SZAKTANÁCSADÁSI FÜZETEK Az FVM K+F Szakmai Szaktanácsadási Központ Hálózat kiadványai SZARVASMARHA ISTÁLLÓK TERMÉSZETES SZELLŐZTETÉSE Dr. Bak János Pazsiczki Imre Kiadja: FVM Mezőgazdasági Gépesítési Intézet - Gödöllő, 2004 -
1 SZAKTANÁCSADÁSI FÜZETEK SZARVASMARHA ISTÁLLÓK TERMÉSZETES SZELLŐZTETÉSE Írta: Dr. Bak János Pazsiczki Imre Lektorálta: Barkóczi Tibor Mészáros György Készült az FVM Oktatási és Kutatási Főosztály támogatásával - Gödöllő, 2004.
2 TARTALOMJEGYZÉK Oldal 1. Bevezetés... 3 2. Fogalmi meghatározások... 3 3. Hazai szarvasmarhafajták klímaigénye... 4 3.1 A tejelő fajták és korcsoportjai klímaigénye... 5 3.2 A hazai húsmarhafajták és korcsoportjai klímaigénye... 7 4. Hazai időjárási adatok és az istállók kialakítása... 7 5. Szarvasmarha istállók természetes szellőzése... 9 5.1 Tipikus természetes szellőzésű istállók... 10 5.2 A korszerű, 4 generációs természetes istálló szerkezeti megoldásai... 13 5.2.1 Természetes szellőzési formák... 19 5.2.3 A gravitációs szellőzés törvényszerűségei... 20 5.2.4 A szélszellőzés törvényszerűségei... 21 5.2.5 A természetes szellőzés szabályozása... 23 6. Szarvasmarha istálló klíma-vizsgálatának szempontjai... 25 Ajánlott irodalom 26
3 1. Bevezetés Az állatjóllétre vonatkozó ismert hazai jogszabályok és EU direktívák egyre szigorúbb követelményeket fogalmaznak meg, melyeknek számos klimatikus vonzata is van. A jogszabályoknak és direktíváknak való megfeleléskor a hazai viszonyok és megoldási lehetőségek feltárása, közreadása egyre sürgetőbb feladat. Ismert tény, hogy az elmúlt évtizedekben a nagyüzemi tehenészetek többségében technológiai váltás zajlott le, a tehenészetek áttértek a kötött tartásról a kötetlen tartásra. Közben, a régi szarvasmarha istállók, gondozói igényekhez kialakított zártsága mit sem változott. A kötetlen tartású istállók az ott tartózkodó tehéncsoportok klímaigényéhez alakítandók. A szakmai közvéleményben egyre inkább elfogadottá válik, a nagy termelőképességű holstein-fríz fajta kiváló hidegtűrő képességének párosítása olyan istállóval, amely természetes szellőzésű. Ezen istállóban, mind a gravitációs szellőzés mind a szélszellőzés, az oldalfalnyitás változtatásával szabályozható. A hő-szigeteletlen-, természetes szellőzésű istálló, a külső levegővel közel azonos hőmérséklet és páratartalom mellett, huzat- és csapadék elleni védelmet is biztosítva, egyre javuló termelési-eredmények elérését teszi lehetővé. A természetes szellőzésű istállók megfelelő kialakítását az a tény is hangsúlyossá teszi, hogy az üvegházhatás következtében, hazai éghajlatunk további mediterránozódásával számolhatunk. Tovább nő a felmelegedés, áprilisszeptember hónapokban mintegy 1,5-3 o C-kal. E hónapokban, 10-40 %-kal kevesebb lehet a felhőzet. Az évszakok eltolódása miatt rövid-, és igen változékony lesz a tavasz, melyet a mainál lényegesen hosszabb-, de annál nem sokkal melegebb nyár követ. Az ősz későbbre tolódik, és tovább tart, mint manapság. A januártól márciusig tartó telet igen enyhének nevezhetjük majd. Mindezen várható klímatendenciákat a természetes szellőzésű szarvasmarha istállók ki- és átalakításánál, várhatóan érdemes lesz figyelembe venni. 2. Fogalmi meghatározások Elhasznált levegő: az istállóból kiáramló levegő, melynek hőmérséklete, páratartalma, CO 2 tartalma általában magasabb a külső levegőénél. Külső levegő: az istálló környezetéből az istállóba beáramló friss levegő. Semleges hőmérsékleti zóna (1. ábra): az a hőmérséklet intervallum (mínusz 15 és plusz maximum 26 o C között), amelyben a tehenek, belső hőmérsékletük fenntartásához a legkevesebb energiát használják fel. Alsó kritikus hőmérséklet (1. ábra): (mínusz 15 o C), a semleges hőmérsékleti zóna alsó határa.
