Forbedret ventilation i kalvestalden

Transkript

1 2014 Danish Cattle Conference Feb 25, 2014 Forbedret ventilation i kalvestalden Ken Nordlund, DVM School of Veterinary Medicine University of Wisconsin-Madison

2 Hvad er problemet med kalvehytter? Jeg havde et valg! Jeg kunne beholde mine kalvehytter eller beholde min kone!

3 Hvorfor skal vi ha kalvestalde med ventilationsrør? The weather outside is frightful! Julesang af Jule Styne, Let It Snow God tilvækst de første 60 levedage kan give op til 820 kg mælk ekstra pr. laktation Soberon et al, J. Dairy Sci., 2012 Mælkefodringsautomater passer ikke til hytter Sundheden i tube-ventilerede stalde er lige så god som i hytter

4 The story of the tubes Feltstudier af risiko-faktorer for luftvejsinfektioner i naturligt ventilerede kalvestalde (Lago et al, JDS 2006) luftvejsinfektioner ved lavere bakterieindhold i staldluften Faste skillevægge mellem kalve indhold af bakterier i staldluften, men risiko for luftvejsinfektioner Stimulerede til udvikling af en ny generation af ventilationssystem, der kunne sende luft ned mellem skillevæggene til kalvene

5 Field trial to examine risk factors for respiratory disease in naturally ventilated calf barns Lago, McGuirk, Bennett, Cook, & Nordlund J Dairy Sci 89:

6 Naturligt ventilerede kalvestalde

7 Undersøgelse af Enkeltbokse med åben eller lukket adskillelse To-klimasystem? Forskellig strøelse Luftvejsinfektioner

8

9

10 Typisk bakterieindhold Udendørs: 100 1,000 cfu/m 3 Rent kontormiljø: 1,000-2,000 cfu/m 3 Velventileret stald: 10-15,000 cfu/m 3 I enkeltkalvebokse: 25,000 3 million cfu/m3 Cfu/m 3 (totalkim pr. kubikmeter)

11 Resultater: Mængden af bakterier (totalkim) cfu/m 3 i kalveboksen er relateret til forekomsten af luftvejsinfektioner P Association is not causation Lago et.al., J Dairy Sci 89:4014, 2006

12 Afgørende faktorer for at undgå luftvejsinfektioner 1) Lavt bakterieindhold i luften P<0.003 Totalkim signifikant Coliforme (EMB) ikke signifikant 2) Rigelig halmstrøelse P< ) Lukket boksadskillelse P<0.003 Lago et.al., J Dairy Sci 89:4014, 2006

13 Termoneutral zone Nyfødt kalv: 10 to26 C 30 dage gammel kalv: 0 to 23 C Undersøgelser foretaget fra -7 to12 C

14 Strøelses-score= 1 Ben helt synlige, når kalven ligger ned

15 Strøelses-score = 2 Ben delvis synlige, når kalven ligger ned

16 Strøelses-score = 3 Ben generelt ikke synlige, når kalven ligger ned

17 Prevalence of respiratory disease 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% Sparsom strøelse Rigelig strøelse 0% Airborne bacteria cfu/m 3 x 1000 Nesting score 1, mesh sides Nesting score 2 Nesting score 3 Lago et.al., J Dairy Sci 89:4014, 2006

18 Faste skillevægge mellem kalve

19 Prevalence of respiratory disease 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Åbne skillerum (gitter) Airborne bacteria cfu/m 3 x 1000 Lukkede skillerum (plade) Mesh dividers, nesting score 2 Solid dividers, nesting score 2 Lago et.al., J Dairy Sci 89:4014, 2006

20 Bakterieindholdet i luften på staldgangen er relateret til ventilationsraten i stalden P<.0001 Bakterieindholdet i luften i kalveboksen er ikke relateret til ventilationsraten i stalden Stalden er måske godt ventileret, men det hjælper ikke på luften her i kalveboksen! Lago et.al., J Dairy Sci 89:4014, 2006

21 Faktorer der sænker bakterieindholdet i kalveboksene 1) Lave temperaturer P< ) Større bokse pens P<0.02 > 2.6 m² 3) Færre lukkede skillerum P<0.006 Lago et.al., J Dairy Sci 89:4014, 2006

22 Faste skillevægge (uden huller) har modsatrettede effekter: luftvejsinfektioner luftbårne bakterier Kan vi beholde faste skillevægge og bruge overtryks-tube-ventilation til at bringe ren luft ned hvor kalvene opholder sig?

