도시공학

도시공학(都市工學, urban engineering)은 도시공간에서 발생하는 여러 가지 도시문제의 해결과 쾌적하고 지속가능한 도시환경을 조성하기 위하여 도시의 계획 · 관리 · 개발 · 정책 · 기술 등을 종합적으로 연구하는 학문이다.

도시계획을 작성하고 이를 실시하려면 도시학의 각 분야가 종합적으로 연구 · 검토되어야 하는데, 특히 계획론 ·설계학 ·조사방법론 ·측량학 ·상하수도공학 ·교통공학 ·도로공학 등이 중점적으로 다루어져야 하며, 이와 관련해서 인구 ·법 ·경제 등 사회나 경제적인 면에서도 동시에 검토되어야 한다.

미국에서는 도시를 공학적으로 연구하기보다는 사회 ·경제적인 면에서 연구하고 있는 것이 특징이다.

도시공학이라는 명칭은 한국과 일본에서만 쓰는 표현으로 외국에서는 도시계획(Urban Planning, Urban&Regional Planning)으로 더 많이 표현된다. 때문에 한국에서는 공과대학인 소속인 경우가 많지만, 외국에서는 STEM 전공으로 취급되지 않는다. 토목공학이나 환경과학을 전공한 사람이 많긴 하지만, 정치학이나 경제학 등 문과 출신들도 많고 업계에서 일하는데 전혀 문제가 없다.

최초의 도시공학과인 동아대도 도시계획학과로 설립되었고, 서울시립대도 영문명은 Department of urban planning and design, 도시계획과로 사용 중이다.

이는 도시학이 단순히 현상을 분석하는 것을 그 목표로 두지 않고, 문제를 해결하거나 어떠한 미래상으로 도시의 성질이나 구조를 바꾸는 데 목적을 두기 때문이다. 그렇기 때문에 도시학과란 이름을 그대로 사용하기보다는 도시공학과, 도시행정학과, 도시계획학과, 부동산학과 등 해당 학교가 지향하는 바에 따라 나름 세분화가 되어있는 상태이다. 경우에 따라 인접학문인 교통공학과, 조경학과, 토목공학과, 부동산학과와 함께 있는 곳도 많다.

2019년 기준으로 4년제 대학에 개설된 학과 수 총 12,595개 중에서 도시·지역 계열은 33개 개설된 것으로 분석되었다.

개요

도시공학은 20세기 이후부터 세계적으로 급속히 퍼져나가는 도시화 과정과 함께 등장한 학문으로, 도시를 공학적으로 분석하고 신도시 건설여부, 도시 계획의 작성 및 실시, 도시문제의 해결 등을 연구하는 학문 분야이다. 이를 통해 쾌적하고 살기 좋은 도시를 조성하고, 경제 발전과 사회 환경을 적절하게 조화시키는 것을 목표로 삼는다. 학문적 특성으로 인해 토목공학, 건축학과 밀접한 관련을 가지고 있고, 이 외에도 경제, 사회, 교통, 주택, 환경, 복지, 인간행태 등 비공학적 측면도 동시에 고려하는 종합적 계획의 성격을 띤다.

산업혁명이 일어난 이후 인류는 대량생산, 산업화를 통해 자연스레 대규모의 도시들을 형성하였고, 이와 함께 공간의 부족, 정보화, 빈부의 양극화, 주택 및 인구 과밀, 교통 체증 등의 문제들이 새로이 전개되었다. 1960년대 이전까지만 해도 도시문제를 해결한다는 목표 하에 무분별한 계획안들이 무차별적으로 적용되어 오히려 도시문제가 심화되었다. 도시 계획안에 작용하는 복합적인 요소들의 상호작용과 메커니즘을 고려하지 않은 결과였다. 이와 같은 도시계획의 특성을 고려하여 사회, 경제적 측면 또한 강조하는 현대적 의미의 도시공학이 탄생하게 되었다. 현대 도시공학에서는 공간정보학, 설계학, 도로공학, 조경학, 상•하수도학, 조사방법론 등이 중점적으로 연구 및 검토되며, 법학, 인구통계학, 사회학 등의 학문도 함께 다루어진다.

위와 같은 종합적인 학문적 특성으로 인해 몇몇 국가에서는 도시를 사회, 행정적인 측면에서 연구하는 것이 일반적이기도 하다.

관련 직종으로는 도시계획가, 도시행정가, 지역분석가, 교통계획기사, 환경영향평가사, 주택관리사, 지적 및 측량 기술자, GIS 전문가 등이 있다.

