국내외 온실의 자재별 특성 및 시공기술

곽철순 ( Gwak Cheol-sun ),이성화 ( Lee Seong-hwa ),김목원 ( Kim Mok-won ),박영환 ( Park Yeong-hwan ) 한국농공학회 2013 韓國農工學會誌 : 전원과 자원 Vol.55 No.4

국내 주요온실의 사양과 자중 및 구조시스템 비교

곽철순 ( Cheulsoon Kwak ),이성화 ( Sunghwa Lee ),김목원 ( Mokwon Kim ) 한국농공학회 2013 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2013 No.-

본 연구는 유리온실의 생산성과 플라스틱온실의 경제성을 갖춘 신개념 온실 개발의 기초자료 로 활용하기 위하여, 국내 주요온실의 자중과 연동온실의 사양 및 구조시스템 등의 특징을 조사하여 비교하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 국내 과채류 재배농가에서 사용하고 있는 온실은 농가보급형인 자동화 하우스인 1-2W형이 대부분을 차지하고 있으며, 이러한 시설은 기본적인 난방, 보온, 차광 및 환기장치가 보급된 측고가 낮은 온실형태이다. 이에 재배기간의 제한과 측고가 낮아 엽면적 확보가 어려워 상대적으로 유럽에 비해 생산성이 낮은 단점이 있다. 그래서 일부 농가에서는 벤로형 유리온실 구조로 피복재는 플라스틱을 채용한 신개념 온실을 시공하여, 전국적으로 2011년말 기준 약 40ha, 건축비로는 400억원 규모로 보급되어 있으나 표준설계도가 없어 지역별로 온실의 성능 및 시공가격에 차이가 많고, 국내 기준에 적합한 구조안전성 검토 등이 이루어지지 않고 있는 실정이다. 국내 주요 연동온실의 구조를 살펴보면, 기둥은 각형강과 원형파이프 및 H형강 등 다양한 형태를 활용중이이며, 지붕, 서까래 등의 철골 구조재들도 각형강, 격자트러스, 타원형강, C형강 등 각 제작사의 특성에 맞게 사용되고 있다. 지붕 개폐시스템도 ROLL-UP방식이나 천창식 등이 있으며, 지붕서까래(트러스) 간격은 0.5~0.6m인 특징이 있다. 지붕피복재 고정에 있어서 우리나라는 일정간격으로 비닐벨트 또는 하우스 밴드 고정을 사용하고 있다. 국내의 여러 타입 온실의 철재소요량을 비교하면, 터널형 연질필름을 사용한 단동형 하우스가 3.1~3.9kg/㎡, 1-2W형 연질필름을 사용한 연동형 하우스가 10~10.4kg/㎡, 내재형 연동하우스가 13.6kg/㎡이다 이에 비해 와이드스팬형 유리온실은 10~12,5kg/㎡, 벤노형 유리온실이 7.0~7.5kg/㎡로 상대적으로 철재 소요량이 적은 편이다. 근래에 보급되고 있는 경량형 온실인 그린플러스의 TLV타입이 10~11.5kg/㎡, 일본의 철골하우스가 11~11.5kg/㎡, 목민산업의 MMA타입이 9~10kg/㎡으로 상대적인 차이를 나타내고 있어, 이에 대한 국내형 온실 모델개발과 관련 자재의 표준화 및 규격화 작업이 필요한 실정이다. This study focuses on the productivity of the glass house and it can be used to develop a new type of green house. For this purpose, the structure, characteristics, and the specifications of the domestic and international green houses have been studied and compared. The most common green houses for vegetables and fruits are 1-2W. This green house's sides are low and it has a heat conservation function, sunlight-shading function, and ventilation function. Due to its structure, its cultivation is limited which leads to a low productivity. For this reason, some farms use a new venlo type glass house employing plastic coating material. More steels were used in venlo type glass house than new type green house. Therefore, domestic model house should be developed and the standization of the building material is required.

