KR102314571B1 - 아쿠아포닉스 구축을 위한 스마트팜 구조물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아쿠아포닉스 구축을 위한 스마트팜 구조물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내부에 어류양식 영역, 습지 영역, 수경재배 영역 및 기타 영역으로 구성된 아쿠아포닉스가 구축됨과 아울러, 이를 기반으로 하여 지속가능한 방식의 다양한 생산, 유통 및 소비 활동이 이루어지도록 하기 위한 마을(ESFC-Ecological Smart Farm Community)을 수용하기 위한 아쿠아포닉스 구축을 위한 스마트팜 구조물에 관한 것이다.

Description

아쿠아포닉스 구축을 위한 스마트팜 구조물{Smart-Farm structure for build an aquaponics}
본 발명은 아쿠아포닉스 구축을 위한 스마트팜 구조물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내부에 어류양식 영역, 습지 영역, 수경재배 영역 및 기타 영역으로 구성된 아쿠아포닉스가 구축됨과 아울러, 이를 기반으로 하여 지속가능한 방식의 다양한 생산, 유통 및 소비 활동이 이루어지도록 하기 위한 마을(ESFC-Ecological Smart Farm Community)을 수용하기 위한 아쿠아포닉스 구축을 위한 스마트팜 구조물에 관한 것이다.
아쿠아포닉스란 물고기양식(Aquaculture)과 수경재배 (Hydroponics)를 결합한 단어로, 물고기 배설물로 액상비료를 만들어 식물을 키우고 식물이 정화한 물로 다시 물고기가 살아가는 지속 가능한 순환농법을 말한다.
이와 같은 아쿠아포닉스는 우리가 살아가는 자연 생태계가 작동하는 원리를 그대로 채용하고 있으며 농약 등의 화학물질에 취약한 물고기 때문에 본질적으로 유해요소를 이용할 수 없는 친환경 유기 농법에 해당하며, 또한 양액이 지속적으로 순환하기 때문에 물 소비량도 최소화 할 수 있는 등 기존의 수경재배 농법에 비해 많은 장점을 가진다.
이러한 아쿠아포닉스에 대한 관심이 증대되면서 이를 구현한 제품이나 관련 기술이 많이 연구되고 있는 실정으로, 종래의 아쿠아포닉스는 선행문헌 1 내지 2에 개시되어 있는 바와 같이, 아쿠아포닉스의 기본적인 기술을 채택하고 있기는 하나, 주로 수조나 어항 등과 연계된 소규모 형태의 아쿠아포닉스에 대한 기술들로만 한정되어 있다.
최근에는 상술한 아쿠아포닉스의 수많은 장점들을 적극 활용하여 지속가능한 방식의 생산, 유통 및 소비활동이 이루어질 수 있는 친환경적인 공간인 ESFC(Ecological Smart Farm Community)에 대한 연구가 이루어지고 있으며, ESFC의 필요성이 요구되고 있는 실정이다.
한편, 상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
선행문헌 1 - 대한민국 공개특허 제10-2018-0001000호 (2018.01.04.) 선행문헌 2 - 대한민국 공개특허 제10-2018-0076761호 (2018.07.06.)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 내부에 어류양식 영역, 습지 영역, 수경재배 영역 및 기타 영역으로 구성된 아쿠아포닉스가 구축됨과 아울러, 이를 기반으로 하여 지속가능한 방식의 다양한 생산, 유통 및 소비 활동이 이루어지도록 하기 위한 마을(ESFC-Ecological Smart Farm Community)을 수용하기 위한 아쿠아포닉스 구축을 위한 스마트팜 구조물을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 돔형 구조물의 내부에 형성된 아쿠아포닉스부가 마련되고, 이에 인접하여 배치되되, 주거시설, 교육문화시설, 기술개발시설, 유통시설 및 치유여가시설 중 선택된 어느 하나 이상의 시설 영역을 포함하는 복합시설부가 마련되어 농업과 사회, 생태계간의 균형잡힌 상호작용을 통해 ESFC의 구축이 가능한 아쿠아포닉스 구축을 위한 스마트팜 구조물을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따른 아쿠아포닉스 구축을 위한 스마트팜 구조물은 어류양식 영역, 습지 영역, 수경재배 영역 및 기타 영역으로 구성된 아쿠아포닉스를 기반으로 하는 스마트팜 구조물에 있어서,
상기 스마트팜 구조물은 전체적으로 반구형상으로 구성되는 돔형 구조물(100); 상기 돔형 구조물의 내측에 배치되며, 어류양식 영역(210), 습지 영역(220), 수경재배 영역(230) 및 기타 영역(240)으로 구성되는 아쿠아포닉스부(200); 및 상기 돔형 구조물의 외측에 형성되는 복합시설부(300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 돔형 구조물은 아치형상으로 이루어진 복수의 지주프레임(110)이 최상단을 중심으로 맞물려 방사형으로 배치되며, 상기 지주프레임의 수직방향으로 소정 간격을 갖도록 배치되되, 수평방향으로 동일선상에 연결되어 정다면체로 이루어진 복수의 수평프레임(120)이 형성되고, 상기 지주프레임의 외측둘레를 따라 형성되는 외부프레임(130)으로 구성되는 특징으로 한다.
