• Macromolecular Research
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• 제14권4호
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• pp.408-415
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• 2006

Temperature-dependent, wide-angle, x-ray diffraction (WAXD) patterns and infrared (IR) spectra were measured for biodegradable poly(3-hydroxybutyrate) (PHB) and its copolymers, poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) P(HB-co-HHx) (HHx=2.5, 3.4, 10.5, and 12 mol%), in order to explore their crystal and lamellar structure and their pattern of C-H...O=C hydrogen bonding. The WAXD patterns showed that the P(HB-co-HHx) copolymers have the same orthorhombic system as PHB. It was found from the temperature-dependent WAXD measurements of PHB and P(HB-co-HHx) that the a lattice parameter is more enlarged than the b lattice parameter during heating and that only the a lattice parameter shows reversibility during both heating and cooling processes. These observations suggest that an interaction occurs along the a axis in PHB and P(HB-co-HHx). This interaction seems to be due to an intermolecular C-H...O=C hydrogen bonding between the C=O group in one helical structure and the $CH_3$ group in the other helical structure. The x-ray crystallographic data of PHB showed that the distance between the O atom of the C=O group in one helical structure and the H atom of one of the three C-H bonds of the $CH_3$ group in the other helix structure is $2.63{\AA}$, which is significantly shorter than the sum of the van der Waals separation ($2.72{\AA}$). This result and the appearance of the $CH_3$ asymmetric stretching band at $3009 cm^{-1}$ suggest that there is a C-H...O=C hydrogen bond between the C=O group and the $CH_3$ group in PHB and P(HB-co-HHx). The temperature-dependent WAXD and IR measurements revealed that the crystallinity of P(HB-co-HHx) (HHx =10.5 and 12 mol%) decreases gradually from a fairly low temperature, while that of PHB and P(HB-co-HHx) (HHx = 2.5 and 3.5 mol%) remains almost unchanged until just below their melting temperatures. It was also shown from our studies that the weakening of the C-H...O = C interaction starts from just above room temperature and proceeds gradually increasing temperature. It seems that the C-H...O=C hydrogen bonding stabilizes the chain holding in the lamellar structure and affects the thermal behaviour of PHB and its copolymers.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제2권2호
