건축물의 형태와 배치조건 및 기상조건 등에 의하여 이루어지는 자연적인 환기 방법으로 대류와
풍력에 의하여 이루어 진다.
- 대류에 의한 환기
실내온도가 외기온에 비하여 높을때 온실내에 공기가 온도상승에 의하여 공기에 비중이
낮아지고 이로 인하여 공기가 상승 천창을 통하여 이루어진는 환기형태
- 풍력에 의한 환기
온실 각부분에 바람에 의하여 밀고 당겨지는 힘에 의하여 환기가 이루어지는 형태
건축물에서 구조적으로 필요한 환기량을 이루어내지 못할때 휀을 설치하여 강제로 환기하는
방법으로 아래와 같은 방법들이 있다.
- 흡입 배기휀 모두를 설치하는 환기법
- 흡입 휀 만을 설치하는 환기법
- 배기 휀 만을 설치하는 환기법
환기가 필요없거나 최저환기만 필요한 기간동안은 시설물 안의 온도, 습도, 또는 이산화탄소의
성층화를 막기위하여 공기유동과 순환을 유도하는 설비가 필요하며, 공기의 유동식은 식물주졉의
현열, 잠열, 수즈이, 이산화탄소 등의 확산.수송을 촉진 시키고, 식물층 표면의 경계층을 엷게 함으로서
식물체온, 함수율, 앞내부의 이산화탄소 농도에 영향을 주어 식물재배 환경을 개선한다.
실내의 공기의 유동속도는 보편적으로 풍속은 0.5m/sec(0.2~1.0m/sec), 풍량은 실내 공기체적을
시간당 1,5회 유동 시키는 것이 적당하며, 이를 기준으로 하여, 유동휀의 댓수 및 용량을
선정하도록 한다.
그리고, 유동방식에 따라 수평식과 수직식 이 상용화 되고 있으므로 작물의 종류 환경관리등에
따라 선정하여 사용하도록 한다.
유동휀의 직접적인 바람의 영향으로 작물이 건조하여 작물의 생육에 영향을 주는 사례가 많으므로
유동휀의 설치공간을 고려하여 온실의 높이를 결정하도록 한다.
대부분의 온실의 지붕개폐장치에 사용되고 있으나, 용마루의 설치소 마다 개폐모타가 1대 이상
설치하고 있어 개폐모타가 과다하게 사용되어 제어비용 및 동력간선비용등이 추가될 뿐만 아니라
온실전체의 소요동력을 높게 유발시켜 관리비가 많이 소요되어 분제개선이 요망 된다고 할 수 있다.
근래에 기어박스를 통하여 개폐모타 1대로 여러개 소의 창을 개폐함으로서 상기의 단점이 보완되어
사용되고 있다.
경질판온실(MM형)에서 사용되는 개폐방식으로
지붕의 반을 개폐한다.
이 방식은 특징으로는 개폐창을 일방향만을 개폐하기
때문에 바람의 방향에 따라서 중력환기와 풍력환기가
이루어 지며, 개폐용 랙이 수평커튼과 마찰관계를
고려하여야 한다.
그리고, 창의 OPEN시 풍력에 견딜수 있도록 개폐창의
구조를 보강하여야 한다. |
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레일타입과 스윙타입의 외부적인 모양은
동일하나 종동축을 지탱하는 원리에서 차이가 있고 할수 있으며, 두가지 방식 모두
벤로형온실에서 주로 사용되어 진다.
대단위 온실의 경우 환기률 저하가 우려되나,
근래에 개폐창을 많이 설치함으로서 이를
개선하여 사용되고 있다. |
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비닐하우스 및 경질판온실(MVP)등에 사용되고 있는 개폐방식으로서 국내에 가장널리 보급되고 있다.
이 방식을 설치를 위해서는 하우스밴드설치와 창을 닫을 때
권취축이 자유낙하 할 수 있도록 지붕의 경사가 있어야 하며,
그리고, 개폐의 반복으로 권취축이 평행을 유지할 수 있도록
보완장치가 고려되어 설치하여야 한다. |
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온실에서 천창의 개폐구간에 방충망을 설치시 개폐장치와의 마찰로
설치의 곤란함과, 비록 방충망을 설치 하더라도 장시간 사용시
이물질이 쌓여 햇빛을 차단할 뿐만아니라 미관성 문제가 고려되므로
우측과 같은 방법으로 방충망을 설치하여,
상기의 문제점을 해소할 수 있다.
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경질판 및 유리온실의 측창에 설치되는 형태로 개폐장치를 온실내 및 외에 설치할 수 있으나,
외부의 설치시 방수, 부식, 부지의 활용 그리고 개폐장치 지지물등을 을 고려하여야 하며,
내부설치시 커튼, 부지활용, 및 기타설치와 고려하여 선정하여야 한다.