또한, 상기 돔형 구조물은 상기 지주프레임의 내측에 조도 및 온도를 조절하기 위한 광원부재(140)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 어류양식 영역은 상기 아쿠아포닉스부의 최외측 둘레를 따라 배치되며, 상기 아쿠아포닉스부의 총면적 100%를 기준으로 하는 경우, 상기 어류양식 영역이 24%의 면적으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 습지 영역은 상기 어류양식 영역의 내측둘레를 따라 인접하여 배치되며, 상기 아쿠아포닉스부의 총면적 100%를 기준으로 하는 경우, 상기 습지 영역이 11%의 면적으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수경재배 영역은 상기 습지 영역의 내측에 배치되며, 상기 아쿠아포닉스부의 총면적 100%를 기준으로 하는 경우, 상기 수경재배 영역이 43%의 면적으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 기타 영역은 토지 영역(241), 수초 영역(242) 및 산란처 영역(243)을 포함하되, 상기 아쿠아포닉스부의 총면적 100%를 기준으로 하는 경우, 상기 기타 영역이 22%의 면적으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복합시설부는 상기 돔형 구조물의 외측에 인접하여 배치되며, 주거시설, 교육문화시설, 기술개발시설, 유통시설 및 치유여가시설 중 선택된 어느 하나 이상의 시설 영역을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 어류양식 영역, 습지 영역, 수경재배 영역 및 기타 영역으로 구성된 아쿠아포닉스를 기반으로 하는 스마트팜 구조물에 있어서,
상기 스마트팜 구조물은 아치형상으로 이루어진 복수의 지주프레임(110)이 최상단을 중심으로 맞물려 방사형으로 배치되며, 상기 지주프레임의 수직방향으로 소정 간격을 갖도록 배치되되, 수평방향으로 동일선상에 연결되어 정다면체로 이루어진 복수의 수평프레임(120)이 형성되고, 상기 지주프레임의 외측둘레를 따라 형성되는 외부프레임(130)으로 구성되는 돔형 구조물(100); 상기 돔형 구조물의 내측에 배치되며, 어류양식 영역(210), 습지 영역(220), 수경재배 영역(230) 및 기타 영역(240)으로 구성되는 아쿠아포닉스부(200); 및 상기 돔형 구조물의 외측에 인접하여 배치되며, 주거시설, 교육문화시설, 기술개발시설, 유통시설 및 치유여가시설 중 선택된 어느 하나 이상의 시설 영역을 포함하는 복합시설부(300);를 포함하되, 상기 복합시설부는 서로 동일 또는 다른 면적을 갖는 둘 이상의 복합시설부가 배치되는 것을 특징으로 한다.
한편, 어류양식 영역, 습지 영역, 수경재배 영역 및 기타 영역으로 구성된 아쿠아포닉스를 기반으로 하는 스마트팜 구조물에 있어서,
상기 스마트팜 구조물은 아치형상으로 이루어진 복수의 지주프레임(110)이 최상단을 중심으로 맞물려 방사형으로 배치되며, 상기 지주프레임의 수직방향으로 소정 간격을 갖도록 배치되되, 수평방향으로 동일선상에 연결되어 정다면체로 이루어진 복수의 수평프레임(120)이 형성되고, 상기 지주프레임의 외측둘레를 따라 형성되는 외부프레임(130)으로 구성되는 돔형 구조물(100); 상기 돔형 구조물의 내측에 배치되며, 어류양식 영역(210), 습지 영역(220), 수경재배 영역(230) 및 기타 영역(240)으로 구성되는 아쿠아포닉스부(200); 및 상기 돔형 구조물의 외측에 인접하여 배치되며, 주거시설, 교육문화시설, 기술개발시설, 유통시설 및 치유여가시설 중 선택된 어느 하나 이상의 시설 영역을 포함하는 복합시설부(300);를 포함하되, 상기 복합시설부는 탑형 또는 계단형의 복층구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 어류양식 영역, 습지 영역, 수경재배 영역 및 기타 영역으로 구성된 아쿠아포닉스를 기반으로 하는 스마트팜 구조물에 있어서,
