본 연구는 과수재배 시설의 표준화 및 환경조절기술개발을 위한 기초자료로 제공하는 것을 목적으로 과수재배용 온실의 실태를 조사하여 구조유형과 설계요소를 분석하고, 기상재해에 대한 안전성과 구조 및 환경관리에 대한 개선방안을 검토하였다. 시설재배 면적이 가장 많은 5개 품목 중 주로 제주도에서 재배되고 있는 감귤과 현재 재배온실을 찾을 수 없는 단감을 제외한 포도, 배 및 복숭아재배 온실을 연구대상으로 하였다. 감귤과 포도재배 온실은 꾸준히 증가하고 있으나 저장시설의 발달로 배와 단감재배 온실은 감소하고 있는 추세이다. 앞으로는 비가림 효과가 크고 저장성이 떨어지는 품목을 중심으로 과수재배 온실의 변화가 예상된다. 조사대상 온실 중 배 재배 온실과 복숭아재배 대형 단동온실을 제외하고는 대체로 보급형 온실의 규격을 따르고 있으며, 재배작목별로 특성화된 온실은 없는 것으로 나타났다. 과수재배 온실의 대부분은 농촌진흥청과 농림수산식품부에서 고시한 농가보급형 모델이나 내재해형 모델의 부재규격을 따르고 있었다. 기초는 대부분 콘크리트 기초를 사용하고 있었으며, 배 재배 온실의 경우에는 내재해형 모델보다 두꺼운 단면의 기둥을 사용하고, 강판을 기둥의 하단에 용접하여 매설한 형태의 특수한 기초를 적용하고 있었다. 조사대상 온실의 구조적 안전성을 검토한 결과 대부분 안전하였으나 김천과 천안의 포도재배 온실, 남원과 천안의 복숭아재배 온실에서 적설에 불안전한 것으로 나타났고, 남원의 복숭아재배 온실은 풍속에 대한 안전성도 부족한 것으로 나타났다. 또한 채소재배 온실을 복숭아재배로 전용한 온실의 경우 적설과 풍하중 모두 상당히 불안정한 것으로 나타났다. 과수의 수형, 수고 및 재식간격을 고려하여 과수 재배 온실의 적정규격을 검토한 결과 포도재배 온실은 폭 7.0~8.0m, 측고 2.5~2.8m가 적당하고, 배와 복숭아재배 온실은 폭 6.0~7.0m, 측고 3.0~3.3m 정도가 적당한 것으로 판단된다.
본 연구는 과수재배 시설의 표준화 및 환경조절기술개발을 위한 기초자료로 제공하는 것을 목적으로 과수재배용 온실의 실태를 조사하여 구조유형과 설계요소를 분석하고, 기상재해에 대한 안전성과 구조 및 환경관리에 대한 개선방안을 검토하였다. 시설재배 면적이 가장 많은 5개 품목 중 주로 제주도에서 재배되고 있는 감귤과 현재 재배온실을 찾을 수 없는 단감을 제외한 포도, 배 및 복숭아재배 온실을 연구대상으로 하였다. 감귤과 포도재배 온실은 꾸준히 증가하고 있으나 저장시설의 발달로 배와 단감재배 온실은 감소하고 있는 추세이다. 앞으로는 비가림 효과가 크고 저장성이 떨어지는 품목을 중심으로 과수재배 온실의 변화가 예상된다. 조사대상 온실 중 배 재배 온실과 복숭아재배 대형 단동온실을 제외하고는 대체로 보급형 온실의 규격을 따르고 있으며, 재배작목별로 특성화된 온실은 없는 것으로 나타났다. 과수재배 온실의 대부분은 농촌진흥청과 농림수산식품부에서 고시한 농가보급형 모델이나 내재해형 모델의 부재규격을 따르고 있었다. 기초는 대부분 콘크리트 기초를 사용하고 있었으며, 배 재배 온실의 경우에는 내재해형 모델보다 두꺼운 단면의 기둥을 사용하고, 강판을 기둥의 하단에 용접하여 매설한 형태의 특수한 기초를 적용하고 있었다. 조사대상 온실의 구조적 안전성을 검토한 결과 대부분 안전하였으나 김천과 천안의 포도재배 온실, 남원과 천안의 복숭아재배 온실에서 적설에 불안전한 것으로 나타났고, 남원의 복숭아재배 온실은 풍속에 대한 안전성도 부족한 것으로 나타났다. 또한 채소재배 온실을 복숭아재배로 전용한 온실의 경우 적설과 풍하중 모두 상당히 불안정한 것으로 나타났다. 과수의 수형, 수고 및 재식간격을 고려하여 과수 재배 온실의 적정규격을 검토한 결과 포도재배 온실은 폭 7.0~8.0m, 측고 2.5~2.8m가 적당하고, 배와 복숭아재배 온실은 폭 6.0~7.0m, 측고 3.0~3.3m 정도가 적당한 것으로 판단된다.
