Агропрофи » Blog Archive » Дышать легко
Регистрация

��������� - �������� ��������� �������

Дышать легко

Дария Харитонова

Плохая вентиляция помещений снижает продуктивность животных до 30% и остается одной из самых распространенных проблем в коровниках старых конструкций. Какие решения предлагают компании на этапе планирования и строительства новых комплексов, а также в действующих фермах?

Там за туманами

Зимний «туман», наледь на конструкциях, конденсат, изморозь, мосты холода или плесень на стенах – все это внешние признаки проблем с вентиляцией в коровниках, которые негативно отражаются на здоровье животных.

– В первую очередь это частые респираторные заболевания, вызывающие снижение продуктивности и падение иммунитета в целом, – констатирует коммерческий директор компании «Сева Санте Анималь» (Ceva Santé Animale), к. в. н. Михаил Яблоков.

Исследования ветврачей, в том числе д. в. н. Ребекки Броцман и Кена Нордлунда из University of Wisconsin, Madison school of veterinary medicine (USA), и др. доказывают, что общая бактериальная обсемененность воздуха тесно связана с возникновением случаев заболеваний дыхательных путей.

– Содержание в едином помещении большого количества животных предполагает высокую бактериальную и микробную обсемененность воздуха, снизить которую возможно хорошей вентиляцией, – рассуждает специалист компании GEA Rus по направлению «Оборудование для ферм» Борис Мотин. – Наиболее сильный удар заболевания дыхательных путей наносят по молодняку.

Так, например, исследования, проведенные тем же Висконсинским университетом (США), показали, что 25% всех телят в первый год жизни страдают заболеваниями дыхательных путей, и у 20% из них впоследствии повреждаются легкие.

Между тем «потерянные» 5% легких при заболеваниях дыхательных путей – это минус 40 граммов привеса, делится статистикой Михаил Яблоков.

Не меньше страдает и взрослое дойное стадо, у которого заболевания дыхательных путей ослабляют иммунитет и напрямую снижают продуктивность.

– На фоне недостатка свежего воздуха у коров и телят также развивается гипоксия (внешне диагностируется по учащенному дыханию), что является в том числе следствием повышенного содержания в помещении аммиака. А значит, снижается метаболизм, тормозятся обменные процессы, – констатирует Михаил Яблоков. – И сколько бы животное ни кормили, замедленная ферментация не позволит ему с полной отдачей производить молоко.

Кроме того, следствием плохой вентиляции является повышенная влажность в коровнике, что, помимо сложностей с органами дыхания, провоцирует целый ряд заболеваний, в том числе конечностей и кожных покровов.

Таким образом, проблемы с вентиляцией выливаются в экономический ущерб для хозяйства в виде недополученной не менее чем на 30% продукции, увеличения затрат на медикаменты и даже падежа поголовья.

По подсчетам д. в. н. Якоба Нормайера (Германия), издержки на устранение последствий заболеваний дыхательных путей составляют в среднем 7–18 тыс. евро на одну голову молодняка при девятипроцентном снижении молочной продуктивности в будущем.

Разные нормы

– Микроклимат в коровнике регламентируется санитарными нормами по содержанию КРС. В России это рекомендации РД-АПК. Европейские стандарты в некоторых пунктах отличаются от них, – рассказывает менеджер категории «Комфорт коров» компании DeLaval Максим Ястребов.

Например, что касается рекомендуемой температуры воздуха, то в Европе верхняя планка во избежание теплового стресса в коровнике не должна превышать +18 °С при стандартном уровне влажности. Тогда как нижняя граница, по словам Максима Ястребова, не нормируется. А вот РД-АПК регламентирует расчетную температуру воздуха в коровнике +10 °С.

– Такое значение более характерно для привязного содержания животных, точнее, помещений, где производится доение в молокопровод и, соответственно, работают люди, – отмечает Максим Ястребов. – В данной ситуации регламент температуры обуславливается комфортом работы персонала и оборудования. Но для животных низкие значения не страшны. Именно поэтому в беспривязных коровниках температура может опускаться до значений до 0 °С и ниже.

