Journal Search Engine
Search Advanced Search Adode Reader(link)
Download PDF Export Citaion korean bibliography PMC previewer
ISSN : 2288-0992(Print)
ISSN : 2288-100X(Online)
Protected Horticulture and Plant Factory Vol.24 No.3 pp.226-234
DOI : https://doi.org/10.12791/KSBEC.2015.24.3.226

Comparison and Decision of Exposure Coefficient for Calculation of Snow Load on Greenhouse Structure

Seung-Hyeon Jung1, Jae-Sub Yoon2, Jong-Won Lee3, Hyun-Woo Lee1*
1Department of Agricultural Eng., Kyungpook National Univ., Daegu 702-701, Republic of Korea
2Gyeongbuk Regional Head Office, Korea Rural Community Corp., Daegu 702-808, Republic of Korea
3Institute Agricultural Science & Technology, Kyungpook National University, Daegu 702-701, Republic of Korea
Corresponding author : whlee@knu.ac.kr
July 17, 2015 August 18, 2015 September 13, 2015

Abstract

To provide the data necessary to determine exposure coefficients used for calculating the snow load acting on a greenhouse, we compared the exposure coefficients in the greenhouse structure design standards for various countries. We determined the exposure coefficient for each region and tried to improve on the method used to decide it. Our results are as follows: After comparing the exposure coefficients in the standards of various countries, we could determine that the main factors affecting the exposure coefficient were terrain roughness, wind speed, and whether a windbreak was present. On comparing national standards, the exposure coefficients could be divided into three groups: exposure coefficients of 0.8(0.9) for areas with strong winds, 1.0(1.1) for partially exposed areas, and 1.2 for areas with dense windbreaks. After analyzing the exposure coefficients for 94 areas in South Korea according to the ISO4355 standard, all of the areas had two coefficients (1.0 and 0.8), except Daegwallyeong (0.5) and Yeosu (0.6), which had one coefficient each. In South Korea, the probability of snow is greater inland than in coastal areas and there are fewer days with a maximum wind velocity > 5m·s-1 inland. When determining the exposure coefficients in South Korea, we can subdivide the country into three regions: coastal areas with strong winds have an exposure coefficient of 0.8; inland areas have a coefficient of 1.0; and areas with dense windbreaks have an exposure coefficient of 1.2. Further research that considers the number of days with a wind velocity › 5 m·s-1 as the threshold wind speed is needed before we can make specific recommendations for the exposure coefficient for different regions.


온실의 적설하중 산정을 위한 노출계수의 비교 및 결정

정 승현1, 윤 재섭2, 이 종원3, 이 현우1*
1경북대학교 농업토목공학과
2한국농어촌공사 경북지역본부
3경북대학교 농업과학기술연구소

초록

본 연구에서는 적설하중 산정을 위한 노출계수를 결정 하는데 필요한 기초자료를 제공하기 위하여 각국의 온실 구조설계기준에서 제시된 노출계수들을 비교분석하였고 우리나라의 각 지역별 노출계수를 결정하고 결정방법에 대하여 개선방안을 분석하였으며 연구결과를 요약하면 다음과 같다.

각국의 노출계수 기준을 비교분석한 결과 노출계수에 영향을 미치는 주요인자는 노풍도, 풍속, 바람막이의 유 무인 것으로 분석되었다. 또한 일본을 제외한 각국의 기 준을 종합하면 노출계수는 3가지 단계로 구분되며 바람 에 완전히 노출되고 바람이 센 지역의 노출계수는 0.8(0.9), 바람에 부분적으로 노출된 지역은 1.0(1.1), 바람 막이가 조밀하게 설치된 지역은 1.2로 나타낼 수 있다. 따라서 온실의 적설하중 산정을 위한 노출계수는 적용의 용이성을 고려한다면 3단계로 구분하여 제시하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. ISO 4355기준에 따라 우리 나라 94개 지역에 대한 노출계수를 산정한 결과 대관령 (0.5)과 여수(0.6)를 제외한 모든 지역의 노출계수가 1.0 과 0.8 두 가지로 대별되었다. 우리나라의 내륙지역이 해안지역에 비해 상대적으로 더 큰 강설 확률을 가지며 최대풍속이 5m·s-1 이상인 일수가 더 작은 것으로 분석되 었다. 우리나라의 노출계수는 3단계로 구분하여 해안 지 역을 중심으로 한 바람이 강한 지역을 0.8로 하고 내륙 지역은 1.0으로 하며 촘촘한 바람막이가 있는 경우는 일 본을 제외한 각국에서 적용하고 있는 값인 1.2로 결정하 는 것이 바람직할 것으로 판단되며, 임계풍속 5.0m·s-1 이상 일 수에 따른 지역별 구체적인 노출계수는 추가적 인 연구를 통해 결정할 필요가 있다.


