KR20080000249U - 경강선구조(硬鋼線構造)에 의한 인삼포용 와이어해가림의제작법. - Google Patents

Abstract

본 고안은 농업의 인삼포(人蔘圃)해가림 시설로써 '경강선구조(硬鋼線構造)에 의한 인삼포용 와이어해가림의 제작법'에 관한 것이다. 농촌진흥청은 "표준인삼경작방법"에 의한 해가림 시설을 보급하여 재배농가로 하여금 사용하도록 하고 있다. 해가림 시설은 4년 이상을 존치해야 하는 시설물임에도 불구하고 건축재료의 한계와 경제적 이유로 인하여 정형화되지 못하고 답보 상태에 머무르고 있다. 현행의 해가림시설은 실질경작면적의 감소, 비바람이나 설해(雪害)로 인한 붕괴, 설치작업의 어려움, 경제성 등의 문제점이 많다. 2001년에 인삼포의 전체 재배면적 12,455ha 중 4,097ha 즉, 전체 재배면적의 약 33％가 기상재해로 시설피해를 입었다. 와이어해가림은 경강선구조를 이용하여 경량의 조립식 구조로 고안하였다. 와이어해가림의 구조를 요약하면, 경작지에 철재파이프 스리브를 박고, 스리브의 내경(內徑)에 세로용1차원격자의 기둥재를 꼽고 그 위에 지붕재를 연결하여 지지틀을 만든다. 지지틀 위에 피복(P.E차광망이나 차광지 등)을 덮고 다시 가로용1차원격자로 피복을 눌러서 고정하는 방식이다. 와이어해가림은 상향식해가림, 하향식해가림, 교차식해가림, 터널식해가림, 박공식해가림, 묘삼(苗蔘)용해가림, 측면해가림 등 7가지로 재배농가가 설치장소와 의도에 따라 적절하게 선택 사용할 수 있도록 하였다.

와이어해가림은 인삼의 생육환경을 개선하며, 구조적으로 안전하고, 실질경작면적을 넓히며, 설치가 용이하며, 재활용할 수 있는 새로운 대체(代替)시설이다. 경사지나 평지 어디든 손쉽게 설치할 수 있도록 고안하였다. 본 고안에 의한 와이어해가림 시설은 인삼재배농가에 많은 경제적 이익과 편의를 줄 것이다.

와이어해가림, 경강선구조, 인삼포 해가림, P.E차광망, 은박차광지, 아피톤(apiton), 인삼 재배시설

Description

경강선구조(硬鋼線構造)에 의한 인삼포용 와이어해가림의 제작법.{The manufacturing method of shading structure with high carbon steel wire structure for korean ginseng fields}

본 고안은 농업용 인삼포의 재배시설로서 해가림에 관한 것이다.

본 고안을 설명함에 있어서 본 고안의 의도와 일치하는 용어가 없고, 현행(現行)의 해가림에 사용되는 용어와도 차이가 있으므로 본 고안에서 사용하는 용어는 아래와 같이 정의하여 사용하고자 한다.

용어의 정의 :

1. 와이어해가림 : 경강선구조(硬鋼線構造,)의 제작법에 의하여 경강선 부재로 세로용1차원격자와 가로용1차원격자를 이용하여 지지틀(frame, 뼈대)을 만들고, 지지틀 위에 피복(P.E차광망, 차광지, 비닐 등)을 덮고, 다시 위에 가로용1차원격자로 피복을 고정하는 구조로 고안된 인삼포용 해가림을 말한다. 용도와 형태에 따라 상향식해가림(상향식), 하향식해가림(하향식), 교차식해가림(교차식), 터널식해가림(터널식), 박공식해가림(박공식), 묘삼식해가림(묘삼식) 및 측면해가림 등으로 구분한다. 모든 와이어해가림은 철재파이프 스리브에 1개의 기둥재를 꼽아서 해가림을 만들면 단동(單棟)형식이 되고, 2개의 기둥재를 꼽아서 해가림을 만들면 연동 (連棟)형식이 된다.

2. 기둥재와 지붕재 : 와이어해가림은 ㄱ자 형태를 띠고 있는데, 수평상태의 세로용1차원격자를 ㄱ자 형태로 꺾었을 때, 기둥재란 수직부분을 말하며, 지붕재는 ㄱ자의 수평부분을 말한다.

3. 상향식(上向式)해가림 : 상향식해가림은 지붕재의 단부(端剖 , 끝부분)의 위치가 기둥재의 높이보다 높게 위치하는 해가림을 말한다. 즉, 지붕재의 방향이 하늘을 향하고 있는 해가림을 말한다. 약칭(略稱)하여 상향식(上向式)이라 칭한다.

4. 하향식해가림 : 하향식해가림은 지붕재의 단부(端剖)의 위치가 기둥재의 높이보다 낮게 설치되는 해가림을 말한다. 즉, 지붕재의 방향이 땅을 향하고 있는 해가림을 말한다. 약칭하여 하향식이라 칭한다.

5. 교차식해가림 : 교차식해가림은 상향식해가림(기둥재 높이1.81m)의 기둥재와 하향식해가림(기둥재 높이 96cm)의 기둥재의 두 기둥재를 하나의 철재파이프 스리브에 꼽아서 두 해가림이 서로 등을 돌린 형상으로 설치된 해가림을 말한다. 외형상으로 톱니와 같은 모양의 병렬(竝列) 형태가 되어 후주연결식(개량식, 後柱連結式)과 같은 형상이다. 약칭하여 교차식이라 칭한다. 교차식(제 1도)은 상향식과 하향식을 번갈아 설치한 해가림이나, 터널식은 제 11도와 제 12도처럼 한가지의 해가림 부재만을 사용한 것이다.

6. 터널식해가림 : 상향식해가림 부재만을 또는 하향식해가림 부재만을 하나의 철재파이프 스리브에 기둥재를 꼽아 서로 마주보도록 설치하면 터널형식의 터널식해가림이 만들어진다. 즉, 하향식 또는 상향식을 병렬로 설치한 형상이다. 약칭 하여 터널식이라 칭한다.

7. 박공식(

式)해가림 : 박공식해가림이란 지붕의 형태가 박공(八자 형태)형식으로 만들어진 와이어해가림을 말한다. 약칭하여 박공식이라 칭한다. 터널식과 다른 점은 터널식은 지붕재가 완전히 별개의 부재로 되어 있으나, 박공식은 해가림의 지지틀이 하나의 부재로 연결되어 있다는 점이다.

8. 묘삼용(苗蔘用)해가림 : 묘삼용해가림이란 육묘를 위한 해가림으로 전체적 형태는 박공식과 같으나 단지 기둥재의 길이만 짧다. 약칭으로 묘삼용이라 칭한다. 묘삼(苗蔘)은 묘포(苗圃)에서 2차례 겨울을 지나기 때문에 별도의 묘삼용해가림이 필요하다. 또 육묘면적은 홍삼포가 본포면적의 1/10, 백삼포는 본포면적의 1/8이 필요하다.

9. 측면해가림 : 측면(側面)해가림은 해가림의 외곽(外廓)의 4면에서 인삼포 내부에 햇빛과 반사광선이 입사(入射)되는 것을 차단하고, 산란광(scattered light)으로 만들어 입사시키기 위해서 해가림의 외곽에 설치하는 해가림을 말한다. 이제까지 인삼포의 해가림은 직사광선만 차단해 왔으나, 측면에서 들어오는 반사광선의 차단도 필요하다.

10. 실질경작지 : 실질경작지란 인삼포의 전체면적 대비하여 이랑의 폭을 뺀 순수하게 인상을 재배하는 두둑의 면적을 말한다.

11. 경강선구조 (硬鋼線構造, High carbon steel wire structure) : 경강선(硬鋼線)의 물리적 특성을 이용하여 응력을 지지하는 부분(1차원격자, 평면격자)이 경강선 부재로 구성되어 있는 조립체(組立體)로써 하중을 지반에 전달하거나, 벽이 나 천정에 전달하도록 조립된 모든 구조체를 의미한다. 즉, 응력을 받는 부분이 경강선 부재로 1차원격자나 평면격자 형식으로 이루어져 있는 구조를 의미한다. 경강선구조는 강한 구조내력을 지닌 경량(輕量)의 구조체로 활용할 수 있다. 경강선은 일반철선과 비교하여 뛰어난 특성을 지니고 있는데, 직선성(直線性), 탄성(彈性), 경도, 복원력(復原力)이 매우 우수하고, 강도(强度)가 매우 강한 강선(鋼線)으로 이러한 물리적 성질을 이용하여 고안한 구조체이다.

12. 1차원격자(1次元格子) : 격자(格子)는 주기적(週期的)구조의 물체를 뜻한다. 1차원격자는 일정한 길이로 절단된 경강선 부재(部材)들을 한쪽 방향으로만 배치하여, 납작끈의 구멍에 관통시켜 조립하여 일체화한 격자를 말한다. 납작끈의 구멍에 의하여 간격을 조절할 수 있으며, 제작 후에는 일정한 형상이 유지되고, 신축(伸縮)이 자유로워 취급이 용이하다.

1차원격자는 세로용1차원격자와 가로용1차원격자가 있다.

세로용1차원격자는 단변(短邊)방향용으로 평면격자에 가해지는 주된 응력을 지지점(지반)에 전달 역할을 하는 1차원격자이다.

가로용1차원격자는 장변(長邊)방향용이며, 세로용1차원격자와 함께 평면격자를 만든다. 평면격자에 가해지는 응력을 분산하고, 피복(차광막, 차광지, 망 등)이 이동하지 못하도록 눌러주는 역할을 하는 1차원격자이다. 1차원격자의 경강선부재는 와이어해가림이 필요로 하는 폭이나 응력에 따라 경강선 부재의 선경(線徑), 길이, 배치간격을 조정할 수 있다.

13. 평면격자(平面格子) : 평면격자는 세로용1차원격자와 가로용1차원격자를 가로세로로 서로 겹치도록 엮은 2개의 1차원격자의 조합(組合)을 말한다. 즉, 2차원격자를 의미한다. 평면격자는 격자에 부하되는 하중을 분산하고 지지하며, 피복(P.E차광망이나 차광지) 등을 고정하는 역할을 한다.

14. 납작끈(Braid, Tape) : 내구성이 있도록 고강도 섬유로 만든 납작한 끈에 1차원격자의 경강선 부재가 관통(貫通)할 수 있도록 계속적으로 구멍을 뚫어 놓은 납작한 끈이다. 납작끈은 경강선 부재들을 일체화(一體化)시키고, 1차원격자의 신축(伸縮)을 자유롭게 하여 취급을 용이하게 하기 위한 연결용 끈이다.

15. 납작끈의 여분끈 : 납작끈은 경강선 부재를 일체화 시키는 납작한 모양의 끈을 말하고, 납작끈의 여분끈이란 경강선부재를 관통하고 남은 납작끈의 끄트머리부분의 여분(餘分)을 말한다. 철항(鐵杭)에 고정하거나 다른 자재와 연결할 때 사용한다.

해가림의 설치 목적은 인삼의 생육환경을 맞춰주기 위함이다. 여름철에는 직사광선을 쬐지 않도록 차단하고, 해가림 내부의 온도를 낮추어 줄 수 있도록 통풍이 잘 되도록 해 주며, 겨울철에는 설해(雲害)로부터 보호하기 위한 것이다.

