고온피해 방지를 위한 계사 단열시설 요령
2012년은 유난히 더위가 심했다. 지난 여름 고온으로 인하여 676호에서 가축 185만 마리가 폐사하였으며 이중 닭이 175만수 오리가 8만수가 폐사하여 대부분 가금류의 피해가 컸었다. 이렇게 가금류가 피해가 큰 것은 가금은 깃털로 덮여있고 땀샘도 발달되어 있지 않고 기본적으로 체온도 높아서 약간의 고온에서 심한 피해를 볼 수 있다.
여름철 외부 온도가 올라가기 시작하면 열은 전도, 대류, 복사현상에 의해 항상 온도가 높은 곳에서 더 낮은 곳으로 이동한다. 찬공기는 따뜻한 공기보다 무거워 바닥으로 하강하게 된다. 열은 전도현상에 의해 벽과 천정을 통해서 이동한다.
열의 이동은 지붕이나 벽에 의해 이루어지며 천장으로 45~50%(여름철 70%)가 방열되고 창문으로 13~20%, 환기에 의하여 15~35%, 바닥으로 7% 정도가 방열된다. 이와 같이 열의 이동은 주로 지붕이나 벽을 통하여 이루어지고 있는데 지붕이나 벽의 면적1m2당 온도차가 1℃일 때 1시간에 이동하는 열량을 나타내는 단위를 열관류율(K)이라고 한다.
따라서 계사 안이 여름에는 시원하고 겨울에는 따뜻하게 하기 위해서는 계사의 천장과 벽의 열관류율(K)을 낮춰야 한다. 다시 말하면 열관류율(K)이 낮은 계사는 계사 내에서 계사 밖으로 또는 계사 밖에서 계사 안으로 열이 이동하는 것을 막을 수 있도록 단열이 잘된 계사라고 볼 수 있다.
한편 열관류량(Q)은 일정면적의 벽이나 지붕을 통하여 일정시간 동안에 이동하는 열량으로 나타내는데 열 관류량은 다음의 공식으로 추정한다.
\(Q=K \times(t 1-t o) \times A \times T\)
Q=열관류량
K=열관류율
t1-to=온도차
A=벽 또는 천장의 면적
T=시간
미국의 시험결과 지붕에 단열시설을 한 계사의 계사 내부 온도는 33.3℃ 이었고 출하시 폐사율도 0.5%에 불과했으나 지붕단열을 하지 않은 계사는 계사내부 온도가 37.2℃까지 상승하고 폐사율도 14.3%까지 상승했다고 보고하고 있어서 여름철 고온스트레스를 극복하기 위하여 단열시설이 얼마나 중요한지 알 수 있다.
1. 단열재의 종류
표 1. 단열재의 종류별 단열치(R값)
1) 보온덮개형 단열재
소재는 가공처리된 유리솜, 석면, 셀룰로오즈 섬유 등이다. 보온덮개의 표면은 코팅용 종이나 알루미늄으로 처리되어 있어서 시공을 용이하게 하고 때때로 부분적이나마 진공 차단막의 효과를 나타내기도 한다.
2) 충진형 단열재
소재는 백이나 용기에 담긴 석면, 셀룰로오즈 섬유, 질석, 과립코르크, 폴리스틸렌 등이다. 석면과 셀룰로오즈 섬유는 운송 때문에 단단히 압축되어 있으므로 시공할 때에는 뜯어서 부풀려야 한다. 질석, 코르크, 폴리스틸렌은 용기에서 직접 쏟아 넣어 사용하면 된다. 충진형 단열재는 기존 계사의 지붕단열시 사용하면 좋다.
3) 경질 소재형 단열처리
유리솜, 셀룰로오즈판, 폴리스틸렌, 폴리우레탄 혹은 폴리이소시안우레이트 등이 그 재질로서 사각형 블록, 널이나 박판의 형태를 갖춘다. 높은 경도와 강도는 다른 종류의 단열처리에서는 갖추지 못한 장점이라 할 수 있다.
4) 거품형 단열처리
거품 발포형 단열재는 공기나 내부 가스로 유기물질을 거품화하여 건축구조물에 직접 스프레이하는 것이다. 가장 널리 쓰이는 소재는 폴리스틸렌과 폴리우레탄이다. 거품형 단열재는 그 기공의 구조에 따라 수분에 대한 저항력이 달라진다. 거품형 단열재는 금속재 천장하부나 계사 내부 마감용으로 직접 쓰이는 경우가 많다. 완전밀폐시킬 수 있어서 무창계사의 단열재로 많이 쓰이고 있는 단열재 이지만 인화성이 큰 것이 단점이어서 화재에 유의해야 하며 화염 확산을 줄일 수 있는 소재로 마감을 하는 것이 좋다.
