• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제9권9호
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• pp.721-736
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• 2019

본 논문에서는 대심도에 위치한 지하역사(지하 6층) 및 터널에서 화재가 발생했을 경우 제연설비 작동에 따른 연기의 거동을 측정하였다. 열풍기를 이용하여 열부력 효과를 구현한 연기발생장치를 이용하여 화재연기를 생성하였다. 화재발생 위치는 승강장 위 및 스크린도어 외부에 위치한 터널부의 승강장 위의 2가지 위치를 선정하였다. 승강장 화재발생시 승강장에 설치된 환기구를 통하여 연기가 배출되도록 하는 제연모드가 일반적인데 본 연구에서는 승강장 양단에 위치한 터널부의 환기구를 통한 배기도 같이 동작되도록 설정하여 실험을 수행하였다. 다양한 위치에서 연기농도 및 풍향풍속을 측정하였고 화면을 취득하여 연기의 이동 및 제연을 분석하였다. 승강장 내부에서 화재가 발생하였을 경우와 선로부에서 화재가 발생하였을 경우 승강장의 송풍기의 제연모드 동작과 터널의 송풍기의 배연 동작으로 인하여 연기배출이 원활하였고 화재 발생 인근 구역으로의 연기전파가 억제되었다. 본 연구에서 제시한 승강장 및 승강장 양단부의 터널에 적용되는 송풍기를 같이 운전하는 제연모드를 통하여 승강장 화재 및 화재열차 정차시 화재 연기로부터 승객들에게 보다 안전한 대피환경을 제공할 수 있을 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제32권3호
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• pp.197-204
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• 2023

본 연구에서는 육계사에 차열 페인트와 히트펌프의 적용에 따른 내부 온도 변화를 분석 하였다. 이를 위하여 환기율, 환기 방법, 시간별 환기 변화에 따른 실험 조건을 설정하였으며 육계사 외부 및 내부 기온을 측정하였다. 그 결과, 차열 페인트를 도포한 육계사에서는 최대 1-2℃ 실내 기온 상승을 억제하는 효과가 나타났으며 히트펌프를 가동한 육계사에서는 외기 온도의 영향을 제일 적게 받는 환기율 0%일 때 내부 기온 감소가 제일 크게 나타났다. 계사 내부의 온도가 외기 온도보다 높을 경우에는 환기율을 높게 설정하여 환기팬을 이용한 냉방이 더욱 효과적이나 계사 내부 온도가 외기 온도와 유사하거나 낮을 경우에는 히트펌프를 이용하는 것이 가장 효과적일 것으로 판단된다. 히트펌프 가동 시 외기 온도의 영향이 적은 환기율을 0%로 설정하였을 때 내부 기온이 가장 큰 폭으로 감소하였으나 실제 육계사에서는 분진, 이물질, 암모니아 등을 고려하여 최소환기율 정도로 환기율을 설정한 후 히트펌프를 가동하는 것이 가장 효율적일 것으로 판단된다. 본 연구는 실험 기간이 짧아 데이터가 많지 않으며 실제 육계가 사육되고 있는 환경에서 실험을 진행한 것이 아니라는 한계가 있다. 향후 후속 연구로 실제 닭이 사육되고 있는 환경에서의 히트펌프 효과 분석과 히트펌프의 전력사용량, 냉방부하, 환기팬 가동시간 등 다양한 환경인자를 포함한 연구가 진행되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제18권1호
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• pp.1-8
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• 2012