인삼은 겨울에는 월동채비를, 여름에는 피서를 해줘야 잘 자라는 식물이다. 인삼(人蔘)의 재배과정을 살펴보면 육묘온상(育苗溫床)에서 겨울을 2번을 보내고 3년차 봄에 본포(本圃)로 이식(移植)하여, 이식 후에 짧게는 겨울을 3번을 보내며 길게는 5년을 보내게 된다. 인삼포 해가림은 본포(本圍)에서 3년, 길게는 5년을 존치(存置)해야 하는 시설이므로 충분한 내구성이 있는 구조체여야 하며, 인삼의 생 육환경을 맞춰 줄 수 있는 시설이여야 할 것이다. 해가림은 묘삼(苗蔘)용과 본포용으로 구분된다.

농촌진흥청의 "표준인삼경작방법"에 의한 해가림 시설이 보급되어 있지만 건축 재료의 한계와 경제적 이유로 인하여 정형화되지 못하고 답보 상태에 머무르고 있다.

배경기술의 설명을 위하여 1. 인삼의 생태, 2. 경강선의 물리적 성질 및 이용 내용, 3. 경강선구조에 의한 와이어해가림에 대한 내력의 원리 순서로 설명하고자 한다.

1. 인상의 생태(生態)

(1) 인삼은 생장(生長)이 완만(緩慢)하고, 연작(連作)이 불가능하고, 병에 약하고, 내비성(耐肥性, 비료로 인한 장애에 대한 저항성)이 약한 다년생식물(多年生植物)이다.

(2) 인삼은 키가 약 60cm 정도 자라며, 직사광선과 고온을 싫어하고, 통풍이 잘되고 반양반음(半陽半陰)의 서늘하고 시원한 곳에서 성장이 순조로운 음지식물(陰地植物)이다.

(3) 인삼은 과습(過濕)을 싫어하며, 과습이 계속되면 인삼 뿌리가 적변삼(赤變蔘)이나 난발삼(亂髮蔘)으로 변하게 된다. 물빠짐이 좋은 곳에서 재배가 잘 된다.

(4) 인삼은 하루 종일 및 계절 내내 직사일광(直射日光)을 바로 쬐지 않도록 해야 하며, 옥외광선의 1/8∼1/13 (12.5％∼7.7％) 정도의 산란광(散亂光)이 좋다.

(5) 더위에 약하다. 기온이 30도가 넘으면 광합성(光合成)을 중단한다.

(6) 겨울철에는 설해(雪害)를 입지 않도록 깔짚이나 왕겨를 덮어 보온해 주고 있다.

(7) 인삼의 재배과정을 살펴보면 육묘장에서 1년 반 가량으로 겨울을 2번 넘기며, 본포(本圃)로 옮겨져서 3년부터 5년을 지나게 된다.

1년차에는 인삼은 7월 하순에서 8월초순 사이에 파종(播種) 전에 개갑(開甲, 파종전에 약 90일동안 발아를 쉽게 할 수 있도록 껍질을 부풀려 줌)하여 10월 하순에서 11월 초순에 파종을 한다. 겨울을 지낼 수 있도록 온상설비를 해주어 월동시킨다.

2년차 이듬해 봄에 발아(發芽)하게 되는데 이때에 그늘(해가림)을 만들어 주어야 한다. 10월이 되면 월동준비에 들어간다.3년차에 이식(移植)은 3월 중순부터 4월 중순 무렵에 본포로 이식한다. 이 때에 그늘(해가림)을 만들어 주어야 한다

4년차에는 8월 하순에서 10월 초순 사이에 수확을 하거나 또는 5년 이상을 재배하게 된다. 백삼포는 4∼5년, 홍삼포는 6년을 재배하여 수확한다.

(7) 인삼의 발아(發芽)와 출아(出芽)는 10∼15도가 최적온도이며, 21∼25도에서 광합성(光合成)이 활발하고, 여름철에도 가급적 섭씨 25도 이하를 유지해 주면 잘 자란다. 기온이 30도가 넘으면 광합성을 중단하며, 35도가 넘으면 장애가 생긴다. 토양의 적정온도는 16∼18도이다.

(8) 인삼 재배의 적지(適地)는 햇빛을 적게 받는 북향이나 동북향이 좋고, 경사도가 5∼15도 정도가 좋고, 여름철에 배수(排水)가 잘되어야 한다. 파종방법은 묘삼이식법과 종자직파법이 있다.

2. 경강선의 물리적 성질 및 이용 내용

경강선은 압력억제, 진동과 충격완화, 에너지의 축척 등의 목적으로 스프링(spring), 볼트(bolt), 레일(rail) 등과 같은 산업용 부품에 많이 사용되고 있는 강선(鋼線)이다. 경강선은 직선성(直線性), 복원력(復原力), 탄성(彈性), 경도(硬度) 등이 매우 우수하고 강도(强度) 또한 대단히 강한 물리적 특성을 지니고 있다.

경강선의 주요 물리적 특성과 이용 방법을 발췌하면 아래와 같다.

(1) 경강선은 통상적으로 탄소함유량이 0.25％∼0.6％인 강선(鋼線)을 말하며, 비중은 7.85이다. 선형(線形)이고 가벼우므로 본 고안의 구조체로 사용한다.

(2) 경강선은 복원력(復原力)이 매우 우수하다. 또한 선의 꺽임이나 웨이브(Wave)가 없으며, 직선성(直線性)도 매우 우수한 강선재(鋼線材)이다.

(3) 경강선은 경도(硬度)가 41∼60HRC(로크웰 경도)이며, 인장강도(引張强度)가 100∼150kg/㎟이다. 연강선(軟鋼線)은 인장강도가 35∼70kg/㎟인데 비하여 3배 이상 강하다. 경강선의 최대하중은 선경(線徑) 2.9mm 경강선은 최대응력이 660kg, 5mm의 경강선은 1,962kg 이상이 된다. 강선 부재를 직립(直立)하도록 세울 수 있으며, 강도가 커서 외력(external forces)을 충분히 견딜 수 있다.

(4) 경강선은 중성아연도금(Zinc plating, Galvanizing)을 해서 사용하므로 녹이 나지 않고, 내구성이 있으며, 인체나 작물, 가축에 유해하지 않다. 흙 속에 매설되는 부위는 별도의 방청 처리를 추가한다.

(5) 경강선은 섭씨 300∼350도로 가열하면 내부의 탄소를 잃어 연강선(軟鋼 線)이 되므로 성형(成型)과 절곡(折曲)이 쉽기 때문에 어떠한 형태든 가공이 쉽다.

(6) 경강선 제품은 탄소함유량, 선경, 기계적 성질, 용도 등에 따라 구분되어 제품의 종류가 다양하게 생산, 판매되고 있다. 경강선은 국내의 여러 회사에서 생산 판매하고 있으므로 구득(求得)이 용이하다.

(7) 본 고안은 중탄소강과 고탄소강 즉, 경강선2종, 3종, 4종을 주로 사용한다. 경강선은 한국공업규격 KSD3559의 분류에 의하여 화학성분에 따라서 경강선 1종(HSWR27, 탄소 0.24∼0.31％), 경강선2종(HSWR32, 탄소 0.29∼0.36％), 경강선3종(HSWR37,탄소 0.34∼0.42％), 경강선4종(HSWR42, 탄소 0.39∼0.46％) 등 12종으로 구분된다.

3. 경강선구조에 의한 와이어해가림의 내력(耐力)의 원리

와이어해가림에 작용하는 외력(外力)은 정면으로 부는 바람은 전부 관통하므로 풍하중과 부력(浮力)은 없고, 단지 P.E차광망이 풍하중(風荷重)과 적설하중(積雪荷重)을 받게 된다. 고정하중은 P.E차광망의 자중(189g/㎡)뿐이다. 현행의 해가림이 무너지는 주된 원인은 적설하중에 대한 내력(耐力)이 약하기 때문이다.

(1)풍하중(風荷重)과 부력(浮力)

풍압은 수평으로 작용하는 힘이며, 부력은 정면의 풍압에 따라 후면에 생기는 양력(揚力)이다. 와이어해가림은 P.E차광망을 기준으로 하여 상하(上下) 및 전후좌우(前後左右)가 개방되어 바람이 관통하도록 만들어진 구조체이다. 따라서 와이어해가림은 정면에 풍하중을 받지 않으므로 후면에서 부력도 생기지 않는다. 강풍이 불었을 때 P.E차광망은 바람이 통과하게 되어 있으므로 풍압이 약화되나, 조 직이 조밀(稠密)하여 통풍효과가 적다. 그러나 여름철에는 와이어해가림의 지붕재가 북쪽을 향하여 높아지는 구조체이므로 오히려 풍압이 P.E차광망에 압력(壓力)으로 작용하게 되므로 부상하지 않는다.

겨울철에는 북측에서 바람이 불어오면 P.E차광망이 부상할 수 있다. 이에 대한 대책으로 P.E차광망을 지붕재(가로용1차원격자)로 위에서 누르면서 양단부에서 단단히 고정되도록 하였으며, 또한 해가림의 양 단부를 납작끈의 여분끈으로 철항에 묶어 부력에 대해서 저항력을 강화시켰으며, 해가림의 중간의 지붕재끼리도 연결하여 부력에 대하여 저항력을 강화시켰다. 경강선구조 자체가 경강선부재를 납작끈으로 서로 긴결(緊結)하여 하나의 1차원격자(一次元格子)로 만들어져 있으며, 조립 후에는 평면 격자가 되어 내응력이 커지도록 하였다.

또한 와이어해가림은 동적구조(動的構造)로 만들었으므로 측압(側壓)을 받으면 전체가 함께 움직여 적응하도록 되어 있다. 외력을 받았을 때 전체 와이어해가림이 공동으로 대응하고 분산시키므로 풍압에 부상하거나 붕괴될 가능성이 없다.

본 고안은 철재파이프 스리브를 강제지중삽입법(强制地中揷入法 즉, 철재파이프 스리브를 강제적으로 망치로 파이프를 때려 박는 방법)을 채용하여 철재 파이프가 지반에 55cm가 박혀 정착(定着)되도록 하였으며, 스리브 내경에 와이어해가림의 경강선 부재를 꼽는 방식을 채용하였다. 강선이음용 스리브는 강선의 선경에 꼭 끼도록 제작하여 긴결(緊結)되도록 보강하였다. 와이어해가림의 기둥재는 철재파이프 스리브(전체 길이는 75cm로 5cm는 뾰족 부분으로 말뚝의 머리부분이며 지하에 55cm가 박히고 지상에 20cm가 노출됨)에 70cm(지하50cm, 지상20cm) 이상 꼽혀 있 고, 또한 지반에 박혀 있는 철항(鐵杭, steel bar stake)에 고정되어 있다. 따라서 강풍을 맞아도 해가림 지지틀이 뽑히지 않고 단지 출렁거릴 뿐이다.

인삼포해가림에 대한 건축 기준은 아직 없다.

(2) 설하중(雪荷重)과 편심하중(偏心荷重)

우리나라는 겨울철에 시베리아 쪽에서 불어오는 대륙성 찬바람에 의하여 강풍을 동반한 폭설이 내리곤 한다. 겨울철이면 이 폭설에 의하여 많은 인삼포 해가림이 무너지곤 한다.

건축구조학에서 눈의 무게는 1cm 쌓였을 때 2kg/㎡로 환산하도록 하고 있다. (실질적으로 눈의 두께와 물의 비율은 10:1로 본다. 즉, 눈 10cm는 물 1cm에 해당한다. 따라서 눈의 실질무게는 1kg이나 2kg/㎡를 고려하도록 하고 있다.) 눈이 30cm가 쌓이면 60kg/㎡가 된다. 또한 건축구조학에서 지붕의 경사도(傾斜度)가 30도일 때는 적설량의 75％를 적설하중으로 채용하도록 하고 있는데 이를 환산하면 P.E차광망에 45kg/㎡의 설하중과 편심하중이 작용한다. 경강선은 인장응력이 크고 항복점이 높은 강선이기 때문에 적설하중을 충분히 지지할 수 있는 부재의 능력을 지니고 있으며, 허용하중 이상이 되는 경우에는 지붕재가 앞쪽으로 약간 휘어서 적응을 하게 되며, 눈이 녹으면 경강선 부재의 복원력(復原力)에 의해서 다시 원상(原狀)으로 돌아와 원형을 유지하게 되는 것이다.

