This study was conducted to prepare a plan for the controlling indoor microclimate environment using natural ventilation for the single-span plastic greenhouses, which account for about 83.8% of the total area of horticultural greenhouses in South Korea. The changes of indoor air temperature and relative humidity according to the side opening height were experimentally compared and analyzed in the experimental greenhouse. As the side opening height was changed to 30, 70, and 110cm, the indoor and outdoor temperature differences were found to be 14.0, 10.1, and 7.7℃, respectively. The indoor and outdoor relative humidity differences were found to be -15.7, -12.5, and -11.1%, respectively. These results were verified for statistical significance by ANOVA. When the variable breadth of the outdoor temperature was 6.9℃, the indoor temperature breadths were 14.5, 12.3, and 9.0℃, and when the outdoor relative humidity breadth was 24%, the indoor relative humidity breadths were 31.2, 28.0, and 23.8%, respectively. It was analyzed that as the side opening height is increased, the indoor temperature and relative humidity become similar to the outdoor environment. This is because the air is mixed by active indoor-outdoor air movement of greenhouses with natural ventilation. The results indicated that the proper opening and closing of side openings is necessary for the stable indoor microclimate environment control of plastic greenhouses.

본 연구의 목적은 컨테이너 육묘 시스템을 활용한 참외 접목 묘의 안정적인 생산 가능성을 평가하는 것이었다. 이를 위해, 컨테이너 육묘 시스템과 고온 조건의 플라스틱 온실에서 육묘 한 접수와 대목, 접목묘의 생육을 비교 분석하였다. 접목활착 후 육묘 환경에 따른 참외 접목묘의 생육과 묘소질을 0일, 4일, 7일, 11일, 14일째에 비교하였다. 컨테이너 육묘 시스템에서 는 주야간 온도를 25/20°C, 상대습도를 70%로 설정하여 재 배기간 동안 안정적으로 유지하였으며, 플라스틱 온실 내의 주야간 평균온도는 28.1/15.4°C로 주야간 온도차(DIF)가 더 크게 나타났다. 조사기간 동안 참외 접목묘의 초장은 플라스 틱 온실 육묘 처리구에서 컨테이너 육묘 시스템 처리구보다 더 길게 나타났다. 참외 접목묘 조직의 충실도는 지상부 건물 중을 초장으로 나누어 계산하였다. 육묘장에서 접목한 묘는 접목 후 7－10일 경과하여 활착이 완료되고 초장이 10cm 내 외일 때 출하하여 정식에 이용되게 된다. 본 연구에서 접목활 착 후 7일째에 컨테이너 육묘 시스템에서 재배된 묘의 충실도 는 44.9±2.64mg/cm으로 나타났으며, 플라스틱 온실 육묘 처 리구에서는 24.4±1.56mg/cm로 나타났다. SPAD 평균은 플 라스틱 온실 육묘에서 30.5, 컨테이너 육묘 시스템에서 41.1 로 측정되었다. 이러한 결과는 컨테이너 육묘 시스템의 활용 이 고온기 또는 저일조 시기와 같은 육묘 환경에서도 고품질 모종을 안정적으로 생산할 수 있는 것을 확인하였고, 인공광 을 이용한 육묘 시스템의 활용 범위가 앞으로 더 확대될 것으 로 기대된다.

Tomatoes in greenhouse are a widely cultivated horticultural crop worldwide, accounting for high production and production value. When greenhouse ventilation is minimized during low temperature periods, CO2 enrichment is often used to increase tomato photosynthetic rate and yield. Plant-induced electrical signal (PIES) can be used as a technology to monitor changes in the biological response of crops due to environmental changes by using the principle of measuring the resistance value, or impedance, within the crop. This study was conducted to investigate the relationship between tomato growth data, vital response, and PIES resulting from CO2 enrichment in greenhouse tomatoes. The growth of tomato treated with CO2 enrichment in the morning was significantly better in all items except stem diameter compared to the control, and PIES values were also higher. The growth of tomato continuously applied with CO2 was better in the treatment groups than control, and there was no significant difference in chlorophyll fluorescence and photosynthesis. However, PIES and SPAD values were higher in the CO2 treatment group than control. CO2 enrichment have a direct relationship with PIES, growth increased, and transpiration increased due to the increased leaf area, resulting in increased water absorption, which appears to be reflected in PIES, which measures vascular impedance. Through this, this study suggests that PIES can be used to monitor crops due to environmental changes, and that PIES is a useful method for non-destructively and continuously monitoring changes of crops.