4 Felső kritikus hőmérséklet (1. ábra): (plusz 26 o C), a semleges hőmérsékleti zóna felső határa. Hőstressz állapot (2. ábra): akkor következik be, ha a tehén környezetében a levegő hőmérséklete magasabb 26 o C -nál, vagyis a felső kritikus hőmérsékletnél. Hatására a tehén étvágya és tejtermelése csökken. Hideg-stressz állapot (2. ábra): akkor következik be, ha a tehén környezetében a levegő hőmérséklet alacsonyabb mínusz 15 o C-nál, az alsó kritikus hőmérsékletnél. Hatására a tehén takarmányigénye nő, tejtermelése csökken. HPI index (hőmérséklet-páratartalom index): a hőstressz mértékét kifejező szám. Értéke 72-98 között változik. A hőstressz 72 HPI értéknél kezdődik. Ha a HPI érték 72-80 közötti, az enyhe hőstressz-helyzetet, ha 80-90 közepesen erős hőstresszhelyzetet jelent. Pl. ha a környezeti levegő hőmérséklete 35 o C és 30 % páratartalma, az 81 HPI értéket és közepesen erős hőstressz-helyzetet fejez ki. Optimális hőmérséklet zóna (O o C és 20 o C között) (1. ábra): amelynél a tehén többlet hőjét könnyen le tudja adni, ugyanakkor nem kényszerül felesleges hőtermelésre. Levegőszükséglet: az istállóból időegység alatt elviendő levegő mennyiségét jelenti (m 3 /h). A légcsere-szám: a szellőztetett istálló térfogatának és a levegőszükségletnek a hányadosa (1/h). Természetes szellőzésnél (11. ábra) a légcserét, gépi berendezés nélkül biztosítják. A természetes szellőzés két formája a szélszellőzés és a gravitációs szellőzés. Szélszellőzés (11/B. ábra): a külső levegő mozgását (szélhatását) kihasználó szellőzési forma. Gravitációs szellőzés (11/A. ábra): a levegőrétegek hőmérsékletkülönbségét kihasználó szellőzési forma. 3. Hazai szarvasmarhafajták klímaigénye Tapasztalatok bizonyítják, hogy a rosszul kialakított környezet 20-50 %-kal csökkenti a termelési eredményeket. Ugyanakkor, az istálló felesleges fűtése, zárt kialakítása indokolatlan energia- és költségráfordításnak minősíthető. Ezért fontos a hazai szarvasmarhafajták és korcsoportjai klímaigényeinek ismerete, valamint ezen ismeretek ésszerű felhasználása az istállók kialakításánál, üzemeltetésénél.
5 3.1 A tejelő fajták és korcsoportjai klímaigénye Magyarországon lényegében egy tejelő fajtát tartanak tömegesen, a holstein-fríz fajtát. Ezen kívül, kisebb arányban egy kettős hasznosítású fajtát is fejnek, amely a magyartarka fajta. A két fajta klímaigénye között nincs lényeges különbség. A tejelő tehén, a semleges hőmérsékleti zónában (1. ábra), az alsó kritikus hőmérséklet mínusz 15 o C, valamint a felső kritikus hőmérséklet plusz 26 o C között, a hőmérséklettől közel függetlenül fogyasztja a takarmányt és tejtermelése is alig változik (2. ábra). A tehenek, a hő-stressz állapotra (plusz ~26 o C-nál magasabb környezeti hőmérséklet), úgy reagálnak, hogy kevesebb tejet adnak és kevesebbet esznek (2. ábra). A hideg-stresszre való reagálásukra (mínusz 15 o C-nál alacsonyabb környezeti hőmérséklet) jellemző, hogy bár. többet esznek, mégis kevesebb tejet adnak. Még e fajták újszülött borjai sem érzékenyek a semleges hőmérsékleti zónában a hőmérséklet-változásra. Az újszülött borjú addig érzékeny az erősebb légmozgásra, amíg fel nem szárad. Felszáradás után a vastag szőrtakaróban lévő puffer levegőréteg védi a bőrt a lehűléstől. Tejelő fajtáink bármely korcsoportjában, a megnövelt légáramlásnak kedvező élettani hatása van akkor, ha magas a környezeti levegő hőmérséklete. A légsebesség növekedésével jelentősen nagyobb lesz a szervezet hő-leadása, és ez különösen a felső kritikus hőmérséklet, környezeti túllépése esetén kedvező. Kísérletek azt igazolták, hogy 30 o C-os környezeti léghőmérséklet mellett, a tehenek 30 %-kal több tejet adtak, ha a 0,2 m/s -os légmozgást 2,5-3,5 m/s- ra növelték. Ma már azt is tudjuk, hogy a szarvasmarha hő-leadása szempontjából előnyös, ha a bőrfelülete környezetében a légmozgás 1,0-3,5 m/s tartományba esik. Ugyanakkor, a 3,5 m/s- nál nagyobb légsebesség már nem növeli a tehén felületén a kipárologtatást. A szarvasmarhák védelmet igényelnek a hideg széltől, az esőtől és a közvetlen nyári napsütéstől.
