김세훈 연구실의 핵심 연구축 가운데 하나는 도시설계와 도시형태 분석이다. 이 연구는 도시를 단순한 물리적 집합체가 아니라 사람의 이동, 생활방식, 경제활동, 역사적 축적이 복합적으로 얽힌 공간체계로 이해하는 데서 출발한다. 연구실은 서울을 비롯한 대도시와 신흥도시, 역사도심, 저층주거지, 슈퍼블록, 수변공간 등 다양한 도시 조직을 대상으로 형태적 구조와 공간적 작동 원리를 분석해 왔다. 구체적으로는 마스터플랜의 실효성, 토지이용과 개발밀도, 가로경관과 블록 구조, 역사도심의 보전과 재생, 복개천 및 수공간 복원, 도시개발 모델 비교 등 도시의 물리적 형성과 변화를 다룬다. 청계천 복원, 광화문 앞길, 북촌 한옥마을, 저층주거지 재구성, 해외 도시 마스터플랜 사례 등에서 보이듯이, 연구실은 도시공간이 어떻게 만들어지고 유지되며 재구조화되는지를 실증적으로 추적한다. 이를 위해 공간분석, 현장조사, 도시사적 해석, 설계 시나리오 제안, 국제비교 연구를 폭넓게 결합한다. 이 연구는 궁극적으로 더 살기 좋고 지속가능한 도시환경을 구현하는 데 목적이 있다. 도시형태를 정밀하게 읽어내면 무분별한 개발을 줄이고, 지역의 역사성과 장소성을 지키면서도 새로운 생활 수요를 수용할 수 있는 설계 원칙을 도출할 수 있다. 연구실의 성과는 도시재생, 지구단위계획, 역사환경 관리, 공공공간 개선, 수변도시 디자인 등 실제 정책과 계획 수립에 직접 연결될 수 있다는 점에서 높은 실천성을 가진다.

연구실의 또 다른 대표 분야는 인구감소와 도시쇠퇴에 대응하는 축소도시 연구이다. 최근 수행 중인 프로젝트와 학술발표를 보면, 연구실은 성장 중심의 도시계획 패러다임을 넘어서 인구감소 이후의 도시, 공간, 라이프스타일을 본격적으로 탐구하고 있다. 이 관점은 도시를 다시 성장시키는 것만이 해법이라는 기존 접근에서 벗어나, 작아지는 도시가 어떻게 품위와 활력을 유지하며 지속가능한 삶의 기반을 만들 수 있는지를 묻는다. 이를 위해 연구실은 적정인구 예측, 베이지안 확률시간모형, 시간활력지수, 상업기능 유지, 빈집과 유휴공간 관리, 노후 아파트 방치 문제, 지방 소도시 활성화, 세대 공존형 주거단지, 워케이션 타운, 지역산업 연계 전략 등 다양한 주제를 다룬다. 쇠퇴를 단순한 실패가 아니라 새로운 도시전환의 조건으로 보고, 생활권 단위의 밀도, 기능 혼합, 관계인구, 건강행태, 정서적 경험, 열환경 개선까지 포괄하는 다층적 연구를 수행한다. 이는 도시재생을 물리적 정비에 한정하지 않고 삶의 질, 공동체 유지, 지역 정체성 재구성의 문제로 확장하는 접근이다. 이 연구의 의의는 한국 사회가 직면한 지역소멸과 고령화, 수도권 집중, 지방도시 쇠퇴 문제에 대해 현실적이고도 새로운 해법을 제시한다는 데 있다. 연구실은 축소를 관리의 대상이 아니라 적응과 혁신의 조건으로 재해석하며, 쇠퇴 지역에도 지속 가능한 도시성을 유지할 수 있는 정책·설계 모델을 제안한다. 따라서 이 분야의 연구는 향후 도시재생 정책, 국토균형발전, 노후주거지 관리, 고령친화 도시계획의 중요한 이론적·실천적 기반이 된다.

