（八）紓解熱緊迫之對策

在高溫多濕的氣候下，防暑對策是很重要的，針對夏季的暑熱，使用環控設備調節環境內的溫、濕度僅為輔助辦法，最基本的還是應從結構的設計、方位及建地的選擇開始。

其次，為了減少進入禽畜舍內的熱度，須控制日射與增加防熱之功能。並為了舍內散熱、動物體的放熱與不良氣體之移走，須促進通風。由於本省禽畜舍多為開放或半開放式建築，是以在建地的選擇與結構設計上應以風的活用為著眼點。若仍不足，可再配合風機行強制通風或採蒸發冷卻方式等來緩和暑熱。正確的降溫方法應是多管齊下才能收相輔相成之功效。

（一）結構設計

1. 在結構的設計上，對新蓋的牛舍，有以下幾點建議，第五項（含）以後的建議，同時適用於已蓋好的牛舍：
2. 較高的建築：若擬全靠自然通風來降溫，無其它降溫措施，則屋頂應高，建議採四米或更高，若有配合其它降溫措施如外遮蔭、風機、造霧等，則屋頂高度可稍減，但仍有其低限。
3. 屋頂使用隔熱材料或隔熱塗料：一般使用烤漆鐵板或在石棉瓦底下加一層防熱板，可減少由外面傳導進來的熱量。屋頂外層塗上白色塗料或選擇白色之材料可降低日射吸收量。
4. 屋頂開天窗：允許上升的熱空氣可由上方離開。太子樓、雙翼開展型、鋸齒狀或煙囪狀設計均可（圖25），本省以太子樓型為較常見，但並不表示此型式為最佳。

   圖 25. 屋頂具開口之多種牛舍設計

5. 採用開放或半開放的建築：配合場地的選擇，夏季之風向等，善加利用自然通風方式來降溫。
6. 使用風機：可在屋頂開口下方加裝抽風風扇以加強換氣量，亦可直接對牛體吹風。
7. 屋頂灑水：將水直接噴灑於畜舍屋頂，靠水份蒸發帶走潛熱降低屋頂溫度，未蒸發的水可經由天溝回收利用。
8. 使用外遮蔭：外遮蔭系統平時可採固定安置方式，遮蔭布幕距屋頂應至少有 20cm 之距離以允許空氣流通，其原因可參考表15。 表15 所示為靜滯的空氣層與允許空氣流通之空氣層，各不同厚度下之熱傳導係數值。外遮蔭系統應提供手動收起功能，以防止強風時吹壞。
9. 使用內遮蔭：目的在將熱阻隔於遮蔭布幕之上方，配合風機之使用可將上方較熱空氣抽走。內遮蔭系統可採固定安置方式，唯注意不要擋了下層空氣至屋頂開口之路徑。
10. 使用側遮蔭：側遮蔭系統可有伸出式或捲揚式兩種，兩式皆可在強日照時遮蔽強光；但就降溫之目的而言，伸出式會優於捲揚式，因為前者屬屋簷之延伸，可遮住較多之直射光線，後者在捲下遮蔭時會減少入風口面積較為不利。後者之優 點在於不佔面積、價廉，亦可在低溫或強風時提供保溫與擋風之功能，前者則無此附屬功能。
    

註：空氣層之長度為 4 公尺，靜滯空氣層之風速為 0， 允許空氣流通時之風速為 0.3 m/s.

（二）方位選擇與控制日射

在規劃禽畜舍的方位時，要考慮陽光的入射方向。如夏季要避免直射舍內，而冬天偏要求直射。在本省，禽畜舍建屋的方向應以東西向為主。東西向長棟的禽畜舍，在夏季的早晨，從北側及東側會有直射光進入舍內，在傍晚，會從北側及西側有直射光進入舍內，日間則幾乎沒有直射光線（如圖 26a ）。 南北向的禽畜舍，在夏季之上午時分，從東側會有直射光線進入舍內；下午則有直射光線由西側進入舍內（圖 26b ）。 完全開放型結構可配合側遮蔭系統之安裝，尤其是那些南北向長棟，已無法修改的禽畜舍。又周邊可多種樹來擋直射、散射與反射光的進入，但需注意應不影響風（尤其是南風）的進入。