국내외 경량온실 특징 비교에 관한 연구

곽철순 ( Cheulsoon Kwak ),김목원 ( Mokwon Kim ),이성화 ( Sunghwa Lee ) 한국농공학회 2013 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2013 No.-

본 연구는 간척지 일반원예단지에 적용 가능한 경제적인 현대화 원예시설 모델 개발 및 유리온실 대체 시설 모델개발을 위하여 국내외 경량온실의 규격, 주 구조재, 피복재 및 피복시스템, 환기시스템 및 기초 등의 특징을 조사하여 비교하였으며 결과를 요약하면 다음과 같다. 네덜란드의 유일한 플라스틱 온실 전문업체인 VDH사 온실의 경우는 가벼운 플라스틱 피복재를 사용함으로써 구조재의 볼륨을 최소, 경량화하고 간격을 최대로 넓혀 일반적으로 20%대의 골조차광율을 10% 이내로 줄이고 있다. 또한 천창을 키우거나 지붕과 측벽 전체를 완전 개방하는 Pull-Open 방식을 보급하고 있다. 프랑스의 리쉘, 필클레어, 독일BM사 등은 고강도의 타원형 또는 원형 파이프를 유선형 아치 구조재로 규격화하여 2m~2.5m간격으로 지붕에 배치하여 최상의 투광성을 확보하고 폭 12.8m 광폭의 쾌적한 공간, 30% 에너지 절감의 Double-Film, 천창확대에 의한 탁월한 환기성능을 확보하기 위한 모델을 보급하고 있다. 또한 적설하중에 대응하기 위해 결로 배출을 겸한 Gutter-빔을 개발하여 기동간격을 5m로 확대하고 있으며, 확고한 필름 고정재를 개발하여 100% 완전 조립식이 가능하게 하였다. 온실 규격면에서도 온실 폭을 6.4m, 8m, 9.6m, 12.8m로 모듈화 해놓고 그때그때 상황에 맞추어 적용하는 형태이고 특히 피복재 고정이 용마루와 Gutter부에서만 이루어져 성력화를 실현하고 있다. 이들 온실의 공통적 특징을 특정기후 특정작목에 맞는 특정규격의 모델을 개발 보급하는 것이 아니라 온실이 본적으로 갖추어야 될 주요성능 즉 투광성, 환기, 실내 환경 조절, 에너지효율 제고, 유지관리 편의성 등을 비한 최적구조와 이를 만족 시키는데 필요한 자재를 먼저 표준 규격해 놓고 설치지역의 기후조건이나 작목, 소비자의 요구에 따라 기둥의 높이, 구조재 간격, 보강재 및 각종 부대 장치의 추가 등 탄력적으로 대처함으로써 기본 모델에 대한 적용성을 확대시켜나가고 있다. The study is on investigation of basic materials to develop a model which replaces glass house and modern facilities and is economic and applicable to reclaimed agricultural land. The investigation and comparison is studied on national and international slim greenhouse, their sizes, structure materials, covering materials, covering system, ventilation system and other primary information. The results of study show that the Netherlands uses light plastic covering materials to slim structure materials and France standardizes an oval or circle pipe into a streamlined arch typed structure to secure optimum optical transparent quality. The common characteristics of the greenhouse is that it is developed to meet the demand of consumers based on the primary functions of greenhouse, not to meet some standard corresponding to some specific climate or crop.

개인주택용 보급형 옥상녹화 시스템 개발을 위한 기초 연구 - 이론적 고찰 및 녹화 공법을 중심으로 -

곽철순 ( Kwak Cheol-soon ),이석건 ( Lee Suk-gun ),이현우 ( Lee Hyun-woo ),이종원 ( Lee Jong-won ) 한국농공학회 2005 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2005 No.-

The waste land can be changed to the land that creature can survive by the greening. The studies on the rooftop greening have increased rapidly in number since these studies have made a positive effect on the improvement of the urban ecosystem and the lacking greens environment of the city. However, the majority of research are for rooftop greening system of the public and commercial building. Therefore, the development of easily available rooftop greening system for private residences is required.

