보온을 넘어: 환경제어를 위한 보온 스크린

Greenhouse Canada 2020년 1월호: 온실 스크린은 단지 보온을 위한 것이 아닙니다.

비록 현재 캐나다에서는 천연가스 가격이 낮지만, 캐나다기후를 고려하면 온실 스크린이 필수적이라는 인식이 생기고 있습니다. 이는 에너지를 절약하고 적절히 사용할 경우 보다 균일한 온실 내 온도 조건을 제공합니다.

온타리오에서 여러 해 동안, 모든 유리 온실과 비닐 온실에 적어도 1중 이상의 보온 스크린을 설치했다고 온타리오 농림축산식품부 온실 채소 전문가 Shalin Khosla씨는 설명합니다. 지난 5년 동안, 더 많은 농가들이 그들의 유리 온실에 스크린을 이중으로 설치한 것을 쉽게  찾을 수 있습니다.

첫 번째는 보통 25퍼센트에서 35퍼센트까지 보온할 수 있는 보온 스크린이며, 두 번째는 대개 차광 역할을 하는 스크린으로 에너지 사용량을 15퍼센트에서 20퍼센트 더 절약할 수 있다고 그는 설명합니다. "일반적으로 3~4년 안에 투자비용 회수가 가능합니다." Khosla는 새로운 스크린은 내구성이 더 뛰어나며 에너지 절약과 빛의 잔달 측면에서 더 나은 성능을 제공한다고 설명합니다. 일부 제품은 청소 용이성, 수분 전달 및 물방울 방지 등과 같은 추가 기능을 제공합니다.

랭글리 BC에 있는 콴틀렌 폴리테크닉 대학의 강사이자 BC 빌리지 농장의 재배사였던 로라 브라이스(Laura Bryce)는 보온 스크린이 어떤 새로운 건축에서도 표준이라고 언급합니다. 그녀는 또한 스크린으로 낡은 온실을 개조하는 것, 특히 절화나 채소 그리고 대마초와 같은 고부가가치 작물을 재배하는 것에도 장점이 있다고 덧붙입니다. 2중의 스크린은 광 제어와 차광을 모두 필요로 하는 화훼 온실에서 흔히 볼 수 있습니다. 그녀는 파프리카는 다른 채소 작물보다 햇빛에 더 민감하기 때문에 일반적으로 2중 스크린을 사용하는 것을 볼 수 있으며, 그것들은 더 낮은 온도에서 직물의 열 보존 특성에서 이익을 얻었다고 설명합니다.

온실 상단 파프리카가 빛에 더 민감해짐에 따라 알레그로 아크레스(Allegro Acres)는 연초에 보온 스크린을 사용해야 할 필요성이 커졌습니다.

온트주 킹스빌에 있는 알레그로 에이커스(Allegro Acres)의 소유주인 진 잉그라타(Gene Ingratta)는 2012년에 지은 12에이커의 유리 온실에 이중 스크린을 사용했습니다. 올해는 파프리카를 재배 했으며, 지난 7년간 토마토 재배에 사용했습니다. 그는 당시 천연가스 가격이 매우 높았기 때문에 연료비를 절약하기 위해 2중 스크린을 설치했습니다. 잉그라타(Ingratta)는 Svensson과 함께 작업하면서 2중 스크린으로(이전에는 'SLS10'이라 불림)을 위해 투명 'Luxus 1243'과 짝을 이룬 더 많은 차광을 위해 'Harmony' 스크린을 선택했습니다.

잉그라타(Ingratta)는 이 스크린에 대한 그의 평가는 "항상 만족하고 있으며, 작물과 온실을 손상시키지 않기 위해 습도 조절과 개폐에 대해 매년 조금씩 더 배우고 있다"고 말합니다. 그는 2019년 1월 유리온실 작물을 토마토에서 파프리카로 바꾸면서 파프리카가 토마토보다 빛에 더 민감하고 더 느리게 자라 연초 두 달 동안 스크린의 산광 기능이 더 필요하다는 것을 발견했습니다.

그의 SLS10 커튼은 닳은 흔적이 보이기 시작하였고, 먼지가 쌓이고 오래 되면서 빛 전달이 제한되기 시작했기 때문에 잉그리타(Ingratta)는 조만간 Harmony 1147 FR으로 교체할 계획입니다. 그는 이 스크린으로 수분 침투성이 개선될 뿐만 아니라 빛 전달도 좋다고 말합니다. 또한 스크린이 설치되지 않은 것에 비해 47%의 보온을 제공한다고 잉그리타(Ingratta)는 설명합니다. 이러한 제품을 사용할 수 있는 다양한 방법을 통해 킹스빌에서 경험하는 날씨 조건에 부합하는 솔루션을 제공합니다. 추운 날에는 스크린 사용 시간을 연장할 수 있으며 열을 잃지 않고 들어오는 빛을 허용합니다. 꽤 따뜻한 봄날, 스크린은 유통성 없는 화이트워시 처리 없이 가볍게 차광을 제공할 수 있습니다. 또한, 스크린은 온실에서 더 고른 습도 조절을 가능하게 합니다.

위 사진은 KPU의 그레이 존스(Gary Jones) [오른쪽], 로라 브레이스(Laura Bryce) [왼쪽], 보온 커튼은 BC에서 새로운 건축 표준이 되고 있다고 설명합니다.

