패시브디자인을 적용한 주거용 스마트팜 건축계획연구 (Study on residential smart farm architecture plan with passive design)

서지정보

· 발행기관 : 한국공간디자인학회
· 수록지 정보 : 한국공간디자인학회 논문집 / 14권 / 1호 / 183 ~ 194페이지
· 저자명 : 맹동, 류리, 김용성

초록

(연구배경 및 목적)세계 인구의 지속적 증가로 식량 소요량은 더욱 증대되고, 급격한 도시화로 인해 도시 내 농경 삶을 유입하는 연구가 활발히 진행될 것이라 예상된다. 이에 따라 도시 내 스마트 팜 구현을 위한 연구 및 계획이 시행되고 있지만 수직농장의 에너지 수요량 및 한정적 제배식물 등의 문제점 발생으로 수직농장 활용은 미비한 현황이다. 이에 본 연구는 도시 내 수직농장 활성화를 위해 문제점으로 제시되는 에너지 소요량 및 식물의 재배적 문제 해결을 위해 수직농장의 패시브디자인 적용으로 에너지소요 문제점 및 식물재배와 거주자의 쾌적성을 위한 주거용 스마트 팜을 제안하고자 한다. (연구방법) 본 연구는 수직농장에서의 문제점 해결방안을 위해 다음과 같이 연구를 진행하였다. 첫째, 이론 고찰을 통해 현재 수직농장의 문제점을 도출한다. 둘째, 수직농장 문제점을 파악을 위한 패시브디자인 및 스마트기술의 사례를 분석한다. 또한 주민과 수직농장 전문가 대상으로 설문조사를 실시하여 수직농장 계획방향성 및 디자인 방법을 제안하였다. (결과) 첫째, 일조 방향과 동일한 주거 및 온실 스마트 팜 계획에 있어서 동절기에는 일사열 획득으로 인한 실내 난방 에너지저감 및 스마트 팜 작물 재배에 따른 인공조명 사용량을 저감할 수 있으며, 하절기에는 식물재배를 통한 녹화 현상으로 실내 유입되는 일사열 차단 및 공지 정화를 통한 재실자의 쾌적성을 확보할 수 있다. 둘째, 남측 개구부 형성을 통한 실내 자연 환기를 통하여 거주자의 환경 및 스마트 팜의 쾌적성을 확보할 수 있다. 셋째, 주거내의 개인 팜 이외에도 아트리움(Atrium) 내 공용 팜 구현을 통한 작물 재배시의 작물의 다양성을 확보 할 수 있으며, 계단식 작물 재배로 인해 작물에게 동일한 환경을 구현을 통한 사용에너지 저감이 가능하다. (결론) 현재 도시 내 수직농장 활용이 미비한 이유는 인공에너지사용량과 재배작물의 단일화, 노동력부족 등의 문제점이 존재함을 알 수 있다. 이를 해결하고자 패시브디자인과 스마트기술 이론고찰 진행, 설문조사를 기반으로 국내, 외 사례분석을 진행하였다. 사례분석을 통하여 도출된 패시브디자인 적용방법 및 스마트 기술을 통한 스마트 팜 디자인 방법으로 인공에너지 절약을 위해 건물배치 및 개인 스마트 팜과 공용 팜의 공간 구성, 개구부를 통한 자연환기 방식, 효과적 농장 운영을 위한 스마트 기술을 제안하였다. 이는 수직농장의 활성화와 현재 도시가 추구하고 있는 자급자족형 도시계획을 위한 기초연구자료로 활용할 수 있다.

영어초록

(Background and Purpose) As the world population continues to grow, food demand will increase, and it is expected that rapid urbanization will lead to more active research into urban agriculture. As a result, research is being conducted and plans are being implemented to establish smart farms in the city, but the utilization of vertical farms is insufficient due to problems such as the energy demands of vertical farms and limited cultivation plants. We propose a residential smart farm that accounts for the energy problem by a passive design application of the vertical farm. (Method) In order to solve the problem of the vertical farm, the following study was carried out. First, the problems of current vertical farms were derived through theoretical considerations. Second, we analyzed cases of passive design and smart technology to identify problems in vertical farms. In addition, a questionnaire survey was conducted for residents and vertical farm experts, suggesting directions and design methods for vertical farm planning. (Results) First, with a residential and greenhouse smart farm plan oriented in the direction of the sunrise, it is possible to reduce the requirements of indoor heating energy in the winter season due to the acquisition of square heat and the use of artificial lighting due to cultivation of Smart Palm crop. It is possible to secure the comfort of the occupant through the interception of four-way heat introduced into the room and public purification. Second, indoor natural ventilation through formation of a southern opening can secure the environment of residents and the comfort of the smart farm. Third, in addition to individual farms in residential areas, it is possible to secure diversity of crops during the cultivation through the implementation of common farms in atrium, and it is possible to reduce energy consumption by implementing the same environment for crops through the cultivation of cascading crops. (Conclusions) The reason for the underutilization of vertical farms in urban areas is that there are problems in artificial energy consumption, unification of cultivated crops, and labor shortage. In order to solve these problems, we conducted domestic and foreign case analysis based on passive design and smart technology theory survey and review. Through a passive design application method this study proposes a building arrangement for saving artificial energy, along with an efficient space configuration for individual smart farms and public farms, and a natural ventilation method through openings. This can be used as basic research data for the revitalization of the vertical farm and the urban self-sufficiency plan which cities are currently pursuing.

참고자료

· 없음