식물공장 설계 A to Z(이론편)

빛·공기·물·열로 풀어낸 설계원리 (재배 시스템, 조명 설계, 오염관리)

지식이야기 탐구지식팀 지음

지식이야기 2026년 02월 01일 출간

작품소개

책소개

이 책은 식물공장 설계를 처음 체계적으로 이해하려는 독자를 위해, 설계의 논리와 필수 구성요소를 이론 중심으로 정리한 기초 안내서다. 빛, 공기, 물, 열, 공간이라는 핵심 요소가 각각 어떤 역할을 하며, 서로 어떤 제약과 상호작용을 가지는지 설계 관점에서 연결해 설명한다.

또한 재배 모듈과 공간 구성, 조명과 공조의 기본 관계, 양액과 수처리의 구조, 위생과 오염관리, 전기와 제어, 유틸리티와 안전 계획까지 식물공장을 이루는 주요 시스템을 빠짐없이 다루되, 특정 현장 경험이나 고급 응용 기법에 의존하지 않는다. 독자가 스스로 설계 조건을 정의하고, 요구 성능을 수치와 기준으로 점검하며, 개념도와 사양을 일관된 구조로 정리할 수 있도록 설계 언어를 제공하는 데 초점을 맞췄다.

식물공장 설계는 장비를 나열하는 일이 아니라, 목표 성능을 달성하기 위한 시스템을 구성하는 일이다. 이 책은 복잡한 설비를 단순화해 이해하도록 돕고, 설계의 시작부터 검증까지 이어지는 사고 흐름을 정리해 준다. 처음 설계를 접하는 기획자, 설계 검토가 필요한 운영 담당자, 기초를 다지고 싶은 엔지니어에게 기준점이 되는 이론편으로 활용되길 바란다.


*생성형 인공지능을 활용하여 제작하고 편집 과정을 거쳤습니다. 편집자의 최종 검토를 거쳐 제작되었습니다.

목차

챕터 1 식물공장 설계의 범위와 목표 정의
설계 대상과 전제조건 설정
생산 시스템 경계와 기능 정의
품질 목표와 균일도 개념
처리량·가동률·여유율의 기본
제약조건 정리(공간·전력·수자원)
기본 성능지표 정의(생산성·에너지·물)
설계 산출물 구성(개념도·사양·도면 수준)

챕터 2 재배 시스템 구조와 공간 구성
재배 방식 분류와 구조적 차이
재배 모듈의 치수 체계
층수·단수와 유효재배면적
작업 공간과 접근성 조건
구역화 원칙(청정·작업·설비)
동선과 물류 흐름의 기본
확장성과 모듈러 설계 개념

챕터 3 환경 목표 설정과 기본 물리
온도 목표와 열수지 개념
습도·이슬점·결로 조건
공기 혼합과 균일도 요건
CO2 농도 목표와 물질수지
증발산과 잠열·현열 구분
센서 위치와 대표값 개념
환경 설정값의 상호작용

챕터 4 조명 설계의 기본
광량과 광질의 기본 관계
PPFD·DLI 설정 논리
광원 배치와 거리-균일도
반사·차광·광손실 개념
발열과 조명-열부하 연계
조도 편차와 허용 기준
점등 스케줄의 기본 원칙

챕터 5 공조·환기 설계의 기초
필요 풍량 산정의 개념
급기·환기·순환의 구분
온습도 제어 구성요소 이해
제습 방식의 기본 구조
필터링과 청정도 기본
압력차와 외기 유입 관리
결로·곰팡이 예방 조건

챕터 6 수처리·양액 공급 시스템 기초
물 수지와 사용량 개념
원수 품질과 전처리 목적
양액 조성과 농도 제어 개념
탱크·배관·펌프 기본 구성
순환·배액·보충 로직 이해
살균·여과의 기본 원리
누수·역류 방지 기본 요건

챕터 7 위생·생물안전·오염관리 기본
오염원 분류와 유입 경로
구역별 위생 수준 설정
자재·인원·공기의 분리 원칙
세척·소독의 목적과 범위
해충·병원체 차단의 기본
폐기물·배수 처리 개념
기록과 점검 체계의 기본

챕터 8 전기·제어·데이터 시스템 기초
부하 목록과 전력 예산 개념
배전 구성과 보호기기 기본
정전·비상전원 기본 개념
제어 구조(현장-상위) 이해
센서·액추에이터 기본 연결
알람·인터락 기본 원칙
데이터 수집과 저장 기본

챕터 9 안전·설비실·유틸리티 계획
열원·냉원·제습원 구성 이해
설비실 배치와 정비 여유
배관·덕트 샤프트 기본
소방·피난의 기본 조건
전기실·기계실 분리 원칙
소음·진동·열 방출 고려
작업 안전과 위험요인 기본

챕터 10 설계 검증과 기준화
요구조건 대비 검토 방법
균일도·용량·여유율 점검
단위설비 사양 정합성 확인
도면 간섭과 경로 검토
시운전 관점의 기능 확인
기본 성능시험 항목 정의
운영 기준서의 구성 요소

인물정보

저자(글) 지식이야기 탐구지식팀