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影响奶牛场的“大环境”与“小环境”
来源:京鹏畜牧 发布时间:2018/9/21 浏览次数:316

正文奶牛舍环境控制系统是牛舍设施设备的关键系统,同时也是影响奶牛产奶量和采食量的最重要的因素,为奶牛缔造一个舒适的住居生活,她将会给予更多的回报。


    京鹏环宇畜牧提供的奶牛场环境控制整体解决方案是通过多年引进、消化、吸收欧美等先进的环境控制理论与技术,积累了丰富的数据和经验,结合奶牛场大环境与奶牛舍小环境综合考虑的系统解决方案。奶牛场大环境主要考虑奶牛场所处地区的自然环境:如温度、湿度、光照、风向、空气质量等,奶牛舍小环境则主要考虑奶牛舍的结构设计、通风保温、牛卧栏排列、空间容纳度、设备组合、排污方式等一些因素与环境控制的作用而设计,在设计中将大小环境紧密的结合,真正做到内外环控,同时将投资与运营成本作为主要的考虑因素,为不同地区的客户提供合理、经济的“私人定制”化的环境控制系统解决方案。


    一、京鹏环宇畜牧通过实验研究得出结论,影响奶牛场的大环境因素主要为奶牛场所处位置的自然环境如:温度、湿度、风向、风速、光照、地形、地势等因素。


1、温度


    在温度处于5℃~22℃的环境下,是奶牛感觉比较舒适的环境温度。其中,在10℃时,奶牛维持正常生理及产27kg奶需要摄入的饲料干物质消耗量和饮水量将处于比较理想的水平。而在此温度范围之外则有可能引起热应激或者冷应激,将会造成饲料的损耗和产奶量下降。


产奶量-温度关系表

产奶量-温度关系表

不同温度与10℃时的干物质需要量对比

不同温度与10℃时的干物质需要量对比


2、湿度


    奶牛的热/冷应激不只是与温度有关,同时与湿度也有密切的关系,在冬季当牛舍的湿度较高时,会造成低温高湿,从而引起奶牛更强烈的冷应激。在夏季当牛舍湿度较高时会造成高温高湿,从而引起更强烈的热应激。牛舍湿度较高还会促进细菌和疾病在牛群更快速的蔓延和传播,潮湿还会加快设施设备的老化,致使设备在使用2~3年内就会出现生锈情况,使浑浊气体滞留积聚在地面,增强牛只患病风险。


奶牛温湿度指数(THI)表

奶牛温湿度指数(THI)表


3、空气质量


    牛舍中的主要不良气体组成有:CO2、NH3、N2O、CH4、H2S等,这些气体浓度过高时将对牛群和工作人员的身体健康和福利状况产生不良影响。


4、光照


    光照良好的奶牛场将会提高工人的工作效率、舒适度和安全性。此外,奶牛对光照度比较敏感,是以白天为主的节律性动物。夏季是奶牛泌乳的最佳季节(16小时白天,至少6小时不被打扰的黑夜),这种环境会刺激泌乳,奶牛也感觉更舒适,可以提高10%的牛奶产量。另外,良好的光照会促使奶牛更容易发情。


5、风向、风速


    奶牛场所处于环境的风向、风速对于牛舍内部环境影响至关重要,应根据奶牛舍标准通风量的要求,适时地通过设施设备调控牛舍内部风速变化以适应牛群需要。


6、地形、地势


    中国的地势、地形比较复杂,在牛场环境的构建上也应当充分考虑牛场所在地的地形、地势特点,从而进行科学、合理的设计奶牛场的生产区、生活办公区、饲料区、粪污处理区及给排水的整体布局,可以降低土方量,提高土地利用率,保证后期运行顺畅;另外,也便于进一步做牛舍内环境控制系统的设计与布局。


    二、影响奶牛舍的小环境因素主要为:牛舍建筑、牛舍内外部设备、空间容纳度、排污方式等方面。


奶牛场环境控制系统整体解决方案


    京鹏环宇畜牧提供的环境控制系统整体解决方案是结合奶牛场所处“大环境”和奶牛舍“小环境”而系统设计的定制化的环境控制系统解决方案,使得奶牛的遗传潜力及生产性能发挥最大化。以下是京鹏环宇畜牧设计的几个主要区域的环境控制案例(区域划分则是依照中国建筑气候区进行划分)。


