랭 기후에서의 도시 회복력(resilience) 계획을 뒷받침할 수 있다. 본 연구는 도시 환경에서의 실외 한랭 스트레스를 평가하기 위한 상세한 계산 프레임워크를 제시한다. 기후 불확실성이 증가함에 따라 한랭 관련 위해요인의 빈도와 심각도는 특히 인구 밀집 도시 지역에서 증가할 것으로 전망되며, 이는 도시의 형태(morphology)와 표면 특성이 열적 불편을 악화시키기 때문이다. 그러나 한랭 스트레스에 대한 연구는 열 관련 연구에 비해 제한적이다. 이러한 공백을 해소하기 위해, 우리는 전이(Transient) 전산유체역학(CFD) 시뮬레이션을 54개의 매개변수 시나리오에서 수행하였다. 이는 대표적인 도시 표면 재료의 복사 특성(방사율, 반사율, 투과율)을 변화시키는 방식으로 구성하였으며, 극저온 조건에서 보행자 수준의 열적 쾌적을 보편 열환경 지수(UTCI)를 이용해 평가하였다. 시뮬레이션 결과는 한국 경기도의 과천(Gwacheon)에서 3개 도시 모니터링 관측소로부터 수집한 실시간 기상 관측치와 비교하여 검증하였다. 방사율 ε가 0.4이고 반사율이 0.6이며, 건물 외벽 투과율이 0.7, 아스팔트 ε가 0.7인 시나리오 14는 모든 관측소에서 R² > 0.85의 수준으로 관측된 온도 패턴을 가장 정확하게 재현하였다. 공간 UTCI 매핑 결과, 2025년 2월 8일 9:00에 약 886,519 m²의 면적이 강한 한랭 스트레스(UTCI < –10 °C)를 경험했으며, 특히 고층 주거 집단과 노출된 녹지 구역에서 두드러지게 나타났다. 본 연구 결과는 한랭 스트레스 분포에서 표면 재료 구성과 도시 형태가 중요한 역할을 함을 시사한다. 제안된 방법은 도시 계획 및 설계에서 겨울 기후 적응 전략을 안내하기 위한 견고하고 생리학적으로 근거 있는 도구를 제공한다.
https://doi.org/10.1016/j.scs.2025.106830
Microclimate
Cold climate
Urban climate
Urban heat island
Cold stress
Climate change
Thermal
Urban planning
Thermal comfort
3
article
|
·
인용수 0
·
2025
Evaluating Spatial Inequities in Multimodal Accessibility to Convenience Stores: A 3SFCA-Based Study of Jongno-gu, Seoul
Yu Xu, Jaekyoung Kim, Gunwon Lee
IF 12 (2025)
Sustainable Cities and Society
https://doi.org/10.1016/j.scs.2025.106782
Computer science
Geography
Architectural engineering
Gerontology
Medicine
Engineering
최신 정부 과제
5
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1
주관|
2019년 4월-2019년 12월
|100,000,000
도시 온실가스 산정 및 저감을 위한 중장기 로드맵 수립과 국토·도시계획 체계 및 플랫폼 기술 개발
* 연구 내용 -연구목표를 달성하기 위해 첫 번째 단계로, 기술개발 동향 및 수요조사 실시, 기술 및 모델 정의를 실시하고자 함. 보다 구체적으로, ①도시 온실가스 흡수 및 배출량 산정과 도시 온실가스 관리를 위한 기술의 정의 및 분류체계를 정립하고, ②기술개발 동향 및 환경을 분석하고자 하며, 기술수요/한계, 기술예측 조사 실시 및 실용화를 위한 개선방안을 제시하고자 함. 이를 바탕으로, ③기술개발 추진방향을 정립하고, 기술개발에 따른 비전 및 미래상을 제시하는 한편, 연구의 필요성을 제기하고자 함 -두 번째 단계로, 중장기 로드맵 수립 및 기술개발 전략수립, 연구내용 설정을 위해서 ④도시 온실가스 산정 및 관리를 위해서 취해야하는 중장기 로드맵을 수립하고, 이를 기반으로 기술개발 전략을 수립하고자 하며, ⑤과업추진 체계 설정 및 연구개발 후보과제별 과제카드를 작성하고자 함 -세 번째 단계로, 연구개발과제 기획을 위해서 ⑥연구 목표 및 범위를 설정한 후, ⑦연구목표 달성을 위한 추진방안을 수립하고, ⑧성과물에 대한 활용방안 및 실용화 추진방안을 제시하고자 함. ⑨추가적으로 인력투입 계획 및 소요예산을 산정한 후, ⑩사전타당성 검토 후, 과제공모를 위한 RFP 작성 및 평가기준을 설정하고자 함 □ 기획연구의 범위 * 연구분야 도출 -본 기획연구는 다음과 같은 두 가지 목적을 위해서 연구될 계획임 - 현재 우리나라가 적절하게 대응하고 있지 못한 LULUCF(Land Use, Land Use Change & Forestry) 내 정주지 및 기타 토지 부문에서의 온실가스 흡수/배출 산정체계를 IPCC에서 제시하는 수준으로 구축 - 도시 온실가스 흡수/배출량 