This study aimed to develop an optimal greenhouse model for strawberry seedling during the summer high-temperature period based on the results of field surveys. We conducted a survey on the structure types of 46 strawberry seedling farms nationwide, including width, ridge height, eaves height, ventilation method, seedling bed width, and spacing. Based on the survey results, we derived the optimal greenhouse model by considering various factors. The greenhouse width was set at 14 meters to maximize the efficiency of seedling beds and overall space. The height was determined at 2 meters, taking into account ventilation during the summer season. To reduce stress on the supporting structure due to snow loads, we established a reinforcement installation angle of 50 degrees. We analyzed two different models that use support beams with dimensions of φ48.1×2.1t and φ59.9×3.2t, respectively, to ensure structural safety against meteorological disasters, considering regional design wind speeds and snow accumulation. We utilized these developed greenhouse model to conduct strawberry seedling experiments, resulting in a high survival rate of average 93.2%. These findings confirm the usefulness of the strawberry seedling greenhouse in improving the seedling environment and enhancing overall efficiency.

본 연구는 권취식 측창을 갖는 아치형 단동 플라스틱 온실 내 강제환기장치 설치 및 운용, 환기 성능 개선방안 등을 제안 하기 위해 온실 내부에 유동팬과 배기팬을 설치하여 강제환기 장치 사용에 따른 온실 내부기온 강하 특성을 정량적으로 조 사하였다. 시험은 3가지 환기 조건(측창, 측창+순환팬, 측창+ 순환팬+배기팬)에서 수행되었다. 각 조건 데이터로거를 이용 하여 환기 시작과 동시에 온실 내외부 기온 및 외부환경 변화 를 측정·기록하였고, 환기 방식별 기온차 변화의 평균값으로 부터 정규기온차를 계산하여 기온 강하 효과를 비교하였다. 오전(11:00－12:00)에는 환기 방식에 상관없이 환기 초반 정 규기온차가 일시적으로 증가했다가 감소하는 것으로 나타났 다. 강제환기장치가 더 많이 사용될수록 최대 정규기온차는 1.158에서 1.037로 감소하였고 최대 정규기온차에 도달하는 시간도 340초에서 110초로 단축되었다. 강제환기장치의 사 용은 정규기온차가 0.8까지 감소하는데 소요된 시간을 1,030 초에서 550초로, 0.6까지는 1,610초에서 915초로, 0.4까지는 2,315초에서 1,360초로, 자연환기의 약 60% 수준으로 감소 시켰다. 오후(14:00－15:00)에는 정규기온차의 증가가 관측되지 않았지만, 환기 시작과 동시에 기온차가 감소하기 시작 했다. 또한 강제환기장치가 더 많이 사용될수록 정규기온차 가 0.8까지 내려가는 시간을 560초에서 345초로, 0.6까지는 825초에서 540초로, 0.4까지는 560초에서 345초로, 약 70% 수준으로 감소시켰다. 따라서, 보다 효과적이고 경제적인 환 기를 위해 강제환기장치는 오전과 같이 열부하가 높은 환경에 서 적극적으로 사용하는 것이 바람직하다고 판단된다.