Однако влажность в коровниках и телятниках не должна превышать 70%, и в этом пункте требования российских РД-АПК 1.10.01.02–10 и европейских норм совпадают. Максимальное содержание окиси углерода – 15 мг/м3,
аммиака – 20 мг/м3, сероводорода 10 мг/м3. Для молодняка количество вредных веществ должно быть в два раза ниже.

Что касается воздухообмена, то по европейским рекомендациям, как сообщают в компании DeLaval, норма – не менее 85 м3/час на одно животное в зимний период, 340–360 м3/час – в межсезонье и 850–1700 м3/час летом.

Согласно стандартам РД-АПК, для коров скорость движения воздуха составляет 0,5 м/с (у телят – 0,3 м/с) в зимнее время и 1 м/с – в летнее (у телят 0,5 м/с). Тогда как по европейским нормам, которые рекомендуют немецкие университеты, а также University of Wisconsin (США), эти показатели выше: около 1 м/с зимой и 2–2,5 м/с – в летний период.

Вытяжка и приток

Для реализации воздухообмена нужны два процесса – приток свежего и утилизация отработанного воздуха.

Прежде всего приток может в достаточном объеме обеспечиваться естественным путем: через открытые шторы, стеновые панели и клапаны, а также через кровельные шахты или свето-аэрационный конек. Однако здесь возникает множество оговорок, связанных со временем года, температурой и влажностью на улице и внутри самого помещения (его конструкцией, расположением в пространстве и розой ветров).

Директор компании-интегратора «Агро-Ракурс» (Новосибирск) Сергей Чучкалов замечает, что естественный приток осуществляется хорошо в том случае, если соблюден ряд условий, среди которых расстояние между корпусами ферм, господствующее направление ветра. Кроме того, необходимо следить за тем, не засыпаны ли снегом отверстия в кровле, и отсутствием обледенения клапанов.

– Естественная вытяжка неплохо работает, если на улице холоднее, чем в помещении, – говорит технический директор компании «АСК Проект» Сергей Линник. – Но, когда внешняя температура превышает +15 °С, естественная вентиляция постепенно теряет свою эффективность. Отработанный теплый влажный воздух перестает выходить через конек и застаивается в коровнике.

К плюсам естественной вентиляции можно отнести отсутствие энергозатрат, однако при этом появляются зависимость от господствующего направления ветра, разницы температур внутри здания и снаружи, а также ярко выраженная сезонность использования.

Принудительным путем

Принудительная (механическая) вентиляция позволяет снизить зависимость от природных факторов и четко контролировать объемы воздуха на приток или вытяжку.

Для вновь строящихся ферм выбор решений по части реализации механической вентиляции достаточно широк. Например, в больших квадратных коровниках, имеющих длину, примерно равную ширине (200–250 м), можно успешно реализовать систему кросс-вентиляции.

– По одной стороне коровника предусмотрен проем со стеновыми панелями или шторами, позволяющими регулировать ширину воздухозабора, по другой – располагаются мощные вентиляторы, работающие на вытяжку, – объясняет Борис Мотин. – Создавая, таким образом, разряжение, они способствуют активному воздухообмену, при этом приток осуществляется через окна (проемы).

Подобные системы, распространенные в основном в Северной Америке, дополняют «плачущими» стенами, сообщает Сергей Чучкалов, имея в виду водные радиаторы, располагающиеся по той стороне здания, где воздух втягивается в коровник.

– Проходя через воду, воздух с улицы охлаждается и снижает температуру в коровнике. Такая комбинация больше походит для жаркого климата, возможно, умеренного, но не резко континентального, – предупреждает директор «Агро-Ракурса».

В длинных низких помещениях вентиляторы можно расположить в торцах зданий, создавая систему «тоннельной вытяжки». Приток также будет осуществляться через окна и стеновые панели.

По словам Бориса Мотина, при правильном проектировании такие решения позволяют не допускать теплового стресса в жару, а зимой даже в 25 °С «за бортом» поддерживать в коровнике положительную температуру.

– Для относительно небольших коровников (около 50 м шириной) можно установить на одной стене вентиляторы на вытяжку, а с противоположной – на приток. В этом случае воздух будет полностью циркулировать по всему коровнику без мертвых зон, – добавляет он.

Однако к минусам таких решений можно отнести высокое энергопотребление и особенные требования к конструктиву коровника.