이 방식은 개폐창의 최대로 OPEN시 창의 각도가 90o에 근접할수록 이상적이나, 국내 개폐장치의
상용화된 제품을 볼 때 60o정도가 가능함으로 환기율 저하를 가져올 수 있다.
그리고, 환기창의 설치높이는 재배상 및 작물이 성장시 크기등을 고려하여 설치하여야 하겠지만,
개폐각도를 고려시 환기창은 지면에서 어느정도(GL+70cm이상) 띄워 설치하는 것이 유리하다.
이높이 유지시 철골부재(벽체 중도리)가 1열 이상요하며, 전면의 커튼과 수평으로 설치가 곤란함으로
측커튼의 밀폐의 곤란 및 미관이 좋지 못함으로 주의하며 설치하도록 하여야 하겠다.
창틀자재는 알루미늄샷시로 구성되므로 고가이고, 이동은 레일(샷시)을 통하여 이동하므로 온실과
같은 재배환경에서 레일레 이물질로 인해 개폐장치의 잦은 고장이 우려됨으로 대단위 온실에서는
부적합하여 대부분이 연구용 온실에서 사용되어지고 있다.
그리고, 이방식으로 설치시 권취형 측커튼이 기둥외부에 설치가 곤란함으로 난방 배관지지와
커튼지 2단설치등이 우려됨으로 주의를 요한다.
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저렴한 비용으로 설치할 수 있으며, 개폐창의 면적 또한 가장많아
국내에서 가장널리 사용되는 형태이나, 유리온실에서는
보급율이 낮다.
이 방식을 설치를 위해서는 방호벽과 하우스밴드가 설치되어야 하며,
개폐의 반복으로 권취축이 평행을 유지할 수 있도록 보완장치가
고려되어 설치하여야 한다.
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환기팬에 의해서 온실내 환경을 조절하는 것이 강제 환기이다.
자연환기인 창환기로 하우스내의 실온을 낮추기 어려운 여름철이나 구조상 다연동 하우스와 같이
환기율이 저조한 시설에 적용된다.
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강제환기의 능율은 환기횟수에 따라 높아지겠지만 실내로 유입되는 공기량을 결정하는 흡입구의 크기나 형태에 따라 달라지며, 외기의
풍속에 의해 영향받는 풍압력에 따라 달라진다.
또한, 환기에 의한 실내온도의 하강 효과면에서 본다면 실내의 습도에 따라 영향을 받으며, 투과되는 일조량과 현열발생량에 따라 실온 하강효과는 달라진다.
일반적으로 필요 환기횟수는 시간당 최소한 40회 정도이다.
환기팬의 대수는 하우스내 체적×환기횟수/환기팬 1시간당의 배기량이 된다
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온실의 한쪽벽에 환기팬을 설치하고 반대편 벽에
공기 유입구를 설치한다
a) 온실 길이가 50m 이상
b) 온실 길이가 50m 이하
c) 온실 폭이 10m 이상
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Q[m3/min]=(1/Cv)x[(αω{S(1-f)Af}/△T-kAc)
여기서
Cv: 용적비열 (정압비열x밀도 = 0.3[kcal/m3.℃])
ω : 수열면적보정율 (1~1.3)
t : 일사투과율(하절기 약0.65)
S : 실외 수평면일사량(하절기 약12[kcal/m3/min])
f : 순복사열의 증발잠열에의 변환비(작물의 무성상태에 따라0.5~0.65)
△T : 내외 온도차
k : 피복명의 열관류율(약0.08kcal/m3.min])
Ac : 피복재의 면적
Af : 바닥면적
강제환기와 병행할 경우 강제 환기량은 통상적으로 필요
환기량의 25%정도 환기량을 갖도록 설치하고, 나머지 환기는 자연환기(중력.풍력)를 통해서 환기하도록 설치하며, 그 계산식은 아래와 같다.
중력환기량(Q1) = α*A*SQRT((2gh(t1-t0)/(273+t0))
여기서
α : 풍력계수 0.2
A : 환기창의 환기 면적 (㎡)
g : 풍력가속도 ( 9.8㎡/SQRT(sec))
h : 상하 환기창의 수직거리( m )
t0 : 온실내 기온
t1 : 온실외 기온
풍력환기량(Q2) = α*A*v*SQRT(Cf-Cb)
여기서
α : 풍력계수(회전창일겨우) 0.2
A : 환기창의 환기 면적
v : 풍 속 m/sec
Cf : 온실 하층(측벽) 풍압계수
Cb : 온실 상층(지붕면 및 반대 지붕) 풍압계수
Q1 = α*A*SQRT((2gh(t1-t0)/(273+t0))
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