본 연구는 일정한 풍환경하에 온실 피복재 관류전열손실을 분석하기 위하여 온실 열손실 분석용 소형 풍동을 제작하고 그 성능을 분석하였으며 모형온실을 적용하였을 때의 관류전열손실을 분석하였다. 소형 풍동은 시험부 측 공기흐름이 정상상태를 유지하고 편차를 최소화하기 위하여 풍동의 각 요소를 반영하여 구성하였으며 송풍부, 확산부, 정류부, 축소부, 시험부로 구성하였다. 소형 풍동의 형태는 개방형, 토출식으로 결정하였고, 시험부 규격은 제작하고자 하는 모형온실의 규격과 상사비율, 시험부의 단면 폐쇄율을 감안하여 결정하였다. 상사비율을 풍동실험에 적용할 모형은 농업시설 중 가장 큰 비중을 차지하고 있는 단동 비닐온실을 대상으로 하였다. 소형풍동 내 풍속을 조절함에 따라 나타나는 모형온실 피복재의 관류전열계수는 피복재 면을 크게 지붕면과 측벽면, 앞뒷면으로 나누고 각 면별 계측 데이터를 평균 내어 산출하였다. 지붕면은 풍속이 증가함에 따라 전열계수도 증가하나 증가폭이 감소하는 구간은 배치각도에 따라 1-2ms-1과 2-3ms-1으로 구분되어지는 것으로 판단되었다. 측벽면의 전열계수가 증가하는 폭이 큰 구간은 0-1ms-1 구간인 것으로 판단된다.

본 연구에서는 국내에 가장 많이 보급되어 있는 1-2W 모델 연동온실에 대한 온실 규격 및 환기창 형태 실태 조사를 수행하고, 이를 바탕으로 연동온실의 천창 형태에 따른 유동 특성을 분석하기 위해 수치해석을 수행하여 자연환기효과를 분석 하고자 하였다. 온실 실태조사 대상농가의 환기창면적 비율은 평균 10%로 자연환기를 위한 시설면적 대비 환기창 면적 설계가 부족한 것으로 나타나 환기창 개선이 필요할 것으로 판단된다. 연동 온실의 천창 형태별 자연환기를 해석 및 분석한 결과, 온실 내 작물위치의 온도 분포 및 내외부 온도차는 몽골식 천창 온실에서 가장 낮고 외몽골식 천창 온실에서 가장 높게 나타났으나 추후 풍하중에 의한 구조적인 안전성을 평가 해야할 것으로 판단된다.

에틸포메이트는 살충 효과가 빠르고 환경에 무해하며 특히 인축독성이 낮아 검역용 훈증제로 등록되어 있다. 이러한 에틸포메이트를 이용하여 훈증 챔버 (0.275 m3) 내에서 4종의 농업 해충 (오이총채벌레, 담배가루이, 복숭아혹진딧물, 점박이응애)과 4종의 작물 (참외, 오이, 토마토, 고추) 유묘기를 대상으로 12시간 훈증 처리하여 약효와 약해를 평가하였다. 에틸포메이트 1.5 g/m3의 약량으로 12시간 훈증 했을 때 담배가루이와 복숭아혹진딧물은 93.3% 이상의 높은 살충력를 나타내었으나, 점박이응애는 2.0 g/m3 약량에서도 20% 미만의 낮은 살충력을 나타내었다. 그리고 에틸포메이트의 CT값(농도ⅹ시간)이 훈증 처리 온도 20 ± 1.5℃에서 8.9 g･h/m3 이상일 때 점박이응애를 제외한 나머지 3종의 해충에 대해서 90% 이상의 살충 효과를 얻을 수 있었다. 에틸포메이트 1.5 g/m3의 약량으로 상기 4작물을 12시간 훈증했을 때 약해 증상은 나타나지 않았다. 따라서 에틸포메이트 훈증기술은 시설 내 해충방제를 위한 새로운 방식이 될 수 있으며 관행적인 살충제의 사용을 줄일 수 있을 것으로 생각된다. 그러나 해충의 충태별, 작물의 생육 시기별 에틸포메이트 약효 및 약해에 대한 많은 연구가 이루어져야 할 것으로 생각된다.