    Rural Development Administration
    PJ00943802

    서 론

    온실은 대부분 경량구조물이기 때문에 태풍이나 대설 등 기상재해에 노출되면 상대적으로 취약한 시설이다. 최근 12년(2001~2012)간 태풍, 호우, 대설, 강풍 및 풍 랑에 의해 발생된 연평균 피해면적과 피해액은 각각 20,910 ha 및 1,060억 원인 것으로 보고되고 있다 (www.safekorea.go.kr; Lee 등, 2014). 온실의 재해를 줄 이기 위하여 지금까지 많은 연구들이 수행되었고 재해예 방기술들이 보급되었으며(Nam과 Kim, 2009; RDA, 2000, 2005, 2007, 2009; Ryu 등 2009; Shu 등, 2008; Yu 등, 2012), 이러한 대부분의 연구는 자연재해에 대한 대책 및 재해경감에 대해 주로 수행되었다(Choi 등, 2014a). 그러나 우리나라의 경우 이러한 온실의 재해경 감에 관한 연구를 수행하기 위해 기본적으로 갖추어져야 할 온실의 구조설계기준이 명확히 정립되어 있지 않아 시설전문기관들 사이에 구조안전성 평가결과에 많은 차 이가 발생하고 있는 실정이다 (Jung 등, 2014a; Kim 등, 2014).

    우리나라에서는 온실의 구조설계를 위해 다양한 기준 (RDC, 1995; MAFRA, 1999; MIFAFF & RAD, 2010; AIK, 2009)들이 제정 되어 현재까지 적용되고 있지만 설계결과들이 기준들 간에 많은 차이가 있는 실정이다 (Choi 등, 2014b; Kim 등, 2014). 외국의 경우에도 온실 의 구조설계와 관련된 설계기준들(JGHA, 1997; AIJ, 2004; NEN, 2004; NGMA, 2004)이 정립되어 일정기간 을 두고 개정되면서 사용되어 오고 있는 실정이다. 그러 나 각 국가기준들을 적용하여 동일한 설계조건에서 적설 하중과 풍하중을 산정하였을 때 결과가 서로 많은 차이가 발생하는 것으로 나타났다(Jung 등, 2014a, 2014b). 따라서 앞으로 우리나라에서 적용될 설계기준은 동일한 설계조건 에서는 동일한 설계결과가 도출될 수 있는 설계기준이 확 립될 필요가 있을 것으로 판단된다(Jung 등, 2015).

    적설하중의 산정에 필요한 인자는 경사도계수, 온도계 수, 눈의 단위질량, 중요도계수, 기본지붕적설하중계수, 노출계수 등이 있으며 이러한 인자들의 결정방법도 나라 마다 많은 차이가 있다. 경사도계수의 경우 0과 1의 값 을 갖는 지붕경사각이 나라마다 다르게 제시되고 있고 지붕경사에 따른 경사도계수의 변화도 차이를 보여주고 있다. 온도계수의 경우 난방온실과 비 난방온실로 나누 어서 다르게 계수가 제시되고 있는 것은 동일하지만 구 체적인 값들에 있어서는 많은 차이를 보여주고 있다. 기 본지붕적설하중계수(Basic roof snow load factor)는 우 리나라의 건축구조 설계기준 및 해설과 온실구조 설계기 준 및 해설은 각각 0.7과 0.61을 사용하고 있으며 미국 은 0.7을 유럽은 0.8을 사용하고 있어 나라마다 차이가 있었다. 눈 입자의 흩날림(Drifting) 정도를 고려하는 노 출계수도 온실주변의 환경조건에 따라 나라마다 다른 값 을 제시하고 있다.(JGHA, 1997; AIJ, 2004; Jung 등, 2014a, 2014b; NEN, 2004; NGMA, 2004; MAFRA, 1999)

