強制通風與水簾冷卻系統對雞隻生產的影響
Rober W. Bottcher
美國北卡羅來納州立大學生物及農業工程系
摘 要
蒸發冷卻與強制通風是在熱的天氣，甚至潮濕氣候下用來預防或減緩雞隻緊迫的方法。水簾冷卻系統是一種有效率的蒸發冷卻方法，它是藉由強制通風方式，使空氣經由水簾片進入雞舍當中蒸發冷卻，必須使空氣的溫度降到低於雞隻體表溫度，而且強制通風也是必須的。一些研究也指出，在溫暖的天氣下，採用蒸發冷卻與強制通風可增進雞隻生長，一個溫度與風速指數，可用來確定排風與蒸發冷卻設備的效能。在潮溼的氣候中，如何去控制在中溫情況 ( 如夜晚 ) 下，不使雞舍內的濕度過高，是件非常重要的事。
一、前 言
蒸發冷卻是一種藉由水份蒸發來降低空氣溫度，同時使得濕度提高的方法。在溫暖的天氣中，噴霧冷卻系統與蒸發冷卻系統 ( 水簾冷卻 )，均可於雞舍中使用，雖然水簾冷卻系統也許比噴霧冷卻系統來得貴，但水簾冷卻系統不必清理噴嘴，也不會使雞舍內澣濕。
水簾冷卻系統大部份均比噴霧冷卻系統來得有效率，Xin et al ( 1994 ) 等人發現，水簾冷卻系統在維持隧道式排風系統的雞舍於適宜的溫度上，比噴霧冷卻系統來得有效率多了。
雖然濕度的增高降低了蒸發冷卻的效能，但甚至在潮濕的氣候中，蒸發冷卻系統仍然可在一天中最熱的時段，將氣溫降低 5℃。
當氣溫接近雞的體表溫度時，它的散熱能力會大大的降低，由此在有強制通風的情況下，將溫度降到低於雞隻體表溫度幾度是必須的。在實驗研究方面，Cantom et al ( 1983 ) 做了有關降低成熟肉種雞熱緊迫，經由增高濕度與降低空氣溫度 ( 蒸發散熱 )，來指出雞隻體溫與呼吸速率的影響，Simmons and Deaton ( 1989 ) 也用蒸發散熱系統在熱及潮濕的環境下，增加大肉雞的生長成績，蒸發散熱系統增加了，9 週齡雞隻平均體重 290 g ( 2,938 對 2,648 g )，也增進 9 週齡的飼料轉換率達 0.06 g 飼料／g 體重 ( 2.28 對 2.34 g／g )。Gatet 與 Timmons ( 1988 ) 也利用電腦模式來預測蒸發散熱系統在溫帶氣候對蛋雞生產的明顯效益，這些影響使蒸發散熱系統在雞舍設計利用上廣泛流傳。
二、雞隻溫度與風冷效應
雞隻的深部體溫基本上在一天 24 小時內變化的度數不大，但如果持續升高雞隻體溫，會導致雞隻的熱緊迫，雞隻不斷地產生代謝上的熱，所以牠必須去掉一定量的熱來調節體溫，雞隻可藉由主要的方式來散熱，此又分為有感與無感散熱。有感的散熱包含了傳導、對流與輻射，是藉由溫度的差異來排散，有感的散熱趨向於使雞舍內的溫度增高，而無感的散熱包括了從雞隻體表 ( 如皮膚與肺 ) 散出形成水分，它趨向於使雞舍內濕度提高。
雖然雞在高濕度的狀況下會降低其對無感熱消散程度，但雞仍然能藉著它的肺蒸發相當多量的水，這是因為在雞肺部中的空氣溫度較雞舍內空氣的溫度高出許多 ( 也因此達到最高的濕度 )。
因此，喘氣是雞隻增加無感散熱的方法，也是熱緊迫的指標，相對的，有感的散熱也會增加。降低空氣的溫度與增加空氣流動的速率 ( 速度 )，為兩種主要的增加有感散失的方法。空氣的溫度可藉由蒸發冷卻系統，如水簾系統或機械式的空調系統，這些都相當昂貴，空氣流動的速率也可藉由排風系統來增加 ( 如隧道式排風系統藉由天花板上的調節孔來調節 ) 或者藉由室內的排風扇。
因為空氣的溫度與空氣流動的速率，對雞隻散熱有極大的影響。一個極準確的雞隻溫度 — 對風速的指數，對蒸發冷卻系統與排風系統的設計有相當的幫助。Timmons ( 1991 ) 提出了一個將已出版的雞隻溫度與風速資料為基礎的雞隻溫度 — 風速指數，如下：
Twind index＝0.451 Tair–0.456ln ( Vair ) Tair＋6.832ln ( Vair )＋8.225 ( 1 )
Twind index＝雞所感受到的空氣溫度