대설 경보(大雪警報)는 서울과 기타 광역시는 24시간 내에 적설이 20cm 이상이 예상될 때, 기타 지방은 24시간 내에 적설이 30cm이상, 울릉도와 독도는 24시간 내에 적설이 50cm이상이 예상될 때 발표된다.

(3) 경강선구조의 구조내력

여기에서는 경강선구조(硬鋼線構造)의 구조내력(構造耐力)과 하중에 대응하는 방법을 위주로 설명하고자 한다. 경강선 부재의 자체 내응력(耐應力)으로 선경(線徑) 2.9mm 경강선은 최대응력이 660kg, 5mm의 경강선은 1,962kg 이상이 되어 와이어해가림의 지지대로써 지붕재에 하중(적설하중과 풍하중)을 충분히 견딜 수 있으므로 경량의 구조체로 충분히 사용할 수 있는 내응력(耐應力)을 지니고 있다. 또한 경강선구조는 1차원격자의 조합(組合)으로 평면격자 형식으로 만들어져 있으므로 자체 응력이 커지며, 하중이 부하(負荷) 되었을 때 하중을 각 방향으로 분산시키므로 경강선 부재에 부하되는 하중은 적어진다.

경강선구조의 세로용1차원격자가 모든 외응력(外應力, external stresses)을 지지하고 지반에 전달하는 역할을 하며, 가로용1차원격자는 외응력을 분산하고 피복(被覆)이 풍압에 날아가지 못하도록 눌러 잡고 있도록 역할을 하도록 되어 있다. 지붕의 단면으로 보면 세로용1차원격자의 지지대(ㄱ형) 위에 세로용1차원격자 + P.E차광망 + 가로용1차원격자의 순서로 구성되는 구조체가 된다. 해가림의 전체적 형상은 ㄱ자 형태로 지반의 철재파이프 스리브의 내경(內徑)에 70cm가 꼽혀 있으며, 또한 양단부의 납작끈의 여분끈으로 철항에 단단히 묶어 고정되도록 하였다. 철재파이프 스리브를 지반에 강제적으로 박았으며, 세로용1차원격자의 기둥재를 철재파이프 스리브의 내경(內徑)에 꽂아 넣었다. 와이어해가림에 사용하는 세로용1차원격자 2개(기둥재와 지붕재를 구성하는 지지대 1개와 지붕재간에 고정되는 격자 1개)와 가로용1차원격자의 모든 경강선 부재는 납작끈으로 일체화(一體化)하여 내력 이 큰 동적구조(動的構造)로 만들었다. 따라서 와이어해가림은 외응력을 받으면 전체가 동시에 미세하게 움직여 신축성있게 대응하게 된다. 납작끈은 유연하고 강인하고 내구성이 있는 끈이다.

눈이 30cm가 쌓이고, 풍속 30m/sec이 불고 있고, 와이어해가림의 기둥재를 100cm 간격으로 배치하였다고 가정하면, 경강선 부재(길이 1.71m)당 눈의 무게(2kg/㎡ * 적설심 30cm * 적설량의 75％)는 45kg/㎡이 하중이 된다. 따라서 하나의 경강선 부재의 단부에 걸리는 하중은 67kg(45kg/㎡ * 1.71m)의 하중이 분포(分布)되게 된다. 와이어해가림의 경강선부재를 2.9mm로 제작하였을 때 내력(耐力)은 전체하중(자중, 풍압, 적설하중)보다 10배 이상 안전하다. 과도한 하중이 걸리면 지붕재의 단부 쪽으로 경강선 부재가 휘어져 적응하게 되고, 눈이 녹으면서 다시 원상으로 돌아온다.

경강선구조의 구조내력(構造耐力)을 크게 하려면 탄소의 함량이 높은 부재를 사용하거나, 세로용1차원격자의 경강선의 규격과 간격과 파이프의 매설 깊이를 조정하면 된다. 경강선구조는 수십 개의 각 경강선부재의 구조내력을 일체화시킴으로써 합력(合力, resultant)으로 모아지도록 고안된 큰 내응력을 지닌 경량의 조립식의 구조체이다.

[종래기술]

종래기술은 농촌진흥청의 표준인삼경작방법(RDA 2001)에 의한 해가림 시설의 재료와 실질경작지의 비율을 위주로 설명하고자 한다. 해가림은 밭에 만드는 시설로써 4년 이상을 존치(存置)해야 하는 시설이다. 해가림 시설의 발전과정은 볏짚( 이엉)해가림부터 전후주연결식(慣行式)과 이를 개량한 후주연결식(改良式)으로 발전하였다. 아직도 관행식이라는 용어가 사용되고 있는 것을 보면 해가림의 방식이 진보되어 있지 않음을 알 수 있다. 또한 80년대 후반부터 P.E차광망과 아피톤(apiton)이라는 목재에 의해서 현재까지 시행되고 있다.

이처럼 건축재료의 한계와 경제성으로 인하여 해가림 시설은 아직 정형화되어 있지 않고 있는 것으로 여겨진다. 해가림에 사용되는 자재는 규격이 다양하고, 제품마다 투광율, 강도, 내구성들이 상이하다. 또한 재배농가도 임의로 해가림 시설을 만들어 사용하므로, 구조적 안전성이 미비하여 눈만 오면 쉽게 무너지기 일쑤이다. 2001년에 전체 재배면적 12,455ha 중 4,097ha 즉, 전체 재배면적의 약 33％가 기상재해로 시설피해를 입었다.

1. 해가림의 구조 :

표준인삼경작방법(RDA 2001) 의한 해가림 시설은 전후주연결식(前後柱連結式, 慣行式))과 후주연결식(後柱連結式, 改良式)이 있다. 해가림은 남측은 낮고, 북측은 높이 설치되어 있다.

전후주연결식(관행식)은 외형상으로 단동(單棟0 형태의 해가림이다. 아피톤 목재(apiton, 가로, 세로 크기 각각 3∼3.6cm)로 전주(前柱) 길이 1.8m와 후주(後柱) 길이 1.5m짜리를 전후로 1.5m 간격으로 땅 속에 30cm 깊이로 박고, 1.6m의 연목(椽木)으로 연결하며, 또한 전주와 후주를 각각 1.8m 간격으로 계속적으로 두 줄을 세우고 도리목으로 연결하여 4각의 목제 프레임(frame)을 만든다. 이 목재 프레임 위에 P.E차광망을 설치하는 방식이다.

후주연결식(개량식)은 전후주연결식에서 전주(前柱)를 생략하고 앞의 해가림의 후주(後柱)를 자신의 전면(前面)지지대로 활용한 해가림이다. 외형상으로 톱니바퀴와 같은 연동식(連棟式)의 시설이다. 아피톤(길이 2.4m)을 땅에 30cm 깊이로 박고, 계속적으로 1.8m 간격으로 기둥을 박고 도리목으로 연결한다. 중간에 보조기둥과 보조 도리목을 한칸 건너 설치하여 보강하고 있다. 이 기둥을 길이 2.4m의 연목(椽木)으로 앞의 기둥 중간에 고정하여 경사(傾斜)지도록 목재 프레임을 만들고, 상부에 P.E차광망을 씌운 것이다.

해가림의 목재 연결방법은 철사(鐵絲)나 코드사(code絲)로 묶거나 또는 못을 박는 방법이며, P.E차광망은 이 목제 프레임에 타카핀(tacker pin)을 박거나 끈으로 묶어 고정하고 있다. 지주목(支柱木)을 철재파이프(외경22.2mm*1.2t)로 대체한 해가림도 있다. 목재는 수축과 팽창이 심한 물성을 지니고 있다. 따라서 현행의 목재 해가림은 비에 젖고 마르고를 반복하거나, 외력(外力)을 받으면 연결 자재(코드사나 철사)가 쉽게 느슨해지고 못도 빠지게 되므로 구조적으로 약할 수밖에 없다.

2. 재배농가의 해가림 활용 상태 :

재배농가는 농촌진흥청의 표준인삼경작방법(RDA 2001)를 모델(model)로 하여 임의적인 방법으로 수정하여 해가림시설을 하고 있다. 관련 논문에 의하면 재배농가의 해가림은 재질(材質)에 따라 목재와 철재, 시설의 폭과 높이, 기둥의 설치간격은 표준형과 비슷한 경향이나 편차(偏差)가 크다. 제작기준도 표준시설의 한 칸의 기준은 1.8m이나 재배농가는 임의로 형편에 따라 설치하기 때문에 형태만 유사하고, 설치 상태는 차이가 많다. 표준인삼경작방법은 매 해가림마다 90cm의 이랑을 만들도록 제시하고 있으나, 재배농가의 62％는 배수용 이랑이 없다.

3. 해가림의 건축 재료 :

(1) 표준인삼경작방법의 해가림용 건축 자재 : 아피톤(apiton) 이란 목재를 기둥, 도리목, 연목으로 활용하고 있다. 때로는 대나무도 사용한다. 목재 지지틀은 눈이 조금만 쌓여도 쉽게 비틀려 무너진다. 목재 지지틀을 철재파이프로 대체하면 안전성은 좀 더 확보될 것이나 고가(高價)이고 설치가 불편하다. 경제성과 한정된 재료의 한계로 인한 탓이 아닌가 여겨진다.

(2) 부재의 연결 : 부재(剖材)와 부재의 연결은 철사나 코드사(code絲)로 묶거나 못을 박아 연결하는 방법을 사용하고 있다. 해가림이 흔들리거나 목재가 팽창과 수축을 반복하면 느슨해질 수밖에 없는 구조이다.

(3) 피복 : P.E차광망은 여름철에 햇볕을 차단할 목적으로 사용하고 있다. 표준인삼경작방법은 P.E차광망 4중직(흑1+청3)을 권장하고 있다. 그러나 충청남도 서산시는 은박차광지(銀箔遮光紙)를 권장하고 있다. 근래에는 광투과율(光透過率)을 줄이기 위하여 P.E차광망 4중직을 두 겹으로 설치하는 해가림이 증가하고 있다. 즉, P.E차광망의 용도가 햇빛차단용에서 산란광(散亂光)용으로 인식이 바뀌고 있다.

(4) 지반에 정착법 : 땅에 30cm의 깊이로 말뚝을 박고 지지틀의 기둥부분을 연결하고 있다.

4. 두둑(실질경작지)의 폭 :

전후주연결식은 1.8m 폭 중에서 두둑 80cm에 이랑 100cm, 또는 두둑 90cm에 이랑 90cm의 두 종류가 제시되어 있으며, 후주연결식은 두둑 90cm에 이랑 90cm를 제시하고 있다.

5. 실질경작지의 비율 :

전후주연결식은 해가림의 사선길이는 1.8m이나 수평길이는 1.5m 정도이다. 수평길이 1.5m에 실질경작지의 두둑의 폭은 80∼90cm 정도이며, 이랑은 100cm 이다. 따라서 전후주연결식의 실질경작지의 비율은 50％정도이다. 후주연결식은 해가림 지붕의 수평길이가 180cm이지만 실질경작지는 90cm로 50％이다. 그러나 후주연결식은 전후주연결식에 비해서 해가림간의 거리가 가깝고, 경작지에 직사광선이 직접 입사(入射)할 수 있는 간격이 좁도록 만들어져 있는 구조이다. 후주연결식은 전후주연결식과 비교하여 20∼30％ 수확이 증대된다는 시설이다. 증대 원인은 햇빛량의 조절과 실질경작지의 비율이 더 높기 때문이 아닌가 여겨진다.

