저밀도 에너지를 효율적으로 축열하기 위해서 현열축열재보다는 상변화 온도 30℃ 수준의 잠열축열재를 이용하는 것이 효과적이다. 이를 위하여 연구를 수행한 결과, SCD에 APS를 0.0~5.0wt% 첨가하여 과냉도를 25.0℃에서 1.5℃ 이하로 조절하였으며, APS의 적정 함량은 3.0wt%였다. SCD에 PSC를 0.0~3.0wt% 첨가하여 상분리량을 70.0%에서 0.0%로 조절하였으며, PSC의 적정 함량은 1.5wt%였다. 축열재 내구성 검증을 위하여 0~1,500회의 상변화 사이클을 수행한 결과 상변화 온도의 변화량이 30±l.0℃ 이하, 잠열량 변화가 54±2.0 Kcal .kg-1 이하로 안정된 값을 보였다. 따라서 축열재의 수명은 10년 정도 보장될 수 있는 것으로 판단되었다

본 연구에서는, 농업생산시설내 환경조절을 위한 시뮬레이터의 기본 시스템을 구축하고, 실내환경을 조절하면서 실측치와 예측치를 비교함으로써 적용성을 검토하였다. 모델은 비정상상태의 에너지 및 물질수지에 근거하여 구축되었고, PCSMP를 사용하여 아날로그형 프로그램이 가능하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 구축된 환경조절용 시뮬레이터의 기본시스템은 기본모델, 광환경모델, 환경제어모델로 구성되어서 상호 독립적인 개발이 가능하였다. 기본모델은 본 시스템의 주요 부분으로써 열환경모델, 재배모델, 환기모델, 토양모델, 탄산가스모델을 구성되었고, 환경제어모델은 보온커텐, 냉난방기 및 지중열 교환을 고려하였다. 실제로 환경조절이 실시되고 있는 온실의 주간 및 야간의 실내온도의 실측치와 모델에 의한 예측치를 비교한 결과, 비교적 잘 일치되어서 그 적용성이 확인되었다.

1. 시설형태별 온도분포는 Type 1의 경우 지붕의 환기구가 없기 때문에 중력환기는 거의 일어나지 않고, 풍력환기에만 의존하게 되므로 풍속이 약한 경우는 온도가 상승하였다. Type 2 및 Type 3는 지붕의 환기구를 통하여 중력환기가 일어나기 때문에 대체로 온도 분포도 균일한 편으로 나타났다. 2. 시설형태별 평면 광분포는 Type 1가 가장 높고 Type 2, Type 3순으로 나타났다. 즉 일사투과율에 의한 지면 일사 도달율과 직접적으로 관련되기 때문에 Type 1, Type 2, Type 3순으로 지면온도 상승에 영향을 주었다. 3. 환기모델과 열수지 모델을 도입하여 환기량 및 실내온도 변화를 구한 결과, 시설형태별 풍속의 변화에 따른 내외기온차 변화는 Type 1이 가장 크고 Type 2, Type 3순이었다. Type 1의 경우 다른 형태에 비하여 풍속이 1 ㎧로 증가하면 급격히 내외기온차가 감소하였다. 4. 실측치를 사용하여 모델에 의한 풍속변화에 따른 환기량의 변화를 추정한 결과, Type 3 및 Type 2가 상대적으로 Type 1보다 낮은 경향을 나타냈다. 5. 전체적으로 개량형인 Type 2 및 Type 3은 관행형인 Type 1보다 효율적이라고 판단된다. 특히, 성력화의 차원에서 보면 Type 3이 Type 2보다 월등히 우수하기 때문에 자연적인 강우차단 능력이 보장된다면 Type 3이 Type 2보다 효율적이라고 사료된다.

