Kvalita stájového prostředí zároveň ovlivňuje konverzi krmiva. Při nízké teplotě prostředí dochází současně i ke zvýšení spotřeby krmiva, potřebného na produkci tepla. Naproti tomu zvířata ustájená ve vysokých teplotách prostředí přijímají menší množství krmiva a důsledkem tohoto stavu je pokles denního přírůstku.
Jedním z nejčastějších nedostatků nejen v modernizovaných či adaptovaných stavbách pro chov zvířat, ale i při projektování a výstavbě nových stájí jsou (ve vztahu k makroklimatickým podmínkám prostředí) neřešené otázky tepelně izolačních vlastností obvodových konstrukcí stájového pláště, popřípadě špatně navrženého nebo nevhodně využívaného větracího zařízení. Čímž dochází ke značným zbytečným tepelným ztrátám
Význam tepelné izolace objektů pro chov zvířat je možné v našem klimatickém pásmu spatřovat především v minimalizaci ztrát tepla prostupem v průběhu mrazivého (<–10 °C) a mírného zimního (–10 až 0 °C) makroklimatického období roku. Avšak tepelná izolace má svůj význam i v horkém letním (>20 °C) makroklimatickém období, kdy chrání ustájené jedince před tepelným stresem, vyvolaným přehřátím stájového prostoru.
Při projektování a výstavbě stájí je třeba počítat s různými místními klimatickými podmínkami venkovního počasí a klimatu, jehož jednotlivé faktory (zejména teplota, vítr, vlhkost, sluneční záření, barometrický tlak aj.) ovlivňují stav stájového mikroklimatu. Stejně tak je třeba vyřešit a při provozu vhodnými opatřeními udržovat vzájemný vztah mezi produkcí a ztrátami tepla ve stáji.
Jejím výpočtem získáme přehled o produkci tepla (zvířaty a ostatními zdroji tepla) a o ztrátách tepla (jednotlivými stavebními konstrukcemi a větráním). Současně lze vypočítat, do jakých minimálních teplot vnějšího prostředí je možné, při optimálním obsazení stájového prostoru zvířaty, udržet ve stájovém prostoru optimální tepelně-vlhkostní mikroklimatické podmínky pro daný druh a kategorii ustájených zvířat.
Stáje pro chov drůbeže
Pro ustájení zvířat mohou sloužit stáje nezateplené a zateplené. V různém stupni chrání ustájená zvířata před nepříznivými vlivy makroklimatu.
Nezateplené stáje poskytují omezenou ochranu (pouze před srážkami a větrem), musí být řešeny vždy jako stáje otevřené. Používají se pro sezónní ustájení např. vodní drůbeže, pasoucích se zvířat. Musíme však počítat s tím, že v těchto stájích se část energie přijatá v krmivech v zimním období spotřebuje na udržení stálé tělesné teploty.
Zateplené stáje mohou být použity pro ustájení všech druhů a kategorií zvířat. Při jejich projektování se musí pro zimní období vypočítat jejich tepelná bilance.
Při výpočtu tepelné bilance vycházíme z makro- a mikroklimatických výpočtových hodnot (výpočtové teploty a relativní vlhkosti vzduchu venkovní a vnitřní). V našich klimatických podmínkách počítáme tepelnou bilanci stájí pro zimní období.
Zdrojem tepla ve stáji jsou především zvířata, která produkují určité množství volného tepla, jímž vyhřívají stájový prostor. Každý organismus je vlastně malá energocentrála, vyrábějící energii, kterou, na rozdíl od skutečných elektráren, pokrývá především vlastní spotřebu. Co vyprodukuje, spotřebuje pro vlastní metabolismus a do okolí předává hlavně přebytečné teplo a produkty odpadní (exkrementy).
Například organismus nosnice produkuje teplo s výkonem asi 15 wattů tepla. Z haly pro 1000 nosnic pak uniká za hodinu až 150 kW. To má velký význam nejen pro projektanty zemědělských staveb, ale i pro provozovatele stájí. Způsob, jakým se s tímto odpadním teplem hospodaří, hraje v efektivitě, tj. ekonomice živočišné výroby nemalou roli.
