Кросс-вентиляция в коровниках — эффективный способ управления микроклиматом

Введение

Молочные коровы гораздо чувствительнее к перегреву, чем многие думают. Если человеку комфортно при температуре выше 21°C, то у коров уже при таких показателях начинается термостресс. Оптимальный диапазон температур для коровы — от 4°C до 21°C. Особую чувствительность объясняет мощное теплообменное воздействие: высокопродуктивная корова выделяет более 6000 BTU тепла в час, и при повышении температуры ей трудно сохранять прохладу.

Для содержания крупного поголовья под одной крышей оптимально использовать коровник с кросс-вентиляцией. Это система механической вентиляции, при которой воздух движется горизонтально через здание — от одной длинной стены до противоположной, благодаря работе вентиляторов и приточных устройств. Воздушные потоки проходят перпендикулярно кормовым проходам и параллельно рядам стойл и кормушкам. Благодаря такому проекту, даже большие стада содержатся в одном помещении с поддержанием одинаковой температуры без локальных "карманов" тепла или холода.

Конструкция

Кросс-вентиляционный коровник оснащён линейкой вентиляторов вдоль одной боковой стены, которые нагнетают свежий воздух через приточные устройства противоположной стороны. Обычная ширина такого коровника — от 8 до 16 рядов, иногда больше. На приточной стороне (обычно южной для оптимальной ориентации восток-запад) используются автоматические шторы и охлаждающие панели-испарители. Бифельные шторы или перегородки направляют поток воздуха прямо на уровне коров для максимального охлаждения. На противоположной стене размещена сплошная линия мощных вытяжных вентиляторов, обеспечивающая тягу с приточной стороны через всё помещение.

Приточные устройства

Притоки воздуха оснащены двойными шторами: внизу — широкое открытие, сверху — узкое. Летом открывают нижнюю штору для максимального напора холодного воздуха на уровне животных. Зимой нижняя штора закрыта, в работу включается только верхняя, поступления воздуха становятся более мягкими, и смешиваются с теплым воздухом, снижая сквозняки.

В жаркую погоду на приточной стороне используют панели испарительного охлаждения, которые значительно снижают уровень стресса от жары. Воздух проходит через влажную проницаемую среду, вода испаряется, поглощая тепло, за счёт чего воздух в коровнике становится прохладнее. Это способствует созданию более комфортных условий для животных.

Рисунок 1. Испарительные охлаждающие панели устанавливаются на стороне забора воздуха в коровнике и работают, протягивая воздух через насыщенную среду.
(Фото: Эрика Бьюрстром)

Бифельные перегородки

Для корректного распределения потока воздуха обязательны бифели (перегородки). Без них движение воздуха происходит от пола к потолку, и охлаждение значительно снижается, особенно в жару. Перегородки располагают по длине, обычно над стойлами, подвешивая к потолку или монтируя к стенам, не ниже 180 см от пола, чтобы животные могли свободно передвигаться. Они регулируют скорость потока и охлаждение как раз в зонах отдыха.

Оптимальное место для бифеля — центр между рядами стойл. Важно оставлять примерно 30 см свободного пространства сверху для предотвращения образования конденсата и застоя воздуха. Перегородки могут быть из жёстких материалов (металл) или гибких (ткань, брезент) — второй вариант удобен для сезонного управления потоком воздуха.

Рисунок 2. В идеале перегородки располагаются посередине ряда стойл, расположенных друг напротив друга.
(Фото: Эрика Бьюрстром)

Вентиляторы

Рекомендуются промышленные вентиляторы диаметром 132–137 см — они оптимальны по мощности и требованиям к энергоэффективности. Суточная производительность вентиляции летом — от 40 до 60 полных смен воздуха в помещении, что соответствует от 1700 до 2500 м³/ч на одну корову (в зависимости от поголовья, климата и ширины здания). Для коровника 30×120 м потребуется, например, от 24 до 36 вентиляторов — точное число зависит от технических характеристик и расстояния между устройствами.