돈사의 피상부(皮上部) 환경개선을 위한 본 연구에서는 경기도 용인군에 위치한 형제농장의 비육돈사를 실험축사로 선정하여, 외부환경에 따른 돈사환경의 변화, 실내 공기유동을 위한 팬의 유무 등이 실내환경에 미치는 영향을 살펴보았다. 그 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1. 외기온이 $25.7^{\circ}C$인 실험 1의 경우 측벽 윈치커튼을 통하여 유입된 공기는 용마루(ridge)의 윈치커튼를 통하여 배출되었으며, 중앙단연의 속도가 바닥부근 유속의 2~3 배에 이르는 것은 열부력(thermal buoyancy) 때문에 공기유동이 에너지를 얻어 유속이 가속되었으며, 측벽 윈칙커튼으로 유입된 공기유동은 급격히 확산되어 소산(消散)(disssipation)되었다. 그러므로 윈치커튼 돈사의 경우, 외부 바람의 속도가 거의 없거나 있어도 속도가 적다면, 돈사내 공기유동의 형태는 주로 열부력에 의하여 결정됨을 알 수 있다. 2. 실험 1에서는 비교적 균일한 온도분포를 보이고 있으나 실내온도가 외부에 비하여 전반적으로 외기온 보다 높게 나타났으며, 이는 돼지의 현열 및 배출분뇨에 의한 바닥층의 부숙열이 피상부(皮上部) 공간의 현열접적을 환기로 적절히 제거시키지 못한 결과로 판단된다. 따라서 실내에서 발생되는 열을 효과적으로 제거하기 위하여서는 강제환기 시설 또는 측벽 및 용마루 윈치커튼의 개폐정도 등을 포함한 관리논리를 개발할 필요하다. 3. 실험 2는 실험 1과 같이 외기온이 $25.7^{\circ}C$로 비슷하나 복사열의 영향여부를 실험 1과 비교검정하기 위하여 흐린 날을 선택하고 돈사내 강제환기를 위한 팬을 작동시킨 상태에서 중앙단면에서의 유속을 측정한 결과 실험 1에 비해 속도가 대체로 크나, 편차 또한 크게 나타났으며, 팬 작동시 공기유동의 정체지역(dead region)이 발생한 것을 알 수 있었다. 따라서 강제환기시에는 보다 정확한 환기율을 결정하고 설계 시공이 필요할 것으로 판단된다. 또한 바람이 없고 외기온이 매우 높은 여름철에는 열집적을 효과적으로 희석시키기 위해서 연속적인 강제환기가 필요할 것으로 판단된다. 4. 실험 2에서의 유해기체의 농도를 실험 1과 비교해 보면 전체적으로는 편차가 적게 나타났으며, 외부기상의 차이로 인해 암모니아의 농도는 실험 1에 비해서 매우 높게 나타났다. 이는 외부기상에 따른 실내공기 유동의 효율저하, 상대습도의 변화 등으로 판단되며, 외기상의 변화에 능동적으로 대처할 수 있는 환기시스템의 개발도 고려해볼 필요가 있다. 5. 실험 2에서의 온도분포는 거의 편차가 없이 균일하게 나타난 것을 볼 수 있었으며, 비로 인하여 지붕이 받는 부가적인 태양복사열이 없었으며, 실험 1과는 달리 열부력에 의한 상고하저(上高下低)의 전형적인 수직분포가 나타나지 않고, 오히려 지붕을 냉각시키는 효과를 가져와 상저하고(上低下高)의 분포를 나타냈으며, 수평온도분포도 팬에 의한 강제환기에 의해 실내공기를 균일하게 분포시켜 거의 편차가 없음을 알 수 있었다. 그러므로 지붕의 단열이 축사환경제어에 중요한 변수로 작용한다는 것을 알았으며, 이를 위해서 지붕의 단열 및 높이 등의 설계가 매우 중요하다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.397-402
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• 2005

Photovoltaic (PV) module can generate electricity using sunlight without causing any environmental degradation. Due to higher fossil fuel prices and environmental awareness, PV applications are becoming more popular as clean source of electricity generation. PV output is sensitive to the operating temperature and can be drastically affected in Building Integrated PV (BIPV) systems. PV Solarwall (SWPV) combination and PV systems have been evaluated in this study for improvement in electrical output and system costs. PV modules under forced ventilation. A 75W polycrystalline silicon PV module was fixed on SW in front of the ventilation fan as it was indicated to be the coolest position on the SW in phoenix simulations. The effectiveness of cooling by means of the forced ventilating air stream has been studied experimentally. The results indicate that there appears to be significant difference in temperature as well as electricity output comparing the SWPV and BIPV options. Electrical output power recovered is about $4\%$ during the typical day of the month of February. RETScreen(R) analysis of a 3kW PV system hypothetically located at Taegu has shown that with typical temperature reduction of $15^{{\circ}C$, it is possible to reduce the simple payback periods by one year. The work described in this paper may be viewed as an appraisal of a SWPV system based on its improved electrical and financial performances due to its ability to operate at relatively lower temperatures.

