Ventilationsprincipper i slagtesvinestalde

SAMMENDRAG

Følgende ventilationsprincipper blev sammenlignet i to slagtesvinebesætninger:

- Luftindtag via loftventiler

- Diffust luftindtag via mineraluld

Der blev ikke fundet forskelle mht. til sundhed og produktionsresultater. Energiforbruget varierede fra 6,7 til 11,8 kWh pr. produceret slagtesvin. Forskellen i forbrug skyldtes hovedsagligt ventilatorernes specifikke ydelse og ikke ventilationsprincippet. Registreringer af luftfugtighed, ammoniak- og kuldioxidkoncentration viste ingen forskelle mellem de to ventilationsprincipper.

Over en tre års periode blev luftgennemgangen i det diffuse luftindtag reduceret. Ved et undertryk på 30 Pa var det hhv. 15,9 og 8,0 pct. i de to besætninger. Idet undertrykket øges i takt med at modstanden i luftindtaget øges, er nedgangen i ventilationsanlæggets ydelse derimod beskeden, 1-3 pct. afhængig af ventilatortype. Holdbarheden er mere end ti år forudsat, at ventilationsanlæggets ydelse dimensioneres 10 pct. højere end normen.

Forskningscenter Bygholm foretog temperaturmålinger i stald- og loftrum. I de koldeste perioder var der betydelig større temperaturforskelle i stalde med diffust luftindtag end stalde med loftventiler. Ved høje udetemperaturer var forskellen ubetydelig. I loftrummet var der en kraftig lagdeling ved solopvarmning, ved kippen op til 9 ºC højere end udetemperaturen mod kun godt 2 ºC umiddelbart over luftindtaget. Ved korrekt udformning af åbningerne til loftrummet er det ikke nødvendigt at isolere tagfladen ved slagtesvinestalde.

I brede slagtesvinestalde med gitterspær er både loftventiler og diffust luftindtag via mineraluld anvendelige ventilationsprincipper. Ved begge principper skal der være et åbningsareal til loftrummet på 1,5-3 cm² pr. m³/time ved maksimumsventilation. Ved diffust luftindtag skal der være ensartet belægning i stalden. Undertrykket bør være 20-30 Pa ved maksimumsventilation, og luftindtaget skal afdækkes langs vægge og rundt om udsugningen.

BAGGRUND

Der er i de senere år etableret mange brede slagtesvinestalde med gitterspær. I denne staldtype vælges det ofte at tage luften ind over loftrummet og herfra ned i stalden, bl.a. via loftventiler. Med gitterspærskonstruktionen er der også introduceret ventilationsprincipper, hvor luften indtages diffust via loftisoleringen.

Det var afprøvningens formål at sammenligne luftindtag via loftventiler med diffust luftindtag via mineraluld mht. staldklima, produktion og sundhed. Desuden var formålet at vurdere tilstopningen af diffust luftindtag samt staldklimaet i sommerperioden, når luften blev taget fra et loftrum med uisoleret tagflade.

MATERIALE OG METODE

Afprøvningen blev gennemført i to slagtesvinebesætninger over en periode på 2½ år. Staldindretning og produktionsforhold fremgår af tabel 1.

Tabel 1. Produktionsforhold og staldindretning

Besætning A

Besætning B

Sundhedsstatus

Antal sektioner i forsøg

Sektionernes mål, m

Loftkonstruktion

Antal stipladser pr. sektion

Antal grise pr. sti

Stidimensioner, m

Gulvudformning

Gyllesystem

Fodring

Fodringstrategi

MS

4

12,0 x 10,3 x 2,6

gitterspær

192

16

4,8 x 2,0

fuldspaltegulv

vacuumudmugning

vådfoder

restriktiv

MS

4

11,5 x 12,3 x 2,6

gitterspær

216

18

5,8 x 1,9

fuldspaltegulv

vacuumudmugning

vådfoder

restriktiv

Beskrivelse af ventilationsanlæggenes opbygning fremgår af tabel 2.

