日灯与月灯技术在牛舍照明设计中的应用

文∕曹凯军 逯运鹏 潘 英

（北京东石北美牧场科技有限公司）

关于日灯（DAY-LIGHTER）以及月灯（MOON-LIGHTER）的理念是东石国际牧场专家团队核心成员美国VES公司（VES Environmental Solutions，LLC）来国内交流时首先提出的，他们与北美很多大学合作做了很多研究，同时也在美国的牧场上得到了应用。在国内，某著名牧场国外运营场长也提出了该理念，为了减少投资成本，我们借鉴了VES公司的月灯产品功能，采用国内的荧光灯具，通过控制试验验证了该理念。虽然效果和美国研发的日灯（DAY-LIGHTER）及月灯（MOON-LIGHTER）产品尚存差距，但也起到了既保证奶牛在夜间能得到很好的休息，同时又能满足工人操作需求的作用。在后期设计的张北宏文牧业项目上，此设计理念被业主接受并在牧场设计中采用。

1 电气照明设计的原则

电气照明设计的原则：（1）根据国家照度标准为依据，并参照有关国外照明标准进行设计；（2）满足建筑的功能；（3）考虑实际经济效益；（4）节约无谓消耗的能量；（5）节能需满足环境保护的要求。

2 奶牛场合理设计照明的重要性以及注意事项

照明质量的好与坏，直接关系到牧场运营及管理人员的工作环境，同时合理的照明可以让奶牛更顺畅的活动，增加奶牛活动量及采食量，从而提高牧场管理水平，为牧场提供更加安全愉快的工作环境。而且合理的照明设计，使病牛更便于发现。

照明的设计需满足照度的要求，即满足照明的照度、色温、显色指数、眩光值；光源的选择；光源的颜色及照度分布的均匀性。研究表明，如果日灯+自然光的照明时间为16 h，月灯的照明时间为8 h，可得出如下结论：（1）奶牛产量可提高5%～16%；（2）采食量增加6%；（3）无奶牛出现繁殖能力弱的情况（奶牛繁殖能力强）；（4）后备牛的繁殖性能略有改善。

设计时需注意照度均匀。如果设计的照度不均匀就会有些地方明亮，有些地方黑暗，同时会有阴影出现。有人为避免该现象产生，采用增加灯的布置方式，但是增加灯的数量势必会造成前期建造成本以及后期运营成本的增加。因此，准确计算加牧场设计经验很重要。牧场设计时采用的灯具有：金属钨卤灯、日光灯、LED灯。近年来，采用日光灯具的牧场逐步增加，如恒天然牧场；还有些牧场采用了LED灯，如澳亚牧场。具体灯具的采用需根据甲方要求的造价进行选择。

牧场设计时对于自由卧床牛舍至少应有2 个回路，灯具开关要设置在牛舍进出口的端头，牛舍内灯具采用照明配电箱内开关集中控制，便于运营人员操作，控制方式可采用人工和时间控制2 种方式。同时在灯具设计时做好接地保护。

3 照明的新理念

美国VES公司提出的日灯（DAY-LIGHTER）以及月灯（MOON-LIGHTER）理念为：日灯（DAYLIGHTER）的概念是仿自然光的概念，让牛只感觉无论在阴雨天还是在傍晚及凌晨都能感觉如在自然光的环境下活动。月灯（MOON-LIGHTER）也是仿自然光的概念，让牛只在晚上休息时如同沐浴在月光下。月灯（MOON-LIGHTER）的照度不仅要能满足夜间活动的要求，同时也可为奶牛提供夜间的环境。日灯（DAY-LIGHTER）以及月灯（MOON-LIGHTER）是组合产品，把灯具安装在一起，通过控制系统做转换，仿自然光，提高奶牛舒适度。该技术可节约能源，并提高产奶量。一般需要根据当地日照的情况设定日灯（DAY-LIGHTER）以及月灯（MOONLIGHTER）的开启时间。将日光灯和夜光灯合理布置后，增加的部分投资可在未来较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。

4 满足奶牛需求的照明设计基本要求

表1 是推荐的照度要求，仅供参考。

表1 推荐的日光灯（DAY-LIGHTER）照度

5 日灯（DAY-LIGHTER）以及月灯（MOON-LIGHTER）理念在牧场的应用

5.1 日灯（DAY-LIGHTER）以及月灯（MOON-LIGHTER）产品性能说明

美国VES公司日灯（DAY-LIGHTER）以及月灯（MOON-LIGHTER）产品是经历30 多年的研究才开发出来的，而且灯具的生产厂家有着100 多年的历史。该灯的使用寿命为100 000 h，而且很多部件是可以回收的。表2是各种灯具的使用寿命对比，美国VES公司的灯具为无极灯，但是使用寿命要高于一般无极灯产品。

表2 各种灯具的使用寿命对比表

美国威斯康辛FIVE STAR牧场主表示，他采用日灯（DAY-LIGHTER）以及月灯（MOON-LIGHTER）替换了部分灯做比较，发现奶牛更喜欢在日灯以及月灯下活动，同时由于该灯在同等功率下照度高，可节约一半的用电量，同时每头牛可增加1～2 磅的牛奶产量。在国内牧场的设计上，虽然我们通过设计借鉴了日灯（DAY-LIGHTER）以及月灯（MOONLIGHTER）的概念，既满足凌晨以及傍晚的照度要求，又满足奶牛夜间休息的要求，但还是推荐采用美国VES公司的专业灯具。图1是组合式日灯（DAYLIGHTER）以及月灯（MOON-LIGHTER）在犊牛舍及泌乳牛舍的安装效果图。

图1 组合式日灯（DAY-LIGHTER）以及月灯（MOON-LIGHTER）在犊牛舍（左）及泌乳牛舍（右）的安装效果

5.2 国内牧场的设计思路

在国内牧场设计上的改进型日灯（DAY LIGHTER）以及月灯（MOON-LIGHTER）平面布置如图2所示。

图2 国内牧场中改进型日灯（DAY-LIGHTER）以及月灯（MOON-LIGHTER）平面布置

我们采用新照明理念的设计原理为：在照明的设计上，既进行了能满足奶牛采食以及行走要求的日灯的设计，同时又在采食通道上增加了月灯的设计，月灯的回路可单独控制。在夜晚打开月灯即可。既能满足运营要求，又能让奶牛在夜晚更好地休息。月灯的设计照度为20～50 Lx；奶牛在50 Lx以下照度时就认为是夜间，但人在20 Lx以上照度时可以进行观察等活动。

6 小结

在以牛为本，提高奶牛舒适度方面，除了照明的设计，还可以在通风的设计、卧床的设计、粪污处理方面的设计等方面进行改进。此次提出的DAYLIGHTER以及MOON-LIGHTER理念就是想把先进的技术与大家分享，希望能推动行业的进步。希望我们在推广动物福利方面能更进一步，为奶牛创造一个更为舒适的环境，使奶牛舒适度最大化，减少疾病的发生，使奶牛有回归自然的感觉，使牧场效益提高，实现共赢。