▲ 옥상녹화 사례(대법원) / 출처: 서울시
현재 기후변화에 대응하기 위하여 “2050 탄소중립정책”이 시행되면서 정부의 각 부처와 지자체에서 탄소절감을 위한 실천 수단을 다양하게 강구하고 있다. 이런 수단의 하나로 한정된 옥상 공간을 활용하여 휴게공간 제공 및 탄소저감 등의 목표를 달성할 수 있는 '옥상녹화'에 대해서 살펴보자.
먼저, 옥상녹화란 무엇인가? 인공적인 구조물 상부인 옥상, 옥상발코니, 차고지붕 및 기타 건축물 지붕에 토심 1m 미만으로 인위적인 지형, 지질의 토양층을 만들어 식물을 식재하거나 수공간을 조성하여 습지를 조성하는 등의 확장된 녹지 공간 혹은 조성된 녹화면으로 기존 조성설계와는 차별화된다.
유사 의미 용어로 '건축물 녹화'가 있는데 이는 건축법 제2조에서 정의하고 있는 '건축물'의 실내, 옥상 혹은 벽면에 식물의 생장이 지속해서 영위될 수 있도록 조성하는 것을 의미한다. 또한, 옥상녹화의 포괄적인 용어로 '옥상공원', '옥상조경' 등이 있으며 이는 옥상에 녹지를 조성한다는 의미를 내포하고 있어 도시의 생태적 문제 해결과 쾌적성을 동시에 추구하는 건축물의 외피 조성 기술로 많이 사용되고 있다.
옥상녹화의 구조단면을 살펴보면 건축물과 녹화층이 일체화된 생태적 건축시스템으로 아래 그림과 같이 크게 식생측과 녹화부 그리고 건물 구조부로 구분할 수 있다. 구조부는 구조체(슬라브)를 중심으로 방습층, 단열층, 방수층과 보호층 등의 요소로 하부시스템을 구성한다. 녹화부는 식물의 생장에 필수적인 구성요소들이 조합된 하부시스템으로 방근층, 배수층, 여과층, 토양층 등으로 구성된다. 식생층은 옥상녹화시스템의 최상부 구성요소로 필요에 따라 식생층 위에 멀칭층을 형성하기도 한다.
▲ 옥상녹화 구조단면 / 출처: 서울시
옥상녹화는 녹화 목적과 유지관리 방식에 따라 크게 두 가지 유형으로 구분한다. 사람의 이용보다 건축으로 인해 상실된 생태적 기능의 회복을 우선으로 하는 저관리 및 경량형(생태형) 녹화(extensive green roof)와 녹화 공간으로 이용할 목적으로 집중적인 관리가 필수적으로 수반되는 관리 및 중량형(이용형) 녹화(intensive green roof)가 대표적인 옥상녹화 유형이다. 목표로 하는 옥상녹화 유형에 따라 도입되는 식물의 종류와 식재패턴이 달라지며, 이는 다시 옥상녹화시스템의 구성에 중요한 변수로 작용하게 된다. 이와 같은 전형적인 옥상녹화 유형은 우리나라 건축물의 구조적 특성, 현장에서 도입 가능한 식물종 및 식재패턴과 기술 개발 동향을 고려할 때 다음과 같이 3가지로 분류할 수 있다.
△중량형 녹화는 사람이 이용할 수 있는 녹화 공간을 옥상에 조성하고자 할 때 적합한 유형이며, 밀도있는 관리가 요구된다. 관목류와 초본류를 중심으로 일부 교목류를 포함한 식재패턴이 일반적으로 사용된다. 이 녹화유형은 식생의 높이나 종류를 다양하게 조성할 수 있으며, 이용 및 공간적 다양성을 고려하여 적합한 시설을 갖출 경우 지상 녹지와 유사하게 조성될 수 있다. 도입 식물종과 식재패턴을 고려할 때 최소 20㎝ 이상의 토양층 조성이 필요하며 기타 수반되는 하부시스템 구성요소를 포함하면 단위면적당 300 ㎏f/㎡ 이상의 고정하중이 요구된다. 중량형 녹화유형은 이용형 녹화유형으로도 불리며 주기적인 관수, 시비, 전정, 예초 등 집중적 관리를 통해서만 지속해서 유지할 수 있다.
