초록 ▼

V. 연구개발결과
1. 건축물 유형별 적용 가능한 벽면녹화 시스템 Prototype 개발
가. 시스템 사용화를 위한 경제성 분석 및 현장 도입기반 마련
- 국내와 일본에서 개발된 기술을 등반보조재로서 와이어나 메쉬를 이용한 녹화유 형과 벽면에 플랜터나 패널 등을 설치하는 유형으로 구분하여 분석함
- 벽면녹화 시장규모는 최대 250억원 정도로 추정되며, 기존에 조사된 설계가에 낙 찰가격범위를 적용했을 때, 실행가격의 범위는 패널형이 414,392 ~ 720,000 원, 매트형 202,704 ~ 432,000원,

V. 연구개발결과
1. 건축물 유형별 적용 가능한 벽면녹화 시스템 Prototype 개발
가. 시스템 사용화를 위한 경제성 분석 및 현장 도입기반 마련
- 국내와 일본에서 개발된 기술을 등반보조재로서 와이어나 메쉬를 이용한 녹화유 형과 벽면에 플랜터나 패널 등을 설치하는 유형으로 구분하여 분석함
- 벽면녹화 시장규모는 최대 250억원 정도로 추정되며, 기존에 조사된 설계가에 낙 찰가격범위를 적용했을 때, 실행가격의 범위는 패널형이 414,392 ~ 720,000 원, 매트형 202,704 ~ 432,000원, 플랜트형이 528,000 ~ 752,000원 의 범 위로 측정됨
- 국내 • 외 벽면녹화 사례 및 관련기술 분석을 통해 시장에서 통용될 가격을 예상 해보고, 본 시스템의 설계가격을 시장목표가격에 맞춰 440,000~520,000원으로 제시함
나. 벽면녹화의 도시열섬 저감 효과 분석 및 정량화
- 벽면녹화 시스템을 도시열섬 저감을 위한 수단으로 활용함으로써, 이산화탄소를 흡수, 식재에 의해 생기는 그늘에 의한 일사 차단, 식재와 지지층에 의한 단열, 식물과 지지층에 의한 증발산 냉각 작용, 바람차단 효과 등으로 고려함
- 식물의 기능성 분석을 위해 문헌분석 및 현장실증을 통해 건축물 외피유형별 표 면온도 패턴 DB 구축 및 녹화를 통한 온도저감 효과를 검증함.
- 시뮬레이션 결과 식생판의 표면온도는 최대 4.2°C정도 저감시킬 수 있으며, 시스 템 적용부에 대한 공기온도는 최대 1.2C까지 저감시키며, 그 영향범위는 시스템 벽면부에서부터 약 1.2M까지 주변공기의 냉각효과 영향을 미칠 수 있는 것으로 계산됨.
다. 도시열섬 저감을 위한 벽면녹화 시스템 Prototype 제안
- 도시열섬 저감효과 정량화 성능 도출에 기반하여 Prototype은 상부에서부터 연 계된 관수용수의 원활한 흐름이 식생에 필요한 수분을 공급함과 동시에 증발산량 증대를 통해 도시 미기후를 개선하기 위한 건물일체형 Cool Wall System의 컨 셉을 가지고 구상됨
- Prototype 제안에 따른 특허요인 설정 및 선행 기술조사는 주요 기술요소를 일 체형벽면녹화, 토양백, 수분 증발이라는 3가기 키워드를 가지고 기존의 특허들과 비교 분석함
- Proto切pe에 대한 특허출원, 표준 설계도서를 마련함
2. 저비용 지속가능한 벽면녹화 유지관리 자동화 모듈 개발
벽면녹화 시스템 유지관리를 위한 벽면녹화 유형별 인공지반 근권에 대한 적정 수분조건 구명과 양수분 자동제어시스템 개발을 목적으로 시험을 수행하였다
가. 벽면 유형별 인공지반 적정 수분 조건 구명
- 와이어형에서 자란 다래덩굴은 수분 45%에서 생육이 전반적으로 양호하였으며, 방향별로는 동, 서향에서 생육이 양호하였음.
- 패널형에서 자란 수호초와 플랜터에서 자란 줄사철은 수분별, 방향별로 생육 차이 가 없어 수분 25% 조건으로 관수하는 것이 경제적임.
나. 플랜터형 벽면 인공지반 양분 급액농도 구명
- 양액농도별 근권부위 EC함량은 처리에 관계없이 특이적 변화를 보이지 않았음. 양액농도별 근권부위 수분함량은 EC 처리에 관계없이 급액시간에 따라 주기적으 로 낮아지고 높아지는 경향을 보임.
