스파이럴 기초를 국내 온실 기초로 사용한 사례는 거의 없으며 일본에서 스파이럴을 온실 기초로 사용한 사례가 있다. 현재 국내에서는 스파이럴 기초가 다른 분야에서 연약지반 보강 기초로 많이 사용되고 있어, 앞으로 온실기초의 보강을 위한 기초로 활용 가능할 것으로 기대된다. 본 연구에서는 스파이럴 기초의 기초 설계 자료를 제공할 목적으로 모형실험을 통해 기초의 매립깊이, 흙의 다짐률, 스파이럴 직경, 흙에 따른 인발하중 측정결 과를 비교분석하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 농경지 및 간척지 흙의 극한 인발저항력 비교결과 농경지 흙이 간척치 흙보다 상대적으로 1.2~3.0배 더 큰 값을 나타냈다. 또한 두 흙 모두 매립깊이, 다짐률이 증가할수록 극한 인발저항력은 증가하는 경향을 관찰할 수 있었고, 모두 비슷한 하중-변위 곡선을 보였다. 실험조건에 따른 극한 인발저항력은 매립깊이 증가에 따른 인발 하중 상승효과 보다 직경 크기 증가에 따른 상승효과가 더 크게 나타났다. 그리고 다짐률 증가에 따른 극한 인발저항력은 다른 조건들에 비해서 증가 폭이 상당히 큰 경향을 보였다. 따라서 일반적인 농경지뿐만 아니라 간척지와 같이 연약지반에 스파이럴 기초를 설치할 경우에도 기초의 매립깊이, 다짐율, 스파이럴 직경 등을 증가 시키면 인발저항력이 높아져 연약지반 보강 기초로 사용 가능 할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 내재해형 플라스틱 온실과 유리온실의 기초에 대하여 인발저항력을 검토하기 위해 사질토 지반 에서 실규모로 제작한 총 15개의 온실 기초를 이용하여 현장시험을 실시하였다. 그 결과, 대상 온실 기초의 최대인발저항력은 기초의 형태 및 규모가 서로 상이함에 따라 11.6 kN~82.4kN의 범위로 나타났다. 온실기초의 최대인발저항력 산정을 위해 제안된 이론식에 대하여 현장시험 결과를 이용하여 적용성을 검토한 결과 전반적으로 기존의 산정 이론식이 현장시험결과와 근접하는 수치를 제공하는 것으로 검토되었다. 다만, 본 연구에서 고려한 지반은 사질토 지반이며, 향후 점성토지반에 대하여 기존의 인발저항력 산정 이론식의 검증이 필요할 것으로 판단된다.

