• 한국환경농학회지
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• 제37권4호
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• pp.268-276
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• 2018

본 연구는 일반인에게 안전한 실내공기질 개선수단으로 인식되는 공기정화식물의 효율적 적용을 위해 실내공조에 요구되는 총풍량 확보가 가능한 식생기반 바이오필터 시스템을 제안하고자 했다. 시스템의 정량적 성능평가는 강의실형태의 실험실 체적 $332.73m^3$ 내 16명의 재실자 조건에서 목업단위 시스템의 공조 성능, 실내공기질 및 쾌적지표 개선효과에 대한 시계열 분석으로 진행되었다. 우선, 시스템 구동을 통해 총 $1,411.22m^3/h$의 유출 총풍량을 확보하여, 4.24 ACH의 환기율을 제공할 수 있었다. 실내온도는 $1.6^{\circ}C$, 흑구온도는 $1.0^{\circ}C$ 감소가 확인되었으며, 상대습도는 24.4% 상승한 최대 82.0%까지 증가하였다. 상대습도 급증에 따른 쾌적도 감소현상은 송풍기 구동에 따라 발생되는 실내기류로 상쇄되는 것으로 판단된다. 또한, 시스템 가동에 따른 공기질 개선지표 중 $PM_{10}$은 39.5% 감소한 평균 $22.11{\mu}g/m^3$을 기록하였다. 반면, $CO_2$는 최대 1,329 ppm까지 지속적으로 농도가 상승했는데, 이는 광도조건이 광보상점을 만족하지 못해 적용 식물과 재실자에서 방출되는 $CO_2$가 처리되지 못한 것으로 해석된다. 실내쾌적지표의 경우 PMV는 평균 83.6 % 감소된 -0.082, PPD는 평균 47.0% 감소된 5.41%에 수렴하여 식생기반 바이오필터 구동에 의해 높은 쾌적범위의 실내공간조성이 가능한 것으로 판단되었다. 본 연구의 한계는 소수 참여인원과 단기간 실험으로 인하여 시스템의 성능 규명이 제한적인 부분이었으며, 보다 장기간의 실험을 통해 바이오필터에 도입된 식생의 생육상태에 따른 압력손실 변화, 미세먼지 저감에 대한 구체적인 메커니즘 규명 등의 후속연구가 진행되어야 할 것이다.

• 농업생명과학연구
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• 제53권5호
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• pp.137-143
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• 2019

본 연구에서는 단순 폐기 되는 농업폐기물(토마토, 고추, 파프리카)을 고형연료로 재활용하기 위한 열풍건조장치를 개발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 연구를 위해 건조용량 500 kg/hr인 쓰레기소각장 폐열을 열원으로 사용하는 건조기를 제작하였다. 경상남도 진주시 농산물 시장에서 구입한 남해산 시금치를 실험원료로 사용하였다. 열교환기에서 스팀 열교환에 의해 가열된 건조공기를 열풍으로 사용하여 절단 원료 투입량(126, 250, 300 kg), 원료교반여부(수동 교반, 수동 비교반), 건조방식(건조물 정치, 건조물 이송), 건조시간(0.25, 0.5, 0.6 hr)에 따른 건조특성을 파악하였다. 투입 원료의 함수율은 85.65%로 측정되었으며, 소각장 공급 스팀에 의해 열교환기에서 가열된 건조공기온도는 건조기에 투입된 실험원료의 퇴적고에 따른 압력저항에 의해 다소 차이를 보였으며 약 108 내지 144℃로 측정되었다. 동일 건조방식, 투입량, 건조시간, 건조공기온도에서 상하층간 원료를 교반하는 하는 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 약 2배 정도의 높은 건조속도를 보였다. 