日燈與月燈技術在牛舍照明設計中的應用

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）來國內交流時首先提出的，他們與北美很多大學合作做了很多研究，同時也在美國的牧場上得到了應用。在國內，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公司的月燈產品功能，采用國內的熒光燈具，通過控制試驗驗證了該理念。雖然效果和美國研發的日燈（DAY-LIGHTER）及月燈（MOON-LIGHTER）產品尚存差距，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。在后期設計的張北宏文牧業項目上，此設計理念被業主接受并在牧場設計中采用。

1 電氣照明設計的原則

電氣照明設計的原則：（1）根據國家照度標準為依據，并參照有關國外照明標準進行設計；（2）滿足建筑的功能；（3）考慮實際經濟效益；（4）節約無謂消耗的能量；（5）節能需滿足環境保護的要求。

2 奶牛場合理設計照明的重要性以及注意事項

照明質量的好與壞，直接關系到牧場運營及管理人員的工作環境，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境。而且合理的照明設計，使病牛更便于發現。

照明的設計需滿足照度的要求，即滿足照明的照度、色溫、顯色指數、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，可得出如下結論：（1）奶牛產量可提高5%～16%；（2）采食量增加6%；（3）無奶牛出現繁殖能力弱的情況（奶牛繁殖能力強）；（4）后備牛的繁殖性能略有改善。

設計時需注意照度均勻。如果設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。有人為避免該現象產生，采用增加燈的布置方式，但是增加燈的數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，準確計算加牧場設計經驗很重要。牧場設計時采用的燈具有：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甲方要求的造價進行選擇。

牧場設計時對于自由臥床牛舍至少應有2 個回路，燈具開關要設置在牛舍進出口的端頭，牛舍內燈具采用照明配電箱內開關集中控制，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境。日燈（DAY-LIGHTER）以及月燈（MOON-LIGHTER）是組合產品，把燈具安裝在一起，通過控制系統做轉換，仿自然光，提高奶牛舒適度。該技術可節約能源，并提高產奶量。一般需要根據當地日照的情況設定日燈（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用節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）理念在牧場的應用

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

美國VES公司日燈（DAY-LIGHTER）以及月燈（MOON-LIGHTER）產品是經歷30 多年的研究才開發出來的，而且燈具的生產廠家有著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，發現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，可節約一半的用電量，同時每頭?？稍黾?～2 磅的牛奶產量。在國內牧場的設計上，雖然我們通過設計借鑒了日燈（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 國內牧場的設計思路

在國內牧場設計上的改進型日燈（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計原理為：在照明的設計上，既進行了能滿足奶牛采食以及行走要求的日燈的設計，同時又在采食通道上增加了月燈的設計，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

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