23 En ny generation af ventilation Ikke 80 ernes rør-ventilation! Et supplement til naturlig ventilation, ikke recirculation Teknisk forskel i design oudelukkende frisk luft oensartet luftforsyning i hele længden oingen træk Acceptér egenskaberne ved kold luft

24 Det ser let ud, men Målet er at få små mængder frisk trækfri luft hen til kalvene Uden professionelt design kan ventilationsanlæg gøre med skade end gavn PAS PÅ MED GØR DET SELV

25 Dette er ikke, hvad vi ønsker! Overdimensionering af huller skaber TRÆK på kalvene Forkert rørdiameter giver UENS fordeling af luften Ventilator RECIRCULERER alle smitstoffer i stalden

26 Outside air

27 Frisk luft udefra

28 Ventilations-rate 1) Ventilationssystemet skal skabe en minimums basis-ventilation som supplement til naturlig ventilation 2) Der skal sikres en luftudskiftning på 25 m 3 /time pr. kalv eller 4 gange udskiftning af staldluften per time 3) Den erfaringsmæssige anbefaling er 4 gange udskiftning pr. time

29 Sizing the tube diameter Usually yields poor air discharge for first 6 m

30 Fastsættelse af størrelsen på ventilationsrørerne Rør-diameteren skal normalt være gange ventilatorens diameter Større diameter lufthastighed I røret (velocity pressure) og statisk tryk Luftudstrømningen skal variere mindre end 10 % i rørets længde

31 Rør med for lille diameter i forhold til ventilator!

32 Tube 1 Tube 2 Hul nr. M/s M/s Resultat: Næsten ingen ventilation de første 15 meter og koldt træk de sidste 15 meter af ventilationsrøret

33 Resultat af for lille rørdiameter Lufthastighed i ventilationsrør (bør ikke overskride 6 m/s) Det statiske tryk i røret og udledningshastigheden er størst længst væk fra ventilatoren

34 Resultat ved passende stor diameter Moderat lufthastighed (<6.1 m/s) i ventilationsrør tættest ved ventilator samt rimelig jævn luftudstrøning gennem stalden

35 Fastsættelse af rør-diameter Vælg en rør-diameter, som sikrer moderat lufthastighed (<6 m/s) i startenden af ventilationsrøret Røret bør som regel have større diameter end ventilatoren!

36 Undgå træk med kold luft!

37 Bremselængden Træk er defineret som en lufthastighed > 0.3 m/s. Hastigheder < 0,3 m/s betragtes som stillestående Bremselængden er afstanden fra ventilationsrøret til det punkt, hvor luften står stille Bremselængden bestemmes af det statiske tryk og huldiameteren Målet er at luften stopper 1.25 m over boksgulvet

