• 생물환경조절학회지
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• 제18권3호
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• pp.253-257
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• 2009

파프리카 재배 온실의 피복재 종류에 따른 생산성 차이에 주요 환경요인의 영향 정도를 분석을 위해 유리온실과 플라스틱필름온실의 환경요인 누적데이터를 수집하여 수량과 비교 분석하였다. 유리온실은 외부광량과 수량 간 정의상관을 나타내었고, $100MJ{\cdot}m^{-2}$ 당 $300{\sim}500g{\cdot}m^{-2}$이 증가하는 것으로 나타났고, 적산온도도 같은 경향이었다. 그리고 수량 예측 모델 개발에 있어서는 적산온도가 외부광량보다 가능성을 높게 나타내었다. 최대 순광합성은 유리온실에서 $16.83{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$로 플라스틱필름온실의 $14.93{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$보다 13% 정도 높았다. 단위 광량당 생산성은 유리온실에서 플라스틱필름온실보다 46% 정도 높게 나타났다. 그리고 단위 기간당 생산성도 유리온실에서 플라스틱필름온실에서 보다 47%높게 나타났다. 수량에 대한 광, 온도, $CO_2$에 의한 분석 결과 상대수량계수, 수량증가계수, 수량감소계수 및 최대수량계수는 유리온실에서 플라스틱필름온실보다 각각 25%, 73%, 34% 및 49%높게 나타났다. 따라서 유리온실에서 파프리카 재배 시 플라스틱필름온실에 비해 생산성은 높으나, 환경요인의 급격한 변화에 더 민감한 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제23권2호
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• pp.148-157
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• 2014

본 연구는 농가들의 온실 유지관리 실태를 알아보기 위해서 국내에 보급되어 있는 온실에 대해 전국을 대상으로 온실규격, 자연재해 예방 및 피해상황, 온실 구조재, 온실 피복재 등에 관한 실태를 조사하여 자료를 분석하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 온실의 규격의 경우, 길이는 단동 및 연동 온실 모두 90m이상이 가장 많았다. 폭은 단동온실 및 연동 온실이 각각 8m이상 및 7.0~7.9m, 측고 1.5~1.9m 및 2.0~2.9m, 동고 3.0~3.9m 및 6m가 가장 높은 비율을 차지하는 것으로 나타났다. 내재해형 온실을 조사한 결과 농가에서 내재해형 온실 설치를 기피하는 것으로 조사되었다. 온실의 자연재해 피해는 대설 보다 태풍에 대한 피해를 많이 받는 것으로 조사되었다. 자연재해 예보 시 점검사항의 경우, 태풍 예보가 있을 때에는 천창, 측창, 출입문 및 피복재 고정밴드를 주로 점검하며, 대설 예보가 있을 때에는 난방기를 주로 점검하는 것으로 나타났다. 온실파이프에 부식이 발생 시 보수방법은 도색 보다는 부분적인 교체를 많이 하고, 자연재해 예방을 위한 구조물의 보강재를 대부분 사용하지 않는 것으로 나타났다. 온실 피복재의 유지관리는 대부분의 농가에서 피복재 밀폐성을 점검하는 것으로 나타났지만, 광 투과를 위한 피복재의 청소는 대부분 하지 않는 것으로 나타났다. 태풍시 온실 피복재를 제거하면 구조재 파괴를 막을 수 있는데 그렇게 못하는 이유는 피복재의 교체비용, 재배작물 때문인 것으로 파악되었다. 그리고 온실농가에서 화재예방을 위한 소방설비 구비 여부에 대해 조사한 결과, 온실의 화재예방 인식이 많이 부족한 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제27권4호
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• pp.277-284
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• 2018