나무말뚝은 국내 온실에서는 적용된 사례는 많지 않으나 네덜란드에서는 비교적 많이 사용되고 있다. 강관말 뚝 및 PHC말뚝에 비해 경제적이고 공기가 단축되며 친환경적 공법이라는 장점을 가지고 있다. 부식방지를 위해 지하수면 아래에서 시공되어야 하는 제한적 조건이 있으나 국내 간척지의 경우 지하수위가 높은 지역이 많기 때문에 간척지에서 온실기초 보강을 위한 나무말뚝의 활용도는 높을 것으로 예상된다. 본 연구에서는 간척지에서 나무말뚝기초에 대한 기초설계자료를 제공할 목적 으로 현장인발재하시험을 통해 나무말뚝기초의 인발저항력을 측정하였고, 기초 설계시 기존의 인발저항력 산정 이론식에 대한 적용성을 검토하기 위해 현장인발재하시 험을 통해 얻어진 최대인발저항력과 기존의 인발저항력 산정 이론식을 비교하여 검토하였다. 본 연구에서 사용한 나무말뚝의 수종은 소나무이며, 직경 25cm와 직경 30cm의 나무말뚝에 대하여 근입깊이 1m, 3m, 5m별로 현장인발재하시험을 진행하였다. 그 결과, 나무말뚝의 인발저항력은 근입깊이가 증가할수록 선형적으로 뚜렷하게 증가하는 경향을 보였으며, 근입깊이 5m를 기준으로 최대인발저항력은 직경 25cm와 직경 30cm의 나무말뚝이 각각 9.38tf, 10.56tf로 모두 9tf 이상의 인발저항력이 나타났다. 나무말뚝의 최대인발저항력 산정을 위해 기존의 산정 이론식에 대한 적용성을 검토한 결과, a 방법으로 부터 얻어진 인발저항력의 경우 전반적으로 현장시험결 과에 근접하는 수치를 제공하는 것으로 나타났고 Das & Seeley 이론식의 경우 현장타설말뚝과 강관말뚝의 인발저항력 값 사이에 현장시험의 나무말뚝의 인발저항력 값이 위치하는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 간척지 내에 온실을 시공할 경우, 온실 설계의 기초자료로 활용하기 위하여 최근 나무말뚝 기초를 사용하여 완공한 계화도 간척지의 1-2W형 온실을 대상으로 온실기초의 침하량을 계측하고 검토하였다. 그 결과는 다음과 같다. 지반조사 결과, 기반암인 연암층은 확인되지 않았으며 부지 조성 당시 매립한 것으로 추정되는 매립층과 그 하부에 퇴적층이 존재하는 것으로 조사되었다. 그리고 매립층과 퇴적층 하부에 풍화대가 존재하는 것으로 조사되었다. 전체 지반층의 토성은 시추 공에 관계없이 주로 점토 섞인 모래, 실트질 모래, 실트 질 점토 및 화강편마암 순으로 구성되어 있었다. 지하수 위도 시추공에 관계없이 지반에서 0.3m 아래에 있는 것으로 나타났다. 온실기초 및 나무말뚝의 침하량은 전체적으로 볼 때, 온실 내·외부나 계측지점(채널)에 관계없이 침하량에는 다소 차이가 있지만, 시간의 경과와 함께 침하량이 증가하고 있는 것으로 나타났다. 그리고 온실 내부 기둥의 경우, CH-2는 좀 예외적이긴 하지만, 온실 측벽(방풍벽 측)에 있는 지점의 데이터가 상대적으로 큰 진폭으로 흔들리는 것은 알 수 있었다. 또한 특정 시기에 침하량이 상대적으로 크게 증가한 후, 어느 정도 침하량이 회복 되는 현상을 볼 수 있었다. 이와 같은 현상 들을 포함하여 CH-1을 제외하고 현 시점에서 온실 내· 외부 전체의 지점별(CH-2~CH-10) 침하량은 1.0~7.5mm 정도의 범위에 있는 것으로 나타났다. 회귀 분석한 결과 결정계수는 지점별로 0.6362∼0.9340까지의 범위로서 상 관관계가 높은 것으로 나타났다. 그리고 온실외부의 경우는 0.6046~0.8822로서 온실내부 보다는 다소 낮지만, 상관관계가 있는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 강풍 피해의 절감을 위하여 서까래 파이프 및 파이프 줄기초의 설계 자료를 제공할 목적으로 온실의 지반고정을 위해 일반농가에서 주로 사용되고 있는 서까래 파이프와 내재해형 규격의 단동온실에 주로 사용되는 파이프 줄기초를 대상으로 토성, 다짐도 및 매입깊이에 따른 인발저항력을 실험적으로 검토하였다. 극한인발저항력은 가장 단단한 지반조건인 다짐률 85%, 최대매입깊이 50cm를 기준으로 파이프의 경우는 간척지 흙(실트질 롬) 72.8kgf, 농경지 흙(사질 롬) 60.7kgf, 줄 기초의 경우는 간척지 흙 452.7kgf, 농경지 흙 450.3kgf 으로 줄기초의 경우 파이프 보다 약 6배 이상 인발저항력이 크게 개선되는 것으로 나타났다. 본 연구에서 고려한 토성은 모래함량 35%~59%, 실트함량 39%~58%으로 극한인발저항력이 토성에 따라서 큰 차이가 없는 것으로 나타났으며, 이러한 결과는 온실의 파이프(서까래) 및 줄 기초를 설치할 때 적절한 다짐조건을 유지한다면 토성의 영향을 크게 받지 않고 온실의 지반고정에 대한 안정성 확보에 크게 유리하다는 것을 나타낸다. 본 연구의 결과를 기준으로 줄기초는 다짐률 75% 이상, 일반 파이프의 경우에는 다짐률 85%이상으로 유지하는 것이 온실의 안정성 확보에 유리할 것으로 판단되었다. 특히 내재해형 규격인 줄기초를 적용한다면 기상재해에 따른 온실의 안정성 확보에 크게 유리할 것으로 판단되었다.