6. 측면해가림 :

개발되어 있는 측면해가림은 없으며, 일부의 재배농가는 측면에서 햇빛을 차단하고 있다.

7. 산란광과 직사광선 :

해가림의 지붕은 태양광의 사선각도를 키우기 위해서 실질경작지보다 전면 40cm, 후면 20cm를 더 돌출시켜 설치하도록 하고 있다. 그러나 이랑을 사이에 두고 차광망과 차광망 사이가 전후(前後)로 1m 이상 높이 벌어져 개방이 되어 있기 때문에 경작지에 직접 비추는 직사광선만 차단하고, 사선(斜線)방향의 광선이나 반사(反射)광선을 차단하지 못하며, 또한 산란광을 받아들일 수 있는 구조가 아니다. 그 러나 인삼은 산란광은 8.5∼12.5％ 정도의 산란광을 받을 때 생육이 잘 된다. 전후주연결식은 앞뒤의 해가림과 1m, 후주연결식은 80cm 이상 벌어져 있다.

8. 해가림의 실질경작지의 비율 :

표준인삼경작방법의 전후주연결식은 한 틀의 1.8m 폭 중에서 두둑 80cm에 이랑 100cm(실질경작지의 비율이 44％)와, 두둑 90cm에 이랑 90cm(실질경작지의 비율 50％)의 두 종류가 제시되어 있으며, 후주연결식은 두둑 90cm에 이랑 90cm(실질경작지의 비율 50％)를 제시하고 있다.

그러나 재배농가의 해가림의 두둑 폭은 관행식이 평균 125cm, 개량식이 167cm이다. 실질경작지의 비율이 경작면적에 대비하여 관행식은 47％ 미만이고, 후주연결식은 72％ 미만이다. 재배농가의 실질경작지의 비율이 표준인삼경작방법보다 더 비율이 좋다. 관계 자료에 의하면 재배농가의 62％가 관수(灌水)시설을 갖추지 않은 것으로 조사되고 있는데 이는 실질경작지의 비율을 높이기 위함이 아닌지 생각된다.

9. 육묘(育苗)용해가림 :

육묘는 모판바닥에 이엉을 덮어 발아시키며, 발아 후에는 이엉을 걷어 내고 해가림시설을 한다. 이듬해에 해가림을 철거하며 본포로 이식한다.

10. 설해에 대한 대책 :

적설에 대비해서 겨울이 오기 전에 P.E차광망을 전부 벗겨내고, 봄에 다시 덮고 있다.

11. 노동력 : 해가림을 설치하는 데 노동력이 많이 들고 작업일수도 오래 걸 린다. 겨울철이 되면 차광망을 다시 걷어내고 봄에 다시 치고 있다. 노동력이 많이 드는 구조이다.

[인터넷의 참고 문헌]

[문헌1] 인삼재배시설의 실태 및 개선방안 (남상운, 충남대학교 농업생명과학 대학 ,농업공학부, 2002년, 검색일 2008년 1월 5일)

[문헌2] 농촌진흥청의 "표준 인삼경작방법"의 해가림시설(농촌진흥청. 2008년 1월 3일)

현행의 해가림의 문제점을 획기적으로 개선할 수 있는 와이어해가림을 고안하고자 하였다. 새로운 해가림 시설이 나오면 새로운 경작 방법도 개발될 것이다.

와이어해가림을 고안하면서, 해가림은 인삼의 생태에 맞춰 생육환경을 조성해줄 수 있어야 하므로 여름에는 통풍이 잘되고 겨울철에는 덜 춥도록 해 주어야 하며, 재식율과 실질경작지의 비율을 높여줄 수 있어야 하며, 내구성이 있고, 또한 가격도 저렴하고, 설치와 철거가 용이하며, 재사용할 수 있는 경량의 조립식구조를 고안하여 재배농가에 실질적인 이익을 줄 수 있는 해가림이여야 한다는 것을 목표로 고안하였다. 또한 각 해가림은 경작지의 방향, 풍향, 지형(경사지와 평지)에 따라 설치할 수 있도록 고안하여 재배농가가 재배 방침에 따라 손쉽게 설치 할 수 있도록 한다.

(1) 현행의 해가림의 구조체와 다른 해가림의 구조체를 고안한다.

목재 위주의 해가림을 경강선(硬鋼線)으로 대체하는 방법을 모색한다. 구조적으로 안전하고, 인삼의 생육환경을 개선시켜 줄 수 있어야 하며, 유효경작지의 비율을 높여줄 수 있어야 하고, 경제적이며, 설치와 해체가 용이한 새로운 해가림을 고안하는 것이다.

(2) 단순한 구조로 설치가 용이하고, 정형화할 수 있는 경량(輕量)의 조립식 구조(組立式 構造)의 해가림을 고안한다.

(3) 실질경작지의 비율이 높은 해가림을 고안한다.

(4) 경사지, 평지에 함께 사용할 수 있는 해가림을 고안한다.

(5) 반사광선을 최대한 차단하고 산란광으로 바꾸어 줄 수 있는 해가림을 고안한다.

(6) 측면에서 반사광선을 차단할 수 있도록 고안한다.

(7) 겨울철이면 해가림내부의 보온효과가 있는 구조체를 고안한다.

(8) 재활용할 수 있는 구조체를 고안한다.

(9) 노동력이 덜 들고 경제성이 있는 구조체를 고안한다.

경강선구조(硬鋼線構造)를 이용하여 경량의 조립식구조로 상향식해가림(제 5도)과 하향식해가림(제 6도), 교차식해가림(제 1도), 터널식해가림(제 11도와 제 12도)과 박공식해가림(제 13도), 묘삼용해가림(제 14도) 및 측면해가림(제 15도)의 7종류의 해가림을 고안하였다. 이 모두를 총칭(統稱)하여 와이어해가림이라고 명명하였다.

각 해가림의 구조는 가로용1차원격자(제 4도)와 세로용1차원격자(제 4도)의 5∼6개의 부재로 나누어 경량의 조립식 구조로 고안하였다. 지지틀의 소요자재는 공장에서 제작하여 재배농가에 공급하며, 재배농가는 간단한 조립방법에 의하여 현장에서 쉽게 조립할 수 있도록 하였다.

각종 해가림의 전체적인 설치방법은 철재파이프 스리브(제 8도)를 두둑에 일정한 간격으로 연속적으로 큰 망치로 박아 지반에 정착시킨다. 다음에 철재파이프 스리브의 내경(內徑)에 기둥재(11)를 꼽아 전체적 높이를 맞추고 기둥재의 상부에 강선이음용 스리브(제 7도)를 연결하며, 이 강선이음용 스리브에 지붕재(12)를 꼽고 하중의 지지대로 사용하며, 이 지붕재 위에 세로용1차원격자(제 4도)를 얹어 지지틀을 만든다. 이 지지틀 위에 피복(PE차광망 등)을 덮은 다음에 다시 가로용1차원격자(제 4 도)로 피복을 누른 체 기둥재의 3형걸고리(26)에 걸어 매어 고정하는 방식이다.

[과제의 해결 수단] 은 와이어해가림의 1. 고안 내용, 2. 와이어해가림의 제작 기준, 3. 구조체의 해결 수단, 4. 구조체에 대한 설명의 순서로 설명하고자 한다.

여기에서는 공장제작과정까지만 설명하고, 현장에서의 설치과정은 [고안의 실시를 위한 구체적인 내용] 에서 계속해서 설명하고자 한다.

고안내용은 2. 와이어해가림의 제작기준에 의하여 작성되었다. 괄호( ) 안의 숫자는 도면 부호이다.

1. 고안 내용

1). 상향식(上向式)해가림

상향식해가림(제 9도)을 고안하였다.

상향식해가림은 지붕재의 단부(端剖)(27)의 위치가 기둥재(제 2도)보다 높게 설치되는 해가림이다. 지상의 기둥길이가 96cm이고 두둑의 폭은 148cm이다. 매 해가림 줄마다 이랑을 설치한다. 앞뒤의 해가림의 지붕재가 한쪽 방향으로만 바라보는 외줄형식의 해가림을 말한다. 상향식해가림은 외형상으로 톱니형태와 같은 단동(單棟)의 외줄 형태이며, 전후주연결식(관행식, 前後柱連結式)과 같은 형상이다.

상향식은 남북방향의 인삼포용으로 적당하고, 경작지가 경사도가 심한 곳에 적당하다. 바람이 불면 바람의 출구가 개방되어 있어서 통풍이 잘 되는 장점이 있으며, 비가 많이 오면 빗물이 P.E차광망을 따라 기둥재 쪽으로 흐르게 되는 단점이 있다. 실질 경작지(70％)의 비율이 터널식이나 박공식의 77.8％ 보다 낮다.

(1) 기둥재(11)는 제작도면에 맞춰 세로용1차원격자의 경강선을 1.36m로 절단한다. 1.36m는 철재파이프 스리브에 기둥재가 꼽히는 길이(19)는 70cm이며, 70cm중 20cm가 지상 노출되므로 기둥재의 지상노출 부분의 길이(17)는 86cm가 된다. 지붕재를 설치하면 지붕재의 기둥 연결 길이(18) 10cm가 보태져 기둥재의 지상 노출부분의 길이(17)는 96cm가 확보된다.

(2) 기둥재를 납작끈(13)으로 1차원격자(제 2도)를 만든다. 납작끈은 해가림의 길이 36m보다 양측을 각각 3m의 납작끈의 여분끈을 두어 길게 절단하여 3개를 준비한다. 납작끈은 지상 부분으로 노출될 경강선 부재의 길이 86cm에서 강선이음용 스리브(21)가 설치 될 길이 10cm와 철재파이프 스리브(14)의 지상에 노출되는 파이프 스리브의 길이(16) 20cm를 양측에서 띠우고 나면 56cm가 남는다. 56cm를 28cm 간격으로 2등분하여 납작끈 3개를 관통시킨다. 세로용1차원격자의 기둥재(제 2도)가 완성된다. 납작끈은 구멍이 경강성 부재의 외경보다 작으므로 경강선 부재를 조이고 있도록 고안되어 있고, 또한 납작끈이 흘러내리지 않도록 납작끈 하부에 코킹을 조금 발라서 고정되도록 한다.

(3) 지붕재(12)용의 경강선을 197cm를 절단한다. 절단길이 197cm는 지붕재길이 171cm, 양측의 3형걸고리(26) 절곡에 필요한 길이 각각 8cm, 강선이음용 스리브(제 7도)에 삽입되는 기둥길이 10cm로 구성된다.

(4) 지붕재의 가공은 197cm의 한쪽 단부(18과 26)에서 18cm 띄워서 절곡각도 60도(내각은 120도)를 절곡하고, 18cm를 10cm와 8cm로 분할하여 8cm 부분에 3형걸고리(26)를 절곡하고, 맞은편 단부에 8cm로 3형걸고리(26)를 절곡한다. 3형걸고리는 3자형의 위쪽 U자형에 세로용1차원격자(제 4도)의 단부의 경강선 부재를 걸어 매는 걸고리이며, 또한 아래 U자형은 P.E차광망(25)과 가로용1차원격자(제 4도)의 마지막 경강선부재(28)를 거는 걸고리로 사용된다.

(5) 두 틀의 1차원격자(제 4도) 제작용으로 경강선을 3.2m 길이로 10본(한 틀은 5본)을 절단한다. 한 틀의 길이는 3.2m이다. 지붕용 세로용1차원격자는 가로용차원격자와 동일한 형태이며 기능만 다르다.