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• pp.32-34
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• 1974

본 논문은 1968년 과학기술처 Trust Fund에 의하여 실시된 연구로서 전남 지방에 있어서 최적합한 양송이 재배사를 구명하기 위하여 이미 구미에서 연구된 결과를 토대로 하여 우리나라의 기후적 조건과 경제적 조건을 고찰한 자연공기 순환법을 적용, 양송이 재배에 최적한 환경 조건과 이의 조절법을 구명코저 시상식재배사와 지하실에 구축한 태양열을 이용하는 태양열식 재배사를 본실험용으로 구축하고 전자에 대하여서는 외가의 온도의 영향을 받지 아니하는 측벽구조와 천정의 구조, 환기구의 위치 및 그 환기량등에 관하여 검토하였으며 후자에 관하여는 태양열 이용 효과에 대하여 검토하였다. 또한 동기에 있어서의 계속적 재배를 가능케 하기 위하여 양송이 재배사의 보온에 적합한 가열 장치에 대하여서도 검토하였다. 1. 실험용 지상식 양송이 재배사의 효과에 관하여는 이미 실험결과 및 그 분석에서 지적된 바 있거니와 그 측벽 및 천정의 구조는 재배사를 외계의 기상조건에서 격리하는데 충부한 효과가 있는 것으로 고려된다. 2. 반지하실에 구축한 실험용 태양식 양송이 재배사의 효과에 관하여는 실험결과 및 그 분석에 지적한 바와 같거니와 태양열을 이용하는데 있어 충분한 효과가 있는 것으로 고려된다. 그러나 이것을 농가에 적용하기 위하여는 다음과 같은 제점이 개선되어야 할 것으로 고려된다. 즉 (1) 태양식의 지붕과 천정은 실험용 지상식재배사의 그것과 동일히 하고, (2) 태양열 수열 장치는 적당히 제고되어야 할 것으로 고려된다. 3. 본 실험 연구에서 실시한 각조의 환기법중 GE-CV 및 VS-CV 환기법이 가장 효과적인 것으로 본다. 4. 측벽수치 및 지중 환기장치는 이미 지적한 바와 같이 농가용 양송이재배사의 자연환기법으로 실용적 가치가 충분하다. 그것은 이들 환기장치는 그 환기로를 통하여 사내에 유입되는 외기의 온도를 인공적으로 가열이나 또는 냉각하지 않고 사내 온도에 접근하지 않도록 조절하는 효과가 있기 때문이다. 지금 외온을 $X^{\circ}C$로 할때 각종 환기로에 의하여 흡수되는 온도 $Y^{\circ}C$를 X의 함수로 하는 실험식은 다음과 같이 회귀직선으로 표시된다. GP$\cdots$Y=0.9X-12.8 GE$\cdots$Y=0.96X-15.11 VS$\cdots$Y=0.94X-17.57 5. 재배사내에 유입되는 공기 및 사외로 배출되는 공기에 관한 실험식은 다음과 같이 회귀직선 및 지수곡선으로 표시된다. 5.1 배출속도 Ycm/sec.를 유입속도 Xcm/sec.의 함수로 하는 회귀직선식 GE-CV(50%)법$\cdots$Y=1.0X-1.65 GE-CV(100%)법$\cdots$Y=0.42X+2.03 VS-CV(100%)법$\cdots$Y=0.85X+0.96 5.2 배출량 $Ym^3$/hr.를 유출량${\times}m^3$/hr.의 함수로 하는 회귀직선식 GE-CV(50%)법$\cdots$Y=2.59X-10.88 GE-CV(100%)법$\cdots$Y=2.16X+26.53 5.3 상면 공기이동 속도 Ym/sec.를 배출공기 속도${\times}m$/sec.의 함수로 하는 회귀직선식 GE-CV(50%)법$\cdots$Y=0.5X+0.84 5.4 $CO_2$ 축적량 Y(%)를 상면공기이동속도 cm/sec.의 함수로 하는 회귀직선식 GE-CV(50%)$\cdots$Y=114.53-6.42X 5.5 $CO_2$ 축적량Y(%)를 배출공기량 $m^3$/hr.의 함수로 하는 지수곡선식 GE-CV(50%)$\cdots$Y=$127.18{\times}1.0093^{-x}$ 5.6 Natural ventilation system에 있어서 양송이 생육에 적합한 환경적조건을 마련하기 위한 환기구의 단면적은 재배사 전용적에 대하여 다음과 같은 비율로할 수 있다. GE(지중유입 환기구 단면적)$\cdots$0.3-0.5%(요조절) CV(천정배출 환기구 단면적)$\cdots$0.8-1.0% (요조절) 6. 본 연구에서 실험한 각종의 가열장치중 무압증기수 보이라도 사요할 수 있는 온수 보이라가 농가용 양송이재배사 가열장치로서, 그 효과면에 있어서나 또는 그 가격면에 있어서 최적합다하는 것이 확인되고 있다.

