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도시는 콘크리트와 아스팔트가 대다수를 차지하는 환경 특성상, 여름철에 열이 축적되고 밤에도 쉽게 식지 않는 ‘열섬 현상’이 심각합니다. 특히 건물 지붕은 하루 동안 직사광선에 노출되어 표면 온도가 60도 이상까지 상승하는 경우도 많습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 세계 각지에서 지붕 위 녹화, 즉 옥상정원이나 텃밭을 설치하는 시도가 이어지고 있습니다. 본 글에서는 실제로 지붕 위에 텃밭을 조성하여 온도 변화를 측정하고, 작물 재배와 환경 개선 효과를 함께 관찰한 실험기를 공유합니다.

1. 실험의 배경

도시 열섬 현상은 단순히 더위를 유발하는 것을 넘어, 에너지 소비 증가, 대기질 악화, 인체 건강 문제를 동시에 초래합니다. 특히 냉방기 사용량이 급증하면서 전력 수요가 폭발적으로 증가하고, 이는 온실가스 배출로 이어집니다. 따라서 열섬 완화를 위한 친환경적이며 지속 가능한 방법이 필요했고, ‘지붕 위 텃밭’이 그 대안으로 떠올랐습니다.

2. 실험 장소와 조건

실험은 도심의 5층 건물 옥상(면적 120㎡)에서 진행되었습니다. 옥상 절반은 기존 콘크리트 상태를 유지했고, 나머지 절반에는 두께 20cm의 토양층과 배수 구조를 갖춘 텃밭을 조성했습니다. 텃밭 구역에는 토마토, 상추, 바질, 고추 등 다양한 작물을 심었고, 지면과 지붕 표면, 토양 내부 온도를 각각 측정할 수 있는 센서를 설치했습니다.

3. 장비와 측정 방법

온도는 아침 8시, 정오 12시, 오후 3시, 밤 9시 하루 4회 기록했습니다. 표면 온도는 적외선 온도계로, 공기 온도는 기상 관측용 센서로 측정했습니다. 또한, 옥상 내부의 열 축적 정도를 확인하기 위해 콘크리트 내부 온도도 열 감지 장비로 측정했습니다.

4. 실험 결과

온도 변화

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• 정오 기준 콘크리트 표면 온도: 평균 58.4℃
  
• 정오 기준 텃밭 표면 온도: 평균 33.7℃
  
• 야간(밤 9시) 콘크리트 표면 온도: 평균 38.2℃
  
• 야간(밤 9시) 텃밭 표면 온도: 평균 26.4℃
  

차이는 낮에 최대 25℃, 밤에도 12℃ 이상 벌어졌습니다. 이는 단순한 온도 하강 효과를 넘어, 주변 공기 온도까지 평균 2.5℃ 낮추는 결과를 보였습니다.

에너지 절감 효과

건물 냉방 전력 사용량을 비교한 결과, 텃밭 설치 후 옥상층 냉방기 사용량이 약 18% 감소했습니다. 이는 여름철 한 달 전기 요금 기준 약 7만 원 절감에 해당했습니다.

5. 작물 재배와 부가 가치

텃밭은 단순한 온도 조절 기능을 넘어, 도심 속 식량 자급이라는 장점을 가졌습니다. 토마토와 상추는 여름 한철에 5회 이상 수확이 가능했고, 바질은 꾸준히 잎을 따서 판매하거나 요리에 사용할 수 있었습니다. 또한, 입주민들은 주 1회 모여 텃밭 가꾸기를 하며 교류했고, 이는 공동체 활성화에도 기여했습니다.

6. 예상치 못한 발견

텃밭 조성 후 옥상 주변의 벌, 나비, 잠자리 등 곤충 개체수가 증가했습니다. 이는 도심 생태계 복원에 긍정적인 영향을 미쳤으며, 도시 양봉이나 곤충 관찰 교육 등 부가 프로젝트로도 확장될 가능성을 보여주었습니다.

7. 문제와 해결

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• 배수 문제: 폭우 시 배수구가 막히는 문제가 발생해, 여분의 배수로를 추가 설치.
  
• 잡초 관리: 초기에는 잡초 발생이 많았으나, 멀칭(짚이나 부직포 덮기)으로 해결.
  
• 토양 침하: 6개월 후 토양이 가라앉는 현상이 발생해 추가 흙을 보충.
  

8. 장기적인 기대 효과

지붕 위 텃밭은 장기적으로 건물 단열 성능을 향상시키고, 겨울철 난방 에너지도 절감할 수 있습니다. 또한, 도시의 빗물 관리, 대기질 개선, 주민 정서 안정에도 긍정적입니다. 특히 정부나 지자체가 보조금을 제공하면 더 많은 건물에서 시도할 수 있어, 도시 전체의 열섬 완화에 기여할 수 있습니다.

9. 결론과 제언

이번 실험은 지붕 위 텃밭이 단순한 환경 미화가 아니라 실질적인 열섬 완화와 에너지 절감 효과를 가져온다는 것을 입증했습니다. 앞으로는 건물 신축 시 옥상 녹화 의무화를 검토하고, 기존 건물에도 설치를 장려하는 정책이 필요합니다. 더불어, 주민 참여 프로그램을 병행하면 지속 가능성이 높아집니다.