각 실험에서 건조용량은 약 500 kg/hr으로 나타났다. 국내 농산물 건조기 157개의 농업실용화재단 검사성적서를 기준으로 투입 에너지에 대한 건조 소요에너지 비를 나타내는 건조효율을 비교한 결과 국내 농산물 건조기 57.76%, 개발된 농업폐기물 건조기 33.46%로 기존 농산물 건조기에 비해 낮게 나타났다. 개발된 농업폐기물 건조기는 건조시간이 1시간 이내로 건조시간이 짧으며, 건조 중 많은 풍량이 손실되어 건조효율이 저하된 것으로 판단되었다. 소각장 폐열을 직접 건조열원으로 사용하는 경우 건조공기온도는 최저 160℃ 이상으로 예상 되는 바 건조용량이 크게 향상될 것으로 예측된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제45권1호
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• pp.140-152
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• 1998

배 경: 호흡부전의 치료에 있어 환자 체위를 prone position으로 하는 시도는 20년 전부터 보고되어 왔으며 폐산소화 및 심박출량 향상에 효과가 있다는 것이 알려져 있다. Prone position시 폐산소화의 호전은 임상 및 동물 실험에서 단락 감소에 의한 것으로 알려져 있으며 그 중요 기전은 supine position에 비해 prone position때 중력 의존부 폐의 늑막압이 더 작아 폐포 개방압이 줄어들기 때문인 바 저자 등은 prone position이 폐산소화에 미치는 효과는 supine position에서 사용한 PEEP의 폐포 고비 개방압과의 관계에 따라 달라질 것으로 추정하였다. Prone position에서의 심박출량 증가에 대하여는 양압환기시 발생하는 cardiac fossa lifting 현상이 prone position에 의해 완화될 수 있다는 주장이 제기된 바 있어 prone position이 또한 supine position에서 PEEP에 의해 초래된 심박출량 저하를 완화시킬 수 있는지를 잡종견 급성 폐손상 모델을 통해 알아보고자 하였다. 방 법 : 잡종견 7 마리 ($20.0{\pm}3.9$ kg)를 정맥 마취 후 기관내관을 삽관하고 인공호흡기를 Vt 15 ml/kg, f 20/min, I : E=1 : 3, pause 10%, PEEP 0 cm $H_2O$, $F_1O_2$ 1.0으로 설정하였다. 혈압, 분당맥박수, 폐동맥쐐기압, 심박출량 등의 측정과 동맥혈가스분석을 위해 서혜동맥과 폐동맥 천자술을 시행하였다. 대조기에 supine position 및 prone position 30분에 각각 호흡 지표 ($PaO_2/F_1O_2$[P/F], 총호흡기계탄성 [Cst]와 supine position, prone position 5분 및 prone position 30분에 혈류역학적 지표(평균동맥압, 분당 맥박수, 심박출량, 박출용적)을 측정하고 섭씨 38도의 생리식염수 (30~50 ml/kg)를 기관내관을 통하여 주입하여 급성 폐손상을 유도한 뒤 constant flow 법에 의해 inflection point(Pflex)를 측정하였다. 급성 폐손상에서의 supine position과 prone position실험은 Pflex보다 2 cm $H_2O$ 낮은 PEEP(Low PEEP)과 2 cm $H_2O$ 높은 PEEP (Optimal PEEP)에서 순차적으로 시행하고 각각 통일 시간대에 상기 지표들을 측정하였으며 Optimal PEEP 실험 마지막에 다시 supin position으로 체위를 바꾸고 5분 뒤 혈류역학적 지표들을 측정하였다. 