ВРХ та тепловий стрес
У складному комплексі факторів, що впливають на організм тварин, велике значення має мікроклімат приміщень. Його вплив складається з сукупної дії температури повітря, вологості, хімічного складу, наявності пилу та мікроорганізмів, інших факторів, у регулюванні яких істотну роль відіграють системи вентиляції.
Тепло ще не означає комфортно
Щоб вплив вентиляції на тварин був найбільш сприятливим, а їхня продуктивність максимальною, при проектуванні нового або реконструкції старого корівника необхідно враховувати і скрупульозно розраховувати ширину корівника, висоту по ковзану, кут нахилу даху, чисельність поголів'я та інші параметри. Інакше висловлюючись, «житло» для корів слід як єдину систему, де всі деталі взаємопов'язані і дуже суворо прив'язані до місцевих кліматичних умов.
У живих організмів існує зона теплової байдужості, у межах якої параметри процесів теплоутворення та тепловіддачі мають мінімальні значення. Рівень температури в ній нижче температури тіла тварин і залежить від ступеня їх акліматизації, рівня годівлі, віку та продуктивності. Як наслідок, у межах цієї зони корови демонструють максимальну продуктивність та витрачають на одиницю продукції найменшу кількість корму. При цьому для кожної статево групи є межі відхилень градусника, вихід за які загрожує негативним впливом на життєдіяльність аж до ризику отримання теплового стресу.
За своєю сутністю корова — «північна» тварина: теплому і вологому оточенню вона віддає перевагу сухій і холодній. При підвищеній вологості повітря влітку у неї виникають труднощі з тепловіддачею, а взимку, одягнена у вологу шерсть, вона легкозастуджується. Крім того, влітку у вологому середовищі значно швидше розповсюджуються різні патогенні збудники, життя тварин обтяжують шкідливі гази - діоксид вуглецю, аміак, метан.
Оскільки більшість енергії, що виробляється коровою, задіяна у підтримці оптимальної температури власного тіла (оптимальними для перебігу фізіологічних процесів вважаються +37,5…+39,5 °С), її організмі порушується обмін речовин.
При стресах, а також від нестачі свіжого повітря корови стають млявими, поїдають менше корму і замість того, щоб пережовувати його, посилено сверблять і важко дихають - це ще один спосіб позбавлення від надлишків власного тепла. Якщо для людини 20–25 °С на шкалі градусника — гарант умиротворення та блаженства, то для корови вони є загрозою теплового удару: оптимум для тварин дорівнює 10–15 °С. Встановлено, що при підвищенні температури повітря в корівнику до 20-30 ° С тварина недоїдає щодня мінімум 1,5 кг сухого корму і виробляє на 3-5 кг молока менше.
Систем багато, а мета одна
Як бачимо, правильний повітрообмін є одним із основних факторів здоров'я та продуктивності корів. Однак в умовах природної вентиляції, коли багато залежить від перепаду внутрішньої та зовнішньої температур, швидкості та напряму вітру, площі відкриття припливних та витяжних систем, забезпечити його дуже проблематично.
У теплу пору року природна система вентиляції, навіть з наявністю на будівлі щілини конька, не в змозі забезпечити необхідний обсяг подачі повітря при підвищених (понад 15 ° С) значеннях зовнішньої температури. Без застосування спеціальних заходів у широкогабаритному низькому корівнику, особливо в його центральній частині, важко уникнути застійних зон і відповідно створити комфортніумови. Це необхідно враховувати, коли ухвалюється рішення про цілорічний безвигульне утримання тварин.
Якщо влітку денна температура перевищує 20 °С, корови потребують додаткового активного охолодження. Його забезпечують за допомогою планомірного зволоження повітря або за допомогою циркуляційних вентиляторів діаметром від 0,6 до 2 м. Розташовані відносно корів вертикально вгорі, вони переміщують потік повітря вздовж ферми (рис. 1).
