Lüftung ein (Miss) Erfolgsfaktor 27.01.2011 Schötz - CH E. Zentner - Abteilung Stallklimatechnik und Nutztierschutz Eine Dienststelle des Lebensministeriums
Gliederung Dienststelle - Person Situation in Österreich Klimatisierung von Schweinestallungen Zuluftsysteme und Probleme Luftverteilung im Abteil Abluftführung und Probleme Allgemeine Probleme in der Praxis Zusammenfassung
Abteilung Stallklimatechnik und Nutztierschutz Forschungsaktivitäten (mit Universitäten) Stallklimauntersuchungen in der Praxis Tierärzte LWK Tiergesundheitliche Probleme Reduzierung von Emissionen u. Immissionen Immissionsberechnungen Geruch Stellungnahmen und Beurteilungen bei Genehmigungsverfahren, im Speziellen bei Anrainerproblemen Teilnahme an Bauverhandlungen wenn Probleme zu erwarten sind Erste Konsequenzen für Betriebe!!
Entwicklung der Schweinehaltung in Ö. Schweinehalter und Durchschnittsbestand Halter Schw eine/halter Halter in 1.000 320 300 280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 72 68 64 60 56 52 48 44 40 36 32 28 24 20 16 Schweine/Halter in Stück
Entwicklung der Importe nach Ö. Außenhandel mit Lebendschweinen Importe Exporte 800 700 600 500 400 300 200 100 0 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 in 1.000 Stück
Behörde leert Stallungen Juni 2009 Widmung Freiland!
Allgemeine Diskussionen in Ö. Strukturänderung der Landwirtschaft bringt enorme Diskussionen, insbesondere im Bauverfahren, mit sich Dieser Prozess wird sich auf Grund der Tierschutzregelungen (2013 Zuchtsauen) weiter fortsetzen der österr. Schweinebetrieb hält im Schnitt 75 Schweine im internationalen Vergleich doch geringe Bestände Unkontrollierte Zersiedelung und Bebauung um unsere landwirtschaftlichen Betriebe Forderung nach Abluftreinigungsanlagen durch Behörden Zertifizierte Abluftreinigung verursacht Kosten von bis zu Euro 28,-/Mastplatz/Jahr (KTBL) = Nicht Stand der Technik Nachträgliche Vorschreibungen trotz Genehmigung per Gesetz möglich! Kosten Nutzen Diskussion der Emissionsreduktion!
Emissionsreduktion Einflussgrößen in und außerhalb des Stalles (Quelle KTBL) Bedarfsgerechte Eiweißversorgung, bis -40% Futter-/Güllezusätze -20 bis -50% Einsatz von Säuren (Benzoe) in der Fütterung, bis -40% Luftgeschwindigkeit im Tierbereich, -10 bis -50% Temperaturen - Stallklima, bis -20% Luftwechsel Luftrate Stallkühlung bis -25% Zuluftkonditionierung bis -25% Teilunterflurabsaugung (15%) und Filter bis -40% Versprühen von Öl und Wasser, für Staub bis -90%
Präferenz zur Emissionsminderung im Stall!? Geruchsemission vs. Ammoniak Durchgang 1 9.000 8.000 GE/m³ NH3 36 40 35 7.000 30 30 6.000 27 25 GE/m³ 5.000 4.000 16 20 ppm NH3 3.000 12 15 2.000 9 10 1.000 5 0 Kontrolle Versuch Kontrolle Versuch Kontrolle Versuch Probe 1 Probe 1 Probe 2 Probe 2 Probe 3 Probe 3 0
Status in der Praxis Tiergesundheitl. Problembetriebe Ca. 40 Betriebsbesuche/Jahr 90% entsprechen nicht dem BTSG Zugluft > 0,2 m/sec Keine Frischluft DIN 18910 Falsche Temperaturen Falsche Einstellung der Regelung Defekte Technik Falsches Lüftungssystem Keine angepasste Fütterung Phasen - Multiphasenfütterung Grund: Unwissenheit der Betreiber, falschen Informationen, Zeitmanagement?? Enormes wirtschaftliches Potenzial für Schweinehaltung