圖 26. (a）東西向的禽畜舍與夏季的太陽光之入射方向示意 圖 (b）南北向的禽畜舍與夏季的太陽光之入射方向示意圖 **** 此部份光線可直射舍內

（三）屋頂及屋簷高度

Bucklin 等（ 1992 ）建議寬度為 12 米（ 40 呎）或更小的建築， 其屋簷高度應至少維持 3.6 米（ 12 呎），若寬度增加則屋簷高度應增加至 4.2 米（ 14 呎）或以上以避免牛舍中央部份通風不良。屋簷高度在 4 米以上，屋頂高度當在 5.5 米以上（假設斜度為1:3 ）。牛舍的屋頂高度愈高，熱空氣上昇後蓄積於頂部離牛體會愈遠，其往下的長波輻射量會大幅減少為其優點，但結構需加強，增加建築成本，為其最大之缺點。Bucklin 等提出上述建議值之基本考量在通風是否良好，並未考慮到任何由四周進入牛舍的輻射能量。其之所以如此考量乃因其所設計之牛舍多有邊牆，僅在邊牆中下方開放，有別於本省之完全開放式無邊牆之牛舍。

本省開放式牛舍的設計仍應維持高的屋頂，但屋簷則不宜太高，因為越高的屋簷，直射光線進入室內的累積時間愈長，其累積總量也愈高，不利於降溫。屋頂要高，屋簷不宜高，再加上為了減小受風面，屋頂斜度不宜大的限制，最終的結論便是寬度要加大。但是寬度加大，在牛舍的中央部份很可能會通風不良，是以使用風機來協助通風亦屬必要。

表 16 所示為各不同斜度下牛舍寬度與屋頂至屋簷鉛直高度之關係， 若屋頂高度為已知，則扣除表 16中屋頂至屋簷之鉛直高度即可求出屋簷高度。

表 17 所列為屋簷高度設計因子一覽表，表中所列為本省各月月中由上午七時至下午五時之太陽高度角（太陽光線與水平面之夾角）之正切函數值。表中以雙線圍住的區域為本省之熱季中較熱之時段，為設計屋簷高度之重要參考值。以下以三個實例說明表 17 之用法。

1. 欲設計一畜舍，在7月15日間，太陽時間上午10點，太陽光照入室內之距離不能超過2米，則屋簷高度應為多少 ?

   解：由上表找出對應值，其值為 1.81， 則允許之屋簷高度最高為 2 x 1.81 = 3.62 米
   

2. 有兩畜舍屋簷高分別為 3米及5米，在7月15日下午2點，太陽光照入室內之距離各為多少? 又，屋簷高5米之畜舍，使用伸出式側遮蔭系統後，屋簷之延伸高度相當於3米，側遮蔭需伸出多長才能使直射光不會進入畜舍。

   解：由上表找出對應值，其值為 1.99，
   

   　　屋簷高 　　太陽光照入室內之距離
   　　3 米 　　　　3 / 1.99 = 1.51 米
   　　5 米 　　　　5 / 1.99 = 2.51 米
   

   　　又，側遮蔭系統需伸出 1.51 米
   

3. 欲設計一畜舍，在 6,7,8,9,10 月間，太陽時間上午 10 點至下午 2 點的範圍內，太陽光照入室內之距離不能超過 4米， 則屋簷高度應為多少?

   解：由上表之框線區內找出最小值，其值為 0.96，

   則允許之屋簷高度最高為 4 x 0.96 = 3.84 米
   

本省新的牛舍建築， 其屋簷高度在 3.5 米或以上者，可考慮使用捲揚式側遮蔭系統以降低進入牛舍內之輻射量（注意仍需維持足夠之通風面積）；亦可考慮使用伸出式側遮蔭系統以延伸屋頂斜面降低屋簷高度，使進入舍內的輻射量大幅降低，加強遮蔭效果。

（四）加強減熱與防熱

屋頂應加強減熱與防熱，外遮蔭、內遮蔭與屋頂灑水之目的都在減熱，減熱需其它附屬設施、資材或能量，防熱則在設計階段即應加以考量，所以防熱比減熱更重要。防熱需注意日射吸收率與隔熱材料的選擇，在東西向建築的南側屋頂更要特別採用日射吸收率較少與熱傳導係數較小的材料。

