KR101419123B1

KR101419123B1 - 수경재배를 이용한 옥상녹화장치

Info

Publication number: KR101419123B1
Application number: KR1020120093362A
Authority: KR
Inventors: 황윤택; 황수진; 황지민
Original assignee: 황윤택
Priority date: 2012-08-26
Filing date: 2012-08-26
Publication date: 2014-07-11
Also published as: KR20140026984A

Abstract

본 발명의 수경재배를 이용한 옥상녹화장치는, 배지가 안치되고 식물이 식재되는 재배조와, 재배조의 측면 최하단에 수개가 구비되며 배지는 통과시키지 않지만 물과 공기는 통과시키는 배수구멍과, 재배조의 하단에 구비되는 양액조와, 외부에서 양액조에 양액을 공급하는 급액배관과, 양액조 내부의 급액배관 끝부분에 설치되어 양액조의 양액 수위를 일정하게 유지하는 플로팅밸브와, 재배조의 배지에 삽입되며 재배조의 하단을 통과하여 양액조의 배양액에 연결되는 심지와, 심지를 수용하여 빗물이나 식물의 뿌리가 심지를 타고 양액조로 들어가는 것을 막도록 상단이 뒤집어진 ‘U'자 모양으로 형성되며 하단이 재배조 바닥에 일체화되어 형성되는 심지유도부를 갖는다.
본 발명에 의하면, 비가 많이 와도 재배조가 넘치거나 양액이 희석되지 않아 양액의 농도가 일정하게 유지되며, 빗물이 배지를 거쳐 재배조 측면의 배수구멍을 통하여 배수됨으로써 배지의 염류집적을 해소할 수 있으며, 옥상의 햇볕과 적절한 농도의 양액을 지속적으로 공급함으로써 식물의 성장에 최적의 조건을 제공할 수 있다.
따라서 장치의 크기는 크지 않지만 식물이 빨리 자라면서 필요한 만큼 수분과 영양분을 지속적으로 공급해 줄 수 있으므로 토마토, 호박, 담쟁이넝쿨 등 크기가 크거나 뻗어나가는 식물을 키울 수 있어 옥상의 넓은 면적을 녹화할 수 있다. 또한 호박 등 일년생 식물을 식재하더라도 봄에 일찍 자란 모종을 심으면 가장 더운 7~8월에 가장 크게 자라기 때문에 더운 여름에 옥상의 햇볕을 차단하고 증산작용을 일으켜 건물의 온도를 낮추어 주는 옥상녹화 본래의 취지에 충실할 수 있다는 장점이 있다.
그리고 장치의 무게가 가볍기 때문에 최대허용하중이 크지 않은 오래된 건물이나 소규모 거주용 건물 옥상에도 설치가 가능하여 설치할 수 있는 건물의 범위가 매우 넓어진다는 장점이 있다.
또한 별도의 전원이 필요하지 않고, 건물의 시설을 바꾸거나 철거할 때 기존의 옥상녹화 수단들은 재활용이 불가능한 폐기물이 되지만 본 발명에 의한 옥상녹화장치는 간단히 철거하여 다른 건물의 옥상에 새로 설치하여 거의 100% 재활용이 가능하여 보다 친환경적이라는 장점이 있다.

Description

수경재배를 이용한 옥상녹화장치 {Hydroponic Roof Planting System}

본 발명은 옥상에서 수경재배를 이용하여 식물을 키울 수 있는 장치로서 특히 벽돌과 흙으로 만든 화단보다 가볍고, 식물의 성장에 최적의 조건을 제공하며, 철거시 재활용이 가능한, 보다 친환경적인 옥상녹화장치에 관한 것이다.

옥상에 식물이 넓게 자라게 되면 잎이 햇볕을 차단하고 증산작용을 통하여 옥상의 온도를 낮추어 주며 이는 건물의 냉방비용을 절감하게 해 주며, 건물의 미관을 향상시키며 사람들에게 휴식공간을 제공해 준다는 장점이 있다. 해당 도시에 있어서는 식물이 자라는 옥상의 면적이 넓어질수록 해당 도시의 온도가 낮아져 열섬화 현상을 완화하고 도시 경관을 개선시키며 생물의 다양성을 지켜준다는 장점도 있다.