(6)1차원격자용의 납작끈을 178cm로 8개(2틀용)를 준비한다. 길이 3.2m의 경강선 부재를 양단부에서 10cm를 띠우고, 납작끈을 1m 간격으로 경강선부재 5본을 관통시킨다. 양단부의 10cm(20cm)는 옆의 1차원격자와 겹치는 부분이다.

(7) 길이 75cm의 철재파이프 스리브(제 8도)를 제작한다. 한쪽을 땅에 큰 망치로 박을 때 잘 박히도록 5cm 길이를 사선(斜線)으로 절단하여 끝을 뾰족하게 제작한다. 제작 후에 방청페인트를 칠하여 녹을 방지한다.

(8) 기둥재와 지붕재를 연결할 강선이음용 스리브(제 7도)를 도면처럼 제작(외주)한다.

(9) 철항(제 17도)은 기성제품을 구매한다.

여기까지의 작업으로 상향식해가림의 소요자재의 생산이 완료된다.

2) 하향식(下向式)해가림

하향식해가림(제 6도)을 고안하였다.

하향식은 지상의 기둥길이가 1.81m이며, 두둑의 폭은 1.48m이다. 지붕재의 단부(端剖)(17)가 땅을 바라보는 해가림으로 매 해가림 줄마다 이랑을 설치한다. 앞뒤의 해가림이 같은 한쪽 방향으로만 지붕재가 바라보는 외줄형식의 해가림을 말한다. 하향식해가림을 한쪽 방향으로만 설치하면 외형상으로 톱니형태와 같은 단동(單棟)의 외줄 형태이며, 전후주연결식(관행식, 前後柱連結式)과 같은 형상이다. 상향식(96cm)과 비교하여 기둥재(제 6도)의 길이와 지붕재의 절곡 각도(12)가 다르고, 지붕재의 방향이 하향한다는 점이 다르다.

실질경작지의 비율이 70％이다. 하향식은 동서방향으로 설치되는 인삼포에 적당하고 통풍도 잘 된다. 비가 많이 오면 빗물이 P.E차광망을 따라 이랑으로 직접 떨어져 배수가 잘된다. 부재의 재작과정이나 설치과정이 상향식과 동일하다.

(1) 기둥재(제 6도)는 경강선부재를 제작도면에 맞춰 경강선을 절단길이 2.21m를 절단한다. 지붕재에서 10cm(18)가 보태져 기둥재의 전체길이는 2.31m가 된다. 2.21m는 지하부분에 50cm 묻히고 지상부분 1.71m(17)가 남게 된다. 지붕재의 10cm(18)가 보태져 기둥재의 지상부분의 길이는 1.81m가 확보된다.

(2) 지붕재의 경강선 부재를 각도는 120도(내각은 60도)를 절곡하고, 양단부에 3형걸고리(26)를 절곡한다.

3) 교차식해가림

교차식해가림(제 1도)을 고안하였다.

상향식(제 5도)과 하향식(제 6도)을 교차하여 설치한 해가림으로 두 해가림이 마주하도록 설치한 해가림이다. 해가림마다 1.48m의 두둑이 확보되며, 이랑을 두 두둑의 중앙에 배치하여 두 줄의 해가림이 하나의 이랑을 함께 사용한다. 두 해가림의 기둥재(11과 29)가 하나의 철재파이프 스리브(14)에 서로 등을 돌리도록 삽입된다. 두 해가림이 서로 등을 돌리고 있는 형태로써 외형상으로 톱니와 같은 모양의 병렬형태가 되어 후주연결식(개량식, 後柱連結式)과 같은 형상을 이룬다.

경사지에서는 통풍도 좋으나 반사광선에 대한 차단효과가 약하다.

실질경작지의 비율(78.7％)과 재식율이 높다. 비가 많이 왔을 때 빗물이 P.E차광망을 따라 기둥재 부분과 이랑으로 서로 분배된다.

상향식과 하향식의 두 가지의 자재를 사용하며 설치방법도 동일하며, 단지 배치방법만 다르다.

4) 터널식해가림

터널식해가림(제 11도와 제 12도)을 고안하였다.

터널식해가림이란 상향식해가림만을 사용하면 제 11도와 같이 박공형 터널식이 되며, 하향식해가림만을 사용하면 제 12도와 같이 하향형(M 자형) 터널식이 된다. 두 해가림사이가 마치 터널처럼 만들어지는 해가림이다. 두둑의 폭은 1.48m로 2개가 병열하며, 두둑 사이에 이랑을 중앙에 배치하여 두 줄의 해가림이 함께 사용한다.

남북방향의 경작지에 적당하며, 반사광선의 차단효과가 높으며 산란광(散亂光)이 많이 들어 와서 생육에 좋으며, 이랑은 두 경작지 사이에 만들어 실질경작지의 효율(78.7％)이 높으며, 재식율(栽植率)이 높은 장점이 있다.

상향식해가림을 서로 마주보게 설치하면 통풍이 잘 되지만, 비가 많이 내릴 때 빗물이 기둥재 쪽으로 흐르게 되는 단점이 있다. 또 하향식해가림을 서로 마주보게 설치하면 통풍효과가 상향식의 부재를 이용한 터널식보다 떨어지고, 비가 많이 올 때 물이 바로 이랑에 떨어져 배수가 잘되는 장점이 있다.

5) 박공식해가림

박공식(

式)해가림(제 13도)을 개발하였다.

두둑의 폭은 1.48m로 2개가 병열하며, 두둑 사이에 이랑을 중앙에 배치하여 두 줄의 해가림이 함께 사용한다. 박공식해가림은 지붕의 형태가 박공식(八자형태)으로 만들어진 와이어해가림을 말한다. 터널식과 다른 점은 터널식은 지붕재(제 11도)가 완전히 별개의 부재로 되어 있으나, 박공식의 지붕(30)은 하나의 부재로 연결되어 있다는 점이다. 박공식은 평지에 짓은 터널식과 같은 형태이나, 지붕의 마루 부분을 강선이음용 ㅅ형스리브(제 16도)를 끼워 연결하는 방법이 다르다.

건축이 완료되면 폭 2.96m, 기둥의 높이 1.81m, 최고 높이 2.66m의 박공식해가림이 만들어진다. 철재파이프 스리브에 1개의 기둥재(29)를 꼽아서 해가림을 만들면 단동(單棟)형식이 되고, 2개의 기둥재를 꼽아서 해가림을 만들면 연동(連棟)형식이 된다. 박공식해가림의 부재는 기둥재 2.21m 2개와 지붕재 1.71m의 2개로 구성되며, 조립 후에 박공형의 지붕(30)이 된다.

평지에 사용하기에 편리한 해가림이다. 반사광선의 차단효과가 높고 산란광(散亂光)이 많이 들어와서 생육에 좋으며 재식율(栽植率)이 높다. 또한 통풍도 잘되나, 비가 오면 빗물이 P.E차광망을 타고 기둥재 쪽으로 흐르는 경향이 있다. 실질경작지의 비율(78.7％)도 높다. 인삼포 내부의 배수가 잘 되도록 하여야 한다. 측면해가림을 설치해 주면 좋다. P.E차광망은 지붕에 설치하기 전에 길이 방향을 서로 겹치도록 만든 다음에 설치하여야 한다. 작업과정은 상향식과 모두 같다.

여기에서는 상향식(제 5도)과 다른 부분만 설명한다.

(1) 기둥재(29)로 경강선을 길이 2.21m로 절단한다. 하향식 기둥재와 길이가 같다.

(2) 지붕재(30)는 경강선을 1.89m 2본를 절단한다. 절단길이 1.89m는 박공부분 1.71m와 양측의 3형걸고리 절곡에 필요한 길이 8cm와 기둥재의 강선이음용 스리브에 삽입되는 10cm(18)로 구성된다.

(3) 지붕재의 경강선 부재를 기둥재 쪽 단부에서 18cm(18과26)를 띄워서 절곡각도 60도(내각은 120도)를 절곡하며, 18cm에서 기둥재 쪽에서 10cm(18)를 띄우고 나머지 8cm에 3형걸고리(26)를 절곡한다.

(4) 강선이음용 ㅅ형스리브(제 16도)를 제작한다. 강선이음용 ㅅ형스리브(22)는 ㅅ자 형태(각도120도)이다. 강선이음용 ㅅ형스리브의 내경은 경강선의 외경과 같은 크기이며 외주로 제작한다. 또는 강선이음용 ㅅ형스리브의 연결위치를 지붕마루에 두지 않고 박공 부분의 1/4 지점 즉, 지붕마루에서 43cm 되는 곳에 만들고 응력이 모이지 않도록 하기 위해서 지그재그형식으로 박공의 부재를 연결하는 방법도 있다.

(5) 지붕용 세로용1차원격자는 설치 전에 지붕마루 부분의 납작끈의 여분끈을 묶어서 양 단부의 3형걸고리(26)에 걸어 매며, 위에 P.E차광망을 덮고 다시 가로용1차원격자로 누르고 양단부를 3형걸고리에 걸어 맨다.

6) 묘삼용해가림

묘삼용해가림(제 14도)을 고안하였다.

묘삼용해가림은 박공식해가림(제 13도)과 같은 형태이나 기둥재의 길이(11)만 다르며, 설치방법은 동일하다. 측면의 해가림이 필요할 경우에는 P.E차광망을 3장을 나란히 배치하면 측면까지 해가림을 설치할 수 있다.

7) 측면해가림

측면해가림(제 15도)을 고안하였다.

측면해가림은 해가림의 외곽(外廓)의 양측면에 설치하는 해가림으로, 인삼포 내부에 강한 햇빛이나 반사광선이 입사(入射)하는 것을 차단하고 산란광을 만들어 주기 위하여 해가림의 외곽에 둘러치는 해가림을 말한다. 기둥재의 상부, 중부, 하부 3개소에 P.E차광망의 V형걸고리(제 15도)를 만들어 P.E차광망(25)을 걸어 매며, 1/2을 치거나 걷을 수 있도록 고안하였다. 제작높이(차광망의 폭1.5m. 1.65m. 1.81m에 맞춤)는 상향식과 하향식해가림에 맞춰 사용할 수 있도록 제작한다. 재배농가는 해가림의 종류와 설치 방향과 용도에 따라 P.E차광망(반사광선차단용이나 통풍용 등)을 선택하여 설치하도록 한다. 측면해가림을 설치하는 농가가 늘고 있다. 여기에서는 지상의 기둥 길이 1.71m 짜리를 설명한다.

(1) 경강선 부재를 2.51m를 절단한다. 기둥재(제 15도)의 지상노출부분의 길이는 1.71m가 되고, 지하에 50cm가 삽입되고, V형걸고리(제 15도)에 30cm 가 소요된다.

(2) 기둥재의 맨 끝에서 5cm를 띄우고 상부(지상 1.66m 높이), 중부(지상 96cm 높이), 하부(지상0.25m 높이)의 3개소(5cm*1회 왕복 * 3 개소=30cm)에 V형걸고리(제 15도를 절곡한다. 상부의 V형걸고리는 하늘을 향하도록 절곡(내각 60도)하고, 중부와 하부의 V형걸고리는 땅을 향하도록 절곡(내각 60도)한다. 절곡이 끝나면 측면해가림용 지지대가 완성된다. P.E차광망(폭1.81m)은 지면에 10cm가 덮어지도록 하고 기둥재에 걸어 매면 된다.