    특히 우리나라의 온실구조 설계기준 및 해설에서 적용 되고 있는 노출계수는 지형, 나무, 구조물, 바람막이, 풍 속 등에 따라 다양하게 제시되어 있기 때문에 실제 온 실설계를 할 때 선택하여 적용하기에 다소 어려움이 있 을 것으로 판단된다(MAFRA, 1999). 또한 현재 적용하 고 있는 우리나라의 노출계수에 대한 산정 근거를 찾아 보기 어려웠기 때문에 이에 대한 객관적인 근거를 마련 하고 현실적으로 적용이 용이한 노출계수가 제시될 필요 가 있을 것으로 판단된다.

    따라서 본 연구에서는 적설하중 산정을 위한 노출계수 를 결정하는데 필요한 기초자료를 제공하기 위하여 각국 의 온실구조설계기준들에서 제시된 노출계수들을 비교분 석하였고 우리나라의 각 지역별 노출계수를 결정하고 결 정방법에 대하여 개선방안을 분석하였다.

    재료 및 방법

    1각국의 노출계수 비교

    우리나라의 온실구조 설계기준 및 해설(MAFRA, 1999)에 따르면 경사 및 곡면지붕면의 단위적설하중은 다음 식으로 계산한다.

    S s = 0.61 × S g × C e × C t × C s
    (1)

    여기서, S s는 경사 및 곡면지붕면의 단위적설하중(kgf·m- 2), S g는 기준 지상적설하중(kgf·m-2), C e는 노출계수, C t 는 온도계수, C s는 경사도계수이다.

    적설하중의 계산식은 나라마다 차이는 있지만 위 식에 서 보는 바와 같이 노출계수는 적설하중을 계산하는 과 정에서 곱해지는 값이며, 온실 설치지역의 환경에 따라 달라지는 계수이다. 본 연구에서는 각국의 구조설계기준 에서 적용하고 노출계수들을 비교하였다.

    각국의 노출계수를 비교하기 위하여 Table 1에서와 같이 우리나라의 건축구조 설계기준 및 해설(AIK, 2009)과 온실구조 설계기준 및 해설(MAFRA, 1999), 일본의 Recommendations for loads on buildings (AIJ, 2004), 네덜란드의 Greenhouses-Design and Construction(NEN, 2004) 및 미국의 National Greenhouse Manufactures Association Structural Design Manual(NGMA, 2004) 등 4개국의 5가지 설계 기준을 대상으로 비교분석을 실시하였다.

    2노출계수의 산정

    Table 2는 국제표준화기구(ISO)에서 제시하고 있는 노 출계수를 결정하는 기준(ISO 4355)을 나타낸 것이다. 이 기준에 의하면 노출계수는 가장 추운 달의 평균온도(θ) 와 가장 추운 3개월 동안 10m·s-1 이상의 최대풍속이 발 생한 일 수를 1개월간에 대해 평균한 일 수(N)의 함수 이다. 본 연구에서는 이 기준에 따라 우리나라의 각 지 역에 대한 노출계수를 산정하였다.

    노출계수를 산정하기 위하여 우리나라 기상청에서 제 공받은 과거 32년간(1984년 1월~2015년 2월)의 일별기 상자료(www.kma.go.kr)를 사용하였으며, 분석된 지점의 수는 총 94개소였다. 온도는 매년 겨울철 가장 추운달의 평균기온을 사용하였으며, 풍속은 매년 가장 추운 3달 (12, 1, 2월)동안 10m·s-1 이상의 최대풍속이 발생한 일 수를 1개월간에 대해 평균하여 분석하였다.

    분석을 위하여 지리정보시스템(GIS) 프로그램인 ArcMap10(ESRI, 미국)을 사용하였다. 먼저 Excel을 이 용하여 기상데이터들을 가공한 후 TM좌표체계를 이용 하여 기온 및 풍속 지도를 작성하였다.

