• Architectural research
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• 제22권2호
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• pp.41-52
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• 2020

Laboratory buildings with specialized equipment and ventilation systems pose challenges in terms of efficient energy use and initial construction costs. Additionally, lab spaces should have flexible and efficient layouts and provide a comfortable indoor research environment. Therefore, this study aims to identify the correlation between the facade of a building and its interior layout from case studies of energy-efficient research labs and to propose passive energy design strategies for the establishment of an optimal research environment. The case studies in this paper were selected from the American Institute of Architects Committee on the Environment Top Ten Projects and Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) certified research lab projects. In this paper, the passive design strategies of space zoning, façade design devices to control heating and cooling loads were analyzed. Additionally, the relationships between these strategies and the interior lab layouts, lab support spaces, offices, and circulation areas were examined. The following four conclusions were drawn from the analysis of various cases: 1) space zoning for grouping areas with similar energy requirements is performed to concentrate similar heating and cooling demands to simplify the HVAC loads. 2) Public areas such as corridor, atrium, or courtyard can serve as buffer zones that employ passive solar design to minimize the mechanical energy load. 3) A balanced window-to-wall ratio (WWR), exterior shading devices, and natural ventilation systems are applied according to the space programming energy requirements to minimize the dependence on mechanical service. 4) Lastly, typical laboratory space zoning categories can be revised, reversed, and even reconfigured to minimize the energy load and adjust to the site context. This study can provide deep insights into various design strategies employed for construction of green laboratories along with intuitive arrangement of various building components such as laboratory spaces, lab support spaces, office spaces, and common public areas. The key findings of this study can contribute towards creating improved designs of laboratory facilities with reduced carbon footprint and greenhouse emissions.

• 농업과학연구
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• 제40권4호
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• pp.271-276
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• 2013

This experiment was carried out to determine optimal culture conditions for the production of tubers of Calla (Zantedeschia elliottiana 'Golden Affair' and 'Black Magic') in Korea highland. In vitro produced plantlets and tuberlets of Calla 'Golden Affair' and 'Black Magic' were planted plastic film greenhouse and grown for 100, 120, 140 days, with different night temperature treatments ($0{\sim}10^{\circ}C$ : no heating, 10, $15^{\circ}C$). In both cultivars, tuber size(tuber diameter, tuber height) and tuber weight increased with increasing cultivation period when the night temperature was maintained at $10^{\circ}C$. The largest tuber diameter in vitro produced plantlets was 5.8cm in 'Black Magic' and 3.2cm in 'Golden Affair', and daily tuber growth rate was 1.110g in 'Black Magic' and 0.092g in 'Golden Affair' under the culture conditions. Consequently we think that tuber harvest date was Oct. 30 and night temperature was $10^{\circ}C$ and no heating that was proper method of tuber production. However we had selection of $10^{\circ}C$ treatment for tuber production because it appeared freezing damage occasionally in highland late in October.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제40권2호
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• pp.1-10
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• 2020

Korea government published renewable energy obligation policy that public building must be supplied some part of total consumption energy (2019: 27%, 2020: 30%). RETScreen is freely available global energy tool that developed by Canadian National Energy Laboratory to quantify energy saving to compare conventional system. This program can be performed energy modeling, cost analysis, greenhouse gas emission analysis and financial analysis. In this study, GSHP (Ground source heat pump) heating and cooling system were studied for the energy deliverly and ROI (Return On Investment) in an office building. Three cases were studied according to the number of HP (Heat pump) units for the 1,000㎡ office building located in Daejeon. Results indicated that the energy delivery of the case 1 (1 HP unit) covered 57% of the office building heating and cooling energy consumption. The case 2 (2 HP units) covered 87.8% and the case 3 (3 HP units) covered 96.8% of the office building energy consumption. The ROI of the case 1 indicated 7.9 years. While 8.2 years for the case 2 and 9.7 years for the case 3.

