Delvis naturlig ventilation

SAMMENDRAG

To forskellige kombinationer af naturlig og mekanisk ventilation (også kaldet hybridventilation) blev undersøgt i to slagtesvinestal­de. Afprøvningerne varede to år og viste, at hyb­ridven­tila­tion i de afprø­vede udform­ninger kan fungere. Men naturlig ventila­tion giver risiko for koldluftsned-slag i vinterperioden.

Afprøvning 1: Mekanisk ventilation kontra mekanisk sommer/naturlig vin­ter. I en besætning indstilles undertryksventilationen i to sek­tioner, så ven­tila­torerne først starter ved fuldt åbne ventiler, hvilket svarer til naturlig venti­lation om vinteren. Klimaforhold og energiforbrug i dette system blev sam­menlignet med traditi­onel under­tryks­ventilation i to andre sek­tio­ner.  

Klimaundersøgelserne viste ingen forskelle med hensyn til tempera­tur og koncentrationen af kuldioxid og ammoniak målt i sti­erne. I sektionerne med delvis naturlig ven­tilation var tempera­tursta­bili­tet ringere i stald­luften over sti­erne, og der var øget forekomst af træk, når udetempera­turen var under 2-4 ºC. Energiforbruget blev næsten halveret, hvilket skal vejes op mod etab­leringsomkostnin­ger og den øgede risiko for sund­heds­pro­blemer som følge af ringere temperatur­stabi­litet og træk.

Afprøvning 2: Naturlig ventilation kontra naturlig sommer/me­kanisk vinter. I en besætning med naturlig ventilation i to slagtesvine­sektioner (indsættelsesvægt 42 kg), blev den ene sek­tion forsynet med en ven­tilator, og væg­ventilerne blev påmonteret ledeplader. Når ude­temp­eraturen kom under 0 ºC, skiftede ventilati­onsanlægget i denne sek­tion automa­tisk fra naturlig til mekanisk ventilation for at styre luftbevæ­gelser­ne.

Mekanisk ventilation i de kolde perioder forbedrede luftfordelin­gen, men ændrede ikke pro­duk­tions­resultaterne og gav heller ikke væsentlige forskelle i staldtem­peraturens døgnvari­ation eller sta­bi­litet. 

BAGGRUND

Naturlig ventilation i slagtesvinestalde har tidligere vist sig at fungere tilfreds­stillende uden negativ på­virkning af produktion eller sundhed. Anlæg til naturlig ventila­tion kan være dyre at etablere på grund af de store åbninger til luftindtag og -udtag, som sommerventilation kræver. Desuden er der risiko for koldlufts­ned­slag i vinter­perioden, som følge af lave lufthastig­heder i ind­sug­nings­ventilerne (lavt undertryk).

I traditionelle undertryksanlæg er der en eller flere ventilatorer, som fjerner luft fra stalden, hvorved der skabes et undertryk. Dette bevir­ker, at stalden tilføres frisk luft gennem regulerbare ven­tiler. Mekaniske undertryksanlæg kan fungere som naturlige ven­tilationsanlæg ved at indstille styringen, så ventilatorerne først starter, når vægventilerne er fuldt åbne. Det er derved muligt at nedsætte energiforbruget i de perioder, hvor ventilationsbehovet ikke er så stort.  

Formål

Afprøvningens formål var at undersøge, om det ved at kombinere naturlig og mekanisk ventilation på to forskellige måder var mu­ligt:

1)	at ned­sætte energiforbruget for mekaniske undertryksanlæg i vinterperioden ved at indstille styringen, så anlægget fungere­de som natur­lig ventilation i vinter­perioden, uden at klima­for­hol­dene samti­dig bliver forringet.
2)	at styre luftbevægelserne i vin­ter­perio­den ved at forsyne et anlæg med naturlig ventilation med en ven­tilator, der blev star­tet i kolde perioder.

