• Journal of Biosystems Engineering
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• 제36권6호
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• pp.444-452
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• 2011

In this study the characteristics of natural ventilation of Venlo-type greenhouse with continuous roof vents were analyzed using commercial computational fluid dynamics (CFD) code. Developed CFD simulation model was verified by comparison with experimental data. Simulation errors were 1.9-46.0% for air velocity and 1.7-11.2% for air temperature at each measurement point. CFD simulations were conducted to estimate the effect of roof vents opening direction, opening angle, outside wind velocity and wind directions on ventilation rate and climate condition in greenhouse. The results of this study showed that ventilation rate of the present greenhouse was increased linearly in proportion to the increase of roof vent opening angle and outside wind velocity over 2.0 m/s. According to the analysis on the effects of different roof vent opening direction, simultaneous opening of wind and leeward vents showed the highest ventilation rate and lowest mean temperature in greenhouse.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권3호
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• pp.221-229
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• 2022

본 연구는 환경측정용 센서 위치에 따른 온실 환경의 공간·수직적 특성을 조사하고 온실 종류에 따른 온도, 광도 및 CO₂ 농도 간의 상관관계를 구명하고자 수행하였다. 벤로형 온실의 공간적인 5지점을 선정한 후 각 지점에서 대표적 작물의 수직적 높이 4지점과 지면부, 지붕 공간에 온도, 상대습도, CO₂, 엽온 및 광센서를 설치하였다. 벤로형 온실과 반밀폐형 온실에서 온도, 광도 및 CO₂ 농도 변화의 관계성을 Curve Expert Professional 프로그램을 이용하여 비교하였다. 벤로형 온실의 공간적 위치에 따른 편차는 CO₂ 농도가 다른 요인보다 큰 것으로 나타났다. CO₂ 농도는 평균 465-761µmol·mol^-1 범위였고, 편차가 가장 큰 시간대는 오후 5시였으며, 최고 농도는 액화 탄산가스 공급장치의 메인 배관(50Ø)과 가까운 위치인 중앙 후부(Middle End, 4ME)에서 646µmol·mol^-1, 최저농도는 좌측 중앙(Left Middle, 5LM)에서 436µmol·mol^-1이었다. 수직적 위치에 따른 편차는 온도와 상대습도가 다른 요인보다 큰 것으로 나타났다. 평균 기온의 편차가 가장 큰 시간대는 오후 2시대이며, 최고 기온은 작물 위 공기층(Upper Air, UA)에서 26.51℃, 최저 기온은 작물의 하단부(Lower Canopy, LC)에서 25.62℃였다. 평균 상대습도의 편차가 가장 큰 시간대는 오후 1시대로 나타났으며, 최고 습도는 LC에서 76.90%, 최저 습도는 UA에서 71.74%이다. 각 시간대에 평균 CO₂ 농도가 가장 높은 수직적 위치는 지붕 공간 공기층(Roof Air, RF)과 시설 내 지면(Ground, GD)이었다. 온실 내 온도, 광도 및 CO₂ 농도의 관계성은 반밀폐형 온실의 경우 결정계수(r²)가 0.07, 벤로형 온실은 0.66이었다. 결과를 종합하여 볼 때, 온실 내 CO₂ 농도는 공간적 분포, 온도와 습도는 작물의 수직적 분포 차이를 측정하여 분석할 필요가 있고 환기율이 낮은 반밀폐형 온실의 경우 목표 CO₂ 시비 농도가 일반 온실과 다르게 설정해야 할 것으로 판단된다.

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 1998년도 학술발표회 발표논문집
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• pp.262-268
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• 1998

This study were performed to find the cooling effect and to provide design data during summer season. for the Pad ＆ Fan system of Venlo type greenhouse. The temperature and humidity variation along the greenhouse width and wind velocity in the greenhouse were surveyed. Also, the influence of shading on the cooling effect were analyzed. While Pad ＆ Fan system were operated, the temperature, humidity and wind velocity in greenhouse were different by the distance from the Pad and the height from the ground. The temperature difference between Pad and Fan was about 8.1$^{\circ}C$~10.4$^{\circ}C$ without shading and about 4.4$^{\circ}C$~5.5$^{\circ}C$ with shading.