- 다래덩굴의 생육은 양액농도별 큰 차이는 없었으며 줄기길이, 엽수는 EC 1.5에 서 생육이 다소 양호하였음. 수호초의 생육은 초장과 엽수에서 EC 2.0에서 양호 하였음. 줄사철 생육은 줄기수와 줄기길이에서는 EC 2.0에서 우수하였고 줄기직 경과 엽수에서는 EC 1.0에서 우수하였음.
다. 벽면 인공지반 양분 급액농도 구명 및 양수분 자동제어 시스템 개발
- Microsoft Basic Programming Visual Basic을 이용해서 벽면녹화 시스템 제어 프로그램 매뉴얼 개발
- 메뉴는 벽면 유형별 토양수분, 토양EC, 토양온도 등으로 구성하였고 제어시 제어 포인트 설정은 수분을 우선으로 하여 관수하되 플랜터 EC가 목표값에서 떨어졌 을 때 배양액으로 EC 멈춤점까지 급액하며 토양수분(35〜40%) 범위에서 급액 제어하며 EC 값이 목표값에 도달하였을 때 급액을 중단하고 물로 급수 할 수 있 도록 구성
- 제어조건은 벽면녹화 양방향 무선 자동 수분제어 시스템 특징으로 제어 포인트 설정시 각 시스템에는 5〜8개씩 전자밸브를 제어 할 수 있으며 제어할 수 있는 포인트를 이 기능으로 설정할 수 있도록 개발
3. 다육식물을 활용한 벽면녹화용 식생판 설치 및 유지관리 기술 개발
벽면녹화용 식생판 관리를 위한 식생판용 배지개발과 식생방향, 정식시기에 따른 생육을 구명하여 다육식물 소재 공정생산 기술 개발을 목적으로 시험을 수행하였다.
가. 벽면녹화 식생판용 배지개발
- 적합 배지 선발은 식물종류에 관계없이 대체로 코코넛열매 껍질짚에서 초장 등 생육이 저조한 경향이였음
- 코코피트(압축상토)와 피트모스 + 펄라이트 배지에서 생육이 좋았음
나. 식생방향에 따른 생육특성 구명
- 식생방향별 다육식물 생육특성은 대체적으로 유의성은 거의 없었으나 땅채송화는 북향에서 줄기수가 많았으며 백변경초는 서향에서 초폭이 넓었고 와송은 남향에 서 초장이 컸음
- 셈페르비붐은 북향에서 초장이 , 가는잎기린초는 남향에서 초폭이 작게 나타났음
- 고사율은 북향에서 땅채송화, 백변경초, 와송, 셈페르비붐이 높았음 다. 정식시기에 따른 생육특성 비교
- 연화바위솔은 정식시기에 관계없이 고사주가 없었으며 가는잎기린초, 설악애기기 린초는 5월 정식시 고사주가 없었음
- 초장，줄기수 등 생육은 정식시기가 빠를수록 좋은 경향이었음 라. 다육식물 소재 공정생산 기술 개발
- 묘 생산소요일수는 플러그트레이 128공>105공>72공 순으로 짧아지는 경향이었 고, 엽삽(잎꽂이)에 비해 경삽(줄기꽂이)의 소요일수가 짧았음
- 경삽은 모든작물에서 90%이상 생존한 반면 엽삽은 생존율이 매우 낮아지는 경향 이었음
마. 벽면녹화 최적화 환경관리 기술 개발
- 식생판 방향에 따른 월별 무관수 배지의 수분 보유력은 동향에서 가장 높았으며 다음으로 북향, 서향, 남향 순으로 나타났음
- 무관수 배지내 토양수분 경시적 변화를 살펴보면 7월에 수분보유력이 최대로 높 아졌다가 8월 이후 완만하게 감소하는 경향을 보이고 있음
- 특히 4〜6월, 10월은 수분 보유력이 가장 낮은 시기로 나타났음 바. 다육식물 벽면녹화 소재생산기술 경제성 분석
- 플러그트레이에 따른 육묘관리 노력비에 대한 경제성을 분석해보면 128공이 72 공에 비해 노력비 절감이 750원, 플러그트레이 구입비 절감이 5매 증가 대비 2,250원이 감소되었음
- 상토구입비가 72공 트레이 대비 3,465원이 절감되고 육묘일수단축에 의한 생산 성이 1,000주 대비 14.3%의 절감효과를 보여 추정 수익액이 49,365원으로 추 정되었음

Abstract ▼

V. Result of research and development
1. Development of wall greenning system prototype applicable to various building types
A. Economic feasibility analysis for system usability and providing foundation to use the system at sites
- Technologies developed at Korea and Japan are divided into

V. Result of research and development
1. Development of wall greenning system prototype applicable to various building types
A. Economic feasibility analysis for system usability and providing foundation to use the system at sites
- Technologies developed at Korea and Japan are divided into two greenery types: one using wires or meshes as climbing supplement materials and the other installing planter or panel at walls.