김세훈 연구실은 스마트시티와 뉴노멀 도시전환을 도시계획의 새로운 핵심 의제로 다루고 있다. 팬데믹 이후 사람들의 이동, 소비, 노동, 돌봄, 여가 방식이 급격히 변하면서 도시의 공간 구조와 기능 체계 역시 재편되고 있다. 연구실은 이러한 변화를 일시적 현상이 아니라 장기적인 도시 전환의 계기로 보고, 디지털 기술과 사회적 변화가 결합된 미래 도시모델을 탐색한다. 연구 내용에는 스마트시티 글로벌 융합 혁신인재양성 사업, 팬데믹과 뉴노멀도시 프로젝트, 빅데이터와 AI 기반 미래도시 담론, 공공-민간 스마트시티 파트너십 평가, 관계인구와 도시활력 분석, 오프라인 상업공간 및 전통시장의 변화, 팝업스토어와 공유공간 분포 연구 등이 포함된다. 또한 모빌리티 변화, 기능적 밀도, 허브 기반 이동체계, 스마트 인프라와 그린 인프라, 테스트베드형 실증도시 구축 등 기술과 도시공간의 접점을 통합적으로 다룬다. 이는 도시를 센서와 플랫폼으로만 보는 협소한 기술주의가 아니라, 사회 변화와 생활세계의 재편까지 포함한 확장된 스마트시티 연구라 할 수 있다. 이러한 연구는 앞으로의 도시가 얼마나 유연하고 회복력 있게 변화에 대응할 수 있는지를 가늠하는 데 중요한 기준을 제공한다. 연구실은 기술 도입의 효율성뿐 아니라 시민의 삶의 질, 공공성, 도시경험의 다양성을 함께 고려하는 스마트시티 모델을 지향한다. 결과적으로 이 연구는 데이터 기반 도시관리, 감염병 이후 공간정책, 미래 모빌리티 적용, 도시 서비스 혁신, 교육과 연구를 결합한 융합형 도시전문가 양성에 크게 기여할 수 있다.

연구실은 도시환경의 질을 물리적 쾌적성과 지속가능성의 관점에서 분석하는 연구도 활발히 수행하고 있다. 대표적으로 도시 주거지역의 하늘가시율과 지표면 온도 관계, 축소도시의 열스트레스, 도시형태가 주거 에너지 효율에 미치는 영향 등은 도시공간 구조가 환경 성능에 어떤 영향을 주는지를 보여준다. 이는 도시설계가 미관이나 기능 배치에 머무르지 않고, 기후위기와 에너지 전환에 대응하는 중요한 환경 전략임을 강조한다. 이 연구는 도시 캐니언 구조, 밀도와 배치, 토지이용, 재개발 패턴, 통풍과 복사환경, 열섬 현상, 보행열환경, 주거에너지 수요 등을 정량적으로 분석한다. 특히 서울과 같은 고밀도 도시에서 형태적 특성이 온열환경과 에너지 소비를 어떻게 바꾸는지 규명함으로써, 도시설계와 환경공학적 해석을 연결한다. 최근 발표된 축소도시의 공지 관리와 열쾌적성 향상 전략, 탄소중립형 도시 전환을 위한 모빌리티 적용 방안 등은 기후적응과 탄소감축을 도시계획 차원에서 통합하려는 연구실의 방향을 잘 보여준다. 이 분야의 연구는 기후위기 시대 도시정책의 실질적 대응력을 높이는 데 매우 중요하다. 도시공간의 미세한 구조 변화가 열환경, 건강, 에너지 사용에 미치는 영향을 이해하면, 개발계획과 재생사업, 주거지 정비, 가로공간 디자인에서 보다 과학적인 기준을 마련할 수 있다. 연구실의 성과는 궁극적으로 열섬 완화, 주거 쾌적성 향상, 탄소중립형 도시설계, 건강한 생활환경 조성에 기여하는 실천적 지식을 제공한다.