Tabel 2. Ventilationsanlæggenes opbygning

Besætning A

Besætning B

Loftventiler

Diffust

luftindtag

Loftventiler

Diffust

luftindtag

Luftindtag

Type

Antal

Placering

Luftretning

Skov DA 30K

24

Ved indervæg

Mod inspekt.gang

75 mm Glasuld B 42 + fibertex type 3267

Hele loftsfladen *)

Fristamat RVA-700

30

Ved inspekt.gang

Mod indervæg

100 mm Glasuld B 42 + fibertex type 3267

Hele loftsfladen *)

Luftafgang

Type

Spjæld

Antal

Specifik ydelse

Skov ECT 632-6

Drejespjæld

2

23.700 m³/kWh, 0Pa

Skov ECT 632-6

Drejespjæld

2

23.700 m³/kWh, 0Pa

Fristamat ADO-618 K Klapspjæld

2

33.700 m³/kWh, 0Pa

Fristamat ADO-637 K Klapspjæld

2

23.600 m³/kWh, 0Pa

Styring

Styringsenhed

Følgestyring

Trækstation 1

Trækstation 2

Skov DOL 30 T

DOL 71A

DA 11 standard

Skov DOL 30 T

DOL 71A

DA 11 standard

Fristamat ME-110D

ELSA 400 S

ELSA 15-S **)

Fristamat ME-110D

ELSA 30-S

Ydelse

Pr. stiplads

ca100 m³/t

v -10 Pa ***)

121 m³/time

v.-20 Pa

89 m³/time

v.-10 Pa ****)

92 m³/time

v.-30 Pa

Åbningsareal

Tagudhæng

Gavlender

1,3 cm² pr. m³/time ved maks. vent.

Ingen åbninger

2,5 cm² pr. m³/time ved maks. ventilation

0,8 cm² pr. m³/time ved maks. ventilation

*)	Afdækning af luftindtag: 30 cm langs vægge, 15 cm under spærfod og 2 x 2 m omkring udsugning
**)	I begyndelsen af afprøvningen blev ventilationsanlægget udbygget med en ekstra trækstation for at få et bedre samspil mellem luftindtag og -afgang, bl.a. fordi luftafgangens ydelseskarakteristik var dårlig pga. klapspjældet.
***)	Den maksimale spænding til ventilatorerne blev reduceret for at mindske anlæggets ydelse og derved forbedre samspillet mellem luftindtag og afgang samt at sænke antal luftskifte pr. time ved maksimum ventilation.
****)	Ventilatorerne af typen ADO-637K blev ved starten ombyttet med ADO-618K for at reducere anlæggets ydelse og derved forbedre samspillet imellem luftindtag og -afgang samt at sænke antal luftskifte pr. time ved maksimum ventilation.

Figur 1. Besætning B: Plan og tværsnitstegning samt placering af temperaturfølere

I besætning B indgik der et tredje ventilationsprincip - loftventiler med diffus fordeling af typen Fristamat Rega 500. På grund af problemer med træk blev dette luftindtag udstyret med regulerbare klapper og senere med mekanisk reguleringsudstyr. Det var dog stadig ikke muligt at opnå en tilfredsstillende luftfordeling. Det blev derfor besluttet at lade Rega 500 udgå af afprøvningen og udskifte den med en nyudviklet loftventil, Fristamat Rosita 1400. Rega 500 er udgået af ventilationsfirmaets produktprogram.

Der blev registreret daglig tilvækst, foderforbrug, kødprocent og behandlinger mod luftvejslidelser, diarré, ledbetændelse og halebid samt energiforbrug til ventilation.

Ved hvert besøg i besætning A og B, hhv. hver måned og hver 14. dag, blev der foretaget følgende registreringer:

- Temperatur og relativ luftfugtighed ude, i staldrum og i loftrum

- Luftfordeling ved hjælp af røgprøver

- Ammoniak- og kuldioxidkoncentration

- Indfygning af sne

I hver stald med diffust luftindtag var der i loftsfladen etableret to udskiftelige elementer på 1m x 1m. Disse var opbygget med glasuld og Fibertex svarende til det diffuse luftindtag. Én gang årligt blev luftgennemgangen i relation til trykforskellen målt på Forskningscenter Bygholms prøvestand.

Forskningscenter Bygholm gennemførte følgende undersøgelser:

1.

Temperaturfordeling i staldrum. I en vinter- og en sommerperiode blev der i besætning A foretaget registreringer af temperaturen i to staldafsnit med hhv. loftventiler og diffust luftindtag. De tre følere i hvert afsnit var placeret 1,2 m over gulv hhv. midt i stalden, ved ydervæg og mod midtergang.