2. 와이어해가림의 제작 기준 :

와이어해가림은 인삼의 생태를 해가림 시설에 최적화(最適化)시키면서 실질경작지의 비율을 높이도록 하였다. 본 고안을 개발하면서 수집한 많은 권장안(勸奬案)을 모아서 와이어해가림의 제작기준을 만들어 와이어해가림에 적용하였다. 몇 가지의 예를 들어보면 해가림의 높이는 1,81m 정도로 높을수록 장마철에 통풍이 양호하고 수확량이 좋다고 하는 연구안이 있으며, 충청남도 서산시는 P.E차광망 대신 은박차광지(은박지)의 보급을 확대하고 있다. 은박차광지는 직사광선을 피하고, 산란광보다 간접광선에 의하여 재배하려는 것으로 풀이된다. 전라북도 농업기술원의 수근약초시험장은 비닐하우스에서 인삼을 시험재배하고 있는데 시험성과가 매우 좋다고 한다. 또한 다른 연구결과를 인용하면 인삼은 산란광이 10％ 전후일 때 잘 자라지만, 외부온도가 15도일 때는 외부광도의 30％, 20도일 때는 15％, 30도일 때는 5％정도의 산란광으로 조절해 주도록 하고 있다. 그러나 아직까지 해가림 시설이 뒷받침이 되고 있지 못한 탓으로 보급되고 있지 못하고 시험 결과만 나와 있다. 관행적인 해가림시설에 대한 관념을 벗어나야 하며 새로운 인삼 경작법이 개발되기를 기대한다.

인삼은 다년생(多年生) 음지(陰地)식물이기 때문에 생육환경을 인위적으로 맞춰주기 위하여 해가림이란 시설을 설치해서 하부 공간에 인삼을 재배하고 있다. 인삼재배의 성과는 한 여름철의 강렬한 직사광선과 고온에 대한 대책에 의하여 좌우된다. 따라서 인삼포는 여름철의 직사광선을 덜 받을 수 있는 방향(북향이나 동북향)에 맞추어 인삼포를 설치하고 있으며, 해가림으로 인삼포의 햇빛을 차단하고, 통풍도 잘되는 구조로 설치하고 있다. 여름철에는 현행의 해가림의 내부(內部)는 외부의 기온보다 3∼4도가 높으므로 내부의 온도를 낮춰 줄 수 있는 구조가 필요하며, 겨울철에는 볏짚이나 왕겨로 덮어 월동시키고 있으므로 해가림이 보온효과가 있으면 생육에 더욱 보탬이 될 것이다.

(1) 해가림의 두둑의 폭 : 상향식, 하향식, 교차식 및 터널식은 두둑의 폭을 1.48m로 하고, 박공식 및 묘삼용은 2.96m로 한다. 두둑의 폭은 실질경작지이다. 상 향식과 하향식은 이랑의 폭은 경작지의 폭 1.48m 밖에 있고, 다른 해가림은 경작지의 폭 2.96m 안에 있다.

P.E차광망은 1.81m 폭으로 생산되고 있으므로 이 폭에 맞추어 경강선 부재로 최대 1.71m(수평길이)가 가능하다. 이 1.71m 폭의 지붕재를 30도의 각도로 설치하면 두둑 폭이 1.48m(경사길이)를 만들 수 있다. 이 두둑의 폭은 재배농가가 재배하기도 적정한 폭이므로 본 고안에 채용한다. 각도를 낮추면 두둑의 폭(28도일 경우 1.51m)을 키울 수 있다. 또한 박공식과 묘삼식은 P.E차광망을 2폭(3.62m)을 길이방향으로 맞대어 이음하여 지붕을 감싸도록 설치한다. 부재의 통일을 위해서 상향식 지붕재의 각도는 30도, 길이는 1.71m로 일치시킨다. 박공지붕의 경사도를 30도로 하면 지붕면의 길이는 3.42m이며, 수평길이는 2.96m를 확보할 수 있다.

(2) 해가림의 높이 : 해가림의 높이는 지상에서 96cm에서부터 1.81m까지 경사(傾斜)지도록 설치한다. 평균 높이는 1.38cm가 된다. 해가림 하부의 공기층을 두텁게 하여 직사광선과 반사광선에 의한 복사열이 적어지므로 온도 상승을 줄일 수 있다. 현행의 해가림 하부의 온도는 외부 온도에 비하여 3∼4도가 높은 이유는 태양광의 직사광선과 반사광선에 의한 복사열(輻射熱) 때문이다. 해가림을 높게 설치하고 해가림간의 간격을 좁게하면 해가림 내부에 직사광선과 반사광선을 차단하여 복사열을 낮추었고, 또한 내부의 공기층이 두껍게 함으로써 해가림 내부의 온도를 식히도록 하였다. 복사열의 발생을 줄이고 자연통풍에 의하여 내부 온도를 낮추는 방법이다. 공기는 열전도율이 가장 낮은 물질이다.

지형의 경사도를 이용하여 적절하게 통풍이 잘되도록 바람이 불어오는 방향 을 개방하여 해가림 내부에 상승 기류를 만들어 소통을 좋게 할 수 있다. 또한 해가림을 높게 하면 한 여름에 해가림의 내부 온도를 낮아지고 장마철에 통풍을 양호하게 하여 수확량이 좋다고 하는 연구안도 있다. 해가림의 최고 높이 1.81m는 사람이 팔을 올려 잡을 수 있는 높이이다. 현행의 해가림의 높이가 낮은 것은 건축재료의 한계에 의한 것으로 생각된다.

(3) 해가림의 경사각도 : P.E차광망(지붕재)의 구배(勾配) 각도는 30도로 한다. 현행의 해가림의 경시각도 25 ∼ 28도와 근접하고, 구조적으로도 안전한 각도이므로 30도를 적용한다. 해가림의 경사각도는 조절할 수 있다. 경사각이 낮으면 실질경작지 면적을 넓힐 수 있다. 햇빛의 투사각이 낮을수록 입사율(入射率)이 낮아지므로 인삼포에 직사광선이 적게 쬐게 된다. 우리나라의 7, 8월의 평균 습도는 80％이며, 9, 10월은 70％이다. 습도가 높으면 더욱 무덥다. 투사각은 서울 기준으로 한여름이 28도이다.

(4) 해가림의 길이 : "표준인삼경작방법"의 해가림의 길이는 27m ∼ 36m(15∼20칸)로 하고 있다. 본 고안도 이 길이를 선택한다. 이랑의 길이가 짧으면 배수(排水)가 잘되고 여름철에 통풍이 잘되어 고온장해(高溫障害)가 감소하는 장점이 있다. 재배농가의 해가림의 길이는 인삼포의 형태에 따라 길이를 길게 하고 있다. 이유를 추정해 보면 인삼포의 길이를 전부 해가림을 설치하여 전체 면적에 대한 실질경작지의 비율을 높이기 위한 재배욕구 때문이 아닌가 한다.

(5) P.E 차광망 : P.E차광망을 설치하기에 편한 구조로 하고, 중복해서 덮을 수 있도록 한다. P.E차광망은 직사광선을 차단하고 광선을 산란광으로 바꿔 주는 기능을 한다. 근년(近年)의 해가림 시설의 설치 경향은 직사광선 차단이라는 목적 외에 오히려 누수율과 광투과율을 줄이기 위하여 해가림의 내부가 어두워져 가고 있는 경향이다. P.E차광막을 2중으로 치는 재배농가도 늘고 있으며, 측면 해가림도 증가하고 있다. 인삼은 10％정도의 산란광(散亂光)이 생육에 가장 알맞다. 와이어해가림으로 해가림시설을 할 경우에는 P.E차광망의 선정 기준도 바뀌어야 할 것이다. P.E차광망은 햇빛의 차단 정도로 75％, 95％ 등으로 2중직, 3중직, 4중직, 5중직 등 여러 가지가 생산되고 있으며, 폭은 1.5m, 1.65m, 1.8m 3가지로, 길이는 100m 단위로 생산되고 있다. P.E차광망 4중직 97％의 무게는 폭 1.5m 짜리가 25kg, 폭 1.65m 짜리가 30kg, 1.8m 짜리가 34kg이다.

(6) 측면해가림 : 측면해가림을 고안한다. 측면해가림은 차광망(1.81m)이 지면에 10cm가 덮어지도록 1.71m 높이로 제작한다. 측면해가림은 여름철에 해가림 내부에 입사(入射)되는 강한 반사광선을 차단하여 산란광(散亂光)으로 만들어 주며, 여름철의 바람막이로 풍해를 방지할 수 있다. 겨울철에 해가림 내부의 보온(保溫)효과도 있다. 또한 인삼이 내부와 외부가 골고루 성장하도록 하고, 반듯하게 성장하도록 해주며, 때로는 동물 침입방지용으로도 효과도 있다. 측면해가림은 높이를 올리거나 내릴 수 있도록 하여 통풍의 정도를 조절할 수 있도록 한다.

(7) 이랑의 폭 과 높이 : 이랑의 폭은 63cm, 높이는 30cm로 하였다. 63cm는 재배농가의 평균이랑 폭이며, 깊이는 두둑의 권장 높이이다.

강우량의 계산 예(例)로써 이랑의 크기를 깊이 30cm, 폭 63cm, 길이 36m로 설치하였을 때 저수 가능량(폭63cm*높이30cm*36m)은 6.8㎥이다. 시간당 비가 20mm 로 내린다고 하였을 때 강우량은 시간당 2.58㎥({경작지의 폭 1.48m*2면)+이랑의 폭 0.63m}*해가림길이 36m*0.02m/h = 2.58㎥)가 된다. 따라서 이랑이 저장할 수 있는 수량은 2시간 분의 강우량을 저장할 수 있다.

호우경보(豪雨警報)는 시간당 강우량이 10∼20mm로 5시간 이내에 80mm 이상이 예상되거나, 12시간 이내에 150mm 이상 또는 24시간 이내에 250mm 이상의 비가 예상 될 때 호우경보가 발령된다.

두둑이 높으면 장마철에 저수량은 늘어나지만 실질경작지의 비율이 낮아지는 단점도 있다. 평지에 인삼포를 만들 때에는 두둑이 높아야 저수량을 많이 확보할 수 있지만 경사지에서는 인삼포의 낭비가 된다. 두둑의 높이는 30cm∼40cm 정도를 만들어 재배하는 방법이 권장되고 있다. 종래에는 평지에 인삼을 재배하여 높이가 낮았으나 요즘에는 경사지에 인삼포를 만들고 있는 추세이다.

두둑에는 지온(地溫) 상승을 막고, 토양수분의 증발을 막아 토양수분의 안정을 도모하며, 상면누수(床面漏水)로 인한 세굴(細堀,, 작은 물 흐름으로 땅이 패이는 것)의 방지, 토양의 경화(硬化)를 막기 위하여 P.E차광망을 사용하는 인삼포에는 반드시 부초(浮草)를 하도록 하고 있다. 부초(浮草)란 이엉, 볏짚, 왕겨 등으로 두둑을 보호하기 위하여 두둑을 덮는 재료를 말하며, 부초는 풀이 아니고 풀의 역할을 대신해주는 대용물(代用物)을 말한다.

(8) 실질경작지의 비율 : 실질경작지의 비율을 높이도록 한다. 상향식과 하향식은 매 두둑마다 이랑을 만들어야 하므로 실질경작지의 비율이 70％이다. 계산방법은 1.48m/(1.48m+0.63m)*100=70％가 된다. 박공식, 터널식 및 교차식은 전체 폭은 2.96cm, 두둑 폭은 2.33m, 이랑 폭은 63cm가 되어 실질경작지의 비율은 78.7％가 된다. "표준 인삼경작방법"의 해가림시설에 비하여 20％ 이상 실질경작지가 넓어진다.