온실의 냉난방부하 산정을 위해 설계자가 선택해야할 주요 변수들에 대하여, 이들 설계 변수가 냉난방부하에 미치는 영향을 평가하기 위해서 각각의 설계 변수값을 변화시키면서 시뮬레이션을 실시하였으며, 이를 바탕으로 특별히 선택에 주의를 기울여야 할 설계 변수를 제안하였다. 난방부하에 가장 큰 영향을 미치는 설계 변수는 피복재의 열관류율이고, 다음으로 설계외기온인 것으로 나타났다. 연동수에 따른 설계 변수의 영향은 차이가 거의 없는 것으로 나타났다. 단동 온실의 경우에는 지중전열 관련 설계 변수의 영향을 무시할 수 없을 것으로 생각되지만, 연동 온실의 경우에는 지중전열 관련 변수 및 틈새환기율의 영향이 미미한 것으로 판단되었다. 냉방부하에 가장 큰 영향을 미치는 설계 변수는 온실내로 유입되는 일사량과 증발산계수이고, 다음으로 실내외 기온차, 환기율인 것으로 나타났다. 설계 변수의 영향은 단동 온실과 연동 온실에서 큰 차이를 보였으나, 연동수에 따른 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 피복재의 열관류율은 단동 온실이나 연동 온실 모두 영향이 미미한 것으로 나타났지만, 실내외 기온차 및 환기율의 경우에는 냉방부하에 미치는 영향을 무시할 수 없을 것으로 생각되며, 특히 연동 온실에서 그 영향이 더 큰 것으로 판단되었다. 냉방부하를 산정할 때 실내 목표온도를 낮게 설정할수록 설계 변수의 선택에 신중해야 한다. 특히, 실내 목표온도를 외기온 보다 낮게 설정하면 환기율 및 열관류율 값이 냉방부하를 증가시키는 방향으로 바뀌므로 더욱 주의해야 한다. 환기율이 낮을 때는 설계 변수 중 설계일사량과 증발산계수의 선택에 주의해야 하고, 환기율이 높을 때는 실내 설정온도와 설계외기온의 선택에 신중을 기해야 한다.

• 생물환경조절학회지
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• 제32권3호
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• pp.181-189
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• 2023

수소는 다양한 신재생에너지 중 환경친화적인 에너지로 각광받고 있지만 농업에 적용된 사례는 드물다. 본 연구는 수소연료전지 삼중 열병합 시스템을 온실에 적용하여 에너지를 절약하고 온실가스를 줄이고자 한다. 이 시스템은 배출된 열을 회수하면서 수소로부터 난방, 냉각 및 전기를 생산할 수 있다. 수소 연료 전지 삼중 열 병합 시스템을 온실에 적용하기 위해서는 온실의 냉난방 부하 분석이 필요하다. 이를 위해서는 온실의 형태, 냉난방 시스템, 작물 등을 고려해야 한다. 따라서 본 연구에서는 건물 에너지 시뮬레이션(BES)을 활용하여 냉난방 부하를 추정하고자 한다. 전주지역의 토마토를 재배하는 반밀폐형 온실을 대상으로 2012년부터 2021년까지의 기상데이터를 수집하여 분석했다. 온실 설계도를 참고하여 피복재와 골조를 모델화하여 작물 에너지와 토양 에너지 교환을 실시했다. 건물 에너지 시뮬레이션의 유효성을 검증하기 위해 작물의 유무에 의한 분석, 정적 에너지 및 동적 에너지 분석을 실시했다. 또한 월별 최대 냉난방 부하 분석에 의해 평균 최대 난방 용량 449,578kJ·h^-1, 냉방 용량 431,187kJ·h^-1이 산정되었다.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제33권2호
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• pp.41-47
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• 2015

