现代奶牛场的规划与设计综述

现代奶牛场的规划与设计综述作为奶牛养殖业者，追求和实现奶牛健康、优质、高产、高效、和谐、可持续是基本目 标。因此，不但要有优良奶牛品种、科学的饲养管理，也要有奶牛场科学的规划设计、先进 适用的饲养工艺，只有给奶牛创造适宜的生活环境，才能保障奶牛的健康和奶牛场生产的高 效率运行。目前国际和国内流行的奶牛场设计（红色为增加，下同）的主要特点可概括为散栏饲养。 它主要由以下的环节组成如全混日粮饲喂、机械厅挤奶、机械或人工结合清粪。在奶牛场建 筑与牛舍环境控制上与国际接轨，主要是体现在奶牛场的规划设计要突出奶牛的舒适、环境 干燥、保证原料奶的质量，考虑合理的养殖规模以及管理实现智能化。环境上要创造适宜奶 牛生产生活所需的温度、湿度、光照、空气质量、粪污无害化处理、防疫安全隔离等。目前在国内，机械化和智能化在规模化奶牛场的普及率在不断提高，具体包括智能化挤 奶设备和TMR饲料搅拌车。在管理上全面实行EDT系统管理：E指奶牛生产环境的全面控 制;D指奶牛群生产性能改进的测定系统（DHI）,是在北美地区推行的改进奶牛品种和提高牛 群生产性能的记录量化管理方式;T是指TMR全混日粮饲喂方式。三者全面配合，从环境、 奶牛品种以及饲料饲喂上协同达到提高奶牛场效益。同时结合“奶牛场或奶牛养殖小区智能 化信息管理系统”，提高管理效率和准确性、可靠性、系统性。为促进国内奶牛场的建设和 发展，以下分五个专题，结合国内实际，兼收国外的先进经验，对我国和国外发达奶业国家 现代奶牛场的规划设计进行分析，以供业内人士参考。一、奶牛场的场地规划与布局1、确定合理的奶牛场养殖规模养殖规模大小是奶牛场区规划与设计的重要依据，养殖规模大小的确定应考虑以下几个 方面：1.1 自然资源特别是饲草饲料资源，是影响饲养规模的主要制约因素。生态环境对饲养规模也有很大 影响。1.2 资金情况奶牛生产所需资金较多。资金回报率较低，投资回收周期长。资金雄厚，规模可大，总 之要量力而行，进行必要的资金运行分析。一般情况新建一个奶牛场，包括牛舍、挤奶厅、 青贮窖、粪污处理、供电以及道路等附属设施和挤奶、饲喂设备，按设计存栏头数，平均每 头牛投资约 0.61 万元。因不同地区、生产方式、榨乳方式、粪污处理等投资强度差异很 大。1.3 经营管理水平社会经济条件的好坏，社会化服务程度的高低，价格体系的健全与否，以及价格政策的 稳定性等，对饲养规模有一定的制约作用。在确定饲养规模时，应予以考虑。1.4 场地面积奶牛生产，牛场管理，职工生活，病牛隔离治疗与粪污处理区及其他附属建筑等需要一 定场地、空间。牛场大小可根据每头牛所需面积、结合长远规划计算出来。一个比较理想的 存栏 1000-1500 头奶牛场，采用散栏饲养， TMR 饲喂，一般占地面积为： 150-180 亩，长/ 宽=1.2/1 或方形场地为好（土地利用系数最高）;建筑系数： 20-25%;绿化系数： 30-35%;道路系 数： 8-10%;运动场地和其它用地： 35-40% 。1.5 品种因素规模饲养奶牛应根据乳品加工产品对原料奶的要求来选择品种。不同奶牛的品种，体型 大小差异较大，影响奶牛的占地面。如荷斯坦奶牛，美加系体型较大，欧系较小 ;荷斯坦体 型相对较大，娟姗牛体型较小。