6 Alsó kritikus hőmérséklet Felső kritikus hőmérséklet Hidegstressz hűvös SEMLEGES HŐMÉRSÉKLETI ZÓNA OPTIMÁLIS ZÓNA A TERMELÉSHEZ meleg Hőstressz -15 C 0 C 20 C 26 C Környezeti hőmérséklet 1. ábra A tehenek termelése, komfortja szerinti környezeti hőmérsékleti zónák Tej (kg/nap) Takarmány (kg/nap) 40 35 40 30 25 30 20 20 15 10 10 C -20-10 0 10 20 30 2. ábra A tejtermelés és a takarmányigény alakulása, különböző környezeti hőmérsékleten
7 3.2 A hazai húsmarhafajták és korcsoportjai klímaigénye Magyarországon tenyésztett húsmarhafajták: Hereford, Aberden Angus, Hegyi tarka, Fehér-kék belga, Piemonti, Limousin, Charolais. A hazai húsmarhafajták épület nélkül is viszonylag jól tűrik az itteni időjárás viszontagságait, a szélsőségektől azonban, - a hozamok növelése és a veszteségek csökkentése céljából, óvni érdemes. Ma már teljesen egyértelmű, hogy az előző fajtáknál, a hazánknál zordabb klímájú (keményebb telű, hidegebb, szelesebb) országokban is, általános az épületen kívüli, téli marhatartás. A nyári időszakban, a teheneket, a borjakat és a növendék üszőket legelőn helyezzük el úgy, hogy azok, éjjel nappal ott tartózkodnak. A téli időszakra, a szálláshely szintén fedél nélküli, de e szálláshelyet, magasabb fekvésű-, szárazabb területen alakítják ki. Ellető istállóra, általában nincs szükség, de szükséghelyzetre számítva, néhány általános-, egyszerű-, 3 oldalról zárt-, szerfás istállót építenek. Ezen ellető, különösen csapadékos időben, jó szolgálatot tehet a borjú életben tartásához. A marhahizlalás történhet zárt-, színszerű-, kifutós épületben, karámban, vagy épület nélküli tartásban. A hús-marhák téli tartásakor, a legkevésbé kívánatos a zárt épület, mert a zárt-, párás istállóban óriási mértékben elszaporodnak az emésztő- és légzőszervi megbetegedéseket kiváltó kórokozók. Összefoglalva megállapíthatjuk, hogy a hazai húsmarhatartás általában épület nélkül megvalósítható, de javasolt a szélfogó és a csapadék elleni védelem. A húsmarhatartásban és a marhahizlalásban alkalmazott istállók szellőzés szempontjából kevésbé igényesek, mint a tejelő fajták istállói. 4. Hazai időjárási adatok és az istállók kialakítása A természetes szellőzésű istállózás szempontjából, a legfontosabb hazai meteorológiai adatokat az 1. sz. táblázat tartalmazza. A meteorológiai tényezők közül a külső levegő hőmérséklete, páratartalma, szélsebessége, széliránya, a napsugárzás és a csapadék a leglényegesebb. Az istálló épület, bár sokat módosíthat, felfoghat az időjárás-, a tehén szempontjából negatív hatások közül, az időjárási jellemzők, mind a tehéntartás-, mind az istállókialakítás szempontjából, meghatározók. Hazai viszonyok között, a szarvasmarha istállók külső levegő hőmérséklete mínusz 15-20 o C, ill. plusz 30-36 o C között változik. Az istállók hőmérsékletviszonyainak lehetséges veszélyhelyzetei közül, a hideg stressz kevésbé, a hő-stressz sokkal inkább jelentős hatású. Az ország területén számos uralkodó szélirány fordul elő, ezek: északi, északnyugati, nyugati, keleti, észak-keleti szél. Ez azért fontos, mivel a jól tájolt természetes szellőzésű istálló hossztengelye, az uralkodó szélirányra merőleges, a hatékony szélszellőzés miatt (3. ábra). Ugyanakkor az is fontos, hogy a hossztengely kelet-nyugati irányú legyen, hogy a nyitott oldalfalak (nyáron) kevés közvetlen napfényt engedjenek be. Az előzőekből következik, hogy az istállók
8 ideális tájolására csak az északi szeles területeken van lehetőség (Nyugat- Dunántúlon és az ország keleti részén, a Tisza és a Körösök által határolt területeken). Az ország egyéb területein, ha az uralkodó szélirányra merőlegesen tájoljuk az istállót, a hosszanti oldalaknál levő pihenőhelyek árnyékolásáról külön szükséges gondoskodnunk. Az árnyékolás azért fontos, mivel a nyári hónapokban, a vízszintes pihenő felület, mintegy kétszer annyi napsugárzást kap (~2000 J/m 2 ) mint az ettől eltérő irányú felület. Hazai viszonyaink között, a takarmányfogyasztást, az életműködést is befolyásoló napi megvilágítási időtartam 8 óra 30 perc és 16 óra között változik az év során. A hőstressz szezonhoz tartozó hónapokban, májustól-októberig, a várható szabadtéri szélsebesség 2,5-4,5 ill. 2,5-3,5 m/s között van. Mint tudjuk, a tehén hőleadása szempontjából kedvező, ha a szélsebesség a tehén környeztében 1,0-3,5 (3,0) m/s tartományban van. Ebből következik, hogy a nyári-, szabadtéri szél, a lombos fa-, vagy szabad légmozgású árnyék alatt lévő tehén számára, közel