ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСВЕЩЕНИЯ ПРИ БЕСПРИВЯЗНОМ СОДЕРЖАНИИ СКОТА
Гарольд К. Хаус, специалист по производству
оборудования для мясомолочных хозяйств.
Министерство сельского хозяйства и пищевой
промышленности Онтарио; Box 159, Clinton, Ontario, Canada, NOM 1L0
Исследования показывают, что производство молока увеличивается благодаря регулированию количества света. Хорошо освещенный сарай повышает производительность труда оператора, уровень комфортности и безопасности. В данной статье описывается необходимое количество света и критерии установки освещения для молочных коров.
Фото 1. Хорошо освещенный сарай повышает производительность труда оператора, уровень комфортности и безопасности
КОЛИЧЕСТВО СВЕТА
Согласно исследованиям, обеспечение 16 – 18-часового периода освещения при помощи 10 – 20 газовых горелок на фут и следующий затем 6 – 8-часовой период полной темноты приводит к:
1 Увеличению надоев на 5% – 16% (8% в среднем).
2 Увеличению забора корма примерно на 6%.
3 Никаких негативных показателей в репродуктивности.
4 Возможное улучшение репродуктивного развития телок.
При обсуждении качества освещения необходимо понимать несколько важных понятий и определений.
Сила света (в свечах) – мера интенсивности освещения от источника света. Измеряется в люменах (единицах светового потока).
Яркость – мера количества света, пробивающего поверхность. Измеряется в свечах/кв. фут. Одна свеча /кв. фут равна одному люмену света, падающему на один кв. фут. Метрический эквивалент свечей/кв. фут (сф) – люкс (люмен на кв. метр). 1 свеча/кв. фут = 10,76 люкс. В таблице 1 приведено количество свечей/кв. фут в повседневной жизни.
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ УРОВНИ ОСВЕЩЕНИЯ
ПРИМЕРЫ ИНТЕНСИВНОСТИ СВЕТА
|
|
ТАБЛИЦА №1 |
|
|
Место |
Яркость
(свечей/кв. фут) |
|
|
Обеденное
место |
3
– 10 |
|
|
Классная
комната |
50 |
|
|
Холл
в банке |
70 |
|
|
Мужская
парикмахерская |
100 |
|
|
Витрина
магазина |
500
– 1000 |
|
|
Зубоврачебное
кресло |
1000 |
|
|
Операционная |
2500 |
|
|
Солнечный
день |
10000 |
|
В качестве другого примера можно взять обычную лампу накаливания, размещенную на высоте 6 футов над рабочим столом. На поверхность стола будет падать света в 20 свечей/кв. фут.
Ватты – показывают, сколько энергии потребляется светом, а не количество производимого света.
Лампа – употребляется в отношении самой колбы электрической лампы. Лампа и светильник, в котором она находится, будут называться светом или источником света.
На освещенность желаемой области влияет много факторов. Самый важный из них – удаленность объекта освещения от источника света. На яркость также влияют люмены лампы, дизайн светильника, отражающая способность стен и потолка, а также чистота светильника. Важно содержать лампы и светильники в чистоте, а также заменять лампы по мере необходимости.
В таблице 2 приведен рекомендуемый уровень освещения для стойла с беспривязным содержанием животных и улучшенными условиями работы оператора (повышение производительности труда, комфорт и безопасность).
РЕКОМЕНДУЕМЫЙ УРОВЕНЬ ОСВЕЩЁННОСТИ ДЛЯ
СТОЙЛА С БЕСПРИВЯЗНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ЖИВОТНЫХ
|
|
ТАБЛИЦА №2 |
||
|
Освещаемые
зоны |
Уровень
освещенности |
||
|
Свечей/кв.
