에너지 저감형 입체녹화의 생육기반재 개발을 위한 고흡수성 고분자 중합체의 적용성 검토 연구 A Study of Using Water Absorbing Polymer in Vegetation Base for Development of the Energy‐Saving Dimensional Greenery System
pp.105-106
우리나라의 경우 에너지의 97%이상을 수입에 의존하고 있으며 이중 약 20%이상이 우리나라 건축분야에서 소비되 고 있다. 건축분야에서의 소비량을 비용으로 환산하면 약 60억불에 해당하며, 이는 수입에 의존한 에너지 수급구조를 가지고 있는 우리나라가 가장 먼저 극복해야 할 문제 중 하나이다. 건축물에서 외부와 접하게 되는 외피요소는 옥 상, 벽, 창으로 이 요소들이 외기에 접하게 되어 내부의 환경 을 조절하게 되는 가장 큰 역할을 하며, 외피의 단열 및 기밀 수준에 따라 건축물의 에너지 소비가 지배되므로, 건 축물에너지 소비를 줄이는 최선의 방안은 건물 외피의 단열 성능을 향상 시키는 것이다. 이중 옥상과 벽면은 가장 많은 면적을 차지하고 있으며, 이러한 특징을 활용하여 근래에 들어 옥상녹화, 벽면녹화 등 입체녹화를 통하여 건물의 보 호, 외피 단열기능 향상 및 도심지의 부족한 녹지를 확충 할 수 있는 식재지로서의 역할을 수행하고 있다. 입체녹화의 조성에 있어 가장 큰 문제는 자연지반과는 기후조건, 토양조건에 있어 큰 차이가 있어 식물의 정상적 인 생육에는 한계적 상황이 발생하기 마련이며, 특히, 관리 적인 측면에서 수분관리 문제가 제기되고 있다. 현재 옥상 녹화용 관수는 수돗물을 이용한 인력 관수와 자연 강우에 의존하고 있다. 그러나 옥상의 하중을 줄이기 위하여 토심 을 30cm 미만으로 조성한 지반은 7일 이상 자연강우가 없 을 시 급격히 건조되어 식물이 심각한 건조피해를 입거나 고사하기 때문에(이재필 등, 2003) 이를 극복하기 위하여 내건성이 높은 식물종을 활용하거나 토심을 조절하는 등 다양한 연구가 진행되었다. 그러나 에너지 저감형 식재기반 개발을 위해서는 저관수, 저관리 시스템이 도입되어야 하는 데, 아직 국내외에서 이에 대한 연구가 미진한 수준이다. 이에 본 연구는 자기중량의 수백~수천 배의 수분을 흡수 하여 토양의 보수성을 증가시켜 식물생육을 증가시킬 수 있는 고흡수성 고분자중합체를 적용한 벽면 혹은 옥상녹화 기반제를 개발하기 위해 국내 입체녹화의 대표적 소재인 덩굴성 식물 3종을 선정한 후 고흡수성 고분자중합체가 생 육에 미치는 영향을 파악하여 향후 에너지저감형 입체녹화 의 식재기반 조성의 기초자료로 활용하고자 하였다. 공시식물은 벽면녹화에 적용가능한 덩굴성 식물중 중부 지방에서 식재가능한 Trachelospermum asiaticum var. intermedium과 Euonymus fortunei var. radicans 그리고 남 부수종이지만 최근 중부지방에서도 사용빈도가 높은 Hedera japonica를 선정하였다. 아울러 본 식물들은 내건성, 내음 성이 강한 수종으로 입체 녹화에 다양하게 적용되고 있다. 식재기반의 경우 식물의 생육비교를 위하여 상토(Type A), 물(Type B), 고흡수성 고분자 중합체(Type C)로 설정하였 다. 각각 식재 기반을 500㎖ 실험구에 배치하였으며, 불투 수에 의한 부패를 방지하기 위하여 활성탄을 바닥에 필터층 으로 설치한 후, 각각 Water, Soil, Water Swelling polymer 를 넣고 Euonymus fortunei var. radicans, Trachelospermum asiaticum var. intermedium, Hedera japonica를 각 실험구 에 5주씩 반복 식재하여 총 60개의 실험구를 건국대학교 과학기술대학내 온실에서 완전 임의 배치하였다. 생육 측정 항목은 엽수, 엽장, 엽폭, 수고, 엽록소 함량으로 수고의 경우 초기값을 균일하게 조정하기 위하여 8cm로 전정하였 다. 측정된 값은 차이값을 분명히 하기 위하여 SAS ver. 9.3을 이용하여 Multiple range test를 실시하였다. Hedera japonica의 생육분석 결과, 실험기간 중 Type A 에서는 엽수, 엽장, 엽폭, 수고, 엽록소 함량이 꾸준히 증가 하는 경향을 보였으나, Type B와 Type C의 경우 꾸준히 감소하였으며, 모든 측정항목에 대하여 Type A>Type B>Type C의 순으로 측정되었다. 생존율은 Type A 100%, Type B 40%, Type C 0%로 측정되었다. Type A의 생육결 과에 대한 통계적 수치 또한 유의성이 있는 것으로 분석 되어, Type A>Type B>Type C의 순으로 생육이 양호하였 다. Trachelospermum asiaticum var. intermedium의 생육을 분석한 결과, Type A와 Type B에서는 엽수, 엽장, 엽폭이 지속적으로 증가하였으나, Type C의 경우에는 반대로 일정 하게 감소하였다. 유형별 생육값은 Type A>Type B>Type C 순으로 높은 값을 보였으며 이외 수고와 엽록소함량은 Type B>Type A>Type C 순으로 측정되었다. 생존율은 Type A와 Type B는 100%, Type C는 0%로 측정되었다. 생육결과를 통계적으로 분석한 결과, Type A와 Type B간 의 유의성이 나타나지 않아 생육에 큰 차이는 없는 것으로 분석 되었으나, Type C의 경우에는 다른 모든 식재기반에 대하여 유의성이 있는 것으로 분석되어, Type A=Type B>Type C의 순으로 생육이 양호한 것으로 분석되었다. Euonymus fortunei var. radicans의 경우, Type B는 모든 측정항목에서 높을 값을 보였으나, Type A와는 큰 차이가 없는 것으로 분석되었다. 그러나 Type C의 경우에는 엽록 소 함량이 가장 낮게 측정되었으며 그 차이값도 비교적 큰 편이었다. 엽록소함량을 제외한 모든 측정항목에서 식재기 반에 따른 큰 생육차이는 나타나지 않았다. 통계적 분석 또 한 모든 식재기반간 유의성이 나타나지 않아 장기적인 생육 평가가 필요하다고 판단되었다. Hedera japonica과 Trachelospermum asiaticum var. intermedium의 경우 Type C에서의 생육이 매우 불량하였 고 생존율이 낮은 것으로 분석되었으나, Euonymus fortunei var. radicans은 다른 식재기반과 큰 차이는 없는 것으로 분석되어, Type C의 경우 식물종에 따라 차이가 있는 것으 로 분석되었다. 선행 연구를 고찰한 결과, 고흡수성 고분자 중합체를 과다 사용하게 되면 식물생육에 악영향을 주지만, 적정 토양배합비 사용 시 식물의 생육증진, 토양수분 증가 의 효과가 있다고 제시하고 있다. 이에 에너지저감형 입체 녹화에서 기반재로서의 고흡수성 고분자 중합체 사용은 단 순 토양 수분증가 뿐만 아니라 식물종의 특성을 고려하여 적정량을 사용해야 될 것이며 추후 관련 연구를 지속적으로 수행할 예정이다.