    3노출계수 결정방법 분석

    Meloysund 등(2007)ISO 4355에서 노출계수를 결 정하기 위해 적용하고 있는 평균온도와 풍속의 기준 값 에 대해 그 타당성을 입증할만한 충분한 연구가 지금까 지 수행되지 못하였다고 지적하였고, 노출계수 결정을 위한 10m·s-1 이상의 풍속 기준은 실제 눈 수송이 시작 되는 임계풍속보다 너무 높기 때문에 부적합하다고 지적 하였다. Meloysund 등(2007)에 의하면 Otstavnov와 Rosenberg(1989), Mellor(1965), Kind(1981), Li와 Pomeroy(1997)는 눈이 이동하기 시작하는 임계풍속이 각각 4m·s-1, 3~8m·s-1, 5m·s-1, 7.5m·s-1라고 제시하였다. 특히 Meloysund 등(2007)은 1.5m·s-1 정도의 미풍에서도 눈 입자가 이동할 수 있다고 하였으며, 1.6~5.4m·s-1 범 위의 풍속구간에서는 눈 입자가 수직보다는 수평방향으 로 더욱 활발히 움직인다는 사실을 지적하였다. 또한 강 설과 눈 수송이 잘 발생되는지 여부를 판단하는 기준온 도가 1°C라고 하였다. 따라서 본 연구에서는 강설 및 눈 수송의 임계온도는 1°C를 적용하고 임계풍속은 기존의 연구에서 제시된 값들의 평균값에 가까운 5.0m·s-1를 적 용하여 우리나라의 노출계수 산정방법에 대한 검토를 할 필요가 있다고 판단하였다. 과거 32년간(1984년 1월 ~2015년 2월)의 자료를 사용하여 가장 추운 달인 1월의 지역별 평균기온, 겨울철 지역별 일최심신적설심, 지역별 매년 가장 추운 3달(12, 1, 2월)동안 5m·s-1 이상의 풍속 이 발생한 일 수와 일평균기온이 1°C 이하인 일 수를 결정하고 도시하여 노출계수 결정방법에 대한 검토를 수 행하였다. AIK(2009)MAFRA(1999) 기준에서는 온 실구조설계용 적설하중 산정을 위해 최심적설심을 사용 하였으나 본 연구에서는 강설과 일평균기온의 상관관계 를 분석하기 위해 일최심신적설심을 사용하였다. 일평균 기온과 대비되는 적설량을 적용하기 위하여 일최심신적 설심을 사용하였다.

    결과 및 고찰

    1각국의 노출계수 비교

    Table 3은 각국별 설계기준에 수록된 노출계수를 비교 한 것이다.

    우리나라의 AIK 기준과 MAFRA 기준에서는 동일한 노출계수 기준을 적용하고 있으며, 바람의 세기, 바람막 이 유무, 지형 등에 따라 5가지로 구분하여 노출계수를 제시하고 있다. 이들 기준은 3가지로 나누어 제시된 네 덜란드의 NEN 기준보다 더 자세히 구분된 기준이다. 일본의 AIJ 기준에서는 노출계수를 별도로 분류하여 나 타내지 않고 지붕경사에 따른 형상계수에 포함하여 평 균풍속과 지붕경사를 동시에 고려한 기본형상계수를 그 래프로써 제시하였다. 풍속에 따라 평면지붕의 경사도 계수를 0.4(4.5m·s-1 이상), 0.5(4m·s-1), 0.7(3m·s-1), 0.9(2m·s-1 이하) 등 4가지로 달리하여 제시하고 있다. 네덜란드의 NEN 기준에서는 지형과 바람막이 여부에 따라 0.8, 1, 1.2로 단순하게 구분하여 제시하였다. 미 국의 NGMA 기준에서는 노풍도, 지붕의 노출정도, 바 람이 센 지역, 바람막이 유무에 따라 다양하게 구분하 여 제시하였다. 특이한 것은 온실설치지역은 노풍도 B 및 C지역이고 지붕이 완전히 노출되었거나 부분적으로 노출된 여부에 따라 0.9 혹은 1.0을 사용하는 것으로 제시하고 있다. 미국의 NGMA 기준과 네덜란드의 NEN 기준은 완전히 노출된 지역에 대한 노출계수를 각각 0.8과 0.9를 사용한다는 차이가 있을 뿐 온실의 적설하중 산정을 위한 노출계수는 거의 동일한 값을 사 용하고 있음을 확인할 수 있었다.

