Оптимизация микроклимата в помещении для коров в холодное время года
С. Шилов, ведущий специалист по микроклимату, ООО «Коудайс МКорма»
Не секрет, что здоровье и способность к высокой отдаче молока напрямую зависят от условий содержания животного. В современных рекомендациях, которых придерживаются многие, в том числе мировые лидеры по производству молока, зафиксирован достаточно широкий диапазон комфортной для коров температуры — от минус 5°С до плюс 21°С. Однако оптимальной температурой в коровнике считается плюс 7°С, а вот питьевая вода должна быть достаточно теплой — плюс 17—27°С.
Температура в коровнике — важный, но не единственный параметр, влияющий на микроклимат и комфорт животных. В теплое время года коровники, как правило, максимально открыты для циркуляции воздуха, и температура внутри помещения является основным критерием оценки условий содержания животных. В холодное время года большую роль играет концентрация в воздухе помещений аммиака и углекислого газа, а также уровень относительной влажности, который должен поддерживаться в диапазоне от 50 до 85%, а в идеале — от 65 до 70%, независимо от возраста и состояния коров.
Повышенная влажность может стать причиной высокой заболеваемости животных, особенно вирусными болезнями. Перенасыщенный влагой, застойный воздух способствует возникновению воспаления легких, мастита, болезней суставов. При термосканировании с помощью тепловизора коров, содержащихся в условиях повышенной влажности воздуха — на мокрых полу и подстилочном материале, нередко выявляется большое количество животных с заболеваниями суставов ног (рис. 1).
Бывает, что для поддержания положительной температуры коровник полностью закрывается и воздух поступает только во время раздачи корма при открывании ворот и прохода техники. Относительная влажность воздуха в таких случаях может достигать 100%, что недопустимо! Для защиты от высокой влажности необходимо также минимизировать попадание осадков в помещение.
Испражнения коров выделяют аммиак, повышенная концентрация которого вредит их здоровью, поэтому следует тщательно контролировать работу вентиляционной системы, регулирующей отток углекислого газа и аммиака и приток свежего воздуха (рис. 2).
Для эффективного функционирования естественной системы вентиляции в холодное время года необходимо учитывать и соблюдать определенные правила. В первую очередь следует понимать, что ворота в коровнике не являются составной частью системы вентиляции естественного типа (рис. 3).
Открывая ворота в холодное время года, невозможно эффективно провести воздухообмен и понизить относительную влажность. При отрицательной внешней температуре ворота коровника должны быть закрыты максимально длительное время. Для снижения относительной влажности входящий воздух должен успеть прогреться до температуры внутри помещения и осушиться. Ведь чем меньше прогреется входящий воздух, тем меньшее количество влаги можно будет удалить.
ПРИМЕР 1. Температура в коровнике плюс 5°С, относительная влажность (ОВ) 95%, влагосодержание воздуха 5,2 г/кг. Температура внешнего воздуха минус 10°С и 65% ОВ с влагосодержанием 1,1 г/кг.
По мере продвижения внутри помещения воздух будет прогреваться, и при достижении температуры внешнего воздуха плюс 5°С его относительная влажность снизится до 20%.
Плотность воздуха (ориентировочно) составляет 1,29 кг/ м3, следовательно:
(5,2 — 1,1) х 1,29 = 5,28 г/м3.
Таким образом, при текущем воздухообмене (условно примем за 1000 м3/ч) мы можем удалять 5,3 л влаги в час. При кратности воздухообмена 5000 м3/ч можно удалять уже 26,4 л влаги в час и т.д.
Связь между температурой влажного воздуха, его влагосодержанием и относительной влажностью при заданном значении атмосферного давления отображает психрометрическая диаграмма Молье.
Нагревание входящего воздуха зависит от расстояния, преодолеваемого потоком внутри помещения, которое в свою очередь зависит от места входа воздуха относительно потолка, скорости (м/с) и «толщины» (см) входящей струи (потока) воздуха. При этом вентиляционная система любого типа не должна вызывать сквозняков, так как они негативно влияют на здоровье животных (открытые ворота создают сквозняк).