옥상녹화가 이처럼 폭넓고 다양한 장점을 갖기 때문에 각 지역의 지자체에서는 보조금을 지급하고 조례를 정하는 등 옥상녹화를 정책적으로 장려하고 있으며, 옥상녹화의 중요성은 앞으로도 계속 커질 것이 기대된다.

기존의 옥상녹화 수단에는 깊이가 깊은 화단을 만들고 일반적인 흙이나 인조토양으로 채운 후 수목을 식재하거나, 혹은 배수, 지지, 물을 저장하는 등의 기능을 가진 몇 개의 층으로 이루어진 비교적 얕은 식재층을 만든 후 잔디 등 피복식물을 식재하는 등의 방법이 있다.

이러한 옥상녹화 수단들은 한번 설치하면 특별한 관리가 필요하지 않고, 겨울철에도 약간의 보온효과를 갖는다는 장점이 있다. 그러나, 이러한 기존의 옥상녹화 수단들은, 흙과 수분이 합쳐진 무게 때문에 최대허용하중이 크지 않은 건물에는 설치하기가 어렵고, 설치비가 많이 들며, 철거시 폐자재가 많이 나오며 원상회복이 어렵다는 단점이 있다.

한편, 다양한 형태의 수경재배 장치가 있으나, 옥상녹화의 목적으로 사용할 만한 장치는 특별히 없다고 할 수 있다. 넓은 재배조를 갖는 저면관수시스템이나 E&F(Ebb & Flow) 시스템 등을 노지에서 사용할 경우 비가 오면 재배조로 빗물이 유입되면서 재배조가 넘치게 되고 양액이 희석된다는 어려움이 있다. 파이프 형태의 재배조를 사용하는 NFT(Nutrient Film Technique)의 경우 빗물 유입이 많지 않아 노지에서 사용 가능하지만 큰 식물을 재배할 수 없고 설치 단가가 비싸다는 단점이 있다.

이에 따라 본 발명이 이루고자 하는 과제는 수경재배의 원리를 이용하여, 설치가 간단하고 설치비가 높지 않으며, 무게가 가벼워 최대허용하중이 크지 않은 건물에도 설치가 가능하고, 식물의 성장에 최적의 조건을 제공해 주며, 철거시 자재를 재활용할 수 있는 친환경적인 옥상녹화장치를 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 배지가 안치되고 식물이 식재되는 재배조와, 상기 재배조의 측면 최하단에 수개가 구비되며 배지는 통과시키지 않지만 물과 공기는 통과시키는 배수구멍과, 상기 재배조의 하단에 구비되는 양액조와, 외부에서 상기 양액조에 양액을 공급하는 급액배관과, 상기 양액조 내부의 상기 급액배관 끝부분에 설치되어 상기 양액조의 양액 수위를 일정하게 유지하는 플로팅밸브와, 상기 재배조의 상기 배지에 삽입되며 상기 재배조의 하단을 통과하여 상기 양액조의 배양액에 연결되는 심지와, 상기 심지를 수용하여 빗물이나 식물의 뿌리가 상기 심지를 타고 상기 양액조로 들어가는 것을 막도록 상단이 뒤집어진 ‘U'자 모양으로 형성되며 하단이 상기 재배조 바닥에 일체화되어 형성되는 심지유도부를 갖는 옥상녹화장치를 제안한다.

본 발명에 의하면, 비가 많이 와도 빗물이 양액조로 흘러들어가지 않으므로 양액이 희석되지 않아 양액의 농도가 일정하게 유지되며, 빗물이 배지를 거쳐 재배조 측면의 배수구멍을 통하여 배수됨으로써 배지의 염류집적을 해소할 수 있으며, 옥상의 햇볕과 적절한 농도의 양액을 지속적으로 제공함으로써 식물의 성장에 최적의 조건을 제공할 수 있다.

따라서 장치의 크기는 크지 않지만 식물이 빨리 자라면서 필요한 만큼 수분과 영양분을 지속적으로 공급해 줄 수 있으므로 토마토, 호박, 담쟁이넝쿨 등 크기가 크거나 뻗어나가는 식물을 키울 수 있어 옥상의 넓은 면적을 녹화할 수 있다. 또한 호박 등 일년생 식물을 식재하더라도 봄에 일찍 자란 모종을 심으면 가장 더운 7~8월에 가장 크게 자라기 때문에 더운 여름에 옥상의 햇볕을 차단하고 증산작용을 일으켜 건물의 온도를 낮추어 주는 옥상녹화 본래의 취지에 충실할 수 있다는 장점이 있다.