In order to provide basic data for the development of a controlled environment cultivation system and standardization of the structures, structural status and improvement methods were investigated for the fruit tree greenhouses of grape, pear, and peach. The greenhouses for citrus and grape cultivat...
In order to provide basic data for the development of a controlled environment cultivation system and standardization of the structures, structural status and improvement methods were investigated for the fruit tree greenhouses of grape, pear, and peach. The greenhouses for citrus and grape cultivation are increasing while pear and persimmon greenhouses are gradually decreasing due to the advance of storage facilities. In the future, greenhouse cultivation will expand for the fruit trees which are more effective in cultivation under rain shelter and are low in storage capability. Fruit tree greenhouses were mostly complying with standards of farm supply type models except for a pear greenhouse and a large single-span peach greenhouse. It showed that there was no greenhouse specialized in each species of fruit tree. Frame members of the fruit tree greenhouses were mostly complying with standards of the farm supply type model or the disaster tolerance type model published by MIFAFF and RDA. In most cases, the concrete foundations were used. The pear greenhouse built with the column of larger cross section than the disaster tolerance type. The pear greenhouse had also a special type of foundation with the steel plate welded at the bottom of columns and buried in the ground. As the results of the structural safety analysis of the fruit tree greenhouses, the grape greenhouses in Gimcheon and Cheonan and the peach greenhouses in Namwon and Cheonan appeared to be vulnerable for snow load whereas the peach greenhouse in Namwon was not safe enough to withstand wind load. The peach greenhouse converted from a vegetable growing facility turned out to be unsafe for both snow and wind loads. Considering the shape, height and planting space of fruit tree, the appropriate size of greenhouses was suggested that the grape greenhouse be 7.0~8.0 m wide and 2.5~2.8 m high for eaves, while 6.0~7.0 m wide and 3.0~3.3 m of eaves height for the pear and peach greenhouses.
In order to provide basic data for the development of a controlled environment cultivation system and standardization of the structures, structural status and improvement methods were investigated for the fruit tree greenhouses of grape, pear, and peach. The greenhouses for citrus and grape cultivation are increasing while pear and persimmon greenhouses are gradually decreasing due to the advance of storage facilities. In the future, greenhouse cultivation will expand for the fruit trees which are more effective in cultivation under rain shelter and are low in storage capability. Fruit tree greenhouses were mostly complying with standards of farm supply type models except for a pear greenhouse and a large single-span peach greenhouse. It showed that there was no greenhouse specialized in each species of fruit tree. Frame members of the fruit tree greenhouses were mostly complying with standards of the farm supply type model or the disaster tolerance type model published by MIFAFF and RDA. In most cases, the concrete foundations were used. The pear greenhouse built with the column of larger cross section than the disaster tolerance type. The pear greenhouse had also a special type of foundation with the steel plate welded at the bottom of columns and buried in the ground. As the results of the structural safety analysis of the fruit tree greenhouses, the grape greenhouses in Gimcheon and Cheonan and the peach greenhouses in Namwon and Cheonan appeared to be vulnerable for snow load whereas the peach greenhouse in Namwon was not safe enough to withstand wind load. The peach greenhouse converted from a vegetable growing facility turned out to be unsafe for both snow and wind loads. Considering the shape, height and planting space of fruit tree, the appropriate size of greenhouses was suggested that the grape greenhouse be 7.0~8.0 m wide and 2.5~2.8 m high for eaves, while 6.0~7.0 m wide and 3.0~3.3 m of eaves height for the pear and peach greenhouses.
