Den præsenterede fremgangsmåde til dimensionering af åbninger for naturlig ventilation sikrer, at stalden altid kan ventileres tilstrækkelig, også i vindstille vejr.

Den præsenterede fremgangsmåde til dimensionering af åbninger for naturlig ventilation sikrer, at stalden altid kan ventileres tilstrækkelig, også i vindstille vejr. Der er desuden retningslinier for, hvor meget man skal forøge arealet for en uisoleret stald, eventuelt med dybstrøelse.

De angivne åbningsarealer er de åbninger, der skal til for at klare sommerventilationen. Anvendes der faste åbninger, skal klimafølsomme dyr beskyttes mod lave temperaturer og træk, eventuelt i form af overdækning af hvilearealet.

Baggrund

Interessen for, hvor store åbninger der er brug for til naturlig ventilation af stalde, har været stigende de seneste år. Det skyldes blandt andet den øgede udbredelse af åbne stalde, to-klimastalde til svin samt stalde til løsgående søer.

I denne Grøn Viden gennemgås principperne for naturlig ventilation og det eksisterende dimensioneringsgrundlag for isolerede stalde. Desuden præsenteres et foreløbigt dimensioneringsgrundlag for uisolerede stalde og for naturlig ventilation af stalde med kun vægåbninger. Endelig er der anført et bedste bud på nødvendige åbningsarealer i stalde med dybstrøelse.

Ved naturlig ventilation udnyttes naturens egne kræfter til at sørge for en tilpas luftudskiftning i stalde. Dels udnyttes det fænomen, at varm luft stiger opad, og dels udnyttes vinden. Man får et ventilationsanlæg, der ikke bruger el til driften, og dermed heller ikke går i stå ved strømsvigt.

Staldtemperaturen kan i varme, vindstille perioder holdes lige så lav som ved mekanisk ventilation, men det forudsætter, at ventilationsåbningerne er store nok. Hvor store åbningerne mindst skal være afhænger af, hvor de placeres i stalden og hvilke vejrmæssige forudsætninger, som lægges til grund.

Klimaets betydning

En mulighed er de værdier for udetemperatur og vindhastighed, som Danmarks Meteorologiske Institut registrerer mange steder i Danmark. Disse registreringer benyttes til at beregne det, man kalder ”normalåret”, og som indeholder de temperaturer og vindhastigheder, der i gennemsnit er registreret over en 30 års periode.

Temperatur

Når der laves gennemsnit over mange år, forsvinder de ekstreme temperatur- og vindsituationer, som kun optræder med års mellemrum, men som et naturligt ventilationsanlæg også skal kunne klare.

Der findes derfor også et referenceår, DRY (Danish Reference Year), som er specielt velegnet som udgangspunkt for dimensionering og drift af ventilationsanlæg. Referenceåret baserer sig på sammenhørende værdier af forskellige vejrparametre, opgjort time for time.

Årsmiddeltemperaturen er ifølge DRY ca. 7,5 °C, og udetemperaturen er i 95% af tiden under 20 °C. Middelvindhastigheden er omkring 4 m/s.

Vindhastigheder

Desværre er eksisterende vindstatistikker temmelig unøjagtige ved meget lave vindhastigheder, men i Danmark kan det påregnes, at vindhastigheden vil være under 1m/s i 5-10% af tiden. Vindhastigheden er målt i en højde på 10 m over terræn. I højde med eventuelle ventilationsåbninger vil vindhastigheden være 25-50% lavere, afhængigt af terrænet. Ydermere skal man regne med, at en stald kan ligge i læ af andre stalde.

Vindstille vejr er den situation, der giver mindst naturlig ventilation gennem givne ventilationsåbninger. Da dette, ifølge DRY, optræder en del timer om sommeren, dimensioneres naturlig ventilation normalt efter vindstille sommervejr. I modsat fald risikerer man, at der i perioder bliver meget varmt i stalden, og at der desuden i overgangsperioderne kan blive meget fugtigt.