네덜란드 실증시험
주어진 스크린에 의해 제공되는 보온은 여러 가지 특성에 의해 보호됩니다. 네덜란드 WUR(Wagenenen University & Research)의 온실 테크놀로지 그룹의 연구원인 에스테반 배자(Esteban Baeza)에 따르면 이러한 적정성에는 열복사의 전달과 흡수가 포함되며, 스크린 을 통해 대류함으로써 발생하는 열 손실량에 모두 영향을 미치는 공기역학적 특성(주로 공기투과성)도 포함됩니다., 그리고 이것은 대류, 확산, 직접 수송에 의해 운반될 수 있는 습기의 양입니다.

Baeza와 그의 동료들은 이러한 물리적 특성을 측정하고 보온의 가능성을 추정하기 위해 표준화된 프로토콜을 개발했습니다. 그들은 다른 회사의 보온 스크린 샘플을 사용했고 측정된 속성에 대해 매우 다른 값을 찾았는데, 이는 보온에 대한 다른 잠재적 가치를 의미했습니다. 복사율이 낮은 스크린은 에너지 절약을 극대화했습니다. Baeza는 "보온 스크린은 또한 낮은 수분 전달 기능을 가진 스크린이며, 이는 스크린 아래의 습도를 너무 높은 값으로 증가시키는 결과를 가져온다"고 덧붙입니다. 이러한 상황에서 농가들은 스크린을 닫을 때 틈새를 열어 스크린 위 상부로의 수분 전달을 강화하거나 다른 유형의 제습 시스템을 사용합니다."

단, 한 개의 보온 스크린만 사용했을 때 겨울에 발생할 수 있는 스크린의 응결이 스크린의 물리적 특성을 수정할 수 있다는 점을 유념해야 합니다. 하지만 그와 그의 동료들은 어느 정도까지 스크린의 물리적 특성을 수정할 수 있는지 확신할 수 없습니다. 그는 "이 때문에 현재 측정 프로토콜을 적용하고 있으며, 필요한 경우 완전 건조 단계와 완전 습식 단계 사이의 스크린 성능을 보다 정확하게 시뮬레이션할 수 있도록 시뮬레이션 모델을 수정할 것"이라고 말합니다.

현재로서는 스크린의 관련 물리적 특성에 대한 객관적인 값을 제공하기 위해 기업이 따라야 하는 규범이 정해져 있지 않기 때문에 고객은 스크린 모델을 물리적 특성에 대한 표준화된 측정값과 비교할 수 있다고 그는 말합니다.

최고의 사례
대부분의 도구와 마찬가지로 보온 스크린의 적절한 사용은 시간과 경험으로 기인하지만, 코슬라(Khosla)는 몇 가지 조언을 가지고 있습니다. "너무 빨리 그것들을 열지 않으면 농작물에 스트레스를 줄 것입니다."라고 그가 말합니다. "아침에 개방을 미루지 마십시오. 그렇지 않으면 아침 햇빛의 혜택을 잃게 되며, 동시에 난방비를 줄이기 위해서는 강한 햇볕이 없으면 오후에 스크린을 꼭 닫아야 합니다."

브라이스(Bryce)는 네덜란드에서 진행된 연구에서 스크린을 닫지 않고 바람이 없는 곳과 윈드 사이드 환기구들을 함께 열어 내부의 습도를 더 효과적으로 관리할 수 있다는 것을 보여주었다고 설명합니다. 바람이 없는 곳과 풍력 환기의 정렬은 공기 순환을 증가시켜 스크린 아래의 수평 온도 분포를 방해하지 않고 과도한 습기를 제거합니다. "이것은 더 새롭고 더 스며들 수 있는 스크린 패브릭을 통해 수분 감소 작업을 일부 수행할 수 있어 습도를 줄일 수 있습니다."라고 그녀는 설명합니다. "특히 장비의 개폐가 활발히 진행되는 동안 스크린 위 온도를 안정적으로 유지하는 것으로 모니터가 매우 중요하다고 생각합니다."

Svensson의 환경제어 컨설턴트 롭 하니핀(Rob Hanifin)은 캐나다에서 점점 더 많은 채소 농가들이 온실 환경 제어에 도움을 주기 위해 투명한 보온 스크린에 눈을 돌리고 있다고 말합니다. "성장하는 사람들이 스크린을 더 많이 경험하게 되면서, 그들은 또한 스크린을 보온으로 생각하는 것을 넘어 최고의 온실 환경 관리를 위한 도구로 사용하는 것을 배웁니다."라고 그는 말합니다.

새로운 재료와 사용
하니핀(Hanifin)은 투명성을 높이기 위해 이 스크린은 계속 설계할 것이며, 보다 창의적인 스크린 사용으로 더 발전할 것이며, 보온을 극대화하고 더 나은 실내 온도 조절을 달성할 것이라고 믿고 있습니다.

현재, Baeza와 그의 동료들은 회사에서 제공하는 새로운 자료와 관련된 다양한 연구 프로젝트를 수행하고 있지만, 이 모든 것은 기밀입니다. 하지만 그는 다른 프로젝트에 대해 보고할 수 있습니다. 하지만 그와 그의 팀은 낮은 재료를 결합한 새로운 재료를 식별할 수 있었습니다.
원적외선(FIR, a.k.a. 열복사) 전송과 높은 가시광선 전송으로 공기 투과성은 매우 낮지만 수증기에는 높은 투과성을 자랑합니다. "이렇게 하면 다소 큰 에너지 절약을 할 수 있고, 어두운 날 낮 동안 이러한 스크린을 사용할 수 있고, 그 아래의 습도를 더 잘 조절할 수 있어 틈새를 벌리거나 다른 제습 방법을 사용할 필요가 없을 것입니다."라고 그는 설명합니다. "이러한 재료는 여전히 현장에서 테스트해야 하지만 시뮬레이션 결과도 희망적입니다."

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Greenhouse Canada 2020년 1월호