在设计牛舍、挤奶厅等建筑和内部设施时需要考量这些因素。2、奶牛场的场址的选择奶牛场场址的选择要有周密考虑，更要符合防疫规范要求。统盘安排比较长远的规划。 因此，必须与当地农牧业发展规划、农田基本建设规划以及今后修建住宅等规划结合起来， 必须适应于现代化养牛业的需要。所选场址要有发展的余地。奶牛场的场址的选择要求如下：2.1 地势高燥奶牛场应建在地势高燥、背风向阳、地下水位较低，具有缓坡的北高南低，总体平坦地 方。切不可建在低凹处、风口处，以免排水困难，汛期积水及冬季防寒困难。2.2 土质良好土质以沙壤土为好。土质松软，透水性强，雨水、尿液不易积聚，雨后没有硬结、有利 于牛舍及运动场的清洁与卫生干燥，有利于防止蹄病及其他疾病的发生。2.3 水源充足要有充足的合乎卫生要求的水源，保证生产生活及人畜饮水。水质良好，不含毒物，确 保人畜安全和健康。2.4 草料丰富奶牛饲养所需的饲料特别是粗饲料需要量大，不宜运输。奶牛场应距秸秆、青贮和干草 饲料资源较近，以保证草料供应，减少运费，降低成本。2.5 交通便捷由于饲料运进，牛奶运出，粪肥的销售，运输量很大，来往频繁，有些运输要求风雨无 阻。因此，在满足防疫要求的情况下，奶牛场应建在离公路或铁路较近，但符合防疫安全的 地方。2.6 卫生防疫远离主要交通要道、村镇工厂1000 m以外，一般交通道路500 m以外。还要避开对奶 牛场污染的屠宰、化工和工矿企业1500 m以外，特别是化工类企业。符合兽医卫生和环 境卫生的要求，周围无传染源。2.7 节约用地不占或少占耕地。地形开阔整齐，理想正方形、长方形，避免狭长和多边角。2.8 避免地方病人畜地方病多因土壤，水质缺乏或过多含有某种元素而引起。2.9 气象因素要综合考虑当地的气象因素，如最高温度、最低温度，湿度、年降雨量、主风向、风力 等，以选择有利地势。奶牛场场区规划应本着因地制宜和科学饲养的要求，合理布局，统筹安排，满足饲养工 艺要求。场地建筑物的配置应做到紧凑整齐，提高土地利用率，供水管道节约，有利于整个 生产过程和便于防火灭病，并注意防火安全。3. 奶牛场的设计原则修建奶牛舍的目的是为了给牛创造适宜的生活环境，保障牛的健康和生产的正常运行。 花较少的资金、饲料、能源和劳力，获得更多的畜产品和较高的经济效益。为此，设计奶牛 舍应掌握以下原则。3.1 为奶牛创造适宜的环境一个适宜的环境可以充分发挥奶牛的生产潜力，提高饲料利用率。一般来说，家畜的生 产力 20%取决于品种， 40%50%取决于饲料， 20%30%取决于环境。不适宜的环境温度 可以使家畜的生产力下降 10-30%。此外，即使喂给全价饲料，如果没有适宜的环境，饲料 也不能最大限度地转化为畜产品;从而降低了饲料利用率。由此可见，修建畜舍时，必须符 合家畜对各种环境条件的要求，包括温度、湿度、通风、光照、空气中的二氧化碳、氨、硫 化氢，为家畜创造适宜的环境。3.2 要符合生产工艺要求 保证生产的顺利进行和畜牧兽医技术措施的实施，奶牛生产工艺包括牛群的结构和周转 方式，运送草料、饲喂、饮水、清粪等，也包括测量、称重、采精输精、防治、生产护理等 技术措施。修建奶牛舍必须与本场生产工艺相结合。否则，必将给生产造成不便，运行成本 高，甚至使生产无法进行。3.3 严格卫生防疫，防止疫病传播 流行性疫病对奶牛场会形成威胁，造成经济损失。