У типових 6-рядних фермах вентилятори мають над подвійним рядом і біля кормового столу. Відстань між ними залежить від потужності агрегатів (можливого радіусу дії). Звичайний проміжок - від 12 до 18 м. Легкий нахил на 5-10 ° сприяє хорошому обтіканню тварин повітрям.
Природно, що менше вентилятор, то більшою має бути швидкість руху повітря: його вплив має відчуватися на відстані не менше 10 м. Оптимальною вважається швидкість від 6 до 7 м/сек, але в літній час для досягнення охолоджуючого ефекту достатньо і 1–2, 5 м/с.
Інший принцип активного провітрювання — тунельна вентиляція, коли кілька агрегатів монтують на стіні одного фронтону будівлі, тоді як надходження повітря здійснюється через отвори вікон з протилежного боку (рис. 2). Сторони будівлі під час експлуатації такої системи повинні залишатись закритими (наприклад, шторами). На противагу іншим системам, поряд з рухом повітря, також відбувається його постійний обмін по всьому перерізу приміщення, чому, зокрема, сприяє низьке розташування стелі. Довжина ферми не має значення: потреба у вентиляторах визначається площею отвору для припливу повітря та бажаною швидкістю подачі повітря (тобто потужністю агрегатів).
Наступний варіант - встановлення на стелігіпервеликих вентиляторів діаметром від 4 до 7 м, що направляють потік повітря вертикально вниз. Досягнувши підлоги, він розтікатиметься на всі боки зі швидкістю 1–2,5 м/сек (рис. 3).
Низька кількість обертів (40-90 об/хв) сприяє енергозбереженню. Потужність редукторного двигуна у горизонтальних вентиляторів стель приблизно така ж, як і у малих вертикальних циркуляційних, але їх потрібно набагато менше, ніж малих.
При використанні даних агрегатів (на відміну від підвісних малих циркуляційних) рух приходить все повітря ферми. Існує і ряд інших переваг: тепле повітря взагалі не збирається під дахом приміщення (відтісняється вниз навіть підігріте тваринами); вертикального руху повітря уникають, отже, тваринам не набридають птахи та комахи; через низьку частоту обертання лопатей знижується рівень шуму. Якщо великі вентилятори оснащені безступінчастим керуванням, їхня експлуатація можлива й у зимовий період року.
Рятівний «душ»
Зовсім іншою можливістю забезпечення корів прохолодою є їхнє обприскування водою з використанням вентиляторів. При цьому розрізняють дві системи розпилення — під високим та низьким тиском. У першому випадку (рис. 4) ефект прохолоди досягається за рахунок використання енергії, що витрачається на випаровування дрібних крапельок води при її розбризкуванні. Щоправда, поряд із зниженням температури повітря підвищується його вологість у приміщенні, внаслідок чого система потребує точного регулювання.
Система складається з автоматизованої насосної установки підвищення тиску, фільтрів механічного очищення, електромагнітного клапана скидання надлишкового тиску при відключенні, трубних ліній та спеціальних дрібнодисперсних форсунок. Витрати, пов'язані з її застосуванням,збільшують насоси, фільтри, високонапірні трубопроводи, форсунки та керування.
Насос створює в системі тиск 70 бар, який подрібнює краплі рідини до діаметра 5 мікрон (у 20 разів менше товщини людського волосся). При цьому проявляється ефект їхнього блискавичного термодинамічного випаровування, на що йде багато енергії (для випаровування 1 г води потрібно витратити 500-600 калорій тепла). За бажанням замовника в систему встановлюється процесор, що управляє, який за заданою програмою включає подачу води. За рахунок регулювання часу роботи такого «душа» та тривалості паузи можна досягти необхідного ступеня охолодження.
У спекотний період року система дозволяє за лічені хвилини знизити температуру повітря у приміщенні на 5–8 °С. Крім того, вона захищає тварин від спеки, сухості повітря, відганяє від них комах, що літають, допомагає боротися із запиленістю повітря. При додаванні відповідних компонентів вимагають зникнення небажаних запахів.