상기 스마트팜 구조물은 아치형상으로 이루어진 복수의 지주프레임(110)이 최상단을 중심으로 맞물려 방사형으로 배치되며, 상기 지주프레임의 수직방향으로 소정 간격을 갖도록 배치되되, 수평방향으로 동일선상에 연결되어 정다면체로 이루어진 복수의 수평프레임(120)이 형성되고, 상기 지주프레임의 외측둘레를 따라 형성되는 외부프레임(130)으로 구성되는 돔형 구조물(100); 상기 돔형 구조물의 내측에 배치되며, 어류양식 영역(210), 습지 영역(220), 수경재배 영역(230) 및 기타 영역(240)으로 구성되는 아쿠아포닉스부(200); 및 상기 돔형 구조물의 외측에 인접하여 배치되며, 주거시설, 교육문화시설, 기술개발시설, 유통시설 및 치유여가시설 중 선택된 어느 하나 이상의 시설 영역을 포함하는 복합시설부(300);를 포함하되, 상기 복합시설부는 상기 돔형 구조물의 내측방향으로 연결되어 상기 아쿠아포닉스부의 상부에 배치되는 발코니 구조의 보조 수경재배 영역(310)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 어류양식 영역, 습지 영역, 수경재배 영역 및 기타 영역으로 구성된 아쿠아포닉스를 기반으로 하는 스마트팜 구조물에 있어서,
상기 스마트팜 구조물은 아치형상으로 이루어진 복수의 지주프레임(110)이 최상단을 중심으로 맞물려 방사형으로 배치되며, 상기 지주프레임의 수직방향으로 소정 간격을 갖도록 배치되되, 수평방향으로 동일선상에 연결되어 정다면체로 이루어진 복수의 수평프레임(120)이 형성되고, 상기 지주프레임의 외측둘레를 따라 형성되는 외부프레임(130)으로 구성되는 돔형 구조물(100); 상기 돔형 구조물의 내측에 배치되며, 어류양식 영역(210), 습지 영역(220), 수경재배 영역(230) 및 기타 영역(240)으로 구성되는 아쿠아포닉스부(200); 및 상기 돔형 구조물의 외측에 인접하여 배치되며, 주거시설, 교육문화시설, 기술개발시설, 유통시설 및 치유여가시설 중 선택된 어느 하나 이상의 시설 영역을 포함하는 복수의 복합시설부(300);를 포함하되, 상기 복수의 복합시설부는 상기 아쿠아포닉스부의 상부에 이격되어 설치되는 데크부(400)에 의해 상호 연결되는 것을 특징으로 한다.
한편, 어류양식 영역, 습지 영역, 수경재배 영역 및 기타 영역으로 구성된 아쿠아포닉스를 기반으로 하는 스마트팜 구조물에 있어서,
상기 스마트팜 구조물은 아치형상으로 이루어진 복수의 지주프레임(110)이 최상단을 중심으로 맞물려 방사형으로 배치되며, 상기 지주프레임의 수직방향으로 소정 간격을 갖도록 배치되되, 수평방향으로 동일선상에 연결되어 정다면체로 이루어진 복수의 수평프레임(120)이 형성되고, 상기 지주프레임의 외측둘레를 따라 형성되는 외부프레임(130)으로 구성되는 돔형 구조물(100); 상기 돔형 구조물의 내측에 배치되며, 어류양식 영역(210), 습지 영역(220), 수경재배 영역(230) 및 기타 영역(240)으로 구성되는 아쿠아포닉스부(200); 및 상기 돔형 구조물의 외측에 인접하여 배치되며, 주거시설, 교육문화시설, 기술개발시설, 유통시설 및 치유여가시설 중 선택된 어느 하나 이상의 시설 영역을 포함하는 복합시설부(300);를 포함하되, 상기 아쿠아포닉스부는 최외측 둘레를 따라 어류양식 영역이 배치되고, 상기 어류양식 영역의 내측둘레를 따라 인접하여 습지 영역이 배치되며, 상기 습지 영역의 내측에 수경재배 영역이 배치되되, 상기 어류양식 영역, 습지 영역 및 수경재배 영역을 제외한 나머지 부분에 토지 영역(241), 수초 영역(242) 및 산란처 영역(243)을 포함하는 기타 영역이 배치되는 것을 특징으로 한다.