GENNEMFØRELSE AF AFPRØVNING 1

Undersøgelsen blev gennemført i én besætning med fire slagtesvine­sektioner med meka­niske undertryksanlæg. I to af sektionerne kørte ventilatorerne som et traditionelt undertryksanlæg i hele perio­den. I de to øvrige sektioner blev styringen indstillet, så venti­la­torerne først begyndte at køre, når ventilerne stod fuldt åbne. Herved fungerede anlægget som et naturligt ventilations­anlæg, når udetem­pera­turen tillod det.

De to ventilationsprincipper blev sammenlignet med hensyn til kli­ma­forhold og energiforbrug. Under­søgelsen blev gen­nemført i sam­ar­bejde med Statens jordbrugstekniske Forsøg (SjF, 1989).

Ventilationsanlægget bestod i hver sektion af 13 indsugningsven­tiler og 3 udsugnings­skorstene med ventilatorer. Hver sektion havde en sty­ringsenhed, som regulerede væg­ventilernes åbnings­grad samt ventilatorernes omdrejningshastighed. Der var 200 sti­pladser pr. sektion, belægnings­graden var 0,53 m² pr. gris, og der var fuldspal­tegulv.

RESULTATER FRA AFPRØVNING 1

Klimaundersøgelser

Temperatur og relativ luftfugtighed (ugegennemsnit) blev re­gistreret i hver sektion med en termo­hygrograf, som blev ophængt ca. 1,9 m over gulvet i den ene sti­række.

I 73 pct. af samtlige døgn var den maksimale temperaturforskel mindre end 2 grader celcius i sektionerne med mekanisk ventilation. I sek­tionerne med delvis naturlig ventilation var den maksimale tem­pera­turfor­skel mindre end 2 grader celcius i 59 pct. af alle døgn.

Temperaturen i stierne, målt ca. 0,5 m over gulvet ved henholdsvis ydervæg og ved inspektions­gang, fremgår af figur 1. Der blev hver måned foretaget målinger i fire stier i hver sektion. Der blev ikke fundet for­skel i temperaturen målt i stierne mellem de to ven­tila­tions­principper.

Lufthastigheden blev hver måned målt i fire stier i hver sektion i stierne ca. 0,5 m over gulvet ved henholdsvis ydervæg og ved in­spektionsgang. Res­ultaterne fremgår af figur 2. Forskelle i luft­hastighed var kun af afgørende betydning i de koldeste perioder.

Røgprøver viste, at der forekom kold­luftsnedslag i stalden med delvis naturlig ventilation, når udetem­peraturen var under 2-4 grader celcius. Røgprøverne viste ligeledes, at delvis naturlig ventilation ofte foregik som følge af tværventi­lation, forårsaget af de ydre vind­påvirkninger.

Staldluftens indhold af ammoniak og kuldioxid blev målt i to stier i hver sektion en gang om måne­den. Der blev ikke fundet forskel mellem de to ven­tila­tionsprincipper, som begge lå under de anbefa­lede græn­seværdier.

Figur 1. Temperatur i stierne

Figur 2. Lufthastighed i stierne

Energiforbrug

Energiforbruget til ventilatorerne blev registreret ved hjælp af kWh-målere.

Mekanisk ventilation medførte et større energiforbrug sammenlignet med delvis naturlig ven­tilation. På årsbasis blev der til mekanisk ventilation brugt 16,2 kWh pr. døgn og til delvis naturlig ven­tila­tion 8,3 kWh pr. døgn. Ved en belægning på 17 slagtesvin pr. sti var det årlige energiforbrug 14,8 kWh pr. stiplads ved meka­nisk ventilation og 7,6 kWh pr. stiplads ved delvis naturlig ven­tila­tion.

