Typischerweise werden Milchviehställe durch eine Trauf-First-Lüftung belüftet. Besonders im Sommer sind der Luftaustausch und die Temperaturabsenkung oft unzureichend, was zu einem Rückgang der Futteraufnahme bei den Kühen und damit zu niedrigerer Milchleistung sowie Fruchtbarkeitsproblemen führen kann. Um die Belüftung zu verbessern, können sowohl technische als auch bauliche Maßnahmen ergriffen werden.
Auf vielen Betrieben wird die natürliche Belüftung durch benachbarte Gebäude wie den Melkstand mit Wartehof, das Güllesilo, Fahrsiloanlagen oder Anbauten für den Milchtank deutlich beeinträchtigt. Ähnliches gilt, wenn der Stall nicht quer zur Hauptwindrichtung ausgerichtet ist. Bei älteren Ställen ist aufgrund geringerer Traufenhöhen oft weniger Luft im Stall vorhanden. Zudem ist dieser Bereich nicht selten ganz oder teilweise mit einer Mauer verschlossen. Die geringe Belüftung führt dazu, dass die erforderliche Luftwechselrate häufig nicht erreicht wird. Dies kann unter anderem zu Kondenswasserbildung im Dachraum führen, was wiederum Schäden am Bauwerk verursachen kann, wie Pilzbefall am Holz oder schwarze Ablagerungen am Ständerwerk.
Die Wohlfühltemperatur der Milchkuh liegt im Bereich von 5 bis 15 °C. Kann eine Kuh ihre Körperwärme nicht ausreichend an die Umgebung abgeben, kommt es zu Hitzestress beim Tier. Dieser kann an einer erhöhten Atemfrequenz erkannt werden, wobei ein Wert von 30 bis 50 Atemzügen pro Minute als normal gilt. Je höher die Atemfrequenz, desto größer ist der Hitzestress. Dies führt zu einer geringeren Futteraufnahme, was wiederum zu niedrigerer Milchleistung, erhöhten Zellzahlen und vermehrten Fruchtbarkeitsproblemen führt. Insgesamt wird die Kuh anfälliger für Krankheiten.
Die Trauf-First-Lüftung funktioniert aufgrund der Temperaturunterschiede zwischen innen und außen. An warmen, windstillen Tagen kommt die freie Lüftung über Thermik oft zum Erliegen, wodurch die von den Tieren produzierte Wärme kaum noch an die Umgebung abgegeben werden kann. In solchen Fällen ist es oft sinnvoll, die Wärmeabgabe durch Ventilatoren zu fördern, um das Wärmepolster auf der Haut zu durchbrechen.
Bauliche Aspekte
Liegt eine Giebelseite des Stalls in Hauptwindrichtung, sollte über Lochbleche im Giebelbereich die Luftzuführung verbessert werden. Offene, hohe Traufen und eine entsprechend dimensionierte Firstentlüftung sorgen für eine gute Belüftung, wobei der Dachüberstand nicht zu kurz sein sollte, um einen Sonnenschutz für die äußere Liegeboxenreihe zu gewährleisten. Helle und wärmegedämmte Dächer sind vorteilhaft, da der Wärmeeintrag durch das Dach im Sommer reduziert wird. Der Temperaturunterschied zwischen außen und innen ist dadurch größer, was eine bessere Thermik und erhöhten Luftaustausch zur Folge hat. Eine PV-Anlage auf dem Dach sorgt ebenfalls für eine vergleichbare Dämmwirkung. Lichtplatten sollten auf den Dachflächen mit südlicher und westlicher Ausrichtung vermieden werden, um eine direkte Sonneneinstrahlung auf die Tiere zu verhindern.
Einsatz von Ventilatoren
Durch den Einsatz von Ventilatoren werden die Luftgeschwindigkeit erhöht, der Luftaustausch gesteigert und der Kühlungseffekt verbessert. Luftgeschwindigkeiten von mindestens 2,0 m/s im Tierbereich sorgen bei Kühen für einen Kühlungseffekt, da die die Kuh umgebende Wärmeschicht zerstört wird. Im Vergleich dazu liegt die optimale Luftgeschwindigkeit im Kälberbereich bei unter 0,5 m/s. Das Zuschalten der Ventilatoren und deren Steuerung sollten temperaturabhängig und automatisch erfolgen.