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 흡수 율은 온실에 설치할 적절한 스크린을 선택하는데 있어서 중요한 요소가 되며 이러한 특성값들을 정확하게 측 정할 수 있는 방법이 필요하다. 외부 환경조건에서 스크린의 장파복사 특성의 측정과 관련된 연구가 일부 수 행된 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 4가 지 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±0.020, 0.460±0.010, 0.454±0.004, and 0.499±0.006 범위로 나타났다.

본 연구는 온실의 온도와 CO2농도를 높이기 위해 DME버너용 연료로 DME가스를 사용했을 때 DME 연소가스의 성능을 결정하고 겨울에 상추와 양배추의 엽록소 함량 그리고 무게와 건조무게에 대한 영향정도를 조사하기 위해 수행되었다. 각각 온실1과 온실2에 처방 된 DME-1과 DME-2 처방은 덕트의 평균 DME 유량 17.4 m3 min-1과10.2 m3 min-1으로 구성됐으며, 대조군(DME-3)으로 남겨진 온실3에는 DME 가스가 공급되지 않 았다. DME 공급 시간은 각각 주차 별로 1주차는 하루당 0.5시간, 2주차는 1시간, 3주차는 1.5시간, 4주차는 2 시간으로 설정하였다. 각각 처방마다 엽록소 함량과 상추와 배추의 건조 전, 후 중량을 측정했으며, 연구결과 무처리구인 온실3과 비교하여 온실1과 온실2 의 CO2 농도는 각각 265%, 174% 증가하였고, 온도의 경우 4.8oC, 3.10oC 상승하였다. DME 가스를 제외한 다른 조건이 같은 온실에서 재배된 상추와 양배추의 엽록소 함량과 생체중, 건물중은 온실1에서 (유의적으로) 가장 높았으며, 온실2는 대조구 온실보다 높았다. 이러한 결과는 DME가스 연소에 의한 CO2 농도 차이에 기인된 것으로 판단된다. 일반적으로 가스연소에 의해 발생되는 유해가스 증상은 나타나지 않았으며 동절기 난방과 CO2 공급이 동시에 필요할 경우 DME가스가 기존의 경유 또는 LPG 등을 대체할 수 있는 가능성을 확인하였다. 향후 정밀한 연구를 통하여 효율적인 난방방식으로의 검토가 적극 필요하다고 판단된다.

The purpose of this study is to suggest structural model and analyze design factors for the development of small greenhouse standardization model. The average dimensions of small greenhouse desired by urban farmers were 3.3m in width, 1.9m in eaves height, 2.7m in ridge height, 5.7m in length. The cladding materials for small greenhouse were preferred to glass, PC board and plastic film, framework to aluminum alloy and steel, and heating method in electrical energy. In addition, it was analyzed that small greenhouses need to develop structural model by dividing them into entry-level type and high-level type. The roof type that was used for entry-level type was arch shape, framework was steel pipe, cladding material was plastic film. On the other hand, high-level type was used in even span or dutch light type, framework with square hollow steel, cladding materials with glass or PC board. In consideration of these findings and practicality, this study developed four types of small greenhouses. The width, eaves height, ridges height, and length of the small greenhouses of even span type, which were covered with 5mm thick glass and 6mm thick PC board were 3m, 2.2m, 2.9m, and 6m, respectively. The small greenhouse of dutch light type covered with 5mm thick glass was designed with 3.8m in with, 2.2m in eaves height, 2.9m in ridges height, and 6m in length. The width, eaves height, ridges height, and length of the arch shape small greenhouse covered with a 0.15mm PO film were 3m, 1.5m, 2.8m, and 6m, respectively.

