Исследования показали, что коровы нормально переносят температуру в пределах от -20 до +20°С, вне этого диапазона надои снижаются: при температуре выше 15...20°С потери достигают 35%, а при -10°С...-15°С коровы теряют до 5-7 % молока. Оптимальное значение температуры в коровнике находится в пределах 0...+12°С.
Люди и техника при относительно низких температурах среды работать не могут. Поэтому дифференцированный подход к выбору параметров среды по принципу «коровник для коров, доильный зал - для человека», означает переход на существенно более низкий уровень энергопотребления.
Параметры комфорта для животных достаточно хорошо известны. Так, зона термической нейтральности или зона комфорта для взрослого скота составляет 0-12°С, удельный объем здания на одну голову - 30 мз , кратность воздухообмена зимой минимум 4-5, летом - 20-30[17]. Зарубежный и пока небольшой российский опыт свидетельствуют, что применение новых объемнопланировочных и технологических решений и строительных материалов, в том числе и традиционных, позволяют создать облегченные быстровозводимые коровники, полностью обеспечивающие эти условия за счет естественной вентиляции и теплоты самих животных без дополнительных источников энергии. Известно, что само животное массой 600 кг выделяет порядка 800 ккал в час свободного тепла и 0,5 кг влаги. Поэтому главной задачей является удаление влаги за счет организации многократного воздухообмена в коровнике. Обеспечение необходимой кратности воздухообмена зимой и на порядок выше летом достигается путем использования легкотрансформируемых штор или открываемых окон с остеклением из многослойного поликарбоната.
В общем балансе прямых затрат электроэнергии в коровнике большая часть приходится на освещение, которое, как известно, оказывает существенное влияние на продуктивность и воспроизводительные функции животных. Минимальные удельные затраты электроэнергии на освещение составляют 7-8 Вт/м2 или в среднем для коровника на 400 голов с беспривязной технологией - более 25 кВт. С этих позиций большие резервы в энергосбережении содержит разработка и применение новых объемно-планировочных решений и материалов, обеспечивающих максимальное использование естественного освещения.
Многочисленные исследования, проведенные в последние годы, за рубежом (США, Канада, Израиль, Дания, Германия и др.) убедительно показали, что продление светового дня для лактирующих коров до 16 часов позволяет повысить продуктивность в среднем на 8%. В этой связи представляет большой интерес опыт ряда зарубежных фирм по использованию солнечных фотоэлектрических аккумулирующих установок.
На комфортность и продуктивное использование животного и корма большое влияние оказывают конструкция, материалы и размеры боксов для отдыха животных и других технологических элементов коровника. Известно, что часть тепла теряется через пол. Наименьшим коэффициентом теплоусвоения обладают глубокие боксы с лежбищем (глубокой подстилкой) из навозосоломистой или известково-соломистой смеси. Исследованиями установлено, что в таких глубоких боксах по сравнению с высокими боксами с резиновым покрытием и небольшим слоем подстилки значительно реже встречаются повреждения голеностопного сустава.
Для образования 1л молока необходимо, чтобы через вымя прошло 500л крови. При лежке интенсивность кровотока через вымя увеличивается вдвое. По зарубежным данным, продолжительность отдыха коров в боксах должна составлять 14-15 часов. Отметим также, что корова стоя расходует энергии примерно на 9% больше чем в лежачем положении.
При реконструкции молочных ферм не всегда удается в полной мере адаптировать вышеизложенные требования комфорта и энергосбережения к существующим коровникам. Это, прежде всего, относится к типовым зданиям, имеющим недостаточный объем и плоскую крышу, при которых трудно обеспечить требуемую кратность воздухообмена за счет естественной вентиляции. В других случаях есть опыт положительного решения этих вопросов.
Если коровник строится в первую очередь для коров, то доильный зал-и для многочасовой высокопроизводительной работы человека. Оптимальная температура для человека при выполнении работ средней тяжести составляет 17-19°С, допустимый диапазон - 15...20°С (сравним для коровы 0... 12°С). Различные зоны расположения оператора машинного доения и животных в доильном зале обусловили эффективное применение инфракрасных источников для местного обогрева траншеи обслуживания. В ночной зимний период это позволяет избежать замерзания доильной аппаратуры и автоматики. Эффективно применение в ночные периоды, в том числе и зимой, теплоизолирующих штор между доильной установкой и накопителем.
5. Старые и новые ошибки при проектировании помещений и вентиляционных систем для КРС
Следует в первую очередь отметить, что материалы и конструкции, применяемые в России для строительства коровников и телятников, не способствуют созданию микроклимата, отвечающего физиологическим потребностям животного.
Чаще всего для строительства применяют бетонные конструкции. Бетон обладает высокой теплопроводностью, поэтому в бетонных помещениях зимой холодно, а летом жарко. Влажный воздух животноводческого помещения образует на холодных поверхностях бетона конденсат, который разрушает бетонные конструкции, и их долговечность существенно снижается.
Конденсат с потолка попадает на животных, шерсть их смачивается и они становятся беззащитными перед низкими температурами. Этому способствуют неутепленные крыши. Часто поверх бетона уложены листы шифера или профнастила, а никакой теплоизолиционной прослойки между ними нет.
Несколько лучшим материалом для строительства стен коровников и телятников является кирпич. При деревянной крыше и соответствующей вентиляции в помещениях устанавливается весьма сносный микроклимат.
В последнее время из Европы пришла мода на строительство коровников из сэндвич – панелей. Сам теплоизоляционный материал обладает хорошими свойствами, однако покрытие сэндвич - панелей из оцинкованных листов (стены) и листов алюминия (крыша) также способствует образованию конденсата и не способствует формированию оптимального микроклимата.
Плюсом строительства коровников из сэндвич – панелей, который часто перевешивает все другие доводы, является простая сборка таких конструкций на болтовых соединениях.
Лучшим же материалом для строительства является дерево. Большинство коровников сельских подворий выполнены из этого материала (вкупе с камышом, тюкованной соломой и т.п. материалами). Такие коровники не требуют отопления и какой-то особой вентиляции, так как сам пористый материал является вентиляционным элементом, а экономические показатели часто выше, чем в суперсовременных коровниках за счет эффекта капиллярности и фазовых переходов.
Известно, что дерево – очень дорогой материал. Но хотя бы коровники малой вместимости в фермерских хозяйствах и крыши больших коровников надо выполнять из дерева. В Европе, где лесов мало, большинство малых коровников выполнено как раз из дерева. Поэтому в России, где лесов более всего в мире, нужно чаще использовать этот материал.
При соответствующей обработке антигнилостными препаратами дерево может служить довольно долго. Разумеется, при хорошо организованной вентиляции, чтобы влажность внутри помещения не превышала 75%.
Для подтверждения сказанного приведем данные Т.А. Головы[1], по оценке энергоэффективности для следующих конструкций стен: панель типа сэндвич (обшивка панели – тонкие листы стали и утеплитель минеральная вата); типовое решение – железобетонная панель, утепленная фибролитовой пли-