지역별로 분포하고 있는 특성화된 온실의 장점을 살리고 구조적인 위험요소를 줄임으로서, 지역특성온실로 정착할 수 있도록 하기 위하여 지역별로 특성화된 온실의 구조실태를 조사하고 구조적 안전성을 검토하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 전남지방에 특성화된 온실의 보급이 많았으며, 광폭형하우스와 대형 단동 파이프하우스가 이 지역의 특성화된 온실로서 뚜렷한 경향을 나타내었다. 2. 경남 김해의 목재하우스, 전남 구례의 트러스형하우스, 강원 평창의 돔형 파이프하우스, 충북 옥천의 포도재배하우스 등이 특징적인 온실로 나타나고 있었다. 3. 광폭형하우스, 트러스형하우스, 돔형 파이프하우스 및 포도재배하우스는 15-30년 빈도의 풍하중과 설하중에 대하여 안전한 것으로 나타났으나, 대형 단동 파이프하우스는 약간의 보강이 필요하며, 목재하우스는 매우 불안정하여 사용을 중지하는 것이 좋을 것으로 판단되었다. 4. 대상온실의 기초는 모두 30년 빈도의 강풍에 대하여 충분한 인발저항력을 가지는 것으로 나타나 안전한 것으로 판단되었다.

최근, 원예시설의 자재의 규격화 및 국내상황에 적합한 원예시설의 설치를 위하여 구조안전기준 등을 포함한 일련의 체계적인 원예시설의 연구가 진행 중에 있고, 그 결과의 파생효과로써 최근 일부 온실의 시공시에 국내상화에 적합한 합리적인 구조설계가 정착되어 가고 있는 실정이다. 그러나 대부분의 온실설계에서 환경제어장치 정도의 언급 이외에는 환경설계 및 환경제어에 관련된 내용을 설계에 적용하는 예는 거의 없기 때문에 부가가치가 높은 생산시설의 설치에 따른 비효율적인 운용이 우려된다.(중략)

Wind load is known to be one of major forces to influence the stability of agricultural structures. General flow fields were calculated to determine flow characteristics over the envelop of the following three types of greenhouses with arched roof : single span, twin span greenhouses, and two single span greenhouses apart 3m inbetween. Pressure coefficients along the envelop of greenhouse were numerically calculated by the k-ε turbulence model, which lead to determine wind forces on it. Curvilinear coordinate for an arched roof and the upwind scheme were adopted for the study. The calculated pressure coefficients were validated with the avaliable data of Japanese Standard and NGAM Standard. The Magnitude of calculated forces over the envelop was not in good accordance with data except the windward wall. Even tile data of Japanese and NGAM Standard for validation deviated a lot from each other in quantity and quality. Such discrepancy may be attributed to different geometric and/or flow configuration conditions for experiments, or the insenstivity of the k-ε turbulence model to recirculation flow.

본 연구는 상대적으로 활하중의 영향이 민감하게 작용하는 농업시설의 합리적 구조설계를 위하여 우리나라 60개 지역의 자료를 사용하여 중요한 설계하중의 결정요인인 단위적설중량, 순간최대풍속 및 최대신적설심의 그 적용에 관하여 검토하였고, 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 적설심에 다른 단위적설중량을 분석한 결과 적설심에 따른 차이는 발견할 수 없었고 대체적으로 정규분포를 이루고 있다. 평균기온에 의하여 단위중량을 구분해본 결과 -1℃ 이상에서는 단위중량이 평균 0.91kg/cm/m2, -1℃ 이하에서는 평균 0.58kg/cm/m2로 나타나 기온에 의한 차이가 명확했다. 2. 평균최대풍속과 순간최대풍속과의 관계를 도출하여 회귀식을 유도한 결과, 일반적으로 사용하고 있는 순간최대풍속 관계식과는 약간의 차이를 보였다. 해안지방과 내륙지방에 2개지역으로 구분하여 순간최대풍속 관계식을 유도하였다. 3. 재현기간별 최대적설심과 최대신적설심을 비교한 결과, 눈이 적은 지방에서는 큰 차이가 없으나, 비교적 눈이 많은 지방의 경우 재현기간 8년에서는 24.6cm, 57년에서는 45.6cm로 큰 차이를 보여, 난방 및 적절한 관리를 전제로 설계하면 신적설에 의하여 설계하중을 크게 감소시킬 수 있음을 나타냈다. 4. 기존식과 수정식의 설계풍속(진주지역) 및 최대적설심과 최대신적설심(서산지역)의 적용시, 2연동아치형시설의 부재사용량은 각각의 경우에 대하여 +0.3배, -0.3배이었고, 2연동지붕형 시설의 부재사용량은 각각 +0.3배, -0.1배이었기 때문에 시설의 특성에 맞는 설계자료의 선정이 매우 중요하다.

