"뜨거운 도심의 땅 속, 건물 균열 가능성 높인다"… 美 연구팀 '지하 기후변화' 경고

시카고 센트럴 루프의 트럼프 호텔 앞. 시카고=AP 뉴시스 제공

 
지구온난화로 인해 전세계 곳곳에서 이상 기온 현상이 발생하는 가운데, 땅 밑에서 일어나는 이른바 '지하 기후 변화(Underground climate change)'와 관련된 연구 결과가 공개됐다. 

주로 도심의 지하에 자리한 건물 난방관, 고압 케이블, 지역난방시스템 등의 열원이 지하 기후변화 현상를 야기해 장기적으로는 건물의 내구성에까지 영향을 미칠 수 있다는 설명이다.

지난 17일(현지시간) 미국 CNN은 ¨지하 기후 변화 현상이 미국 시카고 도심 아래의 지반을 변형시키고 있다″며 현지 연구팀의 연구결과를 보도했다.

연구 수석 저자이자 미국 일리노이주 노스웨스턴대 토목환경공학 조교수 알레산드로 로타 로리아는 "도시의 밀도가 높을수록 지하 기후 변화 현상이 더 심각하게 나타난다"고 말했다.

그는 "지하 기후 변화로 인한 토양·지반 등의 변형은 상대적으로 규모가 작지만 지속적으로 발전한다"면서 "시간이 지남에 따라 건물 기초, 터널 등과 같은 토목 운영 성능에 중요한 영향을 미칠 수 있다"고 설명했다.

이번 연구는 시카고 도심인 루프(Loop) 지역의 지상, 지하 곳곳과 주차장에 설치된 약 150개의 온도 센서와 미시간 호수 근방 그랜트공원에 설치한 센서로부터 3년간 건설과 교통으로 인해 열이 발생하는 도심 지역과 자연 비건축 상태의 온도 데이터를 수집, 비교했다.

이 결과 루프 지역 아래의 땅이 공원 아래 땅보다 최대 10℃가량 더 따뜻하다는 사실이 밝혀졌다.

로타 로리아는 "지하실과 같은 지하 구조물에서 공기 온도가 매우 높은 것을 연구진들은 발견했다"라며 "그 결과 이 열의 일부가 시간이 지나며 땅 위로 확산된다. 이것이 바로 '지하 기후 변화'의 원인이다"라고 데이터 분석 결과에 대해 전했다.

연구원들은 이 데이터를 바탕으로 1950년대부터 2050년까지 시카고 루프의 지상 온도 상승에 지하 기후 변화가 미치는 영향을 시뮬레이션하는 컴퓨터 모델을 만들었다.

이 모델을 이용한 결과 토양의 구성에 따라 지반이 온난화에 반응하며, 사람이 감지할 수 없는 정도지만 결과적으로 건축물에 문제를 일으킬 수 있을 만큼 팽창 혹은 수축할 수 있다는 사실을 발견했다.

연구진들은 "지하 기후 변화가 당장 사람들의 안전을 위협하거나, 건축 구조물의 붕괴를 야기하지는 않는다"라며 "다만 지하 기후 변화로 인한 지반 변형이 건축 구조물의 기틀을 왜곡시키거나, 잠재적인 균열의 가능성을 높인다는 점에서 내구성 문제를 불러일으킬 수 있는 것"이라고 강조했다.

한편, 현대의 건축 기술과 규정 자체가 과거보다 더 나은 단열과 에너지 효율을 기반으로 하고 있어, 미래의 건축 구조물들은 이러한 지하 기후 변화 현상을 크게 증가시키지 않을 것으로 추정했다.

로타 로리아는 "구식 건물들은 과거의 방식으로 설계되고 건축돼 적절한 단열재가 부족해 가장 많은 열이 주입된다"고 설명했다.

이어 "이 연구를 통해 우리는 다양한 방식으로 조치를 취할 수 있는 기회를 앞두고 있다는 것을 깨달을 수 있다"며 "현재 단열이 부족한 건물들에 단열재를 적용해 열이 오가는 양을 최소화하는 조치를 취할 수 있다"고 덧붙였다.

김수연 온라인 뉴스 기자 ksy12@segye.com