본 연구는 온실용 피복재 및 보온재의 조합에 대한 시뮬레이션 해석모델을 개발하여 관류열전달계수를 산정하고 측정된 결과와 비교하여 타당성을 평가하기 위해 수행되었으며 결과를 요약하면 다음과 같다. 유리이중피복의 경우 이중피복 사이의 공기층이 두꺼워짐에 따라 관류열전달계수가 서서히 작아져서 공기층 두께가 25 mm 이상이 되면 관류열전달계수의 변화가 거의 없는 것을 확인할 수 있었다. 또한 온도차가 증가함에 따라 관류열전달계수도 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 두 플라스틱 피복재 사이에는 대류에 의한 열전달이 활발하게 일어나기 때문에 비정상 유동에 의한 열전달이 발생하고 이로 인해 온도분포도 비선형적으로 변하는 것으로 사료된다. 플라스틱 피복재 및 보온재들의 간격이 50~200 mm범위에서 변화할 때에 피복재의 간격은 관류열전달계수 큰 영향을 미치지 않는다는 사실을 확인할 수 있었다. 천공복사를 고려한 경우와 고려하지 않은 경우 모두 핫박스의 내외부 온도차가 $30^{\circ}C$인 조건에 대해서는 수치해석결과와 실험결과가 대체로 잘 일치하였다. 따라서 핫박스의 내외부 온도차가 $30^{\circ}C$ 이상인 조건에서 수치해석을 통해 관류열전달계수를 산정한다면 신뢰성 있는 값을 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권4호
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• pp.428-439
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• 2020

본 연구는 PO필름과 PE필름을 온실의 피복재로 적용하였을 때 작물 수량 증대 및 에너지 절감에 미치는 영향을 조사하였다. 시험온실은 국립원예특작과학원 시설원예연구소 내에 위치한 단동온실(1-1W) 2동(B21, B23)과 2연동온실(1-2W형) 2동(B15, B16)을 사용하였다. 단동온실의 규격은 폭 7.2m, 길이 30m, 측고 1.5m, 동고 3.6m 이고, 연동온실의 규격은 폭 8m, 길이 40m, 측고 3.1m, 동고 5.8m의 온실로서 이 중 골조로 된 아치형 표준온실이다. 동절기 시험을 위하여 PO필름(외피 0.15mm, 내피 0.10mm)을 단동과 연동의 온실 피복재로 사용하였으며 대조구 온실로서 PE필름(외피 0.15mm, 내피 0.10mm)을 단동과 연동에 설치하였다. 시험작물은 완숙토마토 '해피니스'를 토양재배 하였고 2019년 12월3일에 정식하여 2020년 4월 30일까지 재배하였다. 온실내부 야간 설정온도는 15℃를 유지하였으며 주간에는 23~24℃를 유지할 수 있도록 측창 및 천창을 개방하였다. PO필름의 단동 및 연동온실 내부에서의 일사량, 온습도 등을 측정하였고, 재배 기간 동안의 생육량을 조사하였으며 에너지 절감 효과를 조사하기 위해 피복재별 시험온실의 온풍난방기 연료 소비량을 조사하였다. 조사 결과 단동온실에서의 일사량은 PO필름 온실에서 PE필름 온실보다 7% 증가하였고 수확량은 20% 증대되었다. 연동온실에서의 일사량은 PO필름 온실에서 PE필름 온실보다 11% 증가되었고, 수확량은 9% 증가하였다. 또한 온실내부의 일평균 온습도 측정 결과 단동온실은 PE, PO필름 온실이 19.0℃, 19.1℃, 상대습도 75%를 나타냈고 연동온실은 PO필름 온실이 19.6℃, 상대습도 57%를 나타냈고 PE필름 온실이 18.8℃, 상대습도 63%를 나타냈다. 연료 소비량은 단동온실의 PO필름 온실이 PE필름 온실보다 12.4% 절감되었고 연동온실에서는 PO필름 온실이 PE필름 온실보다 11.5% 절감된 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제22권1호
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• pp.73-79
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• 2013

본 연구에서는 온실의 열손실을 최소화할 방안을 모색하기 위하여 경남지역에 있는 시설 농가를 대상으로 열화상 카메라를 이용하여 열손실 사례에 대한 실태조사를 실시하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 치마처리 전 후의 두 실험구간의 온도차는 각각 $2.0{\sim}3.0^{\circ}C$ 및 $1.0{\sim}2.0^{\circ}C$ 정도인 것을 알 수 있다. 열화상 기기에 의해 계측된 온도와 온도 센서에 의해 계측된 온도와는 상관 관계가 큰 것으로 나타났다. 실태조사 지역 간에 큰 차이는 없었지만 보온용 부직포가 1층인 경우와 2층인 경우를 보면, 1층이 2층에 비해 상대적으로 열손실 크게 나타났다. 그리고 전체적으로 온실의 형태와 무관하게 측장부분과 수평보온커튼의 틈새, 측면과 전 후면 보온용 부직포의 이음부분이 완전히 밀폐되지 않아 열손실이 상대적으로 큰 것으로 나타났다. 특히, 파손된 피복재나 출입문, 환기구, 박공, 바닥부근 등에서 틈새가 생겨서 많은 양의 열이 손실되고 있었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제30권4호
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• pp.419-428
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• 2021

