Ventilation är enkelt lagom varmt och frisk luft till alla djur!

Transkript

1 Ventilation är enkelt lagom varmt och frisk luft till alla djur! Agr.Dr. Anders Ehrlemark Termiskt klimat termisk komfort Luftfuktighet stallhygien Dimensionering Fläktventilation Naturlig ventilation Felsökning och misstag 1

2 Bostäder och lokaler för människor Stora utrymmen per person Viktigt med termisk komfort Obetydlig värmeavgivning från människorna ger uppvärmningsbehov Temperatur regleras med hjälp av värmetillförsel Värme behövs när innetemp (20C) mindre än utetemp Tjock isolering viktigt för att spara energi Fokus temperatur Djurstallar Hög beläggning Djuren har päls och är temperaturtåliga (häst 5-10C) Hög värmeavgivning från djuren ger kylbehov Temperatur regleras med hjälp av ventilationen Värme behövs bara korta perioder när det är kallt ute Isolering viktigt för att undvika kondensproblem Fokus fuktighet Temperatur och termisk komfort 2

3 Inte bara en fråga om temperatur Kallt eller behagligt - men samma temperatur! 3

4 För varmt eller för kallt men samma temperatur! 4

5 Så klarar kroppen kallt klimat 1. Beteende - välja kroppsställning och söka upp den varmaste platsen. 2. Minska blodflödet genom huden och öka pälsens isolerförmåga. 3. Öka kroppens värmeproduktion - kräver extra foder Så klarar kroppen varmt klimat 1. Beteende - välja kroppsställning och söka upp den svalaste platsen. 2. Öka blodflödet genom huden vilket ökar värmeavgivningen 3. Öka avdunstning från hud (svettning) och lungor (flämtning). 4. Minskat foderintag sänker kroppens värmeproduktion. 5

6 Klimat Vinterklimat i Europa Antal månader med medeltemperatur < 0C 6

7 Utgå från de lokala klimatförhållandena 70N 60N Edmonton London 50N Berlin Montreal Paris Chicago New York 40N Madrid Rom Los Angeles 30N Luftfuktighet 7

8 Fakta om luftfuktighet Vattenångaär en osynlig gas som blandar sig med de andra gaserna i luften. Det som vi till vardags kallar ångaär moln av små vattendroppar som svävar fritt i luften. Det finns olika sätt att ange hur fuktig luften: Absolut luftfuktighet gram vattenånga per kg luft. Används när man t.ex. räknar på ventilation eller avfuktning. Relativ luftfuktighet förhållandet mellan mängden vattenånga (g/kg luft) i luften och maximal absolut luftfuktighet vid aktuell temperatur. Anges som % relativ fuktighet. Talar om hur fort tvätten torkar eller om det finns risk för mögeltillväxt. Daggpunkt den temperatur då vattenångan i luften skulle börja kondensera pgaden relativa luftfuktigheten annars skulle bli över 100%. Används t.ex. i växthus för att visa risken för kondens på tomaterna. Den maximala mängden vattenånga beror på temperaturen 30 Max innehåll av vattenånga i luft Gram per kg luft Temperatur 8

9 Absolut luftfuktighet, relativ luftfuktighet och temperatur 1 kg luft +15 C 1 kg luft -5 C 100% RF Max fukt 2,5 g/ kg luft 100% RF Max fukt 10,79 g/ kg luft Absolut luftfuktighet g vattenånga/kg luft Påverkas inte av temperatur 1 kg luft +15 C 1 kg luft -5 C Relativ 80% RF 19% RF Absolut Fukt nu 2,0 g/ kg luft Fukt nu 2,0 g/ kg luft Relativ luftfuktighet gram vattenånga i förhållande till max Anges i % RF Påverkas av temperatur Luftfuktighetens betydelse för olika sjukdomsalstrare 9

10 Fuktventilation Fuktavgivningen i ett ridhus är hög pgaen fuktig bädd med stor area. Bädden harvas och dessutom är det vanligt med vattning. Hög relativ fuktighet är vanlig och ger problem med mögel, rost och röta. Graden av mögeltillväxt beror inte bara på den relativa fuktigheten utan också på temperaturen. 90-regeln för max fuktighet verkar vara en bra utgångspunkt också i ridhus. Temperaturer och fuktighetsgränser för mikrobiell tillväxt. (Viitanen, 2004). Rekommenderad luftfuktighet För fuktigt! Här trivs mögel, röta, bakterier, och virus. Relativ luftfuktighet, % Rekommenderad luftfuktighet Förr torrt! Bakterier, virus och dammet virvlar runt i luften. Torra slemhinnor angrips lätt Lufttemperatur, C 10