фут |
Люкс |
||
|
Доильный зал Основной
свет Яма
оператора |
20 50 |
215 538 |
|
|
Скотонакопитель |
10 |
108 |
|
|
Молочная Основной
свет Зона
для мытья Зона
с танком Погрузочная
платформа |
20 100 100 20 |
215 1076 1076 215 |
|
|
Подсобное помещение для
оборудования |
20 |
215 |
|
|
Офис Основной
свет Дополнительный
свет |
50 70
– 100 |
538 753
– 1076 |
|
|
Туалет |
20 |
215 |
|
|
Зона для лечения и родов Основной
свет Лечение
или операция |
10 100 |
108 1076 |
|
|
Стойло Проход
с кормушками Область
со стойлами |
20 10 |
215 108 |
|
КАЧЕСТВО СВЕТА
Качество света определяется его цветом и является очень важным фактором при ежедневном использовании. Работы, связанные с обогревом, офисные работы, дойка и мытье оборудования требуют света четкой цветовой гаммы. Цвет, или степень белизны, источника света определяется цветовым индексом. Цветовой индекс наиболее распространенных лап представлен в таблице 3. Лампы накаливания и галогенные обеспечивают самый большой показатель цвета 100. Индекс в 80 и выше рекомендуется для офисов, дойки, мытья и зоны для лечения. Высококачественные флуоресцентные лампы или металлические галогенные при необходимости могут обеспечить достаточное освещение при показателе в 80 и выше.
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЁННЫХ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА
|
|
ТАБЛИЦА №3 |
||||
|
Тип
лампы |
Мощность
лампы (Ватт) |
Цветовой
индекс |
Эффективность (люмен/ватт) |
Средний
срок службы (часы) |
|
|
Лампа
накаливания |
60
– 200 |
100 |
15
– 20 |
750
– 1000 |
|
|
Галогенная |
50
– 150 |
100 |
18
– 25 |
2000
– 3000 |
|
|
Флуоресцентная Компактная
флуоресцентная |
32
– 95 5
– 50 |
75
– 95 80
– 90 |
81
– 98 50
– 80 |
15000
– 20000 10000 |
|
|
Высокой мощности Ртутная Металлическая
галогенная Натриевая
под высоким давлением |
50
– 250 100
– 250 100
– 250 |
20
– 60 60
– 80 20
– 80 |
40
– 50 80
– 92 90
– 110 |
16000
– 24000 7500
– 10000 15000
- 24000 |
|
Высота расположения светильников и расстояние между ними очень важно для обеспечения однородной интенсивности света с минимальной тенью. Чем больше отражающая способность стен, потолка и пола, тем однородней должен быть свет. Отражающие поверхности также повышают эффективность использования источников света.
Отсвет – яркость света, причиняющая дискомфорт, снижение видимости или утомление глаз. Отсвет является результатом чрезмерного освещения рабочей зоны. Чрезмерный свет может идти непосредственно от светильника или отражаться от зеркальной поверхности. Выбор адекватного светильника и его правильное расположение, использование матовых ограничителей снизит уровень отсвета.
Отражение – это отскакивание света от внешней поверхности объекта.
Преломление – поворот светового луча по мере его прохождения через объект. Светильники могут быть с рефлекторами и рефракторами (рассеивающими линзами) для произведения различного светового эффекта. Светильники с рефлектором за лампой и рассеивающей линзой (рефрактором) испускают больше света вниз. Светильники, имеющие только рассеивающие линзы (только рефрактор) освещают большую площадь.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛАМП
Мощность дампы определяется количеством света, производимым на единицу энергии, т. е. в люменах на Ватт (таблица 3). Мощность большинства ламп увеличивается с размером лампы. В основном флуоресцентные, натриевые под высоким давлением и металлические галогенные наиболее эффективны в молочном производстве.
Наиболее энергосберегающие лампы имеют и самый длинный срок службы (таблица 3). Более длинный срок службы лампы снижает затраты на поддержание системы освещения благодаря более редкой замене. Для поддержания хорошего освещения важно следить за сроком службы ламп, т. к. к концу этого срока их мощность уменьшается.
Флуоресцентные, натриевые под высоким давлением и металлические галогенные лампы значительно более дорогие, чем лампы накаливания. Однако снижение затрат на энергию, а также более длинный срок службы оправдывает первоначальные расходы. Энергосберегающие альтернативные лампы окупают себя за два года и менее при работе 8 часов в день и более.
Две основные характеристики, влияющие на выбор лампы, – это рабочая температура и период нагревания. Рабочая температура имеет значение при выборе системы освещения для холодных коровников. Лампы накаливания и натриевые под высоким давлением хорошо работают при низких температурах (-28 °С и ниже). Минимальная рабочая температура для большинства флуоресцентных ламп и балласта – 10 °С. Балласт, работающий при более низких температурах, значительно дороже, чем стандартный.
