日燈與月燈技術(shù)在牛舍照明設(shè)計中的應(yīng)用

文∕曹凱軍 逯運鵬 潘 英

（北京東石北美牧場科技有限公司）

關(guān)于日燈（DAY-LIGHTER）以及月燈（MOON-LIGHTER）的理念是東石國際牧場專家團隊核心成員美國VES公司（VES Environmental Solutions，LLC）來國內(nèi)交流時首先提出的，他們與北美很多大學(xué)合作做了很多研究，同時也在美國的牧場上得到了應(yīng)用。在國內(nèi)，某著名牧場國外運營場長也提出了該理念，為了減少投資成本，我們借鑒了VES公司的月燈產(chǎn)品功能，采用國內(nèi)的熒光燈具，通過控制試驗驗證了該理念。雖然效果和美國研發(fā)的日燈（DAY-LIGHTER）及月燈（MOON-LIGHTER）產(chǎn)品尚存差距，但也起到了既保證奶牛在夜間能得到很好的休息，同時又能滿足工人操作需求的作用。在后期設(shè)計的張北宏文牧業(yè)項目上，此設(shè)計理念被業(yè)主接受并在牧場設(shè)計中采用。

1 電氣照明設(shè)計的原則

電氣照明設(shè)計的原則：（1）根據(jù)國家照度標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，并參照有關(guān)國外照明標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計；（2）滿足建筑的功能；（3）考慮實際經(jīng)濟效益；（4）節(jié)約無謂消耗的能量；（5）節(jié)能需滿足環(huán)境保護的要求。

2 奶牛場合理設(shè)計照明的重要性以及注意事項

照明質(zhì)量的好與壞，直接關(guān)系到牧場運營及管理人員的工作環(huán)境，同時合理的照明可以讓奶牛更順暢的活動，增加奶?；顒恿考安墒沉?，從而提高牧場管理水平，為牧場提供更加安全愉快的工作環(huán)境。而且合理的照明設(shè)計，使病牛更便于發(fā)現(xiàn)。

照明的設(shè)計需滿足照度的要求，即滿足照明的照度、色溫、顯色指數(shù)、眩光值；光源的選擇；光源的顏色及照度分布的均勻性。研究表明，如果日燈+自然光的照明時間為16 h，月燈的照明時間為8 h，可得出如下結(jié)論：（1）奶牛產(chǎn)量可提高5%～16%；（2）采食量增加6%；（3）無奶牛出現(xiàn)繁殖能力弱的情況（奶牛繁殖能力強）；（4）后備牛的繁殖性能略有改善。

設(shè)計時需注意照度均勻。如果設(shè)計的照度不均勻就會有些地方明亮，有些地方黑暗，同時會有陰影出現(xiàn)。有人為避免該現(xiàn)象產(chǎn)生，采用增加燈的布置方式，但是增加燈的數(shù)量勢必會造成前期建造成本以及后期運營成本的增加。因此，準(zhǔn)確計算加牧場設(shè)計經(jīng)驗很重要。牧場設(shè)計時采用的燈具有：金屬鎢鹵燈、日光燈、LED燈。近年來，采用日光燈具的牧場逐步增加，如恒天然牧場；還有些牧場采用了LED燈，如澳亞牧場。具體燈具的采用需根據(jù)甲方要求的造價進行選擇。

牧場設(shè)計時對于自由臥床牛舍至少應(yīng)有2 個回路，燈具開關(guān)要設(shè)置在牛舍進出口的端頭，牛舍內(nèi)燈具采用照明配電箱內(nèi)開關(guān)集中控制，便于運營人員操作，控制方式可采用人工和時間控制2 種方式。同時在燈具設(shè)計時做好接地保護。

