Radiation exposure reduction effect model in urban street and its application for decision making with trees

학위논문(박사)--서울대학교 대학원 :환경대학원 협동과정 조경학,2019. 8. 이동근.Urban heat island and climate change have increased urban heat and threatened public health. Most streets are made of impervious surfaces and little vegetation. Also, cars and buildings are anthropogenic heat sources. Consequently, urban planners are considering heat mitigation strategies to prevent further increases in urban heating on streets. Critically, pedestrian thermal exposure depends on several factors in addition to air temperature, in particular the radiant environment in urban street canyons. Several strategies have been studied for reducing radiation exposure of pedestrian. Among them, street tree is a well-known strategy to effectively reduce radiant heat by shade effect. But, decision makers such as urban planners do not know how much radiation is reduced by their decision about reducing radiation exposure. And it is difficult to know which options are the most effective for improving street thermal environment. Therefore, this study aims to develop a decision making support tool that determines the effective radiation exposure reduction plans with trees. The study developed a model to estimate the pedestrian radiant heat load that is suitable for urban street with varying tree and building design. The model simulates shortwave and longwave radiation exchange for each urban element and area-weighted view factors, then finally obtains mean radiant temperature (MRT) of pedestrians on the sidewalk. Using this estimation model, the study examined the variation of MRT depending on the tree design parameters (e.g., tree size and interval). The results showed that as the tree interval decreased, MRT reduction was increased exponentially by small trees, while MRT reduction was increased linearly by large trees. Based on this results, decision maker can identify MRT reduction effect of trees and select most appropriate tree design parameters. A variety of MRT reduction strategies can be applied to one site. To reflect a real world, the study proposed a multi-strategies combination model. To find the effective combination plans consisting of tree, grass, albedo reduction of building walls and sidewalk, the objective functions were set: maximizing MRT reduction and minimizing the cost. The model provide a wide range of alternatives to satisfy these objectives, allowing decision makers to select plan tailored to their preference or site condition. This study seeks to develop useful decision support tool for urban planner by providing quantitative effect of tree and a range of options with cost-effective strategies combination. This will provide insights for sustainable urban planning by designing thermal-friendly streets with tree.도시열섬과 기후변화로 인한 도시의 열 증가는 도시민의 건강을 위협하고 있다. 대부분의 보행로는 식재 등의 투수성 포장이 아닌 불투수성 표면으로 이루어져 있고, 자동차와 건물 등에서 인공열이 발생하기 때문에 열 환경이 좋지 않다. 따라서 계획가들은 보행자의 열 스트레스를 낮추기 위한 열 완화 전략을 고려해야 한다. 특히나 열 스트레스는 공기 온도 이외에 도시 협곡의 복사열 환경에 크게 영향을 받기 때문에, 보행자 복사열 노출을 줄이기 위한 전략이 연구되어야 한다. 지금까지 복사열 노출을 막기 위한 여러 전략이 연구되어 왔는데, 그 중 가로수는 그늘 효과를 통해 보행자 복사열을 줄일 수 있는 효과적인 전략으로 알려져 있다. 그러나, 도시계획가와 같은 의사결정자는 그들의 결정에 의해 얼마나 많은 복사열이 감소되는지 알지 못하며, 가장 효과적으로 복사열을 저감하는데 필요한 가로수의 설계 옵션이 무엇인지 알기가 어렵다. 따라서 본 연구는 가로수를 이용한 보행자 복사열 저감 계획을 지원해주는 의사결정 도구를 개발하는 것을 목표로 한다. 본 연구는 가로수와 건물의 디자인에 따라 변화되는 보행자의 복사열을 추정할 수 있는 모델을 개발했다. 이 모델은 각 도시 요소 및 형태 계수를 통해 단파 및 장파 복사 교환을 모의한 후 보행자의 평균 복사 온도를 계산한다. 이러한 평가 모델을 활용하여, 본 연구에서는 첫 번째로 가로수 설계 변수인 나무 크기와 식재 간격에 따라 달라지는 평균복사온도를 확인하였다. 나무 간격이 감소할수록 작은 나무에서 평균복사온도 감소가 기하 급수적으로 증가하는 것을 밝혀냈다. 의사결정자는 위와 같은 결과를 바탕으로 그들이 선택한 설계 변수가 가질 복사열 저감 효과를 파악할 수 있을 것이다. 실제 보행로에는 가로수 외에 다양한 복사열 저감 전략이 적용될 수 있다. 이러한 현실 문제를 반영하기 위하여, 본 연구에서는 의사결정 지원 모델 중 하나로 다중 전략 조합 모델을 제안했다. 나무, 잔디, 건물 벽 및 보행로의 알베도 감소로 구성된 전략 중 효과적인 구성을 찾기 위해서, 평균복사온도를 최대로 저감하고 비용을 최소로 하는 것을 목적함수로 설정하였다. 이 모델은 두 가지 목적함수를 만족시키는 다양한 옵션을 제공함으로써 의사결정자가 그들의 선호도나 대상지 특성에 맞는 계획안을 선택할 수 있도록 하였다. 본 연구는 가로수 설계 변수에 따른 복사열 저감과 비용-효과적인 전략들의 조합을 제공함으로써 가장 효율적인 가로수 설계가 가능하도록 하는 의사결정 지원도구를 제안한다. 위 도구는 가로수를 이용하여 보행로의 열 환경을 개선함으로써 지속가능한 도시 계획에 대한 통찰력을 제공할 것이다.Introduction .................................................................................................. 1 CHAPTER 1: A multilayer mean radiant temperature model for pedestrians in a street canyon with trees............................................................... 7 Introduction ...................................................................................................7 Methods ....................................................................................................... 11 Results and discussions ............................................................................... 28 Conclusion .................................................................................................. 40 CHAPTER 2: Variations in pedestrian mean radiant temperature based on the spacing and size of street trees ....................................................... 43 Introduction ................................................................................................. 43 Methods ....................................................................................................... 47 Results and discussions ............................................................................... 55 3.4. Conclusion .................................................................................................. 66 CHAPTER 3: Optimal multi-strategies modeling reveals a range of options for reducing pedestrian radiation exposure that integrate four strategies................................................................................................................. 69 Introduction ................................................................................................. 69 Methods ....................................................................................................... 73 Results ......................................................................................................... 85 Discussion ................................................................................................... 90 Conclusions ................................................................................................. 95 Conclusions ................................................................................................. 97 Bibliography ............................................................................................... 98 APPENDICES ..................................................................................................... 117Docto