본 연구는 단조가력 하중을 받는 실물크기 비닐온실의 기둥-서까래-도리 접합부의 역학적거동을 알아보기 위해 현장에서 시공되고 있는 두 가지 형식의 실험체로 구조실험을 수행하였다. 실험결과를 바탕으로 두 가지 형식의 접합부에 대해서 휨성능을 분석하고 접합부 분류를 시도하였다. Type B 는 Type A에 비해 휨 성능이 77% 수준으로 나타났으며 두 형식 모두 강성 및 휨내력이 강접합 수준에 미치지 못하는 것으로 나타났다. 기둥-서까래-도리 접합부의 거동은 용접부 및 체 결구 변형에 의한 국부좌굴이 지배적이었다. AISC 기준에 의한 접합부 분류 결과, Type A와 B 접합부 모두 설계 시 가정하는 강접합 성능에 미치지 못하는 결과를 보였으며 단순 접합으로 분류되는 것으로 나타났다. 따라서 접합부 성능평가 및 분류 결과, 접합부 성능을 고려한 온실 설계가 이루어져야 하며 신뢰성 높은 온실 구조설계를 위해서 온실 접합부에 대한 명확한 설계기준 정립 연구가 필요할 것으로 판단된다.

국내 시설 농업의 99.2%를 차지하는 플라스틱온실의 내부 환경인자는 외부 환경의 변화에 민감하게 반응하고 온실 공간 내부에서 편차가 발생한다. 온도, 습도, CO2, 광도의 환경인자를 계측하기 위한 지점을 3 × 3 × 5로 구성하여 데이터를 취득하고 내부 공간을 수직, 수평적인 측면으로 분할하여 환경 인자의 분포를 확인하였다. 계측지점의 최적점을 선정하고자 계측 공간을 수직, 수평적인 방향으로 분할하고, 측정 데이터와 이를 활용한 예측지점의 선형회귀분석 결과로 성능평가를 실시하였다. 일반적인 상황에서는 온도와 습도 인자의 경우 1개의 센서로 플라스틱온실 내부 환경의 계측이 가능할 수 있으나, 특정 구간의 경우 다수의 센서를 활용하여 내부공간의 정밀성을 확보하는 것이 필요하다. CO2의 경우 실험기간 내의 계측 매트릭스의 증가에도 불구하고 변이를 정의하는데 한계가 있음을 발견하였다. 조도 분포의 경우 일출 이후 지속적으로 회귀분석 결과가 작아짐을 발견하였다. 구조물의 간섭 등을 고려해 동일한 수평적인 방향에서 미계측 지점의 결정계수가 감소하였고, 센서 매트릭스 배치를 작물 높이 위로 위치하여 다수의 센서 노드 설치로 개선 가능하다고 예상된다. 외부 환경의 변화에 따라 온실 내부 환경이 불규칙하게 변화되며, 이 구간은 시설의 규격을 고려하여 계측 매트릭스를 구성해야 한다. 반대로 안정적인 구간에서는 최소한의 센서 노드로 내부 환경의 예측이 가능한 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 측정하고자 하는 환경인자와 시설의 구조 등 연구 및 재배자의 목적에 맞는 계측 매트릭스 위치 선정의 유동성이 요구되며, 덕트의 개폐위치를 조절하여 필요한 곳에 에너지를 투입하는 국소냉난방 및 생육제어 모델링 설계에 적용 가능하다고 판단된다.