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 1998년도 학술발표회 발표논문집
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• pp.230-236
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• 1998

Thermal environment of greenhouse was investigated by thermo-tracer in this study. The Thermo-tracer is a high-sensitivity infrared thermometer of non-contact type. The infrared energy emitted from the measured object is converted into an electrical signal by the detector(HgCdTe) and display as a color or black & white thermal image by way of optical scanning, The experiment was conducted for Venlo-type greenhouse with pad & fan system. The temperature difference between measured by Thermo-trace and measured by HOBO sensor is maximum 0.8$^{\circ}C$. Thermo-trace is possible to use for the thermal environment analysis and diagnosis of a cooling and heating system of greenhouse.

• 한국농공학회논문집
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• 제57권6호
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• pp.21-33
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• 2015

Recently, the Korean government announced a new development plan for a large-scale greenhouse complex in reclaimed lands. Wind environments of reclaimed land are entirely different from those of inland. Many standard books for ventilation design didn't include qualitative standard for natural ventilation. In this study, natural ventilation rates were analyzed to suggest standard for ventilation design of venlo type greenhouse built on reclaimed land. CFD (Computational Fluid Dynamics) simulation models were designed according to the number of spans, wind conditions and vent openings. The wind profile at a reclaimed land was designed using ESDU (Engineering Sciences Data Unit) code. Using the designed CFD simulation model, ventilation rates were computed using mass flow rate and tracer gas decay method. Additionally computed natural ventilation rates were evaluated by comparing with ventilation requirements. As a result of this study, ventilation rates were decreased with increasing of the number of spans. Ventilation rates were linearly increased with increasing of wind speed. When the wind speed was $1.0\;m{\cdot}s^{-1}$, only side vent was open and wind direction was $45^{\circ}$, homogeneity of ventilation rate at 0~1 m height is the worst. Finally, chart for computing natural ventilation rate was suggested. The chart was expected to be used for establishing standard of ventilation design.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권4호
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• pp.438-443
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• 2022

본 연구에서는 실대형 실험과 구조해석을 통해서 현장에서 사용되는 가새 시스템을 적용한 강관 골조 플라스틱 연동온실의 횡하중 가력시험을 수행하고 성능을 분석하였다. 횡강성과 응력을 분석하기 위해 실험체에 변위와 변형률계를 각각 9개소 및 16개소 설치하였으며 가새의 설치 유무에 따른 성능을 비교하기 위해 구조해석을 수행하였다. 실대형 실험과 가새의 설치 유무에 따른 구조해석 결과 비교에서 구조물의 횡강성이 많은 차이를 보였다. 실험체의 측고 부근에서 측정한 횡강성은 가새 시스템을 설치함으로 강성을 최대 44%까지 증가시켰다. 현장에서 사용하는 가새의 접합부가 충분한 강성을 확보하지 못함으로써 외력을 전체 구조물에 적절히 전달하지 못하여 횡강성이 구조해석 결과보다 많이 저하되는 현상이 나타났다. 따라서 온실 설계 시 구조성능의 신뢰성을 높이기 위해서 가새 시스템의 연결방법, 설치위치, 부재의 최대길이 등 온실의 접합부에 대한 명확한 시공방법과 설계기준이 정립되어 온실 설계가 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.1-7
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• 2010

최근 급속도로 가속화되는 농촌인구의 고령화 등으로 인해 농촌시설물도 기업화, 대형화, 대공간 시설물로 변경되어야 할 필요성이 있다. 이 논문에서는 현행 한국형유리온실의 대표적인 시스템인 벤로형 유리온실을 장경간화하기 위해 변단면 부재를 이용한 선설계기법을 적용하여 최적의 구조시스템을 개발하였다. 설계하중은 기존의 설계기준들을 검토하여 합리적인 값들을 적용하였다. 그 결과 스팬이 16 m 이상인 구조시스템에서 선설계기법을 적용하면 효율적이었으며 종방향 간격도 기존의 4 m 보다는 12 m로 증가시키는 것이 철골물량측면에서 유리함을 알 수 있었다.