Лампы накаливания и галогенные не имеют периода нагревания. Стандартные флуоресцентные лампы имеют периода нагревания и загораются через некоторое время, но это в практическом отношении не имеет значения. Все лампы высокой мощности имеют значительный период нагревания, который колеблется в пределах 1 – 1,5 минут. Еще 1 – 1,5 минуты потребуется на повторное включение, если лампы отключались. Натриевые лампы под высоким давлением в основном загораются быстрее, чем металлические галогенные или ртутные.
ТИПЫ ЛАМП
На молочных фермах обычно используются следующие типы ламп:
1 Лампы накаливания;
2 Флуоресцентные;
3 Высокой мощности.
Каждый тип имеет индивидуальные особенности по производству света, уходу, цвету, мощности и затратам, что влияет на предпочтение того или иного типа для определенных задач, таблица 3.
ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ
Лампы накаливания производят свет при помощи электрического тока, нагревающего металлическую нить накала до высоких температур (свыше 500 °С). Вольфрамовая нить используется из-за своей высокой точки плавления и низкой скорости испарения при высоких температурах. Эта нить заключена в стеклянную колбу, заполненную инертным газом под низким давлением. Инертный газ, по сравнению с вакуумом, позволяет производить операции при высоких температурах и снижать скорость испарения вольфрамовой нити. Колбы обычно подвергаются матированию с внутренней стороны для получения рассеянного света.
Светильники с лампами накаливания необходимы на короткие промежутки времени при частом включении и выключении. Первоначальная стоимость относительно низкая, и они хорошо работают в разных условиях, включая низкие температуры.
Мощность ламп накаливания (люмен/Ватт) относительно низкая, таблица 3, поэтому они достаточно дорого обходятся при использовании. Имейте в виду, что их мощность увеличивается с Ваттами. Срок службы у ламп накаливания небольшой – только 750 часов для лампы 100 – 150 Ватт. Производство сета сокращается на 80% – 90% от первоначального количества к концу срока службы такой лампы.
Лампа накаливания в 100 Ватт дает 10% энергии в качестве видимого света и 72% как инфракрасный спектр. В результате мы имеем низкую мощность таких ламп. В некоторых случаях высокий уровень инфракрасного излучения может оказаться вредным.
ГАЛОГЕННЫЕ ЛАМПЫ
Галогенные, или кварцевые, лампы являются специальным видом ламп накаливания. Обычная лампа накаливания лишается своей вольфрамовой нити через ее испарение, нить чернеет и у лампы снижается мощность. Галогенный элемент добавляется к заполняющему газу при определенных условиях, происходит химическая реакция, и в результате испаряющийся вольфрам оседает на нити, а не на стенках колбы. Колба вольфрамовой галогенной лампы обычно делается из кварцевого стекла для выдерживания высоких температур. В светильниках с такими лампами обычно устанавливается рефлектор для лучшего рассеивания света и контролирования излучения.
ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЕ ЛАМПЫ
Флуоресцентные лампы – это ртутные электрические лампы низкого давления. Флуоресцентные лампы представляют собой стеклянную трубку, наполненную смесью аргона и ртути под низким давлением. При прохождении тока через ионизированный газ между электродами ртутная дуга начинает испускать ультрафиолетовый свет. Ультрафиолетовое излучение превращается в видимый свет благодаря флуоресцентному покрытию с внутренней стороны трубки. Лампа подсоединяется к источнику энергии через балласт, который обеспечивает необходимое количество Ватт и ток.
Компактные флуоресцентные лампы маленького размера и могут вкручиваться в индивидуальный патрон.
Флуоресцентное освещение в основном используется при внутренних работах, потому что реагирует на температуру. Стандартные лампы работают при 10 градусах по Цельсию (50 градусах по Фаренгейту); со специальными балластами при –29 градусах по Цельсию (50 по Фаренгейту). Относительно высокая влажность изменяет электростатический заряд на внешней стороне флуоресцентных трубок, что затрудняет включение лампы.
Для использования флуоресцентных ламп на животноводческих фермах используются светильники с более высоким сопротивлением влажности.
ЛАМПЫ ВЫСОКОЙ МОЩНОСТИ
К лампам высокой мощности относятся ртутные, металлические галогенные, натриевые под высоким давлением и натриевые под низким давлением. У них долгий срок службы и очень высокая мощность, таблица 3. они прекрасно работают при низких температурах. Испускаемый свет имеет цвет, например, у ртутных ламп – зеленовато-голубой, а у натриевых – золотисто-желтый.
Лампам высокой мощности требуется от 5 до 15 минут на включение, и они не подходят для частого включения и выключения. Лучше всего такие лампы располагать на высоте 12 футов и оставлять работающими, по крайней мере, три часа.
