Gestaltungselemente des Belüftungssystems für den Abferkelstall

Als zentrale Einrichtung, die die vor- und nachgelagerten Abläufe in einem Schweinezuchtbetrieb miteinander verbindet, muss das Belüftungssystem des Abferkelstalls so konzipiert sein, dass es sowohl den Umweltbedürfnissen der Sauen als auch den Anforderungen der Ferkel gerecht wird.

In der Praxis stellt das Belüftungssystem des Abferkelstalls eine Umgebung dar, in der sich die Bedürfnisse gegenseitig einschränken: Sauen sind hitzeempfindlich, während Ferkel kälteempfindlich sind. Die Koordinierung dieser Produktionsumgebung ist entscheidend für die Laktation der Sauen, den Östrus nach der Geburt, das anschließende Wachstum und die Kondition der Ferkel, das Überleben der Ferkel nach dem Absetzen und sogar für die Gesamtleistung der Herde im Laufe eines Jahres. Ausgehend von den gegenseitigen Einschränkungen zwischen Sauen und Ferkeln werden im Folgenden die Gestaltungselemente von Belüftungssystemen für Abferkelställe vorgestellt und analysiert.

Lüftungsmodi:

1. Die Belüftung von Abferkelställen kann als Überdruck-, Unterdruck-, Gleichdruck- (oder leichter Überdruck-) oder natürliche Belüftung organisiert werden. Überdruck- und Gleichdruck- (oder leichter Überdruck-) Modi eignen sich für gefilterte Systeme; es gibt auch Unterdruckmodi, die mit Filterung verwendet werden. Natürliche Belüftung wird in traditionellen, unabhängigen Gebäuden angewendet und ist in modernen Betrieben mittlerweile weniger verbreitet. Dieser Artikel stellt hauptsächlich das gängige, ungefilterte Unterdruck-Belüftungssystem für Abferkelställe vor.
2. Bei ungefiltertem Unterdruck gibt es verschiedene Ansaugmethoden: Dachansaugung, verdunstungskühlte Dachansaugung und eine kombinierte Dach- und Pad-Längsansaugung (Tunnelansaugung). In den nördlichen kalten Regionen unseres Landes, in denen die hohen Außentemperaturen im Sommer 30 °C nicht oder nur geringfügig überschreiten, können Dach- oder padgekühlte Dachansaugmodi verwendet werden. In anderen Regionen mit heißen Sommern ist eine kombinierte Dach- und Pad-Längsansaugung (oder padgekühlte Dachansaugung) ratsam. Dieser Modus erfordert Wärmedämmstoffe sowohl für das Dach als auch für die abgehängte Decke und muss ein ausreichendes Belüftungsvolumen entsprechend der jeweiligen Region gewährleisten.

Gebäudestruktur und Stallaufteilung:

