온실난방 솔루션

작물의 생리 반응들은 복잡한 물리화학적 반응이며, 온도의 영향을 가장 잘 받는다. 작물이 생육 가능한 범위의 온도를 유효 온도라 하고, 생육이 가능한 가장 낮은 온도를 최저온도라 한다. 작물의 생육이 가능한 가장 높은 온도를 최고온도, 생육이 가장 왕성한 온도를 최적 온도라 한다. 이는 작물 생육단계와 작물의 종류에 따라 다를 뿐 아니라 주야간의 생육 적온도 다르다. 작물별 생육 가능 온도는 최저 한계 온도, 생육 적온, 최고 한계 온도로 구분할 수 있다.
작물은 적온에서 생육이 가장 잘 이루어진다. 한계온도까지는 생육이 가능하지만 적온에서 멀어질수록 생육이 둔화되며, 적온 범위 밖에 장기간 놓이면 심한 생육억제현상을 나타난다. 그리고 한계 온도를 벗어나면 여러 가지 형태의 저온 또는 고온장해를 나타낸다. 시설의 온도관리에 있어서는 한계온도를 벗어나지 않도록 해주는 것이 시설원예의 온도환경관리에 있어 중요하다.

온실에서의 열손실은 전도 복사 누출의 세 가지 형태로 이루어지는데 이들중 난방부하의 80%는 전도에의하여 일어나는데 이는 온실피복제 구조물 지면을 통한 열전달로 온도가 높은곳에서 낮은곳으로 흐르는 현상으로 물이 높은곳에서 낮은곳으로 흐르는 현상과 같은 원리라고 보면되는데 여기서 열손실량은 온실내와 외기온의 온도차가 클수록 열손실량은 많다. 실내온도가 높을수록, 외기온도가 낮을수록 비례하여 많은열이 외부로 빠져나간다. 이러한 이유로 난방부하를 줄이기 위해서는 실내외 온도차를 낮추어야한다. 여기서 외기온도는 조절할 수 없는 영역이라 실내온도를 낮추어야하는데 낮동안 탄소동화작용이 활발할때는 온도를 높게하고 밤에는 햇빛이 없는관계로 식물이 잠자는 시간이기 때문에 온도를 최저한계온도 주변까지 낮추어 열손실을 차단한다. 다음으로 전도부하에 영향을 주는 인자로 보온재 구조체 지면의 열전달 계수가 클수록 열손실량 또한 비례하여 증가하는데 주요부분이 보온재를 통한 열손실이다.

온실을 덮고있는 비닐 차광막 보온덮개 등으로 비닐층이 많을수록 보온효과는 크다. 즉, 비닐과 비닐사이의 공기층 또한 상당한 보온효과가 있어 2중온실보다 3중온실의 보온효과가 좋다. 이는 비닐의 보온성보다 공기층의 보온성이 좋고 보온덮개의 보온성은 월등하다, 이처럼 여러단열층의 열전달계수가 작을수록 보온성은 좋아진다. 보온덮개또한 두꺼운 보온덮개 1겹보다는 동일두께의 2겹보온덮개가 중간에 공기층이 있어 단열성이 좋고 당연 일중보온덮개보다는 이중보온덮개의 단열성이 뛰어나기때문데 무겁고 두꺼운 보온덮개 사용시 온실하중증가는 물론 개폐기 및 예인선등 시설과부하로 작용하므로 이부분 설계시 안전성 경제성등을 고려하여야 한다.

다음으로 많은 부분을 차지하는 부분이 온실보온층 구조체의 틈새부분을통한 극간풍으로 이러한 극간풍에 의한 열손실은 출입문을 통하여 직접유입되는 바람도 포함한다. 이와같은 틈새 온실왕래시 발생하는 외기에 의한 직접적인 열손실량은 전체열손실의 15%정도로 무시할 수 없는 양이므로, 온실설계시, 출입문의 효율적인배치와 보온층 시공에 이음부분 지면부분의 처리등에 누설부분을 최소로하는 설계가 필요하다. 누설 또한 실내외 기압차이가 클수록 누설량이 많아지므로 적정실내온도 즉 난방관리가 중요하다. 전도에의한 열손실과 같이 누설에의한 열손실도 실내외 기압차, 즉 온도차를 낮게 유지하는게 중요하므로 1중온실 보다는 2중온실이 실내외 기압차를 서서히 줄이는 완충재 역할을 하므로 가급적 비닐과 보온재를 이용한 공기층을 많이 설계하는게 유리하다. 하지만, 이는 무턱대고 설계할 수 없는 부분으로 지역별 온실의 위치, 재배작물의 종류, 재배방법등에따른 적정설계온도를 기초한 온실설계에 있어 난방비 시공비등 경제성을 면밀히 검토할 수 있는 경험이 풍부한 전문가의 설계검토가 필요하다.

온실의 출입문은 구조상 밀폐가 어려운부분이 많다. 연동하우스에서 자재운반의 편의를 위해 이러한 극간풍에 의한 열손실을 간과하고 출입문을 설치하는 경우가 많은데, 설치에따른 시공비 차후 비닐교환등 유지보수등을 생각할 때 설치수량을 제한하고 자재운반 작업자이동등 동선 설계를 온실내부를 이용할 수 있도록 배치하고 환기구를 통한 극간풍량도 차단할수있는 조치를 하여야한다. 그 외 복사를 통한 열 손실량은 미미하다.