ideális hűtőhatású. Hazai időjárási viszonyaink között, nyitott oldalfalú és nyitott tetőgerincű (zárhatónyitható oldalfalú) természetes szellőzésű istálló építhető, mivel a külső hőmérséklet nem süllyed tartósan mínusz 16 o C alá. Mivel a tél nem túl hideg, nem szükséges hőszigetelt szarvasmarha istállót építenünk. Magyarország területe csapadékban szegény, de a csapadék időbeli- és térbeli eloszlása igen szeszélyes. Ezért, a nyitott tetőgerinc kialakítások közül (7. ábra), a csapadék istállóba való bejutásának megakadályozása szempontjából, a legkevésbé védett a nyitott tetőgerinc (7/a. ábrarész) valószínűleg nem eléggé zárt, a legzártabb megoldás, tetőgerincsapka terelőlappal (7/d. ábrarész), feleslegesen zárt. A természetes szellőzésű istállózás szempontjából legfontosabb hazai meteorológiai adatok 1. sz. táblázat Sorszám Megnevezés Mértékegység Adat 1 Napfénytartam éves területi értéke minimum maximum óra óra 1900 2150 2 Napfénytartam havi átlag minimum decemberben maximum júliusban óra óra 40-55 250-300 3 Éves globális sugárzás MJ/m 2 4300-4700 4 A nyári félévre (április-szeptember) eső globális MJ/m 2 3200-3500 sugárzás 5 A napi megvilágítási időtartam minimum maximum óra óra 8,5 16 6 Külső levegő havi-, átlagos hőmérséklete minimum januárban maximum május-augusztusban o C mínusz 15-20 o C ~36 7 Az éves hőstressz napok száma nap (db) 120-180 8 Külső levegő havi-, átlagos páratartalma maximum januárban minimum júliusban % 80-85 % 50-70 9 Havi-, átlagos szélsebesség m/s 2,5-4
9 1.sz.táblázat folytatása Sorszám Megnevezés Mértékegység Adat 10 A nyári hónapokban a várható légsebesség m/s 2-4 11 Havi-, átlagos csapadék téli csapadék minimum nyári csapadék maximum mm/hó mm/hó 30-35 50-80 12 Maximális havi csapadék mm/hó 100-200 13 A 10 mm-t meghaladó csapadékmennyiségű napok száma nap/év 15-31 14 Az éves sugárzás nyári félévre eső része % ~75 (Forrás; Szász G - Tőkei L: Meteorológia. Mezőgazda Kiadó Budapest, 1997.) 3. ábra Jól tájolt-, természetes szellőzésű tehénistálló (az oldalfalakon kevés-, közvetlen napfényt enged be, hossztengelye kelet-nyugati irányú, valamint hossztengelye az uralkodó szélirányra merőleges, amely növeli a légcserét.) 5. Szarvasmarha istállók természetes szellőzése A nyitott-, és zárt tehénistállók kialakítását szemlélteti a 4. ábra. A természetes szellőzés előnyei: - a gépi szellőzéshez képest kisebb üzemeltetési költség, - minimális törődés, a megfelelő légcsere meglétére való figyelésben, a gépi szellőzés lehetséges energia-kimaradásához képest, - csökkent nappali világítási költség a nyitottabb-, világosabb istálló miatt. A természetes szellőzés hátrányai: - hideg időben kicsi az istálló-hőmérséklet, befolyásolási lehetősége,
10 - csökkent mértékű hatás az istállón belüli légeloszlásra, valamint kevésbé egyenletes az épületen belüli légcsere, - a gyenge-, nyári szél ezen épületek szellőzésében nem elég hatékony. 4. ábra Nyitott és zárt szarvasmarha istálló jellemző kialakítása 5.1 Tipikus természetes szellőzésű istállók A mai szarvasmarha-istállóink nagyrészt nyitottak, melyekben a szellőzést természetes úton oldják meg. A régi építésű istállóink általában kis légterűek, nem eléggé nyitottak, vagy nem természetes szellőzésűnek készültek. A mai értelemben vett, ún. 4. generációs-, természetes szellőzésű tehénistállók (5. ábra) építésének mindössze néhány éves hazai múltja van. A 20-40 éves, ún. 1. generációs természetes szellőzésű istállóknál, a légcserét nyitható ajtókkal és ablakokkal kívánták biztosítani (5/a. ábra). A fiatalabb építésű istállóknál, először egy hosszanti oldalt tettek nyitottá (2. generációs természetes szellőzésű istálló, 5/b. ábra)), majd a mind két hosszanti oldal nyitott lett (3. generációs természetes szellőzésű istálló, 5/c. ábra)), a tetőgerinc nyitása nélkül. A mai természetes szellőzésű tehénistálló (4. generációs természetes szellőzésű istálló, 5/d. ábra)) tetőgerinc-szellőzésű, valamint mindkét oldalfala-nyitott, ill. függönnyel nyitható-zárható. Az oldalfalak nyithatósága változtatható oldalfalnyílást jelent, melyet egy eresz alatti állandó oldalfalnyílás egészít ki. A tipikus természetes szellőzésű istállóink nyitottsága, szellőztethetősége kialakítása eltérő ezért azok jellemzői, előnyei, hátrányai is eltérőek (2. sz. táblázat). A 2. generációs istálló kialakítás elegendő védelmet nyújt a hús-marhák számára. A 4. generációs istálló a legjobb klímafeltételeket biztosítja a tejelő tehénállomány számára.