Status in der Praxis Veterinär mutiert zum Klimaexperten Tiergesundheit Warum? Wenn er die Wirkung auf die Tiere behandeln kann dann wird er auch die Ursachen bzw. Lösungen kennen!! Betreiber: Richtwerte bezüglich Temperaturen, rel. Feuchte und Schadgase werden sogar bewusst nicht eingehalten. Endmast und Zuchtsauenhaltung im Winter bei >25 Grad Celsius? Damit entstehen krankheitsfördernde Bedingungen durch verminderte Luftraten. Dies führt zu: hohen Schadgasgehalten, die das Gewebe der Luftwege und der Lunge schädigen hoher Keimbelastung der Stallluft hohen Staubbelastungen Auftreten von Sekundär- bzw. Folgekrankheiten
Stallklima im Bundestierschutzgesetz Mindestanforderungen für die Haltung von Schweinen: In geschlossenen Ställen müssen natürliche oder mechanische Lüftungsanlagen vorhanden sein. Diese sind dauernd entsprechend zu bedienen oder zu regeln und so zu warten, dass ihre Funktion gewährleistet ist. In geschlossenen Ställen muss für einen dauernden und ausreichenden Luftwechsel gesorgt werden, ohne dass es im Tierbereich zu schädlichen Zuglufterscheinungen kommt!!
Stallklima im Bundestierschutzgesetz Mindestanforderungen für die Haltung von Schweinen: TSchG. 18, Abs. 5.: Die Luftzirkulation, der Staubgehalt der Luft, die Temperatur, die relative Luftfeuchtigkeit und die Gaskonzentration (...) müssen in einem Bereich gehalten werden, der für die Tiere unschädlich ist!!!
Grenzwerte f. Schadgase MAK Werte CIGR (1984) Empfehlung NH 3 50 ppm 20 ppm 20 ppm CO 2 5000 ppm 3000 ppm 2000 3000 ppm H 2 S 10 ppm 0,5 ppm 0 ppm CO 10 ppm 10 ppm 0 ppm
Beispielbetrieb
Betriebsbesuch 12/2010 280 Zuchtsauen im BL NÖ -Veritables Gesundheitsproblem -Flüssigmist Slalomsystem -Eingebautes Rührwerk -3 x täglich zur Vermeidung von Sinkschichten
Aufgaben der Stalllüftung Zugluftfreie Frischluftversorgung der Tiere Abtransport von: Feuchtigkeit Schadgasen, insbesondere: Kohlendioxid Ammoniak Schwefelwasserstoff Abführung der Tierwärme im Sommer Ausgleich von großen Temperaturunterschieden im Raum
Klimatisierung Sollzustand Oberflurzuluft: So großflächig als möglich! Niedrige Eintrittsgeschwindigkeit! Bandbreite an Temperaturen günstig! Keine Zuluft entlang der Wände! Angepasste Zulufttemperaturen - Hitze - Kälte Unterflurzuluft Nahe am Tier entsprechender Unterbau! Vorwärmen der Zuluft in der Mast unerlässlich Frischluft??? Praxiserfahrungen oft negativ!
Unterflurzuluft in der Mast Vorsicht! Abluft Zuluft
Problem Kaltluftabfall in den Güllebereich
Welches Lüftungssystem? Unzahl an Systemen am Markt Jedes Lüftungssystem funktioniert zufriedenstellend, wenn alle notwendigen Details berücksichtigt werden und ein systemkonformer Betrieb erfolgt. Es geht daher nicht um die Frage: Welches System ist am besten? Sondern: Bei welchem System ist das Gesundheitsrisiko für die Tiere im Falle einer FEHLBEDIENUNG oder Fehlfunktion am niedrigsten? Problem in Österreich: keine Prüfung der Systeme notwendig alles wird verkauft und eingebaut!