Рассмотрим систему естественной вентиляции на примере коровника со стенными заграждениями из синтетического пластика в виде штор. При закрытых воротах и открытии штор в боковых стенах (рис. 4) сначала на 15 см, а затем на 50 см проводится замер скорости входящего воздушного потока (при полностью открытых заслонках в коньке крыши) для расчета кратности воздухообмена (м3/ч) в имеющемся объеме помещения. Так же при изменении открытия штор в боковых стенах выполняются дым-тесты для визуализации движения воздушных потоков. Скорость потока воздуха замеряется с помощью мобильных комплексных приборов (рис. 5).
ПРИМЕР 2. Проведение тестирования в коровнике. Размер помещения: ширина 33 м, длина 240 м, высота стен 3,5 м, высота по коньку крыши 10 м. Внутренний объем помещения составляет 80 000 м3.
При открытии штор на 15 см скорость входящего воздушного потока доходила в среднем до 2,3 м/с. Исходя из длины штор в стенах коровника можно определить воздухообмен, который составит около 545 000 м3/ч.
В других условиях скорость входящего потока может меняться в зависимости от направления, скорости ветра и других факторов. Данные даются на основании конкретного замера скорости потока воздуха.
Полная смена воздуха в помещении будет проходить за 8,8 мин, или около 7 раз в час. Такой воздухообмен рекомендуется поддерживать в коровнике при внешней температуре до 0°С.
В зимнее время года в коровнике рекомендуется смена воздуха 3-4 раза в час для эффективного удаления вредных газов и лишней влаги (смена воздуха за 15-20 мин), значит, открытие штор должно составить 6-7 см.
Температура в помещении будет зависеть от количества животных и их массы (коровник рассчитан на 1000 голов).
ПРИМЕР 3. Шторы открыты на 6 см по всему периметру, скорость воздуха оставлена та же — 2,3 м/с. Кратность воздухообмена составит около 220 000 м3/ч. Смена воздуха будет происходить 3 раза в час. Требуемая температура в помещении плюс 5°С, внешняя температура минус 10°С, At составляет 15°С.
Расход тепла на нагрев приточного воздуха рассчитываем по формуле: Q = 0,278 х 1,2 х L (Твн - Тн), Вт.
Для подержания внутренней температуры при текущем воздухообмене (220 000 м3/ч) потребуется 1170 кВт тепловой мощности.
Современные коровы обладают сверхинтенсивным обменом веществ, следовательно, идет сильное выделение ими теплоты во время синтезирования молока и в процессе переваривания корма. В первой трети лактации дойные коровы выделяют около 1,5 кВт на 1 голову. Значит, в помещении на 1000 коров тепловая мощность составит 1500 кВт.
Можно говорить о том, что при внешней температуре минус 10°С открытие штор на 6 см по всему периметру будет наиболее оптимальным решением для данных условий. Соответственно, при кратности воздухообмена 220 000 м3/ч и прогреве всего объема входящего воздуха до заданной температуры плюс 5°С мы можем удалять 220 000 х 5,28/1000 = = 1161,6 л влаги в час.
При понижении внешней температуры до минус 15°С такой воздухообмен будет избыточен, потребуется сокращать количество открытых штор (всего 12 шт.) и прикрывать заслонки в коньке крыши корпуса.
При правильном расчете и соблюдении несложных условий в коровнике можно обеспечить хорошее качество воздуха и благоприятные условия для животных в холодное время года.
Оптимальный микроклимат для коров отличается от условий, идеальных для других животных и человека. Температура и влажность, комфортные для нас, могут вызвать стресс у коров. Микроклимат, наряду с кормлением и генетическим потенциалом, — важный фактор успеха всего предприятия, о котором не стоит забывать! Создание и поддержание оптимального микроклимата требует специальных знаний и индивидуальных расчетов показателей для конкретного предприятия. Специалисты по микроклимату компании «Коудайс МКорма» обладают разносторонним опытом оптимизации микроклимата на российских и зарубежных предприятиях и всегда готовы провести консультацию для своих партнеров в удобном онлайн- или офлайн-формате, составить поэтапный план действий и оказать оперативную техническую поддержку для достижения поставленных предприятием целей.
