Dr Leszek Mardarowicz AR Lublin
opracowano na podstawie art. Alex Oderkirk, The Theory of Poultry Ventilation, Canada
 

Wprowadzenie

Z doskonałymi obecnie genetycznie zwierzętami i naukowo zbilansowaną dawką pokarmową maksymalne wykorzystanie paszy można uzyskać jedynie w optymalnych warunkach środowiskowych. Optymalne warunki środowiskowe uzyskane są jeżeli zwierzęta,

- nie są narażone na przeciągi
- nie są poddawane ekstremalnym temperaturom
- nie są narażane na gwałtowne zmiany temperatury
- nie przebywają w nadmiernej wilgoci i odorach
- są suche
- są utrzymywane na odpowiedniej powierzchni dla uniknięcia stresu i ryzyka powstania zranień
- mają pod dostatkiem świeżej wody i paszy


Czynnikami środowiskowymi regulowanymi poprzez wentylacją są:

1. Rozprowadzenie i cyrkulacja powietrza
2. Temperatura
3. Wilgotność
4. Skład powietrza


Funkcje systemu wentylacyjnego

System wentylacyjny powinien:

1. Dostarczyć zawsze odpowiednio świeże powietrze

Zimą dla zapewnienia poprawnej wilgotności i usunięcia nadmiaru gazów szkodliwych potrzebne są niewielkie ilości świeżego powietrza (wielkość wentylacyjna minimalna), podczas gdy w letnich miesiącach olbrzymie ilości powietrza należy wymienić w pomieszczeniu dla zapewnienia odpowiedniej temperatury (wielkość wentylacyjna maksymalna).

2. Rozprowadzić świeże powietrze równomiernie, nie powodując przeciągów

Wloty powinny rozprowadzić wprowadzane powietrze tak, aby poprzez zmieszanie się z powietrzem wewnętrznym, jego szybkość i temperatura, zanim osiągnie poziom pomieszczenia gdzie przebywają ptaki, była zmniejszona do akceptowanych wartości.

3. Regulować temperaturę

W nieodpowiedniej temperaturze powietrza, zwierzęta będą w warunkach stresu, co może zmniejszyć, a przy ekstremalnym zimnie lub gorącu zatrzymać produkcję. Ponadto duże fluktuacje temperatury mogą powodować przeciągi i to może być przyczyną schorzeń układu oddechowego.

4. Usunąć wydychaną wilgoć

Para wodna powstająca przy oddychaniu zwierząt będzie powodować szybką destrukcję pomieszczenia jeśli nie będzie na bieżąco usuwana z budynku. Ponadto wilgoć wzmaga efekt ochładzania i ryzyko powstawania chorób.

Przykładowe ilości wydychanej pary wodnej w ciągu doby:

- 12 litrów - krowa mleczna
- 2 litry - dorosły tucznik
- 1 litr - 10 niosek

Dodatkowe ilości pary wodnej w powietrzu budynku inwentarskiego pochodzą z odchodów zwierzęcych i wilgotnych podłóg, w ten sposób wilgotność względna powietrza jest jeszcze większa.

5. Usunąć odory i gazy szkodliwe

W pomieszczeniu znajduje się przeważnie wiele gazów i odorów. Spośród nich są takie gazy jak dwutlenek węgla, siarkowodór, amoniak. Gazy te powinny być usunięte z pomieszczenia lub ich poziom utrzymywany na akceptowanym poziomie. W zamian, bezpośrednim zyskiem jest zmniejszony stres zwierząt, a to umożliwia zwiększoną produkcyjność i oczywiście lepszy komfort pracy dla obsługi.