11 a.) Első generációs természetes szellőzésű istálló, légcsere nyitott ajtón, ablakokon, szélszellőzéssel. b.) Második generációs természetes szellőzésű istálló, állandó légcsere lehetőség az egyik nyitott-, hosszanti oldalfalon c.) Harmadik generációs természetes szellőzésű istálló, állandó légcsere lehetőség, két nyitott oldalfalon d.) Negyedik generációs természetes szellőzésű istálló, állandó légcsere lehetőség a nyitott tetőgerincen és a változtathatóan nyitott-, két-, hosszanti oldalfalon. 5. ábra Természetes szellőzésű istálló típusa
12 Tipikus természetes szellőzésű hazai istálló jellemzői, előnyei, hátrányai 2. sz. táblázat Megnevezés, Tipikus természetes szellőzésű istállók funkció 1 generációs 2 generációs 3 generációs 4 generációs Eső elleni védelem Jó Részben jó Részben jó Jó Nyári napfény elleni védelem Jó Részben jó Részben jó Jó Külső/belső léghőmérséklet Belső mindig jóval magasabb Belső mindig magasabb Külső-belső közel azonos Külső/belső páratartalom Belső jóval magasabb Belső téli és nyári, napsütésben magasabb Általában, külső/belső azonos Belső magasabb Téli légcsere Nem megfelelő Megfelelő Jó Jó Nyári légcsere Nem megfelelő Nem megfelelő Nem megfelelő Jó Hideg szél elleni védelem jó Részben jó Részben jó Jó Hőstressz elleni védelem Nem megfelelő Nem megfelelő Tehénhűtő ventilátorral részben megfelelő Hátrányok Előnyök Nincs elég légcsere, nyáron túl meleg, ősszeltélen-tavasszal túl párás, büdös, nincs benne légmozgás, nyitott ajtó mellett télen huzatos Véd eső, szél és napsütés ellen Nyáron túl meleg, egyes részei télen huzatosak, egy része nem véd az eső ellen és a napfény ellen Télen kedvezően napfényes, friss benne a levegő, kivéve nyári időben, véd eső, szél ellen Nyáron túl meleg és büdös, nyáron belül nincs elég légmozgás és légcsere Az év egy részben kedvező klíma, véd eső, szél és napfény ellen Külső/belső közel azonos Tehénhűtő ventilátorral megfelelő Nyáron nem elég szellős, télen a trágya benne lefagyhat. Magas épület kell, mely növeli a költséget. Véd eső, szél és napsütés ellen, nincs huzat, mindig tiszta benne a levegő
13 5.2 A korszerű, 4. generációs természetes istálló szerkezeti megoldásai A 4. generációs-, természetes szellőzésű tehénistálló szerkezeti elemei (6. ábra): - hőszigetelés nélküli tetőszerkezet (1), minimum 33 %-os lejtéssel (2), - állandó méretű tetőgerinc-nyílás (7. ábra, valamint 6. ábra 3-as tétel), - állandó méretű oldalfal-nyílás (mindkét oldalfalon) (8. ábra, valamint 6. ábra 4-as tétel), - változtatható téli oldalfal-nyílás (9. ábra, valamint 6. ábra 5-as tétel), - változtatható nyári oldalfal-nyílás (10. ábra, valamint 6. ábra 6-as tétel), - jelentős oldalfal-magasság (7), - oromfalon nyitható ajtók (8), - magas tetőgerinc. A természetes szellőzésű tehénistálló, épületszélességtől is függő méreteit a 3. sz. táblázatban gyűjtöttük össze. 6. ábra A 4. generációs-, természetes szellőzésű tehénistálló szerkezeti elemei (1-hőszigetelés nélküli tetőszerkezet, 2-tetőlejtés minimum 33 %, 3-állandó méretű tetőgerincnyílás, 4-állandó méretű oldalfal-nyílás, 5-változtatható téli oldalfal-nyílás, 6-változtatható nyári oldalfal-nyílás, 7-jelentős oldalfal-magasság, 8-oromfalon nyitható ajtók)
14 A 4 GENERÁCIÓS TERMÉSZETES SZELLŐZÉSŰ TEHÉNISTÁLLÓK SZERKEZETI MÉRETEI 3.sz.táblázat Megnevezés Mért mértékegység Megjegyzés <10 m épületszélességnél <10 m épületszélességnél 30 m széles, 4 soros istállóban Minimum 15 cm Minimum 16,5 Minimum 58 cm cm/10 m épület szélesség Állandó méretű tetőgerinc-nyílás Állandó méretű Minimum 8,0 cm/10 m épületszélesség oldalfal-nyílás (Az épület mindkét oldalfalán elhelyezve) Tető-lejtés Minimum 33 % Téli-, szélcsendes Minimum 5,5 cm, vagy 7,5 cm/10 m épület szélesség, időben a párakicsapódás megakadályozása miatt szükség lehet változtatható 8.5/10 m épületszélesség méretű nyílásra. oldalfal nyílás Oldalfal-magasság - minimum 3 m, ehhez tartozó oldalfalnyílás 2,1-2,4 m, - 3,6 m ehhez tartozó oldalfalnyílás 2,7-3,0 m - maximum 4,2 m hosszú terelőlapos tetőgerinc-nyílás ajánlott; 16,5-41,5 cm/10 m épületszélesség Cél, a termelődő pára elvezetése. ha nő az oldalfalmagasság, növelhető az oldalfal-nyílás mérete, ha nő az oldalfalmagasság, nő az épület magasság és a magassággal együtt nő az elérhető külső szélsebesség.