• 화훼연구
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• 제18권3호
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• pp.186-192
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• 2010

경상대학교 농장 벤로형 유리온실($280m^2$)에 적외선등 난방 시스템을 설치하였다. 분식물 호접난, 홍콩야자나무, 무늬고무나무, 장미에 대한 적외선등 난방 시스템의 가열효과를 알아보고자 열화상 카메라를 이용하여 온도변화를 측정하였다. 그리고 난방의 효과를 적외선등 난방시스템 'On'과 'Off'로 달리하여 실험을 수행하였고 적외선등 난방 시스템의 경제성을 분석하였다. 온실 내부 설정온도가 $18^{\circ}C$일 때 식물체의 엽온도는 $22.8{\sim}27^{\circ}C$, 화분에 담겨 있는 배지의 온도는 $21.3{\sim}24.3^{\circ}C$이었다. 관엽식물과 같이 키가 큰 작물은 상부의 온도가 홍콩야자나무와 무늬고무나무 각각 $24.0^{\circ}C$와 $26.9^{\circ}C$로 가장 높았고, 아래 로 내려오면서 점점 온도가 내려가는 경향을 보였다. 열화상 카메라를 이용한 온도 변화 관찰을 통하여 적외선등 난방 시스템을 이용한 온실내 작물의 가열 효과는 충분함을 알 수 있었다. 장미의 경우 적외선등 난방 시스템을 이용한 난방의 경우 밤과 새벽 사이 외부 기온이 많이 떨어지는 시점에도 설정온도($18^{\circ}C$)에 가깝게 유지되고 있었다. 특히 'On' 상태에서 근권부 평균온도는 $21.8^{\circ}C$이었고, 엽의 평균온도는 $17.8^{\circ}C$이었다. 'Off' 상태의 경우 근권부 평균온도가 $20.4^{\circ}C$이었고, 엽의 평균온도는 $15.5^{\circ}C$로 뚜렷한 차이를 보였다. 난방부하량은 약 $24,850{\sim}35,830kcal{\cdot}h^{-1}$ 정도로서 이 때 난방비를 경유로 환산 하면 약 27,000~40,000원 정도였다. 소비전력량과 전력요금은 각각 330~560 kWh 및 8,600~14,800원 정도였다. 즉 전체적으로 단순비교해 볼 때, 적외선등 난방 시스템을 사용할 경우 경유 온수보일러에 비해 난방비용이 약 35%정도 밖에 소요되지 않는 것을 알 수 있다. 적외선등 난방시스템을 이용한 난방의 경우 야간 시간대에 공기온도가 설정온도 보다는 다소 낮게 유지되고 있음을 알 수 있다. 즉, 유리온실의 경우 밀폐성이 좋지 않아서 공기온도를 설정한 온도수준으로 유지되지 못하는 것으로 판단되어 향후 유리온실에서 적외선등 난방 시스템을 이용하는 경우 설치간격, 센서 부착위치 및 공기대류 등에 대한 연구가 더 필요하다고 생각된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제10권1호
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• pp.15-22
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• 2001