2.	Solopvarmning af loftrum i sommerperioden. I perioden 1. til 14. august 1991 blev der i besætning B gennemført en undersøgelse af temperaturfordelingen i loft- og staldrum. Der blev foretaget målinger hvert femte minut i de punkter, der er skitseret i figur 1.

RESULTATER OG DISKUSSION

Produktionsresultater, sundhedsregistreringer og energiforbrug er vist i tabel 3. Der blev ikke fundet statistisk sikre forskelle med hensyn til til produktion og sundhed.

Tabel 3. Produktionsresultater, sundhedsregistreringer og energiforbrug
	Besætning A			Besætning B
	Loftventil	Diffust luftindtag	Loftventil		Diffust luftindtag
Antal hold Producerede svin Vægt ved indsættelse, kg FEs pr. gris pr. dag Daglig tilvækst, g FEs pr. kg tilvækst Kødprocent Døde og kasserede, pct. Brysthindear, pct. Behandlinger mod luftvejslidelser Halebid, pct. Energiforbrug, kWh pr. prod. gris	21 3671 34,1 2,16 751 2,88 57,9 1,8 1,1 3,0 2,0 11,5	20 3512 34,2 2,16 751 2,88 57,9 1,9 1,2 3,8 2,9 11,8	16 2814 30,9 2,28 752 3,03 59,0 2,8 7,7 4,4 1,1 6,7		18 3000 31,1 2,32 760 3,03 58,9 2,8 6,4 6,4 3,4 10,2

I besætning A var energiforbruget ens ved de to ventilationsprincipper. Forskellen i besætning B må tillægges en forskel i ventilatorernes specifikke ydelse, der er angivet i tabel 2. Ventilatorer af typen Skov ECT 632-6 og Fristamat ADO-637K har samme specifikke ydelse, men der blev dog registreret et lidt større energiforbrug ved Skov end ved Fristamat-ventilatorerne. Dette skyldes formodentligt, at luftydelsen pr. stiplads var højere i besætning A end B.

I besætning B blev der i stalden med loftventiler registreret det mindste energiforbrug. Dette tillægges en høj specifik ydelse ved ventilatorerne Fristamat ADO 618K.

Der var en årstidvariation i energiforbruget til ventilation. Forbruget pr. produceret gris var ca. 2 kWh mindre i vinterperioden og større i sommerperioden end angivet i tabel 3.

Luftfordeling

Bortset fra stalden med loftventiler i besætning B foretrak grisene at gøde ved inspektionsgangen og at have hvileområde ved indervæggen. Dette stemte godt overens med røgprøver, der viste, at den indtagne luft både ved diffust luftindtag og ved loftventiler - placeret ved indervæggene - faldt ned ved inspektionsgangen. I besætning B, hvor loftventilerne var placeret over midtergangen, trak luften ned ved indervæggene. I disse stalde gødede grisene ved indervæggene og havde hvileområde ved inspektionsgangen.

Luftgennemgang i mineraluld

Tidligt i afprøvningen kunne der registreres en mørkfarvning på isoleringslagets overside ved det diffuse luftindtag, idet støvpartiklerne i udeluften blev optaget i glasulden. Efter 3 år var glasulden ved diffust luftindtag blevet meget mørk, mens glasulds-isoleringen ved loftventilerne stadig var gul som på etableringstidspunktet. Et snit gennem glasulden viste, at størstedelen af støvet blev opsamlet i de øverste lag, og at glasulden stadig var gul på undersiden.

Det fremgår af figur 2 og 3, at luftgennemgangen blev reduceret i afprøvningsperioden i forhold til etableringstidspunktet. Reduktionen var forholdsvis størst ved små trykforskelle. En mulig forklaring herpå er, at de store porer i mineralulden, hvor størstedelen af luften passerer i begyndelsen, tilstoppes hurtigere end de små porer.

Figur 2.

Reduktion i luftgennemgang via 75 mm glasuld B 42 + Fibertex over en tre års periode. Søjlerne er gennemsnit af målinger på fire elementer med diffust luftindtag.

Figur 3.

Reduktion i luftgennemgang via 100 mm glasuld B 42 + Fibertex over en tre års periode. Den første periode dækker dog kun over 8 måneder. Søjlerne er gennemsnit af målinger på fire elementer med diffust luftindtag.

En forholdsvis stor reduktion ved små trykforskelle er ingen forringelse, idet en øget trykforskel fremmer en ensartet luftfordeling i stalden ved lav ventilationsgrad.