    각국의 노출계수 기준을 비교분석한 결과 노출계수에 영향을 미치는 주요인자는 노풍도, 풍속, 바람막이 유무 인 것으로 분석되었다. 또한 일본을 제외한 각국의 기준 을 종합하면 노출계수는 3가지 단계로 구분되며 바람에 완전히 노출되고 바람이 센 지역의 노출계수는 0.8(0.9), 바람에 부분적으로 노출된 지역은 1.0(1.1), 바람막이가 조밀하게 설치된 지역은 1.2로 나타낼 수 있다. 따라서 온실의 적설하중 산정을 위한 노출계수는 적용의 용이성 을 고려한다면 3단계로 구분하여 제시하는 것이 바람직 할 것으로 판단된다.

    2노출계수의 산정

    Fig. 1ISO 4355기준에 따라 우리나라 94개 지역에 대한 노출계수를 산정한 결과를 도시한 것이다. ISO 4355기준에서 노출계수 결정을 위해 제시된 온도와 풍 속의 범위를 표식의 모양을 다르게 하여 표시함으로써 노출계수를 결정할 수 있도록 하였다. 그림에서 볼 수 있는 바와 같이 우리나라 중북부 대부분의 지역에서는 노출계수가 0.8인 것으로 나타났다. 이들 중 내륙지역은 풍속의 영향은 없고(1일 미만) 평균기온이 낮은 영향(- 2.5°C 미만) 때문인 반면에 해안지역은 풍속의 영향(1일 ~10일 범위)을 더 받는 것으로 분석되었다. 특히, 평균기 온이 매우 낮고(-2.5°C 미만) 풍속이 높은(10일 초과) 대 관령 지역은 노출계수가 0.5인 것으로 나타났다. 그러나 대부분의 남부지역은 온도는 -2.5~2.5°C범위이지만 바람 의 영향이 적은 지역(1일 미만)으로 분류되어 노출계수 가 1.0인 것으로 나타났다. 한편 남서해안 일부지역은 풍속이 다소 높아 노출계수가 0.8로 결정되었으나 나머 지 대부분의 남해안 지역은 온도가 높은 영향으로 인해 노출계수가 1.0으로 결정되었다. 하지만 여수의 경우는 풍속이 아주 높아 노출계수가 0.6으로 결정되었다.

    Table 4는 우리나라 94개 지역들을 노출계수에 따라 분류한 것이다.

    94개 지역 중 48개(51.1%) 지역에서 1.0의 노출계수를 갖는 것으로 나타났고, 44개(46.8%) 지역에서 0.8의 노 출계수를 갖는 것으로 나타났으며, 비교적 작은 노출계 수인 0.6과 0.5는 각각 1개(1.0%) 지역으로 나타났다.

    따라서 ISO 4355 기준에 따른 우리나라의 노출계수는 대관령과 여수를 제외한 모든 지역(97.9%)에서 1.0이나 0.8로 결정되었다. 부안과 군산은 인근지역이므로 평균온 도(θ)는 약 -0.5°C로 유사하게 나타났으나 풍속일수(N) 는 군산과 부안에서 각각 6과 0으로 나타나 인근지역임 에도 불구하고 노출계수가 차이가 있었다. 또한 여수와 광양도 평균온도가 각각 2.4와 3.0로 비슷하였으나 풍속 일수(N)는 각각 12와 0으로 나타나 노출계수가 큰 차이 가 있었다. 이러한 인근지역의 노출계수 차이는 풍속에 의한 것으로 분석되었다. ISO 4355 기준을 준용한다면 표에서 제시된 지역별 노출계수는 각 지역에 설치될 온 실의 구조설계를 위한 적설하중을 계산할 때 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