분야

도시공학은 현대도시가 안고 있는 각종 도시문제, 즉 주택 · 교통 · 공해 문제 등을 해결하기 위한 것이다. 도시공학이 대상으로 하는 이러한 도시문제는 어느 특수한 분야의 국한된 활동으로 해결될 수 없다. 따라서 도시공학의 연구대상 및 범위는 크게 국토 공간에서부터 작게는 도시 내 개개의 건물에 이르기까지 광범위하다.

이렇듯 인간 정주환경과 관련되는 각종 계획 · 설계 · 시공 · 관리 등에 관한 모든 문제를 대상으로 하기 때문에 도시공학은 도시의 물리적 계획뿐만 아니라 사회계획 및 경제계획을 포함하는 종합적인 성격을 띠고 있다. 즉, 건축 · 토목 · 조경 · 환경 등 공학의 제분야와 경제학, 사회학, 지리학, 법학, 역사학 등 사회과학 제분야를 포함하고 있다. 이처럼 도시공학은 공학적 특성뿐만 아니라 인문 · 사회과학과도 밀접한 관련이 있는 종합적 응용과학이다.

도시에서 시민의 기본적 욕구를 충족시키며 삶의 질을 향상시키기 위해서는 필요한 기능과 시설이 필요한 곳에 잘 자리잡도록 하는 것이 중요하다. 이러한 다양한 기능과 시설을 도시에 배치하기 위해서 도시공학은 도시계획 및 설계, 조경 및 환경공학, 교통공학 및 지리정보시스템, 주택정책 등 다양한 분야를 포함하고 있다.

첫째, 도시계획 및 설계는 상위계획인 국토계획 및 지역계획의 방향에 따라 도시의 토지이용, 개발 및 정비 그리고 도시시설 등에 대하여 구체적인 계획을 하여 도시의 여러 기능을 원활하게 영위하고, 안전하고 양호한 생활환경을 확보하기 위한 것이다.

둘째, 조경 및 환경공학은 상하수도, 폐기물 처리와 재생 이용, 지표수 · 지하수 · 토양의 오탁 방지, 대기오염방지, 건강에 영향을 미치는 환경요소 등 인간의 물리적 환경을 공학적 수단에 의하여 제어하는 학문을 말한다.

셋째, 교통공학은 도로교통을 중심으로 하여, 신속 · 안전하고 경제적인 도로교통의 확보, 자동차의 효율적 기능을 위한 도로의 구조, 교통관리방법, 도로 주변의 토지 이용 등을 연구하는 학문이다.

넷째, 주택정책은 도시민의 거주에 필요한 주택을 원활하게 공급할 수 있는 방안을 연구하는 것으로서, 주택의 유형, 시장수요, 공급 등을 연구하는 학문이다.

이상의 세부 분야는 독립적으로 존재하는 것이 아니라 상호간에 유기적으로 연결되어 있다. 도시를 계획하고 설계할 때 산이나 강과 같은 지형적 특성, 공원과 녹지와 같은 환경적 특성, 편리한 교통체계, 쾌적한 주거지의 위치와 규모 등 다양한 분야를 고려한다.

역사적 변천

도시공학은 역사적으로 도시의 형성과 함께 태동 · 발전하여 왔으나 학문의 성격이 유사한 토목공학 또는 건축학의 한 분야로 인식되어 왔다. 그러나 산업혁명주1 이후 인구 증가에 따라 기존 도시는 급격히 팽창하게 되었고, 사회가 복잡해지면서 도시 기능과 도시 환경은 급격이 악화되었다. 사회변화에 따른 새로운 도시 문제에 체계적으로 대응하기 위하여 도시공학이 토목공학 및 건축학으로부터 분리되어 독립된 학문으로 자리잡게 되었다.

도시공학은 시대가 변화함에 따라 그 학문적 발달도 함께 이루어졌다. 조선 시대에 이루어진 궁궐 · 종묘 · 사직 · 문묘 · 관아 · 시전 등의 질서정연한 배치로 보아 전통적 의미의 도시계획이 이미 적용된 것을 알 수 있으나 현대적 의미의 도시계획은 개항(1876년)과 함께 시작되었다고 할 수 있다.

한국의 도시계획은 1945년 광복을 기점으로 이전의 도입기와 이후의 성장기로 대별할 수 있다. 일제하의 도시계획은 비록 외국인에 의하여 이루어졌지만 현대적 도시계획이 도입되어 제도화되었다는 의의를 가지며, 국토공간의 기본골격을 형성하는 계기를 마련하였다고 평가할 수 있다.