A study on coworking spaces as a platform: commodification and regulation

학위논문 (석사) -- 서울대학교 대학원 : 사회과학대학 지리학과, 2021. 2. 김용창.본 연구는 물리적이고 고정된 공간을 기반으로 형성된 제도와 이를 뛰어넘는 사회현상이 발생할 때 일어나는 현상을 다루고 있다. 플랫폼으로서 공유오피스를 대상으로 장소의 공간과 흐름의 공간이라는 두 가지 측면을 확인하려는 동기에서 출발하였다. 고정된 장소로서 공유오피스가 지니는 상품성과 흐름의 공간으로서 지니는 상품성을 개별적으로 살펴보고, 흐름의 공간이라는 점으로 인하여 어떠한 제도적 쟁점을 촉발하는지 확인하는 것이 본 연구의 구체적인 목표에 해당한다. 이러한 두 가지 질문에 답하는 과정에서 흐름의 공간에 대응하기 위해 제도가 나아가야 할 방향도 함께 살펴보았다. 업무공간을 상품으로 판매하는 과정에서 공유오피스 기업은 내부 공간과 입지 상권의 특성을 부각하여 장소의 공간으로서 공유오피스를 홍보하면서도 플랫폼으로서 공유오피스가 흐름의 공간으로서 지니는 특성을 강조하고 있다. 업무에 최적화된 내부 공간, 우수한 시설과 인테리어, 유리창 너머의 전망은 상품으로서 공유오피스의 상품가치에 기여하며 위치한 상권에 특성을 공유오피스 자체의 상품가치에 편입하려는 시도가 관찰된다. 한편, 흐름의 공간으로서 공유오피스는 플랫폼의 특성을 활용하여 정보 유통 네트워크와 커뮤니티를 형성하고, 유연한 업무공간으로서 고정된 공간의 의미를 탈피하는 업무공간으로 표현되고 있다. 공유오피스를 둘러싼 제도는 물리적이고 고정된 공간을 중심으로 형성되지만 실제 공간상에서의 현상과 거래는 유동적이기 때문에 공유오피스와 관련하여 제도적 사각지대가 형성되고 있다. 우선, 공유오피스 기업의 회계 처리에 있어 멤버십 매출은 임대료가 아닌 서비스에 대한 매출로 집계가 되고 있다. 이는 공간과 서비스가 결합하여 생성된 새로운 유형의 공간의 등장을 나타내는데, 새로운 공간의 성질을 파악하는 과정에서 실질의 원칙과 제도의 경합이 발견된다. 또한, 고정사업장으로서의 지위가 아직 확정되지 않은 공유오피스의 경우 전자상거래가 활성화되고 다국적기업의 활동이 많아지는 오늘날 사업자등록과 고정사업장 논의를 활성화하고 조세 분쟁의 씨앗이 될 것으로 보인다. 이러한 제도적 쟁점은 공통적으로 장소의 공간과 흐름의 공간으로서 공유오피스의 특성과 제도가 경합되면서 촉발되었다. 흐름을 중심으로 이루어질 미래의 공간 현상을 반영하는 제도를 마련하기 위해서는 공간의 공정성과 공공성에 대한 합의가 필요할 것이다. 공유오피스의 성장과 관련하여 기대감을 조성하기에 앞서 공유오피스가 상품화하는 공간의 특성이 어떠한지, 공유오피스의 제도적 환경이 어떠하며 그 사각지대가 무엇인지 알아볼 필요가 있을 것이다. 플랫폼이 겪고 있는 갈등과 분쟁과 대조적으로 비교적 수월하게 사업을 영위하고 있는 공유오피스는 미래 공간 사용 방식의 변화를 압축하여 보여주고 있기 때문이다. 물리적인 장벽으로서 공간을 뛰어넘으려는 노력이 이어지고 국경을 뛰어넘는 전사상거래와 네트워크 연결이 활발해지는 오늘날, 공유오피스라는 사례를 통해 고정된 공간을 전제로 설계된 제도가 다양하고 복잡해지는 흐름의 등장에 어떻게 반응해야 할지 고민해 볼 수 있을 것으로 기대한다.This study is inspired from the discrepancy between regulatory environments rooted in geographical contexts and the social flows that bypass this fixity. I specifically aim to 1) identify how coworking spaces are presented as a commodity that is not only a space of places but also a space of flows, and 2) examine in what regulatory environment coworking spaces in Seoul, South Korea are placed and the debates that arise from these spaces being a space of flows. The findings are as follows. 