Еще одним популярным способом обеспечения механической вентиляции специалист компании «Трансфэр-Агрохимия» по направлению «Микроклимат» Яна Яброва называет установку больших (5–7 м в диаметре) горизонтальных потолочных вентиляторов, задача которых не просто перемешивание воздуха: в сочетании с шахтами на крыше они позволяют летом работать на усиление притока, а зимой – на активизацию вытяжки. Специальное строение лопастей таких вентиляторов способствует зачерпыванию воздуха снизу и проталкиванию к вытяжным отверстиям вверху. Приток в данном случае может осуществляться через шторы. Летом же такие вентиляторы вращаются в другую сторону и содействуют притоку сверху, а также направлению потока свежего воздуха на животных в сочетании с активным выталкиванием загрязненного воздуха из помещения через окна и стеновые клапаны.

Ограничивающим фактором в данном случае служит высота потолков: в целях безопасности подобные вентиляторы подвешиваются в трех метрах от пола с учетом длины подвеса, поэтому коровник должен быть высотой не менее шести метров до конька.

Через верх

Наименее громоздким вариантом, и при этом одним из самых распространенных в архитектуре коровников Максим Ястребов называет установку вентиляторов в приточно-вытяжных шахтах.

– Приточный вентилятор в такой шахте втягивает воздух с улицы, вытяжной, соответственно, работает на выдув отработанного воздуха из помещений, – поясняет Ястребов. – Скорость вращения таких вентиляторов позволяет регулировать активность вытяжки или притока в зависимости от времени года, влажности, температуры и других показателей.

Механическая вентиляция в шахтах хорошо показывает себя в совокупности с естественной вентиляцией, то есть работа вентилятора направлена на активизацию притока, а вытяжка осуществляется через различные отверстия (шахту, конек, окна и т.д.), или наоборот – вентилятор в шахте работает на вытяжку, тогда как приток обеспечивается через стеновые панели или окно со шторами.

По мнению Сергея Чучкалова, если в приоритете – вытяжка, то ослабевает контроль над поступлением холодного воздуха через отверстия шахт или окон в зимний период. Это провоцирует появление сквозняков, мостов холода и образование ледяной корки на конструкциях внутри коровника.

– Если приток контролируется механически, то можно регулировать его интенсивность и температуру. А отработанный воздух будет сам выходить за счет избыточного давления через отверстия в крыше (шахты, коньки, клапаны), – рассуждает он. – Снизить температуру поступающего холодного воздуха возможно с помощью подмешивания теплого, установив секцию добора на приточной шахте (выше вентилятора). Однако при этом производительность шахты сократится.

Максим Ястребов считает, что построение воздухообмена «от притока» чревато увеличением загрязненности и пыли в коровнике.

– Воздух с улицы, активно всасываясь вентилятором через небольшое стеновое отверстие, создает избыточное давление в помещении и по принципу пылесоса будет распределять пыль по всему объему коровника, прижимая ее к поверхностям, – уверяет он. – Тогда как активная вытяжка поспособствует большему очищению, так как приток в этом случае обеспечивается через оконные проемы или клапаны большей площади. Теплый воздух также будет подниматься вверх, подхватывая испарения, и активно «выдуваться» наружу.

– Делать акцент на приток или вытяжку – это зависит от условий конкретного коровника, его расположения, конструкции и климатических условий местности, – убежден Сергей Линник.

Усилению работы вытяжки и притока способствуют разгонные вентиляторы. В летнее время их задействуют для увеличения воздухообмена, а зимой они помогают уменьшить сквозняки, смешивая холодный уличный и теплый внутренний воздух в коровнике. Кроме того, без применения разгонных вентиляторов возникает риск образования застойных (мертвых) зон.

По словам Максима Ястребова, оптимальным решением будет установка нескольких приточно-вытяжных шахт (около 6–8 на стандартный коровник 200 голов) с вентиляторами как на приток, так и на вытяжку. В совокупности с окнами, стеновыми панелями и разгонными вентиляторами такая система может быть гибкой и подстраиваться под внешние и внутренние климатические условия.

В одном ритме

Гибкость работы вентиляции в современных коровниках, в особенности на крупных животноводческих комплексах, обеспечивается установкой автоматических решений.

