온실의 냉방부하 산정방법 개발을 위하여 열수지 방법에 기초한 냉방부하 산정식을 구성하고, 포그냉방 온실 에서 냉방부하를 실측하여 검증하였다. 포그냉방 온실의 냉각열량은 포그분사에 의한 증발수량에 물의 증발잠열을 곱하여 구할 수 있다. 여기서, 증발수량은 포그 분사량에 증발효율을 곱하면 구할 수 있으며, 즉 분무수량을 계측하고 포그시스템의 증발효율을 알면 온실의 냉방부하를 실측할 수 있다. 따라서 온실의 냉방부하 실측을 위하여 실험온실에서 포그시스템의 증발효율을 실험하고, 실험온실의 열환경 계측과 더불어 포그 분사량을 계측하여 냉방부하 산정방법을 검토하였다. 먼저 냉방부하 산정식의 환기전열량을 검토하기 위하여 냉방을 실시하지 않은 상태에서 환기량 실측 실험을 통해 비교한 결과 열수지식을 이용한 환기전열량 예측은 비교적 양호한 결과를 보이는 것으로 나타났다. 이류체 포그시스템의 증 발효율은 0.3~0.94의 범위를 보였으며 평균 0.67로 나타 났고, 환기율이 증가함에 따라 커지는 것으로 나타났다. 포그냉방을 실시하면서 온실의 환경을 계측하여 열수지 식으로 냉방부하를 계산하고, 분무량 실측치로부터 증발 냉각열량을 구하여 비교한 결과 냉방부하 계산치와 실측치는 대체로 유사한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 냉방부하가 낮은 경우에는 실측치에 비하여 약간 크게 예측되었고, 냉방부하가 높은 경우에는 실측치보다 작게 예측되었다. 온실의 냉방시스템 설계 시에는 최대냉방부하를 이용하여 냉방설비의 용량을 결정하게 된다. 따라서 냉방부하가 큰 쪽에서 실측치보다 작게 예측되는 부분은 검토가 필요하지만 설비용량 산정시의 안전계수를 고려하면 본 연구에서 제시한 냉방부하 산정방법은 온실의 환경설계에 적용할 수 있는 것으로 판단된다.

우리나라 각 지역별 온실의 기간난방부하 산정용 난방 적산온도 자료를 구축하기 위해서는 표준기상데이터가 필요하다. 그러나 국내에는 서울과 6대 광역시 등 7개 지역만 표준기상데이터가 제공되고 있어서 이를 대체할 수 있는 방법을 찾아야 한다. 전국적으로 이용이 가능한 기상자료는 기상청의 일별 평년값 자료 및 30년 (1981~2010)간 매 시각 전체 기상자료이므로 이를 이용하여 난방디그리아워와 난방디그리데이를 구하였다. 표준기상데이터가 있는 7개 지역을 대상으로 평년값 자료 및 전체 기상자료를 사용하여 구한 난방디그리데이와 난방디그리아워를 표준기상데이터를 사용하여 구한 결과와 비교하였다. 전체 기상자료를 이용하여 기본식으로 구한 난방디그리아워의 평균값이 표준기상데이터로 구한 것과 잘 일치하는 것으로 나타났다. 또한 평년값을 이용하여 수정 Mihara식으로 구한 난방디그리아워도 표준기상데이터로 구한 것과 거의 비슷한 경향을 보였다. 이에 비하여 평년값을 이용하여 Mihara식으로 구한 난방디그리 아워는 표준기상데이터로 구한 것 보다 훨씬 작았고 전체 기상자료의 최소값에 가까운 것으로 나타났다. 난방 디그리아워와 동일한 단위로 환산했을 때, 난방 설정온도가 높을 경우에는 난방디그리데이와 난방디그리아워의 차이가 별로 없었으나, 설정온도가 낮을 경우에는 난방디그리데이 방식이 난방디그리아워 방식보다 지역에 따라 3~26%나 작게 나타나는 것으로 분석되었다. 난방디그리데 이는 평년값을 이용하여 기본식으로 구할 수 있기 때문에 간편한 방법이지만 설정온도가 낮을 경우 오차가 크게 발생되므로 난방디그리아워 방식이 더 합리적인 방법으로 판단된다. 결론적으로 온실의 환경설계용 기상자료 구축에 서 난방적산온도는 평년값과 동일한 30년간의 시간별 기상자료를 이용하여 매년 난방디그리아워를 구하고 전체 자료기간의 평균값을 설계 자료로 활용할 것을 제안한다. 또한 최대 및 최소 난방디그리아워 자료를 제공함으로써 기상상황에 따른 에너지 소비량 예측 및 경제성 평가에 활용할 수 있도록 할 필요가 있을 것으로 판단된다.