결 과: 1. Prone position 시행시 Low PEEP 및 Optimal PEEP에서의 호흡 효과의 차이 Low PEEP하에서 P/F 비는 supine position에서 $195{\pm}112$ mm Hg, prone position 30분에서 $400{\pm}33$ mm Hg였고 (p<0.001) Optimal PEEP하에서 P/F 비는 supine position에서 $466{\pm}63$ mm Hg, prone position 30분에서 $499{\pm}63$ mm Hg였다 (p=0.016). Prone position에 의한 P/F 비 싱승량은 Low PEEP하에서 $205{\pm}90$ mm Hg로 Optimal PEEP($33{\pm}33$ mm Hg) 하에서 보다 유의하게 높았다(각각 p<0.05). 2. Prone position의 혈류역학적 효과 Low PEEP하에서 심박출량은 supine position($3.0{\pm}0.7$ L/min) 과 비교하여 prone position 5분 $3.3{\pm}0.7$ L/min(p=0.0180)로 증가하였고 prone position 30분 $3.7{\pm}0.8$ L/min(p=0.0630)로 차이가 없었다. 분당맥박수는 각각 $141{\pm}22\;min^{-1}$, $141{\pm}22\;min^{-1}$(p=0.8658) 및 $176{\pm}28\;min^{-1}$(p=0.0280)이었고 폐동맥쐐기압은 차이가 없었다. Optimal PEEP하에서 평균동맥압은 각각 $87{\pm}19$ mm Hg, $107{\pm}18$ mm Hg(p=0.0180) 및 $108{\pm}16$ mm Hg(p=0.0180), 심박출량은 각각 $2.4{\pm}0.5$ L/min, $3.3{\pm}0.6$ L/min(p=0.0180) 및 $3.6{\pm}0.7$ L/min(p=0.0180), 그리고 박출용적은 각각 $14{\pm}2$ml, $20{\pm}2$ ml(p=0.0180) 및 $21{\pm}2$ ml(p=0.0180)였다. 분당맥박수는 체위 변경에 따른 차이가 없었고 폐동맥쐐기압은 각각 $10.1{\pm}2.4$ mm Hg, $9.1{\pm}2.7$ mm Hg(p=0.0180) 및 $9.0{\pm}3.1$ mm Hg(p=0.0679) 이었다. Optimal PEEP하 prone position에서 다시 supine position으로 체위를 바꾸고 5분 후 평균동맥압은 $92{\pm}23$ mm Hg, 심박출량은 $2.4{\pm}0.5$ L/min, 그리고 박출용적은 $14{\pm}1$ ml로 모두 감소하였다(모두 p<0.05). 결 론 : 잡종견 급성폐손상 모델에서 prone position은 비교적 낮은 수준 PEEP의 폐산소화 호전 효과를 중대시켰고, 비교적 놓은 수준 PEEP에 의한 심박출량 저하를 완화시켰다. 이러한 결과들은 심박출량을 유지하면서 폐산소화를 호전시키고자 하는 ARDS 환자에서의 기계환기의 목표를 달성하는데 있어 prone position이 supine position보다 유리하다는 것을 시사한다.

• 생물환경조절학회지
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• 제5권2호
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• pp.215-235
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• 1996