Не секрет, что здоровье и способность к высокой отдаче молока напрямую зависят от условий содержания животного. В современных рекомендациях, которых придерживаются многие, в том числе мировые лидеры по производству молока, зафиксирован достаточно широкий диапазон комфортной для коров температуры — от минус 5°С до плюс 21°С. Однако оптимальной температурой в коровнике считается плюс 7°С, а вот питьевая вода должна быть достаточно теплой — плюс 17—27°С.
Температура в коровнике — важный, но не единственный параметр, влияющий на микроклимат и комфорт животных. В теплое время года коровники, как правило, максимально открыты для циркуляции воздуха, и температура внутри помещения является основным критерием оценки условий содержания животных. В холодное время года большую роль играет концентрация в воздухе помещений аммиака и углекислого газа, а также уровень относительной влажности, который должен поддерживаться в диапазоне от 50 до 85%, а в идеале — от 65 до 70%, независимо от возраста и состояния коров.
Повышенная влажность может стать причиной высокой заболеваемости животных, особенно вирусными болезнями. Перенасыщенный влагой, застойный воздух способствует возникновению воспаления легких, мастита, болезней суставов. При термосканировании с помощью тепловизора коров, содержащихся в условиях повышенной влажности воздуха — на мокрых полу и подстилочном материале, нередко выявляется большое количество животных с заболеваниями суставов ног (рис. 1).
Бывает, что для поддержания положительной температуры коровник полностью закрывается и воздух поступает только во время раздачи корма при открывании ворот и прохода техники. Относительная влажность воздуха в таких случаях может достигать 100%, что недопустимо! Для защиты от высокой влажности необходимо также минимизировать попадание осадков в помещение.
Испражнения коров выделяют аммиак, повышенная концентрация которого вредит их здоровью, поэтому следует тщательно контролировать работу вентиляционной системы, регулирующей отток углекислого газа и аммиака и приток свежего воздуха (рис. 2).
Для эффективного функционирования естественной системы вентиляции в холодное время года необходимо учитывать и соблюдать определенные правила. В первую очередь следует понимать, что ворота в коровнике не являются составной частью системы вентиляции естественного типа (рис. 3).
Открывая ворота в холодное время года, невозможно эффективно провести воздухообмен и понизить относительную влажность. При отрицательной внешней температуре ворота коровника должны быть закрыты максимально длительное время. Для снижения относительной влажности входящий воздух должен успеть прогреться до температуры внутри помещения и осушиться. Ведь чем меньше прогреется входящий воздух, тем меньшее количество влаги можно будет удалить.
ПРИМЕР 1. Температура в коровнике плюс 5°С, относительная влажность (ОВ) 95%, влагосодержание воздуха 5,2 г/кг. Температура внешнего воздуха минус 10°С и 65% ОВ с влагосодержанием 1,1 г/кг.
По мере продвижения внутри помещения воздух будет прогреваться, и при достижении температуры внешнего воздуха плюс 5°С его относительная влажность снизится до 20%.
Плотность воздуха (ориентировочно) составляет 1,29 кг/ м3, следовательно:
(5,2 — 1,1) х 1,29 = 5,28 г/м3.
Таким образом, при текущем воздухообмене (условно примем за 1000 м3/ч) мы можем удалять 5,3 л влаги в час. При кратности воздухообмена 5000 м3/ч можно удалять уже 26,4 л влаги в час и т.д.
Связь между температурой влажного воздуха, его влагосодержанием и относительной влажностью при заданном значении атмосферного давления отображает психрометрическая диаграмма Молье.
Нагревание входящего воздуха зависит от расстояния, преодолеваемого потоком внутри помещения, которое в свою очередь зависит от места входа воздуха относительно потолка, скорости (м/с) и «толщины» (см) входящей струи (потока) воздуха. При этом вентиляционная система любого типа не должна вызывать сквозняков, так как они негативно влияют на здоровье животных (открытые ворота создают сквозняк).