РТУТНЫЕ ЛАМПЫ
Ртутные лампы относятся к лампам высокой мощности. Свет производится за счет тока, проходящего через ртуть под относительно высоким давлением. Ртутные лампы являются одним из самых старых образцов ламп высокой мощности. Ртутная лампа, как и все лампы высокой мощности, состоит из трубки, вставленной в колбу (т. е. колба в колбе). В трубке содержится ртуть, аргон и электроды. Внешняя колба заполняется инертным газом (азотом) для предотвращения окисления внутренних частей и поддержания рабочей температуры. Внешняя колба также дополнительно покрывается фосфором с внутренней стороны.
МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ГАЛОГЕННЫЕ ЛАМПЫ
Металлические галогенные лампы (фото 2) в основном похожи на ртутные. Они работают по такому же принципу, как и все лампы высокой мощности. Главное различие состоит в том, что в трубке, помимо ртути и аргона, находятся металлические соли (скандий и натрий). Как и все лампы высокой мощности, металлические галогенные лампы состоят из трубки, заключенной в колбу.
Фото 2. Металлические галогенные лампы
часто используются в сараях с беспривязными стойлами
НАТРИЕВЫЕ ЛАМПЫ ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ
Натриевые лампы под высоким давлением относятся к лампам высокой мощности, в которых светящаяся дуга обеспечивается ионизированными испарениями натрия. Как и все лампы высокой мощности, натриевые лампы под высоким давлением состоят из трубки, заключенной в колбу. Трубка заполнена ксеноном (газ), натрием и ртутью. Ртуть имеет форму амальгамы с натрием. Натриевые лампы вод высоким давлением не имеют электродов, потому что трубка меньшего диаметра. Трубка сделана из керамики, которая выдерживает высокие температуры (1300 °С) и обладает высоким сопротивлением эффектам коррозии благодаря горячему натрию.
НАТРИЕВЫЕ ЛАМПЫ ПОД НИЗКИМ ДАВЛЕНИЕМ
Натриевые лампы под низким давлением относятся к лампам высокой мощности, работающим при низком давлении, где светящаяся дуга представляет собой ионизированные испарения натрия. Натриевые лампы под низким давлением очень близки флуоресцентным лампам, т. к. функционируют при низком давлении и имеют удлиненную форму лампы. Такие лампы состоят из трубки в виде буквы U, которая заключается в прозрачную вытянутую колбу. Внутренняя сторона колбы покрывается окисью индия, которая отражает большую часть инфракрасного излучения назад в трубку. Трубка находится в вакууме для сведения к минимуму тепловых потерь. Лампа полностью использует производимое ею тепло. Трубка может поддерживать рабочую температуру около 260 °С, что сказывается на большом количестве люмен, т. е. высокой мощности.
ДИЗАЙН ОСВЕЩЕНИЯ
Не весь свет, производимый светильниками, падает на рабочую зону. Количество используемого света зависит от дизайна светильника, отражающей способности окружающих объектов, высоты установки светильников, уменьшения мощности испускаемого света в связи с истечением срока службы ламп, а также чистоты светильников. Цель дизайна, связанного с освещением, – установить необходимое количество светильников, обеспечивающих необходимый уровень освещения в стойлах для беспривязного содержания животных.
Освещение при помощи флуоресцентных ламп и ламп накаливания обычно используется в теплых коровниках и молочных центрах. Только при хорошей защите такие источники света можно использовать в коровниках. В таких светильниках есть отражающие прокладки и преломляющие линзы, которые закрывают лампу. Флуоресцентные лампы и лампы накаливания обычно используются, если высота размещения не превышает 10 футов.
Лампы высокой мощности используются, если светильники необходимо подвесить на 10 – 20 футов. Металлические галогенные и натриевые лампы под высоким давлением наиболее часто используются в стойлах с беспривязным содержанием животных. В некоторых стойлах применяются лампы от 35 до 150 Ватт, расположенные на высоте 10 – 16 футов. Светильники, рассчитанные на лампы от 250 до 400 Ватт, обычно располагают не выше 15 футов. В лучших светильниках особой мощности, используемых в коровниках, имеется рефлектор с рассеивающей линзой (рефрактором). В некоторых светильниках есть только рефрактор. Светильники такого типа без водоотталкивающего покрытия не пригодны для использования в коровниках.