- Wall greenning market size is estimated up to KRW 25 billion. The total price of wall greenning system is as follows considering successful bid price including design price surveyed previously: for panel type, KRW 414,392 - 720,000，for mat type, KRW 202,704 - 432,000, and for plant type, KRW 528,000 - 752,000.
- Through wall greenning case studies and related technology analysis, market price to be applied is estimated and design price of the system is proposed as KRW 440,000 - 520,000 in accordance with the market goal price.
B. Analysis and quantification of the effect of wall greenning system on reduction in urban heat island
- By utilizing wall greenning systems as a means to reduce urban heat island, carbon dioxide absorption, protection from solar radiation via shades of vegetation, insulation due to vegetation and support layer, evapotranspiration cooling action due to plants and support layer, and wind blocking effect are obtained.
- Database about surface temperature patterns as per building envelope type through literature review and site investigation for analysis on plant functionality is developed and the effect of temperature reduction through greenery is verified.
- Simulation result showed that surface temperature of the vegetation plate can reduce building temperature up to 4.2〇C and air temperature in the system application part can be reduced up to 1. 2°C and the effective range is calculated to have the surrounding air cooling effect up to 1.2 meter from the system wall approximately.
C. Proposal of the wall greenning system prototype to reduce urban heat island
一 Based on the quantified performance finding about the urban heat island reduction effect, the prototype not only supply water required for vegetation via irrigation water connected from the above but also improve urban micro climates through increases in evapotranspiration thereby achieving building-integrated cool wall system concepts.
- For patent features and prior art search according to the prototype proposal, main technical points are set to three keywords: integrated wall greenery, soil bag, and moisture evaporation and using these keywords, existing patents are compared.
- Patent application and standard design documents for the prototype are provided.
2. Development automatic controled system with low cost and sustainable module for maintenance green-wall system.
Experiments were conducted for the purposes of identification of appropriate moisture conditions for artificial ground rhizosphere as per wall greenery type to maintain the wall greenery system and development of automatic control system of nutrients and water.
A. Identification of appropriate moisture conditions in artificial grounds as per wall type
一 Actinidia arguta grown at a wire type wall had a good growth rate at 45% of moisture rate and better growth found at east and west bound walls in terms of direction.
- Pachysandra terminalis grown at a panel type wall and Fortunes creeping spindle grown at a planter had no difference in growth rate in terms of moisture and direction so that watering with 25% moisture condition is the most economical.
B. Identification of nutrient supply concentration at artificial ground of planter type walls
- EC contents around rhizosphere as per nutrient concentration had no specific changes regardless of processing. Moisture contents around rhizosphere as per nutrient concentration were decreased or increased periodically according to nutrient supply time regardless of EC processing.
- The growth of Actinidia arguta had no significant difference due to nutrient concentration and the growth of stem length and the number of leaves were relatively good at EC 1.5. The growth of Pachysandra terminalis was good at plant height and the number of leaves at EC 2.0. The growth of Fortunes creeping spindle was good at the number of stems and stem length at EC 2.0 and good at stem diameter and the number of leaves at EC 1.0.
C. Identification of nutrient concentration at artificial ground of walls and development of nutrient and water automatic control system
- Development of control program manual for the wall greenery system using Microsoft Basic Programming Visual Basic
一 The menu consisted of soil moisture per wall type, soil EC, and soil temperature and water is prioritized in the control point setup during control to supply water but when planter EC is below the goal value, nutrient is supplied up to the EC stop point and nutrient supply is controlled within a range of soil moisture (35%-40%). When EC value reaches at the goal value, nutrient supply is stopped and water is supplied.
- Each system can control 5-8 electronic values during control point setup as a feature of two-way mobile automatic moisture control system for wall greenery. Using this feature, controllable points can be set up.
3. Succulents green wall process for the wall material production establishment and maintenance manual installation development
Experiments were conducted to develop technologies of processing production of succulent plants as medium for vegetation plate to manage vegetation plates of wall greenery is developed and growth of plants is identified in terms of vegetation direction and planting time.
A. Development of medium for vegetation plate of wall greenery
- Appropriate medium selection showed that mostly growth tended to be mediocre such as leaf length in coconut fruit husk chips regardless of plant type.
- Growth was good at coco peat (compressive bed soil) and peat moss + pearlite medium.
B. Identification of growth characteristics according to vegetation direction
- The growth characteristics of succulent plants was not related to vegetation direction mostly but Portulaca grandiflora Hooker had more number of stems at the north-bound direction while Sedum album had wider leaf width at the west-bound direction and Orostachys japonica had longer leaf length at the south-bound direction.
- Sempervivum had longer leaf length at the north-bound direction while Sedum aizoon L. had narrower leaf width at the north-bound direction.
