• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권2호
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• pp.240-246
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• 2023

친환경적인 태양에너지를 사용하여 대기오염물질인 NO_x를 광화학적 반응으로 변환시키는 연구를 수행하였으며 광촉매를 모르타르 표면에 코팅한 시편을 제조하여 NO_x의 광화학적 전환율을 분석하였다. TiO₂ 광촉매를 거푸집의 하부에 먼저 넣고 시멘트 모르타르를 넣은 후 시멘트 모르타르를 양생시켜 광촉매 코팅된 콘크리트를 제조하였다. 거푸집 바닥에 미리 grease를 도포함으로써 양생 후에 콘크리트가 쉽게 탈형될 수 있도록 하였다. TiO₂ 코팅 양, UV-A 광 세기, 전체 기체 유량, 상대 습도, 그리고 초기 NO_x 농도와 같은 공정 변수를 체계적으로 변화시켜서 광촉매 반응에 의한 NO_x의 전환율을 조사하였다. 제조된 광촉매 코팅된 콘크리트가 다양한 공기 중의 공정 변수 조건에서 NO_x를 성공적으로 전환시키는 것을 확인하였다. 본 연구 결과는 향후 NO_x, SO_x, VOCs 등의 대기오염물질을 효과적으로 제어하기 위한 건물, 터널, 또는 도로와 같은 인프라 시설의 설계를 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 본다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5B호
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• pp.485-493
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• 2008

한반도 영역을 대상으로 RDAPS모형의 수치예보자료, AWS의 관측강수, 상층기상관측(upper-air sounding)의 관측자료를 이용하여 권역별 강수발생확률을 예측할 수 있는 인공신경망 모형을 제시하였다. 사용된 자료의 기간은 2001년 7, 8월과 2002년 6월로 홍수기를 대상으로 하였다. 500/750/1000 hPa에서의 지위고도, 500-1000 hPa에서의 층후(thickness), 500 hPa에서의 X와 Y방향 바람성분, 750 hPa에서의 X와 Y방향 바람성분, 표면풍속, 500/750 hPa/표면에서의 온도, 평균해면기압, 3시간 누적 강수, AWS관측소에서 관측된 RDAPS모형 실행전의 6시간과 12시간동안의 누적강수, 가강수량, 상대습도등을 신경망의 예측인자로 사용하였다. 신경망의 구조는 3층 MLP(Multi Layer Perceptron)로 구성하여 역전파알고리즘(Back-propagation)을 학습방법으로 사용하였다. 신경망예측결과 한반도전체에 대한 예측성과의 개선은 H가 6.8%상승하였고, 특히 TS와 POD는 각각 99.2%와 148.1% 상승함으로서 강수예측에 대한 신경망모형이 효과적인 도구가 될 수 있음을 확인하였다. KSS 역시 92.8% 개선됨으로서 RDAPS 예측에 비하여 뚜렷이 개선된 결과를 보여주고 있다.

• 한국환경생태학회지
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• 제34권5호
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• pp.491-499
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• 2020

불투수포장면적의 증가는 도심지 내 열환경 악화, 물순환체계 단절 등의 문제점과 더불어 인간의 여러 가지 신체적·정신적 질병에 원인이 되기도 한다. 이에 도시공원 내 거리에 따른 공기이온 실태와 거리별 기상요소 및 공기이온과의 상관성을 분석하여, 향후 도심지 내 대규모 도시공원 조성 혹은 리모델링에 있어서 기후적 측면의 건강성을 고려한 도시공원 조성의 기초자료로 제시하고자 하였다. 연구대상지는 서울시 송파구 올림픽공원을 대상으로 거리에 따라 4개 유형으로 구분한 뒤, 구간을 A, B로 분류하였다. 측정지점은 80지점을 선정한 후 토지피복 및 식생현황을 조사한 후 기상요소, 공기이온을 측정하였다. 첫째, 구간별 녹지율은 A구간 Center(90%) > Inner(70%) > Outer-inner(10%) = Outer(10%), B구간 Center(100%) > Inner(60%) > Outer-inner(30%) > Outer(0%) 순이었다. 둘째, 기상요소의 경우 기온의 경우 Outer(24.18℃) > Outer-inner(22.90℃) > Inner(22.43℃) > Center(21.719℃)으로 분석되었으며, 상대습도의 경우 Center(46.49%) > Inner(43.36%) > Outer-inner(42.41%) > Outer(38.53%)으로 분석되었다. 셋째, 공기이온 중 양이온의 경우 Outer(435.71ea/㎤) > Outer-inner(415.16ea/㎤) > Inner(389.46ea/㎤) > Center(352.64ea/㎤)의 순이었으며, 음이온의 경우 Center(569.72ea/㎤) > Inner(499.83ea/㎤) > Outer-inner(410.58ea/㎤) > Outer(292.02ea/㎤) 순으로 Center로 갈수록 증가하는 것으로 분석되었으며, 도로와 가까워질수록 감소하는 것으로 분석되었다. 이온지수의 경우 Center(1.67) > Inner(1.31) > Outer-inner(1.08) > Outer(0.71)으로 분석되었다. 넷째, 상관성 분석결과 정(+)의 상관인 것은 음이온, 이온지수로 도로로부터 공원 Center로 갈수록 증가하는 것으로 분석되었으며, 부(-)의 상관인 것은 기온, 일사량, 양이온으로 도로와 가까워질수록 증가하는 것으로 분석되었다.

