Fotoserie: Vereisten voor ventilatiesystemen in de volièrehuisvesting

Stalklimaattechniek

Moderne klimaattechniek wordt gekenmerkt door efficit werkende luchttoevoer- en luchtafvoerelementen en het gebruik van een klimaatcomputer met talrijke sensoren voor temperatuur, relatieve luchtvochtigheid, kooldioxide en overige sensoren. Dat moet tegenwoordig de technische norm zijn en zorgt voor optimale temperaturen en een goede luchtkwaliteit in de stal. Alleen dan kan het legpluimvee tot en met de 90ste week met stabiele hoge legprestaties van meer dan 80% in de productie blijven, waarbij gewicht, veren en gezondheid overeenkomstig goed moeten zijn.

In de toekomst zal men zich, nog meer dan men op dit moment gewoon is, om een verbetering van de luchtkwaliteit in de stallen moeten bekommeren. Het onderwerp onbehandelde snavels vereist nog meer optimalisatie van alle invloedsfactoren en reducering van stressfactoren. Factoren zoals hitte- en koudestress of tocht hebben we tegenwoordig onder controle. Wat betreft factoren als stof en ammoniak staan we nog maar aan het begin.

Gevoelstemperatuur

De optimale temperatuur, in vakkringen ook de thermoneutrale zone genoemd, is het temperatuurbereik waarin de maximale biologische prestaties bij tegelijkertijd een zo laag mogelijk voerverbruik worden geleverd.

Deze waarde schommelt niet alleen op basis van het gewicht en de toestand van de veren van de dieren, maar is ook zeer sterk afhankelijk van de relatieve luchtvochtigheid. Hoe droger de stallucht is, hoe meer warmte de dieren via de ademhaling afgeven en hoe hoger de temperatuur moet zijn. Omgekeerd betekent dit: hoe vochtiger de stallucht is, hoe minder warmte de dieren via de ademhaling kunnen afgeven en hoe koeler het in de stal moet zijn. Voor een nauwkeurige temperatuurregeling is daarom behalve een temperatuursensor ook een sensor voor de relatieve luchtvochtigheid nodig!

Met meer ventilatie ontstaan er voor de dieren echter merkbare luchtverplaatsingen of luchtsnelheden, die meer warmte aan het lichaamsoppervlak onttrekken. Dat is het zogenoemde windchill-effect. Voor een aanzienlijk nauwkeuriger temperatuurregeling moet dus behalve naar de temperatuur en de relatieve luchtvochtigheid ook naar de luchtsnelheid worden gekeken. Deze drie factoren worden door de dieren als gevoelstemperatuur, ook effectieve temperatuur genoemd, waargenomen. Iedere moderne stalklimaatcomputer zou met deze drie factoren rekening moet houden.

Ammoniakvorming minimaliseren

Voor de hen als savannedier maakt de relatieve luchtvochtigheid weinig uit, zolang de temperatuur maar goed is. Maar voor aspecten zoals mestdroging, strokwaliteit en ammoniak- en stofgehalte in de stallucht speelt de relatieve luchtvochtigheid een veel belangrijkere rol.

In de voliehuisvesting valt het merendeel van de kippenmest op mestbanden en droogt daar, afhankelijk van het ontmestingsinterval en de intensiteit van de mestbandventilatie, op tot een drogestofgehalte van 30 tot 50%. De daarbij vrijkomende waterdamp moet kunnen worden opgenomen door de stallucht en verhoogt de relatieve luchtvochtigheid in de stal in niet onaanzienlijke mate.

Het overige deel van de kippenmest (afhankelijk van volie, herkomst, licht- en voerprogramma, enz.) komt echter in het strooisel terecht. Deze mest verblijft dus aanzienlijk langer in de stal en moet opdrogen tot een drogestofgehalte van 70 tot 80% om echt goed droog strooisel te krijgen. Hier worden nogmaals grote hoeveelheden waterdamp gegenereerd, die door de stallucht moeten worden geabsorbeerd. Wanneer er dus onvoldoende wordt geventileerd, stijgt de relatieve luchtvochtigheid in de stal sterk (>70 tot 80%) en wordt de vorming van ammoniak gestimuleerd.

Probleem: nat strooisel

Nog een probleem van een te hoge relatieve luchtvochtigheid, met name in het koude jaargetijde, is het ontstaan van nat strooisel, dat nog voor extra ammoniakvorming in de stal zorgt. Nat strooisel ontstaat altijd wanneer warme en te vochtige stallucht (met een hoog dauwpunt) op koudere oppervlakken zoals de stalvloer of het strooisel zelf terechtkomt en daarop condenseert.

Overigens kan nat strooisel ook ontstaan zonder dat de stallucht daar een factor in is. En wel wanneer 's ochtends vroeg al veel hennen naar de stalvloer gaan en daar hun ontlasting laten vallen. Het strooisel wordt daardoor dichter en het opdrogen moeilijker. De pluimveehouder moet in dit geval passende managementmaatregelen nemen om dit te voorkomen.