그리고 장치의 무게가 가볍기 때문에 최대허용하중이 크지 않은 오래된 건물이나 소규모 거주용 건물 옥상에도 설치가 가능하여 설치할 수 있는 건물의 범위가 매우 넓어진다는 장점이 있다.

또한 별도의 전원이 필요하지 않고, 건물의 시설을 바꾸거나 철거할 때 기존의 옥상녹화 수단들은 재활용이 불가능한 폐기물이 되지만 본 발명에 의한 옥상녹화장치는 간단히 철거하여 다른 건물의 옥상에 새로 설치하여 거의 100% 재활용이 가능하여 보다 친환경적이라는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 옥상녹화장치를 설명하기 위한 부분절개사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 옥상녹화장치를 설명하기 위한 정면횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 옥상녹화장치를 설명하기 위한 정면횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 옥상녹화장치를 설명하기 위한 정면횡단면도이다.

첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 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.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 옥상녹화장치를 설명하기 위한 부분절개사시도이며 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 옥상녹화장치를 설명하기 위한 정면 횡단면도이다.

그림을 참조하면, 본실시예에 따른 옥상녹화장치는 재배조와, 양액조와, 양액공급장치가 구비된다.

재배조(10) 내부에는 심지유도부(14) 및 심지(13)가 구비되고 그 위로 배지(11)가 안치된다. 배지(11)는 펄라이트와 버미큘라이트가 약 6대 4의 비율로 섞인 것을 사용하면 식물이 식재되었을 때 뿌리로의 공기순환도 좋고 적당한 양의 양액을 심지(13)로부터 흡수하여 머금고 있을 수 있어 식물의 성장에 좋은 조건을 제공해 줄 수 있다. 심지(13)는 펠트지로 만들어지며 재배조(10) 하단의 양액조(20)에 있는 양액(21)을 모세관현상에 의하여 끌어올려 배지(11)에 전달하는 작용을 한다. 심지(13)는 식물이 양액을 흡수하거나 기후에 의하여 증발한 만큼 양액을 끌어올려 배지(11)에 전달하기 때문에 식물이 필요한 양액을 지속적으로 충분히 공급해 줄 수 있다. 심지(13)는 재배조(10) 바닥에 일체화되는 심지유도부(14)에 의하여 배지(11)로 연결된다. 심지유도부(14)는 내부에 심지(13)를 수용하여 심지(13)가 양액조(20)와 배지(11)를 연결하고 심지(13)가 배지(11)의 한가운데에 위치할 수 있도록 지지한다. 심지유도부(14)의 하단은 재배조(10)의 바닥에 밀폐되어 고정되어 빗물이나 식물의 뿌리가 양액조(20)로 유입되는 것을 방지한다. 심지유도부(14)의 상단은 식물의 뿌리가 양성굴지성을 갖기 때문에 뿌리가 심지(13)를 타고 양액조(20)로 뻗는 것을 방지하기 위하여 뒤집어진 ‘U'자 모양으로 형성되어, 식물의 뿌리가 뻗는 중력의 방향과 반대되는 방향으로 소정길이의 상향구간(15)을 갖는다. 이때 심지유도부(14)의 상단을 일자로 형성해도 빗물이 양액조(20) 내로 유입되는 양이 많지 않고 식물의 뿌리가 양액조(20)로 뻗어도 식물에 나쁜 영향은 없으나 양액조(20) 내에 식물의 뿌리가 무성해지면 플로팅밸브(22)의 작동이 방해를 받을 수 있다.

재배조(10)의 측면 최하단에는 1 제곱센티미터 내외의 면적에 배지(11) 입자 크기보다 작은 구멍이 다수 형성된 배수구멍(12)이 수개가 구비된다. 비가 많이 올 때 배지(11)를 거쳐 재배조(10)로 유입되는 빗물은 배지(11)에 누적된 염류를 녹여서 배수구멍(12)을 통해 배출된다. 배지(11)에 염류가 많이 누적되면 식물의 뿌리를 상하게 하며 양분의 불균형을 초래하여 식물의 생육이 억제될 수 있으나 한번씩 비가 오면 염류의 집적을 해소해 줄 수 있어 식물의 생육을 정상적으로 유지할 수 있다.