• 한국자원식물학회지
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• 제27권5호
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• pp.546-555
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• 2014

연구의 최종 목표는 실내의 공간과 특성에 따라 효율적으로 실내공기질을 향상시킬 수 있는 식물 녹화와 바이오필터를 통합한 시스템의 개발이다. 그러나 이러한 목표를 달성하기 위해서는 바이오필터 시스템의 적절한 공기정화량에 대한 용량 설계에 중요한 영향을 주는 일정한 압력손실량과 토양수분 함량과 같은 여러 가지 요구사항들이 충족되어야 한다. 따라서 본 기초 연구는 바이오필터의 토양 내 균일한 분포를 갖는 토양수분 함량과 압력손실량을 유지하고 정상적인 식물 생장 특히 바람에 의한 근권부 스트레스를 받지 않도록 풍속을 적절히 조절하고, 바이오필터 내 초기 토양수분 함량이 일정하게 유지되어 안정성을 확보하기 위해 수행되었다. 본 실험에서는 평면형 바이오필터 모델을 설계하여 제작하고 세 가지 풍속(1, 2, $3cm{\cdot}sec^{-1}$)에 따른 바이오필터의 공기정화량, 공기체류시간, 기액비를 산출하였다. 또한 세가지 풍속에 따라 바이오필터 내 토양층을 통과하여 배출된 가습공기의 상대습도, 압력손실량, 토양수분 함량을 측정하고, 이 바이오필터 내에서 자란 상추와 더 피고사리의 생육을 평가하였다. 풍속 실험의 결과, 풍속 $3cm{\cdot}sec^{-1}$가 상대습도, 토양수분 함량, 식물생육을 유지하기에 가장 적절하였다. 따라서 다음 실험에서는 풍속을 $3cm{\cdot}sec^{-1}$로 고정하고 두 가지 수준의 초기 토양수분 함량(저수준 18.5%, 고수준 28.7%) 조건에서 바이오필터를 가동한 처리구와 바이오필터를 가동하지 않은 대조구(초기 토양수분 함량 29.7%)를 설정하고, 바이오필터 내 토양층을 통과하여 배출된 가습공기의 상대습도, 압력손실량, 토양수분 함량과 바이오필터 내에서 자란 상록넉줄고사리의 생육을 평가하였다. 이 실험 결과는 첫 번째 실험 결과와 유사하였으며 상대습도, 토양수분 함량, 압력손실량이 일정한 수준을 유지하였다. 또한 세 가지 초기 토양수분 함량에 따른 상록넉줄고사리의 생육도 유의성 있는 차이를 나타내지 않았다. 그러나 두 가지의 바이오필터 처리구는 대조구에 비해 건물중이 다소 증가된 것을 알 수 있었다. 따라서 주요 물리적 요소인 토양수분 함량과 압력손실량을 유지할 수 있는 본 바이오필터 시스템의 안정성은 가까운 미래에 보다 발전된 일체형 바이오필터 모델 설계에 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 농업생명과학연구
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• 제46권3호
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• pp.119-127
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• 2012