• 터널과지하공간
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• 제16권1호
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• pp.85-94
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• 2006

본 연구에서는 장대 터널 화재시 발생되는 역기류를 제압하는 최적의 임계속도를 결정하기 위하여 제연설비를 가동시키는데 소요되는 시간, 피난자들의 대피시간 등에 대한 연구 자료들을 취합, 분석하였고, 이를 토대로 화재 시나리오를 설정하여 축소 모형실험을 실시하였다. 비상 환기시스템 가동시점을 분석한 결과, 화재 발생후 약 240초(약 4분)후 비상 환기시스템이 가동하게 되며, 제연팬 가동 후 4분 이내에 역기류를 제어할 수 있는 임계속도를 확보하는 것이 실제 터널에 적합한 시간 시나리오였다. 화재지점 주변의 역기류 분포를 분석하기위해 Froude 상사이론에 기초한 아크릴 재질의 축소비 1/50의 모형(직경 : 0.2m, 연장 : 20 m)을 제작하였고, Tetzner 식의 보정계수$(\beta)$를 변화시키며 화재지점 주변의 CO농도를 측정한 결과, 보정계수가 0.5인 경우에 피난허용시간 기준에 적합한 제연효과를 나타내었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제9권1호
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• pp.27-39
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• 2000

본 실험에 앞서, 하우스 4개동에 대한 대칭성 실험을 실시하였으나, 각 하우스간에는 최대1$^{\circ}C$이내의 작은 온도차만이 계측되었다. 하우스 개폐장치 조작 불능시를 가정하여 천.측창을 인위적으로 폐쇄한 경우, 하우스 내 온도는 외 기온보다 약 16$^{\circ}C$ 높은, 즉 사실상 작물이 생육 할 수 없는 고온상태를 나타내었다. 천.측창을 개방한 상태에서는 환기팬을 추가로 가동시키더라도 이에 따른 추가적인 실온저하는 관찰되지 않았다. 비교적 분무 입경이 큰 스프링클러에 의한 환수시의 냉각효과를 검토한 결과, 하우스 내 온도는 스프링클러 작동과 동시에 급속히 하강함으로서, 관수는 하우스 실온저하에 크게 기여하고 있음이 확인되었다. 스프링클러 관수시와 비관수시로 구분하여 하우스 내 열환경을 비교한 결과, 관수시와 비관수시 모두 하우스의 천.측창을 개방하여 외기를 도입한 경우가 하우스 실온 저하에 효과적으로 작용한 것으로 조사되었다. 하우스 내 작물 체감온도에 근사한 온도지표인 실내 흑구온도는 비관수시의 경우 실내 공기온도보다 현저히 놀게 나타났으나, 관수시의 온도는 실내 공기온도에 근접한 온도를 나타내었다. 비관수시 천.측창을 개방한 경우 하우스 내 온도분포는 연직방향, 수평방향 모두 1$^{\circ}C$ 정도의 극히 작은 온도차만이 계측됨으로서, 하우스 내는 극히 균일한 온도를 유지하고 있음이 확인되었다

• 대한건축학회논문집:계획계
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• 제34권2호
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• pp.41-48
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• 2018

This study is expected to provide some basic data on how to apply more economical and efficient eco-friendly factors to reduce the carbon emissions. It has been scrutinized and analyzed the environmental factors of passive eco-friendly elements along with active eco-friendly elements as more efficient factors for energy conservation based on the case of a newly constructed broadcasting building with the green building certification in Sangam-dong DMC area. The first analysis was the energy consumption trends in Korea and the necessity of energy saving. Secondly, it was examined the energy consumption in the current status of the broadcasting building. Thirdly, it was looked into the correlation between the eco-friendly design application factors applied to the broadcasting building and the energy consumption types. As a result of the analysis, the application of fan and feed pump inverter along with ventilation system of waste heat recovery ventilation system were more meaningful in accordance with the economic feasibility of broadcasting buildings rather than economical effect of passive elements such as rooftop garden, reinforcement of building insulation. Also, the application of lighting control had the economical feasibility. Therefore, when it is intended to change the green building certification energy related evaluation items of the similar broadcasting building types, it is necessary to change the direction of adding weight to the more economical active element items in the future.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2003년도 학술대회지
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• pp.202-213
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• 2003

타워팰리스 III 현장은 현존하는 국내 건축물로는 가장 높은 초고층 주상복합건물이다. 초고층 현장에는 일반현장과는 다른 시공기술 및 엔지니어링 기술의 적용이 요구되는 바, 타워팰리스 III 현장은 지금까지 축적된 기술을 바탕으로 보다 발전된 시공기술과 엔지니어링 기술, 그리고 공정관리기법을 통하여 마감공사 포함 충 당 13.4일이라는 공사 속도를 달성하였다. 이와 같은 공사를 성공적으로 수행하기 위하여 적용된 첨단 시공기술로 1) 골조공사 및 외벽공사의 3-Day Cycle을 달성하기 위한 여러 가지 공법, 2) 초고층 주거건물의 마감공사 공정관리를 위한 Tact 공정관리 시스템, 3) 현장관리 시스템으로 물류관리 및 정보공유 시스템 등이 적용되었다. 또한 엔지니어링 요소기술로 1) 고유동 무다짐 콘크리트와 국내 최초의 압축강도 $800kgf/cm^{2}$의 초고강도 콘크리트 등의 New Material, 2) 냉각수 순환형 파이프쿨링 시스템 등의 New Method, 3) Smart Fan Control 주방환기 시스템을 포함한 Mechanical System 4) False Car System을 포함한 Electrical System 등이 있다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제14권1호
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• pp.39-46
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• 2008