본 연구에서는 현장에서 사용되는 온실 강관의 이음 방법에 대해 휨성능을 평가하고 그 결과를 바탕으로 가장 휨성능이 우수한 이음 방법을 알아보았다. 실험 결과, 모든 실험체는 이음이 없는 실험체 보다 휨성능이 작았다. 그러나 모든 실험체의 최대 휨모멘트는 이음이 없는 실험체 소성모멘트의 1.07~1.3정도로 나타났다. 또한 연결 방법에 따른 결과는 연결핀 보다 인발 실험체가 상대적으로 큰 휨성능을 보였다. 현장 이음 방법의 파괴 모드는 연결핀과 강관 끝부분의 응력집중에 의한 국부좌굴이 지배적이었다. 현장시공 시 강관을 절단 후 연결할 경우, 이음 없이 사용하는 것이 가장 우수한 휨성능을 발휘하지만 부득이 강관을 절단할 경우는 연결핀보다는 인발 강관에 직결나사로 고정한 이음 방법(SPJ-F)으로 시공하는 것이 유리할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 저온기에 참외재배 단동 플라스틱 온실에서 지붕 환기팬을 이용하여 환기할 때 작물에 스트레스를 적게 주면서 바깥 공기를 하우스 내부로 균일하게 유입할 수 있는 방법으로 하우스 전체길이에 대해 측창 안쪽부분에 비닐을 부착하는 방법을 개발하였다. 지면으로부터 측창이 최대한 열렸을 때 높이의 10cm 아래까지 비닐을 설치하였다. 측창 개선에 의한 온실 환경 개선 및 참외 수량증대 효과를 검증하기 위하여 개선 측창형 태와 관행의 측창형태를 비교하였다. 2017년 2월 25일 까지는 두 시험구 모두 환기를 하지 않았는데, 2월 중순 하우스 내 기온이 40oC를 넘어섰다. 따라서 2월 중순부터는 하우스 환기를 시작해야 할 것으로 판단된다. 대조 구에서의 기온이 4월 하순부터 30oC를 넘어섰다. 그러므로 측창 안쪽에 부착한 비닐을 4월 하순, 늦어도 5월 상순에는 제거해야 할 것으로 판단된다. 4월 중순에 처리구에서의 지온은 생육 적온 범위인 20oC를 넘어선데 비해 대조구에서는 여전히 20oC보다 낮게 나타났다. 4월 하순이 되어서야 대조구의 지온도 20oC를 넘어서는 것으로 나타났다. 전기사용량은 처리구 47.2kWh, 대조구 48.3kWh로 처리 간에 큰 차이를 보이지 않았다. 처리구에서의 참외 상품수량은 5,094kg으로 대조구 4,113kg에 비해 23.9% 많았다. 상품과율은 처리구 73.5%, 대조구 73.9%로 차이가 없었다.

본 연구에서는 간척지에서 플라스틱 온실의 기초안전성을 평가하기 위하여 강재 나선말뚝기초를 갖는 폭 6m 연동하우스 1개동과 강재 나선말뚝기초와 파이프줄기초를 각각 적용한 폭 8.2m 단동하우스 2개동을 SPT N값 이 2인 간척지 시험포장에 설치하여 플라스틱 온실의 인발량 및 침하량을 측정하였다. 또한 플라스틱 온실에 적용된 나선말뚝기초 3종(φ50, φ75 및 φ100)을 인근의 간척지 시험포장에 설치하여 인발저항특성을 시험하였다. 평가 기간 중 플라스틱 온실의 수직변위 움직임이 관측 되었지만 온실의 규모와 비교하여 그 변위는 무시할만한 수준이었다. 평가 기간 중의 최대 수직변위는 나선말뚝 기초를 적용한 연동하우스의 경우 +9.0mm(인발)~- 11.5mm(침하), 나선말뚝기초를 적용한 단동하우스의 경 우 +1.3mm~-7.7mm, 파이프줄기초를 적용한 단동하우스 의 경우 +0.9mm~-11.2mm로 나타났다. 나선말뚝기초의 허용인발력은 모두 극한하중 판정기준에 의해 판단할 수 있었으며 φ50mm, φ75와 φ100 나선말뚝기초의 최종 허용인발력은 각각 0.40kN, 1.0kN과 2.5kN으로 산정할 수 있었다. 평가기간 중 나선말뚝기초를 적용한 플라스틱 온실의 기초안전성을 최종적으로 판단하기에는 다소 무리가 있다고 판단되나 강재 나선말뚝기초를 간척지 플라스틱 온실의 기초로 사용하더라도 큰 문제는 없을 것으로 판단되었다.

