結(jié)果表明，冷應(yīng)激區(qū)域泌乳牛舍主要采用密閉或半開放建筑形式，屋面材料以保溫性能較好的復(fù)合彩鋼板為主；而熱應(yīng)激區(qū)域則多以開放式，屋頂采用鐘樓或雙坡形式為主。以單層彩鋼板為屋面材料的牛舍，其熱阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于夏季低限熱阻要求，十分不利于奶牛夏季生產(chǎn)。
用于牛場緩解熱應(yīng)激的降溫通風(fēng)設(shè)備類別豐富，但通風(fēng)降溫方式的選擇缺乏一定的科學(xué)性，調(diào)控效果差別較大。為提高牛舍夏季抗熱應(yīng)激水平，濕熱地區(qū)應(yīng)選用鐘樓式屋頂有助于舍內(nèi)通風(fēng)，而干熱地區(qū)則應(yīng)選擇雙坡式屋頂，同時需要加強(qiáng)屋頂隔熱設(shè)計。
近年來，我國奶牛場規(guī)?；潭炔粩嗵岣?。中國畜牧業(yè)年鑒統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，2004年中國奶牛年存欄數(shù)100頭以上的牧場為4306戶，而2010年此數(shù)據(jù)已增長至11142戶。
不同地區(qū)奶牛場規(guī)模化發(fā)展進(jìn)程中，牛場規(guī)劃、牛舍建筑以及設(shè)備的選取等方面已經(jīng)取得了較大的提升，規(guī)模奶牛場的建設(shè)呈良好發(fā)展態(tài)勢。然而，由于當(dāng)前關(guān)于規(guī)模奶牛場牛舍建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不夠全面、不同地區(qū)奶牛場設(shè)計水平參差不齊等原因，規(guī)模奶牛場規(guī)劃設(shè)計和牛舍建筑形式的選取方面還存在一些不足。
本文調(diào)研了我國奶牛優(yōu)勢主產(chǎn)區(qū)的20個奶牛場。按照我國冬季冷應(yīng)激重點(diǎn)區(qū)域和夏季熱應(yīng)激嚴(yán)重區(qū)域劃分，分析了現(xiàn)存奶牛場應(yīng)對冷、熱應(yīng)激狀況的工程手段差異，旨在剖析牛舍建筑設(shè)施方面存在的典型問題，為不同地區(qū)規(guī)模奶牛場的建筑設(shè)計提供參考。
1 樣本概況
《全國奶牛優(yōu)勢區(qū)域布局規(guī)劃（2008-2015）》中選取了13個?。▍^(qū)、市）的313個奶牛養(yǎng)殖基地縣作為奶牛生產(chǎn)優(yōu)勢區(qū)域。本次調(diào)研地區(qū)中黑龍江、內(nèi)蒙古、河北、河南、新疆等地均屬于奶牛生產(chǎn)優(yōu)勢區(qū)域范圍。調(diào)研的奶牛場奶牛存欄規(guī)模400~15000頭不等。
2 冷熱應(yīng)激區(qū)域牛舍建筑設(shè)施分析
2.1 冷熱應(yīng)激區(qū)域牛舍建筑形式、屋頂形式及屋面材料分析
調(diào)研樣本中冷應(yīng)激重點(diǎn)區(qū)域的奶牛場泌乳牛舍建筑以有窗式、矮墻卷簾形式為主；熱應(yīng)激嚴(yán)重區(qū)域以開放式為主。近年來興起的LPCV（Low Profile Cross Ventilated，LPCV）牛舍，其初衷是為了改善炎熱地區(qū)奶牛熱應(yīng)激狀況。目前國內(nèi)也用于冷應(yīng)激嚴(yán)重區(qū)域。調(diào)研樣本中泌乳牛舍屋頂形式以全鐘樓和普通雙坡為主，冷熱應(yīng)激區(qū)域沒有明顯差異。
熱應(yīng)激嚴(yán)重區(qū)域牛舍以開放式為主，牛舍結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉，但易受自然環(huán)境影響。有研究表明，華南地區(qū)牛舍采用有窗式優(yōu)于開放式，主要表現(xiàn)在形成舍內(nèi)空氣對流，阻擋輻射熱等能降低舍內(nèi)溫濕指數(shù)。
南方濕熱地區(qū)，通風(fēng)降溫作用明顯于屋頂隔熱作用，屋頂形式采用鐘樓式比雙坡式更合適。干熱地區(qū)，要求牛舍防熱嚴(yán)密，采用雙坡式屋頂相比屋脊敞開形式的屋頂更好。此外，雙坡屋脊敞開形式的屋頂不適用于降雨量較大或降雨集中的地區(qū)。