본 실험은 무창육성 비육돈사에 있어서 여름과 겨울철 환기를 할 때 공기 유입구에서의 공기속도가 환경에 미치는 영향을 조사하고자 CFD를 이용한 모델을 설정하였고, 현장실험을 통한 결과와 CFD 모델의 공기유속 결과를 서로 비교하였다. 공기속도에 있어서 수학적인 모델은 현장실험 결과와 매우 유사하게 나타났다. 환기시스템에서의 공기흐름은 양쪽 측벽 슬롯 판넬을 통하여 공급하였으며 겨울철은 $2{\sim}2.5m/s$ 였고, 여름철은 0.8 m/s 전후였다. 이상의 연구 결과 여름철과 겨울철 모두 해석 Model과 실험 무창육성 비육돈사내 측정 결과 평균 유속은 근소한 차이로 나타나 공기유동 해석 연구에 있어서 CFD 시뮬레이션의 적용으로 합리적인 결과를 도출할 수 있음을 확인하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제5권2호
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• pp.215-235
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• 1996

본 연구에서 수행한 Model 시뮬레이션에 의한 열환경 분석 기법은 지역별로 다양한 기상여건 하에서 대상온실의 난방 및 냉방부하를 보다 합리적으로 예측할 수 있을 뿐만 아니라 냉방이나 난방용 시스템의 결정을 비롯한 난방대책을 수립하고, 에너지 이용 전략의 수립이나 계절적인 작부계획 수립, 온실산업용 적지선정 등에 유익하게 활용될 수 있을 것이라 판단된다. 본 연구에서는 온실의 적극적인 환경조절 유형을 난방과 냉방의 두 가지로 대별하고, 난방 소요열량 산정을 비롯하여 야간의 보온 커튼효과, Heating Degree-Hour 산정 등 난방과 관련된 시뮬레이션은 동적 모형을 이용하여 시간별, 일별 및 월별로 검토하였으며, 환기를 비롯한 차광, 증발냉각시스템의 효과 분석은 정적모형을 이용하여 검토하였다. 특히 하절기 지하수와 같은 저온수를 직접 이용하거나 Heat Pump를 통하여 확보될 수 있는 저온수를 이용하여 온실의 피복면에 살수함으로서 확보할 수 있는 온실냉방효과를 검토하는 데는 1.2m$\times$2.4m 크기의 모형온실을 제작하여 기초실험을 수행함으로서 동절기의 수막시스템의 보온효과와 마찬가지로 하절기 냉방 효과를 거둘 수 있다는 가능성을 확인하였다. 본 연구에 활용된 온실의 수치 환경모형 중 난방관련 시뮬레이션용 동적 수치모형은 소기의 목적을 달성하는데 충분히 응용될 수 있는 이론모형이다. 이 이론모형이 범용성이 높은 것은 온실 내ㆍ외의 미기상 변화, 특히 난방이나 냉방이 본격적으로 요구되는 기간동안에 온도, 습도, 일사, 풍속 등의 미기상 인자들을 면밀하게 관찰하여 실측된 자료를 바탕으로 개발되었고, 다양한 자료에 의해 충분히 검정되었기 때문이다. 본 연구에서는 경남 진주지역의 어느 특정 기간(1987년)의 시간별 기상자료를 중심으로 온실의 열적 환경변화에 대한 수치모형 시뮬레이션을 실시하였으며, 아직 수치모형에 의한 시뮬레이션이 불가능한 일부 냉방효과를 검토하는 데는 모형 실험을 실시하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 주간과 야간의 설정온도를 달리하고 다단계 변온조절방식으로 시뮬레이션을 행한 결과 난방 소요열량은 난방 설정온도에 따라 현저한 차이를 보였다. 특히 주간 설정온도에 비하여 야간 설정온도가 난방 소요열량에 예민하게 영향을 미치므로 야간의 설정온도 결정에 신중을 기해야 할 것으로 판단된다. 2. 기존의 Heating Degree-Hour 자료는 평균 외기온을 중심으로 임의의 설정온도에 대하여 산정된 값이므로 난방 소요열량에 대한 상대적인 비교수단은 되나 고려되는 기상인자의 제한과 설정온도의 임의성 때문에 실용성이 부족하다. 