본 연구에서는 플라스틱 온실에서 사용하는 죔쇠의 성능 평가 시 시험편 끝단의 구속조건이 미끄럼 저항력에 미치는 영향을 분석하기 위해 시험편 구속조건을 실험변수로 판형죔쇠의 미끄럼 저항력을 측정하였다. 각 구속조건별로 측정한 미끄럼 저항력의 평균값은 서까래 고정-고정단이 가장 컸으며, 내재해형 죔쇠의 평가 기준 값과 비교한 결과에서도 서까래 고정-고정단의 경우에만 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 그러나 서까래 고정-고정단 구속조건은 다른 구속조건들에 비해 산 포도가 상대적으로 크게 나타나 신뢰성이 떨어지는 결과를 보였다. 또한, 일원분산 분석결과에서도 서까래 고정- 고정단은 다른 구속조건들과 비교해 미끄럼 저항력이 유의한 차이를 보였다. 따라서 시험편 구속조건이 미끄럼 저항력 평가에 영향을 미친다고 판단하며 연구자 및 기술자들이 죔쇠의 미끄럼 저항력을 측정할 때에는 시험편의 구속조건이 결과값의 신뢰성에 미치는 영향을 면밀히 검토해야 할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 온실시공 및 유지관리 지침마련을 위한 기초자료로 사용하기 위하여 플라스틱 필름 온실의 구조재를 대상으로 휨 시험을 실시한 후, 하중-변위의 관계를 검토하였다. 그 결과 시편의 형상 에 관계없이 시편의 규격이 클수록 항복 및 최대하중이 큰 경향을 보였으며, 변위도 동일한 양상을 보 였다. 강관이 각관보다 항복 및 최대하중은 적게 나타났으며, 변위는 크게 나타났으며, 강관의 경우는 항복 및 최대하중 하에서의 변위는 각각 1.42~4.20mm 및 5.80~24.13mm정도의 범위에 있었다. 각관 의 경우에 변위는 각각 1.62~3.00mm 및 3.13~8.01mm정도의 범위였다. 그리고 본 시험의 결과와 기 존의 연구에서 제시한 기준 값들을 보면, 동일한 부재임에도 불구하고 부재들이 사용되는 온실형태나 사용목적(예, 샛기둥)에 따라 큰 차이가 있음을 알 수 있었다. 또한 유리온실인 와이드 스팬 및 벤로 형 을 대상으로 제시하고 있는 경우(, )에도 변형이 각각 28.0mm 및 35.0mm(기둥 길이 280cm 적용)정도로서 네델란드의 유리온실 표준 기준(14.0mm)과 비교해도 큰 차이가 있었다. 스팬 이 60cm인 경우, 주서까래나 도리 부재의 본 시험결과는 기존의 연구에서 제시한 값들 보다 각각 55.7% 및 39.3%정도 크게 나타났다. 그리고 기둥의 경우, NEN의 기준 값인 14.0mm와 비교해서 본 시험결과는 43.7%정도 적은 것으로 나타났다. 따라서 변위제한은 온실의 종류나 형태 및 규격 등 다양 한 요인에 의해서 다를 수 있기 때문에 이들 요인들을 반영한 연구나 시험들을 진행하여 온실 시공 및 유지관리 등에 반영할 수 있도록 하여야 할 것으로 판단되었다.

온실의 난방부하 중 틈새환기전열부하 산정방법은 설계 기준마다 제각각이고, 온실의 규모에 따라 각각의 방법에는 큰 차이가 있으므로 보다 정확히 국내에 적용할 수 있는 방법을 정립할 필요가 있다. 본 연구에서는 원예시설의 환경설계 중 난방부하 산정방법 정립에 필요한 기초자료를 제공할 목적으로 다양한 종류의 보온커튼을 설치한 단동 및 연동 플라스틱 온실에서 추적가스법을 이용하여 틈새환기율을 실측하였으며, 온실의 틈새환기 전열부하 산정방법을 검토하였다. 연동온실의 틈새환기 율은 0.042~0.245h-1의 범위로 측정되었으며 단동온실의 틈새환기율은 0.056~0.336h-1의 범위로 측정되어 단동온 실이 약간 큰 것으로 나타났다. 온실의 틈새환기율은 단동, 연동 구분없이 보온커튼의 층수에 따라 크게 감소하는 것으로 나타났다. 또한 틈새환기율은 온실의 실내외 기온차가 커질수록 증가하는 경향을 보였으나, 실험기간 동안의 낮은 풍속 범위에서 외부 풍속에 따른 틈새환기 율의 변화는 일정한 경향을 찾을 수 없었다. 온실의 난방설계를 위한 틈새환기율은 적정 실내외 기온차에서의 값을 제시할 필요가 있고, 최대난방부하 산정의 기준이 되는 낮은 풍속 범위에서 풍속에 따른 틈새환기율의 변화는 고려하지 않아도 되는 것으로 고찰되었다. 다만 강 풍지역에서는 열관류율을 포함하여 최대난방부하를 약간 증가시키는 보정계수의 적용이 필요할 것으로 판단되었다. 온실의 틈새환기전열부하 산정방법을 검토한 결과 틈새환기전열계수와 온실의 피복면적을 이용하는 방법은 문제가 있는 것으로 나타났으며, 틈새환기율과 온실의 체적을 이용하는 방법이 합리적인 것으로 판단되었다.