본 연구는 공기열원 히트펌프 온실에서 환기에 의해 배출되는 에너지 즉 잉여 태양에너지 및 태양열 집열기를 이용하여 축열량 및 이들 에너지를 이용한 온실의 난방효과를 실험적으로 검토하였다. 태양열 집열기의 경우, 실험기간동안 누계 수평면 일사량의 최대, 평균 및 최솟값은 각각 52.2, 22.9 및 3.2 MJ․m-2이었고, 총 일사량은 869.8 MJ․m-2 정도였다. 그리고 집열량의 최대, 평균 및 최솟값은 각각 38,118.2, 22,545.9 및 2,622.1 kcal 정도였고, 총 집열량은 856,742.6 kcal 정도인 것으로 나타났다. 잉여 태양에너지의 경우, 여러 가지 요인에 의해서 온실로부터 회수되는 열량은 다르지만, 온실로부터 회수된 총 잉여 태양에너지는 375,946.7 kcal 정도인 것으로 나타났다. 히트펌프의 경우, 설정온도를 고려하지 않고 축열된 총 축열량은 17,519,085.3 kcal이고, 이 때 소비된 소비전력량은 7,169.6 kWh정도이었고, 시스템의 성능계수는 2.84정도이었다. 그리고 온실로 공급된 난방에너지는 최저 외기온과 유사한 경향을 보이는 것으로 나타났으며, 실험기간동안 총 난방에너지는 9,554,541.9 kcal로서 시간당으로 환산하면 평균 6,653.1 kcal․h-1정도인 것으로 나타났다. 특히 실제 히트펌프에 의해 축열된 량의 54.5%정도만 이용하는 것으로 나타나 난방시스템의 개선이 필요할 것으로 판단되었다. 실험기간동안 태양열 집열기, 잉여 태양에너지 및 히트펌프에 의한 축열량을 난방에너지로 100.0% 이용할 경우, 탄소배출량은 각각 259.7, 116.9 및 5,403.5 kgCO2정도 절감시킬 수 있을 것으로 나타났다.

본 연구는 염료감응형 태양전지를 이용하여 시간에 따른 일사량과 그에 따른 전력량의 분석을 통해 계절적 변화에 따른 온실 적용 염료감응형 태양전지의 효율에 관한 기초 자료 수집 및 분석을 목표로 하였다. 경상대 학교 소재 온실 근처(위도 35o 9' 9.20" N, 경도 128o 5' 44.90" E, 고도 52m)에 태양전지 어레이를 설치, 2012 년 8월, 10월, 11월, 2013년 2월 약 네 달 동안 태양전 지가 받는 일사량과 그에 따른 전력량을 측정 및 비교, 분석하였다. 10월의 태양전지 패널 면적에 따른 일사량이 약 1,013.03MJ, 발생된 전력량은 약 4.87kWh로 네 달 중 가장 높게 측정되었고, 11월의 패널 면적에 따른 일사량이 약 755.25MJ, 발생 전력량은 약 3.34kWh로 가장 낮게 측정되었다. 염료감응형 태양전지의 평균 효율의 경 우 8월 한 달간, 약 3.12%로 측정되었고, 10월 2.60%, 11월 2.39%, 2월 2.23%로 각각 측정되었다. 본 연구를 통해, 향후 염료감응형 태양전지의 온실 등 농업분야 적 용 시 기초자료로 활용 할 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구는 온실기초 및 구조의 유지관리 기준마련을 위한 기초자료로 이용하고자 국내에 보급되어 있는 온실에 대해 전국지역을 대상으로 온실형태, 설치연도, 기초의 형태, 매립깊이 및 기초주변 지반의 관리여부 등에 관한 실태를 조사하고 분석하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 단동 및 연동온실의 경우, 가장 많이 시공되는 것은 각각 아치형 및 1-2W형 온실인 것으로 조사되었다. 온실시공 연도를 보면, 2000년 이전 온실의 경우에는 단동보다 연동 온실의 비율이 상대적으로 높았고, 2000년 이후의 온실은 연동보다 단동이 상대적으로 높게 나타났다. 단동온실의 경우, 일반적으로 알고 있듯이 전체 72농가 중에서 파이프 매립형이 42농가(58.3%)로서 가장 많은 것으로 나타났다. 연동온실의 경우, 콘크리트원형 기초(THP 포함)가 42농가(55.3%)로서 가장 많이 시공되어 있는 것으로 나타났다. 단동 및 연동 온실의 경우, 매립깊이가 상대적으로 가장 높게 조사된 것은 각각 50∼59 cm 및 60 cm 이상인 것으로 나타났다. 또한 단동 및 연동에 관계없이 전체적으로 가장 많은 것은 50∼59 cm이었다. 그리고 온실기초주변의 지반관리는 특별한 경우를 제외하곤 실시하지 않은 것으로 나타났다.