태안 시설원예단지의 온실 냉난방 부하 분석

서원명,배용한,허해준,곽철순,이석건,이종원,윤용철,Suh, Won-Myung,Bae, Yong-Han,Heo, Hae-Jun,Kwak, Cheul-Soon,Lee, Suk-Gun,Lee, Jong-Won,Yoon, Yong-Cheol 한국농공학회 2009 한국농공학회논문집 Vol.51 No.6

This study was conducted in the process that the basic plan of the formation of the thermal energy complex in the Iwon reclaimed land of Taean was being made. Targeting for the large-sized greenhouse to be made in this area, it examined the cooling and heating load and the amount of ventilation, and also analyzed the economic efficiency of heating. The research results are as per the below: The minimum ambient temperature of this area was measured on January 7, 2001, which was $-18.7^{\circ}C$, and the maximum ambient temperature of this area was measured on July 24, 1994, which was $36.7^{\circ}C$. The maximum heating load was 39,011 MJ/h, but the date when the maximum heating load was not consistent with the date when the minimum temperature was measured. The maximum cooling load was 88,562MJ/h, It was approximately 2.3 times of the maximum heating load, which was measured at 14:00 hours on September 4, 2000. The maximum amount of ventilation heat was 138,639MJ/h. Assuming the rate of solar heat use as 10%, 20%, 50%, and 100%, the total sum of cost-benefit would be ￦-193,450,000, ￦-634,930,000, ￦-3,372,960,000, and ￦-9,850,420,000, respectively 20 years later. The break-even point of the geothermal heat pump would be about 4 years for 10% use, about 3 years for 20% or 50% use, and approximately 6 years for 100% use. It was found that 50% use would be most advantageous. In case two systems are combined, the break-even point will be 10 years, 8 years, and 11 years respectively.

신기술개발을 위한 사전평가지표 개발

구교영 ( Kyo Young Ku ),곽철순 ( Cheul Soon Kwak ),황대용 ( Dae Yong Hwang ) 한국농촌지도학회 2012 농촌지도와 개발 Vol.19 No.4

본 연구에서는 신기술 연구개발사업의 사전타당성 평가현황 및 개선방안에 대해 설명하였다. 농촌진흥청이 수행하고 있는 사전타당성 평가방법을 파악하고 이를 발전시킬 수 있는 방안을 모색하기 위해 국내외 여러 기관의 사전타당성 평가제도와 평가지표를 조사·분석하여 새롭게 사전타당성 평가지표를 구성하였다. 이렇게 하여 도출된 평가지표에는 기술성, 시장성, 사업성과 관련된 지표들이 새롭게 산출되었다. 이를 기본내용으로 설문지를 개발하고 응답내용을 통계처리하여 지표간의 비중을 설정하였다. 결과는 사업성이 가장 높게 나타났으며, 세부적으로 예산적절성, 신규성, 기술수요가능성, 상용화가능성의 타당성이 높게 나타났다. 이를 참고하여 사전평가지표의 운영프로세스에 대해 간략하게 제안하였다. The study demonstrated the pre-feasibility evaluation of the new agricultual technology R&D project and the ways to improve it. The study created new criteria for pre-feasibility evaluation based on the results acquired from the examination and analysis of pre-feasibility evaluation systems and criteria of various institutions at home and abroad in order to understand the current state of the evaluation method conducted by the Rural Development Administration and to seek ways for its improvement. The new criteria include indices for technicity, marketability, and feasibility. Based on these, questionnaires were prepared and the answers on them were statistically analyzed to set weights between indices. It was found that feasibility appeared the highest, in particular, feasibilities related to budget appropriateness, novelty, possibility of demand for the technology, and potential of commercialization appeared high. Referring to this conclusion, a simple operation process of pre-feasibility evaluation was introduced in the study.

소형파이프하우스의 구조안정성 향상을 위한 실험적 연구

이석건(S. G. Lee),곽철순(C. S. Kwak),이현우(H. W. Lee),이종원(J. W. Lee) 한국생물환경조절학회 2007 한국생물환경조절학회 학술발표논문집 Vol.16 No.2

클라우드 기반 스마트 온실, 식물공장 농작업, 생산이력 및 경영관리 플랫폼

박흔동(Heun-Dong Park),노희선(Heesun Noh),곽철순(Cheul-Soon Kwak),김현준(Hyun-Joon Kim),남기정(Ki-Jeong Nam) 한국원예학회 2022 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2022 No.11

클라우드 기반 스마트 온실, 식물공장 농작업, 생산이력 및 경영관리 플랫폼

박흔동(Heun-Dong Park),노희선(Heesun Noh),곽철순(Cheul-Soon Kwak),김현준(Hyun-Joon Kim),남기정(Ki-Jeong Nam) 한국원예학회 2022 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2022 No.11

