양계 농가의 환기 관리
정압식, 계사에 들어오는 샛바람 최소화시키고, 공기 고루 순환시켜
배기팬 근처 농도를 리트머스로 측정해 농도 높다면 환기 이상 무
사료섭취량 계사 온도 15~27℃ 범위일 때 1℃ 감소에 약 1% 증가
홍의철 연구사
가금연구소
국립축산과학원
서론
환기란 실내의 오래 묵은 공기를 외부의 신선한 새 공기로 바꾸어 주는 일련의 작업을 말하며, 유입 및 배출되는 공기의 양과 흐름을 인위적으로 조절할 수 있는가 또는 없는가의 여부에 따라 자연환기와 강제환기로 구분할 수 있다.
최근 양계 농가가 대규모화되면서 계사 시설도 개방계사에서 무창계사로 바뀌어 가고 있다. 이에 따라 환기도 자연환기보다는 강제환기 방식으로 바뀌고 있으며, 현재에는 환기란 강제환기를 의미하는 말로 의미가 바뀌었다. 본 고에서는 계사 내부의 온도 및 유해가스, 환기방법 그리고 환기상태를 평가하는 방법에 대하여 간략히 제시하였다.
닭의 쾌적 온도와 임계온도
닭을 사육하는 데 있어서 온도는 아주 중요한 환경요인이다. 닭의 사육 시에 닭의 생리현상이 원활하고 생산성을 유지시킬 수 있는 온도로서 임계온도와 고온한계점 사이의 온도를 쾌적 온도대 또는 열적 중 성권이라고 한다.
원래, 임계온도는 기체, 액체, 고체가 형태를 유지하는 한계 온도를 말한다. 닭의 사육 시에 임계온도는 닭의 몸을 따뜻하게 또는 시원하게 하도록 사료 내 에너지를 사용하기 시작하는 온도를 의미한다. 육추시기를 제외한 육성계의 임계온도는 18~24℃이고 산란계는 20~27℃이다.
임계온도를 기준으로 계사 내 온도가 이하로 떨어지게 되면 체열 유지를 위해서 많은 사료를 섭취하게 되고, 이상으로 높아지면 대사과정에서 발생되는 열을 줄이기 위해 사료섭취가 적어지고 따라서 생산성이 감소하게 된다. 산란계의 경우, 사료섭취량은 계사 내 온도가 15~27℃ 범위일 때 1℃ 감소에 따라 약 1% 증가하며, 15℃ 이하에서는 1℃ 감소함에 따라 1.5~2% 증가한다.
표 1. 환경온도와 산란능력
계사 내부의 유해가스
신선한 공기는 질소 78~79%, 산소 20~21% 및 기타 1% 미만으로 구성되어 있다. 계사 내에서 닭에게 나쁜 영향을 끼치는 유해가스로는 탄산가스, 일산화탄소, 황화수소, 암모니아 가스 등이 있으며, 이들 유해가스는 닭의 생산성을 떨어뜨리고 일정 수준 이상을 초과하면 닭의 생명을 위협하게 된다.
표 2. 계사의 유독가스의 위험 수준과 허용수준
탄산가스(CO2)는 계사를 밀폐시켰을 때 가장 먼저 문제가 되는 가스로서 탄산가스가 증가하면 초기에는 생리 활동을 감퇴시키고 닭을 피로하게 하며 치사에까지 이르게 되는데 실제로 계사 내에 1% 이하가 되도록 해야 한다.
일산화탄소(CO)는 난로를 이용해서 계사 내에 난방할 때, 불완전연소 때문에 발생하는 가스로서 색깔이나 냄새가 없으므로 축적을 감지하기 어렵고, 과량의 일산화탄소는 가축과 사람에게 치명적 위험을 준다.
황화수소(H2O)는 계분이 분해되어 발생하는 가스로서 매우 유독하다. 이 가스는 색이 없으며 공기보다 무겁고 습기에 쉽게 융해되는데 냄새의 특성은 썩은 달걀 냄새를 풍긴다. 실제로 0.03ppm 수준이면 사람이 냄새를 감지할 수 있으며 계사 내에 40ppm 이하가 되도록 한다.
암모니아(NH3) 가스는 자극이 상하고 무색이며 공기보다 가볍지만, 공기 중 습기에 융해되어 닭의 위치에 머물면서 호흡기 점막에 염증을 일으켜 호흡기질환 또는 타 질병의 원인이 된다. 일반적으로 허용치가 매우 낮아서 실제로 계사의 환기상태를 측정하는 기준으로 활용되고 있다.