한편, 어류양식 영역, 습지 영역, 수경재배 영역 및 기타 영역으로 구성된 아쿠아포닉스를 기반으로 하는 스마트팜 구조물에 있어서,
상기 스마트팜 구조물은 아치형상으로 이루어진 복수의 지주프레임(110)이 최상단을 중심으로 맞물려 방사형으로 배치되며, 상기 지주프레임의 수직방향으로 소정 간격을 갖도록 배치되되, 수평방향으로 동일선상에 연결되어 정다면체로 이루어진 복수의 수평프레임(120)이 형성되고, 상기 지주프레임의 외측둘레를 따라 형성되는 외부프레임(130)으로 구성되는 돔형 구조물(100); 상기 돔형 구조물의 내측에 배치되며, 어류양식 영역(210), 습지 영역(220), 수경재배 영역(230) 및 기타 영역(240)으로 구성되는 아쿠아포닉스부(200); 및 상기 돔형 구조물의 외측에 인접하여 배치되며, 주거시설, 교육문화시설, 기술개발시설, 유통시설 및 치유여가시설 중 선택된 어느 하나 이상의 시설 영역을 포함하는 복합시설부(300);를 포함하되, 상기 아쿠아포닉스부는 상기 복합시설부에 의해 다른 복수의 아쿠아포닉스부와 연결되는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명은 내부에 어류양식 영역, 습지 영역, 수경재배 영역 및 기타 영역으로 구성된 아쿠아포닉스가 구축됨과 아울러, 이를 기반으로 하여 지속가능한 방식의 다양한 생산, 유통 및 소비 활동이 이루어지도록 하기 위한 마을(ESFC-Ecological Smart Farm Community)을 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 돔형 구조물의 내부에 형성된 아쿠아포닉스부가 마련되고, 이에 인접하여 배치되되, 주거시설, 교육문화시설, 기술개발시설, 유통시설 및 치유여가시설 중 선택된 어느 하나 이상의 시설 영역을 포함하는 복합시설부가 마련되어 농업과 사회, 생태계간의 균형잡힌 상호작용을 통해 ESFC의 구축이 가능한 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아쿠아포닉스 구축을 위한 스마트팜 구조물의 개념도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아쿠아포닉스부의 개념도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아쿠아포닉스부의 일측 단면도,
도 4 내지 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합시설부를 나타낸 개념도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합시설부를 나타낸 개념도,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복합시설부를 나타낸 개념도,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 아쿠아포닉스 구축을 위한 스마트팜 구조물의 개념도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 동일한 부호는 동일한 부재를 나타낸다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아쿠아포닉스 구축을 위한 스마트팜 구조물의 개념도, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아쿠아포닉스부의 개념도, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아쿠아포닉스부의 일측 단면도, 도 4 내지 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합시설부를 나타낸 개념도, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합시설부를 나타낸 개념도, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복합시설부를 나타낸 개념도, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 아쿠아포닉스 구축을 위한 스마트팜 구조물의 개념도이다.
상술한 도 1 내지 도 8에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 아쿠아포닉스 구축을 위한 스마트팜 구조물은 크게 돔형 구조물(100), 아쿠아포닉스부(200) 및 복합시설부(300)로 구성된다.
이때, 상기 돔형 구조물은 도 1에서 보는 바와 같이, 전체적으로 반구형상으로 구성되는 것으로, 아치형상으로 이루어진 복수의 지주프레임(110)이 최상단을 중심으로 맞물려 방사형으로 배치되며, 상기 지주프레임의 수직방향으로 소정 간격을 갖도록 배치되되, 수평방향으로 동일선상에 연결되어 정다면체로 이루어진 복수의 수평프레임(120)이 형성되고, 상기 지주프레임의 외측둘레를 따라 형성되는 외부프레임(130)으로 구성되는 특징으로 한다.
여기서, 상기 지주프레임 및 수평프레임은 바람직하게는 금속재질로 이루어진 빔형태의 골조부재일 수 있으며, 사용환경에 따라 시멘트 또는 합성수지재로 형성될 수 있으며, 돔(또는 반구) 형상을 구현할 수 있다면 골조부재에 한정하지 아니한다.
또한, 상기 외부프레임은 상술한 지주프레임 및 수평프레임과 동일한 재질로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 후술되는 복합시설부의 편의를 위해 도로 또는 주차장 등 다양한 형태로 실시할 수 있다.
이때, 상기 돔형 구조물은 도 3에서 보는 바와 같이, 상기 지주프레임의 내측에 조도 및 온도를 조절하기 위한 광원부재(140)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 돔형 구조물은 상기 지주프레임의 내측에 풍량을 조절하기 위한 송풍기(150)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 광원부재 및 송풍기는 상기 돔형 구조물의 내부에 배치된 아쿠아포닉스부의 환경요인을 능동적으로 제어할 수 있으며, 구체적으로 조도, 온도, 습도 및 풍량 센서(미도시)를 이용하여 최적의 환경을 구현할 수 있도록 한다.
한편, 상기 아쿠아포닉스부는 상기 돔형 구조물의 내측에 배치되며, 어류양식 영역(210), 습지 영역(220), 수경재배 영역(230) 및 기타 영역(240)으로 구성되어 이루어진다.
이때, 상기 어류양식 영역은 바람직하게는 메기, 뱀장어, 잉어, 미꾸라지 등 다양한 어류가 서식하는 영역으로, 상기 수경재배 영역에 자양액을 공급할 수 있다.
또한, 상기 습지 영역은 어류양식 영역에서 유입된 사육수를 정화하기 위한 영역으로, 바람직하게는 수변 식생, 실지렁이, 수중 곤충, 미생물, 물벼룩, 부식토 등으로 구성될 수 있으며, 유입된 사육수를 1차적으로 정화하는 역할을 한다.
또한, 상기 수경재배 영역은 습지 영역을 통과한 사육수를 제공받아 다양한 작물을 재배할 수 있는 영역으로, 바람직하게는 벼, 채소, 미나리, 연 등의 식물을 재배할 수 있으며, 습지 영역을 통과한 사육수를 2차적으로 정화하는 역할을 한다.
또한, 상기 기타 영역은 어류양식 영역, 습지 영역, 수경재배 영역을 제외한 나머지 영역으로, 바람직하게는 수초를 포함하거나 어류양식 영역에 포함된 어류 중 산란기의 어류와 치어가 서식할 수 있는 공간일 수 있으며, 수경재배 영역 사이의 통로가 될 수 있다.