Ztráta tepla prostupem představuje jak z veterinárně-hygienického, tak i ekonomického hlediska ztrátu zbytečnou, kterou je třeba maximálně omezit. V optimálních podmínkách musí tepelně-izolační vlastnosti vnějších stěn a stropů stájí vylučovat při výpočtových makro- a mikroklimatických hodnotách kondenzaci vody na vnitřním povrchu těchto konstrukcí. Toto lze považovat za minimální požadavek. Z hlediska ekonomického je však žádoucí, aby tato tepelná izolace byla ještě lepší.
Naproti tomu ztráta tepla větráním představuje potom z veterinárně-hygienického hlediska ztrátu nutnou pro ohřátí odpovídajícího množství přiváděného vzduchu k udržení optimálních mikroklimatických podmínek (vlhkost vzduchu, koncentrace stájových plynů, prašnost, mikrobiální kontaminace vzduchu) ve stáji.
Tepelná bilance stáje
V zimě vychází většinou tepelná bilance stáje negativní. V některých případech (u nejmladších věkových kategorií zvířat, u kterých po narození ještě není dostatečně vyvinuta termoregulace – kuřata, selata) je nutné vyrovnávat tepelnou bilanci přitápěním, kdy výše negativní tepelné bilance udává potřebný výkon topného zařízení.
Při výpočtu tepelné bilance stájí pro chov drůbeže vycházíme ze základních fyziologických parametrů. Tělesná teplota kuřat po vylíhnutí je 38–39 °C, teprve ve stáří asi deset dnů se zvyšuje zhruba na 41,7 °C, během dne kolísá v rozmezí 1–1,5 °C. Při nízkých teplotách prostředí kuřata hynou. Kuřata v prvním týdnu po vylíhnutí nejsou schopna udržet svou tělesnou teplotu, a to až do té doby, než se vytvoří péřový pokryv, který zajistí dostatečnou izolaci a regulaci tělesné teploty. V komerčních systémech chovu drůbeže je proto odpovídající množství dodatečného tepla zajišťováno různými topnými zařízeními.
Nízké teploty prostředí vedou k zvýšenému příjmu krmiva, a tím většímu příjmu energie. Krmiva svou energetickou hodnotou odpovídají požadavkům na záchovnou energii, kdy je zohledňován také péřový pokryv těla. Pokud je tato tepelně izolační vrstva porušena, ztráty tělesného tepla jsou až o 50 % větší než u dobře opeřeného těla nosnice. Energie obsažená v krmivu nad hodnotu záchovné potřeby je využita pro růst a zabezpečení reprodukčních funkcí.
Požadavky na teplotu prostředí jsou pro různé věkové kategorie odlišné. Vycházíme ze stanovení termoneutrální zóny, která ovšem může být ovlivněna v důsledku příjmu živin a energie v krmivu. V prvním týdnu má pro brojlery a kuřice termoneutrální zóna rozpětí 34–36 °C, ve stáří pěti týdnů 32–35 °C a v 52 týdnech 18–24 °C.
Ovšem doporučované rozmezí teplot pro odchov je nižší než rozmezí termoneutrální zóny, aby tato nižší teplota stimulovala příjem a využití krmiva. Mladá kuřata se snaží vyhnout chladu schoulením a kolektivní termoregulací, prochladlá zvířata mnohdy přestávají přijímat krmivo a vodu a uhynou na dehydrataci a vyčerpání. U starších jedinců je limitujícím faktorem úroveň ventilace, kdy musí být zajištěna alespoň minimální výměna vzduchu. Pro udržení dostatečné teploty mnohdy chovatelé zvyšují hustotu osazení stáje, čímž ovšem dojde ke zmenšení podlahové plochy na jeden kus, resp. zvýšení počtu ptáků na jednotku plochy, co má ovšem negativní vliv na jejich zdravotní stav i pohodu.
Fyziologické změny vyvolané nízkými teplotami prostředí zahrnují zvýšení tělesné hmotnosti, tukových zásob a tvorby tepla. Vzrůst tělesné hmotnosti následně redukuje plochu na jednotku tělesné hmotnosti a přímé tepelné ztráty. Objevuje se svalový třes pro zvýšení produkce tepla zvířaty a mění se metabolická úroveň za účelem zachování normální tělesné teploty.
Pokud se z různých důvodů v průběhu letního makroklimatického období zvyšují tepelné zisky a ptáci nejsou schopni se přebytečného tepla zbavit, přestávají přijímat krmivo, aby snížili tvorbu tepla a mění se vnitřní metabolismus a chování k zajištění rychlejšího odvodu tepla z organismu.