11 Praktiska konsekvenser av absolut och relativ fuktighet Stall +10 C maxfukt 7,74 g/kg luft fukt nu 6,2 g/kg motsvarar 80% RF Lada +0 C maxfukt 3,83 g/kg luft fukt nu 6,2 g/kg (samma) motsvarar 160% RF Svartmögel orsakat av för hög luftfuktighet 11

12 Effekten av värmeunderskott i 6 år gammal lösdrift Vad bestämmer stallklimatet? 12

13 Värme- och fuktbalans bestämmer stallklimat Fuktventilation 9,0 9,0 8,0 8,0 7,0 7,0 g fukt/kg luft 6,0 5,0 4,0 3,0 g fukt/kg luft 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 2,0 1,0 1,0 0,0 Ute -5 C, 90% RF Avfuktningseffekt Inne +12 C, 80% RF 0,0 Ute -10 C, 90% RF Avfuktningseffekt Inne +3 C, 90% RF För att ventilation med uteluft skall kunna åstadkomma avfuktning krävs att värme tillförs så att det är varmare inne i stallet än ute. Värmetillförseln kommer från djuren och ibland tillskottsvärme. Ventilation utan värmetillförsel ger i bästa fall samma luftfuktighet inne som ute. 13

14 Ventilation och ammoniak Större ventilationsflöde minskar i allmänhet inte ammoniakkoncentrationen i stalluften. Detta beror på att ökade luftrörelser gör att mer ammoniak avdunstar. Ammoniak beror oftast på luftströmmar ovanför urin och gödsel som sedan kommer upp i stallet. Åtgärder mot ammoniak: Blockera tjyvdrag. Kalla djupa gödselrännor Torra gödselbäddar. Ventilation och damm Det mesta av dammet kommer från djuren. Det mesta av dammet försvinner genom sedimentation. Ökad ventilation har liten effekt pga att kraftigare luftrörelser virvlar upp och håller dammet svävande. Ökad ventilation är ofta inte heller praktiskt möjligt pga att stallet skulle kylas ut. Spridning av vattendimma har viss kortvarig effekt på dammet, men försämrar klimat och hygien. Städning (tar bort sedimenterat damm) och oljespray har effekt. 14

15 Två olika typer av stall Klimatreglerad byggnad Detta är en värmeisoleradoch slutenbyggnad där man kan styra lufttemperatur och luftfuktighet genom att variera flödet av uteluft och genom att ibland tillföra värme. Väderskyddande byggnad En väderskyddande byggnad är en enkel byggnad med fri luftväxlingsom ger skydd mot vind, nederbörd, solinstrålning och värmeutstrålningnattetid. Byggnadens väggar är luftgenomsläppliga eller försedda med stora ventilationsöppningar. Eftersom byggnaden öppen och luftväxlingen är fri så följerlufttemperatur och luftfuktigheten utomhusklimatets växlingar. 15

16 Klimatreglerad byggnad med naturlig ventilation Klimatreglerad byggnad med mekanisk ventilation Exempel på klimatreglerat stall med fläktventilation 16

17 Exempel klimatreglerat stall med naturlig ventilation Exempel på klimatreglerat stall med fläktventilation 17

18 Väderskyddande byggnad med fri luftväxling Exempel på väderskyddande byggnader Väderskydd med 3 väggar och en öppen sida. Äldre byggnad där fönster och portar tagits bort så att man har får fri luftväxling Uteboxar för hästar med öppningar så att man har får fri luftväxling 18

19 Exempel på väderskyddande stall med fri luftväxling Exempel på väderskyddande stall med fri luftväxling 19

20 Dimensionering av stallventilation Minventilation för attventilera ut fukt på vintern Rätt ventilationsflöde är en förutsättning Dimensionerande ventilationsflöde finns i Svensk standard SS :2014 Fuktventilation i väderskyddande stall Maxventilation som behövs för svalkning sommartid 20

21 Stor skillnad mellan häst och människa Hobbyhäst kg W värme g fukt/timme Människa 70 kg 100 W värme fukt/timme Ventilationsbehov för häst och människa Hobbyhäst 500 kg Klimatreglerat stall maxvent 325 m3/h Väderskyddat stall alltid minst 425 m3/h Människa (per person) 0,35 liter/sekund = 25 m3/h 21