여름철 고온기 온실 내 효율적 증발냉방을 위하여 다량 포그 분무가 가능하고 설치비용이 저렴하도록 한 터보팬 2류체 노즐로 포그 분무장치를 구성하고 소형 유리온실에 2.2 m 높이로 설치하여 냉방시험을 실시하였다. 이 장치의 분무시험 결과 평균분무입경이 $29{\mu}m$이고 1대당 포그 분무량은 $160m{\ell}/min$로 비산반경 2 m이내에서 입자들이 모두 증발하는 것으로 나타났다. 이 장치를 평면적 $228m^2$인 단동 유리온실에 2대를 설치하여 냉방실험한 결과, 외기의 온도 $30.2^{\circ}C$, 상대습도 81.2%인 때 온실 내 공기의 온도 $28.8^{\circ}C$, 상대습도 87.5%의 낮은 냉각효과를 나타내었다. 문헌 조사와 냉방실험 결과로부터 여름철 우리나라 남부지역의 외기온 $35^{\circ}C$를 기준으로 단동온실은 50% 차광에서 증발냉각에 의해 온실 내 공기온도를 외기온보다 $2{\sim}3^{\circ}C$ 낮추려면 환기회수 1회/분, 물분무량은 $10m{\ell}/min/m^2$인 것으로 추정되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제27권2호
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• pp.103-110
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• 2018

본 연구는 하절기 '매향' 딸기 자묘의 삽목 번식에 적절한 관수 방법을 구명하기 위해 수행되었다. 딸기 자묘의 삽수는 24구 딸기 전용 포트(24구, $60{\times}34{\times}10cm$)에 상업용 혼합 상토(Tosilee)를 이용하여 삽목하고, 반 밀폐형 소형비닐터널에 위치시켰다. 각각의 반 밀폐형 소형터널의 처리는 다음과 같이 처리했다; 대조구(무처리), 두상관수(하루 두 번), 매트관수(하루 두 번), 그리고 안개관수(8:00시부터 18:00시까지 30분 온/오프 설정). 딸기 자묘는 반 밀폐형 소형터널 내에서 8일 동안 발근을 하였고, 그 이후 플라스틱 필름을 제거 하였다. 삽목 후 61일째에 초장, 근장, 1차 근수, 엽병장, 엽장, 엽폭, 크라운 직경, 엽록소 값, 엽면적, 지상부와 지하부의 생체중 및 건물중을 측정하였다. 터널 내의 하루 평균 상대습도는 각각 안개관수, 두상관수, 매트관수, 대조구 순으로 72.5, 56.3, 45.8, 그리고 29%를 나타냈다. 그러나 공기온도는 모든 처리에서 유사하였다. 딸기 자묘의 4일째와 8일째 발근율은 두상관수와 안개관수 처리에서 유의적으로 높았다. 초장, 엽병장, 크라운 직경, 엽면적은 두상관수와 안개관수 처리에서 높은 값을 나타냈다. 게다가 지상부의 생체중 및 건물중은 다른 처리에 비해 두상관수와 안개관수 처리에서 무거웠다. 지하부의 건물중은 안개관수 처리에서 유의적으로 무거웠다. 하지만 근장, 1차 근수, 엽록소 값, 지하부의 생체중은 모든 처리구에서 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 결과적으로, '매향' 딸기의 삽목 번식 시 생육과 발근율은 두상관수와 안개관수 처리에서 가장 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국농림기상학회지
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• 제12권2호
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• pp.132-142
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• 2010