Maar ook te droge stallucht en daarmee te droog strooisel is onwenselijk, omdat hierdoor de vorming van stof kan worden bevorderd, met een negatief effect op de ademhalingswegen van mens en dier. De relatieve luchtvochtigheid moet daarom tussen 50 en 65% liggen.

Bezettingsdichtheid en ventilatie in de zomer

Ten tijde van de kooihuisvesting hield men twee- tot driemaal zoveel hennen in dezelfde ruimte als tegenwoordig en werkte men dus met aanzienlijk hogere bezettingsdichtheden. Doordat er meer dierlijke warmte was, moest er ook meer worden geventileerd. 's Zomers leidt een hogere luchtverversingssnelheid tot een hogere luchtsnelheid en daarmee een betere afkoeling voor de hennen (windchill-effect).

Met de invoering van de scharrel- en voliehuisvesting is de bezettingsdichtheid in stallen drastisch verminderd. Betekent dat nu ook dat er ook veel minder hoeft te worden geventileerd? Niet per se. Vooral 's zomers kan bij hoge temperaturen hittestress optreden.

Tunnelventilatie

Met tunnelventilatie (afbeelding 1) kan dit probleem op relatief eenvoudige wijze worden opgelost. Dat betekent echter ook dat met aanzienlijk hogere luchtverversingssnelheden per hen moet worden gewerkt dan de 5,0 m/uur die in DIN18910 is voorgeschreven. Want om een krachtige luchtstroom in lengterichting door de stal (> 1,0 tot 2,5 m/s) te bereiken, zijn 's zomers luchtverversingssnelheden van 9 tot 10 m/uur per leghen nodig.

De in Duitsland vaak voorgeschreven luchtafvoer via afvoerluchttorens of zeer hoge afvoerluchtpijpen is natuurlijk van groot voordeel bij tunnelventilatie. Er hoeven dan alleen nog maar grote openingen in de voorgevel of aan het begin van beide zijmuren te worden aangebracht. Gewoonlijk worden daar automatische jaloezie of grote luchtinlaatventielen in de wand geplaatst. Het regelen van een dergelijke tunnelventilatie moet echter wel zeer nauwkeurig plaatsvinden, omdat het windchill-effect een gewenste afkoeling al snel kan laten omslaan in onderkoeling, wat wij trek noemen en in de volksmond tocht heet.

Bezettingsdichtheid en ventilatie in de winter

's Winters leidt een hogere luchtverversingssnelheid tot een verbeterde luchtkwaliteit. De oplossing voor de winter stelt bij scharrelhuisvesting echter aanzienlijk meer eisen. We willen graag actief legpluimvee in de stal, dat scharrelt, vliegt of fladdert, een zandbad neemt, het nest opzoekt en voldoende voer en water opneemt.

Voor de winterventilatie moet een zo laag mogelijke concentratie aan kooldioxide (CO2) in de stal het doel zijn, omdat CO2 moe en inactief maakt (een fenomeen dat bekend is bij iedereen die op kantoor werkt). De concentratie CO2 mag niet hoger zijn dan 2000 ppm. De norm DIN18910 schrijft 3000 ppm voor. Om dat te bereiken, is een verhoging van de minimumventilatie tot meer dan 1,00 m/uur per leghen nodig (bij kooihuisvesting is echter 0,50 m/uur gebruikelijk).

Een hogere minimumventilatie met tegelijkertijd veel minder warmte in de stal als gevolg van de lagere bezettingsdichtheid leidt er echter toe dat de temperatuur in de stal daalt zodra het buiten koud wordt. Nu zijn lage staltemperaturen (lager dan 20 C is nog aanvaardbaar, maar lager dan 12 C niet) niet levensbedreigend voor pluimvee met goed gevederte en leiden ze ook niet tot lagere legprestaties, zolang de hennen voldoende energie uit het voer kunnen opnemen om de warmtebalans van het lijf te handhaven. Dat betekent echter wel hogere voerkosten!

Behalve kooldioxide moeten ook ammoniak en waterdamp uit de stal geventileerd worden. Deze beide factoren kunnen ook de minimumventilatie groter maken. In dat geval kan, vooral in gebieden met zeer koude winters, een verwarming helpen.

Optimale luchttoevoer

Om de luchttoevoer zo efficit mogelijk te maken kunnen, afhankelijk van het staltype en het type van de huisvesting, luchtinlaatventielen in de wand of in het plafond of luchttoevoerbuizen worden gestalleerd die gelijkmatig over het gebied van de dieren worden verdeeld. Deze genereren luchtstralen die met hoge snelheid de stal instromen en zich snel en bij voorkeur volledig met de stallucht vermengen (afbeelding 2). Daarbij worden de luchtstralen groter en langzamer en wordt de vereiste luchtwerveling gevormd. De luchtstralen warmen op tot op het niveau van de stal en worden tegelijkertijd veel droger. Om de dierlijke warmte zo volledig mogelijk te benutten, moeten de luchtstralen met frisse lucht de gehele ruimte opvullen.