또한, 상기 기타 영역은 아쿠아포닉스부의 환경 변화를 완충하기 위한 역할을 할 수 있으며, 예컨대, 어류양식 영역, 습지 영역, 수경재배 영역 중 적어도 어느 하나의 영역이 부족하다고 판단되면, 기타 영역을 부족한 해당 영역으로 변경할 수 있다.
이와 같은 아쿠아포닉스는 다음과 같은 방법을 통해 순환 시스템을 구축할 수 있다.
먼저, 어류 양식 영역에 어류의 사료가 투입되면, 어류들은 투입된 사료를 통해 양식됨과 동시에 배설물을 배출한다. 이때 배출된 배설물은 암모니아(NH3)를 포함할 수 있다. 배설물을 포함하는 사육수는 습지 영역으로 이동하고, 이동된 사육수는 습지 영역의 미생물들에 의해 분해될 수 있다. 구체적으로, 암모니아(NH3)는 아질산균속과 같이 암모니아를 아질산염(NO2)로 분해하는 질화 세균에 의해 아질산염(NO2)으로 분해되고, 분해된 아질산염(NO2)은 니트로박터속과 같이 아질산염(NO2)을 질산염(NO3)으로 분해하는 질화 세균에 의해 질산염(NO3)으로 분해될 수 있다.
분해된 질산염(NO3)을 포함하는 사육수는 수경재배 영역으로 제공될 수 있다. 수경재배 영역의 식물들은 질산염(NO3)을 흡수하여 재배될 수 있다. 질산염(NO3)이 흡수되어 정화된 사육수는 다시 어류 양식 영역에 제공된다. 이러한 순화 시스템을 통해 사육수의 낭비 없이 어류 및 작물을 획득할 수 있는 시스템 구축이 가능하다. 다만, 공기 중 증발과 같은 사유로 사육수의 양이 줄어 들 경우, 사육수는 보충될 수 있다.
한편, 도 2 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 상술한 아쿠아포닉스부의 구체적인 실시예를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 어류양식 영역은 상기 아쿠아포닉스부의 최외측 둘레를 따라 배치되며, 상기 아쿠아포닉스부의 총면적 100%를 기준으로 하는 경우, 상기 어류양식 영역이 24%의 면적으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 습지 영역은 상기 어류양식 영역의 내측둘레를 따라 인접하여 배치되며, 상기 아쿠아포닉스부의 총면적 100%를 기준으로 하는 경우, 상기 습지 영역이 11%의 면적으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수경재배 영역은 상기 습지 영역의 내측에 배치되며, 상기 아쿠아포닉스부의 총면적 100%를 기준으로 하는 경우, 상기 수경재배 영역이 43%의 면적으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 기타 영역은 토지 영역(241), 수초 영역(242) 및 산란처 영역(243)을 포함하되, 상기 아쿠아포닉스부의 총면적 100%를 기준으로 하는 경우, 상기 기타 영역이 22%의 면적으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 아쿠아포닉스부는 각각의 영역을 통해 생산된 다양한 생산물을 바탕으로 후술되는 복합시설부와 연계하여 지속가능한 방식의 다양한 생산, 유통 및 소비 활동이 이루어지도록 하기 위한 마을(ESFC - Ecological Smart Farm Community)을 구축할 수 있다.
한편, 상기 복합시설부는 상기 돔형 구조물의 외측에 형성되며, 주거시설, 교육문화시설, 기술개발시설, 유통시설 및 치유여가시설 중 선택된 어느 하나 이상의 시설 영역을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 복합시설부는 상기 돔형 구조물의 지주프레임 또는 수평프레임과 연결되는 지지프레임이 형성될 수 있으며, 내부가 다수의 공간으로 구획될 수 있도록 한다. 이에 본 발명에서는 부채꼴 형상으로 표현하였으나, 다양한 형태로 실시될 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 아쿠아포닉스 구축을 위한 스마트팜 구조물의 다양한 실시예에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 도 4a 내지 도 4b에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예로써, 어류양식 영역, 습지 영역, 수경재배 영역 및 기타 영역으로 구성된 아쿠아포닉스를 기반으로 하는 스마트팜 구조물에 있어서, 상기 스마트팜 구조물은 아치형상으로 이루어진 복수의 지주프레임(110)이 최상단을 중심으로 맞물려 방사형으로 배치되며, 상기 지주프레임의 수직방향으로 소정 간격을 갖도록 배치되되, 수평방향으로 동일선상에 연결되어 정다면체로 이루어진 복수의 수평프레임(120)이 형성되고, 상기 지주프레임의 외측둘레를 따라 형성되는 외부프레임(130)으로 구성되는 돔형 구조물(100); 상기 돔형 구조물의 내측에 배치되며, 어류양식 영역(210), 습지 영역(220), 수경재배 영역(230) 및 기타 영역(240)으로 구성되는 아쿠아포닉스부(200); 및 상기 돔형 구조물의 외측에 인접하여 배치되며, 주거시설, 교육문화시설, 기술개발시설, 유통시설 및 치유여가시설 중 선택된 어느 하나 이상의 시설 영역을 포함하는 복합시설부(300);를 포함하되, 상기 복합시설부는 서로 동일 또는 다른 면적을 갖는 둘 이상의 복합시설부가 배치되는 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 복합시설부는 설계환경이나 사용자의 수요에 따라 돔형 구조물의 외측에 배치되는 것으로, 예컨대, 다양한 시설 중 주거시설을 다른 시설과 분리하여 쾌적한 주거환경을 제공할 수 있음은 물론, 유통시설의 경우 외부 도로와 근접한 위치에 배치하여 편의성을 증대시킬 수 있다.