Bei hohen Temperaturen suchen die Kühe aktiv angenehme, kühlere Bereiche im Stall auf. Der Liegebereich ist besonders wichtig, da sich die Tiere hier am längsten aufhalten sollen. Um angenehme Bedingungen durch angepasste Luftgeschwindigkeiten zu gewährleisten, sind mehrere Ventilatoren erforderlich. Deckenventilatoren mit großen Durchmessern, die häufig mittig über dem Futtertisch (Dachraum) angebracht werden, drücken die Luft nach unten und von dort nach außen. Hindernisse wie Aufkantungen am Fressgitter oder Liegeboxenabtrennungen können Verwirbelungen verursachen und die Luftgeschwindigkeit reduzieren, wodurch der Kühlungseffekt deutlich geringer ist. Oft wird die erforderliche Luftgeschwindigkeit zur Abkühlung von mindestens 2,0 m/s nur unterhalb des Ventilators (Durchmesser) erreicht.
Axial-Ventilatoren (Durchmesser zirka 1,20 m) haben eine Wurfbreite von zirka 4 bis 5 m und erreichen Wurfweiten bis zu 20 m. Durch die Anordnung der Ventilatoren in Längsrichtung über den Liegeboxenreihen mit einem Abstand von 15 bis 20 m und einem Neigungswinkel von 15 bis 25° wird ein guter Kühleffekt erzielt. Werden die Ventilatoren hingegen über den Laufgängen platziert, führt dies dazu, dass diese Bereiche zusätzlich ausgetrocknet werden, während der Kühlungseffekt im Liegebereich der Kühe nahezu ausbleibt. Für einen gleichmäßigen Luftstrom sollten die Axial-Ventilatoren fixiert (nicht pendelnd) eingebaut werden und nicht entgegen der Hauptwindrichtung (natürliche Lüftung) ausgerichtet sein. Aber auch Hindernisse wie zum Beispiel Kraftfutterabrufstationen oder Ständerwerk im Liegeboxenbereich bremsen den Luftstrom aus. Hier sind einzelbetriebliche Lösungen zu suchen. Ab einer Höhe von 2,70 m (Ventilatorunterkante) über der Standfläche ist kein Schutzgitter am Ventilator erforderlich. Schutzgitter reduzieren die Leistung des Ventilators um bis zu 30 %, insbesondere wenn sie verschmutzt sind. Je höher die Lufttemperatur im Stall, desto höher ist die erforderliche Drehzahl der Ventilatoren zur Sicherstellung ausreichender Luftgeschwindigkeiten zur Abkühlung. Vielfach laufen die Ventilatoren in einem Leistungsbereich von 10 bis 80 %. In diesem Bereich und bei langen Laufzeiten sind EC-Motoren beziehungsweise eine Frequenzsteuerung sinnvoll. Sie reduzieren die Stromkosten und rechtfertigen damit vielfach die höheren Investitionskosten.
Kosten und Nutzen
Um eine effektive aktive Lüftungsunterstützung sicherzustellen, wird ungefähr ein Axialventilator mit einem Durchmesser von etwa 1,20 m für jeweils 20 Kühe beziehungsweise Kuhplätze benötigt (Mittelwert aus Einzel- und Doppelliegereihe). Die Investitionskosten je Lüfter liegen im Bereich von 2.500 €, einschließlich EC-Motor oder Frequenzsteuerung sowie Einbau. Die jährlichen Kosten belaufen sich daher auf ungefähr 20 € pro Kuh. Hinzu kommen Stromkosten von etwa 25 € (50 bis 80 kWh Strombedarf je Kuh). Die Gesamtkosten liegen im Bereich von 45 € pro Kuh und Jahr und sind oft deutlich geringer als der Nutzen allein durch die höhere (nicht abgefallene) Milchleistung.
Kühlung mit Wasser
Durch den Einsatz von Wasser zur Befeuchtung über Verneblungs- oder Berieselungsanlagen wird der Kühlungseffekt zusätzlich erhöht. Allerdings ist die Luftfeuchtigkeit vielfach ein limitierender Faktor. Bei Werten von über 70 % sollte der Einsatz von Wasser zur Befeuchtung vermieden werden. Eine Wärmeabgabe durch die Kühe ist dann nicht mehr möglich (Saunaeffekt). Die wichtigste Maßnahme zur Reduzierung von Hitzestress im Milchviehstall besteht darin, ausreichend hohe Luftgeschwindigkeiten am Tier zu gewährleisten.
Fazit
In Milchviehställen wird die Luftgeschwindigkeit und damit der Luftaustausch durch den Einsatz von Ventilatoren erhöht. Luftgeschwindigkeiten von über 2,0 m/s bewirken einen Kühlungseffekt und eine Verringerung der Wärmebelastung für die Tiere. Dies ist besonders wichtig in „verbauten“ und älteren Ställen, wo die natürliche Belüftung bereits bei niedrigen Temperaturen nicht ausreicht. In vielen Fällen sind die Kosten für Technik und Strom niedriger als der Nutzen allein durch die höhere beziehungsweise nicht abgefallene Milchleistung. Bei Neubauten sollten auch die Möglichkeiten der Wärmedämmung des Stalldaches in Betracht gezogen werden.
