서 론

재건축, 재개발 사업 진행 시 사업계획 승인을 위해서는 기본계획 수립부터 안전진단, 정비계획수립, 사업시행계획수립, 교육환경평가, 환경영향평가, 재해영향성검토, 각종 친환경 인증 등 다양한 심의절차를 거쳐야하며, 그 중 최근 몇 년 사이 교육환경평가 제도의 중요성 부각으로 인해 심의가 강화되면서, 점점 정비사업에 제동을 거는 돌발변수로 이슈화되고 있다.

특히 교육환경평가의 경우, 정비사업으로 인한 공사 진행 시, 반경 200 m 이내에 학교가 있을 경우, 공사로 인해 교육환경 피해가 발생하지 않도록 ｢교육환경 보호에 관한 법률｣에 따라 학교의 교육환경 보호에 필요한 사항을 규정하여 학생이 건강하고 쾌적한 환경에서 교육받을 수 있게 하는 것을 목적으로 하며, 안전한 공사진행을 위해 학교와 교육청, 사업자간 협의와 분야별 전문 심의위원의 심의를 진행하게 된다.

교육환경평가 시, 소음·진동, 먼지, 일조, 교통장애 등 여러 분야 중에서도 학교와의 일조권 문제가 불거질 경우, 법에서 정한 기준을 넘어서는 학교의 무리한 요구로 수년간 사업이 지연되거나 조합이 수백억원 이상의 손해를 보는 사례도 빈번하게 일어나고 있어, 현행 교육환경평가에 대한 중요성이 커지고 있는 상황이다.

일조권이란, 햇빛을 받아 쬘 수 있도록 법률상 보호되어 있는 권리로 계획 건축물의 규모, 위치, 방향성, 이격거리, 형태 등에 따라 일조영향이 다양하게 발생하는데, 이에 본 연구에서는 재건축, 재개발 사업 진행 시 초기 설계 단계부터 해당 건축계획과 인접지역 교육시설의 위치별 일조 효율성을 분석하고자 하며, 이 연구를 통해 토지이용계획 시 주거지역과 교육시설의 배치 검토 시 효율적인 위치를 선정토록 도움을 주거나, 정비구역 내 계획 건축물의 형태를 통해 인접 교육시설의 영향예측에 도움을 주고자한다.

연구개요

연구의 개요

일조는 태양으로부터 오는 햇볕으로, 태양은 365일 1년을 기준으로 규칙적인 궤적으로 움직이므로 예측이 가능하다. 일조에 영향을 미치는 요소는 크게 ‘방향성, 이격거리, 형태’ 세가지로 분류할 수 있다.

첫째, 일조영향 건축물과 피해지역의 방향성이란, 계획 건축물을 기준으로 피해지역이 동쪽에 위치하는지, 서쪽에 위치하는지, 북쪽에 위치하는지, 혹은 남쪽에 위치하는지를 의미하며, 본 연구에서는 정서쪽을 0°라고 가정하여, 30°부터 150°까지 15° 간격으로 방향성에 따르는 연구범위를 설정하였다.

둘째, 일조영향 건축물과 피해지역의 이격거리란, 계획 건축물을 기준으로 피해지역이 반경 몇 미터에 위치하는지를 의미하며, 본 연구에서는 25~100 m까지 25 m간격으로 연구범위를 설정하였다.

셋째, 건축물 외관의 형태란, 계획 건축물의 높이, 모양, 동간형태 등으로 결정되는 공동주택 모양새로 말할 수 있으며 본 연구에서는 최근 공동주택 트렌드인 혼합형 건축물(본 연구에서 판상형과 타워형의 장점을 합친 판상/타워혼합형 공동주택을 혼합형으로 정의함)을 계획건축물 기본값으로 선정하였으며 선정 시 계획건축물의 설계조건은 한국토지주택공사 일반지침서를 참조하여 최근 트렌드에 맞춰 혼합형 건축물 10개동 층고 2.9 m, 29층 규모의 공동주택 부지를 기본 조건으로 설정(일조 분석 입력자료 참조)하여 분석하였다.