(9) 인삼포의 방향 : 인삼포의 가장 좋은 방향은 정동(正東)에서 남쪽으로 25∼30°와 정서(正西)에서 북쪽으로 25∼30°를 연결하는 방향이다.

3. 구조체의 해결 수단

해가림 구조체의 각 부위는 아래와 같은 방법으로 해결하였다.

여기에서는 해가림의 길이 36m로 한다. 괄호( )는 도면의 부호이다.

(1) 해가림의 경강선 부재는 취급과 이동에 편리하도록 기둥재(11과 29)와 지붕재(제 5도와 제 6도) 2가지의 부재로 나누었다.

(2) 기둥재를 납작끈(13)으로 연결하여 1차원격자가 되도록 하였고, 조립 후에는 ㄱ자 형태가 되어 세로용1차원격자가 완성되도록 하였다. 이 세로용1차원격자가 P.E차광망(25)이나 차광지의 지지대가 되도록 하였다. 1차원격자를 만들면서 납작끈(13)의 여분끈은 설치 시에 철항(제 17도)에 묶거나, 해가림을 서로 긴결하게 하는 끈으로 사용한다. 납작끈은 신축성이 있어서 부피가 적다.

(3) 철재파이프 스리브(제 8도)는 기둥재가 내경(內徑)에서 독자적으로 서 있을 수 있도록 하고 또한 기둥재가 뽑히지 않도록 길게 만들었다. 기둥재(11과 29)는 철재파이프 내부에 70cm가 꽂혀 있게 된다. 하향식은 전체길이(146cm)의 48％(70cm), 하향식은 전체길이(2.31m)의 30％(70cm)가 철재파이프 스리브의 내경에 꽂혀 있으므로 독자적으로 직립(直立)해 있을 수 있다.

(4) 철재파이프 스리브(제 8도)는 지반에 박히는 길이를 55cm로 하고, 한쪽 끝을 사선으로 절단하여 뾰쪽하게 만들어 땅속에 망치로 쳐서 박을 수 있도록 하였다. 또한 고정용 철재파이프 스리브는 길이를 75cm로 제작하고, 지하에 55cm를 매설하고, 지상에 20cm를 노출(17)시킴으로써 내부에 이물(異物)이 덜 들어가도록 하고, 해체(解體) 시에 뽑기에 편하도록 하였다. 철재파이프 스리브는 토사(土砂)의 측압(側壓)에 의하여 지반에 고정된다. 인삼포로 사용하고자 하는 경작지는 이미 여러 차례 로터리 작업을 해서 30cm 정도를 깊이갈이를 해 둔 밭이기 때문에 지반이 연약하므로 쉽게 박을 수 있으며, 나머지 25cm는 견고한 고정을 위하여 박는 깊이이다. 철재파이프 스리브를 지반에 박았을 때 박히는 깊이가 다를 수 있는데, 이 때에는 기둥재(11과 29)의 길이로 조정하여 해가림의 높이를 맞출 수 있다.

(5) 해가림의 경강선 부재의 이음과 연결은 강선이음용 스리브(21)와 강선이음용 ㅅ형스리브의 2가지로 연결할 수 있도록 하였다. 직선재(直線材)의 이음은 강선이음용 스리브(21)를 사용하고, 박공식(제 13도)과 묘삼식(제 14도)은 강선이음용 ㅅ형스리브(22)를 사용한다.

(6) P.E차광망(25)은 2개의 1차원격자(제 4도) 사이에 끼워 설치하고, 지붕재의 양 단부의 3형걸고리(26)에 1차원격자의 경강선 부재로 감싸지면서 고정될 수 있도록 하였다. 지붕재(12) 위에 P.E차광망을 세로용1차원격자(제 4도)를 올려 활짝 펴 놓고, 가로용1차원격자(제 4도)의 마지막 경강선부재로 P.E차광망을 3형걸고리에 함께 압착하여 걸어매므로 단단히 고정되어 있게 된다. P.E차광망을 교체하는 경우에는 경강선 부재를 외부쪽으로 잡아당기면 경강선부재가 휘면서 빠지게 된다. 세로용1차원격자와 가로용1차원격자는 동일형태이며 기능이 다르다.

(7) 풍압에 대한 안전도를 높이기 위하여 지반에 철항(鐵杭, steel bar stake)을 박아 지붕재의 단부를 납작끈의 여분끈으로 지반에 단단히 묶었으며, 또한 해가림의 지붕재의 단부를 6m 간격으로 서로 묶어 연결하여 안전도가 높였다.

(8) P.E차광막을 교체해야 할 경우에는 3형걸고리의 가로용1차원격자의 경강선부재를 외부 쪽으로 약간 힘을 주어 잡아당기면 쉽게 이탈(離脫)되어 가로용1차원격자를 손쉽게 걷어 낼 수 있다. 기존의 차광막을 걷어 내고 다시 역순으로 차광막을 설치하고 가로용1차원격자를 고정하면 된다.

(9) 철거나 이동이 필요할 때에는 역순으로 하면 된다.

(10) 설치면적을 유니트화(unit 化)하여 길이 36m(20칸, 1칸은 1.8m) 단위로 하며 지붕용 1차원격자는 3.2m 단위로 제작한다. 한 해가림을 길이 36m로 설치하면 상향식은 75.96㎡(23평, 두둑의 폭 1.48m + 이랑 63cm * 길이 36m), 교차식은 129.24㎡(39평, 두둑의 폭1.48m*2면+ 이랑 0.63m* 36m)를 설치할 수 있다.

4. 구조체에 대한 설명

(1) 해가림의 구조는 경강선 자체의 물리적 성질과 이를 응용한 경강선 구조를 사용하여 평면격자로 만들어 응력을 강화 시켰으며, 흔들리는 구조(동적구조)로 고안하였다.

응력 지지용으로 세로용1차원격자를 기둥재(11 과 29)와 지붕재(12)로 분할하였으며, 다시 지붕재 위에 응력지지용 세로용1차원격자(제 4도)로 하중을 기둥재에 전달토록 하였다. 이 세로용1차원격자 위에 피복을 깔았으며, 다시 가로용1차원 격자(제 4도)로 눌러 고정되도록 하는 방법을 채용하였다. 지붕재의 자체하중(自重)은 500g/㎡ 정도이므로 가볍고, 설하중(雪荷重)은 30cm 적설 시에 지붕재에 67kg(45kg/㎡ * 1.71m)이 부하(負荷)되며, 경강선 구조가 지니는 응력이 충분하므로 구조적으로 안전하다. 경강선구조는 강한 구조내력을 지닌 경량(輕量)의 구조체다. 해가림이 과도한 하중(荷重)을 받게 되면 지붕재의 단부(27) 쪽으로 휘어질 뿐이며, 하중이 제거되면 다시 원상으로 돌아간다. 각 1차원격자는 납작끈(13)으로 연결되어 있으므로 신축성이 있으므로 취급이 간편하다.

(2) 단순한 구조의 경량의 조립식으로 고안하였다.

구조가 단순하므로 재배농가가 쉽게 설치할 수 있다. 20칸의 길이(36M)의 중량은 40kg 미만이어서 가벼우므로 취급과 운반이 쉽다. 상향식해가림(길이 36m)의 전체 무게를 계산해보면 기둥재의 간격을 1m로 하고 선경 2.9mm 경강선으로 설치한다고 가정하였을때 기둥재가 37개(4.546kg=2.21m*37본*55.6g/m), 지붕재가 37개(3.99kg=1.97m*37본*55.6g/m), 가로용1차원격자(3.2m 짜리 12틀, 10.675kg=3.2m*5본*55.6g/m*12틀), 철재파이프 스리브(파이프 외경 22.2mm, 두께 1.2mm, 단중 0.716kg/m, 스리브 길이 75cm, 전체중량 : 19.2kg=0.725m*0.716kg/m*37개)로 전체중량은 38.4kg이 된다. 이 외에 강선이음용 스리브(길이 20cm) 37개와 철항 6개가 추가 된다.

(3) 부품 조립 없이 구조를 최대한 단순하게 만들었다.

구조가 단순하므로 재배농가는 재배 방침에 따라 해가림의 종류만 선택하면 쉽게 조립할 수 있도록 하였다. 상향식, 하향식, 교차식, 터널식은 부재의 종류는 기둥재, 지붕재, 가로용1차원격자, 철재파이프 스리브, 강선이음용 스리브 등 5종류이며, 박공식과 묘삼용은 강선이음용 ㅅ형스리브(제 16도)가 추가되어 6가지이다. 측면해가림은 2가지이다.

*36m 설치시의 각 해가림의 부재 수 일람표(예 : 1m 간격으로 기둥재 배치)

(4) 각 해가림은 부재를 규격화하여 호환(互換)할 수 있도록 고안하였다.

상향식, 하향식, 교차식, 터널식은 2가지의 기둥재(1.36m 와 2.21m), 지붕재는 2가지(상향식과 하향식)로 조립할 수 있으며, 부재간의 연결은 강선이음용 스리브(21) 한가지로 전부 이음하도록 하였다. 또한 박공식과 묘삼용은 기둥의 길이만 다르게 고안되어 있다. 상향식과 하향식 2가지의 종류로 재배목적에 다양하게 해가림을 지을 수 있도록 고안하였다.

상향식과 하향식의 부재를 단독적으로 사용하면 상향식과 하향식이 되고, 혼용하면 교차식이 되며, 대칭으로 사용하면 터널식으로 해가림을 만들 수 있다. 박공식은 묘삼용과 함께 사용할 수 있다. 상향식(제 9도)과 하향식(제 10도)은 지붕재의 단부(27)가 면하는 방향에 따라 구분한 것인데 경작지가 바라보는 방향과, 태양의 방향에 따라 구분하여 설치할 수 있도록 한 것이다.

교차식(제 1도)과 터널식(제 11도와 제 12도)은 상향식과 하향식과 동일한 부재를 사용한다. 즉, 같은 식(상향식이나 하향식)의 부재가 서로 마주보도록 해가림을 만들면 터널식이 되고, 상향식과 하향식을 앞뒤로 등을 돌리도록 사용하면 교차식이 된다.

(5) 철거하면 재활용할 수 있도록 만들었다. 경강선 부재가 강건하고 취급이 용이하므로 원형(原形)이 쉽게 변형되지 않으며, 경강선 부재는 녹이 나지 않도록 방청처리가 되어 있으므로 철거 후에 재활용할 수 있다.

본 고안의 공장 제작과정은 [과제의 해결 수단]과 같으며, 경작지에서 이루어지는 작업과정을 설명하고자 한다. 구조가 간단하고, 경량의 조립식이므로 쉽게 설치할 수 있다.

와이어해가림의 경강선부재는 공장에서 제작하여 필요한 수량을 재배농가에 공급한다. 설치과정은 상향식, 하향식, 교차식, 터널식, 박공식 및 육삼용해가림이 모두 동일하며, 측면해가림은 앞에 나열한 해가림을 설치한 다음에 설치한다.

작업 순서는 아래와 같다.

해가림의 설치작업 과정을 요약하면 다음과 같다.

제조자 --> 해가림용 자재 제작--> 공장 출하 및 재배농가에 도착.

재배 농가 --> 경작지에 해가림 설치할 위치를 확정 --> 경작지에 거리측정 및 줄띠우기 --> 철재파이프 스리브 박기 --> 기둥재를 스리브에 꼽기 --> 기둥재의 높이 맞추기 --> 기둥재에 강재이음용 스리브 꼽기 --> 지붕재 설치하기 --> 세로용1차원격자 설치하기 --> P.E차광망을 지붕에 올리고 펼치기 --> 가로용1차원격자를 지붕재에 올리기 --> 차광망 고정하기 --> 측면해가림 설치 --> 철항박기 --> 납작끈의 여분끈으로 철항에 묶고 고정하기 --> 전체적으로 해가림시설 점검 및 수정 --> 작업 완료.