    3노출계수 결정방법 분석

    Fig. 2는 온도에 따른 강설발생 가능성 여부를 분석하 기 위하여 가장 추운 달인 1월의 지역별 평균기온을 도 시한 것이다. 94개 지역 중 73.4%(69개 지역)의 지역이 1°C 이하의 평균기온을 가지며 강설이 발생할 조건에 부합하는 것으로 나타났다. 반면 제주를 포함한 남부 해 안지역은 대부분 평균기온이 1°C 이상이었으며 전반적 인 평균기온이 다른 지역들에 비해 상대적으로 높은 것 으로 나타났다. 따라서 평균온도기준만으로 판단하였을 때 남부 해안지역은 강설의 확률이 매우 낮은 것으로, 북동부 내륙지역은 강설확률이 높은 것으로 판단된다. 또한 서해안 주변지역의 평균기온은 남해안과 동해안 주 변지역에 비해 대체로 낮은 것으로 나타났다.

    Fig. 3은 적설량과 온도와의 관계를 분석하기 위하여 일최심신적설심을 도시한 것이다. 지역별 적설심은 북동 부, 남서부 그리고 남동부 몇몇 지역을 제외하고는 대체 로 1.5~3cm의 유사한 값을 갖는 것으로 나타났다. Fig. 2와 Fig. 3에 따르면 평균기온이 크게 낮지 않은 지역임 에도 불구하고 다른 지역들에 비해 상대적으로 큰 일최 심신적설심(경남지역 일부와 전남지역 일부)이 발생하는 것으로 나타났다. 또한 중북부지역에서 내륙지역과 동해 안 주변지역과의 적설량의 차이가 큰 것으로 나타났지만 ISO 4355 기준에 따라 온도와 풍속의 함수로 노출계수 를 결정한 Fig. 1에 따르면 중북부지역의 노출계수가 내 륙과 해안 모두 동일하게 결정되어 노출계수와 적설량은 상관관계가 없는 것으로 나타났다. 따라서 적설량은 평 균기온 및 노출계수와 큰 상관관계가 없는 것으로 판단 된다.

    Fig. 4는 우리나라의 94개 지역에 대하여 가장 추운 3 달(12, 1, 2월)동안 평균기온이 강설 임계온도인 1°C 이 하인 일수를 나타낸 것으로 15일씩 구간을 나누어 표기 하였다. Fig. 4에서 겨울철 평균기온이 1°C이하인 일수 가 북부내륙지역으로 갈수록 증가하여 중북부내륙지역에 서는 대부분의 지역에서 일수가 2개월 이상으로 나타나 해안지역에 비해 비교적 큰 강설확률을 가지는 것으로 나타났다. ISO 4355기준에 따라 산정된 우리나라 북부 내륙지역의 노출계수는 풍속은 낮지만 -2.5°C 이하의 낮 은 기온 때문에 0.8로 결정되었다. Fig. 4에서 풍속은 고 려하지 않고 새로운 임계온도만을 기준으로 하였을 때 북부내륙지역의의 노출계수가 0.8의 값을 갖게 되는 조 건은 임계온도 1°C 이하인 일수가 약 45일 이상이 되어 야 하는 것으로 나타났다.

    Fig. 5는 우리나라의 94개 지역에 대하여 가장 추운 3 달(12, 1, 2월)동안 눈 수송의 임계풍속인 5.0m·s-1 이상 의 풍속이 발생한 일수를 나타낸 것으로 이 또한 15일 씩 구간을 나누어 표기하였다. 94개 지역 중 구간별로 나눈 풍속일수에 해당하는 지역의 수는 구간별로 각각 26(0~15일), 25(16~30일), 14(31~45일), 13(46~60일), 7(61~75일), 9(76~95일)곳이고 이는 각각 27.7, 26.6, 14.9, 13.8, 7.4, 9.6%를 차지하는 것으로 나타났다. 대부 분의 내륙지역에서는 45일 이하로 나타난 반면에 대부 분의 남동해안지역에서는 46일 이상으로 나타났다. 따라 서 내륙지역이 해안지역에 비해 상대적으로 더 큰 강설 확률을 가지며 최대풍속이 5m·s-1 이상인 일수가 더 작은 것으로 분석되었다.

