국내 양돈 산업은 농장규모의 대형화, 밀집사육으로 인하여 환경 및 사회 전반에 걸쳐 다양한 문제점들이 있으며, 대표적으로는 1) 축산 전염병 전파 및 유입, 2) 호흡기성 전염병 발생, 3) 축산 악취 배출, 4) 열악한 사육 환경, 5) 축사 에너지 비용 등이 있다.이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 가축방역, 오염물질 저감 기술과 신재생 에너지 개발 등이 이루어지고 있으며, 양돈 산업의 대표적인 문제점을 해결할 수 있는 기술로 공기재순환 기술이 연구되고 있다. 공기재순환 기술은 외부 공기의 유입을 최소화하고 내부 공기를 정화하여 재공급하는 기술로 양돈 산업의 대표적인 문제점 해결이 가능하다. 공기재순환 기술은 주로 산업시설에 대해 연구가 진행되어 왔으며, 미국 국가 표준협회(ANSI)는 공기재순환 기술을 위한 표준을 제시하고 있다. 그러나 양돈 시설에 공기재순환기술을 접목한 연구는 미비한 실정이며, 이를 효과적으로 접목하기 위해서는 돈사 내부의 특성과 재순환 되는 공기의 특성의 분석이 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 공기재순환 시스템을 접목한 돈사의 복합적인 생육 환경을 예측하고 최적의 모델을 설계하고자 한다. 돈사내부의 복합 생육 환경은 평형 방정식으로부터 해석을 수행하였다. 공기재순환 시스템은 공기 세정기, 돈사 열회수기, 외기 열교환기, 태양열 온수기, 외기 혼합기로 구성하였으며, 공기재순환 시스템의 각 모듈은 설계 공식을 바탕으로 공기의 상태를 수치화하였다. 각 모듈의 순서를 다양하게 조합하여 분석을 수행하였으며, 다양한 환경 조건에 따라 돈사내부의 복합 생육 환경을 평가하였다.