광복 이후 1950년대까지는 일제강점기의 제도와 도시계획 기법을 전수하여 정착시킨 시기이다. 1960년대에는 「도시계획법｣주2 · 「건축법」 등이 제정되고, 학문적으로도 계획이론, 계량적 기법, 사회경제적 측면의 도시계획이론 등이 도입되었다. 1970년대에는 국토종합개발계획, 수도권 인구재배치 기본계획 등 국토 및 지역계획의 수립으로 계획대상 권역이 확대되고 환경과 자원보전 문제도 제기되면서 연구의 폭이 넓어졌다.

1980년대에는 도시계획에의 시민참여, 도시설계 제도, 도시기본계획 수립 등이 도입되었고 이와 관련된 연구가 다양하게 진행되었다. 1990년대에 이르러서는 상세계획 제도 등이 도입되었으며, 기존 시가지의 재개발, 재건축이 활발히 진행되었고, 개발과 보존을 조화시키는 지속가능한 개발에 대한 연구가 폭넓게 진행되었다.

최근 2000년대 들어와서 도시계획체계는 대폭 개편되었다. 2002년에는 「국토의 계획 및 이용에 관한 법률」을 제정 공포(2002년 2월 4일)하여 2003년 1월부터 시행하게 되었다. 종전에 국토를 도시지역과 비도시지역으로 구분하여 도시지역에는「도시계획법」, 비도시지역에는 「국토이용관리법｣주3으로 각각 관리하여 이원적으로 운용해오던 것을 비로소 통합하여 일원화하게 되었다.

특히 1994년 「국토이용관리법」 개정으로 도입된 준농림지역 제도가 결과적으로 초래한 국토 난개발에 전 국민적 관심이 집중되면서 국토의 계획적이고도 체계적인 이용을 통한 난개발방지와 환경친화적인 국토이용체계를 구축하기 위한 노력이 제도화된 것으로 볼 수 있다.

현황

한국의 최근 도시개발 동향은 새롭게 도시를 만들거나 기존도시의 물리적 환경을 개선하는 사업을 추진하고 있다. 도시공학의 전문가들은 시대적 흐름과 수요를 고려해 도시개발에 필요한 새로운 기법을 제안하고 있다.

이처럼 사회 변화에 따라 새로운 사회 문제가 등장하고 인간의 생활 패턴이 변화함에 따라 도시공학도 이와 함께 새로운 양상을 보이고 있다. 정보통신기술의 발달과 인터넷 등의 가상공간의 등장, 과다한 화석연료 사용으로 인한 기후변화, 그리고 이에 대응하기 위한 저탄소 에너지 절약적인 도시구조로의 전환 노력, 지속가능한 도시 환경에 대한 관심 증대 등의 변화는 종전의 도시공간에 대해 새로운 인식이 필요함을 시사하고 있다.

이러한 상황에 직면하여 최근에는 도시계획 및 정책이 물리적 공간에만 국한되지 않고 환경을 고려하는 새로운 개념이 나타나고 있다. 미래세대를 고려하는 지속가능한 도시, 도시의 노후한 공간을 회복하는 재생 도시, 자연과 조화를 이루기 위한 친환경 생태도시 및 저탄소도시 등이 중요한 경향으로 나타나고 있다.

지속가능한 개발(sustainable development) 개념은 '아우어 커몬 퓨쳐(Our Common Future)'에서 '미래세대가 그들의 필요를 충족시킬 수 있는 가능성을 손상시키지 않는 범위에서 현재 세대의 필요를 충족시키는 개발'이라고 정의되고 있다. 도시계획분야에서도 지속가능한 개발을 실천하고자 생태도시(Eco City: 生態都市), 어반빌리지(Urban Village), 뉴어바니즘(New Urbanism) 등 환경, 경제, 사회적 지속가능성을 고려하는 계획적 개발개념이 등장하고 있다.

뉴어바니즘은 미국에서 교외화에 대한 문제의식으로부터 출발한 설계원칙이며 사회운동으로 기존 시가지의 평면적 확산을 지양하고 고밀도로 생활요소들을 집중시키는 대안적 도시개발 방식을 통해 주거와 직장 그리고 커뮤니티 시설(공공, 구매, 위락 등)을 근접시키는 것이다. 뉴어바니즘은 자동차 중심의 전형적인 교외단지 개발방식을 지양하고, 전통적인 마을이 지녔던 인간적인 척도의 장소적 특성들을 되살리는 방식으로 새로운 도시를 개발하자는 운동이다.

뉴어바니즘의 대표적인 설계원칙인 TOD(Transit Oriented Development, 대중교통지향적 개발)의 개념은 캘도프(Calthorpe)에 의해 주창된 개념으로 지하철이나 전철역으로부터 반경 2,000ft의 보행 또는 자전거 통행거리 내에 상업 및 고용 중심지를 형성하고 그 외곽에 공공공지와 주택을 배치함으로써 자동차 통행 없이도 직장 및 상가 · 주택 간을 대중교통, 보행, 자전거로 통행할 수 있도록 개발하는 것이다.

