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문제 정의
- 본 연구는 온실의 차광설계에 필요한 기초지-료를 제시히기 위하여 외부차광재의 적정 설치간격 분석, 차광 재별 광투과율 분석, 차광율에 따른 온실내부온도 외 변화 분석, 차광이 온실내부의 지온변화에 미치는 영향 분석 및 외부차광과 내부차광의 차광효과 비교를 실시 하였다.
제안 방법
- 측정데이터는 15분 간격으로 계측 . 기록되도록 측정시스템 을 구성하였으며, 차광시 환기조건에 따른 영향을 분석하고자 천창을 완전개빙하고 측창을 1/3 개방한 상태와 무환기상태에서 온실내부의 기온 및 지온 변화를 측정하였다. 실험기간은 2000년 3월부터 9월까지 이다.
- 내부차광시 지연환기조건 및 차광율에 따른 온실내부 외 온도 변화를 구명히기 위하여 자연환기 조건과 무환기 조건으로 구분하여 온도변화를 분석하였다. Table 2는 자연환기 및 무환기 조건에서 차광율 85%와 차광율 55% 차광온실의 최디L 최소 및 평균온도차 롤 나타낸 것이다.
- 모형온실 3개 동을 제작하여 1개 동은 대조온실로 이용하였고, 2개 동은 외부차광방법을 변화시킬 수 있도록 하였다. 실험기간동안 대조온실은 무차광 상태로 유지하였으며, 2개의 외부차광온실모형 중 1개 동은 수평차광을 히여고 다른 1개 동은 경사차광을 하였다.
- 실험온실 2 개 동 중 1개 동은 차광율 55% 알루미늄 스크린으로 된 내부차광시설이 설치되어 있으며, 다른 1개 동은 차굉율 85% 알루미늄 스크린으로 된 내부차광시설이 설치되어 있다. 외부차광효과를 분석하기 위해 온실외 부에 치광시설을 설치하였으며, Fig. 2와 같이 차광율이 50%인 알루미늄 스크린을 이용하여 수평차광시설 과 경사차광시설을 설치하였디-.
- 자연환기상테에서 치광율 50%인 알루미늄 스크린을 이용한 외부치광온실과 차광율 55%인 알루미늄 스크린을 이용한 내부차광온실에 대한 온실내의 기온변화 를 분석하였다.
대상 데이터
- 0m(측고)이고 외부차광재의 설치방 법은 지붕위에 차광재를 수평으로 설치한 수평설치방 식(이하, 수평차광이라 함)과 지붕경사와 평행하게 설치한 경사설치방법(이하, 경사차광이라 함)을 택하였다. 외부차광제의 설치간격 a 및 b는 0〜7。cm까지 변화시킬 수 있으며, 차광재는 차광율 50%인 알루미늄 스크린을 사용하였다.
- 기록되도록 측정시스템 을 구성하였으며, 차광시 환기조건에 따른 영향을 분석하고자 천창을 완전개빙하고 측창을 1/3 개방한 상태와 무환기상태에서 온실내부의 기온 및 지온 변화를 측정하였다. 실험기간은 2000년 3월부터 9월까지 이다.
- 온실외부의 기상자료는 경북대학교 부속농장내에 설 치된 종합기상괸측장비를 이용하여 측정였다. 측정데이터는 15분 간격으로 계측 .
- 온실의 차광효과를 분석하기 위해 사용한 실험온실은 크기가 7 m(폭)X11 m(길이)X 2.2 m(■즉고)이고 동고가 4 m인 양지붕형 딘동유리온실 2개 동으로 경북대 학교 부속농장에 설치되어 있다. 온실의 건설방위는 동서동이며 지연환기를 위헤 천창과 3-way 방식의 측창이 설치되어 있고, 환기창을 최대로 개방했을 때 폭은 천칭1.
성능/효과
- Table 1의 투과율 분석결과 50% 차굉재가 55% 차광채보다 광투과율이 높음에도 불구하고 차광율 50% 인 외부차광온실이 차굉율 55%인 내부차광온실보다 승온억제효과가 더 우수한 것으로 분석되었다. 이러한 결괴는 외부차광시 차광재가 흡수한 열이 온실내부로 전달되지 않을 뿐만 아니라 천창을 통한 환기효율이 내부차광보다 양호하기 때문인 것으로 판단된다.