• 생물환경조절학회지
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• 제13권4호
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• pp.217-225
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• 2004

본 조사는 최근 급격히 증가하고 있는 새송이버섯 재배농가의 안정적 영농을 위해 재배사 설계, 시공 및 환경조절과 관련한 기초 자료를 마련하기 위해 서부 경남지역을 대상으로 새송이버섯 재배사의 재배사 규모, 환경조절시스템 등의 실태조사 및 검토를 하였다. 재배사의 형태는 반영구재배사와 영구재배사로 대별 할수 있었고, 반영구재배사는 대부분 단동이었고, 영구재배사의 경우는 단동에 비해 상대적으로 연동이 많았다. 그리고 재배사의 규모는 형태에 관계없이 다양하였지만, 길이, 폭 및 동고는 각각 20m, $6.6\~7.0m$ 및 $4.6\~5.0m$정도의 농가가 가장 많았으며, 동당 바닥면적은 $132\~140m^2$(40-42평)정도의 범위로서 대부분 콘크리트로 처리하여 각종 균에 의한 버섯의 오염을 방지 할 수 있도록 되어 있었다. 반영구 및 영구재배사의 지붕경사각은 각각 $41.5^{\circ}$ 및 $18.6\~28.6^{\circ}$로 나타나 반영구재배사의 지붕경사도가 더 큰 것으로 나타났다. 그리고 재배상의 폭 및 단수는 재배사의 형태에 관계없이 각각 $1.2\~1.6m$정도와 4단이 주류를 이루고 있었다. 버섯을 연중재배 하는 재배사에는 모두 냉${\cdot}$난방시설, 가습장치 및 환기팬이 설치되어 있었다. 난방방식의 경우, 온수보일러, 전기히터, 증기보일러 순으로 나타났다. 냉방장치의 경우는 모두 산업용 에어컨을 설치하여 운용하고 있었다. 그리고 가습은 초음파가습기와 원심분리가습기를 사용하고 있었으며, 보조 장치로 분무노즐을 사용하는 농가도 일부 있었다. 또한 온${\cdot}$습도 조절 및 탄산가스 조절을 위한 장치의 제어는 동별 제어시스템을 많이 채택하고 있었다. 그리고 온도센서 이외는 모두 타이머를 이용하고 있음을 알 수 있었다. 배지병의 크기는 850 cc 및 1,100 cc를 사용하는 농가가 주류를 이루고 있었고, 이 밖에도 800cc와 950 cc, 1,200 cc병을 사용하는 농가도 있었다. 출하형태는 대부분 유통회사와 공판장을 동시에 이용하고 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권6호
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• pp.1195-1206
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• 2011

남양주의 실제 상추재배 농가를 대상으로 전과정평가를 적용하여 bottom-up 방식의 사례분석을 수행하였다. 사례분석을 위하여 현장을 방문하여 청취 조사를 하였고, 대상 농가는 유기농가 2곳, 무농약 인증 농가 1곳, 관행농가 2곳이었다. 현장자료 수집과 산정에서 데이터 값의 오차범위가 넓어지는 것을 고려하여 추가의 냉난방이 없는 가을 1 작기를 기준으로 평가하였고, 민감도 분석과 시나리오 분석을 추가하였다. 전과정 목록분석과 영향평가는 'PASS(4.1.3)' 소프트웨어를 사용하였다. GTG 목록작성 결과 상추 1 kg 생산하는데 투입되는 물질 중 비료와 에너지 투입이 가장 높은 비중을 차지하였고, 농약이 가장 작은 값을 나타냈다. 특히 육묘단계가 없었던 농가 1을 제외한 모든 농가에서 전기의 투입량이 가장 높게 나타났다. 상추 1 kg 생산하는데 영농작업으로 말미암아 포장에서 직접 배출되는 $CO_2$, $CH_4$, $N_2O$는 각각 6.79E-03 (농가 1), 8.10E-03 (농가 2), 1.82E-02 (농가 3), 7.51E-02 (농가 4), 1.61E-02 (농가 5) kg $kg^{-1}$ lettuce이었다. 