겨울철 시설오이의 관수온도는 일반적으로 12~14$^{\circ}C$로서 토양의 깊이 약 15cm의 평균온도 14~16$^{\circ}C$보다 낮아 관수로 인하여 작물의 근권온도로 일시적으로 2~4$^{\circ}C$ 강하시키게 된다. 이러한 저온관수의 공급은 생육에 장애를 주어 생산수량과 품질에 영향을 주게된다. 따라서 근계 주변의 토양의 온도는 보통 재배작목에 따라 약간씩 차이가 있으나 대체적으로 20~22$^{\circ}C$가 적합한 것으로 알려져 있다. 본 연구는 근계가 비교적 작은 생육초기에 가온관수의 효과가 매우 높을 것으로 판단하여 무가온관수와 2$0^{\circ}C$, $25^{\circ}C$의 가온관수의 효과를 비교 분석하였다. 무가온(13$^{\circ}C$)관수를 할 경우 지온의 변화는 지중 10cm까지 약 5~7$^{\circ}C$ 낮아졌으며지중 20cm부터는 영향이 2~3$^{\circ}C$로 비교적 적었다. 2$0^{\circ}C$의 기온관수의 경우 지온변화는 지증 5cm가 관수온도와 유사한 2$0^{\circ}C$정도를 유지하였으며, 지중 10cm에서는 약 2$^{\circ}C$정도 내려갔다. $25^{\circ}C$가온관수의 경우 지온변화는 지중 5cm가 약 0.5$^{\circ}C$정도 떨어져 지온변화에 영향이 거의 없었으며, 지중 10cm 깊이에서는 약 $1.5^{\circ}C$정도 하강하였다. 무가온구에 비하여 가온구(2$0^{\circ}C$, $25^{\circ}C$)가 초장, 잎수 그리고 마디수에서 5~10% 초기생육이 우수하였으며, 2$0^{\circ}C$와 $25^{\circ}C$의 가온관수구 간의 차이는 미세하였다. 줄기와 뿌리의 생체중과 건물중의 비교하면 $25^{\circ}C$의 가온관수구가 2$0^{\circ}C$의 관수구보다 우수하였으며 무가온구에 비하면 가온관수가 (2$0^{\circ}C$, $25^{\circ}C$) 약 10~30% 정도 우수하였다. 과수와 평균과중, 생산량에서 무가온구를 기준으로 할 때 2$0^{\circ}C$ 가온구는 105%, 109%, 115%로 나타났으며, $25^{\circ}C$가온구에서는 각각 109%, 112%, 121%정도로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.48-53
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• 2017

농림축산식품부의 주요정책 중 하나가 농식품 수출액 100억 달러 달성이다. 2016년 현재 농식품 수출액은 65억달러로 수출목표 달성이 그리 쉽지는 않은 상황이다. 농림축산식품부 사업인 시설현대화사업, 첨단온실사업 등은 원예작물의 수출을 전제로 시행되고 있다. 이러한 정책 기조에서 수출활성화와 동시에 수입과일의 국내 직접재배를 통한 수입대체 효과를 고려할 필요가 있다. 온대 및 열대 신선과일 수입액은 2000년에 2천 억에서 2016년 1조 2천 억으로 6배 증가하였다. 온대 및 열대 신선과일 수입을 대체할 수 있는 방안을 찾아 시행한다면 농가소득을 올리고 과수농가의 성장도 이끌 수 있다. 우리나라에서 온 열대 과일 생산의 핵심과제는 난방비를 절감하는 것이다. 제주도 애플망고 생산 농가가 면세 등유와 발전소 온배수를 이용한 경우를 조사하여 비교 분석하였다. 분석결과에 의하면 난방비가 42.3% 감소하였다. 난방비 문제 해결 대안 중 발전소 온배수를 활용한 방안을 고려할 수 있다. 온배수를 이용하면 난방비를 획기적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 수입 과일을 국내 생산으로 대체하는 효과를 얻을 수 있다. 수입과일과의 가격경쟁을 위해서 현재 시행되고 있는 여러 정부지원사업(국비 보조20%, 융자 20%, 지방비 30%, 자부담 20%)을 수입과일 대체를 위한 생산농가에게 적용하게 되면 상당한 효과가 있을 것으로 판단된다. 이 연구는 발전소 온배수를 활용하여 수입되고 있는 온대 및 열대 과일의 국내 생산을 위한 정책구상에 대한 검토와 더불어 몇 가지 정책적 시사점을 제안하고 있다.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권4호
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• pp.311-321
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• 2019