도시재생(Urban Regeneration)이란 대도시 지역의 무분별한 외부확산을 억제하고 도심부 쇠퇴현상을 개선함으로써 도심지역에서의 인구 및 산업의 회귀를 촉진하고 재활성화를 모색하기 위한 최근의 계획경향을 말한다. 개념적으로는 쇠퇴지역의 문제를 물리적 개선을 중심으로 한 재개발 계획과는 달리 종합적인 시각에서 해결하려는 접근으로서, 해당지역의 경제적 · 사회적 · 환경적 상태를 지속적으로 개선함으로써 기존 도심의 재활성화를 도모하려는 것을 지칭한다.

생태도시는 사람과 자연 혹은 환경이 조화되며 공생할 수 있는 도시의 체계를 갖춘 도시로 도시지역의 환경문제를 해결하고 환경보전과 개발을 조화시키기 위한 방안의 하나로서 도시개발 · 도시계획 · 환경계획 분야에서 새롭게 대두된 개념이다. 이러한 생태도시는 도시를 하나의 유기적 복합체로 보아 다양한 도시활동과 공간구조가 생태계의 속성인 다양성 · 자립성 · 순환성 · 안정성 등을 포함하는 인간과 자연이 공존할 수 있는 환경친화적인 도시이다.

이밖의 새로운 도시개발의 기법은 복합도시개발(Multifunctional City Development), 압축도시개발(Compact City), 유비쿼터스도시개발(Ubiquitous City Development), 스마트성장관리 등이 있다.

복합도시개발은 판매 · 업무 · 주거 · 호텔 및 위락 등의 요소 중 3가지 이상의 용도가 상호 지원하면서 기능적 물리적 통합이 이루어지는 일관된 개발계획이다. 토지의 이용가치를 높이기 위하여 서로의 기능을 해치지 않으면서 물리적, 기능적으로 상호 연결 · 보완하여 각 용도들 간의 서로 유익한 승수효과주5를 발휘하도록 하는 것이다.

압축도시개발은 토지이용의 집적을 통해 토지의 이용가치를 높이기 위해 나온 개발방식이다. 고밀개발주6과 함께 주거 · 직장 · 상업 · 여가 등의 다양한 기능들을 도시중심부에 수용함으로서, 주민들의 이동거리를 줄이는 동시에 자동차 의존도를 감소시켜 이로 인한 에너지 소비량과 공해의 발생을 최소화시키는 도시 개발방식이다.

유비쿼터스도시개발은 컴퓨팅, 정보통신 기술을 기반으로 도시전반의 영역을 융합하여, 통합되고, 지능적이며, 스스로 혁신시키는 형태의 개발이다. U-city는 도시기능을 효율적으로 구현하는 동시에 지역 특성에 부합되는 차별화된 산업 전략을 통하여 경제성을 추구하고 거주민의 도시생활의 편의와 삶의 질을 향상시키게 될 것이다.

이러한 시대적 요구를 수용하기 위해 도시공학 전문가들은 새로운 계획 기법을 연구하여 현장에 적용하고 있다. 도시공학 및 세부 학문 분야와 관련된 국책 연구원은 국토연구원 · 한국건설기술연구원 · 한국교통연구원 등이 있다. 지자체 산하의 연구원으로는 서울시정개발연구원 · 경기개발연구원 · 인천발전연구원 · 충남발전연구원 · 강원발전연구원 등이 설립되었다.

관련 학회로는 대한국토 · 도시계획학회와 한국지역학회 · 대한지리학회 · 대한토목학회 · 대한건축학회 · 대한주택학회 · 대한환경공학회 · 한국환경정책학회 · 대한교통학회 · 한국측지학회 · 대한원격탐사학회 · 한국GIS학회가 있고, 다수의 기업체 부설연구소 등이 있다.

도시공학의 진로는 크게 공공부문과 민간부문으로 나눌 수 있는데, 공공부문은 중앙 및 지방정부, 공기업, 국책 및 시 · 도연구원 등으로 나눌 수 있으며, 민간부문은 건설회사, 엔지니어링 회사, 컨설팅 회사 등으로 세분할 수 있다.

참고자료

• 〈도시공학〉, 《사이트명》
• 〈도시공학〉, 《두산백과》
• 〈도시공학 (都市工學)〉, 《한국민족문화대백과사전》
• 〈도시학과〉, 《나무위키》

같이 보기

• 도시계획
• 토목공학
• 교통공학
• 환경공학

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