1. Die Belüftungsplanung für Abferkelställe kann nicht von der Gebäudestruktur und der Stallanordnung getrennt betrachtet werden. Diese müssen die Größe des Betriebs, das Gelände, die Investitionskosten, den Produktionsrhythmus, den Schweineumschlag und andere Faktoren berücksichtigen. Moderne Betriebe verwenden in der Regel verbundene Gebäudekonstruktionen mit einem Arbeitsablauf nach dem Prinzip „großes Gebäude, kleine Einheiten, alles rein, alles raus”. Die Spannweiten der Ställe liegen in der Regel innerhalb von 30 m. Bei größeren Sauenbetrieben können aus Platzgründen zwei Ställe mit Spannweiten von über 20 m zu einem einzigen 50 m großen Abferkelstall mit symmetrisch entlang eines Mittelgangs angeordneten Abferkelboxen kombiniert werden.
2. Bei der Anordnung der Ställe wird empfohlen, bei Verwendung einer Längsbelüftung (Tunnelbelüftung) mit Verdunstungskühlung während heißer Sommermonate nicht mehr als 12 oder 13 Ställe pro Reihe zu haben, da Temperaturunterschiede zwischen dem Auslass- und dem Einlassende die Laktation der Sauen am Ende der Reihe und die nächste Brunst beeinträchtigen. Dieser Unterschied entsteht, weil das Abluftvolumen und die Windgeschwindigkeit im Abferkelstall nicht zu groß sein sollten, um Kältestress für die säugenden Ferkel zu vermeiden und gleichzeitig den laktierenden Sauen gerecht zu werden. Daher sind die Spannweiten für die Tunnelbelüftung relativ kurz. Wenn jede Reihe mehr als 14 Ställe umfasst, wird der Modus mit gekühltem Dachlufteinlass empfohlen, da in diesem Modus die Lufteinlassöffnungen gleichmäßig auf der abgehängten Decke zwischen den Abferkelbuchten verteilt sind, wodurch keine Totzonen entstehen und der Kontakt der Herde mit Frischluft verbessert wird.
3. Unabhängig von der Gebäudestruktur oder der Stallanordnung muss der Stall gut abgedichtet sein, und es sollten, soweit es die Bedingungen zulassen, isolierte Baumaterialien mit guter Wärmeleistung verwendet werden.

Klimatemperatur und Luftqualität:

1. Nach der Auswahl des Lüftungsmodus, der Gebäudestruktur und der Stallanordnung entsprechend den Produktionsprozessen und Investitionsbedingungen muss die Lüftungsplanung den lokalen klimatischen Bedingungen und den Umweltanforderungen im Abferkelstall entsprechen. Breitengrad, Höhe, Niederschlag und andere Faktoren bestimmen die lokalen klimatischen Bedingungen, die wiederum die Bedingungen im Stall beeinflussen. Obwohl die Innenraumklima durch mechanische Lüftung und menschliches Eingreifen kontrolliert werden kann, wird die Frage, ob die Lüftung die beabsichtigten Ziele oder die Umweltbedürfnisse der Herde erfüllt, durch mehrere Faktoren beeinflusst.
2. Verwenden Sie bei der Planung der Belüftung von Abferkelställen geeignete Parameter für Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftqualität. Typische Zieltemperaturen sind: säugende Sauen 16 °C bis 18 °C, neugeborene Ferkel 35 °C bis 37 °C und säugende Ferkel 30 °C bis 34 °C. Die relative Luftfeuchtigkeit liegt in der Regel bei 60 % bis 80 % und ist für die meisten Schweineställe geeignet. In heißen Sommern verringert eine hohe Luftfeuchtigkeit die Kühlwirkung von Verdunstungskühlmatten und verschlimmert den Hitzestress; in kalten Wintern erhöht eine hohe Luftfeuchtigkeit den Wärmeverlust der Tiere, beeinträchtigt die Thermoregulation und verschlimmert den Kältestress. Eine hohe Luftfeuchtigkeit erhöht auch die Konzentration schädlicher Luftschadstoffe, fördert das Wachstum von Mikroorganismen und begünstigt das Verderben von Futtermitteln, was sich negativ auf die Gesundheit der Herde auswirkt. Eine niedrige Luftfeuchtigkeit ist weniger schädlich als eine hohe Luftfeuchtigkeit, aber wenn die relative Luftfeuchtigkeit unter 40 % fällt, kann dies zu Hautrissen und einer erhöhten Partikelkonzentration in der Luft führen, was Haut- oder Atemwegsprobleme zur Folge haben kann. Bei angemessenen Temperaturen sind extreme Luftfeuchtigkeitswerte weniger kritisch; eine Erhöhung der Temperatur oder eine verstärkte Belüftung kann eine hohe Luftfeuchtigkeit mindern. Eine übermäßige Luftfeuchtigkeitsregulierung kann die Temperaturregulierung und die Frischluftzufuhr beeinträchtigen und die allgemeine Luftqualität verschlechtern, daher sollten die Werte der relativen Luftfeuchtigkeit als Referenz verwendet werden.
3. Darüber hinaus verursachen schädliche Gase, flüchtige Gülle- und Urinverbindungen, Futter- und organischer Staub sowie die Aktivitäten der Tiere Gerüche, Mikroben und Partikel, die sich auf die Gesundheit der Herde und die Bedingungen im Stall auswirken. Im Allgemeinen werden Grenzwerte von bis zu 3000 mg/m3 für CO2, 15 mg/m3 für NH3 und 5 mg/m3 für H2S gefordert. Diese Grenzwerte sind etwas strenger als für andere Schweineställe, da Ferkel anfälliger sind. Bei heißen Sommerbedingungen sollte der Abferkelstall mindestens 80 Luftwechsel pro Stunde erreichen; bei kalten Winterbedingungen sollte die Belüftung pro Sau mit Ferkeln mindestens 45 m3/h betragen, um eine ausreichende Frischluftzufuhr und eine gute Luftqualität zu gewährleisten.