日射吸收率與顏色相關，純白色為 0.4，普通白為 0.5，黑色則為 0.95。反射率的計算為 1 減去吸收率。屋頂外部漆成白色有利於光線之反射，可降低吸熱量。屋頂內部漆成黑色有利於日射的吸收，其相對的反射至下方動物體的能量便會減少。

熱傳導係數則與材質相關。 表 18所示則為屋頂內面溫度與室內氣溫之差想保持在 2 ℃、5 ℃和 10 ℃以內時， 隔熱材料所需的熱阻值，括號內則為以保麗龍（ Polystyrene foam ）為隔熱材料時的相當厚度（單位為 mm ）。

（五）屋頂開口

足夠的屋頂開口面積對自然通風而言是絕對必要的。以下計算公式提供太子樓設計上之參考。 太子樓屋頂開口寬度以 W 表示，牛舍寬度以 Width （以呎為單位）表示，則 W 應至少相當於下列公式之計算值。 不同牛舍寬度下太子樓屋頂開口寬度之最小建議值如表 19所示（方，1995）。

　　　　W = 1 呎 + (Width/10 - 2) * 2 吋

（六）促進通風

通風是為了排除舍內對家畜生活上不必要且有害的熱、水分、二氧化碳與氨等不良氣體，並補給新鮮空氣而施行。在擠乳時乳牛呼吸加速，環境內二氧化碳量提高，是以在擠乳之同時亦應加強擠乳區之換氣。屋頂上方有開口之建築有利於自然通風，亦可加裝朝上之風機以加強通風效果。室內外溫差造成空氣密度差，熱空氣密度小較輕，所以會往上，若屋頂較高則由於煙囪效應之關係，往上的空氣流量也會加大。若屋頂有開口，則熱空氣可由開口逸出避免蓄積。屋頂開口可有多種設計方式，如圖25所示，其中以太子樓之設計在本省為最盛行。自然通風的風量大小可以用以下公式計算（Albright, 1990）。

　　　　.
　　　　V = 2 A (g △h (Ti - To)/Ti )^0.5

其中 V 為風量率 (m³/s), g 為重力加速度，△ h為入風口與出風口之鉛直距離（ m ），Ti 與 To 則分別為室內、外之絕對溫度（ K)，如圖27a 所示。 上式假設入風口與出風口為等面積，若二者面積不等時，上式應使用較小之面積值計算（一般為屋頂開口之面積），再用下式計算修正因子：

　　　　Y = a + b X^1.5 + c X³ + d ln(X)

上式中 Y 為增加之風量率（ % ），X 為入出或出入風口之面積比，X 之範圍為大於等於 1，小於等於 6，若比 6 大則以 6 計算。上式中 4 個係數值分別為 5.0573762， - 5.1630212， 0.10777564及 48.581499。上式為圖27b 之迴歸公式（ r²=0.9999）。真正自然通風的風量率應以下式計算：

　　　　.　　　　.
　　　　Vreal =　V ( 1 + Y/100 )

由圖27b 可知維持入口面積為出口面積之 4 ∼ 6 倍，可增加約38 ∼ 40% 的風量率，入口面積繼續加大則助益不大。由圖27a 可知，屋頂愈高，入風口愈低，則△ h 值增加， 亦可增加風量率，此即所謂的煙囪效應。要求入風口低，可透過降低屋簷或以低的屋簷配合側遮蔭系統來達成。綜合上述之探討，可有以下之結論：欲加強自然通風之效果，首先屋頂上方應有適當的開口面積，屋頂能高則高，入風口則能低則低，但需維持入風口面積為出風口面積之 4 ∼ 6 倍。

圖 27. (a) 自然通風風量率計算公式中各項參數之示意 圖 (b) 出風口與入風口面積不等時計算風量率之修正因子

表 20 所示為一般決定換氣量的設計指標，表 21 所示則為乳牛舍換氣量的建議值。

圖 28. 乳牛舍之二氧化碳含量（摘自 北海道農試，1981）

如圖 28 所示，在擠乳時牛舍之二氧化碳量為最高，是以在擠乳之同時亦應加強換氣。

當自然通風之風量不足時，可採用風機來強制送風，牛舍中一般採用扇徑約 1 米的大型風機； 其可安裝於中央走道上方或於牛床上方，如圖 29 所示。不論何者，其均應使進入的風能貫穿全棟牛舍。