본 연구는 시설토마토 재배지에서 push-pull 전략을 이용해 담배가루이와 천적곤충의 행동을 제어함으로써 담배가루이(Bemisia tabaci)를 친환경적으로 방제하기 위한 기술을 개발하고자 수행하였다. 담배가루이는 노란색에 유인율이 가장 높았으며, 520 nm의 광원에는 유인반응을 복합광원인 450 + 660 nm의 광원에는 회피반응을 보였다. 천적곤충인 담배장님노린재(Cyrtopeltis tenuis)와 미끌애꽃노린재(Orius laevigatus)는 모두 520 nm의 광원에 가장 높은 유인반응을 보였다. 휘발성 물질로는 ocimene과 carvacrol에 대해 기피반응을, methyl isonicotinate에는 유인반응을 보였다. 토마토 온실에 메밀을 투입하였을 경우 천적곤충인 담배장님노린재의 밀도는 무처리 대비 15일간 약 16배로 높게 유지되었다. Push-pull 세부전략들을 종합 처리한 결과, 처리 50일 경과 후 담배가루이의 트랩당 밀도는 무처리 대비 3배 이상 낮게 나타났으며, 이에 따른 시기 별 방제효과는 시간이 경과함에 따라 증가하는 경향을 보인 가운데 최고 68.7%였다.

총채벌레는 시설재배작물의 주요 해충으로서 짧은 세대, 기피행동 및 살충제 저항성 발달 등으로 인하여 방제가 어려운 실정이다. 뿌리이리응애[Stratiolaelaps scimitus (Womersley)]는 포식성 토양응애로서 땅에 떨어져 용화되는 총채벌레를 포식한다. 본 연구에서는 농가자가생산법에 따라 증식한 뿌리이리응애를 활용하여 2018년 8~9월에 시설재배지 국화에 발생한 총채벌레의 밀도억제효과를 분석하였다. 총채벌레의 초기밀도는 꽃송이 당 약 6마리였다. 온실에 뿌리이리응애 한 상자 처리 시 밀도는 약 1,000마리/m2 정도 된다. 시험기간 동안 총 10상자를 처리하였다. 9월 말 무처리 온실의 총채벌레 밀도는 53.7 ± 7.0마리로 8.8배 증가한 반면에 처리 온실의 밀도는 13.5 ± 1.7마리로 2.1배 증가하였다. 처 리구의 밀도는 무처리구 대비 74.9%가 억제되었다. 즉, 여름기간 국화재배시설의 고온 조건에도 불구하고 뿌리이리응애를 이용하여 총채벌레의 밀도를 억제할 수 있는 가능성이 높다고 판단된다.

In the summer season, natural ventilation is commonly used to reduce the inside air temperature of greenhouse when it rises above the optimal level. The greenhouse shape, vent design, and position play a critical role in the effectiveness of natural ventilation. In this study, computational fluid dynamics (CFD) was employed to investigate the effect of different roof vent designs along with side vents on the buoyancy-driven natural ventilation. The boussinesq hypothesis was used to simulate the buoyancy effect to the whole computational domain. RNG K-epsilon turbulence model was utilized, and a discrete originates (DO) radiation model was used with solar ray tracing to simulate the effect of solar radiation. The CFD model was validated using the experimentally obtained greenhouse internal temperature, and the experimental and computed results agreed well. Furthermore, this model was adopted to compare the internal greenhouse air temperature and ventilation rate for seven different roof vent designs. The results revealed that the inside-to-outside air temperature differences of the greenhouse varied from 3.2 to 9.6oC depending on the different studied roof vent types. Moreover, the ventilation rate was within the range from 0.33 to 0.49 min-1. Our findings show that the conical type roof ventilation has minimum inside-to-outside air temperature difference of 3.2oC and a maximum ventilation rate of 0.49 min-1.