1) The main strategy used to sell coworking space as a commodity is to highlight its interior designed to optimize productivity and the locational advantages. This shows that while coworking spaces are often considered platforms, most of its value as a commondity comes from it being a space of places. As a space of flows, the ability of coworking spaces to connect people and create networks also constitutes its presentation as a market commodity. 2) Contrary to regulations that are created based on fixed geographical boundaries, spatial flows are not fixed in specific spatial contexts. Due to this discrepancy, coworking spaces are placed in a regulatory void that inspires much debate about the spaces of the future. Why do coworking spaces in South Korea adapt accounting principles similar to hotels? Is a coworking space considered a permanent establishment? If not, can we tax a business that is located in a coworking space? Commodified workspace is increasingly being combined with services, and this paradigm shift raises questions on how the regulatory environment reacts, should or should not react to new spatial contexts. There seem to be high hopes for coworking spaces and their ability to thrive as a platform. However, it is equally important to understand what builds the value of a coworking space as a commodity, and what kind of issues we must touch upon when designing a new regulatory framework for the spaces of the future. As efforts to overcome the physical limits of space are ever mounting in this hyper-connected contemporary world, the case of coworking spaces will help us reach a deeper understanding of such matter.제1장 서론 1 제1절 연구 배경과 목적 1 제2절 연구 대상과 방법 3 1. 연구 대상 3 2. 연구 방법 6 제3절 연구의 흐름 8 제2장 문헌연구 10 제1절 네트워크 사회와 업무공간 공유 10 1. 네트워크 사회에서 도시와 업무공간 10 2. 상품으로서 공유오피스의 속성 13 제2절 플랫폼경제의 성격과 제도를 둘러싼 갈등 17 1. 플랫폼경제의 개념과 도시에서의 특수성 17 2. 플랫폼경제 제도화에 대한 입장 21 제3장 공유오피스 플랫폼과 서울시 현황 27 제1절 공유오피스의 기능과 제도적 특성 27 1. 공유오피스의 기능과 유형 27 2. 사업모델과 제도적 지위 32 제2절 서울시 내 공유오피스의 입지 36 1. 양적 증가와 지역별 입지 36 2. 용도지역과 건물 선택 41 제4장 플랫폼으로서 공유오피스의 상품화 44 제1절 장소의 공간으로서 상품가치 44 1. 공유오피스 내부 공간 표현 45 2. 공유오피스 입지 상권 표현 50 제2절 흐름의 공간으로서 상품가치 56 1. 멤버십 기반 네트워크 참여와 유연한 공간 사용 56 2. 새로운 상품가치 등장의 배경 62 제3절 소결 64 제5장 공유오피스가 촉발한 제도적 쟁점 65 제1절 공유오피스 이용료의 성질 65 1. 멤버십 매출의 회계 처리 65 2. 쟁점: 공간의 서비스 결합과 실질의 문제 70 제2절 고정사업장으로서 공유오피스의 지위 77 1. 사업자등록 가능성과 고정사업장 인정 여부 77 2. 쟁점: 제도와 미래 공간의 고정성과 공공성 83 제3절 소결 88 제6장 요약 및 결론 89 참고문헌 91 Abstract 97Maste

