대지분석에서 바람은 늘 애매하게 다뤄집니다. 기상청 바람장미를 캡처해 붙이거나, 「북서풍 우세」 한 줄을 적고 넘어가거나. 정작 알고 싶은 건 이 대지 주변에서 바람이 어디로 통하고 어디서 막히는가인데 그건 CFD 용역을 맡겨야 나옵니다.
sitedia의 바람 탭은 그 사이를 메웁니다. 바람장미(관측 통계)와 건물 사이 흐름(시뮬레이션)을 한 화면에서 봅니다. 이 글은 그 도판이 무엇을 계산한 것이고 무엇을 계산하지 않았는지에 대한 설명입니다.
바람장미는 지어내는 값이 하나도 없습니다. 실제 관측소가 기록한 시간별 풍향·풍속의 빈도를 셀 뿐입니다. 자료는 EPW/TMYx를 씁니다 — 건축 시뮬레이션 업계 표준 기상 파일이고, Ladybug·그래스호퍼가 읽는 바로 그 파일입니다. 전 세계 17,311개 지점을 담고 있어서 서울이든 뉴욕이든 같은 방식으로 나옵니다.
16방위인 데는 이유가 있습니다. 한국 기상청 원자료를 열어보면 풍향이 36방위 눈금으로 기록돼 있는데, 실제 값은 언제나 16개뿐입니다(0, 2, 5, 7, 9, 11, 14, 16, 18, 20, 23, 25, 27, 29, 32, 34, 36 — 0은 정온). 서울·부산·대구·강릉을 2005년과 2025년으로 교차 확인해도 같습니다. 즉 관측 자체가 16방위로 양자화돼 있습니다. 36살로 그리면 스무 개 살이 영구히 비어서 고장난 그림이 됩니다.
기간을 연간·봄·여름·가을·겨울로 나눌 수 있습니다. 서울이면 겨울에 서·서북서가 확 길어지는 게 보입니다 — 북서계절풍입니다.
관측소는 대지에서 수 km 떨어져 있습니다. 그 사이에 능선 하나, 강 하나, 고층동 하나가 있으면 실제 바람은 달라집니다. 그래서 화면에 관측소 이름과 거리, 관측 기간을 항상 같이 띄웁니다. 사막 한복판을 찍으면 248km 떨어진 1950–2014년 관측소가 잡히는데, 그 사실이 화면에 없으면 정확해 보이는 거짓말이 됩니다.
그리고 풍속은 관측소의 풍속계 높이에서 잰 값이고 그 높이는 지점마다 다릅니다. 지점끼리 세기를 곧이곧대로 비교하지 마세요.
「계산하기」를 누르면 그 기간의 주풍향 한 방향으로 대지 주변 공기의 흐름을 풉니다. 방법은 격자볼츠만법(LBM)에 스마고린스키 LES 난류 모델을 얹은 것입니다. 유한체적 나비에-스토크스를 직접 푸는 대신 입자 분포의 충돌·이동을 계산하는 방식이라 GPU에서 대단히 빠릅니다.
결과는 순간 스냅샷이 아니라 시간 평균입니다. 난류는 매 순간 흔들려서 스냅샷 하나는 재현이 안 됩니다. 마지막 구간을 평균해 안정적인 그림을 냅니다.
계산 격자는 4m 고정입니다. 도시 골목이 보통 폭 4~8m라 8m 골목이 셀 2개로 담깁니다. 이보다 거칠면(8m) 골목이 셀 1개가 되어 통로 자체가 사라지고, 이보다 조이면(2m) 계산이 8배로 뛰는데 얻는 것보다 다른 오차가 큽니다.
솔직히 적자면 — 이 파이프라인에서 가장 큰 오차는 격자가 아닙니다. 높이를 모르는 건물이 통째로 빠집니다. 국토부 건축물 자료에서 높이(m)의 채움률이 낮아 층수로 환산하는데, 층수마저 없는 건물은 세울 수가 없습니다. 명동 반경 300m 기준으로 821동 중 172동, 약 21%가 그렇습니다. 격자를 2m로 조여도 그 21%는 여전히 없습니다.
계산 경계는 인공물입니다. 유입면에서 「여기 바람은 균일하다」고 강제로 못 박는데, 건물이 그 면에 가까우면 건물이 만든 교란이 경계에 부딪혀 되튀어 결과를 오염시킵니다. 그래서 도판 범위보다 사방으로 400m 더 넓게 계산하고, 그 여유분은 버리고 도판 범위만 보여줍니다.
CFD 실무 지침(COST Action 732, 일본건축학회)은 이 여유를 「최고 건물 높이 H의 5배 이상」으로 규정합니다. 저희도 처음엔 5H로 잡았다가 버렸습니다 — H는 극단값 하나에 끌려다니기 때문입니다. 종로 북촌은 평균 7m 저층 한옥 동네인데 반경 안에 194m 건물이 한 동 있다고 계산 영역이 1km로 뛰면 말이 안 됩니다. 고정 400m는 실제 시가지 높이(상위 5%) 기준으로 3~27H라 통설을 사실상 만족하면서 대지 성격에 휘둘리지 않습니다.
시뮬레이션은 반경 1km까지 지원합니다. 그보다 넓으면 계산량이 반경 세제곱으로 뛰어 실용적이지 않습니다(도판 자체는 1.5km까지 그대로 만들어집니다).
검증된 풍환경 평가가 아닙니다. 실제 풍환경 평가는 풍동 실험이나 검증된 CFD로 하고, 여러 방향·여러 계절을 돌려 통계로 판정합니다. 여기서 하는 것은 그 앞단, 조기설계에서 형태를 읽는 도구입니다.
구체적으로 빠져 있는 것들입니다.
그래서 결과 이미지 안에 「조기설계 참고용 — 풍동 검증 없음」이 늘 박혀 나갑니다. 캡처해서 보고서에 넣어도 그 문구가 따라갑니다.
숫자를 인용하지 마시고 공간 구조를 읽으세요. 「이 지점 풍속 2.3 m/s」는 이 도구가 보증할 수 있는 값이 아닙니다. 반면 「서풍이 이 길을 타고 들어오고 저 블록 뒤는 정체된다」는 형태에서 나오는 판단이고, 그건 4m 격자에서도 충분히 읽힙니다.
배치 대안을 비교할 때 특히 쓸모 있습니다. 같은 대지에 매스를 다르게 놓고 각각 돌려보면, 어느 안이 바람길을 막고 어느 안이 통로를 남기는지 눈으로 갈립니다.