    一、夏季潮湿炎热、冬季潮湿微冷地区环控方案(代表地区:四川、湖南、湖北、江苏、上海)


    夏季潮湿炎热冬季潮湿微冷地区:1月平均气温0℃~10℃,7月平均气温20℃~35℃,在夏季往往呈现高温、高湿的夏季气候特征,梅雨季节降雨时间长,主要考虑降低奶牛热应激。


    当奶牛出现热应激时,我们将提供三种组合方案来应对热应激,为奶牛构建一个凉爽的抗热应激环境。在其他季节时将采用自然通风或机械通风,在冬季牛舍内可以采用大风扇将牛舍的空气排出舍外,从而降低牛舍的湿度。


    房舍结构:钟楼式自然通风、封闭式机械通风大跨度牛舍


方案1:喷淋+风机/大吊扇


    原理:喷淋+风机是给奶牛降温最直接、最有效的方法,给牛体进行喷淋再利用风机强制使空气流通,使奶牛皮肤上的水蒸气汽化,1g水蒸气可以带走0.56千卡热量,从而达到给牛体降温的效果。

牛舍风机+喷淋工艺布局图

合理的喷淋范围

合理的喷淋范围

挤奶厅待挤通道风机+喷淋工艺布局图

 

挤奶厅待挤通道风机+喷淋工艺布局图


使用建议


1、在牛舍安装喷淋设施,推行科学管理,适时喷淋。挤奶厅待挤区同样采用喷淋+风扇的环控系统,挤奶区则使用大风扇,受风面积大,节省用电量,运行成本低,通风效果好;

2、气温达28 ℃~30℃以上或温湿指数达中度应激时开启喷淋;

3、一个降温循环为5分钟,包括30秒钟的喷水和4分半钟的通风,以便把奶牛皮肤上的水直接蒸发汽化;

4、30分钟的6个降温循环可以有效的把奶牛体温降到正常范围内;

5、每天降温5到7次,每次30-50分钟甚至1.5到2小时,可以有效的减少体温过高的情况。


牛舍及挤奶厅待挤通道的风机+喷淋应用

牛舍及挤奶厅待挤通道的风机+喷淋应用


方案2:湿帘+风机


湿帘+风机

湿帘+风机

    原理:湿帘是利用水的蒸发汽化给奶牛周围的空气环境进行降温,湿帘装在房舍一端山墙或侧墙上,低压大流量风机装在另一端山墙或侧墙上。风机运转后室内产生负压,迫使室外未饱和的空气通过水份蒸发带走热量,使进入舍内的空气温度降低,从而达到降温效果。

湿帘+风机

湿帘+风机


方案3:喷淋+风机/大吊扇+湿帘


    此类地区在夏季会出现一段周期的极端天气,在极端的热应激的天气可以启动喷淋+风机/大吊扇+湿帘来组合进行降温,降温效果显著。

封闭式机械通风大跨度牛舍+喷淋+风机+湿帘

封闭式机械通风大跨度牛舍+喷淋+风机+湿帘


其他辅助对抗热应激方案:


1、奶牛舍建筑要求:满足夏季散热、遮雨、通风降温、防雷电、防洪要求,冬季应兼顾防寒、防潮的要求。在牛舍的屋顶及四周墙壁上设计上可以考虑使用石灰水或白色涂料,减少太阳辐射;

2、饮水:给奶牛提供充足而温度适宜的清洁饮水,不仅可以直接吸收奶牛牛体多余的热量,而且有助于奶牛的汗液排出,补充散失了的水分,是最为廉价的防暑措施;

3、防晒、绿化措施:牛舍两边、挤奶通道、奶厅周围全部搭建防晒网并加固,场区种植遮阴效果好的树木,但要注意设计高度既不能影响自然通风,同时又需要保证最大限度的降低太阳辐射。在场区内增加绿化面积,种植草坪;

4、营养及日粮调控:提供优质的粗饲料,如苜蓿草、DDGS,甜菜粕,小麦青贮;增加日粮能量浓度、提高日粮蛋白水平:如棉籽、脂肪粉。日粮中添加一些维生素和矿物质及抗热应激添加剂等;

5、改变饲喂计划、推行引诱采食:夜间天气转凉,增加补饲;中午气温较高,对DDGS、甜菜粕等适口性好的饲料实行多次添加,引诱采食,提高采食量。


    二、夏季干燥炎热、冬季干燥寒冷地区环控方案(代表地区:宁夏、甘肃、西安、陕西、山西、新疆南部)