일반적으로 관리자가 계사 안에 들어섰을 때 암모니아 가스를 느낄 수 있는 수준은 8~10ppm 정도이며, 25ppm 이상에서는 뉴캐슬병(ND), 전염성후두기관지염(ILT), 만성호흡기병(CRD), 전염성기관지염(IB), 곰팡이성폐렴 등의 각종 질병에 대한 정항성이 지극히 약화되고 사료섭취량의 감소에 따른 생산성 저하가 두드러지며, 50ppm 이상에서는 상당한 정도의 생산성 저하는 물론이고 음수량이 증가하며, 폐사율 또한 급증하게 된다.
환기요구량
닭은 주령이 경과함에 따라 호흡량과 배분량이 많아져서 탄산가스나 암모니아 가스 등의 유해가스가 많이 발생하고 먼지도 많아지며 세균수도 증가하기 때문에 환기량도 점차 많아져야 한다.
그러나 온도를 맞추면 환기가 나빠지고 환기를 시키면 온도가 떨어지는 상반된 문제 때문에 환기 대책은 온도와 습도 및 환기를 동시에 고려해야 하며, 특히 겨울철에 온도 유지 때문에 환기를 제대로 하지 못할 경우에는 실내를 가온하여 건조시킴으로써 내외 온도차에 의한 환기 효과를 기대할 수 있다.
실제로 닭에 필요한 환기량은 계사의 단열 수준, 외기온도 및 습도, 닭의 체중 및 수용수수에 따라 각기 다르다. 외기온도에 따른 계사 내의 환기량은 다음의 식으로 구할 수 있다.
필요환기량(CFM) = 0.0264 ×(1.8 ×외기온도＋32) ×평균체중 ×수용수수
여기서 외기온도는 °C, 평균체중은 kg이며, 상대습도는 30~60% 범위에 있을 때이다. 이처럼 요구되는 환기량은 여러 가지 요인에 의해 영향을 받게 되므로 환기량 조절이 중요하다.
표 3. 육계 표준환기 기준량 (2006)
〈 1 CFM = 0.028 CMM(m3/m) 〉
보통 계사의 전실에는 문터스나 다른 회사에서 제공되는 관리 프로그램이 설치되어 있어, 시간 단위(300초 기준 작동시간)로 환기량을 맞추어 놓을 수 있다. 예를 들어 CFM을 10,000으로 맞추고 시간을 100초로 맞추면 여기에 맞춰서 환기팬이 돌게 된다. 따라서 표 4에 제시된 환기량을 세팅해 주면 계사 내 환기를 어느 정도는 조절할 수 있다.
표 4. 계절별 계종별 환기요구량 (CFM/수)
환기방법
(1) 음압식 환기
계사 입구 벽이나 천장 등에 입기구를 설치하고 배기용 팬만을 사용하여 계사 내의 공기를 밖으로 배출시키는 환기 방법이다. 최초의 배기팬을 가동하면 배출되는 공기의 양이 흡입되는 공기의 양보다 적어 계사 내에 음압이 생기고, 이 음압으로 인하여 계사 내의 공기의 흐름이 이루어진다.
그림 1. 배기팬과 입기구의 위치
계사의 길이가 45m 이내인 경우에는 계사의 한쪽 끝 양옆 벽에 배기팬을 설치하고 반대쪽 끝에 입기구를 설치하여 입기 된 공기가 계사 전체를 흘러서 배기되도록 한다. 계사의 길이가 150m 이상인 경우에는 계사의 양쪽 끝에 나누어서 배기팬을 설치하고 계사 중앙지점에 입기구를 설치하여 가운데서 들어온 공기가 계사의 양쪽으로 배출되게 한다.
계사의 한쪽 또는 양쪽 벽을 따라 일정한 간격으로 배기팬을 설치할 경우에는 배기팬 반대쪽 벽에 가능한 한 높게 입기구를 설치해 주는 것이 좋다. 배기팬은 벽에 설치하는 것이 관리하기 편하지만, 계사의 폭이 10m를 넘으면 천장에 설치하는 것이 유리하다.
