Ventilatoren als hulpmiddel in de strijd tegen hittestress bij runderen (deel 1)

De ernst van hittestress hangt af van 5 belangrijke en al dan niet beïnvloedbare factoren.

Vijf factoren

Dier Een niet beïnvloedbare factor is het dier zelf, waarbij genetica, ras, productieniveau, lactatiestadium, en andere een rol spelen.

Temperatuur en vochtigheid De meest bekende factoren die in relatief beperkte mate te beïnvloeden zijn, zijn temperatuur en relatieve vochtigheid. Hogere waarden van deze beide factoren leiden tot een grotere impact op de hittestress, waarbij temperatuur het grootste aandeel levert. Dit verband wordt gegeven in de THI-index (Temperature Humidity Index ).

Aansluitend op de THI-index is ook de duur van de hittestress van belang: hoe langer het dier aaneensluitend hittestress ondervindt, bijvoorbeeld als het ’s nachts onvoldoende afkoelt, hoe groter de negatieve gevolgen. Naast de weersomstandigheden wordt het stalklimaat – in beperktere mate – mee bepaald door de constructie van de stal (openingen, materialen, zijwand- en dakhoogte...), door de stalpositie ten opzichte van andere gebouwen en obstakels, door de staloriëntatie en door de bezettingsgraad.

Straling en luchtsnelheid De laatste 2 factoren zijn de (zonne-)straling en de luchtsnelheid. In de stal is de invloed van straling beperkt als hier bij de bouw van de stal op gelet is, bijvoorbeeld als er geen klassieke lichtplaten aanwezig zijn vlak boven ligplaatsen. Wat wel een grote invloed kan hebben op de mate van hittestress die runderen ervaren, is de luchtsnelheid. Enerzijds kan bij vrij open stallen, de natuurlijke ventilatie zorgen voor een aangenamer stalklimaat als er voldoende wind is, anderzijds is op warme dagen de windsnelheid vaak onvoldoende om de runderen maximaal te koelen. Toch is het zo open mogelijk maken van de stal een eerste belangrijke stap om hittestress in warme periodes te beperken. De impact van de luchtsnelheid op hittestress kan worden weergegeven met de CCI (comprehensive climate index). Figuur 1 toont dat de CCI-index aanzienlijk daalt als de luchtsnelheid ter hoogte van de dieren minstens 2 m/s is. Tussen 1 en 2 m/s is er ook al een positief effect, maar het effect neemt nog sterk toe tot 2 m/s.

Luchtsnelheid verhogen

In de stal kunnen we de luchtsnelheid verhogen met behulp van ventilatoren. Er zijn 3 types ventilatoren.

De HVLS (high volume, low speed)-ventilatoren, de zogenaamde ‘helikopterventilatoren’, verplaatsen grotere volumes lucht aan lagere snelheden in verticale richting naar beneden. Twee andere types ventilatoren (axiaal en cycloon) verplaatsen de lucht eerder horizontaal aan een hogere snelheid, maar met kleinere volumes. Het verschil tussen de axiaal- en cycloonventilatoren zit in de sturing van de luchtstroom. Bij axiaalventilatoren wordt de lucht kegelvormig verspreid vanaf de ventilator. Bij aanwezigheid van een ‘ring’ rondom de ventilatorbladen, wordt de lucht nog iets meer gestuurd. Bij cycloonventilatoren wordt de luchtstroom sterk naar beneden gestuurd door de aanwezigheid van kleppen. De kleppen zorgen echter wel voor een grotere weerstand en dus voor een hoger verbruik.

Ventilatieproeven

In het demonstratieproject ‘Eerste hulp bij hittestress koe’, uitgevoerd door Boerenbond, Hooibeekhoeve, ILVO en Inagro, werden in de ILVO-melkveestal en een ILVO-proefopstelling luchtsnelheidstesten en rookproeven uitgevoerd op axiale ventilatoren en op een cycloonventilator (enkel proefopstelling). Hierbij werd bij verschillende frequenties en draaihoeken gekeken naar de luchtsnelheden op verschillende afstanden in zowel de lengte- als breedterichting ten opzichte van de ventilator (figuur 2).

Als de frequentie van de ventilator afneemt, wijzigt in geval van axiaalventilatoren ook de draaihoek, waardoor de lucht eerder boven de koeien verplaatst wordt. Niettemin zien we bij afnemende frequentie zowel ter hoogte van staande koeien als ter hoogte van liggende dieren een snelle afname van de luchtsnelheden (figuur 3). In periodes van hittestress is het dus niet aangeraden om de ventilatoren op lagere frequentie te laten draaien.