    1月平均气温为 -10℃~0℃,7月平均气温为18℃~28℃,该区域深居内陆,距海遥远,再加上地形对湿润气流的阻挡,冬季严寒而干燥,夏季高温而干燥,降水稀少,昼夜温差大。该地区的环境控制比较容易实现,用风机或风机+喷淋/湿帘就能够很好地解决热应激,用封闭式牛舍就能够很好地解决冷应激,因此最适宜养牛,在环境控制设计上遵循从简设计的原则。


    牛舍结构:钟楼式、密闭式自然通风大跨度牛舍

夏季通风模式

夏季通风模式

冬季通风模式

冬季通风模式


夏季:遮阴措施+风机


    夏季主要解决奶牛的热应激问题,可在奶牛场场区、饮水区、运动区设计绿化、遮阴措施,同时配备风机进行降温,解决奶牛热应激问题。在极端的热应激的天气下采用喷淋/湿帘+风机/湿帘冷风机,达到“空调式”降温效果,既保证了牛舍室内的空气湿度,同时促进了牛舍室内外的空气循环、受冷均匀,保护奶牛避开极端环境,挤奶厅亦可采用喷淋/湿帘+风机/湿帘冷风机的形式调节奶厅的内部环控。

遮阴措施+风机

场区遮阴、绿化措施


1、场区遮阴绿化


    新建的规模奶牛场可以选择比较适宜西北地区栽培模式的宽度为10m左右的宽幅林带,行距2m,栽植适宜当地的品种,如可将国槐、新疆杨、臭椿、白蜡、沙枣进行混交栽培。对于建设完成的牛场,可以根据地理环境在场界周边种植2~3行林带。


2、运动场遮阴绿化


    运动场的绿化尤为重要,对于奶牛遮荫降温起到很重要的作用。在运动场的南、北、西三侧,应设1~2行遮阳林。一般可选择开阔、生长势强、冬季落叶后枝条稀少的树种,如杨树、国槐、合欢、河北杨、臭椿等行间混交。


3、其他区域的遮阴绿化


    主要包括场区内隔离带的绿化、场区道路绿化、办公区和生活区绿化、车间及仓库周围的绿化等,把奶牛场建设成为园林式的生态养殖场。


场区遮阴、绿化措施

场区遮阴、绿化措施

遮阴、绿化措施


冬季:自然通风+卷帘/充气膜保温墙/塑钢窗


    冬季太阳资源丰富,风沙天气较多,所以主要以防风保温为主,可在牛舍的迎风面选择卷帘/充气膜保温墙/塑钢窗用来防风保温,通风则以自然通风为主。挤奶厅冬季需要供暖,防止结冰。

自然通风+卷帘/充气膜保温墙/塑钢窗

自然通风+卷帘/充气膜保温墙/塑钢窗

卷帘应用照片

充气膜保温墙

充气膜保温墙

塑钢窗倾斜安装设计

塑钢窗倾斜安装设计


    三、夏季微湿温暖、冬季干燥严寒地区环控方案(代表地区:黑龙江、内蒙、新疆以北、青海、吉林、辽宁)


    该地区的气温为1月平均气温小于等于零下10℃,7月平均气温小于等于25℃,最低温度达到零下40℃,此区域基本属于温带季风气候,冬季非常寒冷,温差比较大;夏季暖热,温差较小。广阔的平原上土壤肥沃,牧草丰富,水质甘洌,是一个比较适合奶牛养殖的地方,被誉为“黄金奶源带”。此区域主要以预防冬季严寒导致的冷应激为主,主要解决通风与保暖问题,其他季节配以自然通风、机械通风等作为环境控制的辅助手段。


    牛舍结构:全密闭式牛舍


冬季通风模式


    因冬季牛舍外温度通常很低,部分高寒地区甚至能达到零下30~40℃,为保证牛群温度和空气流通率,需设计最小通风量,若牛舍外温度过低,则需要补充一定的热量。为避免进入舍内的冷空气直接接触牛群,引起牛群的冷应激,可以开启侧墙通风小窗,同时启动大风扇、屋顶通风等调节进风系统,使得新进入舍的冷空气利用舍内温度自然的预热系统加热,与接近地面一米以下的浑浊气体混合,在牛舍内实现冷热交换,牛舍浑浊废气从屋顶通风帽排出,确保牛群在保温的同时能呼吸到优质的新鲜空气,成功的解决了高寒地区保温与通风的难题。