양액조(20)에는 일정한 양의 양액(21)이 수용되어 심지(13)를 통하여 배지에 양액을 공급해 준다. 양액조(20) 내의 양액(21)의 수위를 일정하게 유지하기 위하여 양액조(20)에는 외부에서 양액을 지속적으로 공급하는 급액배관(23)과 급액배관(23)의 끝부분에 플로팅밸브(22)가 설치된다. 식물이 양액을 소모하거나 자연건조에 의하여 양액(21)의 양이 줄어들 경우 플로팅밸브(22)가 열리면서 양액이 양액조(20)로 공급되고 양액(21)의 수위가 높아지면 플로팅밸브(22)가 닫히면서 양액의 공급이 차단되어 양액조(20) 내의 양액(21)의 수위는 항상 일정하게 유지된다.

양액통(30)에는 식물의 성장에 필요한 영양분이 희석되어 보관되며 급액배관(23)을 통하여 양액조(20)로 공급된다. 양액통(30)의 용량이 작으면 그만큼 자주 양액을 양액통(30)에 보충해 주면 되고, 양액통(30)의 용량이 크면 그에 따라 양액을 보충해 주는 주기가 길어진다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 옥상녹화장치를 설명하기 위한 정면횡단면도이다. 제1실시예와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 사용하며, 이들에 대한 설명은 생략한다.

그림을 참조하면, 본실시예에서는 양액조(20) 내부로의 양액(21)의 공급과 양액(21)의 수위유지를 위하여 제 1실시예의 양액통(30), 급액배관(23) 및 플로팅밸브(22) 대신 터치밸브(41)가 입구에 구비된 양액통(40)이 설치된다. 양액통(40)은 내부가 밀폐되고 양액통(40) 내부의 양액(42)에 의한 음압을 견딜 수 있도록 일정한 강도 이상의 재질로 만들어지며, 터치밸브(41)는 양액통(40)을 입구가 아래쪽으로 오도록 위아래로 뒤집어도 터치밸브(41)가 차단되어 양액(42)이 흘러나오지 않도록 막아주고 양액조(20)의 안치부(43)에 안치되었을 때 터치밸브(41)가 열려 양액(42)이 일정한 높이로 흘러나오도록 하여 양액조(20)의 양액을 일정한 높이로 유지할 수 있도록 한다.

도4는 본 발명의 제3실시예에 따른 옥상녹화장치를 설명하기 위한 정면횡단면도이다. 제1실시예와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 사용하며, 이들에 대한 설명은 생략한다.

그림을 참조하면, 본실시예에서는 제 1실시예와 같이 외부에서 양액이 지속적으로 공급되지 않더라도 양액조의 용량이 충분히 커 오랜 시간 식물에 양액을 공급해 줄 수 있다. 다만, 모세관현상에 의하여 양액을 끌어올릴 수 있는 심지의 높이에 제한이 있기 때문에 양액조의 용량에 제한이 따르므로 상대적으로 양액의 소모량이 많지 않거나 작은 식물을 키우는데 적합하며, 소규모 옥상녹화장치 내지 야외용 수경재배 화분으로 사용할 수 있다.

10 : 재배조 11 : 배지
12 : 배수구멍 13 : 심지
14 : 심지유도부 15 : 상향구간
20 : 양액조 21 : 양액
22 : 플로팅밸브 23 : 급액배관
30 : 양액통 40 : 양액통
41 : 터치밸브 42 : 양액
43 : 안치부

Claims

배지가 안치되고 식물이 식재되는 재배조와; 상기 재배조의 측면 최하단에 수개가 구비되며 상기 배지는 통과시키지 않지만 물과 공기는 통과시키는 소형 배수구멍과, 상기 재배조의 하단에 구비되는 양액조와, 상기 재배조의 상기 배지에 삽입되며 상기 재배조의 하단을 통과하여 상기 양액조의 배양액에 연결되는 심지와, 상기 심지를 수용하며 상기 재배조 바닥에 일체화되어 형성되는 심지유도부를 갖는 것을 특징으로 하는 옥상녹화장치.
제 1항에 있어서, 상기 심지유도부의 상단은 뒤집어진 ‘U'자 모양으로 형성되어, 상기 배지에 식재된 식물의 뿌리가 뻗는 중력의 방향과 반대되는 방향으로 소정길이의 상향구간을 갖는 것을 특징으로 하는 옥상녹화장치.
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