전과정 목록분석 결과 시설 상추 1 kg 생산하는데 발생하는 온실가스 발생량은 $CO_2$가 배출량 대부분을 차지하였고, 그 다음이 $N_2O$, $CH_4$ 순으로 나타났다. 농가별 $CO_2$ 배출량은 각각 2.92E-01 (농가 1), 3.76E-01 (농가 2), 4.11E-01 (농가 3), 9.40E-01 (농가 4), $5.37E-01kg\;CO_2\;kg^{-1}\;lettuce$ (농가 5)이었다. 공정별 온실가스 발생량을 분석한 결과, $CO_2$는 에너지생산 과정에서 발생하는 양이 가장 많았다. 관행농은 에너지생산에 의한 배출 비중이 유기농보다 적었고 대신 복비 생산에 의한 $CO_2$ 배출 비중이 그 차이만큼 늘었다. 또한, 무기질 비료 투입이 많아질수록 아산화질소 발생에서 상추재배 공정이 차지하는 비중이 높게 나타났는데 농가 1, 2는 87%, 농가 3은 64%를 나타냈다. 시설 상추 생산체계의 탄소성적 값은 농가별로 각각 3.40E-01 (농가 1), 4.31E-01 (농가 2), 5.32E-01 (농가 3), 1.08E+00 (농가 4), 6.14E-01 (농가 5) kg $CO_2$-eq. $kg^{-1}$ lettuce였다. 민감도 분석 결과 유기질 비료 민감도가 무기질 비료 민감도 보다 높았고, 이 중 유박의 민감도가 가장 높았고, 복합비료의 민감도가 가장 낮았다. 또한, 온실가스 변화량 중 아산화질소 발생량이 가장 민감하게 변화하였다. 전기 사용량 변화에 따른 민감도 분석은 이산화탄소의 민감도가 가장 높았고, 다음이 메탄이었고, 아산화질소는 민감도가 0에 가까웠다. 따라서 시설재배 상추생산에서 탄소배출량 감소를 위하여 질소비료 종류와 시비방법 및 시설내 전기사용에 대한 합리적 영농법에 대한 연구가 필요할 것으로 판단되었다. 상추 재배에서 여름 작기에 대한 탄소 성적 시나리오 분석결과 생산량이 봄이나 가을에 비하여 약 1/2~1/3정도 작았고, 이에 따라 탄소성적도 30~40배 높은 값을 보였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제22권2호
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• pp.182-187
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• 2013

밀폐된 식물공장 환경에서 환경 조절 및 에너지 소비예측을 위해서는 환경요소들의 변화 요인을 파악해야 한다. 식물체는 광합성 과정에서 많은 양의 물을 증산을 통해 대기 중으로 방출하게 되는데, 일반적으로 식물공장의 특성상 비교적 높은 습도 유지가 필요하며, 증산은 실내 습도에 직접적인 영향을 주기 때문에 식물의 증산량에 대한 정량화가 필요하다. 본 연구에서는 식물공장 생육조건에서 4가지 품종의 상추를 재배하면서 생육기간에 따른 엽면적 변화와 증산속도를 측정하고 이를 바탕으로 Penman-Monteith 방정식을 식물공장 조건에 맞게 변형시켰다. 그리고 이러한 결과들을 토대로 식물공장에서 재배 기간 중 증산으로 인해 발생하는 수분의 양을 시뮬레이션을 통해 예측하였다. 그 결과 작물의 엽면적과 증산속도는 생육기간이 진전됨에 따라 점차 증가하는 것으로 나타났으며 엽면적과 증산량 사이는 비례관계를 나타냈다. 증산량 추정 모델식 변형은 일반적으로 다양한 환경 요인들에 의해 증산량이 결정되던 기존의 모델식들에 비해 엄밀한 환경 요소들에 대한 제어가 가능한 식물공장에서 증산량은 환경 요소들은 상수로 취급 가능하며, 작물의 엽면적지수의 변화에 대해서만 주로 결정되었다. 또한 설정된 환경 조건에서 생육기간에 따른 증산량 추정모델을 이용하여 전체 생육기간 중 작물 개체당 누적 증산량을 높은 결정계수($r^2$)로 예측할 수 있었다. 이렇게 예측된 증산량은 식물공장 환경 제어 기술 중 냉난방 부하 계산 및 관수 계획을 세우는데 활용 가능할 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권2호