Unterstützende Ausrüstung:

1. Abluft:
   Um sicherzustellen, dass das Volumen der abgeführten Innenluft das Volumen der zugeführten Frischluft übersteigt, im Stall ein Unterdruck entsteht und eine gute Leistung bei geringem Unterdruck erzielt wird, werden Axialventilatoren empfohlen. Die auf dem Markt erhältlichen Ventilatorgehäuse bestehen hauptsächlich aus verzinktem Stahl oder Glasfaser; Glasfasergehäuse sind korrosionsbeständiger und langlebiger, aber auch teurer. Typische Modelle sind 18-, 24- und 36-Zoll-Ventilatoren mit Direktantrieb. In Abferkelställen werden selten 50- bis 54-Zoll-Ventilatoren mit Riemenantrieb verwendet, da Ventilatoren über 50 Zoll ein großes Abluftvolumen haben und der plötzliche Luftstrom beim Start zu Kältestress bei den Ferkeln führen kann. Abferkelställe sind in der Regel klein, daher werden mittelgroße und kleine Ventilatoren bevorzugt. Verwenden Sie bei der Berechnung des Abluftvolumens Ventilatorkurven bei statischen Drücken von 12,5 Pa oder 25 Pa; ein höherer statischer Druck führt zu einem geringeren Luftstrom und einem höheren Stromverbrauch. Unter Berücksichtigung der Luftdichtheit des Stalls, der Genauigkeit der Herstellerangaben zu den Ventilatoren und der Innenausstattung ist die Verwendung des Luftstroms, der einem statischen Druck von 25 Pa entspricht, sicherer und genauer.
   Außerdem ist während des Betriebs mit geringer Belüftung im Winter die Verwendung einer Absaugung aus der Rinne (Güllegrube) wirksam, um schädliche Dämpfe aus der Grube zu unterdrücken, die sich auf die Ferkel auswirken. Im Sommer, wenn die Belüftung und die Austauschfrequenz erhöht sind, verringert sich die relative Wirkung der Rinnenabsaugung.
2. Einlass:
   Nach dem Absaugen der verbrauchten Luft muss Frischluft über zwei Einlassmodi zugeführt werden: durch die abgehängte Decke oder durch die Stirnwände. Im Decken-Einlassmodus werden kleine Decken-Einlassfenster nach unten geöffnet. Bei niedrigen Lüftungsraten öffnet sich die Jalousie leicht und der Luftstrom strömt an der Decke entlang und vermischt sich langsam mit der Innenluft, bevor er in die Ställe absinkt. Bei höheren Lüftungsraten vergrößert sich der Lamellenwinkel und der Luftstrom strömt schräg in den Stallbereich. Um direkte vertikale Zugluft zu vermeiden, die den Ferkeln schaden oder schädliche Gase aus den Güllegruben aufwirbeln kann, sollte der Lamellenwinkel begrenzt und kontrolliert werden. Die Decken-Einlässe sollten gleichmäßig verteilt sein, um die Frischluftversorgung zu erhöhen und Totzonen zu vermeiden, und sie sollten nicht mit Futtertrögen, Stromkabeln oder Beleuchtungskörpern kollidieren.