    각국의 노출계수를 비교분석한 결과에 따르면 노출계 수에 영향을 미치는 주요인자는 노풍도, 풍속, 바람막이 의 유무인 것으로 나타났으며, 노출계수를 결정하는 대 부분의 기준에서 온도의 영향은 고려하지 않고 있는 것 으로 파악되었다. 또한 주로 바람의 세기에 따라 노출계 수를 다르게 제시하고 있었기 때문에 Fig. 5에서 나타낸 새로운 임계풍속을 적용하여 노출계수를 산정한다면 임 계풍속 5.0m·s-1 이상 일 수에 따라 적절한 노출계수를 결정할 수 있을 것으로 판단된다.

    또한 각국의 노출계수를 비교분석한 결과에 따르면 온 실의 적설하중 산정을 위한 노출계수는 적용의 용이성을 고려하여 3단계로 구분하여 제시하는 것이 타당하다고 파악되었다. 따라서 우리나라의 노출계수는 해안 지역을 중심으로 한 바람이 강한 지역을 0.8로 하고 내륙지역은 1.0으로 하며 촘촘한 바람막이가 있는 경우는 일본을 제 외한 각국에서 적용하고 있는 값인 1.2로 결정하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 또한 임계풍속 5.0m·s-1 이상 일 수에 따른 지역별 구체적인 노출계수는 추가적인 연 구를 통해 결정할 필요가 있다.

    Figure

    KSBEC-24-226_F1.gif

    Exposure coefficients according to ISO 4355 for 94 meteorological stations.

    KSBEC-24-226_F2.gif

    Mean temperature in the coldest winter month(°C).

    KSBEC-24-226_F3.gif

    Daily maximum depth of fresh snow cover in the winter season(cm).

    KSBEC-24-226_F4.gif

    Number of days with mean temperature lower than 1°C for the three coldest months of the year(days).

    KSBEC-24-226_F5.gif

    Number of days with a wind velocity above 5m·s-1 for the three coldest months of the year(days).

    Table

    Design standards considered for comparison.

    Exposure coefficient according to ISO 4355.

    znumber of days with a wind velocity above 10m s-1 average for the three coldest months of the year
    ymean temperature in the coldest winter month

    Comparison of exposure coefficients in domestic and international standards.

    Exposure coefficients for 94 regions.