通过修建规范牛舍，为家畜创造适宜 环境，将会防止或减少疫病发生。此外，修建畜舍时还应特别注意卫生要求，以利于兽医防 疫制度的执行。要根据防疫要求合理进行场地规划和建筑物布局，确定畜舍的朝向和间距， 设置消毒设施，合理安置污物处理设施等。3.4 要做到经济合理，技术可行 在满足以上三项要求的前提下，畜舍修建还应尽量降低工程造价和设备投资，以降低生 产成本，加快资金周转。因此，畜舍修建要尽量利用自然界的有利条件（如自然通风，自然 光照等），尽量就地取材，采用当地建筑施工习惯，适当减少附属用房面积。畜舍设计方案 必须通过施工能够实现的，否则，方案再好而施工技术上不可行，也只能是空想的设计。3.5 采用标准科学 国家颁发的建筑设计法规及定额等;建设单位所在地的地方标准奶牛场建设技术规范; 符合国家和地方环保执行标准;北京四方顺通畜牧科技发展有限公司的奶牛舍建造企业标准 和专有技术。4、奶牛场的场区规划 奶牛场一般分生活区、管理区、生产区和病牛隔离治疗与粪污处理区。四个区的规划是 否合理，各区建筑物布局是否得当，直接关系到奶牛场的劳动生产效率，场区小气候状况和 兽医防疫水平，影响到经济效益。4.1 奶牛生产区 包括生产区和生产辅助区。（1）生产区主要包括奶牛舍（泌乳牛舍、青年牛舍、育成牛舍、 犊牛舍（4-6 月）、犊牛岛（1-3 月）、干奶牛舍、产房）、配套运动场、挤奶厅等。这是奶牛场的 核心，应设在场区地势较低的位置，要能控制场外人员和车辆，使之完全不能直接进入生产 区，要保证安全、安静。各牛舍之间要保持适当距离，布局整齐，以便防疫和防火。但也要 适当集中，节约水电线路管道，缩短饲草饲料及粪便运输距离，便于科学管理。 （2）生产辅 助区包括饲料库、饲料加工车间、变配电室、青贮池、干草棚、机械车辆库等。饲料库、加 工车间、青贮窖和干草棚，离奶牛舍要近一些，位置适中一些，便于车辆运送草料，减少劳 动强度。但必须防止奶牛舍和运动场因污水渗入而污染草料。所以，一般都应建在地势较高 的地方。生产区和辅助生产区要用围栏或围墙与外界隔离。大门口设立门卫传达室、消毒室、更 衣室和车辆消毒池，严禁非生产人员出入场内，出入人员和车辆必须经消毒室或消毒池进行 消毒。4.2 奶牛场管理区 包括办公室、财务室、接待室、档案资料室、活动室、试验室等。管理区要和生产区严 格分开，保证 50 米以上距离为好。4.3 奶牛场生活区 职工生活区应在牛场上风头和地势较高地段，并与生产区保持 100 米以远距离，以保证 生活区良好的卫生环境。4.4 病牛隔离治疗与粪污处理区包括兽医诊疗室、隔离舍、病牛、粪污处理场。此区设在下风头，地势较低处，与生产 区距离 100 m 以上。病牛区应便于隔离，单独通道，便于消毒，便于污物处理，粪污处理和 加工等。二、奶牛场牛舍建设1、奶牛舍建设要求奶牛舍建筑，要根据当地的气温变化和奶牛场生产，用途等因素来确定。建奶牛舍经济 实用，还要符合兽医卫生要求，做到科学合理。有条件的，可建质量好的、经久耐用的奶牛 舍。奶牛舍内应干燥，冬暖夏凉，地面应保温，不透水，不打滑，无污水，粪尿易于排出舍 外，下水畅通。舍内清洁卫生，空气新鲜。由于冬春季风向多偏西北，奶牛舍以坐北朝南或朝东南好。