농업폐기물중 유기물이 상당부분인 축산폐기물(분뇨)는 하천의 수질악화, 호소의 부영양화 및 지하수오염 등의 자연환경오염의 주범중의 하나로 잘 알려져 있다. 그러나 축산폐기물은 그 처리방법에 따라서 환경오염을 줄일 뿐만 아니라, 적정공정을 통하여 퇴비화에 의한 자원화가 가능하다는 것은 이미 알려진 사실이다. 대체적으로 기초적이며 공통적인 부분에 관한 축산폐기물 처리시설 및 공정체계는 이미 제품화가 되어 가동중에 있고, 단지 지역적 특성이나 다양한 규모의 제약조건하에서 실행가능한 중소규모 시설에 관해서는 일련의 실험들을 통하여 개발ㆍ적응해 나가고 있는 추세라 할 수 있겠다.(중략)

Recently, the characteristic of plant production systems in Korea has been changed with the strong trends of integration and large scale, using environmental control techniques. To satisfy this change successfully, first of all, the environmental prediction inside the system must be preceded. While many environmental prediction models for plant production system were developed by many persons, each model cannot be applied to the every situation without the perfect understanding of source codes and the technical modification. The purpose of this study is building the environmental prediction model to predict and evaluate the environment inside the system numerically, and also developing the multipurpose program available for practical design. The model consisted of the basic system model, the cultivation related model and the environmental control related model. The contents of each model are as follows : the basic system model is dealing with thermal and light environments, soil environment and ventilation : the cultivation related model with soil and hydroponic cultures ; and the environmental control related model with thermal curtain and heat exchanging system. The environmental prediction model was developed using a common simulation program, PCSMP, so that it could be easily understood and modified by anyone. Finally, the model was executed and verified through comparison between simulated and measured results for soil culture, and both results showed good agreements.

Cooling of nutrient solution is essential to improve the growth environment of crops in hydroponic culture during summer season in Korea. This study was carried out to provide fundamental data for development of the cooling system satisfying the required cooling load of nutrient solution in hydroponic greenhouse. A numerical model for prediction of the cooling load of nutrient solution in hydroponic greenhouse was developed, and the results by the model showed good agreements with those by experiments. Main factors effecting on cooling load were solar radiation and air temperature in weather data, and conductivity of planting board and area ratio of bed to floor in greenhouse parameters. Using the model developed, the design cooling load of nutrient solution in hydroponic greenhouse of 1,000m2(300pyong) was predicted to be 95,000 kJ/hr in Suwon and the vicinity.

최근 작물의 공장적 재배는 『식물공장』이라는 단어로 대표되는, 새로운 재배방식의 하나로서 세계적으로 주목받고 있다. 식물공장(plant factory or factory- style plant production system)이라는 단어의 의미와 같이 『시설내의 작물을 공장제품의 생산과 동일하게 재배하는 시스템』이다. 즉 자연환경에 의존하지 않고 인공환경하에서 식물을 공장적으로 재배하는 방식을 의미한다. 이를 위해서는 지하부의 양액, 지상부의 온습도, 탄산가스, 광 등에 대한 고도의 환경제어 및 작업의 자동화가 필요하다.(중략)

Experimental and theoretical analyses were carried out to investigate the heat exchange characteristics of the nutrient solution cooling system utilizing ground water. The material of heat exchanger used in the experiment was polyethylene and the cross-flow type was adapted in which nutrient solution was mixed and ground water unmixed. For the exchanger surface area of 0.33m2 and flow rates of ground water of 1-6l/min, NTU(number of transfer units) and effectiveness of experimental heat exchanger were 0.1-0.45 and 10-35％, respectively. Therefore these results showed that the hydroponic greenhouse of 1,000m2(300 pyong) with the ground water of 10m2/day could cover about 55-70％ of maximum cooling load in summer.