    Reference

    1. Architectural Institute of Japan (AIJ) (2004) Recommendations for loads on buildings,
    2. Architectural Institute of Korea (AIK) (2009) Korean Building Code and Commentary (in Korean),
    3. Choi MG , Yun SW , Kim HT , Lee SY , Yoon YC (2014a) Field survey on the maintenance status of greenhouses in Korea , Protected Horticulture and Plant Factory, Vol.23 (2) ; pp.148-157(in Korean)
    4. Choi MG , Yun SW , Kim HT , Lee SY , Yoon YC (2014b) Current status on the greenhouse foundation , Journal of Agriculture & Life Science, Vol.48 (3) ; pp.251-260(in Korean)
    5. International Organization for Standardization (ISO) (1998) ISO 4355 Bases for design on structures – determination of snow loads on roofs , Geneve. International Organization for Standardization,
    6. Japan Greenhouse Horticulture Association (JGHA) (1998) Standard for structural safety of greenhouse , Tokyo: Japan Greenhouse Horticulture Association (in Japanese),
    7. Jung SH , Lee HW , Lee JW , Na WH , Lee SY (2014a) Comparison of Wind Pressure Calculation Formula for Greenhouse Structure Design in Some Nations Standard , Proceedings of the Korean Society for Bio. Environment Control Conference, Vol.23 (1) ; pp.189-190(in Korean)
    8. Jung SH , Lee HW , Lee JW , Na WH , Lee SY (2014b) Comparison of snow loads calculation standards for greenhouse structure design in Some Nations , Proceedings of the Korean Society for Bio-Environment Control Conference, Vol.23 (2) ; pp.169-170(in Korean)
    9. Jung SH , Lee HW , Lee JW , Lee SY (2015) Analysis of wind velocity profile for calculation of wind pressure on greenhouse , Protected Horticulture and Plant Factory. Accepted (in Korean),
    10. Kim RU , Kim DW , Ryu KC , Kwon KS , Lee IB (2014) Estimation of wind pressure coefficients on even-span greenhouse built in reclaimed land according to roof slope using wind tunnel , Protected Horticulture and Plant Factory, Vol.23 (4) ; pp.269-280(in Korean)
    11. Kind RJ (1981) Handbook of snow: principles, processes, management and use , Snow drifting, Pergamon Press, pp.338-59
    12. Lee BG , Yun SW , Choi MK , Lee SY , Moon SD , Yu C , Yoon YC (2014) Uplift bearing capacity of spiral steel peg for the single span greenhouse , Protected Horticulture and Plant Factory, Vol.23 (2) ; pp.109-115(in Korean)
    13. Li L , Pomeroy JW (1997) Estimates of threshold wind speeds for snow transport using meteorological data , Journal of Applied Meteorology, Vol.36; pp.205-13
    14. Mellor M (1965) Cold Regions Science and Engineering. USArmy Material Command, Cold Regions Research & EngineeringLaboratory , Part III, Section A3c, Blowing snow,
    15. Meloysund V , Liso KR , Hygen HO , Hoiseth KV , Hygen HO (2007) Effects of wind exposure on roof snow loads , Building and Environment, Vol.42; pp.3726-3736
    16. Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs (MAFRA) (1999) Greenhouse structure design standards and explanations(in Korean),
    17. Ministry for Food, Agriculture, Forestry and Fisheries(MIFAFF), Rural Development Administration(RDA) (2010) Designated notice of standards to endure disaster forhorticultural and special facilities (in Korean),
    18. Nam SW , Kim YS (2009) Actual state of structures and environmental control facilities for tomato greenhouses in Chungnam region , Jour. Agri. Sci, Vol.36 (1) ; pp.73-85(in Korea)
    19. National Disaster Information Center , Retrieved from http://www.safekorea.go.kr,
    20. National Greenhouse Manufactures Association (NGMA) (2004) Structural Design Manual, NGMA,
    21. Netherlands Standardization Institut(NEN) (2004) Greenhouses : Design and construction - part1 : commercial production greenhouses,
    22. Otstavnov VA , Rosenberg LS (1989) Consideration of wind effect in standardization of snow load , A multidisciplinaryapproach to snow engineering: first internationalengineering foundation, US Army Corps of Engineers ColdRegions, Vol.89 (6) ; pp.256-63
    23. Rural Development Corporation(RDC) (1995) Greenhousestructural requirements , RDC, Uiwang, Korea (in Korean),
    24. (2000) Rural Development Adminstration(RDA) , Agriculturaldisasters countermeasure and its technology. ed. RDA,Jeonju, Korea (in Korean),
    25. (2005) Rural Development Administration(RDA) , Damageaspects and countermeasure of horticultural facilities bymeteorological disasters. ed. RDA, Jeonju, Korea (inKorean),
    26. (2007) Rural Development Adminstration(RDA) , A guide bookfor meteorological disasters reduction of agricultural facilities.ed. RDA, Jeonju, Korea (in Korean),
    27. (2009) Rural Development Administration(RDA) , The workshopfor Reduction countermeasure of meteorological disastersfor horticultural and special facilities. ed. RDA, Jeonju,Korea (in Korean),
    28. Ryu HR , Yu IH , Cho MW , Um YC (2009) Structural reinforcement methods and structural safety analysis for the elevated eaves height 1-2W type plastic greenhouse , J. Bio. Env. Cont, Vol.18 (3) ; pp.192-199(in Korean)
    29. Shu WM , Choi MK , Bae YH , Lee JW , Yoon YC (2008) Structural safety analysis of a modified 1-2W type greenhouse enhanced for culturing paprika , J. Bio-Env. Cont, Vol.17 (3) ; pp.197-203(in Korean)
    30. Yu IH , Lee EH , Cho MW , Ryu HR , Kim YC (2012) Development of multi-span plastic greenhouse for tomato cultivation , J. Bio-Env. Cont, Vol. 21 (4) ; pp.428-436(in Korean)