Скорость потока у поверхности тела коровы — 3–8 км/ч: достаточно для комфортного климат-контроля, но без сквозняков или стресса. Для повышения эффективности используют автоматические шторы, заслонки на вентиляторах, регулирующие обратный поток воздуха при простой, а также систему автоматического управления, зависящую от показателей влажности и температуры.

Особенности проектирования

Кросс-вентилируемые коровники обычно имеют низкий угол наклона крыши (0,5–1:12), что уменьшает высоту здания и снижает вертикальную стратификацию воздуха — в отличие от естественно вентилируемых (с уклоном 3:12 и выше). Следует учитывать риски для устойчивости крыши к снеговой нагрузке в северных регионах.

Расположение и ориентация коровника

Важна правильная ориентация — желательно располагается по оси восток-запад, чтобы использовать преобладающие ветра, и не ставить рядом высоких зданий или деревьев, чтобы не снижать воздушные потоки. Также кратная работа вентиляторов по зонам и датчикам повышает эффективность.

Форма здания

Широкие, квадратные или прямоугольные низкопрофильные здания обеспечивают равномерный поток воздуха и минимизируют стратификацию.

Зона ожидания

Отстойник перед доильным залом, где коровы обычно находятся тесно (1,5 м² на голову против 8–12 м² в стойле), особенно требует вентиляции и охлаждения. Исследования показывают, что без охлаждения температура тела коровы увеличивается на 1,5°C за 20 минут, а при установке вентиляции — наоборот, понижается до нормы.

Рисунок 3. Поддержание постоянного потока воздуха в загоне для содержания коров имеет решающее значение для их здоровья и продуктивности.
(Фото: Эрика Бьюрстром)

Здоровье животных

Постоянный поток свежего воздуха выводит тепло, влажность, аммиак, пыль и снижает количество животных, переносчиков болезней — мух и комаров. Поддержание стабильного микроклимата улучшает лежачее поведение, потребление корма, воспроизводство и снижает заболеваемость. Это также важно для комфорта персонала.

Обслуживание вентиляторов

Регулярная очистка — важная часть ухода, так как скопление пыли на заслонках и жалюзи вентилятора может снизить производительность на 10–40%. Очистку проводят перед сезоном жары, предварительно отключают питание, обращают внимание на ремни, ролики, фиксацию, и смазывают подвижные части для увеличения срока службы.

Освещение

Коровник с кросс-вентиляцией мало пропускает естественный свет, что помогает поддерживать прохладу. При этом это даёт возможность регулировать искусственное освещение для поддержания долгого светового дня — так можно повысить продуктивность и улучшить молочные показатели за счёт гормонов. Для сухостойных коров, напротив, полезны короткие световые режимы — по 8 часов света и 16 — темноты, что способствует лактации в следующем цикле.

Энергопотребление

Кросс-вентилируемые коровники потребляют значительно больше электроэнергии из-за работы механических систем. Основной расход — всюду-установленные высокопроизводительные вентиляторы, которые в жаркий сезон могут работать круглосуточно. Например, 24 вентилятора мощностью 1 л.с. каждый расходуют около 432 кВт·ч в сутки. Для повышения энергоэффективности используют вентиляторы с EC-моторами, систему зонального включения по датчикам, автоматические приводы, а также энергосберегающее светодиодное освещение.

Рисунок 4. Поддержание чистоты и эффективной работы вентиляторов снижает расходы на электроэнергию и помогает поддерживать постоянную и эффективную вентиляцию во всем коровнике.
(Фото: Эрика Бьюрстром)

Заключение

Коровники с кросс-вентиляцией — актуальное решение для современных ферм, позволяющее эффективно управлять микроклиматом зимой и летом, минимизировать термостресс, повысить надои и оздоровить стадо. Несмотря на рост затрат по электричеству, эти системы окупаются за счёт повышения продуктивности и облегчения условий труда. Оптимальное проектирование, правильная ориентация, регулярное обслуживание и внедрение энергоэффективных технологий — залог успеха при содержании крупного молочного поголовья.