带通风帽牛舍环境控制系统


夏季通风模式


    主要以自然通风为主,同时可以辅助机械通风,如:大吊扇、通风帽、侧墙通风小窗等共同协作,加快温度控制和空气流通速度,能够快速的实现通风换气的功能,达到降温换气的效果。

带通风帽牛舍环境控制系统(夏季通风模式)

带通风帽牛舍环境控制系统(夏季通风模式)

充气膜保温墙+屋顶通风帽+大吊扇+屋脊采光带的整体解决方案

充气膜保温墙+屋顶通风帽+大吊扇+屋脊采光带的整体解决方案

根据天气情况充气膜保温墙处于半开状态

根据天气情况充气膜保温墙处于半开状态

大吊扇的应用

大吊扇的应用



场区日光增温措施


    北方严寒地区虽气候严寒,但日照资源较丰富,合理利用可以为牛舍增温。牛舍可安装屋顶阳光板,正确选择牛舍朝向及采光带的安装面积,这样夏季阳光不会直接照射进入牛舍,避免温度过高造成热应激,冬季阳光直射进入舍内,提高舍内温度,并使地面干燥。

场区日光增温措施


场区日光增温措施

场区日光增温措施


奶牛场环境控制设备


充气膜保温墙


    是以空气为介质的保温、隔热产品,能节约资源提高奶产量,京鹏环宇畜牧是国内行业内第一家应用此产品的公司。


场区日光增温措施



充气膜保温墙的工作原理:


1、充气墙由充气膜、固定支撑件、风机、控制箱、可测量风速、风向与雨量的传感器等组成,其中的充气膜是一种新型的隔热保温膜,该技术已经在我国申请了实用新型专利;


2、控制器将根据风向与雨量的传感器对舍外环境的感应,改变充气膜保温墙的开启与关闭,以此实现牛舍环境控制。如冬季将对充气膜进行充气使其膨胀形成一面墙,从而使牛舍达到良好的保温效果。同时,也可通过进行控制充气量,来调节舍内温度高低,解决通风问题。


新型充气膜保温墙


    最新产品升级,X型内部构造使充气膜保温墙的保温隔热效果更加卓越!

场区日光增温措施

充气膜保温墙的性能优势


可靠、隔热、保温、透光


1、市场上最透光的隔热保温系统;

2、由2个1/40hp鼓风机控制充气墙的开启与关闭,实现充气墙内外空气隔热;

3、充气墙的各组成部分已经形成标准尺寸和规格,部件更换简单容易;

4、墙体结构坚固安全,充气膜经由特殊处理的聚乙烯组成,经久耐用。


风向与雨量的传感器


工作原理:


雨量:夏天由于高温(如:36~40℃)充气膜不充气,膜窝着,如果是高温多雨天气,雨量传感器检测下雨量,膜自动充起将膜上的雨水自动清除。


风向:测试风向,如果是东南风,可以将墙体按需求分为几段数量,在控制箱内可以设置最高和最低风速,当任何一个风向的风速大于或者小于设置的最高项限和最低项限,充气墙可以自动起降。


温度:在室外安装一个温度传感器,主要是作用防冻感应,通过控制箱的程序设置,当温度低于0℃时可以让膜在设定的时间和温度范围内,分层进行轮回的循环。而室内可根据所需求的分段数量而配备室内的温度感应器数量,设置室内温度的上下限,如果设置温度为20℃,如果室内温度达到20℃充气墙可以自动按照温度来降膜,比如大于20℃以上,其中有一层膜降落,经过一段时间后再检测温度如果还持续在20度以上还将继续降第二次膜,于此对应,低于20℃充气墙将升膜,随着气温的增加和降低,通过温度感应器所感应到的温度,传达给控制箱的数据,来自由决定膜的升降。

温度传感器


喷淋系统


    系统由控制器、延时装置、过滤器、管线、喷头、止回阀等组成,安装高度根据牛体大小的不同而略有调整。


喷头组成:


1、型号:150°侧喷广角喷头

2、尺寸:1/4inch

3、操作压力:1.4—2.1pa

4、喷淋量:340l/h

5、喷淋范围:半径1.5-2m

6、水喷淋状态:大水滴,喷淋范围内均匀布置

7、喷淋角度:可调

8、主体材料:不锈钢及聚乙烯塑料

喷头


牧场专用风机

牧场专用风机

          牧场专用风机JPFJ-1000          

牧场专用风机JP-FJ1200

牧场专用风机JP-FJ1200

牧场专用风机JP-FJ1400

牧场专用风机JP-FJ1400


大吊扇


大吊扇

特点:


1、效能依 AMCA 标准验证(国际空气流动与控制协会);

2、可双向旋转;

3、镀铝叶片;

4、仅搭载 6 片叶片,重量超轻,无需维护;

5、改善的二段式连锁安全系统,专利正在申请中;

6、创新的安装系统,可使风扇机组与栏舍结构完全隔离;

7、系统具备防震功能,可防止风扇的震动回传至结构;

8、简单易用的变量遥控器,具备回转功能;

9、风扇叶片享终生保修,其他组件享3年保修。


大吊扇


电动卷帘系统


    电动卷帘系统是由电动卷膜器及爬升支架、爬升杆、轴头、卷膜轴、内档杆、外档杆、控制箱、卷膜布、卡槽、卡簧等组成,用户可选择上卷开启式、下卷开启式。


上卷开启式


    在电源接通情况下,通过控制箱按钮来控制电动卷膜器在爬升杆上的上升/下降,同时卷膜器通过轴头带动下卷膜轴放开/缠绕幕布做往复运动,从而实现电动卷帘窗的开启/关闭,以到达窗口遮阳和通风的目的。


上卷开启式


下卷开启式


    该系统是将幕布从上往下卷,通过钢丝绳和导向滑轮实现向上拉升封闭,通过电动卷膜器实现向下打开。


下卷开启式


侧墙通风小窗


    在侧面墙体安装,作为进气口,当屋顶通风风机往室外排湿气和废气的时候,室外的新鲜空气从此进入室内。


侧墙通风小窗



屋顶通风系统


    此系统专用于严寒地区,作为排气口使用,通风帽内安装风机或挡板,排除室内的湿气和废气。



特点:


1、高的方形通风帽要比常规的高出152mm,不同的型号,可满足不同牛舍的通风量设计;

2、适用于包括平屋顶等各类屋顶的坡度;

3、可以与不同型号的风机配套使用;

4、可以与阳光板配套安装;

5、挡板装在管道的底部,可以使管道通风帽保温、隔热,在没有管道的情况下,挡板装在通风帽底部;

6、可安装防鸟网,降低疫病传播风险;

7、长达5年的质保期。

屋顶通风帽(无风机)

屋顶通风帽(无风机)

屋顶通风帽(有风机)

屋顶通风帽(有风机)


屋脊透明采光带


    由阳光板和专用铝材组成,起到自然采光的作用,同时为屋顶通风帽系统安装提供了支撑。


阳光板特点:


1、绝缘的半透明面板,可使栏舍获得最大程度的照明;

2、这些面板具有 5 层结构及 R3.6 (U1.6) 的绝缘系数;

3、此独特的高效能系统可独立安装,也可搭配屋顶通风帽一起安装,能确保栏舍获得最佳的自然通风。


阳光板

阳光板



牛舍环境控制系统


特点


1、简洁的触摸屏导航;

2、可靠稳定的硬件,享 5 年保修(包含连通保修);

3、可从任何地点访问数据,且与大多数热门的手持设备兼容;

4、可发出文字或电子邮件警告;

5、可实时更新数据,并可视需要存储数据;

6、多栏舍与多程序操作;

7、输出目前取乳量与转播通风组件的温度读数;

8、温度、湿度、静态压力、氨与二氧化碳读数及补偿;

9、具备风速、风向与雨量传感器的气象站(有效计算风速);

10、可远程进行程序设计、更新与监控,提供无与伦比的服务;

11、方便在线培训;

12、通过电表改善能源效率;

13、计算温湿度指数(THI)、奶牛有效风速 (EAV) 读数及有效热应力值指数(ESV) ;

14、以开源数据开发先进的自定义管理解决方案;

15、具备可扩展及附加功能,日后可整合至同属性的控制系统(通风、喂食、照明等);

16、可依据 ImpecC 认证标准计算奶牛场的环境效能。


牛舍环境控制系统

   
 

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