奶牛舍要有一定规格、数量 的采光、通风窗户，以保证太阳光线充足和空气流通。房顶有一定厚度，隔热保温性能好。 舍内各种设施的安置应科学合理，以利于不同生长发育阶段、不同泌乳繁殖阶段奶牛生长和 生产需要。1.1 奶牛舍形式奶牛舍因气候条件可分为：封闭式、半开放式、开放式。1.2 奶牛舍种类 根据奶牛不同时期需要及用途可分为：泌乳牛舍、干乳牛舍、产房、0-3 月龄犊牛舍（犊 牛岛）、4-6 月龄犊牛舍、育成牛舍、青年牛舍、隔离牛舍。1.3 泌乳牛舍 泌乳牛舍因饲养方式不同，分为散栏式大跨度奶牛舍或栓系式奶牛舍;又因奶牛舌建筑 结构形式不同，分为钟楼式、半钟楼式、双坡式等。2、牛舍基本结构2.1 地基与墙体温暖地区：基深80100 cm,砖墙厚24cm;高寒冷地区：基深150-180cm（原则应超过 冻土），砖墙厚后墙50cm,前墙37cm。轻钢结构钟楼式泌乳牛舍:27m跨度、下檐高3.1-3.6m、 开间4-6m、上檐高4.5-5.0m;钟楼顶高6.5-7.5m、檐高5.5-6.0m;产房：12m跨度、檐高 3.1-3.6m、开间 4m、顶高4.0-5.0m;犊牛舍：10.0-10.5m 跨度、檐高 3.1-3.6m、开间 4m、顶 高4.0-4.5m，或采用移动式犊牛岛。砖混结构双坡式奶牛舍脊高 4.0-4.5m，前后檐高 3.0-3.5m。牛舍内墙的下部没墙围，防止水气渗入墙体，提高墙的坚固性、保温性。2.2 门窗门高2.12.2 m，宽2-2.5 m。高寒冷地区门一般设成保温推拉门或双开门，也可设上 下翻卷门。封闭式的窗应大一些，高1.5 m，宽1.5m，采用新型材料设计时，寒冷地区朝阳 面设计通长导流式自动开启的旋窗，窗台高距地面1.2-1. 5 m为宜。温暖地区半开放式或开 放式牛舍，的可以采用卷帘门窗，增加通风和采光。2.3 屋顶最常用的是钟楼式、半钟楼式、双坡式屋顶。钟楼式、半钟楼式比较适用于较大跨度的 泌乳牛舍，有利于通风、采光;双坡式的屋顶牛舍可用于干乳牛舍、产房、 0-3月龄犊牛舍（或 犊牛岛）、 4-6月龄犊牛舍、育成牛舍、青年牛舍、隔离牛舍等各种规模的各类牛群。这种屋 顶既经济，通风性、保温性又好，而且容易施工修建。2.4 奶牛床和饲槽奶牛场多为群饲通槽喂养。栓系式饲喂，牛床一般要求是长1.61.8 m，宽1.01.2 m。 牛床坡度为 1.5%，牛槽端位置高。饲槽设在牛床前面，以固定式水泥槽最适用，其上宽0.6 一 0.8 m,底宽0.350.40 m,呈弧形，楕内缘高0.35 m（靠牛床一侧），外缘高0.6-0.8m （靠 走道一侧）。散栏式TMR饲喂，奶牛自由采食，单设卧床。为操作简便，节约劳力，应建高通道，低槽位的道槽合一式为好。即槽外缘和通道在一 个水平面上。2.5 通道和粪尿沟 对头式饲养的双列奶牛舍，通道宽度应以送料车能通过为原则。人工推车饲喂，中间通道宽1.4-1.8m（不含料槽）。TMR日粮车饲喂，采用道槽合一式，道宽4米为宜（含料槽宽）。 粪尿沟宽应以常规铁锨正常推行宽度为易，宽0.250.3 m，深0.15 一 0.3 m,倾斜度1： 501： 100。2.6 运动场、饮水槽和围栏 运动场的大小，其长度应以奶牛舍长度一致对齐为宜，这样整齐美观，充分利用地皮。其宽度应参照每头奶牛1015m2设计而计算出宽度。