Как поясняет Сергей Чучкалов, оптимальное управление климатом подразумевает использование набора датчиков, размещаемых внутри и снаружи коровника, и соединенных с ними блоков управления.

Все системы регулирования климата должны подчиняться единой логике. При наличии нескольких блоков и интерфейсов, по мнению участников рынка, скорректировать их работу будет сложнее. Более того, при определенных условиях разные виды оборудования могут начать конфликтовать друг с другом.

– Например, если в коровнике увеличилась влажность, датчик, установленный изнутри помещения, следуя логике, открывает окна, а на улице при этом идет дождь и стопроцентная влажность, в этом случае увеличение забора воздуха снаружи отрицательно скажется на микроклимате, – отмечает Сергей Чучкалов. – Нельзя рассматривать систему однобоко, регулируя климат только изнутри. Необходимо учитывать двусторонние показания. И только тогда возможны оптимальная регулировка и корректировка вентиляции.

Для этого на рынке существуют системы управления, где в единую схему объединена вся механика и электроника, отвечающие за регулировку микроклимата. Например, решение компании DeLaval – BSC, объединяющее в едином блоке управление всеми системами микроклимата в коровнике.

Максим Ястребов также обращает внимание, что для эффективной настройки микроклимата двери и ворота в помещение должны быть закрыты (как и окна, если они не связаны напрямую с системой регулирования воздухообмена).

– В противном случае контроллер не сможет корректно управлять системой, – считает он.

Однако, учитывая особенности сельского электроснабжения, Ястребов рекомендует подстраховать систему блоками аварийного открытия. Такие устройства во время отключения электричества в жаркую погоду просто принудительно откроют двери и окна.

Как экономить?

Снижать расходы электроэнергии при наличии большого количества вентиляторов возможно установкой регулировки частоты их вращения (частотные преобразователи) или числом подключаемых в систему вентиляторов. По подсчетам компании DeLaval, вентилятор с «частотником» экономит до 50% электроэнергии.

– Например, по принципу системы «мультистеп» зимой на весь коровник работают две шахты с вентиляторами, затем, ближе к весне, когда температура поднимается и необходимо увеличивать воздухообмен, подключается следующая группа и т.д.», – объясняет Максим Ястребов. – При этом вентиляторы не работают сразу на полную мощность, а увеличивают обороты ступенчато в зависимости от показаний датчиков температуры.

То есть сначала «разгоняется» первая группа вентиляторов, после их выхода на 100% подключается вторая, стартуя с 30%, потом переходит на 50% и дальше в зависимости погоды.

– Есть и альтернативный вариант, в котором первая группа вентиляторов разгоняется до 50%, а затем подключается следующая, также выходя на половину мощности, затем следующая и т.д., – добавляет Максим Ястребов. – А затем первая группа выходит на 100% и последовательно остальные по цепочке в соответствии с внешними и внутренними показателями микроклимата.

Кстати, управление климатом возможно и удаленно: через приложения на смартфоне или планшете пользователь может не только следить за состоянием воздуха и влажности в помещении для животных, но и менять установленные значения в зависимости от ситуации. Более того, установка детекторов контроля загрязненности воздуха позволит держать под контролем ситуацию с выбросом вредных газов – аммиака, СО2. Такие датчики, по мнению Максима Ястребова, больше пригодятся в помещениях для молодняка.

А в старых коровниках?

Острее всего вопросы микроклимата стоят в старых коровниках, построенных еще по типовым проектам советских времен. И таких помещений, в особенности с привязным содержанием, в России свыше 70%.

По наблюдениям Бориса Мотина, в 90% случаев, получив в наследство подобные фермы, владельцы не готовы их перестраивать и хотят обойтись минимальными капзатратами или изменением конструкции. При этом именно старые коровники конструктивно ограничены для реализации многих решений по улучшению микроклимата.

– В частности, в них невозможно установить большие горизонтальные вентиляторы, так как недостаточно высоты потолков, – приводит пример Яна Яброва. – В большинстве случаев расстояние от пола до потолка в коньке не превышает 3,5–4 м.

Как замечает Сергей Чучкалов, в низких коровниках с плоскими крышами зачастую трудно оптимально выстроить систему приточно-вытяжных шахт. Так, зимой холодный воздух сразу же попадает в коровник, не успевая даже минимально нагреться.