Při teplotě vnějšího prostředí okolo 20 °C dokáže dospělá nosnice odvést z těla 900–1000 KJ tepla za den, kdežto brojler pouze okolo 600 KJ. Při teplotách prostředí převyšujících 28 °C dochází u drůbeže především ke zvýšení dechové frekvence, využívající ochlazujícího efektu odparu vlhkosti z dýchacích cest a plic. V tomto stavu ptáci svěšují křídla a začínají těžce dýchat. V závislosti na zvyšování teploty prostředí dochází k lineárnímu snižování tepelných ztrát, a to u nosnic asi 20 KJ na každý 1 °C a asi 12 KJ u brojlerů o hmotnosti 2 kg.
Při krátkodobém působení vysokých teplot prostředí se ptáci dokážou na tyto podmínky adaptovat redukcí tepelné produkce dilatací podkožních cév a snížením pohybové aktivity. Ovšem při dlouhodobé expozici ptáci postupně ztrácí tělesnou hmotnost, snižuje se tepelná produkce a vzrůstá relativní povrch těla na jednotku tělesné hmotnosti.
Zimní a letní období
V zimním období roku je výměna vzduchu větráním ve stájích většinou nedostatečná a také mikroklima je nejhorší.
Nedostatečným větráním v zimním období dochází k nárůstu relativní vlhkosti vzduchu. Snížení teploty stájového vzduchu vyvolává u zvířat zvýšenou intenzitu metabolismu, tím i vyšší produkci vodní páry dýcháním, následné zvýšení obsahu vodní páry v ovzduší. Zvýšení relativní vlhkosti vzduchu, zejména při nedostatečné izolaci obvodových konstrukcí stájového pláště, přibližuje dosažení teploty rosného bodu na stěnách, což vyvolá jejich zvlhnutí. Vysrážená vodní pára vytváří příznivé podmínky pro množení plísní a bakterií. Výsledkem zvlhnutí stěn je samozřejmě i další zhoršení tepelné bilance stáje.
Pokud tento řetězec příčin a následků nepřerušíme, vznikají podmínky pro snížení tělesné teploty ustájených zvířat (hypotermie), které zvyšuje pravděpodobnost onemocnění. Kombinace vysoké vlhkosti vzduchu a jeho proudění podporuje aerogenní přenos mikroorganismů mezi ustájenými zvířaty, a tak přispívá k šíření respiračních onemocnění.
Růst a množení mikroorganismů v prostředí stájí je možno přerušit mezi jednotlivými turnusy vhodnými asanačními zákroky. V průběhu zimního makroklimatického období může nízká teplota vzduchu ve stájích s nedostatečnou tepelnou izolací respektive ve stájích nezateplených na jedné straně výrazně ovlivnit výslednou účinnost dezinfekce, a na straně druhé zhoršit podmínky pracovního prostředí pro ošetřovatele, kteří budou asanaci stáje provádět.
Nejjednodušším řešením tohoto problému je odstranění hrubých organických nečistot (vyhrnutí podestýlky, odstranění zbytků krmiva,…) bezprostředně po vyskladnění zvířat a následná temperace ustájovacího prostoru tak, aby nízká teplota vzduchu v prázdné stáji (mnohdy pod nulou) nebyla příčinou snížení účinnosti mytí, čištění a dezinfekce.
Pro letní období v našich klimatických podmínkách běžně tepelnou bilanci nepočítáme. Tepelná bilance je v době tropických veder pravidelně pozitivní. Výměna vzduchu v horkém letním makroklimatickém období musí být řešena z hlediska odvodu tepla, produkovaného metabolickou aktivitou zvířat i tepla, které při ohřevu budovy slunečními paprsky sekundárně zvyšuje teplotu stájového vzduchu. Nástup pozitivní bilance zpomalujeme různými způsoby: např. zastíněním stájí výsadbou stromů, zvýšením odraznosti ploch, zejména střech, zlepšením tepelné izolace stropů uskladněním steliva nebo krmiva v půdním prostoru apod. Přehřátí organismu, zejména u zvířat ve výkrmu, bráníme zvýšením rychlosti proudění vzduchu na 0,5–1,5 m/s. Jen v některých chovech můžeme využít chlazení.
Po ukončení turnusu v průběhu horkého letního makroklimatického období je výhodné asanaci stáje provádět nejlépe v době, kdy teplota vzduchu v objektu nedosahuje extrémních hodnot, tj. v časných ranních hodinách (např. mezi 6. a 7. hodinou ranní) nebo v pozdní odpoledne či večer (po 19. hodině).