5) 반사형
알루미늄 호일, 열반사 페인트 등과 같이 반사성 물질로서 열이 이곳에 닿으면 반사되어 복사열을 차단한다. 전도와 대류에 의한 열의 흐름을 줄이기 위한 공기 공간이 필요하다. 시공이 간편하지만 먼지와 부식으로 인해 반사 단열효과가 떨어질 수 있다.
▲ 판상형 단열재 시공
▲ 발포 폴리우레탄 시공
2. 단열재 시공 방법
계사 단열재를 시공하는데 있어서 어떤 종류의 단열재를 얼마의 두께로 설치해야 하는가는 표2의 기준에 따라 농장의 위치에 따라 적정 단열치 기준을 기준으로 시공하여야 한다. 단열재 시공시 각종 단열재의 특징 및 가격을 고려하고 단열재의 두께에 따라 단열치를 계산하여 지붕이나 천장 및 벽의 시설을 완벽하게 해야 한다. 예를 들어 슬레이트 0.5cm+유리솜 5cm+보온덮개 3cm+합판 0.5cm를 시공하면 단열치는(0.5×0.1)+(5×1.6)+(1.5×1.5)+(0.5+0.49)=12.8이 되어 지붕과 천정 단열재로서 충분하다.
표 2. 외부온도에 따른 축사벽과 천장의 추천 R값
1) 계사 신축시
무창계사의 경우 우레탄의 경우 벽체 내부를 갈바륨이나 합판등으로 시공 후 우레탄을 발포한 후(벽체 50mm, 천장 70mm 이상) 외피를 덮어주면 시공이 완료된다. 전기배선공사는 우레탄을 발포한 후 하는 것이 보수하기에 용이하다. 개방계사의 경우 벽체를 시공한 후 우레탄을 발포하며 우레탄은 노출되어도 문제가 없다.
2) 계사 보수시
닭이 들어있는 상태일 경우 스레이트나 보온덮개, 지붕위에 직접 우레탄을 발포한다. 자외선 노출로 색상이 변하므로 우레탄계 도료나 유성페인트로 보호코팅을 해주면 더욱 좋다(외부코팅시 지붕 50mm, 벽 30mm). 내부코팅시 평강이나 파이프, 나무조각를 우레탄으로 완전히 감싸서 보이지 않도록 시공해야 한다. 특히 용마루 부위 틈새를 철저히 스프레이하고 처마끝 부분과 벽체 이음새를 메꿔주는데 시공의 중점을 두어야 한다. 내부코팅은 별도의 코팅을 할 필요가 없다(내부코팅시 지붕 50mm, 벽체 30mm).
3. 무더위 극복을 위한 여름철 관리 포인트
혹서기 동안 오후 해가 넘어갈 무렵의 직사광선은 더위에 지친 닭에게 치명적 피해를 끼치므로 개방계사의 경우 차양시설을 필히 설치하여 어떠한 경우라도 직사광선이 닭에게 닿지 않도록 특히 주의한다. 이때 차광시설 설치시 계사측면을 따라 수직으로 설치하는 것보다는 비스듬히 설치하는 것이 효과적인데 차광율 30%의 원예용 그물을 사용하면 복사열 차단에 효과적이다. 참고로 원예용 그물과 환기홴 또는 스프링쿨러를 함께 사용하면 효과 상승한다. 그리고 자연환기 증가를 위하여 계사주위의 바람 진입을 방해하는 풀, 잡초, 수목의 가지, 기타 물체를 정리하고 창문 그물망의 거미줄, 먼지를 자주 제거해주고 야간에 환풍기를 돌려 일교차를 크게 해주도록 노력한다.
▲ 측벽 윈치커튼 차광시설
▲ 터널환기계사 입기구 차양시설
단열처리가 안된 간이계사는 지붕에 스티로폼 등 단열재를 부착하거나 지붕에서 약간 간격을 두어 차양막을 설치하여 온도상승을 차단하고 스프링클러를 설치하여 지붕위에 지하수를 분무한다.
윈치커튼으로 들어오는 외부 빛을 차단하기 위하여 윈치커튼 위에 검정색 부직포를 한 겹 더 감아서 설치해주면 외부의 빛도 차단하고 겨울철에는 보온효과도 있고 특히 어둡게 키울 경우 이상도체 발생도 감소하여 일석삼조의 효과를 볼 수 있다.
▲ 윈치커튼에 부칙포를 추가설치하여 차광