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Koordinierendes Institut

Stallklima und Emissionen

Stallmodell im Windkanal (Foto: ATB)
Stallmodell im Windkanal

Kontakt: Sabrina HempelDavid JankeThomas Amon

Die durchschnittliche Zeit, in der die Luft in einem Stall erneuert wird (Luftwechselrate), ist eine charakteristische Größe für die Beschreibung des Stallklimas (Tierwohl) und der Emissionen (Umweltwirkung). Die Luftwechselrate ist bei mechanisch belüfteten Ställen ein genau definierter Stellparameter, wohingegen ihre Bestimmung in natürlich belüfteten Stallgebäuden nicht einfach ist. Die unterschiedlichen Luftströmungen im Stall sorgen für den Transport von Wärme, Feuchte, Schadgasen und Partikeln (z.B. Stäube oder Bioaerosole). Die Strömungsmuster sind meist sehr komplex und weisen eine hohe zeitliche und räumliche Variabilität auf. Die Emissionsquellen sind diffus und umfassen das Stallsystem selbst (Stoffwechsel der Tiere, Mist und Urin) sowie Wirtschaftsdüngerlagerung und -ausbringung. Verfahrenstechnische Einflüsse und die Bedingungen der bodennahen atmosphärischen Grenzschicht prägen die Emissions- und Ausbreitungsvorgänge aus der Tierhaltung.

 

Wir untersuchen die Strömungsvorgänge in und um Tierhaltungsanlagen und die resultierenden Luftwechsel- und Emissionsraten im Rahmen eines Drei-Säulen-Konzepts:

  • Langzeitmessungen unter Praxisbedingungen

In Zusammenarbeit mit der Landesanstalt für Landwirtschaft und Fischerei Mecklenburg Vorpommern werden seit 2004 meteorologische Messwerte wie Windgeschwindigkeit und -richtung, Temperatur, Feuchte und Schadgaskonzentrationen in einem Milchviehstall in Dummerstorf untersucht. Hinzu kommen seit 2015 Stallklimamessungen in einem der beiden Milchviehställe der Lehr- und Versuchsanstalt für Tierzucht und Tierhaltung in Groß Kreutz.

  • Physikalische Modellierung

Der Grenzschichtwindkanal dient als Evaluierungsinstrument der Untersuchung von Strömungsmustern und des Transports von Tracergas in und um freigelüftete Ställe in Abhängigkeit von der Stallgeometrie und Anströmrichtung für typische Anströmprofile am physikalischen Modell.

  • Numerische Simulation

Mit Hilfe computergestützter Strömungsmechanik (CFD) wird die Wechselwirkung verschiedener Modellantriebe (z.B. Anströmung, Temperaturgradienten) auf die Strömungs- und Transportprozesse in und um Tierhaltungsanlagen untersucht. Dabei finden verschiedene Turbulenzparametrisierungen in RANS & LES-Modellen Anwendung.

 

Durch die Kombination von Feldstudien mit Labordaten aus dem Grenzschichtwindkanal werden Datensätze geschaffen, die in Verbindung mit den numerischen Modellen eine Weiterentwicklung der Technik und Verfahren in der Tierhaltung fördern, die Aspekte des Tierschutzes und des Umweltschutzes vereint.

 

Aktuelle Forschungsfragen

  • Welche Emissionsströme (derzeit: umwelt- und klimarelevante Gase, künftig auch: Stäube, Infektionserreger) gehen von Tierhaltungssystemen aus? Wie verteilen sie sich in der Umwelt? Wie können sie beeinflusst werden?
  • Welche Strömungsmuster und Luftwechselraten kennzeichnen den Stall? Wie wird die Durchströmung von Klima, Tieraktivität und Stallbau beeinflusst? Welches Stallklima resultiert daraus? Wie verteilen sich Gase, Stäube und Infektionserreger innerhalb des Stalls?
  • Welche Minderungspotenziale für umwelt- und klimarelevante Gase und Infektionserreger gibt es und wie lassen sich diese in der Praxis umsetzen? 
  • Wie kann das Stallklima durch intelligente Lüftungssysteme optimiert werden?
 

Termine im Programm

10.-16. Nov. 2019: ATB auf der AGRITECHNICA in Hannover

Mit SunBot präsentiert das ATB auf der weltweit größten Agrartechnik-Messe in Hannover aktuelle...

Programm aktuell

Agritechnica 2019: ATB präsentiert SunBot

14. Nov. 2019: Zur weltweit größten Landtechnikmesse in Hannover stellt das ATB das Modell eines...

Inspirierende Woche des gemeinsamen Lernens

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Presseinfo

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