Zuluftkonditionierung Zuchtsauenstallungen Enorme Probleme mit Hitzestress Verringerte Milchleistungen Verwerfungen steigend Umrauscherquote erhöht Maststallungen Leistungsdepression Rückkehr zur Unterflur - Zuluft Nutzung von Zwischenräumen und Kanälen unter den oder außerhalb der Stallungen
Literatur Optimalwerte in Warmställen der Haltungsabschnitte (DIN 18910) Maststall Strohlos 18-24
36.4 C 36 Problematik 34 32 30 sp3 sp1 28 26 25.5 C Völlig differenzierte Ansprüche von Sau und Ferkel 20 Optimaltemperatur für Muttersau 30 für Ferkel in der 1. und 2. Woche Lüftungstechnisch nicht einzuhalten und regelbar Schaffung von 2 Klimazonen innerhalb 1 Bucht Mikroklimazone als Ferkelnest oder Ferkelplatte Zusätzliche Belastung der Sau durch zu hohe Temperaturen der Ferkelplatten
Umrauscherquote OÖ Abb. 2: Sauenumrauscherquote 2003 bis 2005 VLV - Ferkelringe 24,0 22,0 20,0 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Monat Jahr 2003 Jahr 2004 Jahr 2005
Umrauscherquote SBS Steiermark
Kühlwirkung durch Cool Pads
33,0 31,0 29,0 27,0 25,0 23,0 21,0 19,0 17,0 15,0 Kühlwirkung durch Cool Pads Temperaturverlauf Außentemp. Temp. nach CoolPad Temp. Zentralgang Temp. Abteil 1 Temp. Abteil 2 00:00 00:45 01:30 02:15 03:00 03:45 04:30 05:15 06:00 06:45 07:30 08:15 09:00 09:45 10:30 11:15 12:00 12:45 13:30 14:15 15:00 15:45 16:30 17:15 18:00 18:45 19:30 20:15 21:00 21:45 22:30 23:15 00:00 Tageszeit Temperatur in Celsius
Zuluftkonditionierung
Zuluftkonditionierung
Praxisbetrieb 1
Beschreibung Zuchtsauenbetrieb (350 Sauen), der die Zuluft über 4 Unterflurkanäle in die Abteile einbringt Ansaugmöglichkeiten je nach Erfordernis nord- oder südseitig auch beidseitig möglich Keine Heizung installiert, Konditionierung der Zuluft über die groß dimensionierten Unterflurkanäle Unterflurkanäle sind so angeordnet, dass die Frischluft den Sauen unmittelbar am Atmungsorgan zur Verfügung steht, sich durch die Wärmeabgabe der Tiere mit der Stallluft vermischt, anschließend hochsteigt und Oberflur wieder abgesaugt wird
Strömungsbild Unterflurzuluft
Betrieb 1
Betrieb 1
Betrieb 1 - Winter
Betrieb 1 - Sommer Stalltemperaturen im Wartestall an keinem Tag über der 30 C-Marke An über 90% der Tage lagen die Temperaturen im geforderten Bereich zwischen 16 und 25 C Tag-Nacht-Schwankungen der Außentemperatur von mehr als 15 Kelvin Differenzen innerhalb des Stalles von durchschnittlich 4 Kelvin Luftfeuchtigkeiten in Anlehnung an die Optimalwerte zwischen 60 und 80% rel. Feuchte
Beschreibung Betrieb 2 400er Zuchtsauenstall Zuluft über Porendecke Zuluft gelangt über den gedämmten Dachraum (5cm Paneele) durch eine Porendecke (Alulochplatte mit 5cm Dämmung) in die Stallabteile und wird anschließend Oberflur wieder abgesaugt Installation der Messtechnik erfolgte im Abferkelstall, wobei verschiedene Messpunkte innerhalb des Stalles herangezogen wurden
Praxisuntersuchung Betrieb 2
Betrieb 2 - Sommer
Betrieb 2
Luftverteilung Lüftungssysteme Porendecke Ganz- oder Teilflächig 75% Anteil in Österreich Schwere Mängel in der Ausführung!
Ausführung Zuluftsysteme Dichte Ausführung entlang der Wände Zugluft Kondenswasser!