태안 시설원예단지의 환경조절 계획

서원명 ( Wonmyung Suh ),윤용철 ( Yongcheol Yoon ),허해준 ( Haejun Heo ),곽철순 ( Cheulsoon Kwak ),배용한 ( Yonghan Bae ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-

본 연구에서는 태안지역에 조성될 온실의 냉ㆍ난방, 환기, 탄산가스, 환경제어시스템, 및 신재생에너지 등에 대하여 이론적으로 검토하고, 또한 냉ㆍ난방 및 환기를 중심으로 환경조절과 설비계획에 대하여 검토하였다. 그 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 태안지역의 30년 기상자료(1979. 1~2008. 12)를 검토한 결과, 최저 외기온은 2001년 1월 7일에 발생하였으며 -18.7℃였고, 최고 외기온은 1994년 7월 24일에 발생하였으며 36.7℃로서 최대난방부하는 39,011MJ/h(2001년 01월 14일 22시)로 나타났으며, 최대냉방부하는 88,562MJ/h(2001년 08월 16일 15시), 최대환기열량은 138,639MJ/h(2000년 09월 04일 14시)로 나타났다. 최대난방부하를 이용하여 온수난방기의 용량을 산정해보면, 약 11,702,000kcal/h정도였고, 10ha 온실에 대하여 온수난방기 설치비용을 산정하면 약 22억원 정도였다. 수직형 지열히트펌프를 설치하는 것으로 가정하여 총 소요 냉동톤이 약 3,000USRT로서 200USRT×15대 정도 설치하여야 하는 것으로 나타났다. 이 모델의 가격이 134,200천원/대 인 점을 고려하면, 시공비 및 부대 시설비를 제외하고 히트펌프의 총 가격만 약 20.13억원정도 소요될 것으로 조사되었고, 시공비 및 부대 시설비를 포함하여 총 공사비는 약 170억원정도 소요될 것으로 조사되었다. 평판형 태양열 집열기의 경우, 10%(바닥면적 1ha 기준)만 부담할 경우, 집열기의 집열면적은 324 ㎡ 정도였고, 총비용은 약 3억원 정도 소요되는 것으로 조사되었다. 평판형 태양열 집열기의 경우, 10%(바닥면적 1ha 기준)만 부담할 경우, 집열기의 집열면적은 324 ㎡ 정도였고, 총비용은 약 3억원 정도 소요되는 것으로 조사되었다. 냉방의 경우, 에어쿨 2축 펌프를 3,000평에 설치할 경우, 총 소요비용은 약 1억 2천만원정도 소요될 것으로 조사되었다. 냉각에 사용되는 것은 터보연무기로써 3,000평에 설치할 경우, 약 1억원정도 소요될 것으로 나타났다. 태양열 이용시 손익분기점은 태양열 이용률을 10, 20, 50 및 100%로 가정할 경우에 20년이 경과한 경우에 비용-편익의 누계가 -19,345만원, -63,493만원, -337,296만원 및 -985,042만원이 되므로 결국 20년이 경과하여도 총 투자비를 회수할 수 없는 것으로 나타났다. 지열 히트펌프 이용률을 10, 20, 50 및 100%로 가정할 경우에 각각 약 4년, 3년, 3년 및 6년 정도로 나타났고, 20년이 경과한 경우에 비용-편익의 누계는 각각 +244,949만원, +667,252만원, +1,635,387만원 및 +1,154,941만원이 되어 지열 히트펌프 이용률이 50%인 경우가 가장 유리하게 나타났다. 태양열과 지열 병용시 손익분기점은 태양열과 지열 히터펌프의 이용 비율을 태양열 10% + 지열 히터펌프 10%, 태양열 20% + 지열 히터펌프 20%, 태양열 50% + 지열 히터펌프 50%로 가정할 경우에 각각 약 10년, 8년 및 11년 정도로 나타났고, 20년이 경과한 경우에 비용-편익의 누계는 각각 +199,398만원, +535,101만원 및 +783,710만원으로 나타났다. 따라서 손익분기점은 태양열 20% + 지열 히터펌프 20%인 경우가 가장 유리하고 비용-편익의 누계는 태양열 50% + 지열 히터펌프 50%인 경우가 가장 유리하게 나타났다.