調(diào)研樣本中冷應(yīng)激重點(diǎn)區(qū)域約85%的泌乳牛舍屋面材料為復(fù)合彩鋼板，熱應(yīng)激嚴(yán)重區(qū)域60%以上的泌乳牛舍采用單層彩鋼板作為屋面材料。調(diào)研中80%左右的泌乳牛舍為輕鋼結(jié)構(gòu)，隨著輕鋼結(jié)構(gòu)在牛舍建設(shè)中的推廣，板材制品因其自重輕、安裝快、便于沖洗消毒等優(yōu)點(diǎn)，在牛舍建筑中逐漸普及。
屋面隔熱性能對于緩解夏季舍內(nèi)高溫極其關(guān)鍵，單層彩鋼板屋面的隔熱效果極差。以熱應(yīng)激嚴(yán)重區(qū)域中的河南鄭州為例，孔慶友（1999）計算的鄭州地區(qū)牛舍屋頂?shù)南募镜拖逕嶙柚禐?.559（平方米·℃）/W。而0.5mm厚彩鋼板熱阻為8.6×10的-6次方（平方米·℃）/W，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于該地區(qū)夏季低限熱阻。
2.2 泌乳牛舍降溫通風(fēng)設(shè)備分析
奶牛耐熱性差，牛舍中常利用通風(fēng)降溫設(shè)備調(diào)節(jié)舍內(nèi)環(huán)境。冷熱應(yīng)激區(qū)域泌乳牛舍的降溫通風(fēng)設(shè)備使用狀況見圖1。
Dikmen和Hansen（2009）提出THI指標(biāo)預(yù)測奶牛熱應(yīng)激狀況，重點(diǎn)關(guān)注舍內(nèi)溫濕度對奶牛熱應(yīng)激的影響。開放式牛舍使用擾流風(fēng)機(jī)對降低舍內(nèi)溫濕度的作用不明顯，但是在高溫高濕情況下，牛體周圍風(fēng)速達(dá)到2~3m/s時，對緩解奶牛的熱應(yīng)激狀況有一定作用。
冷風(fēng)機(jī)主要利用潛熱交換對氣體降溫，干熱地區(qū)采用冷風(fēng)機(jī)對降低舍內(nèi)THI作用明顯。但濕熱地區(qū)不宜采用冷風(fēng)機(jī)或風(fēng)機(jī)噴霧降溫，研究表明，在較低的相對濕度下奶牛在環(huán)境溫度達(dá)到27℃時奶牛開始出現(xiàn)熱應(yīng)激，當(dāng)相對濕度升高時，環(huán)境溫度達(dá)到22℃就會導(dǎo)致奶牛熱應(yīng)激。
目前行業(yè)內(nèi)沒有專門針對各地區(qū)氣候條件提出的通風(fēng)降溫設(shè)備選擇建議，導(dǎo)致奶牛場在降溫通風(fēng)方式的選擇上存在一定盲目性。奶牛場應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，針對性地選擇環(huán)境調(diào)控方式，以緩解奶牛熱應(yīng)激。
3 結(jié)論與建議
奶牛對環(huán)境有明確的要求，建筑和設(shè)施等對牛舍環(huán)境影響很大，需進(jìn)行科學(xué)規(guī)范設(shè)計。通過建筑來降低環(huán)境調(diào)控成本，可為奶牛健康和生產(chǎn)性能的發(fā)揮提供保障。分析認(rèn)為：
（1）我國冷應(yīng)激區(qū)域宜采用有窗式牛舍，配合利用檐口和鐘樓屋頂通風(fēng)，以緩解舍內(nèi)通風(fēng)不良。單層卷簾的矮墻卷簾牛舍保溫性較差，不適于冷應(yīng)激地區(qū)。
（2）熱應(yīng)激區(qū)域中的夏季濕熱地區(qū)，建議使用鐘樓屋頂?shù)挠写笆脚Ｉ?，隔絕太陽輻射熱并加強(qiáng)通風(fēng)帶走舍內(nèi)熱量；而干熱地區(qū)利用開放式牛舍進(jìn)行自然通風(fēng)有利于舍內(nèi)環(huán)境，建議采用普通雙坡屋頂，并采用隔熱性能好的屋面材料。單層彩鋼板熱阻過低，不宜使用。
（3）熱應(yīng)激嚴(yán)重區(qū)域泌乳牛舍內(nèi)的通風(fēng)降溫設(shè)備類別豐富，各種通風(fēng)降溫方式的效果有一定差別，不能盲目選擇。建議行業(yè)內(nèi)制定各地區(qū)選型建議，對通風(fēng)降溫設(shè)備的選擇提供指導(dǎo)。