따라서, 본 연구에서 재건축, 재개발 사업 진행 시 계획건축물로 인한 교육시설 예정부지의 일조영향을 분석하기 위해, 기본값으로 설정한 계획건축물의 형태를 기준으로 교육시설과의 방향성, 이격거리를 첫번째 연구범위(연구1)로 설정하여 공동주택과 교육시설의 배치각도에 따른 일조량을 비교·분석하고, 계획건축물의 형태는 유지하되, 배면각도에 따른 일조영향 변화를 두 번째 연구범위(연구2)로 설정하였다.

일조 분석 입력자료

본 연구에서는 공동주택 기준 건축물 형태는 최근 공동주택 트렌드인 혼합형 건축물(본 연구에서 판상형과 타워형의 장점을 합친 판상/타워혼합형 공동주택을 혼합형으로 정의함)을 계획건축물 기본값(Figure 1 왼쪽)으로 선정하였으며, 공동주택과 교육시설 배치각도에 따른 일조량 비교 분석 시 사용할 교육시설의 용지조건으로 2022년 기준 전국 초등학교 용지 현황을 조사하여 평균면적(8,100 ㎡)을 정형의 형태로 가정(Figure 1 오른쪽)하였다.

Figure 1.

A apartment shape mixed a flat and tower shape and input data of school site

일조 분석 프로그램 Sanalyst

Sanalyst는 국내 및 해외에서 개발된 일조 분석 프로그램의 장단점을 비교하여 건축 환경 분석 기법을 과학적으로 체계화하여 국내에서 개발한 프로그램 소프트웨어로서 일조권의 침해 여부를 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 과학적으로 분석하고 결과를 문서화하는데 필수적인 프로그램 소프트웨어다.

Sanalyst는 일조 분석 프로그램을 시작으로 일조권, 조망권, 사생활권, 주택성능등급, 친환경 건축물 등 건축 환경 전반에 걸쳐 적용할 수 있으며, 수년간에 걸쳐 학교, 건설사, 설계사무소, 용역 회사 등 다양한 현장에서의 실무 적용 과정을 통하여 편리성, 안정성 및 정확성이 입증되어 사용되고 있다.

본론

공동주택과 교육시설의 배치 케이스

본 연구에서 공동주택과 교육시설 배치각도에 따른 일조량 비교 분석 시 연구의 분석범위는 학교용지 배치각도 9가지 케이스(30°, 45°, 60°, 75°, 90°, 105°, 120°, 135°, 150°)와 케이스별 이격거리 4가지(25 m, 50 m, 75 m, 100 m)로 총 36가지 경우로 본 연구 분석범위를 다음장 표 ‘Table 1 공동주택과 교육시설의 배치 케이스’에 정리하였다.

Table 1.

Location case at apartment and school [point of the compass : north↑(N)]

Sort	30°	45°	60°	75°	90°	105°	120°	135°	150°
25 m
50 m
75 m
100 m

학교 일조권 확보 기준

교육환경평가 학교 일조권 검토 시, 평가 대상학교의 교사(건물)와 옥외체육장(운동장)으로 나누어 일조권 검토를 진행하며, 동짓날(12월 21일) 기준 중 8시부터 16시까지 총일조 최소 4시간 이상 확보하거나, 유치원, 초등학교, 중학교, 고등학교와 같이 학교 규모에 따라 수업시간 중 연속일조 2시간을 확보하여야 한다.

아래의 표 ‘Table 2 학교규모별 운영시간’은 학교규모별 중첩되는 수업시간을 시각한 자료이며, 초등학교, 중학교, 고등학교는 모두 8시에 등교하지만, 하교시간은 학교규모에 따라 다른 것을 알 수 있는데, 초등학교의 경우 13시에 하교, 중학교의 경우 14시에 하교, 고등학교의 경우 15시 하교한다.

전국 모든학교가 표 ‘Table 2 학교규모별 운영시간’과 동일하지는 않지만, 일반적인 학교 등하교시간이며, 아래의 표 ‘Table 3 학교 일조권 확보 기준’을 보면, 1. 교사 및 2. 옥외체육장의 연속일조 확보시간의 기준을 유치원‧초등학교의 경우 09:00~13:00시까지, 중학교의 경우 09:00~14:00시까지, 고등학교의 경우 09:00~15:00시까지로 규정하고 있다.