Tair＝空氣溫度
Vair＝雞隻所感受到的風速
這溫度與風速指數以方程式 ( 1 ) 表示，在圖 1 顯示，以下為範例。
範例：假設空氣溫度為 31℃，空氣速度為 1m／秒，則由 Timmons 模式所顯示出雞所感受到的溫度 T＝22℃，比實際空氣溫度低 9 ℃。
因此 Timmons 模式預測出的風速大大降低了實際的溫度，這就是為什麼隧道式排風系統在熱天中如此有效率 ( 它使風高速吹過雞隻 )。但此種種模式，不適用於空氣溫度超過 35℃的情況，因為此溫度已超過大多數的雞隻體表溫度，而 Timmons 模式是以較低溫的數據為基礎，而此模式也是以吹過雞隻的風速為基礎，常常都低於隧道式通風系統的雞舍的平均風速。這是歸因於排風效率高過其雞舍的橫切面體積。因為雞舍像一支短的吸管，因此雞舍高度中央位置的風速，一定高過接近地面處的風速。
因為這個原因，Timmons 模式通常採用雞舍中平均風速的 50 -75%做為雞隻所感受到的風速。假設我們採用雞舍內平均風速的 50%，做為雞隻所能感受到的風速設計為 1m／秒 ( 如圖 1 所示 )，可得知我們最少需 2m／秒的平均風速通過雞舍，這樣的需求將大大增加風管式排風系統的風扇排風量需求，因此採取其他方式來增加雞隻所感受的風速 ( 如利用天花板上的調節簾 ) 將更顯得重要。
如果能獲得更多精確的資料來修正雞隻溫度，則溫度 — 風速指數如方程式 ( 1 )，可使操作者用來比較不同的排風方式與溫度控制裝置。
為了提供一個實際的空氣溫度值，在所謂的“適當室內溫度”20 ~ 23℃範圍之間，在圖 1 中顯示出了該指數，同時可用來確定必須的溫度設定值，或其他控制對排風扇及水簾系統的方法。
與例：風冷 ( 實際 ) 空氣溫度在 20℃的情況下，在空氣溫為 26℃ 及 34℃的範圍下，從圖 1 可得知它們所需的風速分別為 1.0m 及 1.5m／秒，在中間空氣溫度，雞所感覺得到的風速將介於 1.0m／秒與 1.5m／秒之間。以隧道式排風系統而言，如要計算其雞舍內的風速，必須將這些風速都加上 50%，而如果能將雞舍橫切面區域加上排風率，則其結果將倍增。
雖然此溫度 — 風速指數 ( 方程式 1 ) 並沒有考慮濕度，但增高濕度可降低雞隻無感散熱。在一些情況溫度與濕度的聯合反應造成緊迫，尤其是在低風速的情況下，當空氣溫度在適度的緊迫溫度下 ( 如 30℃ )，且濕度相當高的情況下，通常是有效的避免使用蒸發冷卻系統，而依靠強制通風來提供風冷的。在表 1 中顯示出，有些控制系統已發展出如果發現室內相對濕度太高 ( 如超過 75% )，則不啟動蒸發冷卻系統。
在有水簾冷卻系統的情況下，具體的做法是可藉著將水簾冷卻系統整晚都關掉，或將水簾啟動溫設定較高，來避免水簾冷卻系統在晚上啟動，以防止相對濕度過高。
溫度 — 風指數 ( 方程式 1 )，也沒有考慮到高的空氣溫度，如超過 35℃的情況。
因為肉雞體表溫度 ( 頭與翅 ) 的表面溫度約在 35 ~ 40℃之間 ( Bettcher et al. 1992 )，對流冷卻 ( 風冷 ) 的效果必須在空氣溫度低於家禽體表溫度才能發生功用，而溫度要降低也必須在此種情形下才可能發生。
在相當高的環境溫度下，如不考慮濕度問題，蒸發冷卻仍是必須的，因為持續的強制通風，一樣是避免熱緊迫的必要方法。
三、水簾冷卻系統與強制通風效果
經由強制通風與蒸發冷卻系統使空氣溫度降下，在溫暖或炎熱的天氣中，家禽的熱緊迫就可避免或大大減少，這些在雞隻生產上，可得到降低死亡率、增重增加、蛋重增加、整齊度佳等結果。
水簾冷卻系統藉著降低雞隻維持舒適狀態所耗能程度的減少，及避免熱緊迫，可使雞隻在溫暖的天候中達到它們的生產潛力。
( 85 年度家禽飼養管理研討會 )
中國畜牧雜誌第五十六冊合訂本
1996年七月號至1996年十二月號
第 28 卷 (96) 第 7 期 ( 145 ~ 149 )