순환식 수막시스템의 적정 수온을 결정하는데 필요한 기초자료를 제공하기 위하여 딸기를 토경재배하고 있는 실험온실에서 외부온도, 수막용수의 수온 및 야간시간대에 따른 처리방식별 온실 내부 환경변화를 비교 분석하였다. 대조구는 무수막 온실이고, 처리구는 수온이 10oC, 15oC로 각각 설정된 순환식 수막온실로서 모두 무가온 및 추가적인 보온자재의 투입이 없는 상태를 말한다. 수막이 직접 살수되는 2중 비닐하우스는 폭 5.5m, 길이 55m이고, 분당 살수되는 평균 수막유량은 38.5~44.5L로 나타났다. 3가지 처리조건 모두에서 외부온도와 내부온도는 양의 선형관련성이 매우 높게 나타났으며 처리구 (10, 15oC)의 외부온도에 대한 상관성은 유사한 수준으로 분석되었다. 보온효과는 수온 15oC 처리구가 수온 10oC 처리구보다 1.3oC 정도 우수한 것으로 나타났다. 외부온도가 약 -8.1~8.6oC 범위에서 변화할 때, 처리조건 별 최저온도는 무처리구, 수온 10oC 처리구, 수온 15oC 처리구가 외부에 비해 각각 6.4, 11.0, 12.3oC 정도 높게 유지되는 것으로 나타났다. 평균 온도는 무처리구, 수온 10oC 처리구, 수온 15oC 처리구의 순으로 높아지고 온도변화폭은 오히려 작아지는 경향을 보였다. 외부 최저 온도가 -1.3oC, 평균온도가 1.5oC인 날은 수막시스템의 수온을 10oC로, 외부 최저온도가 -4.7oC, 평균온도가 -0.2oC 인 날은 수온을 15oC로 설정해도 온실의 목표온도(5oC) 유지가 가능한 것으로 나타났다. 처리조건별 야간시간대( 일몰 후, 자정, 일출 전, 일출 후)에 따른 온실 내부와 외부의 온도는 전반적으로 일몰직후가 가장 높고, 이후 서서히 감소하여 일출직전이 가장 낮아지는 경향을 보였다. 따라서 온실의 목표온도 유지를 위해서는 일출직전 시간대에 특히 집중적인 관리가 필요하며, 순환식 수막 시스템의 수온을 획일적으로 15oC 이상으로 결정하기 보다는 외부온도 변화, 야간시간대, 재배작물에 따라 다르게 결정하는 것이 타당한 것으로 판단된다.

본 연구는 우리나라 상업용 온실의 보온성능 및 광투과 성능을 개선할 수 있는 피복방식을 결정하는데 필요한 자료를 제공하기 위하여 토마토 재배용 실험온실의 세 가지 피복방식에 대한 보온효과 및 광투과 특성을 평가하였으며 결과를 요약하면 다음과 같다. 공기주입 이중피복온실과 관행 이중피복온실의 관류열손실량이 거의 비슷한 것으로 나타났으나 외부기온이 비슷할 때 피복재와 보온커튼 사이의 온도가 공기주입 이중피복온실이 더 낮게 나타난 것은 공기주입 이중피복온실의 경우 나비식 천창의 틈새로 인한 환기전열손실이 크기 때문인 것으로 판단된다. 따라서 공기주입 이중피복온실에서 나비식 천창을 사용할 경우 틈새 환기전열손실을 줄일 수 있는 대책이 수립되어야 할 것으로 판단된다. 일중피복 온실과 관행이중피복온실의 관류열전달계수에 대한 온실 실험결과와 모형실험결과를 비교한 결과 모두 비슷한 값을 나타내었다. 이러한 결과는 측정된 관류열전달계수가 타당성 있는 값임을 보여주는 것이며 향후 온실의 난방 설계시 직접 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 공기주입 이중피복온실이 비록 일중피복온실보다는 광투과율이 낮으나 동일한 이중피복온실인 관행이중피복온실보다 광투과율이 높기 때문에 보온을 위해서 이중피복을 설치할 경우에 광투과율을 확보하기 위해서는 공기주입 이중피복방식을 채택하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 공기주입 이중피복온실에 비해 일중피복온실의 피복재 내부표면에서 발생하는 결로량이 큰 이유는 일중피복온실의 피복재 내부표면온도가 훨씬 낮기 때문에 피복재에서의 포화습도가 작아져 내부공기의 절대습도와의 차이가 증가하기 때문인 것으로 판단된다.

