r e k l a m a
r e k l a m a
Partnerzy portalu
Jak zatrzymać ciepło na zewnątrz obory?
21.10.2019
Już temperatury od 16°C mogą być dokuczliwe dla krów. W centrum doświadczalnym LfL Bayern testowano w jaki sposób powinna być zbudowana obora, aby krowy były w jak najmniejszym stopniu narażone na stres cieplny.
Specyfika procesu metabolicznego żwaczy powoduje u nich wysoką produkcję ciepła. Już przy 20°C krowy nie są w stanie oddawać go w wystarczającym stopniu do otoczenia. Pierwsze oznaki złego samopoczucia, takie jak szybszy oddech czy spadek pobieranej paszy, pojawiają się już przy temperaturach od 16°C. Jeśli będzie się utrzymywała tendencja do coraz wyższej temperatury a do tego będzie brakowało wiatru, stres cieplny stanie się również problemem naszej szerokości geograficznej.
Ważna nie tylko temperatura powietrza w oborze
W aspekcie komfortu termicznego oprócz temperatury powietrza, decydującą rolę odgrywają również wilgotność powietrza, jego prędkość przepływu i temperatura promieniowania, które dociera do obory głównie poprzez nagrzane elementy takie jak powierzchnia pokrycia dachowego. W centrum badawczym LfL Bayern badano wpływ czynników konstrukcji obory na występowanie stresu cieplnego u krów.
Za pomocą programu symulacyjnego dla każdego z trzech modeli budynku inwentarskiego zostały obliczone wartości godzinne temperatury powietrza, temperatury operacyjnej i wilgotności powietrza wnętrz obory dla półrocza letniego. Temperatura operacyjna w równym stopniu uwzględnia zarówno temperaturę powietrza, jak i średnią temperaturę wewnętrznych powierzchni budynku, a tym samym również ciepło promieniowania powierzchni dachu. Z wyliczonych wartości godzinowych powstała suma godzinowego wskaźnika THI (Temperature Humidity Index - Indeks Termiczno-Wilgotnościowy) dla każdego modelu obory. Jakie wyniki uzyskano?
Niewielki wpływ
Niewielki wpław na nagrzewanie wnętrza obory ma:
- Położenie: W odniesieniu do różnych orientacji modeli budynków, istniały tylko drobne różnice. Położenie wschód-zachód zaowocowało 604 godzinami stresu cieplnego, natomiast w orientacji północ – południe zanotowano 619 godzin stresu cieplnego. Powodem małej różnicy był niewielki ruch powietrza
- Typ budynku: Porównując trzy warianty utrzymania, układ dwurzędowy wykazał najmniejszą ilość godzin stresu cieplnego (603) w stosunku do układu 3-rzędowego (621) oraz 4-rzędowego (614) ze względu na większy udział powierzchni elewacji w stosunku do powierzchni podstawowej
- Konstrukcja ścian bocznych: Jeśli 50% powierzchni ścian bocznych jest zamknięta co utrudnia wymianę powietrza, zalety układu dwurzędowego stają się wyraźniejsze. Ilość godzin stresu cieplnego w układzie dwurzędowym pozostała prawie na tym samym poziomie (609), natomiast znacznie wzrosła w dwóch pozostałych modelach (3-rzędowym do 644, a w 4-rzędowym do 632). Warto zauważyć, że w badanym modelu 3-rzędowym suma godzin stresu cieplnego wzrasta znacząco dopiero przy otworze mniejszym niż 75%, w oparciu o całkowitą powierzchnię obu ścian bocznych
- Nachylenie dachu: Porównanie dwóch 4-rzędowych modeli budynków o różnych nachyleniach dachu pod kątem 10° i 30° wykazało, że oba modele budynków wygenerowały porównywalną ilość godzin stresu cieplnego. Oznacza to, że większa objętość powietrza w oborze z taką samą wymianą powietrza nie zmniejsza ilości godzin stresu cieplnego!