En reduktion af ydelsen ved maksimum ventilation er derimod uønsket. Ved en trykforskel på 30 Pa, der er almindeligt i stalde med diffust luftindtag, blev der i besætning A og B registreret en reduktion på hhv. 15,9 pct. og 8,0 pct.

Forskellen kan bl.a. skyldes:

-	Besætning B blev startet fire måneder efter besætning A, hvorfor det første år i besætning B kun dækker otte måneder
-	En mindre mineraluldstykkelse i besætning A end i B betyder, at den samme støvmængde reducerer luftgennemgangen relativt mere i besætning A end i B.

En reduktion i luftgennemgangen på 8 pct. betyder ikke, at ventilationsanlæggets ydelse reduceres tilsvarende. Ventilatorerne vil øge undertrykket, hvorved der kun bliver en beskeden reduktion i ventilationsanlæggets samlede ydelse.

Hvis luftgennemgangen reduceres med 8 pct. ved 30 Pa i en stald med en tryksvag/trykstærk ventilator, der maksimalt kan præstere et undertryk på hhv. 100 Pa og Pa, vil ventilationsanlæggets ydelse kun reduceres med 1-1½ pct. - størst reduktion ved en tryksvag ventilator.

Ved en reduktion på 16 pct. i luftgennemgang, vil ventilationsanlæggets samlede ydelse reduceres med 2 og 3 pct. ved hhv. en trykstærk og en tryksvag ventilator.

Ved dimensionering af diffust luftindtag via mineraluld kan luftydelsen i relation til undertrykket bestemmes ud fra figur 4.

Figur 4.

Luftgennemgang ved opsætning og efter 3 år for hhv. 75 og 100 mm glasuld B 42 + Fibertex.

Vurderet ud fra den tendens, der er i reduktion af luftgennemgang, skulle det være muligt at have tilstrækkelig ventilationsydelse efter 10 år, forudsat at tilstopningen ikke fremskyndes af meget støvede forhold. Fx i områder med hyppige sandstorme eller loftrum der er forbundet med foderblanderum.

For at kompensere for den løbende tilstopning af luftindtaget bør ydelsen dimensioneres 10 pct. højere ved diffust luftindtag end ved et traditionelt anlæg. Isoleringen bør ligeledes udlægges i to lag og i forbandt, således at det øverste lag kan udskiftes samt at uhindret luftpassage imellem mineraluldsbatts'ene undgås.

Holdbarhed

Det diffuse luftindtags underbeklædning, Fibertex'en, blev specielt i besætning B meget mørk og beskidt forårsaget af bl.a. fluer. Umiddelbart fremstod disse stalde som mørke og mere uhygiejniske end sektionerne med loftventilerne. Et diffust luftindtag bør derfor opbygges med en lys underbeklædning, der kan vaskes.

Klimaregistreringer

Som det fremgår af tabel 4, har de to ventilationsprincipper ikke givet anledning til forskelle i staldklimaet. Derimod har andre forhold påvirket staldklimaet:

Temperatur- og luftfugtighedsmålinger

En analyse af ude- og indeklimadata viser, at den registrerede luftfugtighed ligger meget højere end forventet ud fra en beregnet varme- og fugtbalance. Uoverensstemmelse må i høj grad tillægges fordampning af vand fra specielt gylleoverfladen, idet isoleringsgraden var god. I både besætning A og B var der kun én ydervæg og loftsfladen var isoleret med 125 mm mineraluld.

Den overtemperatur, der blev registreret i stalden ved maksimumventilation, lå typisk 1-2 ºC lavere end det der kunne forventes ud fra gængs dimensioneringsgrundlag. Dette kan også forklares ved, at en betydelig del af grisenes varmeproduktion går til fordampning af vand i stedet for at hæve staldtemperaturen.

Tabel 4. Klimaregistreringer: Gennemsnit af målinger
	Besætning A			Besætning B
	Loftventil	Diffus	Loftventil		Diffus
Antal målinger Belægning Antal grise Vægt, kg Udeklima Temperatur, ºC Relativ luftfugtighed, pct Indeklima Temperatur, ºC Relativ luftfugtighed, pct Luftkvalitet Kuldioxid, ppm Ammoniak, ppm	25 170 62 10,8 72 19,6 67 1500 11	26 173 64 11,0 72 20,0 67 0 10	56 165 60 11,5 - 19,4 69 1400 9		55 177 60 11,7 - 19,8 71 1400 9

Ammoniak- og kuldioxidkoncentration

En analyse af registreringerne viser, at der som forventet er en meget stor årstidsvariation. I sommerperioden ved maksimumventilation lå kuldioxid- og ammoniakkoncentrationen typisk på hhv. 800-1000 ppm og 4-6 ppm. I vinterperioden var koncentrationen typisk hhv. 1500-2500 ppm og 12-20 ppm. Målingerne ligger på niveau med det, der registreres i tilsvarende stalde.