적당한 입기 속도를 얻기 위해서는 환기량 1 CFM당 1.5cm2의 크기가 바람직하다. 케이지 계사의 경우에는 입기구의 위치가 닭과 같은 위치에 놓이게 되는데, 이때에는 입기구의 크기를 1CFM당 2.4cm2 정도로 크게 하여 입기 속도를 줄여 주는 것이 좋다.
(2) 양압식 환기
음압식 환기와는 반대로 계사 외부의 공기를 입기팬을 사용해서 계사 내로 불어넣어 계사 내부에 양압을 형성시키는 환기방법이다. SPF계사(자외선차단계사)와 같은 특수목적의 계사 이외에는 별로 사용되지 않고 있는 환기방법으로서 내부의 양압으로 인해 입기 팬 이외의 곳으로는 샛바람이 전혀 들어올 수 없다.
출입문을 열었을 때에도 외부의 공기가 내부로 유입되지 않으므로 입기팬에만 필터를 사용하면 공기를 통한 세균의 오염을 막을 수 있다.
(3) 정압식 환기
정압은 밀폐된 공간에 공기를 계속적으로 불어넣어 생기는 압력을 말한다. 정압식 환기란 양압식 환기 원리를 응용 발전시킨 것으로 입기 셔터, 입기 팬, 배기팬, 송풍용 비닐닥트 및 컨트롤박스 등으로 구성된다. 입기팬과 비닐닥트를 통해서 외부의 공기를 유입하고 비닐닥트의 작은 구멍을 통해 내부에 분산시킨다.
이러한 환기 방식은 계사 내에 들어오는 샛바람을 최소화시키고, 공기를 고루 순환시킬 수 있으며 특히 차가운 공기가 따뜻한 공기와 섞여서 분산되므로 냉기류에 의한 피해를 최소화시킬 수 있다.
비닐닥트를 설치할 때는 천정과의 사이에 약 30cm 정도의 간격을 두어야 공기순환을 잘 시킬 수 있다. 또 하절기에는 비닐닥트의 배기구멍이 아래쪽으로 향하도록 하여 닭이 있는 쪽으로 직접 공기가 분사되도록 하는 것이 좋다.
계사 내 적정풍속
일반적으로 입기구를 통하여 계사 내로 유입되는 공기는 15~25도 각도로 확산되어 계사 내의 공기와 섞이게 되는데 입기 풍속별로 입기구로부터의 거리에 따라 공기의 유속을 측정한 결과는 표 7에서 보는 바와 같으며, 입기구를 통과하는 공기의 속도가 2.54m/초일 때 입기구로부터 3.0m의 위치에서는 속도가 0.284m/초로 줄어들고 4.6m의 위치에서는 0.207m/초, 6.1m의 위치에서는 0.157m/초로 감소한다.
표 4. 입기 풍속에 따른 입기구로부터 위치별 감소된 공기속도 (단위: m/초)
환기상태의 평가
최근에는 계사 내의 유해가스 농도를 정확하게 측정할 수 있는 간편한 가스검지기와 1회용 가스검지관이 가스의 종류별로 다양하게 있으므로 계사 내의 공기오염 상태를 간편하고 정확하게 측정할 수 있다. 공기오염은 주로 암모니아 가스의 농도를 이용한다. 측정기구가 없는 농장에서는 관리자가 계사 내에 들어갔을 때 느끼는 상태 및 온습도에 따라 환기상태를 판단할 수도 있다.
그렇지만 이런 객관적 방법으로 계사 내 공기 오염 상태를 파악하는 것은 쉽지 않다. 최근에는 국립축산과학원에서는 리트머스 용지를 사용하여 색깔별로 농도를 짐작할 수 있는 방법이 개발되었다.
이렇게 측정된 농도를 이용하여 계사의 환기가 잘 되고 있는지를 파악할 수 있다. 즉, 계사 중앙과 배기팬 근처의 농도를 측정하여 배기팬 근처의 농도가 높다면 환기가 제대로 되는 것이다.
맺음말
양계 농가의 환기 관리는 닭의 사육 시에 중요하지만, 농가에서 많은 신경을 쓰게 되지는 않는다. 환기관리는 주로 온도에 의해 수동적으로 조절되며, 유해가스의 농도까지 고려되지는 않고 있다.
따라서, 본 고에서는 육계, 산란계를 사육하고 있는 양계 농가들에게 알고는 있지만 지나치기 쉬운 환기관리의 중요성을 다시 한번 알려주는 계기가 되었으면 한다.