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 8m이 상 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 내재 해형 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. 온실파 이프에 부식이 발생 시 보수방법은 도색 보다는 부분적 인 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.

본 연구에서는 모형실험을 통하여 다짐도 및 매입깊이에 따른 나선철항의 인발저항력을 검토하였다. 그 결과 다짐도 및 매입깊이가 증가할수록 인발저항력은 증가하는 것으로 나타났으며, 특히 다짐률 85%의 지반조건에서 인발저항력은 매입깊이 25cm, 30cm, 35cm 및 40cm 별로 각각 48.9kgf, 57.9kgf, 86.2kgf 및 116.6kgf로 다른 지반조건일 때 보다 현저하게 높은 인발저항력이 나타났다. 그리고 다짐률에 따른 인발저항력은 각 매입깊이 조건별(30cm, 35cm 및 40cm)로 다짐률 75% 및 85%에서 급격하게 증가하는 유사한 경향이 나타났다. 나선철항의 인발저항력은 지반의 다짐률에 따라 상당한 차이를 보였으며 극한인발저항력의 최대값은 다짐률 85%의 지반조건 및 매입깊이 40cm에서 116.6kgf로 나타났다. 이는 나선철항의 제원을 고려해볼 때 매우 높은 것으로 판단된다. 따라서 평소 나선철항 주변 지반의 유지관리를 철저히 한다면 바람에 대한 피해를 효과적으로 경감시켜 줄 수 있을 것으로 판단된다. 그리고 나선 철항은 플라스틱 필름을 고정하는 용도뿐만 아니라 온실 형태별로 개수 및 간격 등 적절한 설치방법이 제시된다면 온실의 구조적 안정성에도 기여를 할 수 있을 것으 로 예상된다. 또한 본 연구의 결과를 검토해 볼 때 온실에 나선설항의 설치시 유용한 효과를 기대하기 위해서는 매입깊이 35cm 이상 그리고 다짐률은 85%이상을 적용해야 할 것 으로 판단되며, 본 실험에서 다짐률 85%에 해당하는 모형지반의 상대밀도는 67%정도 였다.

본 연구는 단색광, 혼합광, 광조사 주기에 대해 총 14가지 실험구를 설치하여 적치마 상추의 생육특성 안토시아닌 및 비타민 C 함량에 대해 조사하였다. 그 결과, 단색광 처리에서 적색광은 초장, 엽수, 지상부 생체중, 청 색광은 근장과 엽폭을 증대 시키는 것으로 나타났다. 따라서 적색광은 상추의 지상부, 생육에 청색광은 지하부 생육에 많은 영향을 미치는 것으로 판단된다. 혼합광의 경우 적색광과 백색광 혼합광에서 초장, 엽수, 엽폭, 지상부와 지하부의 생체중 및 건물중이 가장 높게 나타났다. 이는 백색광이 LED광원에 비해 광파장 대역이 다양하기 때문에 생육이 좋은 것으로 판단된다. 근장과 엽록소 함량에 대해서는 적색광과 청색광의 비율이 7 : 3에서 가장 양호한 결과를 보였다. 광조사 시간에 따른 생육특 성은 광주기가 15/09h에서 가장 효과적인 반응을 보였다. 안토시아닌 함량의 경우, 단색광에서는 463nm의 청색 광 처리에서 가장 높았고, 혼합광에서는 적색광과 청색광의 비율이 7 : 3일 때 가장 높게 나타났다. 또한 광조 사 주기에 따른 실험에서는 광주기 18/06h의 처리구에서 안토시아니 함량이 가장 높았다. 비타민 C 함량은 적색 광과 청색광의 비율이 8 : 2일 때 1.77mg · L−1로 가장 높게 나타났으며, 백색광에서 1.26mg · L−1로 가장 적은 함량을 보였다.