산정에서 한 발 더 나아가, 도시 내 온실가스 흡수원인 도시 식생의 흡수성능 제고 및 개발/재개발에 따른 온실가스 배출량의 상쇄를 위한 도시공간의 관리방안 도출까지를 목표로 함 * 위의 목적에 따라 다음과 같은 비전 및 목표를 가지고 기획연구를 진행할 계획임 - 이를 위해서 본 연구진은 자연과 인간의 공존을 모색하는 개념으로, 국토·도시개발 및 건설과정에서 식생의 생육환경을 극대화하는 것을 넘어 식생 생육의 인큐베이터로써의 국토·도시 및 건조환경 조성까지를 포괄하는 적극적인 Green Infrastructure 구축 모델로서 독일, 싱가포르 등에서 활용하고 있는 Biophilic Urbansim을 제안하고자 함 - 본 연구진에서 제안하는 기획연구의 비전 및 목표는 “2030 국가 온실가스 감축목표 대응 및 클린 국토 실현을 위한 Biophilic Urbansim 개념의 국토 도시 조성”임 □ 기획대상 기술의 범위 * 본 기획연구의 RFP에서 제시한 기획대상 기술의 범위는 다음과 같음 - 정주지 및 기타 토지 부문 국가 온실가스 산정 방법론 체계화 - 도시 내 정주지 및 기타 토지 부문 온실가스 원천적 저감 기술개발 - 정주지 및 기타 토지 부문 국가 온실가스 산정 및 저감 기술 실증 - 정주지 및 기타 토지 부문 온실가스 산정 및 저감 지원을 위한 플랫폼으로서 도시계획·관리 시스템 개발
토지이용
토지이용 변화와 산림
2
주관|
2018년 12월-2019년 8월
|96,000,000
2030 에너지 환경 변화 대응 건축, 도시 에너지 최적화 기술 개발
연구목표를 달성하기 위해 ①건물/도시 에너지와 관련된 글로벌 트렌드 분석 및 2030 에너지 환경변화 분석을 통해 미래 건축물에너지 이슈를 도출하고자 함. 또한, 온실가스 감축 및 에너지 효율화를 위한 기술적 니즈 및 전략적 대안을 제시하고자 함. ②미래 이슈와 니즈에 기반하여 연구 프로젝트의 목적, 개념, 범위를 설정하고자 함. ③이슈 해결 및 기술 실현을 통해 미래 건물에너지 시장의 모습을 제시하고자 함. ④프로젝트를 통해 달성하고자 하는 미래 비전을 제시하고, 중점분야를 설정하고, 목표를 제시하고 함. ⑤사업목표에 부합하는 추진방법, 연구개발 기간, 예산, 성과목표 관리체계 등을 제시하고 함. ⑥반드시 연구가 필요한 중점분야를 동향조사, 기술역량 분석, 기술요소 분석, 성능요구조건 분석, 기술난이도 분석, 파급효과 분석 등을 통해 도출하고자 함. 또한, 주요 기술별 기술성숙도(Technology Readiness Level)를 제시하고자 함. ⑦국내외 인력 및 연구 인프라 등의 역량을 분석하고, 기회·위협요인 분석, 투자우선 순위 설정, 관련 부처 간 역할분담 방법 등을 제시하고 함. ⑧중점분야 핵심과제 핵심기술 간 단계적 기술개발방향 및 단계별 성과 간 연계도(기술·성과지도)를 제시하고 함 In order to achieve the research goals, issues of future building energy will be derived by analyzing global trends related to building/city energy and through the analysis of 2030 energy environment change. In addition, technical needs and strategic alternatives for greenhouse gas reduction and energy efficiency will be proposed. Second, the purpose, concept, and scope of this research project will be set up based on future issues and needs. Third, a shape of the future building energy market will be suggested through solving issues and realizing technology. Fourth, the future vision to achieve through the project will be presented along with setting up the focus areas and presenting the goals. Fifth, implementing methods, a period of research and development, budget, and a performance target management system which are all in accordance with the project goal will be presented. Sixth, the key areas that need to be studied will be derived through trend research, technology capability