Macroscopic Quantum Superpositions in Many-Particle Systems

학위논문(박사)--서울대학교 대학원 :자연과학대학 물리·천문학부,2017. 2. 정현석.Quantum superpositions between macroscopically distinct objects, as illustrated in Scrödingers famous cat paradox, is not prohibited by the law of quantum mechanics but hardly seen in real everyday life. Decoherence theory is one of the most well-known argument to explain this paradox based on the interaction between the system of our interest and a big another system, which is usually called as bath or environment. The open system picture is sufficient for usual systems but conceptually incomplete as it is based on the a priori assumption that an environment is in an incoherent thermal state. In this thesis, we investigate why it is so hard to see macroscopic superpositions without assuming a system is open. We offer two different viewpoints, based on the kinematics and the dynamics of a many-particle system, respectively. We consider pure states in many-particle spin-1/2 systems to simplify the investigation. We first introduce a measure of quantum macroscopicity for this system which can be used as a criterion of a macroscopic superposition and compare it with the geometric measure of entanglement. From analytic observations using random matrix theory and extensive numerical calculations, we next show that random states in the many-particle Hilbert space typically have small quantum macroscopicity which means the rareness of macroscopic superpositions. This result gives a kinematical point of view answer why we cannot see Scrödingers cat in macroscopic systems. We also obtain a similar result from the dynamics of a system. We introduce the concept of thermalization in a closed system and apply eigenstate thermalization hypothesis to show that the measure of quantum macroscopicity is small after thermalization. Extensive numerical results of quantum macroscopicity are also presented using the disordered XXZ model which alters between thermalization phase and many-body localized (MBL) phase. Consistent results are obtained that initial macroscopic superpositions that undergo thermalization disappear while they could be preserved in the MBL phase in which thermalization does not occur.슈뢰딩거의 유명한 고양이 역설에서 볼 수 있듯, 거시적으로 다른 두 물체간의 중첩은 양자역학에서 금지되지는 않지만 실제 일상생활에서는 보이지 않는다. 결 흘림 이론은 이 모순을 설명하는 가장 잘 알려진 주장이다. 이 이론은 우리가 보는 계와 환경 또는 저장체라고 불리는 다른 커다란 계 사이의 상호작용을 기초로 한다. 이러한 열린계를 기초로 하는 논거는 보통의 계에 대해서는 충분하지만, 환경이 이미 결 흘려진 열평형 상태에 있다고 가정하기 때문에 개념적으로 불완전하다. 본 논문에서는 계의 열림 가정 없이, 왜 거시중첩을 보기 힘든지에 대해서 탐구한다. 우리는 많은 입자계의 정역학과 동역학에 기초한 두 가지 다른관점을 제시한다. 스핀-1/2인 많은 입자계의 순수한 양자 상태에 대하여 제한해 논의를 간단하게 한다. 처음으로, 우리는 해당 계에 대한 양자 거시성에 대한 척도를 도입하고 이를 기하학적 얽힘의 척도와 비교한다. 다음으로는 무작위 행렬에 대한 해석적인 관측과 대규모의 수치계산을 통해 많은입자 힐베르트 공간의 임의의 양자 상태는 전형적으로 적은 거시양자성만을 가짐을보인다. 해당 결과는 우리가 왜 거시계에서 슈뢰딩거 고양이를 보지 못하느냐의 질문에 대한 정역학적인 답변을 준다. 비슷한 결과는 계의 동역학을 통해서도 얻을 수 있다. 먼저 닫힌계의 열평화에 대한 개념을 도입하고 고유상태 열화 가설을 이용하여 열평화화 이후의 양자상태는 작은 거시양자성만을 가짐을 보인다. 또한 열평화하거나 다체 국소화되는 무질서한 XXZ 모형에 대한 대규모 수치계산을 수행한다. 해당 계산결과는 열평화하는 계에서는 긴 시간이 흐른 뒤의 양자 상태는 일반적으로 거시양자중첩이 아니라고 일관성 있게 나타내고, 열평형이 되지않는 다체 국소화계 에서는 초기 상태의 양자중첩의 크기가 보존됨을 보인다.I Introduction 1 II Entanglement in many-particle systems 5 2.1 Introduction 5 2.2 Entropy of entanglement 9 2.3 Geometric measure of entanglement 11 2.3.1 Numerical calculation of geometric entanglement 12 III Measure for quantum macroscopicity 15 3.1 Historical introduction 15 3.2 Definition and properties 21 3.3 Measure of quantum macroscopicity and coarse-grained measurement 24 3.4 Numerical methods to calculate quantum macroscopicity 27 IV Comparison between quantum macroscopicity and entanglement 31 4.1 Entanglement versus quantum macroscopicity for optical cat state 32 4.2 Entanglement versus quantum macroscopicity for spin systems 34 4.2.1 Close-to-separable states 34 4.2.2 Far-from-separable states 37 V Quantum macroscopicity for random states 41 5.1 Haar-random states 41 5.1.1 State generation 42 5.1.2 Macroscopicity is rare in Haar-random states 42 5.1.3 Numerical results 43 5.2 Random physical states 45 5.2.1 State generation 47 5.2.2 Numerical results 47 5.3 Remarks 49 VI Dynamics of entanglement and quantum macroscopicity in a closed many-body system 51 6.1 Thermalization of a closed system and the size of the macroscopic superposition 52 6.2 Dynamics of quantum macroscopicity in localized systems 55 6.3 Numerical analysis using the disordered XXZ model 60 6.3.1 Initial random GHZ states in MBL systems 61 6.3.2 Comparison between many-body localized and single particle localized systems 64 6.3.3 Initial rotated Neel GHZ states 66 6.4 Remarks 71 VII Conclusion 73 Appendices 75 A Big-O and big-Θ notations 75 B Equilibration and thermalization 77 Bibliography 81 Abstract in Korean 95Docto