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• pp.161-170
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• 2020

국내 시설 농업의 99.2%를 차지하는 플라스틱온실의 내부 환경인자는 외부 환경의 변화에 민감하게 반응하고 온실 공간 내부에서 편차가 발생한다. 온도, 습도, CO₂, 광도의 환경인자를 계측하기 위한 지점을 3 × 3 × 5로 구성하여 데이터를 취득하고 내부 공간을 수직, 수평적인 측면으로 분할하여 환경 인자의 분포를 확인하였다. 계측지점의 최적점을 선정하고자 계측 공간을 수직, 수평적인 방향으로 분할하고, 측정 데이터와 이를 활용한 예측지점의 선형회귀분석 결과로 성능평가를 실시하였다. 일반적인 상황에서는 온도와 습도 인자의 경우 1개의 센서로 플라스틱온실 내부 환경의 계측이 가능할 수 있으나, 특정구간의 경우 다수의 센서를 활용하여 내부공간의 정밀성을 확보하는 것이 필요하다. CO₂의 경우 실험기간 내의 계측 매트릭스의 증가에도 불구하고 변이를 정의하는데 한계가 있음을 발견하였다. 조도 분포의 경우 일출 이후 지속적으로 회귀분석 결과가 작아짐을 발견하였다. 구조물의 간섭 등을 고려해 동일한 수평적인 방향에서 미계측 지점의 결정계수가 감소하였고, 센서 매트릭스 배치를 작물 높이 위로 위치하여 다수의 센서 노드 설치로 개선 가능하다고 예상된다. 외부 환경의 변화에 따라 온실 내부 환경이 불규칙하게 변화되며, 이 구간은 시설의 규격을 고려하여 계측 매트릭스를 구성해야 한다. 반대로 안정적인 구간에서는 최소한의 센서 노드로 내부 환경의 예측이 가능한 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 측정하고자 하는 환경인자와 시설의 구조 등 연구 및 재배자의 목적에 맞는 계측 매트릭스 위치 선정의 유동성이 요구되며, 덕트의 개폐위치를 조절하여 필요한 곳에 에너지를 투입하는 국소냉난방 및 생육제어 모델링 설계에 적용 가능하다고 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제9권1호
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• pp.1-44
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• 1969

이상(以上)과 같이 조사(調査) 또는 실험(實驗)한 결과중(結果中) 그 중요(重要)한 것을 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 실험용(實驗用) 지상식(地上式) 양송이 재배사(栽培舍)의 효과(効果)에 관(關)하여는 이미 실험결과(實驗結果)및 그 분석(分析)에서 지적(指摘)된 바 있거니와 그 측벽(側壁)및 천정(天井)의 구조(構造)는 재배사(栽培舍)를 외계(外界)의 기상조건(氣象條件)에서 격리(隔離)하는데 충분(充分)한 효과(効果)가 있는 것으로 고려(考慮)된다. 2. 반지하실(半地下室)에 구축(構築)한 실험용(實驗用) 태양식(太陽式) 양송이 재배사(栽培舍)의 효과(効果)에 관(關)하여는 실험결과(實驗結果)및 그 분석(分析)에서 지적(指摘)한 바와 같거니와 태양열(太陽熱)을 이용(利用)하는데 있어 충분(充分)한 효과(効果)가 있는 것으로 고려(考慮)된다. 그러나 이것을 농가(農家)에 적용(適用)하기 위(爲)하여는 다음과 같은 제점(諸點)이 개선(改善)되어야 할 것으로 고려(考慮)된다. 즉 (1) 태양식(太陽式)의 지붕과 천정(天井)은 실험용(實驗用) 지상식(地上式) 재배사(栽培舍)의 그것과 동일(同一)히 하고 (2) 태양열(太陽熱) 수열장치(受熱裝置)는 적당(適當)히 재고(再考)되어야 할 것으로 고려(考慮)된다. 