Jak działa wentylacja

Zima

Podczas zimy, główną funkcją systemu wentylacyjnego jest usunięcie nadmiaru wydychanej wilgoci (jako para wodna), która produkowana jest przez zwierzęta. Osiągane jest to poprzez wprowadzenie do budynku powietrza zewnętrznego, które wchłonie tą wilgoć i następnie wyprowadzenie obładowanego wilgocią powietrza na zewnątrz. Powietrze wprowadzane do budynku niesie zazwyczaj maksymalną ilość pary wodnej (dla temperatury zewnętrznej). Podczas zimowych miesięcy wilgotność względna powietrza (R.H.) zewnętrznego jest wysoka (80% do 90% osiągając często nawet 100%). Dopóki to wprowadzone powietrze nie zostanie ogrzane wchłonie niewiele wilgoci, lub wcale. Wraz z mieszaniem się z powietrzem wewnętrznym jest ono podgrzewane do temperatury jaka panuje w pomieszczeniu i wówczas wilgotność względna maleje i jest ono wówczas w stanie utrzymać o wiele więcej wilgoci. Wzrost temperatury powietrza o każde 10 Co powoduje to, że możliwości utrzymania wilgoci podwajają się.

Dobra wentylacja utrzymuje prawidłową wilgotność powietrza poprzez usuwanie produkowanej pary wodnej na bieżąco. Na przykład, 1 kg zimnego powietrza zewnętrznego zajmuje 700 litrów (l) i utrzymuje (zawiera) jedynie 0,4gramy(g) wody, nawet gdy jest nasycone (100% R.H.). To zimne powietrze jest wprowadzane do pomieszczenia poprzez wloty i miesza się z ciepłym powietrzem wewnętrznym. Ogrzanie 1 kg suchego, zimnego powietrza do 15oC powoduje, że zwiększa ono objętość, z 700 do 820 litrów i dodatkowo bardzo zwiększają się jego właściwości trzymania pary wodnej. Ogrzane do 15 oC powietrze gdyby nie wchłonęło wilgoci i miało by dalej 0,4 g pary wodnej to wilgotność względna teoretycznie wynosiłaby jedynie 3%. Teoretycznie mogłoby się nasycić do 100% i mogło by ono utrzymać 30 razy więcej pary wodnej (12g). Jakkolwiek nie ma takiej potrzeby, aby wilgotność względna wynosiła w pomieszczeniu 100%. Dla zapewnienia zwierzętom komfortu i zdrowia praktyczną maksymalną wartością wilgotności względnej jest 75%. 1 kg takiego powietrze zawierałby 8 g wody. Wentylatory wyciągowe usuwają to ciepłe wilgotne powietrze z kontrolowaną szybkością. Każdy kg wchodzącego powietrza niosący 0,4 g wody wychodząc z pomieszczenia niesie 8g wody, usuwając 8,0 - 0,4 = 7,6 g pary wodnej.

W badaniach wykazano, że dorosły brojler utrzymywany na ściółce produkuje ok. 4,4 gramów pary wodnej na godzinę, dlatego też wielkość wentylacyjna wymagana dla utrzymania wilgotności na odpowiednik poziomie może być kalkulowana następująco:

Wielkość wentylacyjna

= (4,8 g/h pary wodnej)/ 7,6 g wody/kg powietrza
= 0,63 kg powietrza/h

Ponieważ wydajność wentylatorów podawana jest w litrach na sekundę (L/s) a nie w kg powietrza na godzinę (kg/h) dlatego dla każdego brojlera będzie się to przedstawiało następująco:

= (0,63 kg/h x 820 L/s)/3600 s/h
= 0,144 L/s
lub 0,51 m3/h dla każdego brojlera

Kalkulacje podobne do przedstawionych powyżej są stosowane dla ustalenia zimowej wymiany powietrza dla usunięcia nadmiaru wilgoci w pomieszczeniach dla innych gatunków zwierząt i drobiu.


Lato

Podczas lata system wentylacyjny musi usunąć nadmiar ciepła z pomieszczenia. Zazwyczaj dla tego celu wymagane są olbrzymie ilości powietrza, równe niekiedy kompletnej wymianie powietrza w pomieszczeniu co minutę.. Głównym nieporozumieniem jest wiara, że wentylatory mogą latem ochłodzić pomieszczenie. Nie ma takiej liczby wentylatorów, które mogłyby ochłodzić pomieszczenie poniżej temperatury zewnętrznej. To może być osiągnięte jedynie poprzez zastosowanie systemu chłodzenia.