Funkcí tepelné izolace stáje je v chladném makroklimatickém období snižování tepelných ztrát z obvodových konstrukcí stájového pláště, kdy optimální rozmezí teploty vzduchu ve stájovém prostředí je zajišťováno samotnými ustájenými zvířaty nebo vytápěcími systémy (vytápění stáje lokálními topnými zdroji, popř. vytápění celého prostoru stáje).
Dobrá úroveň tepelné izolace snižuje potřebu doplňkového vytápění a nepřímo tak vede i k lepší konverzi krmiva drůbeží. Teplo ze stáje se ztrácí především stropem, resp. stropně střešní konstrukcí a stěnami stavby. Například při rozdílu teploty 22 °C mezi vnitřním a vnějším prostorem u stěn z typických neizolovaných stavebních materiálů dochází k tepelné ztrátě prostupem okolo 307 KJ/h/m2, naproti tomu u střechy a stěn s průměrnou úrovní tepelné izolace mohou ztráty tepla prostupem klesnout až na 37,5 KJ/h/m2.
Možnosti snižování teploty
Významnou funkcí tepelné izolace v horkém letním makroklimatickém období je snižování průniku tepla a tím ohřívání stájového prostoru z vnějšího prostředí.
Nejvíce tepla do stáje proniká stropem, resp. stropně střešní konstrukcí. Uplatňuje se zde radiační záření jako forma elektromagnetického vlnění, kdy teplo přechází z teplejšího objektu na chladnější bez zahřátí vzduchu. To může být na jedné straně prospěšné, jako je tomu v radiačních líhních, anebo také zhoubné pro nejstarší věkové a tedy i hmotnostní kategorie drůbeže ustájené v halách s nedostatečnou úrovní tepelné izolace, kde dosahuje mortalita, i přes používání nejlepšího větracího systému, 10 až 15 % i více.
V letních měsících mohou být plechové střechy vyhřáté až na teplotu 66 °C i více, a tak vyzařovat do vnitřního prostředí stáje okolo 340–398 KJ/h/m2.
U stájí s nedostatečnou úrovní tepelně-izolačních vlastností obvodových konstrukcí stájového pláště (v první řadě stropu) dochází v horkém letním makroklimatickém období k výraznému prohřívání stájového prostoru. V těchto případech je nutno uvažovat o instalaci zařízení, ochlazujícího vzduch přiváděný do stájového prostoru, a to např. chladicími, resp. mlžicími nízkotlakými, resp. vysokotlakými tryskami, instalací chladicích panelů, popř. tepelných čerpadel, čímž je možno dosáhnout snížení teploty ve stáji až o 3–6 °C oproti teplotě venkovního vzduchu.
Ke snižování teploty stájového vzduchu je možné využít také snížení hustoty osazení nebo zvýšení rychlosti proudění vzduchu vertikálně instalovanými ventilátory nad životní zónou zvířat zajišťující horizontální proudění vzduchu.
Odpovídající odvod tepla je zajištěn při rychlosti proudění vzduchu okolo 2 m/s. Pokud však vzroste teplota prostředí nad 41 °C, zvýšené proudění vzduchu naopak napomáhá vzrůstu tělesné teploty. Pro zmírnění mortality v takových extrémních podmínkách chovatelé v některých zemích využívají přímé smáčení peří studenou vodou.
Klíčové informace
– Význam tepelné izolace objektů pro ustájení zvířat je možné v našem klimatickém pásmu spatřovat především v minimalizaci ztrát tepla prostupem v průběhu mrazivého a mírného zimního makroklimatického období roku.
– Tepelná izolace má ovšem svůj význam i v horkém letním makroklimatickém období, kdy chrání ustájené jedince před tepelným stresem, vyvolaným přehřátím stájového prostoru.
– Úroveň tepelné izolace obvodových konstrukcí stájového pláště ovlivňuje nejen zdravotní stav ustájených zvířat, jejich užitkovost, ale i účinnost asanačních opatření, realizovaných ve stáji v období mezi turnusy. Samozřejmě vše výše uvedené má vliv i na ekonomickou rentabilitu chovu.
Doc. MVDr. Pavel Novák, CSc.,
Tekro spol. s r. o., Praha
Ing. Gabriela Malá, Ph.D.,
Výzkumný ústav živočišné výroby, v. v. i., Praha-Uhříněves