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문제 정의
아울러 다양한 연구결과를 집대성한 과수재배용 온실의 표준설계서 개발이 절실히 요청된다. 본 연구에서는 과수재배용 온실의 실태를 조사하여 구조유형과 설계요소를 분석하고, 기상재해에 대한 안전성과 구조 및 환경관리에 대한 개선방안을 검토하여 과수재배 시설의 표준화 및 환경조절기술 개발을 위한 기초자료로 제공하는 것을 목적으로 한다.
제안 방법
RDA(2004a)와 KOSIS(2012)자료를 이용하여 과수재배 온실의 현황을 분석하였다. RDA(2004a)에 의하면 온실에서 가장 많이 재배되고 있는 과수품목은 감귤, 포도, 배, 복숭아, 단감의 순으로 나타났다.
실태조사는 현장을 방문하여 실측과 더불어 농가 면접 조사를 병행하였으며 조사내용은 다음과 같다. ① 온실의 입지(평지, 경사지), 온실의 규격(폭, 길이, 측고, 동고, 연동수), 환기방법(측창, 천창, 환기팬), 가온 여부 및 난방 방법, 관수방법, 스크린 및 피복재 현황, 온실의 방향 등 온실의 형상을 실측조사 하였다. ② 온실 부재의 규격으로 기둥, 서까래, 중방, 도리의 직경, 두께, 설치간격 등을 버니어캘리퍼스와 줄자를 이용하여 실측하였다.
① 온실의 입지(평지, 경사지), 온실의 규격(폭, 길이, 측고, 동고, 연동수), 환기방법(측창, 천창, 환기팬), 가온 여부 및 난방 방법, 관수방법, 스크린 및 피복재 현황, 온실의 방향 등 온실의 형상을 실측조사 하였다. ② 온실 부재의 규격으로 기둥, 서까래, 중방, 도리의 직경, 두께, 설치간격 등을 버니어캘리퍼스와 줄자를 이용하여 실측하였다. ③ 온실 기초의 종류(파이프, 콘크리트)와 규격(매설 깊이, 단면 크기)을 조사하였다.
② 온실 부재의 규격으로 기둥, 서까래, 중방, 도리의 직경, 두께, 설치간격 등을 버니어캘리퍼스와 줄자를 이용하여 실측하였다. ③ 온실 기초의 종류(파이프, 콘크리트)와 규격(매설 깊이, 단면 크기)을 조사하였다. ④ 과수의 수형, 수고와 재식 간격(종방향, 횡방향)을 조사하였다.
③ 온실 기초의 종류(파이프, 콘크리트)와 규격(매설 깊이, 단면 크기)을 조사하였다. ④ 과수의 수형, 수고와 재식 간격(종방향, 횡방향)을 조사하였다. ⑤ 시설재배를 하는 이유(장점과 단점), 노지재배와 온실재배의 차이점, 온실의 설치년도, 온실설치 순서(과수원에 설치, 온실을 먼저 설치), 수확시기, 표준설계도 이용여부, 문제점 및 개선 희망사항(재해피해사례, 환경적 측면, 구조적 측면, 일반 온실과의 차이점), 특이사항 등을 면접조사 하였다.
④ 과수의 수형, 수고와 재식 간격(종방향, 횡방향)을 조사하였다. ⑤ 시설재배를 하는 이유(장점과 단점), 노지재배와 온실재배의 차이점, 온실의 설치년도, 온실설치 순서(과수원에 설치, 온실을 먼저 설치), 수확시기, 표준설계도 이용여부, 문제점 및 개선 희망사항(재해피해사례, 환경적 측면, 구조적 측면, 일반 온실과의 차이점), 특이사항 등을 면접조사 하였다.
앞에서 조사한 온실의 규격과 부재 단면의 규격 및 설치 간격을 비교하여 과수온실의 안전성을 검토하였다. 각 과수별 온실 규격을 농촌진흥청에서 고시한 농가지도형 및 농가보급형 모델(2004b), 그리고 내재해형 모델(2007, 2010)과 비교하여 유사모델을 분류하였으며, 유사 모델 비교와 구조해석을 통하여 구한 설계강도는 Table 5와 같다. 대상 지역별 30년빈도 설계강도는 RDA(2007) 자료를 기준으로 분석하였다(Table 5).