СВЕТИЛЬНИК ДЛЯ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
Для освещения рабочей зоны была выведена следующая формула:
РЗСв = ОЛЛСв СРФ / ДО,
Где:
РЗСв = площадь рабочей зоны, освещаемой светильником (кв. футы/светильник),
ОЛЛСв = общее количество ламповых люменов на светильник,
СРФ = светоразрушающий фактор,
ДО = дизайн освещения (кв. футы/свеча, из таблицы 2).
После определения площади рабочей зоны на светильник, необходимое общее количество светильников вычисляется делением общей площади для освещения на рабочую зону одного светильника (РЗСв).
ОБЩЕЕ КОЛИЧЕСТВО ЛАМПОВЫХ ЛЮМЕНОВ НА СВЕТИЛЬНИК (ОЛЛСв)
Общее количество ламповых люменов на светильник равно люменам одной лампы, умноженным на количество ламп в светильнике. Лучше всего использовать данные от производителей, но если таких показателей нет, можно воспользоваться таблицей 4.
МОЩНОСТЬ ЛАМП
|
|
ТАБЛИЦА
№4 |
|||||||||||||||||||||||||
|
Лампы
накаливания (*с долгим сроком службы, высокой мощности) |
||||||||||||||||||||||||||
|
Ватты Люмены |
34* 380 |
40 430 |
52* 700 |
60 850 |
75 1150 |
90 1400 |
100 1700 |
200 3900 |
||||||||||||||||||
|
Флуоресцентные
лампы |
||||||||||||||||||||||||||
|
Ватты Люмены |
32* 2900 |
34 2800 |
40 3000 |
50* 4500 |
60 5900 |
75 6700 |
95 8500 |
110 9100 |
||||||||||||||||||
|
Компактные
флуоресцентные лампы |
||||||||||||||||||||||||||
|
Ватты Люмены |
5 250 |
7 400 |
9 600 |
13 850 |
22 1250 |
28 1820 |
38
– 40 3100 |
50 4000 |
||||||||||||||||||
|
Металлические
галогенные лампы |
||||||||||||||||||||||||||
|
Ватты Люмены |
70 4180 |
100 6940 |
150 11000 |
250 23000 |
400 37500 |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
Натриевые
лампы под высоким давлением |
||||||||||||||||||||||||||
|
Ватты Люмены |
35 2200 |
50 3600 |
70 6300 |
100 9500 |
150 16000 |
250 27500 |
400 50000 |
|
||||||||||||||||||
СВЕТОРАЗРУШАЮЩИЙ ФАКТОР (СРФ)
При упоминании светоразрушающего фактора имеются в виду потери от светильника, срок службы лампы, окружающие объекты и расстояние до рабочей зоны. Светоразрушающий фактор для флуоресцентных ламп и ламп накаливания вычисляется по следующей формуле:
Метод модифицированной зональной впадины:
СРФ = 0,30: (0,125 Р + 0,25),
где Р – расстояние от светильника до высоты рабочей поверхности. Если высота рабочей поверхности не видна, как, например, яма оператора, используйте показатель в 2 фута. Светоразрушающий фактор для светильников особой мощности приведен в таблице 5.
СВЕТОРАЗРУШАЮЩИЙ ФАКТОР (СРФ) ДЛЯ СВЕТИЛЬНИКОВ ОСОБОЙ МОЩНОСТИ
|
|
ТАБЛИЦА №5 |
|
|
Тип
светильника |
СРФ |
|
|
Натриевый
под высоким давлением с
рефлектором и рефрактором только
с рефрактором |
0,41 0,32 |
|
|
Металлический
галогенный или
ртутный с
рефлектором и рефрактором только
с рефрактором |
0,36 0,29 |
|
ДИЗАЙН ОСВЕЩЕНИЯ (ДО)
Дизайн освещения исходит из необходимости хорошей видимости объектов и приведен в таблице 2. Для получения высоких надоев минимальное освещение рекомендуется в 15 свечей на кв. фут. В таблице 6 приведены данные с использованием различных типов ламп.