해가림의 설치 작업과정 :

소요자재 : 기둥재, 지붕재, 철재파이프 스리브, 강선이음용 스리브, 차광망, 철항, 강선이음용 ㅅ형스리브(박공식이나 묘삼용해가림)

소요공구 : 큰 망치(오함마, hammer), 50m 줄자, 실, 백회, 절단용 커터

1. 인삼포(묘포나 본포)를 만들고자 하는 경작지에 50m 줄자로 기둥재(11이나 29)의 간격에 맞추어 철재파이프 스리브(14)를 박을 자리를 정확하게 땅바닥에 백회로 표시한다. 철재파이프 스리브를 박을 자리의 연장선상의 외부에 실을 탱탱하게 잡아 당겨 실을 띄운다. 기둥재는 납작끈(13)으로 연결되어 있으므로 철재파이프 스리브의 간격이 잘 맞아야 설치가 쉽다. 실을 띄우는 이유는 철재파이프 스리브가 정확하게 일직선이 되고 정확한 간격으로 박기 위함이다. 두둑이 휘어져 있는 경우에는 기둥재의 간격 이내에서 두둑의 형상과 각도에 맞춰 실을 띠우고 위치 를 확정한다.

2. 철재파이프 스리브(14)를 설치 위치에 맞추어 큰 망치로 일렬로 수직으로 박는다. 경작지의 두둑이 휘거나 비틀어진 경우에는 간격을 기둥재의 간격 이내에서 두둑의 위치에 맞춰 박는 위치를 조정한다. 두둑이 휜 곳의 P.E차광망을 고정할 때는 세로용1차원격자(도4)와 가로용1차원격자(제 4도)의 경강선부재를 절단하거나 절곡하여 두둑의 각도에 맞춰 고정하면 된다. 철재파이프 스리브는 지반의 확실한 정착을 위해서 철재파이프 스리브의 박는 깊이는 깊이갈이 길이(30cm)보다 25cm를 더 박도록 하고 있다. 인삼포는 깊이갈이(30cm 정도)가 잘 되어 있어서 토심이 깊고 흙이 부드러우므로 잘 박힌다. 철재파이프 스리브는 길이가 75cm로 제작되는데, 지하에 55cm가 박히며, 지상에 20cm가 남게 된다. 지반에 박히는 부분 55cm의 5cm는 스리브의 뾰족 부분이며, 나머지 50cm 중 30cm는 쉽게 박을 수 있는 길이이고, 20cm는 좀 더 힘을 들여서 땅에 정착시키도록 고안되어 있다. 철재파이프 스리브를 박다가 밑에 바위가 걸려 더 이상 박히지 않는 경우에는 그 상태에서 박기를 중단한다. 박힌 깊이 30cm이면 기둥재를 수직으로 버텨 줄 수 있는 깊이가 된다.

3. 철재파이프 스리브의 내경(內徑)에 세로용1차원격자의 기둥재(11 이나 29)를 순서에 맞춰 꼽는다.

4. 기둥재를 다 꼽은 다음에 해가림의 시점과 종점에 기둥재의 상부에 실을 묶어 탱탱하게 당기고 전체적으로 기둥재의 높이를 전체적으로 맞춘다. 기둥재의 상부를 망치로 몇차례 두드려 토사에 정착되도록 박으면서 기둥재의 높이를 전체적으로 맞춘다. 경강선부재는 직선성(直線性)이 강하므로 수직으로 박으면 박는 중에 휘거나 꺽이지 않는다.

5. 기둥재의 상부에 강선이음용 스리브(24)를 꼽는다.

6. 강선이음용 스리브의 상부에 지붕재(12)를 꼽는다.

7. 지붕재 위에 세로용1차원격자(제 4도)를 올리고, 지붕재 양측의 마지막 경강선부재(27)를 3형걸고리(26)의 위의 걸고리에 걸어 맨다.

8. 세로용1차원격자(제 4도)의 위에 P.E차광망(25)을 올린 다음에 양측이 5cm씩이 분배되도록 활짝 편다. 지붕재의 폭(1.71m)은 폭 1.81m의 P.E차광망을 덮었을 때 양측에 5cm의 여분이 있도록 제작되어 있다.

9. 가로용1차원격자를 P.E차광망의 위에 올리고 가로용1차원격자로 P.E차광망을 누르면서 감싸 안아 마지막 경간선 부재(28)를 지붕재의 3형걸고리(26)에 걸어 맨다. 경강선 부재는 탄력성이 있어서 잡아당기면 쉽게 3형걸고리에 걸어 맬 수 있다. 박공식(제 13도)처럼 지붕의 단부(27) 부분이 맞닿아 있는 부분에 P.E차단망을 칠 때에는 기둥재가 신축성이 있으므로 지붕재의 단부를 바깥쪽으로 잡아당기면 해가림의 기둥재 간에 간격이 벌어지게 되므로 P.E차광망을 쉽게 설치할 수 있다. 차광망을 설치하면 해가림의 형상이 만들어진다.

10. 측면해가림(제 17도)의 철재파이프 스리브의 설치방법은 기둥재와 같은 방법으로 한다. 철재파이프 스리브는 해가림의 철재파이프 스리브와 함께 사용하고, 해가림간의 중간은 해가림의 연결선상에 철재파이프 스리브를 일정간격(1m)으로 박는다. 철재파이프 스리브 박기가 끝나면 기둥재의 V형걸고리(제 17도)가 해가림의 반대쪽으로 향하도록 꼽고 높이를 조정을 한다. 상부의 V형걸고리에 P.E차광 망을 걸어 맨다. 기둥 중간과 하부의 V형걸고리에 걸 때는 P.E차광망을 아래쪽으로 잡아 기면서 걸어 맨다.

해가림의 1/2만을 쳐야할 경우에는 하부의 P.E차광망은 신축성이 있으므로 아래쪽으로 살짝 당기면 V형걸고리에서 풀리며, 상부의 V형걸고리에 걸어 매면 하부가 개방되게 된다.

11. 해가림을 6m 간격으로 지붕재의 단부(27)를 납작끈으로 묶어 서로 연결하여 안전도를 높인다.

12. 해가림이 전체적으로 완성되면 점검하고 작업을 끝낸다.

여기까지의 작업으로 와이어해가림이 완성된다.

13. 차광망을 교체하거나 철거할 경우에는 가로용1차원격자와 지붕재(세로용1차원격자)가 연결되어 있는 3형걸고리에서 가로용1차원격자를 외부 쪽으로 힘을 가하면서 잡아당기면 쉽게 이탈시킬 수 있다. 작업이 끝난 다음에는 다시 P.E차광망을 설치하고 가로용1차원격자를 걸어 매면 된다.

14. 철거를 할 경우에는 설치 순서와 반대로 하면 쉽게 철거할 수 있다. 철재파이프 스리브는 지반에 접해 있는 부분을 망치로 몇 차례 이쪽저쪽으로 몇 차례 두드려주면 스리브 주위의 구멍이 커져서 쉽게 뺄 수가 있다.

[효과]

1. 구조적으로 안전하기 때문에 겨울철에 눈에 의해서 무너지지 않으므로 인삼포의 붕괴로 인한 손실을 예방할 수 있다.

2. 인삼포가 와이어해가림에 의하여 직사광선과 반사광선을 차단하고 산란광 만을 받아들임으로써 최적의 생육여건을 만들어주고, 전후행(前後行)간의 생육상태가 고르게 되어 인삼이 반듯하게 자라므로 인삼의 수확량이 증대된다. 현행의 해가림 시설은 햇빛이 드는 곳과 안 드는 곳이 있어서 인삼이 햇빛을 따라 비스듬이 자라므로 재식량(裁植量)이 적다.

3. 실질경작지의 면적이 넓어져 재식량이 증가하므로 수확량이 증대된다. 상향식, 하향식의 실질경작지의 비율은 70％이다. 박공식, 터널식 및 교차식은 78.7％이다. "표준 인삼경작방법"의 해가림시설에 비하여 20％ 이상 실질경작지가 넓다.

4. 경사지와 평지 어디든 설치할 수 있으므로 인삼경작면적이 넓어진다. 지반에 철재파이프 스리브를 박을 수 있으면 장소에 구애 받지 않고 해가림을 설치 할 수 있다.

5. 구조가 단순하고 경량의 조립식구조이므로 운반과 설치, 철거가 쉬워 재배농가가 자력(自力)으로 세을 수 있으므로 노동력이 절감된다.

6. 기상에 따라 신속하게 조치하여 손실을 사전에 방지할 수 있다. 차광망의 중복설치나 교체를 신속하고 손쉽게 할 수 있으므로, 풍해예방(風害 豫防), 통풍개선(通風 改善)등으로 고온 장애(高溫 障碍)를 줄일 수 있으며, 겨울철에 내부 보온효과를 높이고 설해(雪害)를 예방할 수 있다.

7. 경량의 조립식 구조이므로 철거 후에 재사용(再使用)이 가능하다. 또한 내구성(耐久性)이 좋으므로 오래 사용할 수 있다.

8. 고품질의 인삼 생산, 재식량 증가로 인한 수확량 확대, 저렴한 가격, 노 동력 절감등으로 재배농가에 경제적으로 많은 소득을 올려 줄 수 있다.

[도면의 종류]

제 1도 : 교차식해가림 사시도

제 2도 : 상향식해가림의 기둥재(세로용1차원격자의 기둥부분) 전개도

제 3도 : 하향식해가림의 기둥재(세로용1차원격자의 기둥부분) 전개도

제 4도 : 세로용, 가로용1차원격자(길이 3.2m)의 전개도

제 5도 : 상향식해가림의 기둥재의 단면도

제 6도 : 하향식해가림의 기둥재의 단면도

제 7도 : 기둥재와 지붕재의 연결부분의 확대도

제 8도 : 철재파이프 스리브의 사시도

제 9도 : 상향식해가림의 단면도

제 10도 : 하향식해가림의 단면도

제 11도 : 터널식해가림(박공형)의 단면도

제 12도 : 터널식해가림(하향형)의 단면도

제 13도 : 박공식해가림의 단면도

제 14도 : 묘삼용해가림의 단면도

제 15도 : 측면해가림의 기둥재

제 16도 : 강선이음용 ㅅ형스리브 사시도

제 17도 : 철항 사시도

[도면의 주요 부분의 부호 설명]

10 : 경강선

11 : 상향식의 기둥재

12 : 지붕재

13 : 납작끈

14 : 철재파이프 스리브

15 : 철재파이프 스리브의 지하 매설부분

16 : 지상에 노출되는 철재파이프 스리브의 길이

17 : 기둥재의 지상 부분

18 : 지붕재에 붙어 있는 기둥재 부분

19 : 철재파이프 스리브에 기둥재가 꼽히는 길이

20 : 납작끈의 여분끈

21 : 강선이음용 스리브

22 : 강선이음용 ㅅ형스리브

23 : 경작지

24 : 이랑

25 : P.E차광망

26 : 3형걸고리

27 : 지붕재의 단부

28 : 1차원격자의 마지막 경강선 부재

29 : 하향식의 기둥재

30 : 박공식의 지붕재

Claims (1)

1. 경강선으로 제작한 인삼포용 와이어해가림이라는 물품.

   경강선구조에 의하여 경강선 부재로 제작한 상향식해가림, 하향식해가림, 교차식해가림, 터널식해가림, 박공식해가림, 묘삼용해가림, 측면해가림 등 해가림의 형태나 용도에 상관없이 경강선으로 제작한 인삼포용 해가림 시설을 모두 포함한다.

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