Dimensioneringen i vindstille vejr baserer sig på termisk opdrift (skorstenseffekten). Det, der driver ventilationen under disse forhold, er kun temperaturforskellen mellem stalden og udenfor.

Ventilation gennem åbninger med højdeforskel

Ved den traditionelle anlægsudformning fordeles ventilationsåbningerne nogenlunde ligeligt mellem vægge og kip. Ved vindstille fungerer vægåbningerne som luftindtag, og kipåbningen som luftafkast. I figur 1 er vist, hvordan trykforskellen mellem inde og ude varierer med højden. Fordobles forskellen mellem staldtemperatur og udetemperatur, fordobles trykforskellen i alle højder.

På grund af trykforholdene vil der strømme luft ind gennem indsugningsåbningerne og luft ud gennem afkaståbningerne. Dette er illustreret i figur 2. Den lodrette afstand mellem indsugnings- og afkaståbningen kaldes drivhøjden. Den består af højden fra spærfod til kip, der kan aflæses af figur 4, plus afstanden fra midten af indsugningsventilen til spærfod.

Tabel 1 viser det dimensionerede åbningsareal pr. varmeproducerende enhed, afhængigt af drivhøjden, når indsugnings- og afkastarealet er lige stort.

Figur 4. Højde fra tagfod til kip som funktion af bygningsbredde og taghældning.

Tabel 1. Åbningsareal i m²/vpe ved forskellige staldtyper. Arealet skal være til rådighed både i indtag og afkast
Åbningsareal i m²/vpe ved forskellige staldtyper. Arealet skal være til rådighed både i indtag og afkast

Drivhøjde
Meter

Isoleret

Isoleret
dybstrøelse

Uisoleret

Uisoleret
dybstrøelse

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

0,269

0,220

0,190

0,170

0,155

0,144

0,134

0,127

0,120

0,115

0,110

0,105

0,102

0,098

0,095

0,315

0,257

0,223

0,199

0,182

0,168

0,157

0,148

0,141

0,134

0,129

0,124

0,119

0,115

0,111

0,376

0,307

0,266

0,238

0,217

0,201

0,188

0,177

0,168

0,160

1,153

0,147

0,142

0,137

0,133

0,459

0,375

0,325

0,290

0,265

0,245

0,230

0,216

0,205

0,196

0,187

0,180

0,174

0,168

0,162

Dimensioneringsgrundlag

Der finden i dag vejledende tal for, hvor store åbningerne mindst skal være for at sikre tilpas lave staldtemperaturer om sommeren. Disse tal, dimensioneringsgrundlaget, tager sit udgangspunkt i styret naturlig ventilation til isolerede kvæg- og svinestalde. når dette grundlag i dag også anvendes til uisolerede stalde samt til stalde med faste ventilationsåbninger, skal der foretages erfaringsmæssige korrektioner af åbningsarealerne.

Ved dimensioneringen forudsættes det normalt, at der skal holdes en staldtemperatur på maks. 25 °C ved en udetemperatur på 20 °C. Det svarer til en luftmængde på ca. 300 m³/h pr. varmeproducerende enhed (vpe). Tabel 1 angiver sammenhængen mellem husdyrart og vpe.

Tabel 1A. Konsekvenser af reducering af afkastarealet

Afkastareal, %

Indsugningsareal, %

100

95

90

85

80

75

70

65

60

55

50

100

111

123

138

156

178

204

237

278

331

400

Nogle gange vil man være interesseret i at reducere afkastarealet i kippen. I tabel 1A, vises, hvor meget indsugningsarealet i så fald skal forøges for at opnå den samme ventilation i vindstille vejr.

Når drivhøjde, belægning samt acceptabel temperaturforskel er kendt, kan de nødvendige åbningsarealer beregnes som illustreret ved eksempel 1.