본 연구에서는 사질토와 점성토의 인발저항의 관계를 파악하고, 나무말뚝의 직경 근입깊이, 직경과 근입깊이에 따른 근입비의 변화에 따라 인발저항력의 상관관계를 연구하고자한다. 그리하여 간척지 지반 특성인 점성토 지반 위 적당한 나무말뚝의 직경과 근입깊이, 근입비를 통하여 최적의 나무말뚝의 제원을 결정하고자 한다. SM과 ML로 이루어진 두 지반조건의 다짐률을 70 %로 동일하게 하여 말뚝의 인발저항력을 측정하였다. 직경과 근입깊이를 동일하게 하였을 때 ML 지반의 값이 더욱 크게 나오는 것을 보아 인발저항력은 점착력의 영향을 크게 받는다는 것을 알 수 있다. 또한 각 지반에 대해서 동일한 직경에 대한 근잎깊이 를 달리하여 말뚝의 인발저항을 측정하였을 때, 근입깊이가 깊을 수로 인발저항력의 크기가 비례하였다. 말뚝의 인발저항력은 주면면적이 클수록 증가하는 것으로 나타났다. 말뚝의 직경을 일정하고 근입깊이를 달리한 경우에는 근입깊이가 증가함에 따라 인발저항력은 증가하는 것으로 나타났다. 그러나, 직경이 일정하지 않은 경우 근입비 만을 고려하였을 때, 인발저항력과의 관계는 불규칙한 것으로 나타났다.

기존의 온실설계와 관련된 기준들은 1990년대 까지의 기상자료를 이용하여 산정된 설계풍속 및 적설심으로 최근 급변하는 우리나라 기상특성을 반영하기에는 어려움이 있다. 본 연구에서는 온실 설계에 있어서 기존의 기준들에 대한 문제점을 개선하고 활용도가 높은 설계풍속 및 적설심 자료를 제공하기 위해 1961년부터 최근 2011년까지 각 지역별 총 72개 지점의 기상관측소에서 측정한 기상자료를 이용하여 우리나라 전국 170개의 시·군별 설계풍속 및 적설심을 산정하였다. 그 결과, 재현기간 100년을 기준으로 풍속의 경우, 22.5~65.0 m․s-1 범위로 홍천이 22.5 m․s-1 로 가장 낮았고, 흑산도가 65.0 m․ s-1 으로 가장 높게 나타났다. 이때 기상자료의 수가 20년 미만인 흑산도를 제외하면 고산이 63.0 m․s-1 으로 가장 높은 것으로 나타났다. 적설심의 경우, 5.4~259.7 cm 범위로 고산이 5.4 cm로 가장 낮았고, 울릉도가 259.7 cm 로 가장 높게 나타났다. 전형적으로 다설지역인 울릉도(259.7 cm)와 대관령 (225.4 cm)을 제외하면 동해가 123.3 cm 으로 가장 높았다. 그리고 각 지역별 설계풍속 및 적설심에 대하여 본 연구와 기존의 기준을 비교해 보면, 설계풍속 및 적설심의 차이가 크게 발생한 지역들은 기존의 기준이 본 연구보다 비교적 높게 산정된 경향을 보였다. 따라서 최신 기상자료를 이용한 본 연구의 결과를 이용한다면 원예시설의 설계 및 시공 시 온실의 안전성뿐만 아니라 경제성에도 상당히 유리 할 것으로 판단되었다.