태양열(太陽熱) 수열장치(受熱裝置)는 그림 40과 같이 하면 유효(有效)할 것으로 구상(構想)된다. 3. 본실험연구(本實驗硏究)에서 실시(實施)한 각종(各種)의 환기법중(換氣法中) G.E.-C.V. 및 V.S.-C.V. 환기법(換氣法)이 가장 효과적(效果的)인 것으로 본다. 4. 측벽수직(側壁垂直)및 지중(地中) 환기장치(換氣裝置)는 이미 지적(指摘)된 바와 같이 농가(農家) 양송이 재배사(栽培舍)의 자연환기법(自然換氣法)으로 실용적(實用的) 가치(價値)가 충분(充分)하다. 그것은 이들 환기장치(換氣裝置)는 그 환기로(換氣路)를 통(通)하여 사내(舍內)에 유입(流入)되는 외기(外氣)의 온도(溫度)를 인공적(人工的)으로 가열(加熱)이나 또는 냉각(冷却)하지 않고 사내온도(舍內溫度)에 접근(接近)하도록 조절(調節)하는 효과(効果)가 있기 때문이다. 지금 외온(外溫)을 $X^{\circ}C$로 할 때 각종(各種) 환기로(換氣路)에 의(依)하여 흡수(吸收)되는 온도(溫度) $Y^{\circ}C$을 X의 흉수(凶數)로 하는 실험식(實驗式)은 다음과 같이 회귀직선(回歸直線)으로 표시(表示)된다. $$G.P.{\cdots}Y=0.9x-12.8$$ $$G.E.{\cdots}Y=0.96x-15.11$$ $$V.S.{\cdots}Y=0.94x-17.57$$ 5. 재배사내(栽培舍內)에 유입(流入)되는 공기(空氣)및 사외(舍外)로 배출(排出)되는 공기(空氣)에 관(關)한 실험식(實驗式)은 각각(各各) 다음과 같이 회귀직선(回歸直線)및 지수곡선(指數曲線)으로 표시(表示)된다. (1) 배출속도(排出速度) Ycm/Sec를 유입속도(流入速度)${\times}$cm/Sec의 흉수(凶數)로 하는 회귀직선식(回歸直線式) G.E.-C.V.(50%)법(法) $${\cdots}Y=1.01x-1.65$$ G.E.-C.V.(100%)법(法)$${\cdots}Y=0.42x+2.03$$ V.S.-C.V.(100%)법(法)Y=0.85x+0.96 (2) 배출량(排出量) Y $m^3/hr$ 유출량(流出量) ${\times}m^3/hr$의 함수(凾數)로 하는 회귀직선식(回歸直線式) G.E.-C.V.(50%)법(法)$${\cdots}Y=2.59x-10.88$$ G.E.-C.V.(10%)법(法)Y=2.16x+26.53 (3) 상면(床面) 공기이동(空氣移動) 속기(速氣) Y m/Sec를 배출공기(排出空氣) 속도(速度)${\times}$m/Sec의 함수(凾數)로 하는 회귀직선식(回歸直線式) G.E.-C.V.(50%)법(法)$${\cdots}Y=0.54x+0.84$$ (4) $Co_2$ 축적량(蓄積量)Y(%)를 상면(床面) 공기이동(空氣移動) 속도(速度)${\times}$cm/Sec의 함수(凾數)로 하는 회귀직선식(回歸直線式) G.E.-C.V(50%)법(法)$${\cdots}Y=114.53-6.42x$$ (5) $Co_2$ 축적량(蓄積量)Y(%)를 배출(排出) 공기량(空氣量) $m^3/hr$ 함수(凾數)로 하는 지수곡선식(指數曲線式) G.E.-C.V.(50%)법(法) -$$y=127.18{\times}1.0093^{-X}$$ (6) natural vontilation system에 있어서 양송이 생육(生育)에 적합(適合)한 환경적조건(環境的條件)을 마련하기 위(爲)한 환기구(換氣口)의 단면적(斷面績)은 재배사(栽培舍) 전용적(全容積)에 대(對)하여 다음과 같은 비율(比率)로 할 수 있다. G.E. (지중유입환기구단면적(地中流入換氣口斷面績) $${\cdots}0.3-0.5%$$(요조절(要調節)) C.V. (천정배출환기구단면적(天井排出換氣口斷面績) $${\cdots}0.8-1.0%$$(요조절(要調節)) (7) 본연구(本硏究)에서 실험(實驗)한 각종(各種)의 가열장치중(加熱裝置中) 무압(無壓) 증기수(蒸氣水) 보이라로 사용(使用)할 수 있는 온수(溫水) 보이라가 농가용(農家用) 양송이 재배사(栽培舍) 가열장치(加熱裝置)로서, 그 효과면(効果面)에 있어서나 또는 그가격면(價格面)에 있어서 최적합(最適合)하다는 것이 확인(確認)되고 있다.