본 연구는 우리나라 온실 피복재의 결로 발생을 억제하는데 필요한 기초자료를 제공하기 위하여 토마토 재배용 실험온실의 포차변화 및 피복재에 발생하는 결로량의 변화를 분석하였으며 결과를 요약하면 다음과 같다. 실험온실의 경우 포차가 병 발생을 유발하기 쉬운 한계포차인 0.2kPa보다 더 크게 유지되어 온습도환경이 양호한 것으로 판단되었고 제습여부 결정을 위한 임계포차인 0.5kPa보다는 작게 나타나 제습은 필요한 것으로 판단되었다. 내부피복재의 표면온도는 외부온도와 커튼상부온도의 평균값 보다 약간 더 큰 것으로 나타났으며, 대체로 외부온도의 변화에 비례하여 변화하는 것으로 나타났다. 외부의 온도 및 습도 변화에 상관없이 커튼 상부의 습도는 거의 100%에 가까운 상대습도를 유지하여 결로 발생이 용이한 조건인 것으로 나타났다. 커튼하부의 습도는 내부습도의 큰 변화에도 불구하고 75~90% 정도로 안정된 값을 유지하였으며, 이는 온풍난방을 실시하여 온도를 15℃로 유지하였기 때문으로 판단된다. 실험조건 및 피복재의 종류에 따라 결로 발생량은 많은 차이가 있는 것으로 알려져 있다. 실험온실의 결로 발생량은 Seginer와 Kantz(1986)의 연구결과와 가장 잘 일치하는 것으로 나타났으나 다른 온실실험 결과들과는 약간의 차이를 보여주고 있기 때문에 앞으로 실험을 통해서 더 자세한 검증을 거친다면 우리나라 온실 피복재에 발생하는 결로량을 분석하는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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.