온실 및 식물공장 작물재배에 있어서 LED 광원과 작물생육에 관한 연구들은 활발히 진행 되고 있으나, LED광원과 식물에 병을 일으키는 식물병원균에 대한 연구들은 미흡하다. LED 광원은 이미 시설재배 혹은 식물공장에 설치되어 있으므로 LED광원으로 식물에 발생하는 병원균을 제어할 수 있다면 방제에 필요한 인적, 시간적 비용과 살균제 등과 같이 인체에 유해한 성분들의 사용을 감소시킬 수 있을 것으로 판단하여 LED광원에 대한 Botrytis cinerea의 균사생장을 조사하였다. 식물공장에서는 주로 엽채류를 재배하며 엽채류에는 여러 가지 곰팡이균들에 의한 질병 발병 가능성이 충분히 내재되어 있다. 병원균의 포자는 항상 작물재배지에 존재하고 있기 때문에 LED 광원이 식물병원균의 균사 생장을 억제 할 수 있다면, 식물공장내에서 작물재배에 효과적으로 이용할 수 있을 것으로 판단된다. 식물공장의 광원중 가장 많이 보편화되어 있는 LED 광원을 이용하여 B. cinerea의 균사 생장을 조사한 결과 Blue 광원에서 균사 생장이 억제되는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 결과는 식물공장내 LED의 비율과 광량의 적절하게 조절함으로써 식물병원균의 증식을 억제 할 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 온실 설계의 기초자료로 이용할 목적으로 온실에서 재배되고 있는 작물 중에 작물하중이 상대적으로 큰 토마토와 파프리카를 대상으로 작물하중을 측정하였다. 재배기간 중 동절기의 기온은 평년대비 최저 및 평균기온의 최대 차이는 각각 −5.6oC 및 −4.9oC로 나타났고, 하절기의 최대 온도 차이는 각각 3.0oC 및 1.5oC를 나타났다. 푸쉬풀 게이지의 측도 설정한 결과, 결정계수가 0.99 정도로서 상관관계가 아주 높은 것으로 나타났다. 파프리카의 재식밀도는 각각 3.43 및 3.56plant · m−2이었고, 토마토는 2.13plant · m−2이었다. 그리고 생산량은 각각 4.1, 4.3kg · plant−1 및 16.2kg · plant−1 정도로 서 단위면적당 생산량으로 보면, 14.1, 15.2kg · m−2 및 34.5kg · m−2 정도인 것으로 파악되었다. 파프리카 및 토마토의 경우, 최대하중은 약 1.3, 1.5kg · plant−1 및 3.3kg · plant−1 정도이었다. 파프리카 재배에서 작물을 중방에 매달 경우, 중방에 작용하는 총 작물하중은 15.3~15.9kg · m−2 정도로 예측되고, 재배베드를 지지하는 거터의 무게를 고려하면 총 무게는 26.0~26.9kg · m−2 정도이었다.

본 연구는 온실 운영에 필요한 전력량을 확보함으로서 온실경영비 절감을 목적으로 태양광발전시스템을 온실에 인접한 건물의 옥상에 설치하여 일사량에 따른 발전량을 실험적으로 검토하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 실험기간 동안 수평면 일사량의 최대, 평균 및 최소 값은 각각 26.1MJ · m−2, 14.0MJ · m−2 및 0.6MJ · m−2 정도였고, 일일 전력량은 각각 약 6.1kWh, 3.7kWh 및 0.01kWh 이었다. 그리고 누계 일사량과 전력량은 각각 약 4,378.2MJ · m−2 및 1,163.2kWh 정도이었다. 그리고 부하에 의해 소비된 적산전력량의 최대, 평균 및 최소값은 각각 4.5kWh, 2.4kWh 및 0.0kWh 정도이었고, 누계 전력량은 739.2kWh 정도로서 발생 전력량의 약 63.5% 에 해당하였다. 본 실험에 사용된 시스템의 평균 소비전 력량을 기준으로 보면, 온풍기의 용량 및 작동시간이 작은 경우는 충분하지만 큰 경우는 부족한 것으로 나타났다. 어레이 표면온도가 상대적으로 높아지면 일사량에 비례해서 발생 전력이 증가하지 않은 것으로 나타났지만, 두 인자 간에 상관계수는 0.851 정도로서 상관관계가 높은 것으로 나타났다.

본 연구는 주간 동안 온실 내에 발생하는 잉여 태양에너지 축열 시스템 설계에 필요한 기초 자료를 제공할 목적으로 진주 지역에 설치된 와이드 스팬형 온실을 대상으로 락베드 유ㆍ무에 따른 열수지 분석하였다. 파프리카를 재배한 온실의 경우, 락베드를 설치한 온실이 난방에너지를 17.9%정도 절약할 수있을 것으로 나타났으며, 잉여 태양에너지는 90.6%정도 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 국화를 재배한 온실의 경우, 락베드를 설치한 온실이 난방에너지를 약 16.0%정도 절약할 수 있을 것으로 나타났으며, 잉여태양에너지는 104.5%정도 감소하는 것으로 나타났다. 또한 난방에너지나 잉여 태양에너지 이외에도 온실에서 작물의 광합성에 이용된 에너지, 복사나 피복면의 대류 등으로 손실되는 열량도 락베드의 유․무에 따라 차이가 있음을 알 수 있다. 온실형태 및 재배작물의 종류가 단위피복 면적당 난방에너지에 미치는 영향은 미미하지만, 베로형 온실이 와이드 스팬형 온실에 비해 3.9～12.0%정도 적게 나타났다. 그러나 잉여 태양에너지의 경우, 벤로 온실이 와이드 스팬형 온실에 비해 12.0～64.1%정도 많게 나타났다.