Високонапірні системи будуються за зональним принципом: кожна обслуговує одну або кілька зон (окремих приміщень або їх частин, в яких розміщено датчик температури та кілька розпилювальних секцій, достатніх для забезпечення рівномірного та регульованого охолодження). Великі чи складні приміщення, зазвичай, розбиваються кілька зон. Система складається з необхідної кількості розпилювальних блоків (секцій) та центрального блоку обладнання – насосної станції потрібної продуктивності, пультів керування та, можливо, системи підготовки води.
Завдяки використанню технології «миттєвого випаровування» туман утворюється без надмірного підвищення вологості повітря, що дозволяє уникнути поширення інфекцій та антисанітарних умов,передчасного старіння та непотрібних втрат поголів'я худоби, сприяє покращенню обміну речовин в організмі тварин та збільшенню їх продуктивності.
Пряме обприскування корів водою під низьким тиском безпосередньо біля кормових столів (рис. 5 та 6) є другим варіантом використання води для зняття теплового стресу. Такий «душ» працює наступним чином: послідовно чергуються короткочасне (близько 3 хв) обприскування корів водою та 10–15-хвилинне сушіння з використанням вентиляторів, що дозволяє досягти найбільшого ефекту охолодження. Шерсть корів зволожується, потім висихає. У цьому, звісно, знижується температура тіла тварини.
Метод був винайдений у спекотних регіонах США, Італії та Ізраїлю. Систему можна встановити у корівнику власними силами без особливих витрат. Для цього потрібні шланг або водопровідна труба з ПВХ, які монтуються на висоті 2,5 м над проходом (перед кормовими гратами). На водопроводі, на відстані близько 1,8 м одна від одної, встановлюють розпилювальні сопла з кутом розпилення 180°. Важливо звернути увагу на тиск води: своє місце під душем повинні знайти навіть ті корови, які стоять наприкінці проходу.
Обидві системи зволоження ефективні при температурі повітря понад 24 °C та його відносній вологості 70 %, тому автоматичне керування в цьому випадку обов'язкове. Їх використання можливе і в нашій республіці, проте перед впровадженням необхідно ретельно зважити всі «за» та «проти», проконсультуватися з фахівцями профільних наукових установ.
Не секрет, що на великих молочних фермах корови, чекаючи своєї черги на доїння, довго стоять на переддоїльних майданчиках. Як показують результати наших досліджень, влітку температура тіла корови стоїть«у черзі» може за 20 хв піднятися на 1,7 °С. Якщо ж на переддоїльних майданчиках буде встановлена система дрібнодисперсного зрошення, температура тіла залишиться незмінною і навіть знизиться. Що, звісно, позначиться і надоях: добова продуктивність дійних корів у разі збільшується загалом на 0,8 л.
Розташування вентиляторів на переддоїльному майданчику залежить від розміру, точніше від ширини приміщення. У малих загонах із максимальною шириною до 7,5 м доцільно встановити (на зовнішній стіні з кроком від 1,8 до 2,4 м) кілька маленьких вентиляторів (рис. 7). Виходячи з практики, можна сказати, що на кожні десять корів або 5 м2 площі загону має припадати по одному вентилятору. Додаткового охолоджуючого ефекту можна досягти при встановленні сопел з розпорошенням на 360 °.
У великих загонах для очікування, де можуть розміститися до 60 корів, поперечне вентилювання не дозволяє досягти бажаного ефекту. Тут має сенс підвісити вентилятори впоперек загону в кілька рядів (кут нахилу - від 15 до 30 °, інтервал - від 6 до 9 м). При цьому необхідно простежити, щоб вони обдували передусім голови корів. Для того щоб тепле повітря швидше виходило назовні, слід відкрити вентиляційні отвори в ковзані даху та на бічних стінах.
Американські консультанти рекомендують окроплювати корів протягом 1 хв з інтервалом 6 хв. Витрата води при цьому становить 1 л на 1 м2 площі на годину. Таким чином, залежно від розміру загону для очікування витрата води становитиме від 90 (60 корів) до 150 л (100 корів) на годину.