Kilka czynników o znaczącym wpływie
Decydujący wpływ na nagrzewanie się wnętrza obory ma:- Ochrona przeciwsłoneczna: Budynki bez skutecznej ochrony przed słońcem (jak okap na dachu, kurtyny paskowe, drzewa) przy tym samym współczynniku wymiany powietrza generują znacznie więcej godzin stresu cieplnego, niż budynki, które te elementy ochronne posiadają. Świetliki lub niezacieniony świetlik kalenicowy mogą jeszcze dodatkowo zwiększać ten wynik. 3,5 metrowy okap na wschodniej lub zachodniej ścianie w porównaniu do okapu 0,3 metrowego zredukował liczbę godzin stresu cieplnego do 55 godzin. Dach z okapem okazał się zatem bardzo skuteczną ochroną przed ciepłem (minimalna długość dla ścian południowych wynosi 1,5 m), który wymaga starannych planów ze względu na niskie nasłonecznienie, szczególnie na ścianach wschodnich i zachodnich
- Dodatkowe konstrukcje na dachu: różne konstrukcje dachowe mają znaczny wpływ na ilość godzin stresu cieplnego, ze względu na zróżnicowane promieniowanie, które dociera do wnętrza obory. Na przykładzie modelu trzyrzędowego przetestowano różne warianty nadbudówek
2. Dwuwarstwowe konstrukcje dachowe z drewnianym oszalowaniem (24 mm) i elementami warstwowymi z izolacją termiczną (40 mm) zapewniają lepszą ochronę i osiągają niemal taki sam poziom godzin stresu cieplnego wewnątrz obory jak w klimacie zewnętrznym
3. Ciężkie, wielowarstwowe konstrukcje, takie jak stropy z wielowarstwowych płyt drewnianych (10 cm) oraz zielony dach wykazują jeszcze lepsze zalety izolacyjne. Najmniej godzin stresu cieplnego (558) w oborze wykazała konstrukcja zielonego dachu – ciężka, z podwyższoną warstwą podłoża i mocną warstwą drenażu z 50 mm żwiru na szalunku z płyt wiórowych spajanych cementem o grubości 38 mm (co najmniej 3-4 % nachylenia). Dodatkowe nawadnianie zielonych dachów zwiększa wilgotność podłoża, a tym samym również chłodzenie przez parowanie, nie wpływając na wilgotność wewnątrz obory. Pierwsze symulacje pokazują, że przy ciężkiej zielonej konstrukcji dachu o dużej masie buforowej można się spodziewać dodatkowej redukcji godzin stresu cieplnego o około 10%.
Otwarte ściany boczne, wysoki okap i wielowarstwowa konstrukcja dachu - tak mogłaby wyglądać obora wolnostanowiskowa, w której nawet w słonecznych i ciepłych warunkach klimatycznych, krowy nie zaczynają tak szybko doznawać stresu cieplnego
Wentylatory i prysznice
W istniejących budynkach można zmniejszać stres cieplny głównie za pomocą dwóch środków: poprzez użycie wentylatorów oraz natrysków dla krów. Poniżej wskazówki dotyczące ich instalacji przedstawione przez Johannesa Zahnera z LfL Bayern:
Ruch powietrza generowany przez wentylatory wspiera u krów proces oddawania ciepła do otoczenia, odczuwalna temperatura spada. Za pomocą wentylatorów można obniżyć temperaturę odczuwalną z 27 °C do 20 °C. Aby osiągnąć ten spadek potrzebna jest prędkość powietrza wynosząca co najmniej 2,0 m/s (krowy tolerują prędkość do 5,0 m/s).
Wentylatory są instalowane wzdłuż rzędów boksów legowiskowych w zależności od ich zakresu wydajności w odległości ok. 15 do 20 m. Muszą być skierowane na powierzchnię legowiskową, a nie na korytarze, ponieważ utrudniałoby to usuwanie obornika (obsuszanie).
Ważne: Wentylatory pionowe powinny być ustawione pod kątem 15-25°, aby można było utrzymać wymaganą prędkość powietrza w obszarze zwierzęcym. Optymalny kąt nachylenia można określić za pomocą zadymiania używając do tego celu armatki dymnej. Jeśli możliwe jest zainstalowanie pierwszego rzędu wentylatorów w ścianie szczytowej, do obory będzie wprowadzane również świeże powietrze z zewnątrz. Nie zaleca się instalacji wentylatorów poziomych, ponieważ stają się nieefektywne gdy tylko krowy wyjdą z ich zasięgu.
Natryski na wybiegu
Krowę można schłodzić bezpośrednio przez odparowanie wody z jej ciała. Czynnikiem ograniczającym stosowanie natrysków jest wilgotność w oborze. Natryski zwiększają poziom wilgotności w oborze, co wpływa na ograniczenie u krów zdolności oddawania ciepła do otoczenia. Ponadto wzrost wilgotności powietrza może również powodować problemy higieniczne. Dlatego też należy zapewnić odpowiednią wentylację. W związku z tym lepszym rozwiązaniem byłoby zainstalowanie natrysków na wybiegu.
Peter Stötzel
Jochen Simon LfL Bayern, Institut Tier und Technik
Masz pytania?
Zadaj pytanie redakcjir e k l a m a
r e k l a m a
Najważniejsze tematy
r e k l a m a