Luchtinlaatventielen in de wand

Wandventielen (afbeelding 3) zijn het meest geschikt voor stallen waarin de huisvestingsinstallatie gelijkmatig in rijen is opgesteld. Er moet op worden gelet dat de luchtinlaatventielen voldoende hoog in de zijwanden worden geplaatst, zodat de koude frisse lucht volledig over de huisvesting en de dieren heen kan stromen. Met name 's nachts moet het niet zo zijn dat de hennen hun vaste plek in de volie verlaten, alleen omdat het er een beetje tocht. Dat zou kunnen leiden tot secundaire besmettingen, bijvoorbeeld met E. coli.

Voordeel: de frisse lucht komt rechtstreeks van buiten; eenvoudig onderhoud
Nadeel: aanvullende lichtschermen nodig.

Luchttoevoer van bovenaf

Ook luchtinlaatventielen in het plafond en luchttoevoerbuizen zijn zeer populair in Duitsland. Deze zijn vooral geschikt voor volies die zodanig zijn gerangschikt dat de dieren zich in het midden van de stal bevinden en aan de buitenzijden scharrelruimtes zijn ingericht. De warmteproductie is dan niet gelijkmatig verdeeld maar in het midden geconcentreerd. Om een optimale vermenging van frisse lucht met stallucht te verkrijgen, moet de verse lucht bij zo'n opstelling ook in het midden worden toegevoerd.

Wanneer plafondventielen (afbeelding 4) worden gebruikt, moet door de pluimveehouder aanvullend een vals plafond worden aangebracht. De lucht in de nok van het dak is altijd warmer en daardoor droger dan de frisse lucht die van buiten komt. 's Winters is dat een groot voordeel. Op warme zomerdagen is het echter een nadeel omdat het veel te warm wordt, met name wanneer alleen het plafond geoleerd is en niet het dak. In dat geval wordt aanbevolen de luchtinlaatventielen in het plafond volledig te sluiten en over te schakelen op tunnelventilatie.

Voordeel: nauwkeurig aangepast positioneren; geen lichtschermen nodig
Nadeel: moeilijker bovenhoofds onderhoud

In stallen zonder valse plafonds moeten luchttoevoerbuizen (afbeelding 5) worden gebruikt.

Pas op voor luchtlekkages

Bij alle genoemde ventilatiesystemen gaat het om onderdrukventilatie. Dat wil zeggen dat ventilatoren lucht uit de stal zuigen waardoor onderdruk ontstaat, die wordt gebruikt om de frisse lucht gecontroleerd via luchttoevoerelementen in de stal te laten stromen. Om deze gecontroleerde luchttoevoer te waarborgen, mogen er in de stal geen luchtlekkages voorkomen. Dat is vooral 's winters belangrijk.

Luchtlekkages kunnen in stallen met scharrelhuisvesting ontstaan via vensters, deuren en luchtafvoereenheden die 's winters niet worden gebruikt, via de mestafvoer en via de automatische eierverzameling. Tel alle lekkages bij elkaar op en vergelijk dat met de 0,50 m aan toevoerluchtopeningen, die 's winters voor 10.000 leghennen wordt gebruikt!

Deze vreemde lucht heeft de ongewenste eigenschap langs de vloer naar binnen te stromen of snel naar de vloer te zakken - in beide gevallen is de lucht van tevoren niet voldoende opgewarmd. Daardoor is de opname van waterdamp zeer beperkt, stijgen zowel de relatieve luchtvochtigheid als het dauwpunt en ontstaat uiteindelijk nat strooisel.

Een goede maar duurdere oplossing is het plaatsen van luchttoevoerbuizen met ventilatoren. Deze drukken de frisse lucht gecontroleerd in de warme laag onder het plafond, zodat de warmte van de dieren optimaal kan worden benut. Er ontstaat een ventilatie zonder onderdruk, die onafhankelijk van luchtlekkages werkt. Dat is met name zinvol bij stallen met vrije uitloop, omdat daarin door de uitloopopeningen het realiseren van een stabiele onderdrukventilatie vrijwel onmogelijk is.

De negatieve invloed van luchtlekkages op een gelijkmatige ventilatie en daarmee op gelijkmatige temperaturen is bij centraal opgestelde luchtafvoerventilatoren bijzonder sterk merkbaar (afbeelding 6). Daarom moet bij een centrale luchtafvoer de eerste 25 tot 40% van de afvoerluchtpijpen over de stallengte worden verdeeld.

Ammoniakconcentraties en -emissies

Optimale stalklimaatomstandigheden dragen er niet alleen toe bij dat de temperatuur en de relatieve luchtvochtigheid in de stal voor mens en dier optimaal zijn, maar zorgen ook voor droger strooisel, een goede en snelle mestdroging op de mestbanden en daarmee voor lagere ammoniakconcentraties in de stallucht.

Moderne klimaatcomputers zijn tegenwoordig al in staat om bij de klimaatregeling ook rekening te houden met de NH3-concentratie in de stallucht. Daarvoor is een goede en stabiel werkende ammoniaksensor een vereiste (afbeelding 7). Deze meet continu de ammoniakconcentratie in de stallucht, zodat de ventilatie mede kan worden geregeld op basis van de NH3-concentratie.

Dipl.-Ing. agr. Jg Bohnes
Big Dutchman International GmbH
DGS 44/2017