△혼합형 녹화는 유형 분류 특성상 중량형 녹화 유형의 하나로 중량형 녹화를 단순화시킨 유형으로 볼 수 있다. 일반적으로 초본류 및 관목류를 이용하는 식재패턴이 교목류도 활용하는 중량형 녹화 유형과 차별화되며, 이용 및 조성 다양성은 중량형 녹화와 비교할 때 제한적이다. 따라서 토양층 조성뿐만 아니라 관수 및 영양공급 면에서 요구 조건이 비교적 낮은 편이다. 토양층 조성 등 하부시스템의 설치에 따라 건물에 미치는 하중 부하는 단위면적당 200 ㎏f/㎡ 내외이며, 녹화에 투입되는 자원과 비용은 중량형 녹화보다 적고 유지관리는 축소된 범위에서 수행할 수 있다.
△경량형 녹화는 생태형 녹화로도 불리며 자연 상태와 유사하게 관리, 조성되는 녹화 유형으로서 대부분 자생적으로 유지되면서 생장한다. 극한적 입지조건에 잘 적응하고 높은 자생력을 갖춘 식물로 토양 피복에 유용한 이끼류, 다육식물, 초본류 및 화본류 등의 지피식물이 주로 적용된다. 토양층 조성과 하부시스템의 설치가 건물에 미치는 하중부하는 단위 면적당 120 ㎏f/㎡ 내외이다. 식생은 구성에 따라 자연적인 천이가 발생하며, 이로 인해 다른 식물종이 정착할 수 있다. 따라서 경량형 녹화에서는 인간의 간섭 없이 자연적인 천이를 거치며 지속가능한 극상 상태를 유지할 수 있도록 토양층을 형성하고 식재계획을 수립하는 것이 매우 중요하다.
경량형 녹화는 일반적으로 이용 목적을 배제하고 최소의 자원과 비용으로 생태적 건물외피 조성을 추구한다. 녹화의 목표, 지역 기후조건 및 조성 방식에 따라 영양공급과 같은 최소한의 유지관리 방안이 필요할 수도 있다. 최근에는 녹화 기술의 발전과 현장 수요에 따라 녹화 하중이 120 ㎏f/㎡ 이하인 초경량녹화 공법이 개발되고 있어 녹화 유형의 관점에서 경량형 녹화 유형에 속하지만 녹화 대상인 구조물의 극한강도를 고려하여 녹화 하중을 40~60 ㎏f/㎡ 내외로 최소화하고 있다.
옥상녹화를 통한 기대효과로 △환경적 효과 측면은 도시 열섬현상을 완화시키는 효과 외에도 옥상녹화는 환경적으로 긍정적인 효과를 가져온다. 도시의 콘크리트나 아스팔트 등의 불투수성 재료로 포장된 지표면으로 인해 하수도로 직접 유입되는 우수량은 증가하여 도시홍수가 발생하게 되었다. 옥상녹화는 불투수성 면적을 낮추고, 우수를 일시 저장함으로써 우수유출을 저감하여 도시홍수를 예방하는 효과가 있다. 또한 옥상녹화를 통해 도시환경에 녹지를 제공함으로써 생물서식공간을 확보하고 도시생태계를 복원하는 효과를 얻을 수 있다. 옥상녹화의 토양층을 통해 소리파장을 흡수하여 소음이 경감되고, 이산화탄소, 아황산가스, 질소화합물, 벤젠, 분진 등과 중금속을 흡수하고 산소를 방출하여 대기를 정화하는 효과를 가져온다.
△ 경제적 및 사회적 효과로는 옥상녹화의 토양층으로 건축물의 방수층이 보호되고 산성비와 자외선으로 인한 콘크리트의 노화가 방지되어 건축물의 내구성을 향상하는 효과를 얻을 수 있다. 또한 일사 차단효과와 더불어 식생부분의 증발산 작용에 의한 잠열효과 및 토양층이 지닌 물리적인 단열 성능이 복합되어 기존 옥상보다 열전도율이 낮아짐으로써 건축물 냉, 난방 에너지 절약에 상당한 효과를 가져올 수 있다. 그뿐만 아니라 지상의무 조경면적의 대체를 통해 도시에서의 녹지공간 확보 및 환경, 경관의 질을 높일 수 있으며, 옥상녹화가 잘 된 건물은 녹지의 쾌적함으로 건물의 가치가 그만큼 높아지고 임대료 수입이 증대된다.
옥상녹화는 또한 불량경관을 노출했던 건물옥상을 녹화를 통해 건물 외관을 향상하고, 차폐시킴으로써 푸른 공간을 창출하여 도시경관 향상 효과를 가져온다. 버려진 옥상을 휴식공간이나 레크레이션 및 교육, 문화공간, 각종 채소나 과일을 재배하는 도시농업 장소로 활용할 수 있기 때문에, 새로운 공간 창출이 가능하고 사람들에게는 정신적인 편안함을 주어 궁극적으로는 주거 환경의 쾌적성이 높아진다.