analysis, technology factor analysis, performance requirement analysis, technical difficulty analysis, and ripple effect analysis. In addition, the Technology Readiness Level for each major technology will be presented. Seventh, the capability of domestic and foreign human resources and research infrastructure will be analyzed, and an analysis of opportunities a
에너지 관리
건축/도시 에너지 최적화
2030 에너지 트렌드
온실가스 흡수/배출관리
커뮤니티 관리
3
주관|
2017년 6월-2018년 12월
|200,000,000
기성시가지 건축물 에너지 소비량 10% 원천적 감소를 위한 지구단위계획과 연계가능한 도시·건축 빅데이터 기반 형태-환경-행태 통합모델 개발
(1) 핵심성과1: 건축물군의 형태요소 - 미기후 ? 에너지 소비 행태간 연계를 통한 건축물 에너지 소비량 예측모델(알고리즘) ?? 분석대상 지구(근린) - 기상청 설치 AWS 중심으로 반경 400m(분석 단위)와 1km(영향 통제단위)로 구성됨 - 23개 지구(근린) 중 저층고밀 주거지역인 영등포구 당산동 인근, 강북구 수유3동 인근, 중랑구 면목본동 인근, 서초구 서초동 인근 4개 지역을 선정하되, 3개 지구(근린)은 알고리즘 개발용으로, 1개 지구(근린)은 알고리즘 검증용으로 활용 ?? 건축물 및 건축물군의 형태요소는 다음과 같이 조작적 정의 및 측정이 가능함 - 데이터 활용: 국토교통부의 UPIS(Urban Planning Information System), 세움터 자료 등 - 건축물군: 전반적인 건축후퇴선, 전반적인 향, 건축물간 간격 등 - 개별 건축물 ?? 미시환경은 다음과 같이 조작적 정의 및 측정이 가능함 - 국지공간 내의 독특한 건축물 등 인공환경과 수공간, 녹지공간 등 자연환경 등과 연관을 맺어 발생하는 독특한 기후환경을 지칭하며, ①국지온도, ②국지습도, ③국지풍속 및 풍향, ④국지 일사량, ⑤UV(자외선)량, 체감온도 등으로 규정 - 측정방법 ? 분석대상 지구(근린) 내에서 이동형 AWS를 이용하여 지점별 미기후 측정, 이동형 열화상카메라로 측정 ? AWS에서는 풍속, 풍량, 온도, 습도, 일사량, 자외선량, 체감온도 등 제공 ?? 건축물들 재실자의 에너지 사용량, 사용 패턴 및 프로파일 DB 구축 - 건축물별 에너지 소비량 자료는 국토교통부에서 구축한 건축물 에너지 사용량 정보임 - 대상지 내 거주자에 대해서 지원자를 모집하여 IoT장치와 대면면접식 설문조사 등으로 재실자의 에너지 사용량, 사용 패턴 및 프로파일 데이터를 수집하여 DB를 구축 - 최종적으로 기존의 건축물 및 건축물군 형태와 환경부하를 연계한 형태-환경 모델에 연결하여, 형태-환경-행태 모델 완성 ?? 알고리즘 도출을 위한 분석방법 - 최종 알고리즘을 위한 변수간 관계도를 도식화하면 아래 그림과 같음 - 1번째와 2번째 핵심성과물들을 활용하되 각 DB 측정 지점의 공간적 인접성 고려가능한 공간회귀분석 및 다양한 변수관계를 한번에 분석하여 처리할 수 있는 구조방정식 이용 ?? 알고리즘 도출 후, 검증 - 최종결과물인 알고리즘을 도출한 후, 검증을 위해서 나머지 1개 대상 지구(근린)의 자료를 알고리즘에 투입하여 결과 검증 (2) 핵심성과2: 건축물 에너지 소비량 예측을 위한 형태 ? 환경 ? 행태모델(알고리즘)을 반영한 지구단위계획모델 ?? 개발된 모델(알고리즘)을 지구단위계획에 적용 후, 에너지 절감율 검증 - 최종결과물인 알고리즘을 지구단위계획안에 적용하기 위해서 4개 연구대상지 범위 안에 있거나 주변 가까이에 위치하고 있는 지구단위계획 대상지 및 관련 계획정보를 활용 - ①지구단위계획 적용 이전, ②기존의 지구단위계획 적용 후, ③새롭게 본 연구결과를 반영한 지구단위계획 적용 후에 대한 세 가지 상황을 환경시뮬레이션을 통해서 비교하여 에너지 절감율을 비교 ?? 형태-환경-행태 모델(알고리즘)의 지구단위계획에 대한 적용 방안 도출 - 최종결과물인 알고리즘을 지구단위계획안에 적용하기 위해서 4개 연구대상지 범위 안에 있거나 주변 가까이에 위치하고 있는 지구단위계획 대상지 및 관련 계획정보를 활용하여 본 연구결과를 반영한 지구단위계획을 적용하여 새롭게 도시설계를 수행 - 새롭게 적용된 지구단위계획안의 현실성 및 적정성은 전문가 자문 및 전문가 설문을 통해서 검증 및 확보할 계획
에너지 관리
도시 미기후
도시 및 건축물 형태
바람
지구단위계획

주식회사 디써클

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