15 a) Nyitott tetőgerinc b) Nyitott tetőgerinc, rövid terelőlappal (1) 1 A sodródó és a hulló csapadék néha bejut az épületbe A sodródó csapadékot eltereli, de a hulló csapadék bejuthat az épületbe c) Tetőgerinc sapka (2) d) Tetőgerinc sapka, terelőlappal (3) 2 2 3 A hulló csapadék lefolyik, de a sodródó csapadék beverődik a sapka alá és bejuthat az épületbe A sodródó és a hulló csapadékot is eltereli, és elegendő teret hagy, hogy ne akadályozza a levegő mozgását e) Eltolt tető f) Eltolt tető, terelőlappal (1) Az innen érkező csapadék lefolyik Az innen érkező csapadék bejuthat az épületbe Az innen érkező csapadék lefolyik 1 Az hulló csapadék nem jut be az épületbe A sodródó és a hulló csapadékot is eltereli, és elegendő teret hagy, hogy ne akadályozza a levegő mozgását g) Belső vízgyűjtőcsatorna (4) 4 A vízgyűjtőcsatorna összegyűjti az épületbe jutó csapadékot 7. ábra Az állandó méretű tetőgerinc-nyílások szerkezeti megoldásai
16 8. ábra Állandó oldalfal-nyílás kialakítása, függönnyel nyitható oldalfalú istállóban
17 9. ábra A mozgatható függöny használata a változtatható oldalfal-nyílás kialakítására
18 a) Szélvédő tolókapu Egy darabban legfeljebb 15 méter hosszon és 6 méter magasságig, valamennyi hálóés ponyvakombinációval Feltekerhető oldalfalrendszerek b) Feltekerhető falrendszer lentről felfelé kézzel, vagy motoros meghajtással 50 méter hosszig és 6 méter magasságig egy darabban c) Lentről fölfelé tekerhető szerkezet az etetőasztalnál d) Nyitás fentről lefelé e) Nyáron árnyékolás felülről f) Oldalfali levegőztető rendszer fentről lefelé nyitva és felül feltekerve kézi, vagy motoros vezérléssel. Egy darabban 50 méter szélességig és 4,5 méter magasságig g) Teljes falnyitás felülről letekerve 10. ábra A változtatható nyári oldalfal-nyílások szerkezeti megoldása
19 5.2.1 Természetes szellőzési formák A természetes szellőzésnek két formája (11. ábra) van: - gravitációs szellőzés (A) - szélszellőzés (B) Tisztán gravitációs szellőzés (A) van az istállóban télen, szélcsendes időben. Ekkor a két oldalfal, állandó méretű nyílásain, közel azonos mennyiségű friss levegő áramlik be az istálló légterébe, a szennyezett levegő csak az állandó méretű tetőgerinc-nyíláson keresztül távozik az istállóból. Tisztán szélszellőzés (B) van az istállóban nyáron, ha a külső és a belső léghőmérséklet azonos. Ekkor a szél hatására, a külső friss levegő, szélirány felőli nyitott oldalfalon lép be az istállóba. A szél hatására, az istállóban levő szennyezett levegő felhígul, a kiáramló levegő nagyobb része a széliránnyal ellentétes nyitott oldalfalon, kisebb része pedig, a tetőgerinc-nyíláson át, távozik az istállóból. Az esetek többségében, a gravitációs szellőzés és a szélszellőzés egyszerre fordul elő. Így a természetes szellőzésű istálló légcseréje Q t (m 3 /h) egyenlő a gravitációs légcsere Q g (m 3 /h) és a szélszellőzési légcsere Q sz (m 3 /h) összegével. Q t = Q g + Q sz (m 3 /h) 11. ábra Természetes szellőzés
20 5.2.3 A gravitációs szellőzés törvényszerűségei A gravitációs légcsere mennyisége (Q sz ) az alábbi képlettel kalkulálható, ha a kiáramlási keresztmetszet (A) azonos a beáramlási keresztmetszetekkel (2 x A1) ( t t ) 2 pk b k gh V = A, (m 3T bρ 3 /h) ahol (12. ábra): A = az áramlási keresztmetszet, (L/tetőgerinc-nyílás hossza/ x Sz /tetőgerinc-nyílás szélessége/) (m 2 ), ρ k = a levegő sűrűsége a belső léghőmérsékletnél (kg/m 3 ), t b és t k = a belső- és külső levegő hőmérséklete, ( C), H = a beömlőnyílás (oldalfal-nyílás), valamint a kiömlőnyílás (tetőgerincnyílás) közötti szintkülönbség (m), ρ = a normál állapotú levegő sűrűsége (kg/m 3 ), A1 = egyik oldali beáramlási keresztmetszet (az oldalfal-nyílás magassága X az oldalfalnyílás hosszával) 12. ábra A gravitációs légcserét befolyásoló tényezők Annál nagyobb a gravitációs légcsere, az előző képlet szerint, minél nagyobb - A a levegőáramlási (ki- és beáramlási keresztmetszet itt egyforma) keresztmetszete - H a be- és kiáramlási keresztmetszetek közötti szintkülönbség - t b -t k a belső és külső léghőmérséklet különbsége A gravitációs légcsere azzal is növelhető, ha az oldalfal-nyílás felületét a tetőgerincnyílás felületének többszörösére növeljük (lásd 13. ábra)