• 한국조경학회지
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• 제40권5호
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• pp.100-108
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• 2012

통풍과 차양이 하절기 옥외공간에서 인간이 느끼는 온열쾌적성에 어떤 영향을 미치는지를 객관적으로 검증하기 위하여 통풍과 차양을 달리한 실험구를 조성하고 흑구온도와 기온 및 풍속을 측정하여 평균복사온도를 환산하여 비교 분석하였다. 미기후 측정을 위하여 개방된 잔디밭에 철제 각관을 이용하여 가로${\times}$세로${\times}$높이가 각각 $3m{\times}3m{\times}1.5m$인 프레임을 구성하고, 투명 폴리에틸렌 필름과 농업용 차광막을 이용하여 통풍과 차양의 조건을 달리한 네 가지의 실험구를 조성하였다. 각 실험구 내 중심부 지면으로부터 1.2m 높이에서 베인형 풍속계와 흑구, 측온저항체(PT-100)를 이용하여 2011년 5월 1일부터 동년 9월 30일까지 풍속과 기온, 흑구온도를 매 분 단위로 계측하였다. 기상조건과 계측자료의 유효성 등을 고려하여 총 44일 동안의 13,262건의 자료를 바탕으로 실험구별 일중 시계열적 변화를 분석하였으며, 낮 시간에 해당되는 오전 7시부터 오후 8시까지의 7,172건의 자료를 바탕으로 실험구에 따른 통계적 차이를 해석하였다. 아울러 햇볕이 가장 강렬한 시간대인 오전 11시부터 오후 4시까지의 자료를 바탕으로 평균복사온도와 풍속 및 일사량과의 관계를 분석하였다. 평균복사온도를 기준으로 해석했을 때, 통풍이 차단된 노지에서의 측정기간 중 최고값이 $58.84^{\circ}C$까지 상승한 반면, 차양이 적용되고 통풍이 원할한 실험구의 최고값은 $42.94^{\circ}C$였다. 시험결과를 종합하면, 하절기 옥외공간에서 낮 동안의 평균복사온도에 있어서 차양에 의해서는 최대 $13^{\circ}C$, 평균 $9^{\circ}C$의 냉각효과가 발생한 반면, 방풍에 의해서는 반대로 평균 약 $3^{\circ}C$의 가열효과가 있는 것으로 정리되어, 통풍이 되지 않는 태양직사광 지역은 바람이 원활하게 통하는 그림자 지역 보다 최대 $16^{\circ}C$까지 높은 것으로 나타났다. 결론적으로 본 연구를 통해서 하절기 옥외공간의 열쾌적성을 개선하는데 차양이 가장 중요하며, 그 다음이 통풍이라는 사실을 파악할 수 있었다. 따라서 옥외공간에 더 많은 녹음수와 숲을 조성하여 그림자 지역을 증가시킴으로써 인간의 하절기 옥외활동에 많은 제약을 주고 있는 불필요한 열에너지를 현격하게 저감시켜 쾌적한 미기후를 효과적으로 조성할 수 있으며, 나아가 정교하게 조성된 바람길이나 통풍 시스템을 적용한다면 도시 전체의 열환경도 효과적으로 개선할 수 있을 것이다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제22권2호
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• pp.147-174