– Кроме того, в зданиях, имеющих крышу с малым уклоном, движения воздуха, практически не будет: необходимый уклон для оптимальной работы механической вентиляции через крышу должен составлять 12°, – добавляет Максим Ястребов.

Сергей Чучкалов признает, что всякая модернизация в старых коровниках – всегда компромисс, и оптимальное решение по вентиляции бывает отнюдь не самым бюджетным.

– И тогда необходимо приложить все знания и опыт, чтобы сделать содержание животных и работу людей в таких помещениях максимально комфортными, – говорит Борис Мотин.

В этом ключе довольно эффективно и разумно с точки зрения финансовых вложений использовать систему обеспечения вентиляции в «рукавах».

Плюс в рукаве

Такую систему разработал немецкий инженер, имеющий также ученую степень доктора ветеринарных наук, Яков Нормайер. Он презентовал ее в России на «Агроферме-2016». Но еще более интересный факт – подобная система была разработана в СССР на рубеже 70–80-х годов ХХ века и даже, по словам Сергея Линника, эффективно внедрялась в восточной части России (Иркутская и Новосибирская области) и Казахстане. А в настоящее время довольно активно используется на молочных комплексах в Америке, в основном для телятников.

Суть системы в том, что воздух с улицы под давлением с помощью вентилятора в торце здания подается в полиэтиленовую трубу (рукав) диаметром 80 см или 1 м, протянутую по всей длине коровника под потолком. В этом воздуховоде с определенным шагом проделаны отверстия (или сопла), которые практически индивидуально подают порции свежего воздуха в каждое стойломесто (если это привязь) или же в загон, если речь идет о телятнике.

– В качестве материала для рукавов используется целлофан, полиэтилен или ПВХ-ткань, поэтому тяжелый каркас для этого не требуется и в качестве него служат металлические кольца, а при нагнетании воздуха труба раздувается, – рассказывает Сергей Линник. – И самое интересное, опыт показал, что при всей простоте конструкции такой воздуховод служит достаточно долго.

– Система работает на приток свежего воздуха, и главное ее достоинство в том, что воздух при прохождении по помещению успевает согреться, что исключает проблему холодных сквозняков, – отмечает Борис Мотин. – А при острой необходимости можно поставить систему рекуперации и подогревать его. Это увеличивает затраты, но обеспечивает гарантированную подачу свежего воздуха без риска переохлаждения, что особенно актуально для молодняка и мелкого рогатого скота.

Плюсами такого изобретения он также называет простоту приспособления к любой архитектуре коровника и возможность сочетания с другими видами вентиляции.

– При правильном расчете с помощью подобной системы можно поставлять точно нормированное количество свежего воздуха (со скоростью 2–2,5 м/с) в четко определенные места помещения, – уверен Борис Мотин. – Это исключает сквозняк на высоте головы животных и в рабочих зонах доярок, а также способствует равномерному распределению свежего воздуха.

Как уточняет Сергей Линник, такая система отлично убирает излишнюю влажность в помещениях (особенно в холодное время года), что и обуславливает ее популярность в Европе и Америке в основном в помещениях для молодняка.

– Кстати, следствием этого свойства является образование большого количества конденсата, – обращает внимание он. Поэтому снизу под рукавом необходимо предусмотреть какой-то лоток для сбора излишней влаги (конденсированный аммиак, испарения и т.д.).

Исследования и опыты показывают, что использование вентиляционных рукавов в тысячах телятниках Северной Америки позволило снизить заболевания дыхательных путей среди молодняка на 50–75%.

Вытяжку при такой системе можно организовать естественным путем – через окна и стеновые панели или также обустроить с помощью перфорированных рукавов с вытяжным вентилятором.

– Материал трубы при этом должен быть более жестким, – предупреждает Борис Мотин.

Сергей Линник отмечает, что трубы на вытяжку обычно располагают чуть ниже приточной.

Однако при хорошо налаженной вытяжке через окна, стеновые клапаны или отверстия в крыше (шахты) смысла в установке дополнительного вытяжного рукава он не видит.

– Тем более что летом ее функциональность еще больше снижается, – аргументирует Линник. – К слову, в теплое время года и от приточного короба мало смысла. И здесь на первый план выходят естественные проемы, где воздухообмен усилен разгонными вентиляторами.