21 Ha például, a két oldali oldalfal-nyílás összege, 2-szerese a tetőgerinc-nyílás felületének, akkor ~ 25 %-kal nő a légcsere. Ha az oldalfal-nyílás felületét a tetőgerinc-nyílás felületének 4-6-szorosára növeljük, ezzel legfeljebb mintegy 40 %-os légcsere növekmény érhető el. 5.2.4 A szélszellőzés törvényszerűségei A szélszellőzési légcsere mennyisége (Q n ) amely főként a szélerősségtől, és a széliránytól függ, az alábbi teoretikus összefüggéssel kalkulálható: Q sz = e A 1 υ Q sz = szélszellőzési légcsere (m 3 /s) A 1 = az oldalfal-nyílás egyik oldali szabad felülete (m 2 ) υ = légsebesség az oldalfal-nyílásban (m/s) e = hatékonysági tényező (e = 0,5-0,6 ha a szélirány merőleges az oldalfalakra e = 0,25-0,35 ha a szélirány átlós jellegű, vagy nagyon széles az épület e = 0,35 ha a szélirány változó, nem állandóan merőleges az oldalfalra) Nagyobb a szélszellőzési légcsere ha - nagyobb A 1 az oldalfal-nyílás felülete (m 2 ) mindkét oldalon, - nagyobb υ a légsebesség az oldalfal-nyílásban, erősebben fúj a szél, - ha kisebb légellenállású-, vagyis keskenyebb az istállóépület (4.sz.táblázat), - ha nincs szélirányba eső épület vagy akadály, minimális elválasztó távolságon belül (14. ábra).
22 13. ábra Gravitációs szellőzésnél, az oldalfal-nyílásfelületének növelésével elérhető légcsere-növekmény Nyári-, szélerősségtől függő légcsere, különböző szélességű tehénistállóknál 4.sz.táblázat Szélsebesség A szél által keltett légcsere (m3/h/pihenőboksz) (m/s) (km/h) 2 soros istálló 3 soros istálló 4 soros istálló 6 soros istálló 0,4 1,6 800 500 400 300 0,9 3,2 1700 1100 800 500 1,3 4,8 2600 1600 1300 800 1,8 6,4 3500 2000 1800 1000 2,2 8,0 4500 2600 2200 1300 Istálló szélesség (m) 16 20 30 34 Megjegyzés: minimális légcsere 800-1000 m 3 /h/pihenőboksz
23 14. ábra A hatékony szélszellőzéshez szükséges minimális elválasztó távolság (az istálló szélesség fele, illetve min. 15 a siló kiemelkedő részétől vagy facsoporttól, ill. min 23 m egyéb épülettől) 5.2.5 A természetes szellőzés szabályozása A természetes szellőzési légcserét befolyásolja: - az épitész és a tulajdonos azzal, hogy mekkorára választja a: - A -t a tetőgerinc-nyílás keresztmetszetét, - H t a beömlő-nyílás valamint a kiömlő-nyílás közötti szintkülönbséget - a nyitható oldalfal-magasságot, ezzel meghatározza az A 1 -t, az oldalfalnyílás legnagyobb felületét, - az istállóépület szélességét, égtáj szerinti tájolását, távolságát a szélirányba eső épületektől, egyéb akadályoktól, - az időjárás azzal, hogy változtatja a napsütést, a szélirányt, a szélerősséget, a levegő hőmérsékletét, páratartalmát, esőt hoz, vagy szélcsendet, - az istállót üzemeltető tehenész (tulajdonos, bérlő, dolgozó) azzal hogy: - kézzel változtatja az oldalfalak az oromfalak nyitottságát-zártságát, - az oldalfalak nyitottság-szabályozását automatára bízza, valamint kézzel változtatja az oromfalakon lévő ajtók nyitottságát, zártságát. A szellőzés szabályozás alapvető lehetőségeit, 4. generációs-, természetes szellőzésű tehénistállónál, forró nyári időjáráshoz, tavaszi és őszi időjáráshoz, valamint téli időjáráshoz, a 15. ábra részábrái mutatják.