38 Bremselængden bestemmes af det statiske tryk og huldiameteren

39 Ved en udgangshastighed på 6.1 m/s Hole diameter, cm Distance to still air, m

40

41

42 PPTC 5.2 Spreadsheet Project ID Name: Client Barn ID: Calf nursery A Date: 4/25/2013 Dimensions of barn Length Width Minimal interior ht Maximum interior ht Interior volume of barn Maximum # of animals Positive Pressure Tube Calculator, Version 5.2 K. Nordlund, DVM, T. Bennett, BS, and A. Gomez, DVM, R. Brotzman, DVM School of Veterinary Medicine, University of Wisconsin-Madison Fan sizing and selection September 14, ft Minimal ft 3 /m per animal 25 ft 3 /m 32 ft Total cfm based on animal # 1,750 ft 3 /m 14 ft Volume of barn/animal 891 ft 3 /m 25 ft Targeted air changes per hour 4 changes/hr 62,400 ft 3 Total cfm based upon changes/hour 4,160 ft3/m 70 head Estimated fan cfm at 0.15 "H 2 O 3,940 ft3/m per fan Tube specifications & height # of these fans used in the space 1 fan(s) Length of tube 99 ft Total cfm from all tube fans 3,940 ft 3 /m Diameter of tube 25 in Expected air changes per hour 3.8 changes/hr Proximal tube air speed 1,156 ft/m Aperture ratio, discharge coefficient, and static pressure Length/diameter ratio 48 Area, one "set" of holes 8.7 in 2 Height, bottom of tube: 11.0 ft Number of "sets" of holes 54 sets Air speeds Aperture ratio (a*n/a) 1.0 Target air speed 60 ft/m Discharge Coefficient C complex 0.68 Discharge speed from holes 1,200 ft/m Static Pressure 0.15 "H 2 O Spacing of perforated holes Expected throw distance to target air speed Hole intervals 22 in Clock position of Holes Trajectory distance Horizontal distance Height at target Diameter of holes Row 1, hole diameter 2.00 in 4:00 Wide right to target speed, ft 14 to target speed, ft 12 speed above floor, ft 4 Row 2, hole diameter 2.00 in 8:00 Wide left Row 3, hole diameter 1.25 in 5:00 Inside right Row 4, hole diameter 1.25 in 7:00 Inside left Comments: Consultant: Your name Your phone number Your address Output page for ordering Tables for common conversions of ventilation units Air speed conversions Suggested inlet area of weather hood for above fan (H12) Fan cfm 3,940 cfm Ft/m Mile/hr M/s Fan, Ft 3 /m Ft 2 Inches 2 Tube length 99 ft Static pressure conversions , ,135 Tube diameter 25 in Inches H 2 0 Pascals Hole diameter, row in Air speed conversions Width of air jet at trajectory distance to target speed (H25:28) Hole diameter, row in Mile/hr M/s Ft/m Distance to target speed 15 ft Hole diameter, row in Static pressure conversions Width at target speed 6.1 ft Hole diameter, row in Pascals Inches H 2 O Intervals between holes 22 in Air speed conversions Air volume conversion Clock position,row 1 4:00 M/s Mile/hr Ft/m Ft 3 /min M 3 /hr Clock position, row 2 8:00 To protect the worksheet click below: ,000 5,097 Clock position, row 3 5:00 Protect Clock position, row 4 7:00 Worksheet Air volume conversion M 3 /hr Ft 3 /min 5,097 3,000

43 Some points about application Management of systems Tube materials and supports Use of tubes in traditional closed buildings

44 Ventilationsanlægget skal ALDRIG slukkes!

45 Gardiner åbnes ved stigende temperatur

46 Frygt for kold luft fra ventilationsanlæg Sammenligning af to identiske stalde Èn med tube-ventilation én uden Løbende temperaturmålinger inde og ude gennem 2 uger

47

48

49 Temperaturmålinger Stald 1- med ventilation Stald 2 uden Udetemperatur Temp. (C), Min Temp. (C), Max Temp. (C), Ave

50 10 4 Temp, C

51 Some points about application Management of systems Tube materials and supports Use of tubes in traditional closed buildings

52 Materialevalg og montering Polyethylene

53 Vævet polyethylene eller vinyl Double-cable supports: more durable in wind, better directional control of air jets

54 PVC-rør med håndborede huller

55 Drænrør med glat inderside

56 Materialer PRIS: Polyethylene < vævet polyethylene < vinyl < PVC-rør HOLDBARHED: PVC -rør > vævet polyethylene > polyethylene FLEST VALGMULIGHEDER FOR DIAMETER OG HULTYPER I DE DYRE MATERIALER

57 Some points about application Management of systems Tube materials and supports Use of tubes in traditional closed buildings

58 Brug af tube-ventilation i mekanisk ventilerede staldbygninger

59

60 Ventilationssystemet skal som minimum levere luft nok i vinterperioden

61 Hvor bliver luften af? I naturligt ventilerede stalde strømmer luften ud af kip eller ved gardiner I nogle mekanisk ventilerede stalde kan det være nødvendigt at lave ekstra åbninger for udstrømning af luft Åbningen skal proportioneres, så luften forlader stalden med en hastighed mindre end 2 m/s

62 Ombyggede ældre stalde Lav loftshøjde kan begrænse mulighederne for tubeventilation Montering kan dog ofte foregå over enkeltbokse eller I loftet langs ydervæg Ekstra ventilation kan være nødvendig i varme perioder

63 I stalde med lukkede vægge kan ekstra sommerventilation evt. etableres som selvstændigt system Basisventilation Sommerventilation

64 Er det her ikke snart overstået? m/s

65

66 Opsamling Forventet reduktion af luftvejssygdomme med mindst 50 % Overtryks-tube-ventilation er et billigt supplement til naturlig ventilation Ventilationsanlæggene skal designes professionelt for at sikre optimal funktion

67