- 모든 경사차광의 경우 간격을 두었을 때가 두지 않았을 때보다 차광효과가 우수한 것으로 나타났고, 이는 간격을 두지 않았을 경우 차광재가 홉수한 열이 온실피복재를 통하여 온실 내부로 전달되기 때문인 것으로 판단된다. 또한, 일정 간격을 둔 모든 경우에 경사차광의 온도차가 수평차광보다 높게 나타나 무환기 상태에서는 경사차굉의 차광성능이 수평차광보다 더 우수함을 알 수 있었다.
- 4는 외부차광제와 지붕표면과의 긴격에 따른 무차광 온실과 외부차광 온실의 일평균온도차를 도시 한 것이다. 모든 경사차광의 경우 간격을 두었을 때가 두지 않았을 때보다 차광효과가 우수한 것으로 나타났고, 이는 간격을 두지 않았을 경우 차광재가 홉수한 열이 온실피복재를 통하여 온실 내부로 전달되기 때문인 것으로 판단된다. 또한, 일정 간격을 둔 모든 경우에 경사차광의 온도차가 수평차광보다 높게 나타나 무환기 상태에서는 경사차굉의 차광성능이 수평차광보다 더 우수함을 알 수 있었다.
- 차이 (Difference)는 계산한 기준값과 측정깂;의 차이이다. 무차광 온실의 평균투과율은 70.9%로 나타 났으며, 차광온실의 경우 50% 외부차광과 85% 내부 차광 온실의 평균투과율은 기준값 보다 각각 3.4%와 1.6% 차이가 있었고, 55% 내부차광 온실은 8.3% 이 비교적 큰 차이가 있었다. 이는 차광재 제작사에서 제시한 투과율과 실제 온실에서 계측한 투괴율이 상당한 차이를 나티내는 것으로, 차굉재를 온실의 온도환경제 어 목적으로 이용하고자 할 경우에는 치광재에 따른 정확한 투과율을 미리 측정을 통해 검증할 필요가 있을 것으로 판단된다.
- JGHM1994)는 지붕과 외부차광재의 설치간격을 30〜40 cm로 추천하고 있으며, 이 간격은 지붕에 환기창을 설치헸을 경우 환기창의 개폐를 위한 필요공긴을 제공하기 위한 것으로 추정된다. 본 연구 결과 경사차광재의 설치간격이 10-30 cm에서 차굉효율이 가장 좋은 것으로 나타났으나 환기창의 개폐를 위한 공간이 필요하지 않는 온실에서는 10 cm 성도이면 충분한 간격이 될 것으로 판 단된다.
- 온실지붕과 외부차광재의 설치간격을 10〜 30 cm로 했을 때 온도차가 5°C 이상으로 가장 크게 니티나 차광효율이 가장 좋은 것으로 나타났고 40 cm 이싱.이 되면 효율이 떨어지는 것으로 나타났다.
- Table 2는 자연환기 및 무환기 조건에서 차광율 85%와 차광율 55% 차광온실의 최디L 최소 및 평균온도차 롤 나타낸 것이다. 자연환기와 무환기 조건 모두에서 85% 차광온실이 55% 차광온실 보다 최대 약 4°C, 평균 약 2°C 정도의 승온억제효과가 더 있는 것으로 나타났다.
- 4〜ZTC로 나타나 온실내부외 지온변화가 외부보다 오히려 평균 3P정도 낮았다. 차광온실내부의 지온변화는 차광율과 차광방법에 따른 차이는 매우 작았으나 무치광온실괴는 큰 차이가 있었기 때문에 온실내부의 지온변회는 차광율과 차광방법보다는 차광의 유무에 큰 영향을 받는다는 사실을 알 수 있었다
후속연구
- 3% 이 비교적 큰 차이가 있었다. 이는 차광재 제작사에서 제시한 투과율과 실제 온실에서 계측한 투괴율이 상당한 차이를 나티내는 것으로, 차굉재를 온실의 온도환경제 어 목적으로 이용하고자 할 경우에는 치광재에 따른 정확한 투과율을 미리 측정을 통해 검증할 필요가 있을 것으로 판단된다.
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