ПЛОЩАДЬ ПОЛА, ОСВЕЩАЕМАЯ ОДНИМ СВЕТИЛЬНИКОМ В КОРОВНИКАХ
|
|
ТАБЛИЦА №6 |
||||
|
Тип
лампы |
Мощность
лампы |
Площадь
пола, освещаемая одним светильником (10 свечей/кв. фут) |
Площадь
пола, освещаемая одним светильником (15 свечей/кв. фут) |
Площадь
пола, освещаемая одним светильником (20 свечей/кв. фут) |
|
|
Лампы
накаливания1 |
100 |
52 |
39 |
26 |
|
|
Флуоресцентные1 |
32
В – 1х4 фута 32
В – 2х4 фута 32
В – 2х8 футов |
87 174 348 |
66 130 261 |
44 87 174 |
|
|
Металлические
галогенные (рефлектор + рефрактор) |
100
В 2 150
В 2 250
В 2 400
В 3 |
250 396 828 1350 |
188 297 621 1012 |
125 198 414 675 |
|
|
Металлические
галогенные (только рефрактор) |
100
В 2 150
В 2 250
В 2 400
В 3 |
201 319 667 1088 |
151 240 500 816 |
101 160 333 544 |
|
|
Тип лампы |
Мощность
лампы |
Площадь
пола, освещаемая одним светильником (10 свечей/кв. фут) |
Площадь
пола, освещаемая одним светильником (15 свечей/кв. фут) |
Площадь пола,
освещаемая одним светильником (20 свечей/кв. фут) |
|
|
Натриевые
под высоким давлением (рефлектор + рефрактор) |
150
В 2 250
В 2 400
В 3 |
656 1128 2050 |
492 784 1425 |
328 440 800 |
|
|
Натриевые
под высоким давлением (только рефрактор) |
150
В 2 250
В 2 400
В 3 |
512 880 1600 |
384 660 1200 |
256 440 800 |
|
1 – расположены на высоте 8 футов
2 – расположены на высоте 10 – 15 футов
3 – расположены на высоте более 15 футов
РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ СВЕТИЛЬНИКАМИ
После определения площади рабочей зоны на один светильник можно установить необходимое количество светильников на коровник. В таблице 7 примерное расстояние между светильниками (РСв) по отношению к расстоянию от светильника до высоты рабочей поверхности (Р). Если высота рабочей поверхности не видна, используйте показатель в 2 фута.
РАССТОЯНИЕ МЕЖДУ СВЕТИЛЬНИКАМИ
|
|
ТАБЛИЦА №7 |
|
|
Тип
рабочей зоны |
РСв/Р |
|
|
Интенсивное
освещение (например, доильный зал) |
1 |
|
|
Уход
за животными и работа с оборудованием (например, стойла с беспривязным
содержанием коров, скотонакопитель) |
1,5 |
|
|
Основное
освещение (например, хранилища с кормом) |
2 |
|
ПРИМЕР
Дизайн системы освещения 4 рядов стойл для беспривязного содержания 100 животных (чертеж 1). Размер сарая – 116х96 футов. Цель иметь 20 свечей на кв. фут над зоной кормления и 15 свечей на кв. фут над оставшейся частью сарая.
Чертеж 1. Дизайн освещения для стойл
с беспривязным содержанием 100 животных.
Шаг 1 –
– Определите максимальное расстояние между светильниками и зоной для кормления: Для адекватного освещения потребуется 4 или более рядов светильников. При 4 рядах каждый ряд будет освещать площадь в 24 фута шириной (96 футов делим на 4). Если в сарае есть потолок и перекрестные стропила высотой 36 футов, то до боковой стены будет 21 фут. Лампы высокой мощности заберут примерно 2 фута, поэтому высота поверхности рабочей зоны составит около 17 футов (расстояние между светильниками = 21 фут – 2 фута – 2 фута = 17 футов). Отношение расстояния между светильниками (РСв) к расстоянию от светильника до высоты рабочей поверхности (Р) равно 1,5, поэтому расстояние = РСв х 1,5; РСв = 17 футов х 1,5 = 25,5 фута.
Иными словами, максимальное расстояние между светильниками и зоной для кормления составит 25,5 фута.
Шаг 2 –
– Определите количество светильников над зоной для кормления: Далее необходимо выбрать тип ламп. Металлические галогенные очень часто используются в стойлах для беспривязного содержания животных из-за хорошего показателя цвета (60 – 80, таблица 3) и высокой мощности. Принимая во внимание достаточно высокое расположение лампы (21 фут), для начала попробуйте применить лампу в 400 Ватт с рефлектором и рефрактором. Согласно таблице 6, такие лампы охватывают площадь поверхности в 675 кв. футов и производят света в 20 свечей на кв. фут.