한편, 도 5a 내지 도 5b에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예로써, 어류양식 영역, 습지 영역, 수경재배 영역 및 기타 영역으로 구성된 아쿠아포닉스를 기반으로 하는 스마트팜 구조물에 있어서, 상기 스마트팜 구조물은 아치형상으로 이루어진 복수의 지주프레임(110)이 최상단을 중심으로 맞물려 방사형으로 배치되며, 상기 지주프레임의 수직방향으로 소정 간격을 갖도록 배치되되, 수평방향으로 동일선상에 연결되어 정다면체로 이루어진 복수의 수평프레임(120)이 형성되고, 상기 지주프레임의 외측둘레를 따라 형성되는 외부프레임(130)으로 구성되는 돔형 구조물(100); 상기 돔형 구조물의 내측에 배치되며, 어류양식 영역(210), 습지 영역(220), 수경재배 영역(230) 및 기타 영역(240)으로 구성되는 아쿠아포닉스부(200); 및 상기 돔형 구조물의 외측에 인접하여 배치되며, 주거시설, 교육문화시설, 기술개발시설, 유통시설 및 치유여가시설 중 선택된 어느 하나 이상의 시설 영역을 포함하는 복합시설부(300);를 포함하되, 상기 복합시설부는 탑형 또는 계단형의 복층구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 복합시설부는 공간활용성을 극대화할 수 있는 것으로, 본 발명에서는 복층구조를 설명하고 있으나, 바람직하게는 3층 이상의 구조로 형성될 수도 있다.
이에 예를들어 설명하면, 상기 계단형의 복층구조로 이루어진 복합시설부의 경우, 1층에 해당하는 복합시설부에는 유통시설, 기술개발시설, 교육문화시설을 배치하고, 2층에 해당하는 복합시설부에는 주거시설을 배치하며, 테라스에 해당되는 1층의 복합시설부의 상부에 수영장, 체육기구 등의 여가시설을 배치함으로써, 사용자의 동선을 고려한 사용자 맞춤형 환경을 제공할 수 있도록 한다.
한편, 도 6에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예로써, 어류양식 영역, 습지 영역, 수경재배 영역 및 기타 영역으로 구성된 아쿠아포닉스를 기반으로 하는 스마트팜 구조물에 있어서, 상기 스마트팜 구조물은 아치형상으로 이루어진 복수의 지주프레임(110)이 최상단을 중심으로 맞물려 방사형으로 배치되며, 상기 지주프레임의 수직방향으로 소정 간격을 갖도록 배치되되, 수평방향으로 동일선상에 연결되어 정다면체로 이루어진 복수의 수평프레임(120)이 형성되고, 상기 지주프레임의 외측둘레를 따라 형성되는 외부프레임(130)으로 구성되는 돔형 구조물(100); 상기 돔형 구조물의 내측에 배치되며, 어류양식 영역(210), 습지 영역(220), 수경재배 영역(230) 및 기타 영역(240)으로 구성되는 아쿠아포닉스부(200); 및 상기 돔형 구조물의 외측에 인접하여 배치되며, 주거시설, 교육문화시설, 기술개발시설, 유통시설 및 치유여가시설 중 선택된 어느 하나 이상의 시설 영역을 포함하는 복합시설부(300);를 포함하되, 상기 복합시설부는 상기 돔형 구조물의 내측방향으로 연결되어 상기 아쿠아포닉스부의 상부에 배치되는 발코니 구조의 보조 수경재배 영역(310)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 보조 수경재배 영역은 상기 수경재배 영역에서 재배되는 각종 식물들의 모종을 재배하기 위한 영역으로 활용될 수 있으며, 상기 모종은 바람직하게는 벼 모종이나 수경재배가 가능한 채소의 모종이 될 수 있다.