우리나라에서 대표적 녹차재배 지역인 화개지역과 악양지역의 2009년 기상특성을 정리하면 화개지역과 악양지역의 연평균 기온은 각각 $14.5^{\circ}C$와 $14.2^{\circ}C$이며, 두 지역의 월평균기온을 보면 가장 더운 달은 8월로 각각 $25.4^{\circ}C$와 $24.9^{\circ}C$이고 가장 추운 달은 1월로 각각 $0.3^{\circ}C$와 $0.2^{\circ}C$ 이었으며, 일 최고기온은 각각 $28.4^{\circ}C$와 $27.9^{\circ}C$이고 일 최저기온은 $-5.0^{\circ}C$와 $-5.4^{\circ}C$이다. 연평균일교차는 화개지역이 $11.3^{\circ}C$이고 악양지역은 $11.1^{\circ}C$이다. 화개와 악양지역의 연평균습도는 각각 62.7%와 65.3% 이고, 연강수량은 1,387mm와 1,793mm로 2008년 대비 각각 605mm와 835mm가 더 내렸고, 5월부터 8월까지 화개 1,074mm, 악양 1,374mm로 집중적인 강수량을 보였다. 이것은 2009년 전체 강수량의 77.6%와 76.6%에 해당하는 수치로써 나머지 달에 비해 많은 강수량을 보임을 알 수 있다. 연평균 일조시간은 2,054.3시간으로 관측되었고 4, 5월에 각각 232.2시간과 235.1시간으로 가장 긴 일조시간을 보인 반면에 7, 8월에는 각각 102.5시간과 28.8시간으로 가장 짧은 일조시간을 보였다. 풍향은 가을과 겨울에 서북서, 서, 북서계열의 서풍이 불었고 봄, 여름철에는 남동, 북북동, 남동계열의 동풍이 불었으며, 연평균 풍속은 1.5m/s로 관측 되었으며 12월이 2.0m/s로 평균 풍속이 가장 높은 달이었고 2월이 1.1m/s로 평균풍속 이 가장 낮은 달이었다. 순간최대풍속은 3월 13일에 측정된 23.3m/s이었다. 2009년 조사된 기상관측정보를 토대로 매년 기상관측정보를 데이터화해서 녹차재배지역의 기상환경을 이해하고 생장환경 정보를 수집하며 최적의 녹차재배 환경의 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권1호
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• pp.43-51
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• 2022

본 연구는 참외 재배 지에서 흰가루병, 담배가루이 및 두점박이응애가 동시에 발생하였을 때 45, 40, 35℃(대조구)의 온도에서 측창으로 환기 처리 시, 온실 내 온·습도의 변화, 병충해 발생과 잎말림, 그리고 개화조절에 미치는 효과를 검토하였다. 3월 3일 '히든파워' 대목에 접붙여진 '알찬꿀' 참외를 40cm 간격으로 격리상에 심었고, 위에 언급한 병해충이 모든 처리구에서 발생한 6월 18일부터 7월 13일까지 처리하였다. 온실의 온도는 맑은 날에는 설정 온도 지점까지 증가되었고, 45℃ 환기 처리에서 고온 고습이 약 9시간 동안 유지되었다. 주간 최고 기온과 최저 상대습도 차이는 45℃ 환기 처리에서 가장 높았다. 환기 처리 11일 후에는 흰가루병과 두점박이응애 피해가 45℃ 환기 처리에서 거의 회복되었지만 40℃와 35℃에서는 그렇지 않았다. 처리 14일 후, 담배가루이와 두점박이 응애 밀도는 45℃에서 유의하게 감소하였으나 흰가루병 증상은 유의하게 감소하지는 않았다. 잎말림은 고온에서 유발되었으나 45℃에서도 심하지 않았다. 처리 26일 후, 새로 나온 줄기의 15 마디의 개화수를 조사한 결과, 45℃에서 암꽃이 전혀 나오지 않았고 수꽃은 1.2개로 나타났다. 이상의 결과는, 고온기에 45℃의 고온에서 2-3주간 환기 처리는 온실 내부의 고온 고습을 유도하여 흰가루병, 담배가루이, 두점박이응애를 통제하고, 개화를 억제하여 참외의 영양 생장을 회복할 수 있는 방법으로 사료되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제26권4호
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• pp.324-332
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• 2017