Такие лампы должны освещать площадь в 116х24 фута (длина сарая х ширину полоски света). 116 футов х 24 фута = 2784 кв. фута. Иными словами, количество ламп определяется через: 2784 кв. фута делим на 675 кв. футов/лампа = 4 лампы.
Расстояние между лампами будет составлять: 116 футов делим на 4 = 29 футов. Это слишком много по сравнению с максимально рекомендуемым расстоянием в 25,5 футов. Попробуйте установить 5 ламп, что сократит расстояние: 116 футов делим на 5 = 23,2. В этом случае светильники окажутся достаточно близко.
Итак, над зоной для кормления потребуется 2 ряда по 5 штук металлических галогенных ламп мощностью в 400 Ватт каждая.
Шаг 3 –
– Определите максимальное расстояние между светильниками и стойлами для беспривязного содержания животных: На расстоянии 12 футов от внешней стены высота потолка составит около 15 футов. Если снова использовать лампы высокой мощности, они опять займут 2 фута, при этом высота рабочей поверхности тоже будет 2 фута. Следовательно, расстояние до рабочей поверхности составит 11 футов.
Иными словами, отношение расстояния между светильниками (РСв) к расстоянию от светильника до высоты рабочей поверхности (Р) равно 1,5, поэтому расстояние = РСв х 1,5; РСв = 11 футов х 1,5 = 16,5 футов.
Шаг 4 –
– Определите количество светильников над стойлами для беспривязного содержания животных: Можно использовать металлические галогенные лампы из-за высоты их расположения в 15 футов, но мощность в 400 Ватт потребует слишком большого увеличения расстояния между светильниками. Начните с 250 Ватт. Согласно таблице 6, металлическая галогенная лампа в 250 Ватт с рефлектором и рефрактором способна осветить площадь в 621 кв. фут при 15 свечах на кв. фут.
Такие лампы должны освещать площадь в 116 футов х 24 фута = 2784 кв. футов. Следовательно, потребуется следующее количество ламп: 2784 кв. фута делим на делим на 675 кв. футов/лампа = 4,5 лампы. Это количество необходимо округлить до 5 ламп.
Расстояние между лампами будет: 116 футов делим на 5 = 23,2 фута, что очень много. Для 6 ламп это расстояние составит: 116 футов делим на 6 = 19,3 фута, а для 7 ламп: 116 футов делим на 7 = 16,6 футов. Оптимальный уровень освещения будет достигнут при 7 ламп, однако адекватного освещения можно добиться и при помощи 6 ламп.
Итак, для данного конкретного сарая два ряда по 5 металлических галогенных ламп мощностью в 400 Ватт с рефлектором и рефрактором должны быть установлены над зоной для кормления при свете в 20 свечей на кв. фут. Атак же ряд из 6 – 7 металлических галогенных ламп с рефлектором и рефрактором должен быть установлен над каждой областью со стойлами для беспривязного содержания животных при свете в 15 свечей на кв. фут (чертеж 3).
РЕЗЮМЕ
В хорошо освещенном коровнике повышается производительность труда оператора, улучшаются условия труда и безопасность, растут надои. В данной статье приводилась информация по дизайну системы освещения стойл с беспривязным содержанием животных.
ИСТОЧНИКИ
ASAE. 1993. EP344.2. “Lightning for Dairy Farms and the Poultry Industry”, ASAE Standards, 40th edition, St. Joseph, MI. («Освещение молочных ферм и птичников»).
Chastian, J. P. 2000. “Lightning in Freestall Barns”. Dairy Housing and Equipment Systems Conference, p. 115 – 130, Natural Resource, and Engineering Service, Camp Hill, PA. (Дж. П. Честиан «Освещение сарая с беспривязными стойлами». – Конференция по размещению молочного скота и оборудованию. – С. 115 – 130).
Chastian, J. P., and R. S. Hiatt. 1998. Supplemental Lighting for Improved Milk Production. National Food and Energy Council, Columbia, MO. (Дж. П. Честиан и Р. С. Хиатт. «Дополнительное освещение для повышения производительности молока». – Национальный Совет по пищевой промышленности и энергоресурсам Колумбии, 1998).
Economopoulos, O., and K. Chan. 1990. Lightning Reference Guide. Ontario Hydro, Toronto, ON. (О. Экономопоулюс и К. Чен. «Руководство по установке освещения». – Онтарио, Торонто, 1990).
№ кошелька: 410011987169836