한편, 도 7에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예로써, 어류양식 영역, 습지 영역, 수경재배 영역 및 기타 영역으로 구성된 아쿠아포닉스를 기반으로 하는 스마트팜 구조물에 있어서, 상기 스마트팜 구조물은 아치형상으로 이루어진 복수의 지주프레임(110)이 최상단을 중심으로 맞물려 방사형으로 배치되며, 상기 지주프레임의 수직방향으로 소정 간격을 갖도록 배치되되, 수평방향으로 동일선상에 연결되어 정다면체로 이루어진 복수의 수평프레임(120)이 형성되고, 상기 지주프레임의 외측둘레를 따라 형성되는 외부프레임(130)으로 구성되는 돔형 구조물(100); 상기 돔형 구조물의 내측에 배치되며, 어류양식 영역(210), 습지 영역(220), 수경재배 영역(230) 및 기타 영역(240)으로 구성되는 아쿠아포닉스부(200); 및 상기 돔형 구조물의 외측에 인접하여 배치되며, 주거시설, 교육문화시설, 기술개발시설, 유통시설 및 치유여가시설 중 선택된 어느 하나 이상의 시설 영역을 포함하는 복수의 복합시설부(300);를 포함하되, 상기 복수의 복합시설부는 상기 아쿠아포닉스부의 상부에 이격되어 설치되는 데크부(400)에 의해 상호 연결되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 데크부는 서로 이격된 복수의 복합시설물간의 이동 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
한편, 어류양식 영역, 습지 영역, 수경재배 영역 및 기타 영역으로 구성된 아쿠아포닉스를 기반으로 하는 스마트팜 구조물에 있어서, 상기 스마트팜 구조물은 아치형상으로 이루어진 복수의 지주프레임(110)이 최상단을 중심으로 맞물려 방사형으로 배치되며, 상기 지주프레임의 수직방향으로 소정 간격을 갖도록 배치되되, 수평방향으로 동일선상에 연결되어 정다면체로 이루어진 복수의 수평프레임(120)이 형성되고, 상기 지주프레임의 외측둘레를 따라 형성되는 외부프레임(130)으로 구성되는 돔형 구조물(100); 상기 돔형 구조물의 내측에 배치되며, 어류양식 영역(210), 습지 영역(220), 수경재배 영역(230) 및 기타 영역(240)으로 구성되는 아쿠아포닉스부(200); 및 상기 돔형 구조물의 외측에 인접하여 배치되며, 주거시설, 교육문화시설, 기술개발시설, 유통시설 및 치유여가시설 중 선택된 어느 하나 이상의 시설 영역을 포함하는 복합시설부(300);를 포함하되, 상기 아쿠아포닉스부는 최외측 둘레를 따라 어류양식 영역이 배치되고, 상기 어류양식 영역의 내측둘레를 따라 인접하여 습지 영역이 배치되며, 상기 습지 영역의 내측에 수경재배 영역이 배치되되, 상기 어류양식 영역, 습지 영역 및 수경재배 영역을 제외한 나머지 부분에 토지 영역(241), 수초 영역(242) 및 산란처 영역(243)을 포함하는 기타 영역이 배치되는 것을 특징으로 한다.
한편, 도 8에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예로써, 어류양식 영역, 습지 영역, 수경재배 영역 및 기타 영역으로 구성된 아쿠아포닉스를 기반으로 하는 스마트팜 구조물에 있어서, 상기 스마트팜 구조물은 아치형상으로 이루어진 복수의 지주프레임(110)이 최상단을 중심으로 맞물려 방사형으로 배치되며, 상기 지주프레임의 수직방향으로 소정 간격을 갖도록 배치되되, 수평방향으로 동일선상에 연결되어 정다면체로 이루어진 복수의 수평프레임(120)이 형성되고, 상기 지주프레임의 외측둘레를 따라 형성되는 외부프레임(130)으로 구성되는 돔형 구조물(100); 상기 돔형 구조물의 내측에 배치되며, 어류양식 영역(210), 습지 영역(220), 수경재배 영역(230) 및 기타 영역(240)으로 구성되는 아쿠아포닉스부(200); 및 상기 돔형 구조물의 외측에 인접하여 배치되며, 주거시설, 교육문화시설, 기술개발시설, 유통시설 및 치유여가시설 중 선택된 어느 하나 이상의 시설 영역을 포함하는 복합시설부(300);를 포함하되, 상기 아쿠아포닉스부는 상기 복합시설부에 의해 다른 복수의 아쿠아포닉스부와 연결되는 것을 특징으로 한다.