분석결과 비교 기준

｢교육환경 보호에 관한 법률 시행규칙 별표 1｣에 따르는 평가 대상별 평가기준에 따르면 교육환경평가에서 주거지역으로부터 대상학교까지의 통학거리가 가까울수록 우수한 평가를 받기 때문에 본 연구에서 공동주택과 교육시설의 배치각도 조건 별 일조분석 결과의 만족지점 수가 동일한 경우에는 이격거리가 가까울수록 좋은 순위를 매겼다.

또한, 학교규모별, 학생 등하교 시간이 상이하나, 오전시간에는 모든 학교규모(초등학교, 중학교, 고등학교)가 수업 중이므로, 상대적으로 이른 시간대 일영범위 각도에 해당하는 서쪽(작은 각도, 예를들면 30°(서쪽)<150°(동쪽))일수록 좋은 순위를 책정하였다.

분석결과

연구1 분석결과 - 교육시설과의 방향성, 이격거리 비교

본 연구1 일조 분석범위 36가지 케이스의 일조 시뮬레이션은 학교용지 입력자료에서 분할균등으로 선정된 측정점 100개 중 총일조 4시간을 만족하는 지점 수를 산정하여, 퍼센트(%)로 총일조 만족율을 산출하고, 각 분석 조건별 분석결과를 토대로 총일조 만족율을 비교분석한 결과는 아래 표 ‘Table 4 시뮬레이션 결과’와 같다.

Table 4.

Simulation results

Sort	Total Sunlight Satisfaction Rate (%)
	30°	45°	60°	75°	90°	105°	120°	135°	150°
25 m	100	95	82	65	51	41	63	85	100
50 m	100	100	100	92	79	69	89	100	100
75 m	100	100	100	100	100	94	98	100	100
100 m	100	100	100	100	100	100	100	100	100

분석한 결과를 보면, 배치각도의 양 끝각(30°, 150°)이거나 이격거리 100 m 이상 중 하나라도 해당할 경우, 총일조 만족율이 100%로 분석되었다.

또한, 일반적인 일조 특성상 일영이 가장 오래 머무는 정북(90°)에서 총일조 만족율이 가장 낮을 것으로 예상한 것과 다르게 교육시설의 각도가 105°일 경우, 모든 이격거리에서 총일조 만족율이 최저점을 보이는 것을 확인할 수 있는데, 이는 본 연구에서 사용한 공동주택 모델의 배면이 서측으로 넓게 형성되기 때문인 것으로 생각된다.

연구1 결과 해석

분석결과를 토대로 효율적인 배치위치에 따른 배치순위를 아래 표 ‘Table 5 배치별 총일조 만족율 배치순위’와 같이 나열하였다.

비교분석 결과에 따르면, 1순위부터 23순위까지는 모두 총일조 만족율이 100%으로 분석되었으며, 24순위부터 36순위까지는 총일조 만족율이 41~98% 분포를 나타내었다.

비교분석 결과의 1, 2순위(네모칸)를 보면, 25 m의 가까운 이격거리에도 충분히 일조시간을 만족하는 방향 30°, 150°가 1~2순위에 배치되었다.

또한, 24순위부터 36순위(음영 부분)까지에서의 결과를 보면, 25 m의 가까운 이격거리에도 45°의 방향성으로 25순위(점선)에 배치되어 상대적으로 먼 26순위의 75 m 이격거리의 방향성보다 높은 효율의 위치임을 알 수 있었다.

가장 효율이 좋지않은 케이스는 이격거리 25 m의 105°가 36순위에 배치되었고, 총일조 만족율은 41%로 분석되었다.

본 연구를 통해 공동주택과 교육시설의 이격거리 조건이 좋지 않더라도(가깝더라도) 적절한 각도의 선정으로 높은 효율의 교육시설 배치 선정을 도울 수 있다.

Table 5.

Total Sunlight Satisfaction Rate Rank by location case

unit : %

연구2 분석조건 – 계획건축물의 배면각도 비교

연구2 에서는 계획건축물의 형태는 유지하되, ‘Table 6 공동주택 배면각도 비교(45°, 0°, -45°)’와 같이 공동주택 배면각도를 기본 45° 조건 외에 0°, -45°인 경우에 배면각도에 따른 일조영향 변화를 분석을 진행하였다.

해당 조건은 배면이 향하는 방향에 따른 일조량 비교를 위한 분석이다.

Table 6.

