牛舍環境調節

(六)熱緊迫程度之量測指標


直腸溫度可作為量測乳牛所受熱緊迫程度之直接指標,但由於量測上不太方便,且難以自動化,是以一般採行間接的以環境中溫、濕度狀況為指標,此即溫濕度指標(THI),其計算公式如下:

    THI = 0.35 * Tdb + 0.65 * Twb (Bianca, 1962)

    THI = Tdb + 0.36 * Tdp + 41.2 (ASAE standard,1988)

    DI = 0.99 * Tdb + 0.36 * Tdp + 41.5 (Thom,1959)

    其中,Tdb: 乾球溫度,Twb: 濕球溫度, Tdp: 露點溫度
       DI : 體感不舒適指數

常溫範圍下 Bianca 之 THI 值多維持在 5 ∼ 40 之間(表12a: 乾球與濕球溫度為已知, 表 12b: 乾球溫度與相對濕度為已知, 方,1995 ), 而 ASAE 之 THI 值則在 50 ∼ 95 之間(表13a: 乾球與濕球溫度為已知,表13b: 乾球溫度與相對濕度為已知,方,1995)。 兩者之間有頗大的差異,使用者不可不慎。本省學界多年來也一直使用ASAE 公式的 THI 值做為判斷熱緊迫程度之指標。 然而,在高溫高濕時增加空氣的流動(風扇吹風)有助於紓解熱緊迫為不爭之事實;但溫濕度指標無法反應空氣的流動情形;是以,科學分析上用來代表熱緊迫程度的量測指標有修正之必要。

      
表12a. 常溫範圍下 Bianca 之 THI 值(乾球與濕球溫度為已知)
乾球溫度℃
濕球溫度,℃
5101520253035
溫濕度指標 (THI),Bianca
168.812.115.3----
189.612.816.0----
2010.313.516.820.0---
2210.914.217.420.7---
2411.614.918.121.4---
2612.315.618.922.125.3--
2813.016.319.522.826.0--
3013.817.020.323.526.830.0-
3214.417.720.924.227.430.7-
3415.118.421.624.928.131.4-
3615.819.122.325.628.832.135.3
3816.519.823.026.329.532.836.0
4017.320.523.827.030.333.536.8

表12b. 常溫範圍下 Bianca之 THI 值(乾球溫度與相對濕度為已知)
乾球溫度℃
相對濕度,%
405060708090100
溫濕度指標 (THI),Bianca
1611.612.513.314.114.815.516.0
1813.314.215.115.916.717.418.6
2015.016.016.917.818.619.420.0
2216.717.818.719.620.521.322.0
2418.419.520.521.522.423.224.0
2620.121.322.423.424.325.226.0
2821.823.024.225.226.227.128.0
3023.524.826.027.128.129.130.0
3225.226.527.828.930.031.032.0
3426.928.329.630.831.933.034.0
3628.630.131.432.733.834.936.0
3830.331.833.334.635.836.938.0
4032.033.635.136.537.738.940.0

ASAE 的 THI 計算公式與體感不快指數( Discomfort Index,DI )的計算公式不僅相似, 在相同條件下二者之計算結果相差也在0.2 以內。 當 DI 值 < 60 時,人會感覺寒冷,DI 在 60 ∼ 75 之間, 則感覺頗為舒適,DI 在 75 ∼ 80 之間, 人稍感暑意,DI 在80 ∼ 85 之間,感覺悶熱,DI > 85 則感覺非常炎熱。 對乳牛而言THI < 66 皆會有正常的產乳量,THI ≧ 66 則泌乳量開始降低。 再一次證明乳牛是非常不耐熱的。

表13a. 常溫範圍下ASAE之 THI 值(乾球與濕球溫度為已知)
乾球溫度℃
濕球溫度,℃
5101520253035
溫濕度指標 (THI),ASAE
1650.858.762.4----
1847.759.863.9----
2049.260.865.468.4---
2251.661.566.870.0---
2454.061.968.271.7---
2656.561.769.673.476.0--
2858.960.870.975.077.8--
3061.461.472.176.579.682.0-
3263.863.873.278.181.483.8-
3466.366.374.079.783.185.7-
3668.768.774.581.284.887.589.8
3871.171.174.882.686.489.391.7
4073.673.674.984.088.191.193.6

表13b. 常溫範圍下ASAE之 THI 值(乾球溫度與相對濕度為已知)
乾球溫度℃
相對濕度,%
405060708090100
溫濕度指標 (THI),ASAE
1658.059.260.261.061.762.463.0
1860.761.962.963.764.465.165.7
2063.364.565.666.467.167.868.4
2266.067.268.269.169.870.571.1
2468.669.970.971.872.573.273.8
2671.372.573.674.575.275.976.6
2873.975.276.377.277.978.679.3
3076.677.979.079.980.681.382.0
3279.280.581.682.683.484.184.7
3481.983.284.385.386.186.887.4
3684.585.987.087.988.889.590.2
3887.288.589.790.691.592.292.9
4089.891.292.493.394.294.995.6

吾人確知,在高溫高濕時,加大空氣的流動(風扇吹風)有助於紓解熱緊迫。然而,由溫濕度指標無法得知空氣的流動情形;換言之,科學分析上用來代表熱緊迫程度的溫濕度指標(THI) 有修正之必要。Dukes-Dobos 與 Henschel 在 1971 年所推介使用的濕球黑球溫度值( Wet-Bulb Globe Temperature,WBGT)為目前廣為接受的用來代表熱緊迫程度的指標值( ASHRAE,1993 )。其計算公式如下:

    WBGT = 0.7 Tnwb + 0.2 Tg + 0.1 Ta

其中, Tnwb 為在自然環境下量測之濕球溫度(naturally ventilated wet-bulb temperature ),Tg 為黑球溫度,Ta 則為空氣之乾球溫度(乾球溫度計不可直接曝露在陽光下,應予以適度遮蔭)。若在室外量測則可將最末項刪除,再將倒數第二項之係數由 0.2改為 0.3。有多篇論文探討 WBGT 與環境因子之關係(Azer 與 Hsu,1977;Sullivan 與 Gorton,1976);此些環境因子包括:溫度、濕度、輻射能與空氣流動情形(風速)。將 WBGT 值描在濕空氣熱力特性圖上可得斜率為負的直線群(Family curves), 當風速為零時之斜率為-0.20kPa/℃,風速超過 0.1m/s時之斜率為-0.17kPa/℃ (註:濕氣圖上濕球溫度線之斜率為-0.07kPa/℃)。

 


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