Portulaca grandiflora Hooker was the highest mortality followed by Sedum album, Orostachys japonica, and Sempervivum at the north-bound direction.
C. Comparison of growth characteristics according to planting time
- Lotus rock pine had no dead plant regardless of planting time while Sedum aizoon L. and Sulack Sedum middendorffianum had no dead plant when they were planted at May.
一 The faster the planting time, the better the growth such as leaf length and the number of stems.
D. Development of processing production technology for succulent plants
- The number of production days taken for seedlings had the following results: plug tray 128 cells ) 105 cells ) 72 cells in the tray in an descending order and stem cutting takes shorter day than leaf cutting.
- Survival rate of plants using stem cutting was more than 90% whereas survival rate of plants using leaf cutting was very low.
E. Development of optimized environment management technology for wall greenery
一 Monthly moisture retention of media under non-irrigation according to the vegetation plate direction showed that east-bound direction was the highest followed by north, west, and south-bound directions.
一 Changes in soil moisture in the media under no-irrigation over time showed that July had the highest moisture retention followed by reduced gradually after August.
- In particular, April to June, and October were the lowest moisture retention monthes.
F. Economic feasibility analysis on production technologies of wall greenery of succulent plants
- The economic feasibility on the basis of efforts given for seedling management according to plug trays showed that 128 cells had effort cost reduction by KRW 750 than that of 72 cells and reduction in plug tray purchase cost by KRW 2,250 when a unit of five cells is purchased.
- Bed soil purchase cost upon 128 cells was reduced by KRW 3,465 compared to that of 72-cell tray and productivity increase due to the reduction in the number of seedling days was 14.3% thereby having an estimated benefit up to KRW 49,365.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 요 약 문 ... 5
• SUMMARY ... 10
• CONTENTS ... 17
• 목차 ... 18
• 표목차 ... 20
• 그림목차 ... 22
• 제1장 연구개발과제의 개요 및 성과목표 ... 25
• 1절 연구개발의 필요성 및 목적 ... 25
• 2절 연구의 범위 및 내용 ... 26
• 3절 연구성과 목표 대비 실적 ... 27
• 1. 연구성과 목표 ... 27
• 2. 연구성과 활용 목표 ... 27
• 4절 연구추진체계 ... 28
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 29
• 1. 벽면녹화 기술유형 분류 ... 29
• 2. 벽면녹화 기술유형 특징 ... 29
• 3. 연구결과가 국내 • 외 기술개발현황에서 차지하는 위치 등을 기술 ... 33
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 34
• 1절 건축물 유형별 적용 가능한 벽면녹화시스템 Prototype 개발 ... 34
• 1. 시스템 사용화를 위한 경제성 분석 및 현장 도입기반 마련 ... 34
• 2. 벽면녹화의 도시열섬 저감 효과 분석 및 정량화 ... 39
• 3. 도시열섬 저감을 위한 벽면녹화 시스템 Prototype 제안 ... 51
• 4. 개발된 Prototype 적용 기대효과 분석 ... 62
• 5. 개발기술의 사업화 방안 모색 ... 67
• 2절 저비용 지속가능한 벽면녹화 유지관리 자동화 모듈 개발 ... 71
• 1. 벽면 유형별 인공지반 적정 수분 조건 구명 ... 71
• 2. 플랜터형 벽면 인공지반 양분 급액농도 구명 ... 78
• 3. 벽면 인공지반 양분 급액농도 구명 및 양수분 자동제어 시스템 개발 ... 81
• 4. 벽면녹화 개발시스템의 유지관리 현장실증연구 ... 84
• 3절 다육식물을 활용한 건물 벽면녹화 기술 개발 ... 88
• 1. 저비용 벽면녹화 설치 및 관리기술 개발 ... 88
• 2. 다육식물 소재 공정생산 기술개발 ... 93
• 3. 벽면녹화 최적화 환경관리 기술 개발 ... 97
• 4. 현장 적합 다육식물 설치모델(메뉴얼) 개발 ... 101
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 102
• 1. 목표달성도 ... 102
• 2. 관련분야에의 기여도 ... 103
• 제5장 연구개발 성과 및 성과활용 계획 ... 104
• 1. 연구개발성과 ... 104
• 2. 성과활용계획 ... 107
• 제6장 참고문헌 ... 110
• 첨부:특허，논문 및 시장분석 보고서 ... 113
• 1. 본 연구관련 국내외 기술수준 비교 ... 113
• 2. 특허분석 ... 113
• 3. 논문분석 ... 122
• 4. 제품 및 시장 분석 ... 124
• 5. 3P(특허 ,논문,제품)분석을 통한 연구추진계획 ... 126
• 끝페이지 ... 129