Apartment flat shape angle case (45°, 0°, -45°)

angle 45° (standard)	angle 0°	angle -45°

연구2 분석결과

배면각도 변화를 통한 추가 분석결과를 차트로 표현하고, ‘Table 7 공동주택 배면각도별 차트 비교(45°, 0°, -45°)’와 같이 기본 배면각도 45°조건 외에 0° 및 -45°인 경우에 배치별 총일조 시뮬레이션을 추가 분석한 결과, 배면각도 변화를 통한 분석결과(45°, 30°, 15°)에서 총일조 만족율이 가장 낮은 각도가 105°였으나, 배면각도 조건 0° 및 –45°인 경우에 75°로 바뀐 것을 알 수 있다.

Table 7.

Chart comparison by apartment flat shape angle case (45°, 0°, -45°)

angle 45° (standard)	angle 0°	angle -45°

이는 배면각도가 -45° 일 때, 건축물의 배면이 동측으로 넓게 형성되기 때문인 것과 배면각도가 0° 일 때, 배면이 태양으로부터 최대 배면이 되면서 가장 넓은 그림자가 형성됨과 동시에, 본 연구의 ‘분석결과 비교기준’인 학교규모별 운영시간에 따라 모든 학교규모(초등학교, 중학교, 고등학교)에 상관없이 수업비중이 높은 8시~13시(점선)의 총일조를 분석하는 본 연구에서 오전시간 영향을 많이 받는 이른 시간대 일영범위 각도에 해당하는 서쪽(작은 각도, 예를들면 30°(서쪽)<150°(동쪽))에서 일조 만족율이 최저점을 보이는 것이라 생각된다.

결 론

교육환경평가 학교 일조권 검토 시, 일조에 영향을 미치는 요소는 크게 세가지로 분류되며, 첫째, 일조영향 건축물과 피해지역의 방향성, 둘째, 일조영향 건축물과 피해지역의 이격거리, 셋째, 건축물 외관의 형태로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 최근 공동주택 트렌드인 혼합형 건축물을 계획건축물 기본값으로 선정하였으며, 계획건축물로 인한 교육시설 예정부지의 일조영향을 분석하기 위해 기본값으로 설정한 계획건축물의 형태를 기준으로 교육시설과의 방향성, 이격거리를 첫번째 연구범위(연구1)로 설정하여 공동주택과 교육시설의 배치각도에 따른 일조량을 비교·분석하고, 계획건축물의 형태는 유지하되, 배면각도에 따른 일조영향 변화를 두 번째 연구범위(연구2)로 설정하였다.

일조 특징에 따른 조건설정의 첫째 방향성 비교 시, 양 끝단의 30°, 150° 케이스(점선)에서 이격거리와 무관하게 총일조 만족율 100%로 분석되었다.

일조 특징에 따른 조건설정의 둘째 이격거리 비교 시, 100 m(음영처리) 거리에서는 방향성과 무관하게 모두 총일조 만족율 100%로 분석되었다.

또한, 일반적인 일조 특성상 일영이 가장 오래 머무는 정북(90°)에서 총일조 만족율이 가장 낮을 것으로 예상한 것과 다르게 본 연구 분석결과, 정북을 약간 벗어난 105°에서 총일조 만족율이 가장 낮은 것으로 분석되었고, 공동주택의 배면의 각도 조정을 통해 총일조 만족율의 개선 가능한지에 대한 배면각도 0°, -45°인 경우의 연구2를 진행한 결과, 기본 분석결과(45°)와 다르게 0°, -45°인 경우, 총일조 만족율이 가장 낮은 각도가 75°로 바뀐 것을 알 수 있었고, 이는, 본 연구의 분석결과 비교기준인 학교규모별 운영시간에 따라 오전시간 영향을 많이 받는 이른 시간대 일영범위 각도에 해당하는 서쪽(작은 각도, 예를들면 30°(서쪽)<150°(동쪽)) 중 방향성 75° 케이스에서 가장 일조 만족율이 최저점을 보이는 것을 확인할 수 있었다.

본 연구 공동주택과 교육시설의 배치각도에 따른 일조량 비교를 통해, 공동주택 기준으로 교육시설의 배치각도는 오전시간 영향을 많이 받는 이른 시간대 일영범위 각도에 해당하는 서쪽(작은 각도, 예를들면 30°(서쪽)<150°(동쪽))이 불리하지만, 오전시간대 계획건축물로인한 그림자가 최소가 되는 배면각도로 개선이 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.