부재 교차 결합부 조건에 따른 초기강성은 고정 조건인 경우와 비교하여 반고정 조건인 경우 33% 작게 나타났으나 부재 교차 결합부 특성에 의하여 재하지점과 3m 떨어진 지점에서는 9% 크게 나타났다. 즉, 고정 조건인 경우 구조물 전체로 하중이 분산되어 재하지점과 떨어진 지점에서는 상대적으로 반고정 조건 구조물의 강성이 높게 나타났다. 기초 조건에 따른 초기 강성은 강관 삽입 기초의 경우에는 고정기초 조건과 비교하여 31% 크게 나타났으며, 휨강성은 20% 높게 나타났다. 인터페이스 요소(beam interface element, BIE) 및 지반요소(3-D solid element)를 사용하여 재하시험 결과를 기반으로 각종 계수를 산정하고 시험조건과 동일하게 수치모델링하여 유한요소해석을 수행한 결과 실험결과와 유사한 구조거동을 나타냈다. 그러나 극한하중 조건에서는 비선형 특성의 발현 등에 의하여 다소 상이한 결과 값을 보였다. 이상의 결과로부터 플라스틱 필름 온실의 설계 및 구조성능 평가에서 절점 및 지점 조건에 대한 임의 또는 과다한 이상화는 구조물의 성능 평가에 적지 않은 영향을 줄 수 있음을 알 수 있었다. 한편 플라스틱 필름 온실은 세장한 부재로 구성된 유연한 철골 구조물이므로 구조성능 산정에 있어서 좌굴과 함께 대변형 및 지반의 비선형 특성 등을 충분히 고려해야 할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 토마토 재배에 적합한 규격을 가지면서 기상재해에 안전한 토마토 재배용 연동 비닐하우스를 설계하였다. 토마토 하우스의 규격은 폭 7m, 측고 4.5m, 동고 6.5m이다. 1995년에 농촌진흥청에서 개발한 1-2W형 하우스와 비교해서 폭은 같지만 측고는 1.8m, 동고는 2m 더 높다. 중방은 작물하중과 장치하중을 견딜 수 있도록 트러스 구조로 설계하였다. 토마토 하우스는 높으면서도 내재해 설계 기준(MIFFAF, 2010)에 맞게 만들어졌다. 즉, 최고 설계 기준인 풍속 40m·s-1, 적설 40cm 이상에 안전하도록 구조안전성 분석을 통해 하우스 기둥, 서까래 등의 부재 규격과 설치 간격을 설정하였다. 1-2W형 하우스와 달리 토마토 하우스에는 랙-피니언 타입의 천창을 용마루 부분에 설치하여 외부 공기 유입과 자연 환기를 극대화할 수 있도록 하였다. 하우스 높이가 증가하면 난방비는 증가하므로 토마토 하우스에는 보온력이 우수한 다겹 보온커튼을 설치하여 하우스 바깥으로 빠져나가는 열을 최소화하였다.

본 연구는 우리나라 플라스틱온실 피복재의 피복방법 및 관리방법을 개선할 수 있는 방안을 구명하는데 필요한 자료를 제공하기 위하여 상업용으로 운영되고 있는 대표적인 구조 및 피복형태의 온실에 대하여 겨울철 온실 내부의 광합성유효광량자속을 측정하고 변화를 분석하였으며 결과를 요약하면 다음과 같다. 일일적산 광합성유효광량자속의 월중 변화를 분석한 결과 모든 온실에 있어서 광량변화의 경향이 일조시간의 변화 경향과 대체로 잘 일치하는 것으로 나타났으나, 온실 간에 일일적산 광량의 차이는 상당히 큰 것으로 나타났으며, 겨울철에는 모든 온실이 토마토 생육에 필요한 적정 광량에 미치지 못하는 것으로 나타났다. 월평균 일일적산 광합성유효광량자속의 연중변화를 분석한 결과 실험온실 모두 투과광량을 높이기 위하여 겨울철에도 내부피복재를 대부분 개방하였기 때문에 내부피복재의 오염으로 인한 광투과율의 저하는 미미하였으며 주로 외부피복재의 오염으로 인해 투과광량이 감소하는 것으로 분석되었다. PO필름으로 피복된 단동온실의 광 투과 성능이 매우 우수하다는 사실을 확인할 수 있었다. 피복재를 더 효율적으로 사용하기 위해서는 피복재의 교체시기를 겨울철광량이 부족한 시기가 시작되기 전인 10월 또는 11월경으로 하는 것이 바람직할 것으로 판단되었다. 온실간 광량의 차이가 최대 40%정도까지 나기 때문에 투과광량이 낮은 온실은 즉시 피복재를 교체하여 광투과율을 높이는 것이 경제적일 것으로 판단되었다. 온실의 투과광량 감소요인을 분석한 결과 투과광량을 감소시키는 내부요인은 보온커튼, 내부피복재, 결로받이 등인 것으로 분석되었다. 광폭형 단동온실의 경우에는 비교적 넓은 온실 폭의 중앙에 보온커튼과 내부피복재를 걷어 두고 있기 때문에 온실 전체 폭에 비해 걷혀 있는 보온커튼과 내부피복재의 폭이 비교적 작아 다른 온실에 비해 광 손실이 상대적으로 적을 것으로 분석되었다. 종합적으로 비교해 볼 때 광폭형 단동온실이 광 투과 측면에서 가장 우수한 것으로 나타났고 내부피복재를 중앙에서 권취하여 개방하는 형태의 온실이 가장 바람직하지 못한 것으로 분석되었다.