奶牛随时都要饮水，因此，除舍内饮 水外，还必须在运动场边设饮水槽，且能翻转，便于清洗。槽长3一4m,上宽70 cm,槽底 宽40 cm,槽高4070 cm。每25 0头应有一个饮水槽，要保证供水充足，新鲜、卫生。 寒冷地区的饮水槽最好选择具有加热装置，使奶牛冬季能喝道温水。运动场周围要建造围栏， 可以用钢管建造，也可用水泥桩柱建造，要求结实耐用。3、建造奶牛舍的基本类型3.1 封闭式奶牛舍12 m跨度封闭式奶牛舍多采用拴系饲养。18-27 m封闭式奶牛舍多采用散栏式饲养。因 采用的建筑结构和建筑材料不同又分为轻钢结构、彩板装配式奶牛舍和砖混结构奶牛舍两 种。3.2 半开放式奶牛舍半开放式奶牛舍三面有墙，向阳一面敞开，有顶棚，在敞开一侧设有围栏。这类奶牛舍 的开敞部分在冬季可用卷帘遮拦，形成封闭状态。从而达到夏季利于通风，冬季能够保暖， 使舍内小气候得到改善。这类奶牛舍相对封闭式奶牛舍来讲，造价低，节省劳动力（较适合 华北部分地区） 。3.2 塑料暖棚奶牛舍属于半开放奶牛舍的一种，是近年来北方寒冷地区推出的一种较保温的半开放式奶牛 舍。就是冬季将半开放式（或）开放式奶牛舍，用塑料薄膜封闭敞开部分，利用太阳能和牛体 散发的热量，使舍温升高，同时塑料薄膜也避免了热量散失。修筑塑膜暖棚奶牛舍要注意以下几个方面问题：一是选择合适的朝向，塑膜暖棚奶牛舍 需坐北朝南;二是选择合适的塑料薄膜，应选择对太阳光透过率较高，而对地面长波辐射透 过率较低的抗老化聚乙烯等塑膜，其厚度经以 80100 微米为宜;三是要合理设置通风换气 口，棚舍的进气口设在棚舍顶部的背风面，上设防风帽，排气口的面积以20 cmx20 cm为宜， 进气口的面积是排气口面积的一半，每隔3 m 远设置一个排气口。3.3 开放式轻钢结构、彩板装配屋顶式奶牛舍 这种装配式奶牛舍系先进技术设计，采用国产优质材料制作。其适用性，耐用性及美观度均居国内一流，且制作简单，省时，造价低。适用性强：保温，隔热，通风效果好。奶牛舍前后两面墙体由活动卷帘代替，夏季可将 卷帘拉起，使封闭式奶牛舍变成棚式奶牛舍，自然通风效果好。屋顶部安装有可调节风帽。 冬季卷帘放下时通风调节帽内蝶形叶片使舍内氨气排出，达到通风换气效果。耐用：奶牛舍屋架，屋项及墙体根据力学原理精心设计，选用优质防锈材料制作，既轻 便又耐用，一般使用寿命在 20年以上（卷帘除外）。美观：奶牛舍外墙采用金属彩板（红色，蓝色）扣制，外观整洁大方，十分漂亮。 造价低：按建筑面积计算，每平方米造价仅为砖混结构，木屋结构牛舍的 80%左右。 建造快：其结构简单，工厂化预制，现场安装。因此省时，在基础完成的情况下，一栋 标准奶牛舍一般在 1520 天即可造成。这种奶牛舍以钢材为原料，工厂制作，现场装备， 属敞开式奶牛舍。屋顶为彩钢板镀锌板或太阳板，屋梁为 U 字型钢、角铁焊接;隔栏和围栏 为钢管。轻钢结构、彩板装配式奶牛舍室内设置与砖混建筑的普通奶牛舍基本相同，其适用性、 科学性主要体现在屋架、屋顶和墙体，宽敞通风，以及方便于采用TMR等先进的饲喂和管 理工艺技术。三、奶牛场建筑物的配置要求 奶牛场内部建筑物的配置要因地制宜，便于管理，有利于生产，便于防疫、安全等。统一规划，合理布局。做到整齐、紧凑，土地利用率高和节约投资，运行成本低与经济实用。1. 