GENNEMFØRELSE AF AFPRØVNING 2

Undersøgelsen blev gennemført i en besætning i to slagtesvinesek­tioner. Ventilationsanlægget var dimensioneret til naturlig ven­tilation. I den ene sektion blev anlægget forsynet med en ven­tila­tor, for at kunne styre luftbevægelserne i vinter­perioden (hy­brid­ventilation). Når udetemperaturen var under 0 ºC, ændredes anlægget automatisk fra naturlig til mekanisk ventilation. Skiftet skete ved at kipåbningen lukkede, ventilernes åbningsgrad blev reduceret til 1/3 åbning, hvorefter ventilatoren startede.

I sektionen med hybridventilation var der monteret ledeplader i forbindelse med vægventilerne. Dette skyldes, at de ventiler, der var på markedet, ikke var egnede til hybridventilation, da arealreguleringen ikke var nøjagtig nok, når ventilerne var næsten luk­kede.

I sektionen med naturlig ventilation var der ikke monteret lede­plader ved vægventilerne.

De to ventilationsprincipper blev sammenlignet med hensyn til pro­duktionsresultater og klimafor­hold. Undersøgelsen blev gen­nemført i samarbejde med Statens Byggeforskningsinstitut.    

RESULTATER FRA AFPRØVNING 2

Som det fremgår af tabel 3 blev der ikke fundet forskelle i produk­tionsresultaterne mellem de to ventilationsprincipper.

Tabel 3. Produktionsresultater for naturlig og hybridventilation
Ventilationsprin­cip­pet	Naturlig	Hybrid
Antal prod. svin Indsættelsesvægt, kg Daglig tilvækst, g* FEs pr. svin daglig* FEs pr. kg tilvækst* Kødprocent* Døde og kasserede, pct.* Bemærk. for bryst­hin­de­ar, pct.	5716 42 774 2,29 2,97 56,8 3,5 16,1	3444 42,9 772 2,28 2,96 56,9 3,7 17,1

* Resultaterne er korrigeret til samme indsættelsesvægt

Klimaundersøgelserne

I forbindelse med besøg hos forsøgsværten blev der foretaget må­linger og iagttagelser ved hjælp af røgprøver. Det var bemærkelses­værdigt at se, hvordan alene anvendelsen af ledeplader ved naturlig ventilation var i stand til at ændre luftfordelingsbilledet. Selv når hybridanlægget kørte som et rent naturligt ventilationsanlæg, kunne der ses en væsentlig bedre luftfordeling i forhold til det naturlige ventilationsanlæg. Disse undersøgelser tyder på gode muligheder for at forbedre luftfordelingen i naturligt ventilerede stalde, og anvendelsen af mekanisk minimum ventilation kan forbedre luftfordelingen i naturligt ventilerede stalde.

For at undersøge, om anlæggene kunne opretholde den indstillede temperatur, blev døgnvariatio­nerne i staldtemperaturen målt i begge sektioner i vinterperioden 88/89.

De maksimale døgnvariationer i sektionerne med henholdsvis naturlig ventilation og hybridventila­tion fremgår af figur 3 og 4.

(Figur 3 og 4 ikke medtaget i denne tekst, men kan rekvireres ved henvendelse til: Landsudvalget for Svin, DANSKE SLAGTERIER, Axeltorv 3, 9 København V., tlf. 33 11 60 50. (Red.)).

Som det ses af figur 3 og 4 var døgnvariationen i perioden i de to sektioner af samme størrelses­orden.

Temperaturstabiliteten i de to sektioner blev undersøgt i forbin­delse med skift mellem naturlig og mekanisk ventilation i sektionen med hybridventilation. Resul­taterne fremgår af figur 5, og der var ikke stor forskel på temperatur­stabili­teten i de to sekti­oner. (Figur 5 ikke medtaget i denne tekst, men kan rekvireres ved henvendelse til: Landsudvalget for Svin, DANSKE SLAGTERIER, Axeltorv 3, 9 København V., tlf. 33 11 60 50. (Red.)).