과수재배 온실의 구조 부재 실태를 파악하기 위해 기둥과 서까래, 중방, 도리의 파이프 크기와 간격 그리고 온실의 기초를 조사하였다. Table 4는 포도, 배 및 복숭아재배 온실의 구조 부재 실태를 조사한 결과이다.
실태조사 결과는 농가보급형 및 농가지도형 비닐하우스 표준설계도(RDA, 2004b), 원예특작 내재해 시설 설계도(RDA, 2007) 및 원예특작 내재해형 규격 설계도 · 시방서(MIFAFF와 RDA, 2010)와 비교 분석하였다.
실태조사는 현장을 방문하여 실측과 더불어 농가 면접 조사를 병행하였으며 조사내용은 다음과 같다. ① 온실의 입지(평지, 경사지), 온실의 규격(폭, 길이, 측고, 동고, 연동수), 환기방법(측창, 천창, 환기팬), 가온 여부 및 난방 방법, 관수방법, 스크린 및 피복재 현황, 온실의 방향 등 온실의 형상을 실측조사 하였다.
앞에서 조사한 온실의 규격과 부재 단면의 규격 및 설치 간격을 비교하여 과수온실의 안전성을 검토하였다. 각 과수별 온실 규격을 농촌진흥청에서 고시한 농가지도형 및 농가보급형 모델(2004b), 그리고 내재해형 모델(2007, 2010)과 비교하여 유사모델을 분류하였으며, 유사 모델 비교와 구조해석을 통하여 구한 설계강도는 Table 5와 같다.
실태조사 결과는 농가보급형 및 농가지도형 비닐하우스 표준설계도(RDA, 2004b), 원예특작 내재해 시설 설계도(RDA, 2007) 및 원예특작 내재해형 규격 설계도 · 시방서(MIFAFF와 RDA, 2010)와 비교 분석하였다. 유사모델이 없는 경우에는 SAP2000을 이용한 구조해석을 통하여 구조 안전성을 검토하였다. 안전성검토는 Kim 등(1994), KRC(1995), Yum 등(2005) 및 Ryu 등(2009)의 방법으로 안전적설심과 안전풍속을 구하였고, 지역별 내재해 설계기준 적설심 및 풍속(RDA, 2007)을 기준으로 검토하였다.
대상 데이터
농촌진흥청, 통계청 자료와 실태조사를 바탕으로 과수재배 온실의 재배면적을 정리하여 Table 2에 나타내었다. 2005년 이전의 자료는 농촌진흥청 과수시설 재배현황 자료(RDA, 2004)에서 찾았으며, 2005년 이후 자료는 통계청 시설작물 재배면적(KOSIS, 2012)에서 찾은 것이다. 가장 많이 재배되고 있는 감귤과 포도재배 온실은 농촌진흥청과 통계청 자료를 통하여 정확한 데이터를 찾을 수 있다.
따라서 본 연구에서는 포도, 배, 복숭아재배 온실을 연구대상으로 설정하고, 포도재배 온실의 경우에는 대표적인 주산지인 천안, 옥천, 영동, 김천, 유성 지역의 5곳을 조사대상으로 선정하였으며, 배와 복숭아재배 온실은 앞에서 언급한 바와 같이 파악된 온실 전부를 대상으로 실태조사를 실시하였다. 조사 대상 지역은 Table 1과 같다.
배 재배 온실의 경우에는 15연동의 온실로 폭은 6m, 길이는 150m, 측고는 3m, 동고는 5m의 대형 온실이었다.
이론/모형
각 과수별 온실 규격을 농촌진흥청에서 고시한 농가지도형 및 농가보급형 모델(2004b), 그리고 내재해형 모델(2007, 2010)과 비교하여 유사모델을 분류하였으며, 유사 모델 비교와 구조해석을 통하여 구한 설계강도는 Table 5와 같다. 대상 지역별 30년빈도 설계강도는 RDA(2007) 자료를 기준으로 분석하였다(Table 5).