22 Skillnader mellan fläktventilation och naturlig ventilation Fläktventilation Bygger på att en eller flera elektriska fläktar skapar ett undertryck i stallet som drar in frisk luft genom luftintagen och blåser ut förbrukad luft. Tryckskillnaden är Pa Går att anpassa till det flesta hus, även gamla stallar. Kan styras efter behovet och är inte beroende av väderförhållandena. Fläktar bullrar och drar en del ström Naturlig ventilation Bygger på att temperaturskillnad mellan inne och ute (skorstenseffekt) och vind skapar en tryckskillnad som drar luft genom stallet. Tryckskillnaden är mycket liten 0,5 1,5 Pa Det är svårt att styra ventilationen eftersom effekten beror så mycket på vädret ute. Svårt att sätta in naturlig ventilation i gamla hus. Det behövs minst 5 meter mellan intag och utlopp för att få skorstenseffekt. Behövs mycket stora luftintag, kanaler och trummor eftersom drivtrycket (drivtrycket) är så litet. Fördelen är att det är tyst och inte drar ström. Fläktventilation 22

23 Fläktventilation i klimatreglerat stall Det man först tänker på är fläktarna. Det som är viktigast är luftintagen! För att ventilationen skall fungera krävs: Luftintag av rätt typ och med rätt placering som fördelar frisk luft till alla hästar Fläktar med tillräcklig kapacitet för att kunna kyla bort värmenfrån hästarna med sval uteluft. Fläktkapaciteten måste kunna regleras steglöst med hänsyn till kylbehov och utomhustemperatur. När det är riktigt kallt ute behövs tillskottsvärmeför att kunna ventilera bort fukten från stallet. Olika typer av luftintag för människor och hästar Tallriksventiler är gjorda för människor och passar inte i häststallar En ventil har en kapacitet på m3/h. För en häst skulle det behövas 7 till 14 ventiler! Så här många (minst) tallriksventiler för EN häst! 23

24 Exempel på luftintag för djurstallar Utan luftintag ingen ventilation! Luftintagen skall fördela frisk luft till alla hästar. Idealet är att luften sveper in under taket och strilar ner över hela boxen uppifrån. Det är inte hovarna eller ströbädden som behöver frisk luft först utan hästens huvud 24

25 När vi talar om lufthastighet Referens 0,1 m/s gräns för man kan känna 1 m/s fartvind vid promenad 2,5 m/s vindflöjel rör sig 4,5 m/s sträcker vimpel 7 m/s damm o lössnö virvlar upp Typiskt i ventilationsanläggning 0,2 m/s kring häst på vintern 0,2-0,4 m/s från luftintag naturlig ventilation 2 m/s i luftintag med fläktventilation 1-2 m/s i hög självdragstrumma 6-10 m/s i fläktrumma Väggintag skall sitta högt upp minst 0,35 m ca 2 m eller mer Väggintag skall sitta högt upp så att man får bra spridning. Frisk luft skall strila in över boxen. 25

26 Takintag över box kräver rejäl takhöjd Coandaeffekt mot tak När luften släpps ut intill taket klistrar luftstrålen fast mot takytan och kastlängden ökar - coandaeffekten Ventilera över stallgång Stallgång Ventilera över stallgång fungerar om takhöjden är tillräcklig (> 2,7 m) och det inte finns en massa bärlinor och andra hinder i vägen. 26

27 Ventilera via annan box Stallgång Att ventilera genom en annan box släpper inte fram tillräckligt med frisk luft till den inre boxen. Ventilera över annan box Stallgång Att ventilera överen annan box kan fungera om man har ett stort luftintag med kraftig luftstråle och gott om fritt utrymme över boxarna. Parallelltak (lutande innertak) fungerar bäst. Coandaeffekten hjälper till att bära in luftstrålen. 27

28 Ventilera över annan box Stallgång Det kan också fungera att ventilera över en annan box om stallet har plant innertak. För att det skall finnas tillräckligt fritt utrymme för luftstrålen behövs extra hög takhöjd (> 3 meter) Tilluftskanal när det är svårt att leda in friskluften 28

29 Funktionskrav för luftintag Luftintagen skall rikta luften upp över hästen så att den kalla uteluften hinner blandas med stalluft och stanna upp innan den strilar ner över boxen. Hur långt luften når (kastlängden) beror på lufthastigheten. Luftmängden varierar över året och dygnet beroende på utomhustemperaturen. För att kunna hålla en jämn lufthastighet och bra luftfördelning från intaget måste luftintagsöppningen kunna regleras. Även på vintern behövs minimiventilation för att föra bort fukt och gaser. Luftintagen får därför aldrig stängas helt. Fönster passar i allmänhet inte som luftintag eftersom de sitter för lågt ner och ger för dålig kastlängd. Fönster är svåra att reglera och kan alltför lätt stängas helt. Ofta behövs regn- eller vindskydd till väggintag 29

30 Se upp för hinder i luftstrålens väg. Lysrörsarmaturen på vänster bild sitter rakt framför luftintaget och ger kalluftsnedslag. Lysrören på höger bild har placerats så att de inte hindrar luftens utbredning. Att veta vilken fläkt man behöver Det man behöver är en viss kapacitet. En fläkt har olika kapacitet vid olika mottryck (statiskt tryck). Välj mellan: Pa i ny strömlinjeformad trumma Pa i gammal trätrumma eller spirorör Pa om luften måste gå genom ljuddämpare och kanaler 30