Eksempel 1

En isoleret slagtesvinestald med plads til 200 slagtesvin ønskes dimendioneret for styret naturlig ventilation. Slagtesvinenes største gennemsnitlige vægt skønnes til ca 90 kg. stalden er 20 m lang og 11 m bred. den har en væghøjde på 2,4 m og en taghældning på 25°.

Indsugningen placeres umiddelbart under tagfoden og afkastningsåbningerne placeres i kippen. Med en bredde på 11 m og en taghældning på 25º giver det i henhold til figur 4 en drivhøjde på 2,56 m.

Af tabel 2 ses, at 1 slagtesvin på 90 kg svarer til 0,24 vpe. Dette giver en varmebelastning i stalden på 0,24 vpe/svin x 200 svin = 48 vpe. Af tabel 1 ses, at det nødvendige indsugningsareal og afkastareal er 0,17 m²/vpe.

For den akutuelle stald bliver såvel indsugningsarealet som afkastningsarealet 0,17 m²/vpe x 48 vpe = 8,16 m².

Eksempel 2

Stalden i eksempel 1 ønskes indrettet som toklimastald med naturlig ventilation gennem store vægåbninger. I hver af staldens to sider kan der laves en spalteåbning. Den maksimale spaltelængde bliver 20 x 2 = 40 m. Med 48 vpe i stalden bliver spaltelængden pr. vpe derved 40 m/ 48 vpe = 0,833m/vpe. I tabel 3 ses, at den mindste højde af spalten skal være 1,01 m.

Minimum åbningsareal i kippen kan beregnes til 20 m x 0,5% = 1,1m².

Ventilation gennem lodret vægåbning

Hvis der er åbninger i bygningens vægge, men kippen er lukket, vil åbningerne virke som både indtag og afkast. Trykforskellen mellem inde og ude vil variere med højden som angivet i figur 4 for vindstille vejr. Friskluft strømmer ind i stalden forneden og den varmere staldluft foroven. Indtil nu har der kun eksisteret et dimensioneringsgrundlag for denne ventilationsform, når det drejer sig om nødventilation.

De største usikkerheder knytter sig imidlertid ikke til ventilationsluftmængden for en given åbningshøjde og temperaturforskel, men til indtrængningsdybden for luften samt effektiviteten af åbningen. Indtil videre bør man ikke regne med en indtrængningsdybde, der er større end 6-8 m.

Hvis man betragter de lodrette åbninger i siden af bygningen som spalter, kan det vises, at sammenhængen mellem spaltelængde og -højde kan udtrykkes som vist i tabel 3. I den venstre kolonne i tabellen vises spaltelængden pr. vpe. Den resulterende minimumshøjde for spalten ses i de efterfølgende kolonner.

For at sikre luftudskiftning i den øverste del af staldrummet har erfaringer vist, at man ikke helt bør sløjfe en kipåbning. En åbning i kippen på minimum 0,5% af gulvarealet er tilstrækkelig.

Tabel 2. Varmeproducerende enheder (vpe) for forskellige husdyr

Vægt, kg/dyr

Antal vpe/pr. dyr

Kvæg

Kalve, 0-6 mdr.

50

75

100

0,12

0,18

0,23

Slagtekvæg, 6-15 mdr.

200

300

400

500

0,42

0,58

0,72

0,86

Opdræt, 6-24 mdr.

200

300

400

0,37

0,52

0,65

Kælvekvier og goldkøer

(1 md. før kælvning)

400

500

600

0,72

0,80

0,88

Malkekøer (20 kg)

4% mælk/dag 3 mdr.

efter løbning

400

500

600

1,08

1,16

1,24

Svin

Smågrise

5

15

25

0,04

0,08

0,11

Slagtesvin

50

70

90

0,17

0,21

0,24

Dr. søer 8 uger ef. løbning

1 uge før faring

175

175

0,25

0,33

Diegivende søer³

175

0,44

Fjerkræ

Slagtekyllinger

0,5

1,0

1,5

0,007

0,010

0,012

Lette høner, net/bur

Lette høner, dybstr.