즉,
아쿠아포닉스와 연결된 적어도 하나의 다른 아쿠아포닉스와 연결할 수 있다(S113). 즉, 복수의 아쿠아포닉스를 관리하는 제어 장치는 아쿠아포닉스 중 어느 하나의 아쿠아포닉스가 특정 요인으로 자체적으로 복구가 힘들만큼 오염된 경우, 오염된 아쿠아포닉스의 생태계와 다른 아쿠아포닉스의 생태계를 연결하여 오염된 아쿠아포닉스를 복구할 수 있다. 이때, 아쿠아포닉스의 연결은 물리적 연결을 의미할 수 있다. 일 실시예로, 복수의 아쿠아포닉스의 돔과 돔은 개방 및 폐쇄가 가능한 공기 통로로 연결되어 있을 수 있다. 또 다른 실시예로, 복수의 아쿠아포닉스의 어류 양식 영역, 습지 영역 및 수경재배 영역 각각은 개방 및 차폐가 가능한 배수관으로 연결될 수 있다. 제어 장치는 복수의 아쿠아포닉스의 배수관을 제어하여 오염된 아쿠아포닉스를 정화할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 내부에 어류양식 영역, 습지 영역, 수경재배 영역 및 기타 영역으로 구성된 아쿠아포닉스가 구축됨과 아울러, 이를 기반으로 하여 지속가능한 방식의 다양한 생산, 유통 및 소비 활동이 이루어지도록 하기 위한 마을(ESFC-Ecological Smart Farm Community)을 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 돔형 구조물의 내부에 형성된 아쿠아포닉스부가 마련되고, 이에 인접하여 배치되되, 주거시설, 교육문화시설, 기술개발시설, 유통시설 및 치유여가시설 중 선택된 어느 하나 이상의 시설 영역을 포함하는 복합시설부가 마련되어 농업과 사회, 생태계간의 균형잡힌 상호작용을 통해 ESFC의 구축이 가능한 장점이 있다.
도면과 명세서에서 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 ... 돔형 구조물 110 ... 지주프레임
120 ... 수평프레임 130 ... 외부프레임
140 ... 광원부재 150 ... 송풍기
200 ... 아쿠아포닉스부 210 ... 어류양식 영역
220 ... 습지 영역 230 ... 수경재배 영역
240 ... 기타 영역 241 ... 토지 영역
242 ... 수초 영역 243 ... 산란처 영역
300 ... 복합시설부 310 ... 보조 수경재배 영역
400 ... 데크부

Claims (14)

  1. 어류양식 영역, 습지 영역, 수경재배 영역 및 기타 영역으로 구성된 아쿠아포닉스를 기반으로 하는 스마트팜 구조물에 있어서,
    상기 스마트팜 구조물은 아치형상으로 이루어진 복수의 지주프레임(110)이 최상단을 중심으로 맞물려 방사형으로 배치되며, 상기 지주프레임의 수직방향으로 소정 간격을 갖도록 배치되되, 수평방향으로 동일선상에 연결되어 정다면체로 이루어진 복수의 수평프레임(120)이 형성되고, 상기 지주프레임의 외측둘레를 따라 형성되는 외부프레임(130)으로 구성되는 돔형 구조물(100); 상기 돔형 구조물의 내측에 배치되며, 어류양식 영역(210), 습지 영역(220), 수경재배 영역(230) 및 기타 영역(240)으로 구성되는 아쿠아포닉스부(200); 및 상기 돔형 구조물의 외측에 인접하여 배치되며, 주거시설, 교육문화시설, 기술개발시설, 유통시설 및 치유여가시설 중 선택된 어느 하나 이상의 시설 영역을 포함하는 복수의 복합시설부(300);를 포함하되,
    상기 돔형 구조물은,
    상기 지주프레임의 내측에 조도 및 온도를 조절하기 위한 광원부재(140)와, 풍량을 조절하기 위한 송풍기(150)를 더 포함하며,
    상기 기타 영역은,
    토지 영역(241), 수초 영역(242) 및 산란처 영역(243)을 포함하되, 상기 아쿠아포닉스부의 총면적 100%를 기준으로 하는 경우, 상기 기타 영역이 22%의 면적으로 구성되는 것을 특징으로 하되,
    아쿠아포닉스부의 환경 변화를 완충하기 위해 상기 어류양식 영역, 습지 영역, 수경재배 영역 중 적어도 어느 하나의 영역이 부족하다고 판단되는 경우, 상기 기타 영역을 어느 하나의 부족한 해당 영역으로 변경할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하며,
    상기 복합시설부는,
    상기 돔형 구조물의 내측방향으로 연결되어 상기 아쿠아포닉스부의 상부에 배치되는 발코니 구조의 보조 수경재배 영역(310)을 더 포함하되,
    상기 아쿠아포닉스부의 상부에 이격되어 설치되는 데크부(400)에 의해 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 아쿠아포닉스 구축을 위한 스마트팜 구조물.
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  4. 제 1항에 있어서, 상기 어류양식 영역은,
    상기 아쿠아포닉스부의 최외측 둘레를 따라 배치되며, 상기 아쿠아포닉스부의 총면적 100%를 기준으로 하는 경우, 상기 어류양식 영역이 24%의 면적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 아쿠아포닉스 구축을 위한 스마트팜 구조물.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 습지 영역은,
    상기 어류양식 영역의 내측둘레를 따라 인접하여 배치되며, 상기 아쿠아포닉스부의 총면적 100%를 기준으로 하는 경우, 상기 습지 영역이 11%의 면적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 아쿠아포닉스 구축을 위한 스마트팜 구조물.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 수경재배 영역은,
    상기 습지 영역의 내측에 배치되며, 상기 아쿠아포닉스부의 총면적 100%를 기준으로 하는 경우, 상기 수경재배 영역이 43%의 면적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 아쿠아포닉스 구축을 위한 스마트팜 구조물.
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