본 연구에서 수행한 Model 시뮬레이션에 의한 열환경 분석 기법은 지역별로 다양한 기상여건 하에서 대상온실의 난방 및 냉방부하를 보다 합리적으로 예측할 수 있을 뿐만 아니라 냉방이나 난방용 시스템의 결정을 비롯한 난방대책을 수립하고, 에너지 이용 전략의 수립이나 계절적인 작부계획 수립, 온실산업용 적지선정 등에 유익하게 활용될 수 있을 것이라 판단된다. 본 연구에서는 온실의 적극적인 환경조절 유형을 난방과 냉방의 두 가지로 대별하고, 난방 소요열량 산정을 비롯하여 야간의 보온 커튼효과, Heating Degree-Hour 산정 등 난방과 관련된 시뮬레이션은 동적 모형을 이용하여 시간별, 일별 및 월별로 검토하였으며, 환기를 비롯한 차광, 증발냉각시스템의 효과 분석은 정적모형을 이용하여 검토하였다. 특히 하절기 지하수와 같은 저온수를 직접 이용하거나 Heat Pump를 통하여 확보될 수 있는 저온수를 이용하여 온실의 피복면에 살수함으로서 확보할 수 있는 온실냉방효과를 검토하는 데는 1.2m$\times$2.4m 크기의 모형온실을 제작하여 기초실험을 수행함으로서 동절기의 수막시스템의 보온효과와 마찬가지로 하절기 냉방 효과를 거둘 수 있다는 가능성을 확인하였다. 본 연구에 활용된 온실의 수치 환경모형 중 난방관련 시뮬레이션용 동적 수치모형은 소기의 목적을 달성하는데 충분히 응용될 수 있는 이론모형이다. 이 이론모형이 범용성이 높은 것은 온실 내ㆍ외의 미기상 변화, 특히 난방이나 냉방이 본격적으로 요구되는 기간동안에 온도, 습도, 일사, 풍속 등의 미기상 인자들을 면밀하게 관찰하여 실측된 자료를 바탕으로 개발되었고, 다양한 자료에 의해 충분히 검정되었기 때문이다. 본 연구에서는 경남 진주지역의 어느 특정 기간(1987년)의 시간별 기상자료를 중심으로 온실의 열적 환경변화에 대한 수치모형 시뮬레이션을 실시하였으며, 아직 수치모형에 의한 시뮬레이션이 불가능한 일부 냉방효과를 검토하는 데는 모형 실험을 실시하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 주간과 야간의 설정온도를 달리하고 다단계 변온조절방식으로 시뮬레이션을 행한 결과 난방 소요열량은 난방 설정온도에 따라 현저한 차이를 보였다. 특히 주간 설정온도에 비하여 야간 설정온도가 난방 소요열량에 예민하게 영향을 미치므로 야간의 설정온도 결정에 신중을 기해야 할 것으로 판단된다. 2. 기존의 Heating Degree-Hour 자료는 평균 외기온을 중심으로 임의의 설정온도에 대하여 산정된 값이므로 난방 소요열량에 대한 상대적인 비교수단은 되나 고려되는 기상인자의 제한과 설정온도의 임의성 때문에 실용성이 부족하다. 따라서 본 연구에서 제시된 것처럼 온실 주변의 제반 미기상 인자나 경계조건이 반영됨은 물론 작물의 생육상태 및 구체적인 설정온도까지도 고려하는 동적 수치모형으로 시시각각으로 예측된 실내기온을 중심으로 재배기간 동안의 난방열량을 적산함이 합리적이라 판단된다. 기존의 MDH 자료로 난방 설계를 할 경우에는 지나치게 과잉설계 될 가능성이 있다. 3. 산정된 난방 소요열량은 물론 커튼의 보온성능도 월별 기상여건에 따라 현저한 차이를 보이며, 시뮬레이션에 이용된 커튼의 경우 높은 보온효과를 보임으로서 년 평균 50% 이상의 난방 에너지를 절감할 수 있으며, 동절기 3-4개월의 집중 난방기에 에너지가 크게 절감됨을 발견할 수 있다. 4. 고온기 환기성능은 온실의 구조, 기상조건, 작물의 생육상태 등에 따라 다소의 차이가 있으나 환기율에 의해 크게 좌우되며, 시뮬레이션에 이용된 두 가지 농가보급형 온실 모두 환기율의 증가에 따른 실내기온의 강하 효과가 환기율이 1회/min 정도를 넘어서면서 급격히 둔화되는 현상을 보인다. 이는 기존에 권장되고 있는 적정 환기율인 1회/min 전후의 환기 시스템을 갖추는 것이 합리적임을 확인해 준다. 5. 작물이 성숙된 유리온실에서 외기의 상대습도가 50%인 쾌청한 주간동안 연속적으로 1회/min로 환기를 시킬 경우 실내기온 36.5$^{\circ}C$의 대조구에 비한 온도강하는 50% 차광만 했을 시 2.6$^{\circ}C$이고 효율 80%의 Pad ＆ Fan 시스템만 작동시 6.1$^{\circ}C$ 정도이며, 차광과 냉각시스템을 동시에 작동시는 약 8.6$^{\circ}C$로서 외기온보다 3.3$^{\circ}C$가 낮은 28$^{\circ}C$까지 실내온도를 낮출 수 있으나, 동일 조건하에서 외기의 상대습도가 80%로 높은 경우에는 Pad ＆ Fan시스템에 의한 온도강하가 2.4$^{\circ}C$에 불과하여 50% 차광하에서도 외기온 이하로 실내온도를 낮출 수 없음을 알 수 있다. 6. 