   Der Endwand-Einlassmodus wird für die Tunnelbelüftung im Sommer verwendet. Die Windgeschwindigkeit in Abferkelställen überschreitet in der Regel nicht 1 m/s; die Tunnel-Einlassfläche wird anhand von Einlasswindgeschwindigkeiten von 3 m/s bis 4 m/s berechnet. Die Einlassöffnungen können mit angetriebenen PVC-Paneelen oder automatisch auf der Grundlage des Ventilator-Abluftvolumens eingestellt werden.
3. Kühlung:
   Die Verdunstungskühlung auf Basis des Verdunstungsprinzips ist eine bewährte und zuverlässige Kühlmethode. Wasser benetzt das Pad-Medium von oben; heiße Luft, die unter Unterdruck durch das Pad gesaugt wird, kommt mit dem nassen Pad in Kontakt und wird durch Verdunstung gekühlt, während gleichzeitig die Luftfeuchtigkeit im Innenraum erhöht wird. Die Windgeschwindigkeit der Tunnelbelüftung sorgt für einen zusätzlichen Windkühlungseffekt, um die gewünschten Temperaturen zu erreichen. Die Kühlleistung des Pads nimmt jedoch mit steigender relativer Luftfeuchtigkeit ab.
   Verwenden Sie in der Regel 15 cm dicke Pad-Medien mit einem Wellungswinkel (z. B. 45/15 Grad), um einen reibungslosen Lufteintritt und eine längere Kontaktzeit zwischen Luft und Pad zu gewährleisten. Berechnen Sie die Pad-Fläche unter Verwendung einer Durchflussgeschwindigkeit von 1,7 m/s bis 1,9 m/s; höhere Durchflussgeschwindigkeiten erhöhen den Druckverlust und verringern den Luftstrom des Ventilators. Da in Abferkelställen übermäßige Luftgeschwindigkeiten vermieden werden und oft nur eine begrenzte Anzahl von Ventilatoren vorhanden ist, ist es sinnvoll, die Pad-Fläche zu vergrößern und eine niedrigere Durchflussgeschwindigkeit zu wählen.
4. Heizung:
   Neben der lokalen Beheizung der Ruhebereiche für Ferkel mit Kälstelampen benötigen Abferkelställe in der kalten Jahreszeit zusätzliche Wärmequellen, um den Wärmeverlust durch die Belüftung auszugleichen und die Zieltemperaturen zu erreichen. Als Heizungsoptionen kommen in der Regel Warmwassersysteme und Gasheizungen in Frage. Warmwasserheizungen haben geringere Betriebskosten, reagieren jedoch langsamer; Gasheizungen sind teurer, können aber die Temperatur im Stall sofort erhöhen. In größeren Sauenbetrieben können Gasheizungen die Trocknungszeiten nach der Desinfektion verkürzen und den Durchsatz im Abferkelraum verbessern.
5. Automatisierung:
   Das Ziel der Belüftung ist es, geeignete Temperaturen für Sauen und Ferkel aufrechtzuerhalten. Daher erfordert der Betrieb von Zu-, Ab-, Kühl- und Heizgeräten eine hochpräzise automatische Steuerung anstelle manueller Eingriffe. Wählen Sie präzise Umweltregler, um große Schwankungen in der Belüftung zu vermeiden, die zu für Ferkel schädlichen Temperaturschwankungen führen, und um eine gute Energieeffizienz zu erzielen. In Unterdruck-Regelsystemen sind Alarmfunktionen unverzichtbar, insbesondere Alarme bei Temperaturabweichungen in Abferkelställen.