Ausführung Zuluftsysteme Vermeiden von Falschlufteinträgen, 25% unnötiger Energieverbrauch
Ausführung Zuluftsysteme Dichte Ausführung um die Abluft Vermeidung von Luftkurzschlüssen
Ausführung Zuluftsysteme Vermeiden von Falschlufteinträgen, Optimale Ausführung!
Ausführung Zuluftsysteme Vermeiden von Falschlufteinträgen
Luft geht immer den Weg des geringsten Widerstandes!
Ausführung Zuluftsysteme Porendecke mit Installationsöffnung über Futtergang!
Ausführung Zuluftsysteme
Fehler bei Sensorpositionierung?
Fehler bei Sensorpositionierung
Fehler bei Sensorpositionierung?
Luftverteilung Lochdecke ohne Dämmung Widerspricht ohne Zuluftvorwärmung im Winter wegen unkontrollierter Luftverteilung dem Bundestierschutzgesetz!
Falschluft über die Gülle
Falschluft über die Gülle 20% aller Betriebe
Falschluft über die Gülle 20% aller Betriebe Vom ersten Tag der Inbetriebnahme, 365 Tage im Jahr
Aktuelle Untersuchungen Neuer Maststall Vater Tochter in OÖ 1000 Mastschweine, Back Stop Schönhammer Zuluftdecke 40 Gülleabdeckungen im Zentralgang Tiergesundheitlich und wirtschaftlich am Ende!
Aktuelle Untersuchungen 79 ppm NH3
Aktuelle Untersuchungen 7 m³/std. bei einem Durchmesser von 2,5 cm
Zuluftsysteme was ist zu beachten! So großflächig als möglich! Teilfläche erhöht Eintrittsgeschwindigkeit und Unterdruck und damit die Energiekosten! Undichtheiten entlang der Wände und um den Abluftschacht absolut vermeiden! Lochdecken und Systeme ohne Dämmung nur mit Zuluftvorwärmung zu betreiben Kondenswasser, Hygiene, erhöhte Emissionen! Kaltlufteinträge in den Güllebereich vermeiden! Achtung bei Positionierung von Heizquellen entlang der Wand und einseitlicher Frischluft Walzenbildung!
Abluftführung Grundsatzentscheidung Einzel- oder Zentralabsaugung Frage ob Wärmetauscher ja/nein Klärung der Anrainerfrage Keine Probleme = Einzelabsaugung möglich Probleme zu erwarten = Zentralabsaugung Hoher Ausblaspunkt Hohe Ausblasgeschwindigkeit
Ausführung zentrale Abluft Absolute Dichtheit in den Dachraum Verwendung von Nut Feder Platten oder H Profilen Rechtwinkelige Umlenkungen vermeiden Alle Kanten gerundet oder umgelenkt Druckverluste in die Ventilatoranschaffung einrechnen Gruppenschaltung mit Bypassklappe zur Gewährleistung von hohen Abluftgeschwindigkeiten bei Anrainernähe!
Ausführung zentrale Abluft Exakte Einbindung der Ventilatoren Je > Kanal desto < Widerstände = Energiekosten Ableitung von Feuchtigkeit - Begehbar
Ausführung zentrale Abluft
Ausführung zentrale Abluft
ZIEL: Verbesserungspotenzial durch Maßnahmen an der Abluft Abluft möglichst ungehindert mit hoher Geschwindigkeit in höherliegende Luftschichten verfrachten punktuelle Verfrachtung und schnellstmögliche Verdünnung der geruchsintensiven Stallluft Anteil an Calmen (Windstille) ist in 5m Höhe doppelt so hoch wie in 10m Höhe
Höhe des Emissionspunktes - Quellhöhe Ziel: Verlagerung der Abluft in permanent winddurchströmte Schichten diffuse Quellen vermeiden Stark verbesserte Situation für die unmittelbaren Anrainer und benachbarten Betriebe aus hygienischer Sicht
Kaminabdeckung bei mech. Lüftung??