圖 29. 牛舍中常見的風機之安裝位置，(a) 安裝於中央走道上方，(b) 安裝於牛床上方

前述兩種安裝方式可達通風換氣之目的，但對牛體則無送風之效果，是以其對牛體之熱緊迫現象不能有立竿見影之舒解功效。

（七）對牛體吹風或灑水

如圖 30 所示為牛舍內對牛體吹風之風機的三種常見裝設方式。此三種方式均為將上層高溫的空氣向下吹，嚴格論之，皆不恰當。不過，三者中以 (3)為最佳。此三種方式對牛體均能有舒解熱緊迫之功能應歸功於促進空氣之流動，而非降溫。再者，應避免長時間對牛體直接不斷送風。

圖 30. 牛舍內對牛體直接吹風之風機的三種常見裝設方式 圖 31. 使用塑膠軟管直接向牛體送風

亦可使用塑膠軟管直接向牛體送風，如圖 31 所示。選擇合適的風機為系統成敗之關鍵，不僅要注意風量，同時亦應注意操作時噪音之大小，噪音過大會影響牛隻之進食情緒。另外，亦應採間歇送風方式，持續送風並不適當。塑膠軟管前端之風機箱中可配合造霧裝置以利用蒸發冷卻原理進一步降溫。

目前用在減緩或降低牛隻熱緊迫的方法中亦有使用間歇性灑水（淋浴）方式來達到蒸發散熱之目的。其使用方式與豬隻之淋浴相同。Bucklin 與 Turner （ 1991 ）指出，在濕熱氣候中採用直接對牛隻灑水（淋浴）配合強制通風的系統，其產乳量比一般完全無降溫設施的系統多出 7 ∼ 15 ﹪。 然而，過濕的地面提高牛隻產生腐蹄病（蹄葉炎，Lamintis ）的機率，泥濘的地表容易污染母牛之乳房， 造成清洗上的困擾，不僅增加工時且浪費用水。若未清洗乾淨更可能污染乳品。

（八）自走風機加旋轉造霧法

筆者於草屯洪姓酪農之牧場測試兩種降低熱緊迫的方法，分別用來「解悶」與「去熱」，兩者應一併使用。 本系統於 1995 年 5 月完成安裝， 同年 6 月至 8 月該酪農戶於全省 DHI 酪農戶場平均乳量排行榜中名列第一，其產量分別為平均 8722 公斤與 8726 公斤（資料來源：酪農天地雜誌，第 10 期及第 11 期），與前一年同時期之產量相比（ 83 年六月產量低於 7667 公斤， 八月產量為平均8097 公斤）。 產量大幅成長絕對是由於酪農之辛勤與認真，但降溫設施之無害且有利於牛奶之生產應是無庸置疑。業者目前已決定自費將全場加裝本套系統，統一由電腦自動監控。以下簡述此兩種方法及其優點：

• 使用自走式風機

  若將風機直接吹到動物體上，固然可臨時解除熱緊迫現象，但吹久了容易生病，這點禽畜與人無異。將風機加掛於往復自走機構上，來回移動的風機對某定點的動物而言，其接受的風為由小而大（由遠而近），再由大而小（由近而遠）。形式上較接近自然風，感覺上較為舒適，可直接吹到動物體上（圖 32 ），且風速之上限值可比前述國外之建議值高。

  圖 32. 自走式風機之使用情形

  有空氣流動便不會覺得悶，熱緊迫現象可獲得舒解。此法尚優於前述加裝造霧裝置的塑膠軟管方式，因為後者在風量大小上無法調整，靠兩段定時器做間歇送風之控制僅能達到控制有無送風，其風量大小為固定，而無大小之別。
  