奶牛舍 我国地域辽阔，南北、东西气候相差悬殊。东北三省、内蒙古、青海、新疆等地奶牛舍 设计主要是防寒、通风、采光，奶牛舍座北朝南为宜;华北部分地区及黄河以南则以防暑、 降温、排潮为主，应以座东朝西为好。奶牛舍的形式依据饲养规模和饲养方式而定。奶牛舍 的建造应便于饲养管理，便于采光，便于夏季防暑降温，冬季防寒、排潮，便于防疫。修建 奶牛舍多栋时，采取长轴平行配置较好，当奶牛舍超过4 栋时，可以 2行并列配置，前后对 齐，相距 10-15 m 以上。2. 饲料库和混料间 建造地址应选在离每栋牛舍的位置都较适中，而且位置稍高，即干燥通风，又利于成品 料向各奶牛舍运输。3 . 干草棚及草库 尽可能地设在上风向地段，与周围房舍至少保持50 m 以远距离，单独建造，既防止散 草影响奶牛舍环境美观，又要达到防火安全。如果TMR饲喂方式，要离饲料加工或搅拌站 近些。4. 青贮窖或青贮池 建造选置原则同饲料库。位置适中，地势较高，防止粪尿等污水入浸污染，同时要考虑出料时运输方便，减少劳动强度。如果TMR饲喂方式，要离饲料加工或搅拌站近些。5. 兽医室和病牛舍 应设在牛场下风头，而且相对偏僻一角，便于隔离，减少空气和水的污染传播。6. 办公室、职工住舍和食堂 设在牛场之外地势较高的上风头，以防空气和水的污染及疫病传染。奶牛场门口应设门卫、消毒室和消毒池。四、奶牛场绿化 牛场统一规划布局，因地制宜的植树造林，栽花种草是现代化牛场不可缺少的建设项目。1. 场区林带的规划 在场界周边种植乔木和灌木混合林带，并栽种刺笆。北方地区：乔木类的大叶杨、早柳、 钻天杨、榆树及常绿针叶树等;灌木类的河柳、紫穗槐、侧柏等;刺笆可选陈刺、刺等，起到 防风阻沙安全等作用;南方地区：乔木类的法国梧桐、槐树、柳树、榆树等;灌木类的黄杨、 黄金叶、大叶女贞、小叶女贞、法国冬青、垂柳;草坪类的冷季型多年生黑麦草、草地早熟 禾、细羊茅;暖季型地毡草、狗牙根、钝叶草。2 . 场区隔离带的设置 主要以分隔场内各区，如，生活区及管理区，生产区的四周，都应设置隔离林带，一般 可用杨树、榆树等，其两侧种灌木，以起到隔离作用。3. 道路绿化 宜采用塔柏、冬青等四季常青树种，进行绿化，并配置小叶女贞或黄洋成绿化带。4. 运动场围栏外侧遮阳林 在运动场的南、东、西三侧，应设 12 行遮阳林。一般可选择枝叶开阔，生长势强， 冬季落叶后枝条稀少的树种，如杨树、槐树、法国梧桐等。总之，树种花草的选择应因地制宜，就地选材，加强管护，保证成活。通过绿化，改善 牛场环境条件和局部小气候，净化空气，美化环境，同时也能起到隔离作用。五、奶牛场粪污处理1 . 固体废弃物的处理与利用 粪便等固体废弃物腐熟发酵、发酵处理后的粪便经过深加工，制成高效有机肥，用于果、 菜、花等种植业的生产，做到农牧良性循环，可持续发展。经常常用的方式有：1.1 设置堆肥场 在奶牛场的下风头设置堆肥场，干清牛粪堆肥发酵后直接还田;尿污经下水道进污水池 发酵还田;东北和西北地区采用较多。华北和南方地区不采用此种方式为好。1.2 粪污发酵制沼气 在奶牛场下风头适宜地点建设沼气池，生产沼气可供生产和生活使用。发酵底物定期清 理可直接还田，或经调制生产专用肥料。华北和西北部分地区可以采用。南方地区较为适用。2. 粪便腐熟发酵工艺流程（略）