Reduktionsmaßnahme: Entfernen der Kaminabdeckung Simulation bei voller Lüfterleistung
Reduktionsmaßnahme Diffusor? Erhöhung der Querschnittsfläche reduziert die Abluftgeschwindigkeit Druckverluste verringert = Zunahme des Luftvolumenstroms oder geringerer Energieverbrauch Vermischung Abluft Frischluft durch Öffnungen an der Unterseite des Diffusors Bei Einsatz eines Diffusors ist die Ablufteinheit um 1 Meter zu erhöhen! (Prüfbericht DLG) Diffusor niemals unter First montieren!!
Reduktionsmaßnahme Diffusor Bruch der Abluftfahne unmittelbar an der Austrittskante, Abluft wird zur Zuluft für den eigenen Stall!!
Baubehördlich geschlossener Betrieb in der Stmk.
Reduktionsmaßnahme Einsatz einer Weitwurfdüse Wirkung durch Reduzierung der Austrittsfläche = höhere Ausblasgeschwindigkeit Fragwürdige Investition Verwirbelungen der Abluft bei hohen Geschwindigkeiten und Bruch der linearen Abluftfahne möglich Erhöhte Druckverluste mit ständig höheren Energiekosten 10% verringerte Luftrate möglich Zusätzliche Lärmemissionen! Verlängerung der Kamine um 1 Meter bringt mehr als der Einsatz einer Weitwurfdüse!
Vorschreibungen durch die Behörde! Neuer Maststall neben Vierkanthof mit zentraler Abluft Baubehörde schreibt ganzjährig hohe Ausblasgeschwindigkeit und Weitwurfdüsen vor Alle Kamine müssen auch im Winter mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden!?? Anrainerbeschwerden bezüglich Geruch und Lärm Antrag auf Amtshilfeverfahren an Raumberg Gumpenstein Entsprechende Untersuchung im Beisein der Anrainer
Gegenüberstellung: Kamin, Weitwurfd., Kaminverläng., Diffusor, Diffusor + 1m
Reduktionsmaßnahme Bypasslüftung Wirkung: Steigerung der Ausblasgeschwindigkeit durch Luftbeimischung mittels Zusatzgebläse im Dachraum aber: Beträchtlich erhöhte Energiekosten zusätzliche Lärmemissonen Verwirbelungen im Abluftkanal verursachen einen Bruch der linearen Abluftfahne = Nicht Stand der Technik
Verbesserungsmaßnahme Nachleitrad (Ziehl Abegg AG) Wirkung: Drallminderung und Zunahme der Abluftströmungsgeschwindigkeit durch verbesserte Strömung Verlagerung der Abluft in höhere Schichten durch verbesserte Fahnenüberhöhung Je höher die Windanströmgeschwindigkeit desto besser der Effekt Leicht erhöhte Druckverluste
Zusammenfassung Lüftungssysteme Lüftungsprobleme mit erhöhten Schadgaswerten bringt nachweislich Leistungseinbußen und hohen Medizinaleinsatz! Enormes Potenzial zur Verbesserung des Stallklimas! Enormes Potenzial zur Verbesserung der wirtschaftlichen Situation auf den einzelnen Betrieben! Enormes Potenzial zur Verminderung der Emissionen und damit auch der Immissionen! Offensive Herangehensweise durch den Landwirt ist erforderlich! Spätestens beim nächsten Bauvorhaben werden Probleme mit Anrainern und Behörden offensichtlich!
Zusammenfassung Allgemein Prüfung von Stalleinrichtungen im Bundestierschutzgesetz 2005 verankert aber nie umgesetzt! Enorme Unsicherheit für den Landwirt! Standardisierte und geprüfte Systeme könnten Probleme im Stall und um den Stall minimieren. Einschätzung der Ammoniakminderung durch Optimierung des Stallklimas mit 30% Neue VDI 4250 Umweltmedizinische Bewertung von Bioaerosolimmissionen ist im Anflug!! Forcieren wir länderübergreifend die Verbesserung und Minderung im Stall, zum Vorteil der Tiere, des Landwirts der Anrainer und der Umwelt.
www.raumberg-gumpenstein.at