Bij aanschaf van ventilatoren dient men, naast de investeringskosten, ook rekening te houden met de werkingskosten. Zeker met de sterk gestegen en wisselende energieprijzen mag dit niet onderschat worden en moet dit voor de eigen bedrijfssituatie doorgerekend worden. Op de bedrijven die werden opgevolgd in het project werd het energieverbruik gemeten (tabel 1), waarbij er telkens een temperatuursafhankelijke frequentiesturing werd gebruikt. Het gemiddelde aantal draaiuren in de periode begin juli tot eind september lag op ongeveer 1.250 uren.

Ventilatoren toepassen in de praktijk

De ideale positie van de ventilatoren is afhankelijk van stal tot stal, van de aanwezige diergroepen en van het gewenste ventilatortype.

Enkele algemene regels voor de plaatsing van axiaal (en cycloonventilatoren) volgens de huidige inzichten:

• Kies voor dwarsventilatie, indien mogelijk, om zo verse lucht aan te trekken in plaats van de stallucht te recirculeren.

• Een cycloonventilator heeft een breder, maar iets korter luchtverspreidingspatroon ten opzichte van een axiaalventilator, die de lucht over een smallere, maar iets langere afstand aan een snelheid meer dan 2 m/s kan verplaatsen.

• Geef de voorkeur aan ventilatie over de ligboxen in plaats van over de loopgangen als deze keuze kan gemaakt worden

• Ventileer met de overheersende windrichting mee. Verder onderzoek is hiervoor nog nodig, maar tegen de windrichting in lucht verplaatsen zal vermoedelijk meer energie vergen of minder effectief zijn.

• Ventileer weg van de melkstand (stof, haren, ammoniak)

• Hou er rekening mee dat er de eerste meter(s) na de eerste ventilator nog geen of weinig luchtverplaatsing is ter hoogte van de koeien.

• Vermijd het plaatsen van ventilatoren vlak voor obstakels (bijvoorbeeld keerwanden, krachtvoersilo…). De horizontale luchtstroom blijft na het obstakel zeer turbulent en dit over een afstand van 10 maal de hoogte van het obstakel.

• Zorg voor voldoende vrije luchtinlaat om geen onnodige weerstand te creëren (energieverbruik).

• Ventilatoren worden op 2,7 m boven het grondoppervlak gemonteerd (veiligheidsregels), dus bij montage in zijwanden is er voldoende hoogte nodig.

• Hanteer als afstand tussen 2 ventilatoren in lijn 10 maal de diameter van de ventilatoren voor axiaalventilatoren, voor cycloonventilatoren is dit 8 à 9 maal de diameter van de ventilator.

• De afstand tussen lijnen ventilatoren (in de breedte) wordt in de praktijk vaak op 6 tot 7 m, maximum 10 m (minder ideaal), gehouden voor axiaalventilatoren. Bij cycloonventilatoren mag deze afstand groter zijn (tot 10-12m).

• Vergeet droogstaande en zorgkoeien niet! Deze dieren hebben het vaak lastiger dan een gezonde melkkoe in lactatie. Hittestress in de transitieperiode kan leiden tot langdurige negatieve effecten tijdens de lactatie.

• Om koeien af te koelen is vooral een voldoende hoge luchtsnelheid (minimum 2 m/s) ter hoogte van de koe van belang en waar deze, ten opzichte van de ventilator, behaald wordt. De hoeveelheid lucht die verplaatst wordt, is evenwel niet belangrijk.

• Kies voor een energiezuinige motor (gelijkstroom).

• Een ring rondom de schoepen zorgt voor een meer gecontroleerde luchtstroom.

• Regelmatig onderhoud (stofvrij maken, spanning onderdelen (indien van toepassing)) is belangrijk voor het energieverbruik en voor een blijvende capaciteit van de ventilator

• Frequentiesturing zorgt voor energiebesparing. Zorg er wel voor dat bij grote mate van hittestress de ventilator op maximumcapaciteit werkt en dat er steeds voldoende luchtsnelheid (± 2 m/s) bij de dieren gerealiseerd wordt. In de praktijk wil dit zeggen starten bij 18-19 °C, om vervolgens met een bandbreedte van 5-6 °C op maximale frequentie te draaien bij 23-24 °C.

Evi Canniere, Inagro

Dit project werd gerealiseerd met financiële steun van de Vlaamse overheid en het Europees Landbouwfonds voor Plattelandsontwikkeling.