모바일 기반 온실에너지 계산프로그램을 제작하기 위해 먼저 주요 단일 피복재 10종 및 보온재 16종에 대한 열관류율 측정하였다. 또한 피복 및 보온재를 이중 및 삼중으로 다층 설치할 때 열관류율 추정을 위하여 이중 설치시 24조합, 삼중설치 시 59조합에 대한 열관류율을 핫박스를 이용하여 측정하였다. 단일 피복재에서는 PE필름(0.08mm) 대비 PO필름(0.15mm)이 가장 열관류율이 가장 작고 열절감율이 가장 큰 것으로 나타났다. 단일 보온재에서는 열관류율에서는 외피가 있는 5겹의 다겹보온커튼이 가장 보온력이 좋은 것으로 나타났다. 또한 단일자재에 대한 열관류율 값과 열저항값을 이용한 피복 및 보온재의 다층설치시의 총 열관류율 값을 산정하였고 실측 값과의 오차를 보정하는 선형회귀식을 도출하였다. 단일재료의 열관류율값에 의한 피복 및 보온재의 다층설치시 열관류율 추정 모형을 개발한 결과 모형평가지수가 0.90(0.5 이상일 때 양호)으로 나타나 추정치가 실측치를 매우 잘 재현 하고 있는 것으로 나타났다. 또한 시험온실을 통한 실증시험결과 예측된 열절감율이 실측치보다 상대오차 2%로 작게 나타나는 것으로 평가되었다. 이러한 연구결과를 기반으로 모바일 기반의 온실 에너지계산 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램은 HTML5 표준 웹 기반 모바일 웹 애플리케이션으로 구현하였으며 N-Screen 지원을 통해 다양한 모바일 장치 및 PC 브라우저에서 동작이 가능하게 제작되었다. 또한 온실 피복(12종) 및 보온재(16종)의 조합별 열관류율 및 난방부하계수를 제공하여 농민이 모바일로 온실 위치, 형태 및 피복·보온재 등을 반영한 최대 주야간 냉난방부하 및 기간 난방부하를 산정할 수 있다. 대상 온실의 에너지 소비량에 대한 평가가 가능하며 온실의 지역 및 형태에 따라 피복 및 보온재의 최적 선택으로 에너지 절감형 온실 설계가 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권2호
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• pp.185-191
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• 2012

This study was performed to screen fallow crops during winter period for improvement of soil quality and utilizing as mulching material in watermelon cropping system during winter period. Five fallow crops, mainly, hairy vetch, barley, rye, oat and wheat, were sown in early November. They were mowed for covering the soil surface instead of polyethylene (PE) film before watermelon planting in early April the following year. The highest absorbed nutrients and dry matter yield were found in rye. Bulk density in plots with fallow crop was lower than control plot. There was observed no significant differences among the fallow crops. However, porosity was the lowest in control plot. Soil EC reduced to 12%, 13%, 14%, 16% and 22%, respectively, by cultivation of hairy vetch, oat, wheat, barley and rye. Microbial biomass carbon and dehydrogenase activities were higher in soil treated with gramineous crops, such as barley, rye and oat. The growth of watermelon was more affected by regeneration of fallow crop than the occurrence of weed, especially in plots treated with rye or oat. Also, the fruit damage by aphid was found severe in these treatment plots. The fruit yield in plots treated with hairy vetch and barley was increased 5.7% and 2.6%, respectively, compared to that of PE films. The present experiment findings implied that these fallow crops had significant beneficial effects on improvement of soil qualities and could be utilized for mulching materials in watermelon cropping system.