• 使用旋轉離心式造霧機

  淋浴降溫的方法或許適用於豬與鴨，卻不見得適用於牛與雞，因為太濕的地面不僅會造成動物的不適，更是病毒菌繁殖的溫床，如牛隻的腐蹄病等。

  由於造霧機產生之水霧可完全蒸發，不會附著在下方的動物體上，是以可適用所有動物，更不會弄濕地面。
  

  需注意的是室內的濕度，動物在熱緊迫時之水份產生量均頗高， 以 650 公斤的乳牛為例，其在合適溫度範圍內其水份產生量為每小時 170 克， 在熱緊迫環境下更可能高達每小時 1300 克。由牛體產生的水份再加上造霧設備的使用，畜舍內極可能濕度過高，是以需配合風機之使用來提高內外空氣的交換量，使牛舍空氣暢通且保持乾燥。
  

  旋轉離心式造霧機在降溫方法上仍屬風機微霧法，但是不使用噴嘴，水霧粒徑經使用雷射微粒粒徑量測儀（ Malver System 2400 ）量測後得知約為 43 微米。在一般天候狀況下只需有 0.5 米∼ 1 米之距離即可完全蒸發。使用上建議將此機懸吊於禽畜舍中動物體高度上方約 1 米之距離，在 1 米距離內無任何平面、斜面或管線之接觸為最佳。 每台造霧機之用水量為每小時 4.8 公升，使用功率為 0.1馬力。使用上平均每八至十二坪之面積配合一台造霧機與一小型軸流式風機（圖 33），造霧機單獨使用時則以六坪之面積為宜。 以下簡述此法之優點：
  

  圖 33. 旋轉離心式造霧機配合一小型軸流式風機之使用情形

  1. 水霧可完全蒸發，其所需之蒸發潛熱由畜舍上方之熱空氣供應，熱空氣之熱被帶走所以可達降溫目的。
  2. 上方空氣降溫，密度增加，較重的涼空氣下降，下方之熱空氣上升，形成強制產生的對流。
  3. 由於熱輻射量與絕對溫度之四次方成正比，畜舍上方空氣降溫，其對地面之熱輻射量也大幅降低。
  4. 微細之水霧可完全蒸發不會附著在下方的動物體上，是以可適用所有動物，更不會弄濕地面。
  5. 旋轉離心式造霧機對用水的水質要求很低，其對建築的氣密程度也並無特別需求，且完全不需高壓，較之一般使用噴嘴的高壓噴霧系統不僅操作上較為方便，安全且易於安裝與維護。
  6. 使用效率不致受畜舍氣密程度的影響，開放、半開放或密閉式畜舍均可使用。
  7. 使用的旋轉離心式造霧機與軸流式風機皆為國產品，一套的價格合計約在台幣四千元左右，較之其它同樣採用蒸發冷卻原理的降溫設施便宜許多。

（九）對使用噴嘴噴霧降溫的建議

前述旋轉離心式造霧機之用水量為每小時 4.8 公升， 屬低流量，是以在操作時可持續噴霧，且由於顆粒微細，所以在常溫範圍內能百分之百蒸發，且不需耽心開放式牛舍內是否濕度會太高，在控制與管理上頗為方便。若改為使用噴嘴噴霧方式則應注意噴霧持續之時間、風機之配合情形、水壓、安裝高度與水質等。

若以一坪面積配合一個噴嘴，且每個噴嘴的用水量相當於一個前述旋轉離心式造霧機用水量來估算，若連續施用，則用水量為前述使用旋轉離心式造霧機之 6 ∼ 10 倍，其降溫程度可較快， 但牛舍內空氣濕度達到 100% 的機會也相對提高許多。如前所言，環境中過高的濕度會使乳牛耐熱程度降低（透過蒸發來散熱之功能受到抑制），所以除了需採間歇式噴霧方式外（可使用兩段式定時器）尚需配合大風量將過濕的空氣迅速排出。 再者， 水壓需至少維持在每平方公分40 公斤（ kg/cm² ）或以上，才能產生細微的顆粒。 水壓不足水珠顆粒過大將無法完全蒸發，水珠行進距離太短亦無法完全蒸發，其最終均會造成地面或牛體潮濕，則與灑水方式無異，此非使用噴霧法之目的。

除了水壓與安裝高度之問題外，水質亦是另一個需時時留意之重要課題，尤其本省大多數酪農皆使用地下水，是以噴霧系統使用之水在進入噴霧系統管路之前的過濾絕對不可省，若經費許可應考慮軟水處理。