Рассмотрим систему естественной вентиляции на примере коровника со стенными заграждениями из синтетического пластика в виде штор. При закрытых воротах и открытии штор в боковых стенах (рис. 4) сначала на 15 см, а затем на 50 см проводится замер скорости входящего воздушного потока (при полностью открытых заслонках в коньке крыши) для расчета кратности воздухообмена (м3/ч) в имеющемся объеме помещения. Так же при изменении открытия штор в боковых стенах выполняются дым-тесты для визуализации движения воздушных потоков. Скорость потока воздуха замеряется с помощью мобильных комплексных приборов (рис. 5).
ПРИМЕР 2. Проведение тестирования в коровнике. Размер помещения: ширина 33 м, длина 240 м, высота стен 3,5 м, высота по коньку крыши 10 м. Внутренний объем помещения составляет 80 000 м3.
При открытии штор на 15 см скорость входящего воздушного потока доходила в среднем до 2,3 м/с. Исходя из длины штор в стенах коровника можно определить воздухообмен, который составит около 545 000 м3/ч.
В других условиях скорость входящего потока может меняться в зависимости от направления, скорости ветра и других факторов. Данные даются на основании конкретного замера скорости потока воздуха.
Полная смена воздуха в помещении будет проходить за 8,8 мин, или около 7 раз в час. Такой воздухообмен рекомендуется поддерживать в коровнике при внешней температуре до 0°С.
В зимнее время года в коровнике рекомендуется смена воздуха 3-4 раза в час для эффективного удаления вредных газов и лишней влаги (смена воздуха за 15-20 мин), значит, открытие штор должно составить 6-7 см.
Температура в помещении будет зависеть от количества животных и их массы (коровник рассчитан на 1000 голов).
ПРИМЕР 3. Шторы открыты на 6 см по всему периметру, скорость воздуха оставлена та же — 2,3 м/с. Кратность воздухообмена составит около 220 000 м3/ч. Смена воздуха будет происходить 3 раза в час. Требуемая температура в помещении плюс 5°С, внешняя температура минус 10°С, At составляет 15°С.
Расход тепла на нагрев приточного воздуха рассчитываем по формуле: Q = 0,278 х 1,2 х L (Твн - Тн), Вт.
Для подержания внутренней температуры при текущем воздухообмене (220 000 м3/ч) потребуется 1170 кВт тепловой мощности.
Современные коровы обладают сверхинтенсивным обменом веществ, следовательно, идет сильное выделение ими теплоты во время синтезирования молока и в процессе переваривания корма. В первой трети лактации дойные коровы выделяют около 1,5 кВт на 1 голову. Значит, в помещении на 1000 коров тепловая мощность составит 1500 кВт.
Можно говорить о том, что при внешней температуре минус 10°С открытие штор на 6 см по всему периметру будет наиболее оптимальным решением для данных условий. Соответственно, при кратности воздухообмена 220 000 м3/ч и прогреве всего объема входящего воздуха до заданной температуры плюс 5°С мы можем удалять 220 000 х 5,28/1000 = = 1161,6 л влаги в час.
При понижении внешней температуры до минус 15°С такой воздухообмен будет избыточен, потребуется сокращать количество открытых штор (всего 12 шт.) и прикрывать заслонки в коньке крыши корпуса.
При правильном расчете и соблюдении несложных условий в коровнике можно обеспечить хорошее качество воздуха и благоприятные условия для животных в холодное время года.
Оптимальный микроклимат для коров отличается от условий, идеальных для других животных и человека. Температура и влажность, комфортные для нас, могут вызвать стресс у коров. Микроклимат, наряду с кормлением и генетическим потенциалом, — важный фактор успеха всего предприятия, о котором не стоит забывать! Создание и поддержание оптимального микроклимата требует специальных знаний и индивидуальных расчетов показателей для конкретного предприятия. Специалисты по микроклимату компании «Коудайс МКорма» обладают разносторонним опытом оптимизации микроклимата на российских и зарубежных предприятиях и всегда готовы провести консультацию для своих партнеров в удобном онлайн- или офлайн-формате, составить поэтапный план действий и оказать оперативную техническую поддержку для достижения поставленных предприятием целей.