Tunge høner, dybstr.

2,5

2,5

3,5

0,013

0,013

0,015

Heste

Race

Arbejde

500

800

0,65

0,96

Får

Lam

Avl

20

40

60

80

0,06

0,11

0,12

0,15

Geder

30

50

70

0,14

0,18

0,21

Kaniner

Slagt

Voksne

Hun + unger

0,5

1,5

2,5

4

6

0,004

0,008

0,012

0,018

0,020

0,033

³ Angivelserne gælder for en so, der gennemsnitlig yder 8 kg 8% mælk pr. dag. Ved dimensionering gives der et tillæg for smågrise, afhængigt af deres vægt og antal

Uisolerede stalde

Specielt i efteråret og foråret kan der af hensyn til fugtforhold være behov for større åbningsareal i uisolerede end i isolerede stalde. I dimensioneringstabel 1 og 3 er angivet, hvor store åbningsarealerne bør være i uisolerede stalde.

Tabel 3. Mindste højde af spalte i væg ved forskellige staldtyper. Åbningsarealet i kippen skal mindst være 0,5% af gulvarealet

Længde af
spalte pr. vpe

Isoleret

Isoleret
dybstrøelse

Uisoleret

Uisoleret
dybstrøelse

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2

2,1

2,2

2,3

2,4

2,5

2,6

2,7

2,8

2,9

3

2,54

1,94

1,60

1,38

1,22

1,10

1,01

0,93

0,87

0,82

0,77

0,73

0,69

0,66

0,64

0,61

0,59

0,57

0,55

0,53

0,51

0,50

0,48

0,47

0,46

0,45

0,44

0,43

0,42

2,82

2,15

1,78

1,53

1,36

1,22

1,12

1,04

0,97

0,91

0,86

0,81

0,77

0,74

0,71

0,68

0,65

0,63

0,61

0,59

0,57

0,55

0,54

0,52

0,51

0,50

0,49

0,47

0,46

3,18

2,42

2,00

1,72

1,53

1,38

1,26

1,17

1,09

1,02

0,96

0,91

0,87

0,83

0,79

0,76

0,73

0,71

0,68

0,66

0,64

0,62

0,61

0,59

0,57

0,56

0,55

0,53

0,52

3,63

2,77

2,29

1,97

1,75

1,57

1,44

1,33

1,24

1,17

1,10

1,04

0,99

0,95

0,91

0,87

0,84

0,81

0,78

0,76

0,73

0,71

0,69

0,67

0,66

0,64

0,62

0,61

0,60

Stalde med dybstrøelse

Er dyrene på dybstrøelse, vil strøelsen afgive en hel del vanddamp i forbindelse med komposteringsprocessen. Hvor meget vides ikke nøjagtigt. Men indtil der foreligger mere viden om dette bør man give et tillæg til åbningsarealerne som anført i tabel 1 og 3.

I uisolerede stalde, specielt med dybstrøelse, må man på trods af meget store åbningsarealer acceptere, at der i perioder kan blive meget fugtigt.

******

Grøn Viden indeholder informationer fra Danmarks JordbrugsForskning.

Grøn Viden udkommer i en mark-, en husdyr- og en havebrugsserie, der alle henvender sig til konsulenter og interesserede jordbrugere. Abonnement tegnes hos Danmarks JordbrugsForskning Forskningscenter Foulum Postboks 50, 8830 Tjele Tlf. 89 99 10 10 / www.agrsci.dk

Prisen for 1999: Markbrugsserien kr. 100, husdyrbrugsserien kr. 100 og havebrugsserien kr. 125.

Anders Correll (ansvarshavende redaktør)
ISSN 0903-0719

Naturlig ventilation af stalde: Dimensionering