24 a.) Forró, nyári időjáráshoz teljesen nyitott oldalfalak, az oromfalakon lévő ajtók teljesen nyitva. b.) Tavaszi és őszi időjáráshoz részben nyitott oldalfalak, az oromfalakon lévő ajtók részben, vagy teljesen nyitva. c.) Hideg téli időjáráshoz, az állandó méretű oldalfal-nyílás plusz a változtatható téli oldalfal-nyílás egy része nyitott, az oromfalon lévő ajtók zárva. 15. ábra A szellőzés szabályozása, 4. generációs természetes szellőzésű tehénistállónál
25 6. Szarvasmarha istálló a klíma-vizsgálatának szempontjai. Mivel az istállóklíma számos tényező bonyolult egymásra hatása alapján alakul ki, ezért szükség szerint mérni kell az istállólevegő (a külső levegő) hőmérsékletét, relatív páratartalmát, a levegő mozgását (sebességét), a levegő kémiai, bakteriológiai és porszennyezettségét, valamint a megvilágítás erősségét. A méréssel kapott értékeknek a szarvasmarhák egészségi állapotával és a termelési eredményekkel, a követelményekkel való összevetése alapján következtetni lehet arra, hogy a kérdéses istálló kialakítása megfelelő-e, de arra is, hogy melyek azok az építési, épületgépészeti vagy üzemeltetési hibák, amelyek kiiktatásával a mikroklíma javítható. E vizsgálatok személy-, és műszerigényesek és a mérési módszer gondos megtervezését is igénylik. Az istállóklíma mérésekkel nemcsak az időbeni, hanem a térbeli különbségekre is adatokat lehet kapni. Az istálló klímáról akkor kapunk a legmegbízhatóbb adatokat, ha a műszereket (mérési helyeket) minél több ponton állítjuk fel és hosszabb idejű adatfelvételt folytatunk. Általános elv, hogy minél rosszabbak a klímaviszonyok az istállóban, annál több ponton célszerű méréseket végezni. Először több ponton egy rövid tájékoztató mérést ajánlatos végezni, és ha az eredmények (a követelményekhez képest) kedvezőek, akkor csökkenteni lehet a mérési pontok számát. Természetesen ugyanakkor a vizsgált istállótól nem messze, de legalább az épület magasságának megfelelő távolságban, az uralkodó szélirányt is figyelembe véve végezzünk külső méréseket is. A speciális (több mérési ponton, több jellemzőt folyamatában regisztráló) mérések drágább műszereket, több személyt és bonyolultabb módszert igényelnek, ezért ha ezek kivitelezéséhez a személyi, vagy tárgyi feltételek az üzemben nincsenek meg, akkor egy megfelelően felszerelt, referenciákkal rendelkező intézményt ajánlatos felkérni e vizsgálatok elvégzésére. Az istállók klímaviszonyainak meghatározási módszerei és a mérési eredmények feldolgozása, értékelése összefoglalóan megtalálhatók az MI-08 0120-80 számú, az istállóklíma vizsgálattal foglalkozó minisztériumi műszaki irányelvben.. Kedvező, ha az istállóklíma vizsgálatakor alkalmazható egyszerűbb műszerekkel a szaktanácsadók is rendelkeznek.
26 Ajánlott irodalom 1. Bak J. Pazsiczki I.: Tehénistállók klímajellemzői és befolyásolási lehetősége. Mezőgazdasági Gépesítési Tanulmány XLI. évf. 1.sz. FVM Mezőgazdasági Gépesítési Intézet, Gödöllő. 2002. 36 pp. 2. Bak J. Pazsiczki I.: A környezeti és klímajellemzők vizsgálata az állatjóllétet negatívan befolyásoló hatások csökkentésére. Jelentés (témaszám: 1.1.36.016.4) FVM Mezőgazdasági Gépesítési Intézet, Gödöllő, 2004. 151 pp. 3. Bak J.: Technológiai és termelési jellemzők összefüggése a tehenészetekben. Jelentés (témaszám: 1.1.11.91.015.8) FVM Mezőgazdasági Gépesítési Intézet, Gödöllő, 1998. 103 pp.