기상청에서 제공하는 전체 기상자료와 평년값 자료 및 태양에너지학회에서 제공하는 표준기상데이터를 이용하여 위험률별 난방설계용 외기온과 상대습도, 냉방설계용 건구온도, 습구온도 및 일사량 자료를 분석하였다. 표준 기상데이터는 평균에 가장 가까운 대표성을 갖는 1개년의 데이터로 가공 처리한 매시간별 기상자료이고, 평년 값 자료는 30년(1981~2010년) 평균 일별 기상자료이며, 전체 기상자료는 평년값과 동일기간의 매시간별 기상자료이다. 일부 분석방법은 평년값 자료를 이용하는 경우도 있지만 대부분 매시간별 기상자료가 필요하고 대표성을 갖기 위해서는 표준기상데이터를 이용하는 것이 가장 적합하다. 그러나 현재 표준기상데이터는 서울과 6대 광역시 등 7개 지역만 제공되고 있기 때문에 전국을 커버 할 수 있는 지역별 온실 환경설계용 기상자료의 구축에는 전체 기상자료를 이용할 수밖에 없다. 따라서 본 연구에서는 표준기상데이터가 제공되고 있는 7개 지역을 대상으로 전체 기상자료 및 평년값 자료를 이용한 방법으로 분석하여 표준기상데이터로 구한 값과 비교 검토하였다. 위험률별 설계 기상자료는 전체 기상자료를 이용하여 구한 평균값이 표준기상데이터로 구한 결과와 잘 일치하였다. 따라서 표준기상데이터가 없는 지역의 위험률별 설계용 기상자료는 전체 기상자료를 이용하여 구하고, 전체자료 기간의 평균값을 온실의 환경설계 기준으로 사용하며, 최대값과 최소값을 제공함으로써 참고자료로 활용할 수 있도록 하는 것이 합리적인 방법으로 판단된다. 최근의 기후변화 문제로 냉난방 설계기온의 지 속적인 변화가 예상되므로 이에 대응하기 위해서는 전문 가들로 구성된 온실설계위원회와 같은 기구의 설치가 절실히 요청된다. 위원회에서는 자료기간 및 분석방법에 대한 기준을 설정하고, 최소한 10년 간격의 정기적인 검토를 통하여 기상자료를 분석하고 온실설계기준 및 가이드라인을 제공할 필요가 있다.

주변 환경이 작물의 엽온에 미치는 영향을 규명하고, 포그분사 및 공기유동에 의한 엽온조절의 효과를 검토하기 위하여 이류체 포그시스템 및 공기유동 장치를 설치한 토마토 재배온실에서 다양한 실험조건하에 작물의 엽온과 실내외 온습도, 일사량, 풍속 등의 환경을 계측하여 분석하였다. 처리조건별 엽온 및 실내외 기온의 변화를 분석한 결과, 무처리와 차광조건에서는 실내기온과 엽온 모두 외기온보다 상당히 높았으나, 포그분사 조건 에서는 실내온도가 외기온보다 낮거나 약간 높은 정도를 유지하는 것으로 나타났고, 포그분사와 공기유동 조건에서는 엽온을 실내온도와 비슷하거나 더 낮게 유지할 수 있는 것으로 나타났다. 일사량, 풍속 및 포차에 따른 엽 기온차의 변화를 분석하였으며, 주변 환경요인과 엽온과의 관계를 도출하기 위하여 다중회귀분석을 실시하였다. 엽기온차에 대한 최적의 회귀방정식은 일사량, 풍속, 포차를 모두 고려한 것으로써 RMS 오차는 0.8oC였다. 본 회귀방적식을 이용하여 온실의 온습도, 일사량, 풍속을 측정하면 엽온을 추정할 수 있으며, 토마토 재배온실의 고온기 작물 스트레스 경감을 위한 환경조절에 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 처리조건별 광합성 속도는 포그분사와 공기유동의 병행 처리에서 가장 컸고, 포그분 사, 공기유동, 무처리 순으로 나타났다. 포그분사에 공기 유동까지 병행하면 체온조절 효과가 증대하여 작물의 고온 스트레스를 경감할 수 있으며 결국 광합성을 증대시킬 수 있는 것으로 판단된다. 이상을 종합해보면 엽온과 기온의 차이는 주변 환경에 큰 영향을 받는 것으로 나타났으며, 주변 환경을 계측함으로써 엽온을 추정할 수 있고, 그것을 고온 스트레스 경감을 위한 환경조절에 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 포그분사 및 공기 유동을 통해 엽기온차를 줄이고 광합성 속도를 증가시켜 작물생장에 유리한 환경을 조성할 수 있으며, 고온 스트레스를 경감시키는데 효과적일 것으로 판단된다.