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• 2005

본 연구에서는 미 국립대기연구소(NCAR)의 열권-이온권 전기역학적 대순환 모델(TIEGCM)을 이용하여 행성간 자기장(IMF)의 방향과 세기 그리고 고도에 따라 여름철 남반구 고위도 하부 열권의 바람에 작용하는 운동량 강제력을 정량적으로 구하였다. 그리고 이들을 서로 비교 분석함으로써 IMF 조건과 고도에 따른 고위도 하부 열권의 풍계(wind system)를 유지시켜주는 주된 물리적인 과정을 살펴보았다. 고위도 하부 열권(<180km)에서 양($B_y$ > 0.8|$\overline{B}_z$|)또는 음($B_y$ < -0.8|$\overline{B}_z$|)의 IMF By 조건인 경우에 운동량 강제력 차이, 즉 IMF 기준치 ${\neq}$ 0 일 때와 IMF 기준치=0 일 때의 운동량 강제력 차이(difference momentum force)는 자기위도 -80$^{\circ}$에서 최대값을 가지면서 극관과 오로라 영역에 국한된 단순한 형태의 분포를 보인다. 그리고 IMF $B_z$ 성분이 양과 음일 때 강제력 차이의 세기는 비슷하지만 분포양상은 반대방향을 취한다. 한편 IMF $B_z$가 양($B_z$ > 0.3125|$\overline{B}_y$|) 또는 음($B_z$ < -0.3125|$\overline{B}_y$|)인 조건인 경우에는 강제력 차이가 아오로라(subauroral) 위도까지 분포하며 IMF $B_z$가 양 또는 음의 조건일 때 보다 복잡한 구조를 보인다. 그리고 IMF $B_z$가 음인 경우의 강제력 차이가 양인 경우보다 더 크며 반대방향으로 작용한다. 125km 보다 더 높은 고도(>125km)에서 바람차이를 결정하는 주된 강제력은 기압경도력, 전향력, 수평이류 그리고 비발산 성분이 강한 Pedersen 이온항력인 것으로 확인되었다. 고도 약 125km 에서는 이 네 가지 힘에 더불어 비회전 성분이 강한 Hall 이온향력과 극관내 의 연직 이류가 지역과 시간에 따라 바람차이의 형성에 작용한다. 한편 고도 108-125km 에서는 IMF $B_z$ 조건일 경우의 극관영역을 제외하고는 기압경도력, 전향력 그리고 Hall 이온항력이 이 고도에서의 바람차이를 유발시키는 주된 강제력으로 작용한다. 고도 108km 이하에서는 기압경도력과 전향력이 균형을 이루어 지균 운동을 유지시킨다. IMF-$\overline{B}_y$의존 MLT 평균 운동량 강제력들은 이온항력을 제외한 다른 모든 남북성분이 동서성분에 비해 더 강하게 중성대기에 작용하는 것으로 확인되었다. 108-125km의 고도에서 IMF B?가 음인 경우에 이온항력은 하강운동 및 단열압축가열과 관련된 시계방향의 온난순환(warm circulation)을 극관 내에 형성시킨다. 반면 IMF $B_y$가 양인 경우에는 극관 내에 상승운동 및 단열팽창냉각과 관련된 반시계방향의 한랭순환(cold circulation)을 형성시킨다. 이온항력은 IMF $B_z$가 음인 경우에는 새벽영역에 상승운동과 관련된 반시계방향의 한랭순환을, 반면에 IMF $B_z$가 양인 경우에는 새벽영역에 하강운동과 관련된 시계방향의 온난순환을 형성시킨다.