DISKUSSION/KONKLUSION

Mekanisk ventilation kontra mekanisk sommer/naturlig vinter

Mekanisk ventilation i sommerperioden kombineret med naturlig ven­tilation i vinterperioden blev sammenlignet med traditionel meka­nisk under­tryksventilation for at undersøge, om energiforbru­get kunne nedsættes, uden at klimaforholdene sam­tidig blev for­ringet.

Klimaundersøgelserne viste ingen forskelle mellem de to ventila­tions­principper med hensyn til temperatur og kon­centra­tion af ammo­niak og kuldioxid målt i stierne. I kolde perioder var luft­hastig­heden ringere ved naturlig ventilation, men set over en længere periode var den ens. 

Normalt ses der en lavere lufthastighed ved naturlig ven­tilation end ved mekanisk ventilation, fordi der er mindre undertryk i stal­den. Grunden til, at der ikke blev fundet forskelle i denne besæt­ning kan være, at stal­den ofte var udsat for ydre vind­på­virk­ninger, hvilket har øget luft­hastigheden i sek­tionerne med delvis naturlig ventila­tion i den ene side af stalden.

Temperaturstabiliteten i staldluften over stierne, målt som procent døgn, hvor den maksimale temperaturforskel var mindre end 2 ºC, var dårligst i sektionerne med delvis naturlig ventilation. Samtidig blev der konstateret øget forekomst af træk på grund af lav luft­has­tighed og tværven­tilation i disse sektioner.

Energiforbruget blev næsten halveret ved at indstille styringen, så anlægget fungerede som naturlig ventilation i vinterperioden. Ener­gibesparelsen svarede til ca. 0,50 kr. pr. leveret slagte-svin ved en kWh pris på 0,30 kr.

Denne besparelse skal sammenholdes med etableringsomkostninger og den øgede risiko for sundheds­pro­blemer, der er i sektionerne med naturlig ventilation i vinter­peri­oden på grund af en ringere tem­peraturstabilitet samt fore­komst af træk. Det kan derfor ikke anbe­fales at indstille styringen på un­dertryksanlæg med den afprøvede udformning, så de kommer til at fungere som naturlig ven­tilation i vinterperioden.

Naturlig ventilation kontra naturlig sommer/mekanisk vinter

Naturlig ventilation blev sammenlignet med naturlig venti­la­tion i sommerperioden kombineret med mekanisk ventilation i vinterperioden for at undersøge, om det var muligt at mindske forekomsten af kold­luftsnedslag i vinterperioden.

Der blev ikke påvist produktionsmæssige forskelle mellem de to ventilationsprincipper.

De maksimale døgnvariationer i staldtemperaturen var af samme stør­relsesorden ved de to ventila­tionsprincipper. Dette viser, at begge anlæg var i stand til at opretholde den indstillede tempera­tur i vinterperioden.

Temperaturstabiliteten i forbindelse med skift fra naturlig til mekanisk ventilation var af samme størrelsesorden som stabiliteten i sektionen med naturlig ventilation. Dette viser, at skiftet kan ske, uden at der sker ændringer i temperaturforholdene i stalden.

Røgprøver viste en forbedring af luftfordelingen ved at montere ledeplader i forbindelse med ventilerne. Dette viser, at det er muligt at forbedre luftfordelingen i naturligt ventilerede stalde ved at foretage ændringer af ventilerne. Samtidig fandtes en bedre luftfordeling ved at anvende meka­nisk minimum ventilation i natur­ligt ventilerede stalde.

Da der ikke fandtes forskelle i produktionsresultaterne, er konklu­sionen, at det kun kan betale sig at investere i et mekanisk ven­tila­tion­sanlæg til naturligt ventilerede stalde,­ hvis der er større problemer med klimaet.

REFERENCER

SjF, 1989. Mekanisk eller delvis naturlig ventilation i slagtesvi­nestalde. Klima og energiforbrug. Sta­tens jord­brugs­tek­niske For­søg, Orien­tering nr. 62.