• 한국농공학회논문집
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• 제51권6호
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• pp.45-52
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• 2009

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.

• Wind and Structures
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• 제27권5호
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• pp.347-356
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• 2018

In this paper, stress distribution for a structurally stable greenhouse is considered in the present paper with subsequent investigation into the detailed stress distribution contour with the variation of self-weight and wind pressure level designation method under wind velocity of less than 30 m/sec. For reliable analysis, wind pressure coefficients of a single greenhouse unit were modeled and compared with experiment with correlation coefficient greater than 0.99. Wind load level was designated twofold: direct mapping of fluid dynamic analysis and conversion of modeled results into wind pressure coefficients ($C_P$). Finally, design criteria of EN1991-1-4 and NEN3859 were applied in terms of their wind pressure coefficients for comparison. $C_P$ of CFD result was low in the most of the modeled area but was high only in the first roof wind facing and the last lee facing areas. Besides, structural analysis results were similar in terms of stress distribution as per EN and direct mapping while NEN revealed higher level of stress for the last roof area. The maximum stress levels are arranged in decreasing order of mapping, EN, and NEN, generating 8% error observed between the EN and mapping results under 30 m/sec of wind velocity. On the other hand, effect of dead weight on the stress distribution was investigated via variation of high stress position with wind velocity, confirming shift of such position from the center to the forward head wind direction. The sensitivity of stress for wind velocity was less than 0.8% and negligible at wind velocity greater than 20 m/sec, thus eliminating self-weight effect.

• 생물환경조절학회지
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• 제20권1호
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• pp.50-57
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• 2011

본 연구는 한국형 온실 표준설계도 및 Greenhouse Structure Design Manual(1999)에 의거하여 최대설계 하중을 받는 와이드스팬형파 2-bay벤로형 온실시스템에 대하여 해석적 연구를 진행하였다. 상부구조물을 라멘형식으로 단순화한 구조형식에 BOX형 및 I형 단면을 적용하여 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 한국형 유리용실 표준도를 활용하여 라멘형식의 단순화된 와이드스팬형 및 2-bay 온실구조시스템의 안전성 평가결과 기존의 트러스 등의 보강재가 적용되지 않을 경우 안전성확보에 문제가 발생할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 유리온실 표준도를 라멘형식으로 단순화하고 Greenhouse Structure Design Manual (1999)이 제안하고 있는 최대하중에 대해 경량I형 단면 부재를 적용할 경우 안전성을 확보할 수 있다. 본 연구에서는 경제적인 경량 I형 단면 3가지의 적용성을 평가하였으며, 검토조건에 부합하는 최소 기둥단면($H200{\times}175{\times}3.2{\times}6$)을 제시하고 있다. 와이드스팬형 및 벤로형 온실형식의 안전성평가에서 발생되는 처짐은 매우 작은 값을 나타내고 있으며, 발생되는 응력이 보다 민감하게 발생하는 것을 알 수 있다. 따라서 검토된 온실표준단변형식이 전체적인 구조변형에는 안전하나 응력발생이 일부부재에서 취약함으로 변단면 등을 활용하여 경제성을 확보할 수 있다. 온실의 채광량, 시공성 및 안전성을 고려하여 벤로형 구조시스템이 널리 사용되고 있으며, 지붕높이의 변화를 통하여 보다 경제적인 형식이 개발가능하며, 3-bay 벤로형의 추가적인 연구가 필요하다.