유사모델이 없는 경우에는 SAP2000을 이용한 구조해석을 통하여 구조 안전성을 검토하였다. 안전성검토는 Kim 등(1994), KRC(1995), Yum 등(2005) 및 Ryu 등(2009)의 방법으로 안전적설심과 안전풍속을 구하였고, 지역별 내재해 설계기준 적설심 및 풍속(RDA, 2007)을 기준으로 검토하였다.
성능/효과
KOSIS(2012) 자료에 의하면 감귤, 포도 이외에는 기타 과수로 분류되어 품목별 시설재배 면적을 파악할 수 없었다. 과수 시설재배 면적이 많고 관련 연구가 진행되었던 전남 농업기술원, 나주 배 연구소, 시군 농업기술센터를 방문하여 조사한 결과 현재 단감재배 온실은 찾을 수 없었으며, 복숭아재배 온실 5곳, 배 재배 온실 1곳만을 찾을 수 있었다. 한편, 감귤은 재배면적이 가장 많지만 거의 대부분(97%)이 제주도에 분포하고 있으며(KOSIS, 2012), 이미 많은 연구가 진행되어(Yum 등, 2005, 2006a, 2006b) 본 연구 대상에서는 제외하였다.
그러나 배수시설의 관리 부족으로 홍수 피해를 입었다는 의견이 일부 있었으며, 여름철 고온으로 재배가 어렵고 난방비 부담이 크다는 의견이 많았다. 과수 시설재배는 노지재배에 비해 농약의 사용량을 1/3 정도로 줄일 수 있으며, 조기수확과 계획적 수확으로 높은 수익을 창출할 수 있다는 것이 과수재배 온실을 사용하는 가장 큰 장점으로 꼽혔다. 무분별한 온실의 보급이 아니라 과종에 맞는 과수온실을 설치하여 안정적으로 과수를 수확할 수 있기를 희망하는 의견이 많았다.
Table 6은 포도, 배, 복숭아재배 온실의 환경관리 실태와 수형, 수고 및 재식간격을 각각 나타낸 것이다. 과종에 관계없이 전체적으로 온실은 평지에 설치되어 있었고, 강제환기 팬을 설치한 온실은 한군데뿐으로 모두 자연환기 방식이었다. 대부분 난방을 하고 있으며 온풍난방과 온수난방이 골고루 분포하고 있었다.
대부분의 과수 재배 온실이 과수의 수형과 수고에 맞게 설치된 것이 아니라 채소재배용 보급형 온실에 맞추어 재배가 이루어지고 있어 개선이 필요한 것으로 나타났다. 면접 조사한 결과에서도 과종에 맞는 온실을 개발하여 설치하기를 희망하는 의견이 다수 있었다.
0m 간격으로 재배하는 것이 좋고, 2m 내외의 저수고화 밀식재배가 바람직하다고 하였다. 따라서 본 연구대상의 배 재배 온실은 표준형으로 채택하여도 적당할 것으로 판단된다.
이때 포도는 온실 1동당 2열, 배와 복숭아는 1열이 적당하다. 따라서 포도 재배 온실의 적정 규격은 폭 7.0~8.0m, 측고 2.5~2.8m가 적당하고, 배와 복숭아 재배 온실은 폭 6.0~7.0m, 측고 3.0~3.3m 정도가 적당한 것으로 판단된다.
과수 시설재배는 노지재배에 비해 농약의 사용량을 1/3 정도로 줄일 수 있으며, 조기수확과 계획적 수확으로 높은 수익을 창출할 수 있다는 것이 과수재배 온실을 사용하는 가장 큰 장점으로 꼽혔다. 무분별한 온실의 보급이 아니라 과종에 맞는 과수온실을 설치하여 안정적으로 과수를 수확할 수 있기를 희망하는 의견이 많았다.
복숭아재배 온실의 경우 적설에 대하여 P-1과 P-3은 안전성이 부족하였으며, P-2와 P-5는 안전하였고, P-4는 구조적 안전성이 매우 불안전한 것으로 나타났다. 바람에 대하여 P-1은 안전성이 부족하였고, P-2, P-3과 P-5는 안전한 것으로 나타났으나 P-4는 구조적 안전성이 매우 부족한 것으로 나타났다.