본 연구에서는 간척지 내 온실의 설계에 합리적으로 적용할 수 있는 설계 풍속 및 적설심을 제공하기 위해, 최근 2011년 까지 각 지역별 총 72개 지점의 기상관측소에서 측정한 기상자료를 이용하여 우리나라 간척지 대부분이 분포하고 있는 안산시, 화성시, 당진시, 태안군, 보령시, 군산시, 해남군, 진도군, 장흥군 및 고흥군 등에 대하여 재현기간별 설계 풍속 및 적설심을 산정하였다. 그 결과, 본 연구와 기존의 관련기준과 비교해 보면 설계 풍속 및 적설심의 차이가 크게 발생한 지역 대부분은 기존의 관련 기준이 과도하게 높게 산정된 경우가 많은 것으로 나타났다. 간척지의 경우는 재현기간 30년을 기준으로 대부분 설계풍속이 30 m․s-1 이상을 초과하는 것으로 나타났으며, 그 이하의 지역들도 거의 30 m․ s-1와 유사한 값을 보였다. 그리고 간척지역들 중 군산시는 설계적설심 또한 33.7 cm로 72개 지역들 중에서 비교적 높은 순위(11위)의 값을 나타내었다. 따라서 간척지 내 온실은 바람에 강한 구조로 설계하는 것이 적절할 것으로 판단되었으며, 군산지역은 적설의 영향도 함께 고려해야하기 때문에 다른 간척지에 비해 시설원예 대상지역으로는 다소 불리할 것으로 판단되었다.

본 연구는 주간동안 온실 내에서 발생되는 잉여 태양에너지 축열 시스템 설계에 필요한 기초자료를 제공할 목적으로 확보한 표준기상년 데이터를 이용하여 벤로형 온실을 대상으로 잉여 태양에너지를 분석하였다. 파프리카의 경우, 지역별 난방부하는 제주, 진주 및 대관령지역에 대해 각각 약 1,107.8GJ, 1,010.0GJ 및 3,118.5GJ로 분석되었다. 잉여 태양에너지의 경우, 제주지역 1,845.4GJ, 진주지역 1,881.8GJ, 대관령지역은 2,061.8GJ로 나타나 대관령지역이 제주 및 진주지역에 비해 각각 11.7% 및 9.6% 정도 크게 나타났다. 국화의 경우, 지역별 난방부하는 제주지역 1,202.5GJ, 진주지역 1,042.0GJ, 대관령지역은 3,288.6GJ 정도인 것으로 분석되었으며 지역별 차이는 파프리카의 경우와 유사였다. 잉여 태양에너지는 제주, 진주 및 대관령지역에 대해 각각 1,435.2GJ, 1,536.2GJ, 및 1,734.6GJ로 나타나 대관령 지역이 제주 및 진주지역에 비해 각각 20.9% 및 12.9% 정도 크게 나타났다. 파프리카를 재배하는 경우가 국화에 비해 상대적으로 지역에 관계없이 난방에너지가 차지하는 비중은 적고 잉여 태양에너지는 많은 경향이 있음을 알 수 있다. 또한 대관령지역을 제외하면 잉여 태양에너지가 난방에 소요되는 에너지보다 많은 것을 알 수 있다. 소요 난방에너지는 지역 및 재배작물별로 다소 차이는 있지만, 오이가 일반적으로 많게 나타났으며, 그 다음으로 국화 및 파프리카 순이었다. 잉여 태양에너지는 대체적으로 파프리카, 오이 및 국화 순으로 많게 나타났다.

본 연구에서는 식물공장에서 주로 재배하는 상추를 대상으로 LED 조사 시간과 양액조성이 생장에 미치는 영향을 구명하기 위하여 수행하였다. 분석에 이용한 상추의 품종은 공시품종 청축면 상추이다. 상추는 분무경을 이용하여 5주간 재배하며, 정식 후 7, 14, 21, 28, 35일 경과 후 각각 생육조사 및 최적의 양액공급법에 대해 조사하였다. 조사 결과 청축면 상추에 가장 적절한 양액은 야마자키액이라고 판단하였으며, 광조건을 (12 hr(on)/12 hr(off))로 조절하거나 Wondergrow액으로 양액을 조성한 처리에서 생육이 가장 저조하였다.