본 연구에서는 서로 다른 열전달 특성을 가진 탄소섬유 전기발열체와 경유온풍난방기가 온실 내부의 온습도, 에너지소비, 작물생육 등에 미치는 영향을 분석하기 위해 오이 재배 단동온실에 대한 난방 비교시험을 수행하였다. 전기발열체 온실에서 난방용량이 온실 환경과 난방기 운전에 미치는 영향을 분석하기 위해 온실에 6, 9, 16kW의 전력을 각각 공급한 결과 전기발열체 ON-OFF 주기는 각각 9, 11, 15회로 비례하여 증가하였으며 온실내부 평균온도는 각각 15.2, 15.3, $15.6^{\circ}C$, 평균상대습도는 84, 81, 76%로 나타나 난방 용량이 클수록 온실내부 온도는 높고, 상대습도는 낮게 나타났다. 또한 6, 9kW 가동 시 하부온도가 상부보다 $0.1^{\circ}C$ 높았으며 16kW 가동 시는 상부 평균온도가 하부보다 $0.2^{\circ}C$ 높았다. 전기발열체와 경유온풍난방기의 비교 시험에서는 난방 시 온실상부와 하부의 온도차가 전기발열체 온실이 $0.1{\sim}0.2^{\circ}C$로 경유온풍난방기 온실의 $0.5{\sim}0.6^{\circ}C$보다 작았으며, 온실 상류와 하류의 온도차는 전기발열체 온실이 $0{\sim}0.1^{\circ}C$로 경유온풍난방기 온실의 $1.3{\sim}1.4^{\circ}C$보다 작아 정밀한 온도관리가 가능하였다. 난방기간 동안 사용한 에너지사용량은 경유온풍난방기 온실이 경유 867L를, 전기발열체 온실이 전력량 8,959kWh를 사용하였으며, 난방비용은 각각 607천원과 403천원이 소요되어 전기발열체 온실에서 약 34%의 비용절감 효과가 있었다. 전기발열체 온실의 경우 상대적으로 군락 상하부의 환경관리가 균일하여 초장을 비롯한 전반적 생육상황이 경유온풍난방기 온실보다 좋았으나 통계적으로 유의한 차이는 없었으며, 수확량 역시 전기발열체 온실의 작물군락 하부 온도가 경유온풍난방기 온실보다 $1.3^{\circ}C$ 더 높게 관리되어 4.3% 증수효과가 있었으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 원예시설의 최적 난방 관리를 위해서는 각 난방기의 열전달 특성에 기초하여 난방기 용량, 배치, 열분배 방법에 대한 설계가 요구되며, 전열선 형태의 난방기 역시 작물형상 및 재배방법을 고려하여 전열선의 개수, 위치, 방열온도 등에 대한 설계가 필요한 것으로 판단되었다.

• 원예과학기술지
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• 제33권4호
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• pp.605-617
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• 2015

본 연구의 최종 목표는 실내의 공간과 식물바이오필터의 규모에 따라 실내공기 오염물질을 정화할 수 있는 식물 녹화와 자동관수 그리고 생물학적 여과 기능을 통합한 식물바이오필터 시스템의 개발이다. 본 연구는 가습 주기에 따른 벽면형(수직형) 식물바이오필터내 공기 흐름의 특성에 대한 안정성과 미세먼지 제거율을 비교하고, 이 식물바이오필터에 의한 휘발성 유기화합물의 제거율을 조사하기 위해 수행하였다. 본 실험에 사용된 식물바이오필터는 실내 공간 활용에 적합하도록 물펌프, 물탱크, 송풍기, 가습장치, 그리고 다층구조의 식물 식재 공간을 일체형으로 설계하였다. 실험 결과, 물펌프에 의해 작동하는 세 가지 다른 가습 주기 처리에 관계없이 식물바이오필터의 상대습도, 온도, 그리고 토양 수분 함량은 안정된 값을 나타내었다. 토양 수분 함량은 모든 가습 주기 처리에서 27.1-29.7%의 범위에서 안정적으로 유지하였으며, 특히 15분 작동 45분 작동 중지의 가습 주기를 120시간 동안 처리하여 $29.0{\pm}0.2%$의 평균 토양 수분 함량을 유지하면서 가장 수평적인 일차회귀식(y = 0.0008x + 29.09)을 보여주었다. 가습 주기에 따라 식물바이오필터를 통과한 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5) 입자 수에 대한 제거율(RE)은 각각 82.7-89.7%와 65.4-73.0% 범위에 있었고, PM10의 무게에 대한 RE는 58.1-78.9%의 범위에 있었다. 식물바이오필터를 통과한 자일렌, 에틸벤젠, 총 휘발성 유기화합물, 톨루엔의 RE는 71.3-75.5%의 범위에 있었으나, 벤젠과 포름알데히드의 RE는 각각 39.7%와 44.9%로 나타났다. 따라서 실내식물을 식재할 수 있는 본 벽면형 식물바이오필터는 실내 공기 정화에 매우 효과가 있는 것으로 확인하였다.