동적해석기법을 이용한 육계사 내부 고온 스트레스 평가

최근 푹염일수, 열대야일수 발생이 증가함에 따라 여름철 가축의 고온 스트레스 발생 빈도 또한 증가하고 있어, 그로 인한 번식 장애, 사료 섭취 감소, 면역기능 저하 및 폐사량 증가 사례가 지속적으로 보고되고 있다. 가축의 고온 스트레스를 정량화하기 위하여 THI 지수 등이 개발되어 활용되고 있으나 무창 계사 등과 같이 밀폐된 사육 환경의 경우 시설 내부의 THI 지수를 미리 예측하고 평가하는 데는 많은 한계가 존재한다. 이에 본 연구에서는 동적 에너지 해석 기법인 BES 기법을 이용하여 무창 계사 내부의 시간에 따른 에너지 흐름, 온도 및 습도 등과 같은 미기상 환경 변화를 모의하기 위한 시뮬레이션 해석 모델을 설계하였다. 지역별 기상자료, 건물의 단열 특성, 가축의 일령별 수분 및 열량 발생 특성, 내부 환경 변화에 따른 실시간 환기 운영 알고리즘 등을 경계조건으로 구축하여 시설 내부의 시간별 THI 지수를 모의하고 가축의 고온 스트레스 발생 정도를 정량적으로 평가하고자 하였다. 하절기, 냉방 시스템이 설치되지 않았다는 가정 하에 한계 THI 지수를 가장 많이 초과하는 것으로 나타난 지역은 익산시로, 일반 사육 밀도 (39 kg m-2) 적용 시 2,635시간, 동물복지를 고려한 사육 밀도 (30 kg m-2) 적용 시 2,553시간을 초과하는 것으로 나타나 전체 사육 기간 대비 각각 98.0%, 95.0%를 차지하고 있는 것으로 나타났다. 이는 익산시에 위치한 무창 육계사에서 사육되는 닭은 쿨링패드 등과 같은 냉방시설이 설치되지 않을 경우 하절기 사육기간 대부분에 걸쳐 고온 스트레스를 겪을 수 있음을 의미한다. 각 연구 대상 지역의 동일기간 외부 기상 자료를 이용하여 THI 지수를 산정할 경우 익산시의 경우 한계 THI 초과시간 및 초과일은 각각 621시간, 38일로 BES 모델을 이용하여 도출한 값 대비 각각 24.3%, 36.5%로 나타나 닭의 고온 스트레스 발생 가능성에 대하여 과소평가 할 가능성이 존재하는 것으로 나타났다. 또한, BES 모델을 이용하여 시설 내부의 THI 지수에 대한 모의 결과, 한계 THI 초과시간 및 초과일수는 시간별 적산일수(R2=0.57, 0.68)와 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 개발한 BES 육계사 모델을 토대로 무창 육계사 내부의 가축의 고온 스트레스를 정량적으로 평가할 수 있었으며 향후, 지역별, 기후조건별 냉방시스템의 세분화된 설계 지침 제공을 위하여 활용될 수 있을 것이라 판단된다.