지역의 설계풍속과 대상 온실의 안전풍속을 비교한 결과 바람에 대하여는 모두 안전한 것으로 나타났다. 배 재배 온실의 경우에는 바람과 적설에 대하여 모두 충분히 안전한 것으로 나타났다. 복숭아재배 온실의 경우 적설에 대하여 P-1과 P-3은 안전성이 부족하였으며, P-2와 P-5는 안전하였고, P-4는 구조적 안전성이 매우 불안전한 것으로 나타났다.
배 재배 온실의 경우에는 바람과 적설에 대하여 모두 충분히 안전한 것으로 나타났다. 복숭아재배 온실의 경우 적설에 대하여 P-1과 P-3은 안전성이 부족하였으며, P-2와 P-5는 안전하였고, P-4는 구조적 안전성이 매우 불안전한 것으로 나타났다. 바람에 대하여 P-1은 안전성이 부족하였고, P-2, P-3과 P-5는 안전한 것으로 나타났으나 P-4는 구조적 안전성이 매우 부족한 것으로 나타났다.
포도재배 온실 조사지역의 설계 적설심과 온실별 안전적설심을 비교하면 G-1, G-2, G-3은 안전하였으나 G-4, G-5의 경우 구조적 안전성이 부족한 것으로 나타났다. 지역의 설계풍속과 대상 온실의 안전풍속을 비교한 결과 바람에 대하여는 모두 안전한 것으로 나타났다. 배 재배 온실의 경우에는 바람과 적설에 대하여 모두 충분히 안전한 것으로 나타났다.
포도재배 온실 조사지역의 설계 적설심과 온실별 안전적설심을 비교하면 G-1, G-2, G-3은 안전하였으나 G-4, G-5의 경우 구조적 안전성이 부족한 것으로 나타났다. 지역의 설계풍속과 대상 온실의 안전풍속을 비교한 결과 바람에 대하여는 모두 안전한 것으로 나타났다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
과수의 시설재배 장점?
과수의 시설재배는 집약적 경영이 가능하고, 기상재해의 증가에 대응하여 노지에 비해 안정적인 생산을 할 수 있고, 시설재배를 함으로써 우리나라에서 많이 발생되는 병해충을 비교적 쉽게 친환경적으로 방제할 수 있는 점과 무엇보다도 고품질 과일을 단경기에 생산함으로써 농가소득을 크게 향상 시킬 수 있는 장점이 있다(RDA, 2004a).
우리나라 최초의 과수 시설재배는?
우리나라의 과수 시설재배는 1960년대 후반부터 대전 지방의 포도 보온시설 재배가 최초로서 동해, 서리 피해 등 자연재해를 방지하기 위한 수단이었다. 1980년대 제주도를 중심으로 하여 남부지방에 파인애플, 바나나 하우스 재배가 급격히 증가 되었으며 1980년대 후반부터는 감귤하우스가 성공하면서 가온, 보온에 의한 숙기 조절이 가능하게 되었다.
온실전부를 대상으로 실시한 실태조사 내용은?
실태조사는 현장을 방문하여 실측과 더불어 농가 면접 조사를 병행하였으며 조사내용은 다음과 같다. ① 온실의 입지(평지, 경사지), 온실의 규격(폭, 길이, 측고, 동고, 연동수), 환기방법(측창, 천창, 환기팬), 가온 여부 및 난방 방법, 관수방법, 스크린 및 피복재 현황, 온실의 방향 등 온실의 형상을 실측조사 하였다. ② 온실 부재의 규격으로 기둥, 서까래, 중방, 도리의 직경, 두께, 설치간격 등을 버니어캘리퍼스와 줄자를 이용하여 실측하였다. ③ 온실 기초의 종류(파이프, 콘크리트)와 규격(매설 깊이, 단면 크기)을 조사하였다. ④ 과수의 수형, 수고와 재식 간격(종방향, 횡방향)을 조사하였다. ⑤ 시설재배를 하는 이유(장점과 단점), 노지재배와 온실재배의 차이점, 온실의 설치년도, 온실설치 순서(과수원에 설치, 온실을 먼저 설치), 수확시기, 표준설계도 이용여부, 문제점 및 개선 희망사항(재해피해사례, 환경적 측면, 구조적 측면, 일반 온실과의 차이점), 특이사항 등을 면접조사 하였다.
참고문헌 (15)
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