Опыт компании GEA говорит о том, что для охлаждения в жаркое время года можно установить дополнительно еще два рукава с приточным воздухом и задействовать их по необходимости. Кстати, «трубными» системами вентиляции также можно управлять с помощью контроллеров и обеспечить им возможность работы с датчиками температуры.

Комментарии практиков

«Крутишенское» (Новосибирская область)

Яков Бахман, директор:

– У нас привязные и беспривязные коровники – старый и новый. В обоих установлены приточно-вытяжные шахты. В беспривязном они работают на приток и на вытяжку, но толку от них мало. Зимой воздух гоняется вверху по кругу. Разгонных вентиляторов нет, вероятно, это обуславливает такой эффект.

В привязном коровнике в 2016 году установили три кровельные шахты, работающие на принудительную вытяжку, а приток воздуха осуществляется через двери и окна. Коровник стандартный советской проектировки, рассчитанный на привязное содержание двухсот голов.

Автоматики нет никакой, скорость вытяжки регулируем сами. И здесь, как ни странно, эффект гораздо лучше, чем в беспривязном новом коровнике. Практически избавились от тумана, ушли сырость и запах аммиака, воздух стал заметно лучше. За три года показатели по болезням дыхательных путей улучшились.

Молочно-товарный комплекс  «Тюменские молочные фермы», группа компаний «Дамате» (Тюменская область)

Андрей Шитик, главный инженер:

– У нас реализована система вентиляции в ПВХ-рукавах в пяти телятниках, где содержится молодняк возрасте от нуля до двух месяцев. Воздух под давлением нагнетается в трубу из мягкого материала, проложенную под потолком помещения, из которой подается в стойла практически индивидуально, через отверстия. Включается такая вентиляция у нас в телятниках только в теплое время, потому что в мороз -40 °С боимся переохладить животных.

Летом в совокупности с окнами и панелями система также работает очень хорошо: помогает убирать излишнюю влажность, устраняет запах аммиака. Отработали с такими рукавами год и очень довольны результатами.

Племзавод «Ирмень» (Новосибирская область)

Виталий Рогозин, главный зоотехник:

– В нашем хозяйстве 3220 голов высокопродуктивного черно-пестрого голштинизированного скота содержатся в больших коровниках после реконструкции. Система вентиляции осуществляется через приточно-вытяжные шахты в комплексе с разгонными вентиляторами.

В зависимости от времени года шахты работают как на приток, так и на вытяжку, причем регулировка завязана на контроллер и происходит автоматически на основе показаний датчиков температуры и влажности. Окна и стеновые панели в автоматическую систему не включены, мы их регулируем вручную. Зимой вообще работают только шахты и «разгонники».

На стандартный коровник 120 м у нас установлено пять шахт, и даже в наши сибирские морозы удается поддерживать свежий воздух без лютого холода в помещении, причем практически без тумана (иногда он присутствует, но незначительно).

Микроклимат в коровнике стал гораздо лучше, чем раньше. Система работает хорошо, но требует постоянного наблюдения, обслуживания и прочистки. Правда, нужно отметить, что сервис «Агро-Ракурса» нас никогда не подводил.

Молочный комплекс «Ногинское» (Московская область)

Сергей Козлов, замдиректора по производству:

– Мы модернизируем старые типовые коровники на 200 голов, высота в коньке у них около 5 м. В двух дворах уже реализовано комплексное решение компании DeLaval, включающее в себя кровельные вытяжные шахты с активным вентилятором (семь шахт) и приток через стеновые панели и окна.

Регулировка ширины зазора в окнах и стеновых клапанах, а также сила вращения вентиляторов осуществляется с учетом показателей влажности, температуры и газовых анализаторов через блок управления BSC. Летом в систему добавятся разгонные вентиляторы, установленные на приток по стенам между окнами.

Сейчас вентиляция помещений реализуется через регулируемые зазоры в клапанах и окнах (приток) и вытяжкой через шахты. На зимний период этого вполне хватает. Микроклимат улучшился в разы по сравнению с немодернизированными дворами как относительно газов, так и влажности.

Отправить ссылку другу
Оставить отзыв