Problemy z bilansem termicznym

Wszystkie systemy wentylacyjne działają w oparciu o zasadę bilansu termicznego. To znaczy, że ciepło produkowane przez zwierzęta musi być zrównoważone stratami ciepła poprzez przegrody budowlane (strop, posadzka, ściany, fundamenty plus ciepło tracone na drodze wentylacji. Jeśli równowagi tej nie będzie wówczas w budynku obserwować się będzie duże wahania temperatury w takt warunków termicznych na zewnątrz.

Ekstremalne warunki na zewnątrz (zimna lub gorąca pogoda) mogą być przyczyną problemów z bilansem termicznym.. Nawet wartość odpowiedniej izolacji termicznej nie może być nadmiernie uwydatniana jako odgrywająca tak istotną rolę w osiągnięciu dobrego bilansu termicznego przez cały rok.

Równowaga termiczna, czyli zrównoważenie bilansy termicznego oznacza że:
 

Jest to prawo fizyki. Wahania temperatury pozwalają, że prawo to funkcjonuje. Wówczas gdy straty ciepła są większe niż ciepło dostarczane i produkowane w budynku temperatura powietrza w pomieszczeniu spadnie do takiego poziomu, aż straty ciepła dokładnie zrównają się ciepłem produkowanym w danym pomieszczeniu (przyp tłum.: równowaga termiczna ustalona zostanie na niższym poziomie energetycznym wyznaczonym przez temperaturę efektywną niższą niż temperatura dolna krytyczna). Jest to sytuacja dynamiczna, zawsze zmieniająca się zależnie od takich czynników jak temperatura zewnętrzna, napromieniowanie słoneczne, wiatr, aktywność i wielkość zwierząt, nastawienia wentylacji.

W budynku inwentarskim około 75% ciepła jest tracone w powietrzem usuwanym poprzez wentylację. Pozostałe tracone jest przez ściany, sufit, podłogę, drzwi i okna.

Głównym źródłem ciepła w pomieszczeniu są zwierzęta, produkujące ciepłu w wyniku przemian metabolicznych (energia pierwotnie dostarczana do pomieszczenia jako pasza). Dodatkowo ciepło dostarczane jest przez ogrzewanie i niektóre inne źródła takie jak światło elektryczne, silniki, nasłonecznienie, procesy egzotermiczne zachodzące w ściółce.

Ciepło produkowane przez zwierzęta jest jednak zasadniczym źródłem energii w pomieszczeniu. Na przykład 2500 kur produkuje tyle ciepła co piec ogrzewający średniej wielkości dom.

Podczas zimnej pogody w słabo zazwyczaj izolowanym budynku dla brojlerów ogólne straty ciepła będą większe niż jego zyski, dlatego też aby nie dopuścić do zmniejszenia temperatury powietrza poniżej zalecanej wielkość wymiany powietrza poprzez wentylację powinna być ograniczana. Spowoduje to jednak zwiększoną wilgotność powietrza i możliwość zawilgocenia ściółki i konstrukcji budynku.
Istnieją dwa możliwe rozwiązania:
1. wprowadzić dodatkowe źródło ciepła (ogrzewanie);
2. zastosować dodatkową izolację termiczną ścian aby zmniejszyć straty ciepła przez elementy konstrukcyjne budynku.

Dodatkowe ogrzewanie potrzebne jest nawet w dobrze izolowanych budynkach dla drobiu, w pomieszczeniach dla warchlaków, porodówkach. Zapewni to żądaną temperaturę powietrza i zezwoli na zastosowanie wielkości wentylacyjnej pozwalającej usunąć nadmiar wilgoci produkowanej przez zwierzęta.

Wytyczne do wentylacji dla drobiu
 

Wielkość wentylacyjna dla trzody