3 照明的新理念

美國VES公司提出的日燈（DAY-LIGHTER）以及月燈（MOON-LIGHTER）理念為：日燈（DAYLIGHTER）的概念是仿自然光的概念，讓牛只感覺無論在陰雨天還是在傍晚及凌晨都能感覺如在自然光的環(huán)境下活動。月燈（MOON-LIGHTER）也是仿自然光的概念，讓牛只在晚上休息時如同沐浴在月光下。月燈（MOON-LIGHTER）的照度不僅要能滿足夜間活動的要求，同時也可為奶牛提供夜間的環(huán)境。日燈（DAY-LIGHTER）以及月燈（MOON-LIGHTER）是組合產(chǎn)品，把燈具安裝在一起，通過控制系統(tǒng)做轉(zhuǎn)換，仿自然光，提高奶牛舒適度。該技術(shù)可節(jié)約能源，并提高產(chǎn)奶量。一般需要根據(jù)當(dāng)?shù)厝照盏那闆r設(shè)定日燈（DAY-LIGHTER）以及月燈（MOONLIGHTER）的開啟時間。將日光燈和夜光燈合理布置后，增加的部分投資可在未來較短的時間內(nèi)用節(jié)能減少下來的運行費用進行回收。

4 滿足奶牛需求的照明設(shè)計基本要求

表1 是推薦的照度要求，僅供參考。

表1 推薦的日光燈（DAY-LIGHTER）照度

5 日燈（DAY-LIGHTER）以及月燈（MOON-LIGHTER）理念在牧場的應(yīng)用

5.1 日燈（DAY-LIGHTER）以及月燈（MOON-LIGHTER）產(chǎn)品性能說明

美國VES公司日燈（DAY-LIGHTER）以及月燈（MOON-LIGHTER）產(chǎn)品是經(jīng)歷30 多年的研究才開發(fā)出來的，而且燈具的生產(chǎn)廠家有著100 多年的歷史。該燈的使用壽命為100 000 h，而且很多部件是可以回收的。表2是各種燈具的使用壽命對比，美國VES公司的燈具為無極燈，但是使用壽命要高于一般無極燈產(chǎn)品。

表2 各種燈具的使用壽命對比表

美國威斯康辛FIVE STAR牧場主表示，他采用日燈（DAY-LIGHTER）以及月燈（MOON-LIGHTER）替換了部分燈做比較，發(fā)現(xiàn)奶牛更喜歡在日燈以及月燈下活動，同時由于該燈在同等功率下照度高，可節(jié)約一半的用電量，同時每頭?？稍黾?～2 磅的牛奶產(chǎn)量。在國內(nèi)牧場的設(shè)計上，雖然我們通過設(shè)計借鑒了日燈（DAY-LIGHTER）以及月燈（MOONLIGHTER）的概念，既滿足凌晨以及傍晚的照度要求，又滿足奶牛夜間休息的要求，但還是推薦采用美國VES公司的專業(yè)燈具。圖1是組合式日燈（DAYLIGHTER）以及月燈（MOON-LIGHTER）在犢牛舍及泌乳牛舍的安裝效果圖。

圖1 組合式日燈（DAY-LIGHTER）以及月燈（MOON-LIGHTER）在犢牛舍（左）及泌乳牛舍（右）的安裝效果

5.2 國內(nèi)牧場的設(shè)計思路

在國內(nèi)牧場設(shè)計上的改進型日燈（DAY LIGHTER）以及月燈（MOON-LIGHTER）平面布置如圖2所示。

圖2 國內(nèi)牧場中改進型日燈（DAY-LIGHTER）以及月燈（MOON-LIGHTER）平面布置

我們采用新照明理念的設(shè)計原理為：在照明的設(shè)計上，既進行了能滿足奶牛采食以及行走要求的日燈的設(shè)計，同時又在采食通道上增加了月燈的設(shè)計，月燈的回路可單獨控制。在夜晚打開月燈即可。既能滿足運營要求，又能讓奶牛在夜晚更好地休息。月燈的設(shè)計照度為20～50 Lx；奶牛在50 Lx以下照度時就認為是夜間，但人在20 Lx以上照度時可以進行觀察等活動。

6 小結(jié)

在以牛為本，提高奶牛舒適度方面，除了照明的設(shè)計，還可以在通風(fēng)的設(shè)計、臥床的設(shè)計、糞污處理方面的設(shè)計等方面進行改進。此次提出的DAYLIGHTER以及MOON-LIGHTER理念就是想把先進的技術(shù)與大家分享，希望能推動行業(yè)的進步。希望我們在推廣動物福利方面能更進一步，為奶牛創(chuàng)造一個更為舒適的環(huán)境，使奶牛舒適度最大化，減少疾病的發(fā)生，使奶牛有回歸自然的感覺，使牧場效益提高，實現(xiàn)共贏。