Green-infra strategies for mitigating urban heat island

Because of lack of accurate understanding of the mechanism of urban heat island (UHI) phenomenon and lack of scientific discussion, it is hard to come up with effective measures to mitigate UHI phenomenon. This study systematically described the UHI and suggested the solutions using green-infrastructure (green-infra). The factors that control UHI are very diverse: radiant heat flux, latent heat flux, storage heat flux, and artificial heat flux, and the air temperature is formed by the combination effect of radiation, conduction and convection. Green-infra strategies can improve thermal environment by reducing radiant heat flux (the albedo effect, the shade effect), increasing latent heat flux (the evapotranspiration effect), and creating a wind path (cooling air flow). As a result of measurement, green-infra could reduce radiant heat flux as 270 W/m² due to shadow effect and produce 170 W/m² latent heat flux due to evaporation. Finally, green-infra can be applied differently on the macro(urban) scale and micro scale, therefore, we should plan and design green-infra after the target objects of structures are set.OAIID:RECH_ACHV_DSTSH_NO:T201720515RECH_ACHV_FG:RR00200001ADJUST_YN:EMP_ID:A075721CITE_RATE:0DEPT_NM:조경·지역시스템공학부EMAIL:[email protected]_YN:NN

Optimal tree location model considering multi-function of tree for outdoor space -considering shading effect, shielding, openness of a tree-

Open space planners and designers should consider scientific and quantified functions of trees when they have to locate where to plant the tree. However, until now, most planners and designers could not consider them because of lack of tool for considering scientific and quantitative tree functions. This study introduces a tree location supporting tool which focuses on the multi-objective including scien- tific function using ACO (Ant colony optimization). We choose shading effect (scientific function), shielding, and openness as objectives for test application. The results show that when the user give a high weight to a particular objective, they can obtain the optimal results with high value of that objective. When we allocate higher weight for the shading effect, the tree plans provide larger shadow value. Even when compared with current tree plan, the study result has a larger shading effect plan. This result will reduce incident radiation to the ground and make thermal friendly open space in the summer. If planners and designers utilize this tool and control the objectives, they would get diverse optimal tree plans and it will allow them to make use of the many environmental benefits from trees.OAIID:RECH_ACHV_DSTSH_NO:T201912542RECH_ACHV_FG:RR00200001ADJUST_YN:EMP_ID:A075721CITE_RATE:0DEPT_NM:조경·지역시스템공학부EMAIL:[email protected]_YN:NN