따라서 본 연구에서 제시된 것처럼 온실 주변의 제반 미기상 인자나 경계조건이 반영됨은 물론 작물의 생육상태 및 구체적인 설정온도까지도 고려하는 동적 수치모형으로 시시각각으로 예측된 실내기온을 중심으로 재배기간 동안의 난방열량을 적산함이 합리적이라 판단된다. 기존의 MDH 자료로 난방 설계를 할 경우에는 지나치게 과잉설계 될 가능성이 있다. 3. 산정된 난방 소요열량은 물론 커튼의 보온성능도 월별 기상여건에 따라 현저한 차이를 보이며, 시뮬레이션에 이용된 커튼의 경우 높은 보온효과를 보임으로서 년 평균 50% 이상의 난방 에너지를 절감할 수 있으며, 동절기 3-4개월의 집중 난방기에 에너지가 크게 절감됨을 발견할 수 있다. 4. 고온기 환기성능은 온실의 구조, 기상조건, 작물의 생육상태 등에 따라 다소의 차이가 있으나 환기율에 의해 크게 좌우되며, 시뮬레이션에 이용된 두 가지 농가보급형 온실 모두 환기율의 증가에 따른 실내기온의 강하 효과가 환기율이 1회/min 정도를 넘어서면서 급격히 둔화되는 현상을 보인다. 이는 기존에 권장되고 있는 적정 환기율인 1회/min 전후의 환기 시스템을 갖추는 것이 합리적임을 확인해 준다. 5. 작물이 성숙된 유리온실에서 외기의 상대습도가 50%인 쾌청한 주간동안 연속적으로 1회/min로 환기를 시킬 경우 실내기온 36.5$^{\circ}C$의 대조구에 비한 온도강하는 50% 차광만 했을 시 2.6$^{\circ}C$이고 효율 80%의 Pad ＆ Fan 시스템만 작동시 6.1$^{\circ}C$ 정도이며, 차광과 냉각시스템을 동시에 작동시는 약 8.6$^{\circ}C$로서 외기온보다 3.3$^{\circ}C$가 낮은 28$^{\circ}C$까지 실내온도를 낮출 수 있으나, 동일 조건하에서 외기의 상대습도가 80%로 높은 경우에는 Pad ＆ Fan시스템에 의한 온도강하가 2.4$^{\circ}C$에 불과하여 50% 차광하에서도 외기온 이하로 실내온도를 낮출 수 없음을 알 수 있다. 6. 하절기 3개월(6/1-8/31)동안 Pad ＆ Fan 시스템의 냉방효과($\Delta$T)는 설정된 작동 온도에 따라 다소 차이를 보일 것으로 예상되나 본 시뮬레이션에서 설정한 시스템의 작동 온도 27$^{\circ}C$에서 상대습도와의 상관관계는 대략 다음과 같았다: $\Delta$T= -0.077RH＋7.7 7. 전형적인 하절기 주간기상 하에서 경시적 냉방효과를 분석한 결과 환기만으로는 실내기온을 외기온 보다 5$^{\circ}C$ 높게 유지하는 정도가 고작이고, 차광이나 증발식 냉방시스템 만으로는 작물이 성숙한 단계에서조차도 외기온 이하로 떨어뜨리기가 어려우나 차광과 아울러 증발식 냉방을 병행할 경우에는 작물상태에 따라 다소 차이는 있지만 실내기온을 외기온보다 2.0-2.3$^{\circ}C$ 낮게 유지할 수 있음을 발견할 수 있다. 8. 일사가 차단된 27.5-28.5$^{\circ}C$의 외기온하에서 6.5-8.5$^{\circ}C$의 냉수를 온실 바닥면적 1$m^2$당 1.3 liter/min의 유량으로 온실표면에 살수했을 때 실내기온을 외기온보다 1$0^{\circ}C$ 낮은 16.5-18.$0^{\circ}C$ 정도로 낮출 수 있었다. 앞으로 살수 수온(T$_{w}$ )이나 외기온(T$_{o}$ ) 뿐만아니라 살수율(Q)에 따라 온실기온 (T$_{g}$ )에 미치는 상관 관계 T$_{g}$ = f(T$_{w}$ , Q, T$_{o}$ )를 구명하여 지하수 자체 또는 Heat Pump를 이용한 지하수온 이하의 냉수로 온실냉방의 가능성을 구명하는 것이 앞으로의 과제이다.