31 Exempel på datablad för fläktar Diameter Varvtal Statisk tryck Kolla också om det skall vara vägg eller trumfläkt. Fläktmotorn måste dessutom passa ihop med den styrcentral som skall användas. Exempel: kapacitet vid 50 Pa tryck Luftrörelserna kring en frånluftsfläkt Frånluftstrumma typiskt 8-10 m/s D Avstånd 1,5 x D Hastighet < 0,5 m/s Rumsluft Rumsluft Avstånd 3 x D Inga märkbara riktad luftrörelser 31

32 Porös mineralullskiva Hård tung träskiva Exempel på ljuddämpare under fläkttrumma Dämpning: a: 6,3 dba b: 5,5 dba c: 5,5 dba Ju större dämpning desto tystare i stallet. Exempel på kanalljuddämpare Dämpning: I: 14,7 dba II: 19,2 dba 32

33 Exempel på fabrikstillverkad kanalljuddämpare Naturlig ventilation 33

34 Ventilation i väderskyddande stall Temperaturen regleras inte utan följer utomhustemperaturen, d.v.sdet blir minusgrader inne på vintern. Det viktigaste är att ventilationen är tillräckligt stor för att föra bort fukten från stallet. Det behövs stora och ständigt öppna ventilationsöppningar. Ventilationsöppningarnas storlek Väderskyddande stall. Ventilationen drivs av vinden så att luften går in på en sida och ut på den andra. Det behövs stora öppningar som ständigt står öppna. Öppningens area beror på strömningsmotståndet. Exempel (vindhastighet 1,4 m/s): Öppning med glest fågelnät 0,15 m per sida (hastighet 0,35 m/s) Öppning i form av glespanel 120/20-0,4 m per sida (hastighet 0,1 m/s) Väderskyddande stall 500 kg häst Dim. vent 425 m3/h 34

35 Ventilationsöppningarnas storlek forts. Klimatreglerat stall Skorstenseffekten är viktig. Luften går in genom väggintag och stiger upp genom trumma eller nockspringa. För att kunna reglera stallklimatet måste öppningarnas storlek kunna ändras. Nocköppningens eller självdragstrummans minst 1/3 av totala öppningsarean. Exempel med H=5 m: Luftintag 0,25 m2/box Självdragstrummans tvärsnittsarea 0,12 m2/häst Om man vill utnyttja självdragseffekten för ventilation så bör höjdskillnaden (H i figuren) skall vara minst 4-5 meter för att man skall få tillräcklig luftväxling. H H Problem och tips 35

36 När får man problem med fukt och kondens? För litet ventilationsflöde- varmt och fuktigt i stallet. Värmeunderskott i stallet - kallt och fuktigt i stallet. Orsakas av för liten värmetillförsel och/eller för dålig isolering. Ojämn luftfördelning eller lokal fuktavgivning-zoner med stillastående fuktig luft i stallet. Kondens på kalla ytor -kondens kan lätt bildas på kalla ytor vid dåligt isolerade byggnadsdelar trots att luftfuktigheten är OK. Ojämn stalltemperatur -absoluta luftfuktigheten normal, men t.ex. pga olämplig planlösning så är det kallare i vissa delar av stallet och där får man kondens. Exempel kondens orsakad av byggfel ojämnt inlagd isolering 36

37 Exempel på kondens under oisolerat plåttak i väderskyddande stall. Halvvarm, sluten, dårligt isolerad byggnad medför problem med fukt, kondens, mögel och röta. 37

38 För att kunna ventilera bort fukt måste det finnas tillräcklig med värme! Fuktreglering av ventilation utan att ha tilläggsvärme är meningslöst! Exempel på bristande underhåll Under fläkten sitter en ljuddämpare vilket är bra, men med tiden samlas damm och skräp ovanpå ljuddämparen vilket medför att luftflödet stryps. 38

39 Tilluftskanal kräver noggrann dimensionering 2,5 m/s 5 m/s m/s Humanventilation passar ej som stallventilation Proffsiga och dyra grejor som inte passar för hästar. Konstant flöde med förvärmd luft när det skulle behövas reglerbart flöde med sval uteluft för att svalka hästarna 39

40 Taket ovanför frånluftstrumman är alldeles för lågt och den fria öppningen för liten. Detta kommer att ge en kraftig begränsning av fläktens kapacitet. Ridhus Inga luftintag på denna sida Häststall Luftintag på denna vägg Exempel på olämplig planlösning som ger dålig luftfördelning i stallet pga man bara kan ta in frisk luft från en sida. 40