하절기 3개월(6/1-8/31)동안 Pad ＆ Fan 시스템의 냉방효과($\Delta$T)는 설정된 작동 온도에 따라 다소 차이를 보일 것으로 예상되나 본 시뮬레이션에서 설정한 시스템의 작동 온도 27$^{\circ}C$에서 상대습도와의 상관관계는 대략 다음과 같았다: $\Delta$T= -0.077RH＋7.7 7. 전형적인 하절기 주간기상 하에서 경시적 냉방효과를 분석한 결과 환기만으로는 실내기온을 외기온 보다 5$^{\circ}C$ 높게 유지하는 정도가 고작이고, 차광이나 증발식 냉방시스템 만으로는 작물이 성숙한 단계에서조차도 외기온 이하로 떨어뜨리기가 어려우나 차광과 아울러 증발식 냉방을 병행할 경우에는 작물상태에 따라 다소 차이는 있지만 실내기온을 외기온보다 2.0-2.3$^{\circ}C$ 낮게 유지할 수 있음을 발견할 수 있다. 8. 일사가 차단된 27.5-28.5$^{\circ}C$의 외기온하에서 6.5-8.5$^{\circ}C$의 냉수를 온실 바닥면적 1$m^2$당 1.3 liter/min의 유량으로 온실표면에 살수했을 때 실내기온을 외기온보다 1$0^{\circ}C$ 낮은 16.5-18.$0^{\circ}C$ 정도로 낮출 수 있었다. 앞으로 살수 수온(T$_{w}$ )이나 외기온(T$_{o}$ ) 뿐만아니라 살수율(Q)에 따라 온실기온 (T$_{g}$ )에 미치는 상관 관계 T$_{g}$ = f(T$_{w}$ , Q, T$_{o}$ )를 구명하여 지하수 자체 또는 Heat Pump를 이용한 지하수온 이하의 냉수로 온실냉방의 가능성을 구명하는 것이 앞으로의 과제이다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제58권5호
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• pp.498-506
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• 2005

연구배경 : 본 연구는 COPD환자를 대상으로 기관지확장제인 tiotropium 1일 1회, 1회 1캅셀 $18{\mu}g$과 ipratropium 1일 4회, 1회 2퍼프(퍼프당 $20{\mu}g$)의 유효성 및 안전성을 비교 평가하고자 하였다. 방 법 : 초기 선별방문 후, 환자는 2주간의 관찰기간에 들어갔으며, 이 기간을 마친 환자는 이중맹검, 무작위배정 하에 위약과 함께 1일 1회 tiotropium 또는 1일 4회 ipratropium을 투여 받았다. 유효성평가는 폐기능검사, 일중 PEFR측정, 환자평가 설문조사, 보조치료약물(살부타몰) 사용량으로 하였다. 폐기능검사는 치료시작 시(0일), 치료 14일후와 치료종료 시(28일)에 하였는데, 이때 투약 5분 전, 투약 후 30분, 60분, 120분 및 180분에 시행하였다. 결 과 : 16개 기관에서 134명의 환자가 분석되었다. 환자의 평균 (표준편차) 나이는 66 (7)세이었고 $FEV_1$은 예측치의 42 (12)%였다. 4주 치료 후 trough $FEV_1$ 반응은 ipratropium군에 비해 tiotropium군에서 유의하게 높았으며 PEFR경우에도 4주 동안 지속적으로 아침 흡입 전 측정한 PEFR이 tiotropium군에서 높게 나타났다(차이: 12.52-13.88 l/min). 4주 치료 기간동안 tiotropium은 좋은 내약성과 함께, ipratropium과 유사한 안전성을 나타냈다. 결 론 : 1일 1회 흡입용 항콜린제제인 tiotropium이 1일 4회 흡입용제제인 ipratropium에 비해 COPD환자를 치료하는데 더 우수한 기관지확장 반응을 보여주었고 안전성에서는 유사하였다.