온실에서 겨울철 야간에는 열손실을 줄이기 위한 목적으로, 여름철 주간에는 차광을 위한 목적으로 스크린을 사용하고 있다. 온실의 냉난방 에너지 절감효과에 큰 영향을 미치는 스크린의 장파복사 방사율과 흡수율은 온실에 설치할 적절한 스크린을 선택하는데 있어서 중요한 요소가 되며 이러한 특성값들을 정확하게 측정할 수 있는 방법이 필요하다. 외부 환경조건에서 스크린의 장파복사 특성의 측정과 관련된 연구가 일부 수행된 바 있지만 모든 종류의 스크린에 적용할 수 있는 방법은 아니고 공극이 있는 스크린 자재에만 적용이 가능한 방법이다. 본 연구에서는 순복사계 및 야간복사계를 사용하여 온실 스크린의 장파복사 흡수량과 방사량을 측정하고, 방사율, 흡수율 및 투과율을 결정하는 새로운 방법을 제시하였다. 특성값의 측정은 공극이 0인 4가지 종류의 스크린 자재에 대하여 수행하였다. 모든 자재가 장파복사 방사량이 흡수량보다 높게 나타났다. PE, LD-13, LD-15 and PH-2의 장파복사 방사율은 각각 $0.439{\pm}0.020$, $0.460{\pm}0.010$, $0.454{\pm}0.004$, and $0.499{\pm}0.006$ 범위로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.643-643
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• 2012

Increasing energy prices and growing concerns about global warming address the need to improve energy self-sufficiency in many industrial and municipal sectors. Wastewater treatment plants (WWTPs) are representative of energy-consuming facilities in Korea, accounting for 5% of national energy consumption. We present renewable energy technologies and energy self-sufficiency scenarios in a municipal WWTP ($30,000m^3d^{-1}$) located in Yongin, South Korea. By employing photovoltaics (PV, 135 kW), small hydropower turbine (10 kW), and thermal energy from treated effluent (25 RT: refrigeration ton) within the WWTP, a total of 142 tonne of oil equivalent (toe) of energy was estimated to be generated, accounting for $365ton\;CO_2\;yr^{-1}$ of greenhouse gas emission reduction. Core renewable technologies under consideration include 1) hybrid solar PV system consisting of fixed PV, dual-axis PV, and building integrated PV, 2) low-head small hydropower plant specifically designed for treated effluent, 3) effluent heat recovery system for heating and air conditioning. In addition to these core technologies, smart operation and management scheme will be presented for enhancing overall energy savings and distribution within the WWTP.

• Agricultural and Biosystems Engineering
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• 제6권2호
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• pp.65-69
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• 2005

A windheat generation system with a Savonius windturbine was developed and the performance was evaluated through field tests. The system consisted of a heat generation drum, heat exchanger, water storage tank, and two circulation pumps. Frictional heat is created by rotation of a rotor inside the drum containing thermo oil, and was used to heat water. In order to estimate the capacity of this windheat generation system, weather data was collected for one year at the site near the windheat generation system. Wind Power from the savonius wind turbine mill was transmitted to the heat generation system with an one-to-three gear system. Starting force to rotate the savonius wind turbine and the whole system including the windheat generation system were 1.0 and 2.5 kg, respectively. Under the outdoor wind condition, maximum speed of the rotor in the drum was 75rpm at wind speed 6.5 m/sec, which was not fast enough to produce heat for greenhouse heating. Annual cumulative hours for wind speeds greater than 5 m/sec at height of 10, 20, 30 m were 190, 300 and 1020 hrs, respectively. A $5^{\circ}C$ increase in water temperature was achieved by the windheat generation system under the tested wind environment.

• 토지주택연구
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• 제1권1호
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• pp.27-34
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• 2010

본 연구에서는 그린 홈의 보급확대와 평가기법 개발을 목적으로 하고 있다. 구체적으로는 기 조사된 실측 데이터를 기본으로 시뮬레이션 결과 값의 보간 및 설비시스템의 교체에 따른 효과 검토를 통하여 에너지 절감량 및 이산화탄소 배출 삭감량 평가 프로그램을 개발하였다. 또한, 그린 홈의 보급확대에 따른 비용 검토를 통하여 그린홈을 건설하는 사업자에게는 지방세법 개정에 따른 취등록세 감면 등의 지원대책을 수립하였다.