Få gange i vinterperioden, specielt når de fleste grise i en sektion var leveret til slagtning, blev der registreret høje ammoniakkoncentrationer. Det skyldes en lav ventilationsgrad som følge af en lav belægning.

Styring af ventilationsanlæg

Ved styringsenheden Fristamat ME-110 i besætning B var der problemer med, at Xp-båndet til spjæld- og ventilatorstyringen ændrede sig med tiden. Desuden var der ofte uoverensstemmelse mellem temperaturen ved føleren og temperatur ifølge displayet. Styringsenheden produceres ikke mere.

Indfygning af sne

Der var ikke problemer med indfygning af sne på loftrummet, men der var også kun milde vintre i afprøvningsperioden. De få gange, der blev registreret indfygning af sne, blev de største mængder registreret i besætning B. Det tillægges, at åbningsarealet til loftrummet var mellem to og tre gange større end i besætning A.

Temperaturfordeling i staldrum

Gennemsnit af målinger foretaget i hhv. en kold vinteruge og en varm sommeruge er vist i figur 5.

I vinterperioden var der op til 3 ºC større forskel i temperaturen imellem målepunkterne i stalden med diffust luftindtag end i stalden med loftventiler. I sommerperioden var der kun små forskelle.

Ud fra luftstråleteorien skal der også forventes mindre temperaturforskelle ved en traditionel luftfordeling via luftstråler end ved en diffus luftfordeling. Det skyldes, at luftstråler medriver og opblander staldluften mere end en diffus luftfordeling.

Solopvarmning af loftrum

Overtemperatur i loftrum:

Der blev registreret en kraftig lagdeling af luften i loftrummet ved solopvarmning. I kippen var temperaturen op til 9 ºC højere end udenfor, mens overtemperaturen umiddelbart over isoleringen kun var 2,3 ºC på samme tidspunkt. I 1,0 m's højde var overtemperaturen 3,9 ºC.

Temperaturen i luftindtag:

Generelt var det vanskeligt at skelne temperaturen i luftindtaget fra udetemperaturen. I loftventilerne, placeret ud mod ydervæggen, var temperaturen overraskende lavere end eller på niveau med udetemperaturen. I loftventilerne placeret midt i bygningen blev der registreret op til 1,6 ºC i overtemperatur.

Staldtemperatur:

På trods af solopvarmning af loftrum og høje udetemperaturer blev der kun registreret en bemærkelsesværdig lille overtemperatur i staldrummet. Ved den højeste udetemperatur i perioden på 26 ºC var overtemperaturen således mindre end 1 ºC, mod forventet 2-3 ºC ud fra det anvendte dimensioneringsgrundlag.

Det kan konkluderes, at luftindtag via loftrum, der er udformet som i besætning B, kun får en ringe indflydelse på staldklimaet i sommerperioden. Det er således ikke nødvendigt at isolere tagfladen ved korrekt dimensionering af åbningerne til loftrummet.

I brede slagtesvinestalde med gitterspær er både loftventiler og diffust luftindtag via

mineraluld anvendelige ventilationsprincipper. Ved begge principper skal der være åbningsareal til loftrummet på 1,5-3 cm² pr. m³/time ved maksimumsventilation. Hvis der vælges diffust luftindtag via mineraluld, skal følgende opfyldes: Undertrykket bør være 20-30 Pa ved maksimumsventilation, belægningen skal være ensartet fordelt i stalden, luftindtaget skal afdækkes langs vægge og rundt om udsugningen.

Figur 5. Temperaturforskelle i stalden med loftventiler sammenlignet med diffust luftindtag

REFERENCER

Strøm, J. S., Zhang, G. & Morsing, S., 1993: Supply temperatures for Ceiling inlets taking air from an attic with uninsulated roof. Livestock environment IV. Fourth International Symposium. University of Warwick. Coventry. England. 6-9 July.