측고, 연동수, 측창의 유무 및 천창의 위치에 따른 다연동 온실의 환기성능을 평가하기 위하여 다양한 유형의 연동 플라스틱 온실을 대상으로 실제 농가의 재배현장에서 환경계측 실험을 수행하였다. 실험 대상 온실은 모두 토마토를 수경재배하고 있는 농가였으며, 열수지 방법으로 환기율을 비교 분석하였다. 측고가 4m인 온실은 측고가 2m인 온실에 비하여 22% 정도의 환기율이 증가하는 것으로 나타났다. 9연동 온실은 5연동 온실에 비하여 17% 정도의 환기율이 감소하는 것으로 나타났다. 9연동 온실에서 측창이 없는 경우에는 측창을 설치한 경우 보다 환기율이 1/3 정도로 낮게 나타났다. 전체적으로 다연동 온실의 환기성능은 측고가 높을수록 좋고, 연동수가 많을수록 떨어지며, 측창이 없으면 현저하게 저하하는 것으로 나타났다. 또한, 측고가 높고 천창을 용마루에 설치한 경우의 환기성능이 가장 우수한 것으로 나타났다. 따라서 다연동 온실의 자연환기 성능을 극대화하기 위해서는 온실의 측고는 높이고, 지붕 환기창의 위치는 곡부가 아니라 용마루에 설치하며, 측창을 반드시 설치하고, 연동수는 10연동 내외로 제한하는 등의 구조개선이 필요하다.

이 연구는 야외 지질 학습에 대한 관찰 및 가설을 분석하여 야외 지질 학습에 대한 방향을 찾아보고자 하는 기초 연구의 성격을 가진 질적 연구이다. 야외 지질 학습장에서의 학습 내용을 분석함으로써 관찰, 가설의 관련성을 연구하는데 그 목적이 있다. 이 연구를 통해 얻은 결론은 다음과 같다. 첫째, 지질학습의 특성상 초등학생들은 대부분 시각에 의존하여 관찰하며, 퇴적 지층 지역의 관찰은 암석 관찰에, 가설은 지질 구조에 관한 가설을 많이 생성하였다. 둘째, 관찰 분류들로 분석 한 결과, 이 연구에서 추가한 관찰 행동 영역인 비교 관찰의 빈도가 높게 나타났으며, 2가지 관찰 행동의 조합으로 나타난 사례의 빈도도 높았다. 셋째, 관찰 유형을 기준으로 보면 해석적 관찰 및 비교 관찰과 조합된 과학적 설명 가설의 비율이 가장 높게 나타났다. 이것은 암석과 지질 구조를 해석하고 다른 것과 비교하여 자신의 사고를 합리화 하려는 경향으로 볼 수 있다. 가설 유형을 기준으로 분석한 결과 과학적 설명 가설이 가장 많은 비율을 차지하였고, 사전 지식이나 선개념을 적용하여 해석하고 설명하려는 경향이 있다고 판단된다.

최근 새만금 농업용지에 아그로파크 개념을 적용하기 위한 시도가 이루어지고 있어 새만금 간척지에 현실적 이고 적합한 아그로파크 개념을 반영한 농업용지를 개발할 필요가 있다. 그러나, 현재의 새만금 토지이용계획 상 주요 11개 단지들은 네덜란드의 아그로파크처럼 같은 장소에서 서로 다른 기능들이 공간적으로 네트워크로 연결된 개념보다는 각각의 기능을 가진 독립된 공간처럼 단지별로 나누어져 있어 단지들 간 종합적으로 연결된 개념으로 보기 힘들다. 따라서, 본 연 구에서는 새만금 농업용지에 아그로파크를 도입할 수 있는 두가지 방안을 제시하였다. 첫째, 현재의 토지이용계획을 고려하 지 않았을 때, 어느 특정 구역에 자원 순환 등의 연결고리를 갖고 생산, 가공, 유통이 한 곳에서 이루어질 수 있는 아그로파 크를 조성하여 확대할 수 있도록 토지이용계획이 수정될 수 있는 방안이다. 이 경우 농업용지는 지속적으로 아그로파크들의 확장에 따라 단계적으로 확대 개발될 수 있고, 장기적인 관점이 필요한 방안이다. 둘째, 현재의 토지이용계획을 고려할 때, 아그로파크 기능 발휘를 위해 농업용지 각 단지별로 연계 가능 기능들을 연결하는 방안으로, 아그로파크 시범단지를 조성하 는 것을 제시하였다. 두 경우 모두 아그로파크 기능 발휘를 위해 새만금 농업용지 종합관리센터가 구축되어야 한다. 향후 성공적인 아그로파크 조성을 위해 이 두가지 방안에 대한 세부 계획과 설계 기술 개발을 위해 지속적인 연구가 필요하다.