As the automation of nutrient solution management proceeds in the field of hydroponics, effective supporting systems to manage the nutrient solution by computer become needed. This study was attempt to predict the EC of nutrient solution using the neural networks. The multilayer perceptron consisting of 3 layers with the back propagation learning algorithm was selected for EC prediction, of which nine variables in the input layer were the concentrations of each ion and one variable in the output layer the EC of nutrient solution. The meq unit in ion concentration was selected fir input variable in the input layer. After the 10,000 learning sweeps with 108 sample data, the comparison of predicted and measured ECs for 72 test data showed good agreements with the correlation coefficient of 0.998. In addition, the predicted ECs by neural network showed relatively equal or closer to the measured ones than those by current complicated models.

본 연구는 생물생산시설의 구조설계 과정에서 초기단계의 고정하중을 합리적으로 추정하기 위한 식을 유도하여 구조설계 기준 설정에 기초자료를 제공하고, 생물생산분야 종사자가 간편하게 구조적 안전성을 진단할 수 있는 방법을 개발할 목적으로 수행하였으며 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 국내의 온실설계자료를 수집하여 실제 하중을 산출, 분석해 본 결과 기존의 일본 시설원예기준 적용치와는 차이가 있었으며, 잠정적으로 국내 시설에의 적용을 위한 추정식을 유도하였다. 2. 지역별 설계하중을 적용하여 구조해석을 실시하고, 발생되는 응력의 크기에 따라서 풍하중 및 설하중 지배지역으로 안전설계 지역구분을 실시하였다.

The optimum management of nutrient solution needs the effective combination of fertilizers as well as the accurate control of nutrient solution. This study was attempt to make a supporting system for effective fertilizer combination by using computer and also to develop a EC predicting equation for keeping the EC of solution within the allowable range after application of combined fertilizers. The supporting system consists of three parts : (1) data bases, (2) rules for deciding the kinds and amounts of fertilizers and (3) main control. With input data, the main control automatically constructs the network connecting the related data bases and subsequently executes the operation of searching proper fertilizers through it. For more effective searching, fertilizers are classified into two levels(level 1 and level 2) in consideration of solubility, price, and frequency in use, and searched in that order. The EC prediction equation, a extended form of the Robinson and Stroke's theoretical equation only available for a binary electrolyte, is suggested for predicting the EC of the nutrient solution containing many kinds of inorganic compounds. The comparison of predicted and measured ECs showed good agreements with the high correlation between the predicted EC decrement by ion interaction and the actual one(limiting EC minus measured EC).

본 연구는 생물생산시설의 안전구조설계기준 마련을 위한 기초자료를 제공하기 위하여, 우리나라의 60개 지역에 대한 기상자료를 사용하여 설계하중 산정에 필요한 재현기간별 설계풍속 및 설계 적설심을 구하고 등풍속선도 및 등적설심선도를 작성하였으며, 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 년최고치 계열의 최대풍속 및 최대적설심 자료에 대한 Type-I 극치분포의 적정 확률분포형 검정을 위해 Chi-Square검정을 실시한 결과 대부분 지역에서 적합성이 인정되었다. 2. 적정 확률분포형으로 설정된 Type-I 극치분포에 의하여 재현기간별 표본 수에 따른 빈도계수를 구하고, 각 지역의 설계풍속 및 설계적설심을 구하였으며 결과는 Table 5와 Table 6, 그리고 Fig.3 및 Fig.4와 같다. 3. 최대풍속의 최빈풍향 분석결과 최대풍속의 약 46.4 %가 일정한 방향인 것으로 나타났으며, 지형이나 환경상의 문제가 없을 경우 최빈풍향을 고려해 주는 시설배치로 구조적 안전성을 향상시킬 수 있을 것으로 생각된다. 4. 우리나라의 풍속 및 적설심을 고려해 볼 때 울릉도 및 영동지방은 시설재배지역으로 매우 불리하며, 충남과 전북 서해안 지역은 적설에, 서남해안 지역은 바람에 강한 구조로 설계하는 것이 바람직하다는 것을 확인할 수 있었다.