全篇劃重點(diǎn)丨京鵬牧場(chǎng)交鑰匙工程技術(shù)解析
11.23/
2023
11月1-3日，2023第四屆云南規模牧場(chǎng)飼養管理技術(shù)研討會(huì )在云南曲靖市召開(kāi)，京鵬畜牧受邀參加研討會(huì )并做主題報告。此次會(huì )議，京鵬畜牧王偉全做了題為《西南地區智慧生態(tài)牧場(chǎng)規劃設計實(shí)踐與思考》主題報告。
王偉全，2013年加入京鵬畜牧公司，擁有10余年畜禽場(chǎng)交鑰匙工程服務(wù)經(jīng)驗，在中國西南山地及高海拔地區，主導超過(guò)10余個(gè)現代化牧場(chǎng)的選址、規劃、設計、建設、設備安裝、牧場(chǎng)運營(yíng)管理等全流程一體化交鑰匙工程項目。
牧場(chǎng)設計是根據不同地形地勢，結合大環(huán)境、創(chuàng )造小環(huán)境，經(jīng)過(guò)充分交流溝通，以終為始、擇高而立的思想性產(chǎn)品、定制化產(chǎn)品，沒(méi)有統一標準。好牧場(chǎng)，京鵬造！
——王偉全
本人在西南地區有10多年的牧場(chǎng)設計建設經(jīng)驗，從西藏到川渝，再到云貴主持過(guò)幾個(gè)現代化牧場(chǎng)項目。對于西南地區智慧生態(tài)牧場(chǎng)規劃設計，我主要從四方面與大家分享：第一，理念先行；第二，環(huán)境分析；第三，西南地區設計實(shí)務(wù)；第四，創(chuàng )新與實(shí)力。
一、理念先行
理念先行，關(guān)鍵在人，關(guān)鍵在思想。做任何事情都要有目標，牧場(chǎng)設計也一樣，將未來(lái)可能面臨的問(wèn)題充分溝通討論后消滅在設計階段。要以終為始做頂層設計，需要從“定標、對標、標準、缺什么補什么”四個(gè)方面思考牧場(chǎng)定位，不同的地區有不同的需求，不同的發(fā)展階段需求也有所不同。同時(shí)以原則性、專(zhuān)業(yè)性、系統性、目標性為指導，以可持續發(fā)展為理念。可持續發(fā)展是目前全球統一的認識。
原則性
奶牛場(chǎng)設計要基于奶牛的生物習性考慮，以養牛工藝學(xué)、養牛生產(chǎn)管理體系、健康養殖結合生物安全為出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)行工藝設計。
專(zhuān)業(yè)性
專(zhuān)業(yè)性貫穿整個(gè)牛場(chǎng)所有的應用場(chǎng)景，如擠奶、飼喂、環(huán)控、環(huán)保等。
另外，還需要了解國家、地方政府的各項政策，如環(huán)保要求。還需要了解當地的氣候環(huán)境，甚至當地的建筑材料價(jià)格。只有做好以上工作，才能在設計中進(jìn)行合理的工藝選擇，才能設計出既省錢(qián)又好用的牧場(chǎng)。
系統性
規模化牧場(chǎng)是一項重資產(chǎn)投資，想省錢(qián)其實(shí)真正是省在設計上，尤其在西南等情況非常復雜的地區。京鵬畜牧在業(yè)內率先提出牧場(chǎng)建造京鵬“交鑰匙”工程（P+EPC+O），打破了單一單純提供設備產(chǎn)品的運營(yíng)模式，高起點(diǎn)地構建規模化牧場(chǎng)建造系統工程的運營(yíng)模式，借助“交鑰匙工程”，實(shí)現生態(tài)、高效、經(jīng)濟、電子信息化的e+智慧生態(tài)養殖。
之所以提出交鑰匙工程，正是源于京鵬畜牧的系統性觀(guān)念，將工藝、工程、建筑、環(huán)保、種養循環(huán)看成是一個(gè)有機整體進(jìn)行設計，能夠真正幫助牧場(chǎng)投資達到最優(yōu)。現在京鵬畜牧的交鑰匙工程已經(jīng)升級到6.0版本。
目標性
牧場(chǎng)最終目的是贏(yíng)得效益。因此，牧場(chǎng)設計的目標性體現在以綜合效益為核心，以生產(chǎn)效率和生產(chǎn)效益最大化為目標，結合牛、人、資源三方面做工作。在牛的方面，以舒適度、動(dòng)物福利為核心目標；在人的方面，達到方便管理，提高勞動(dòng)效率的目標；在資源方面，達到合理利用自然及社會(huì )資源，實(shí)現可持續發(fā)展為目標。
可持續發(fā)展核心理念
可持續發(fā)展是非常重要的理念。下表展示了奶牛長(cháng)壽和終身產(chǎn)奶量的標準。設計時(shí)也會(huì )根據產(chǎn)奶量和奶牛使用批次設計牧場(chǎng)。
現在中國奶牛平均使用胎次2.9，平均單產(chǎn)9.2噸，還有很多提升空間。成母牛和后備牛比例也不一定必須是6：4，這和牧場(chǎng)頂層設計有關(guān)系。鼓勵可持續發(fā)展，追求全生命周期產(chǎn)值，鼓勵設置合理使用年限，牛群健康周轉，降低成本。規模化牧場(chǎng)的數據化管理越來(lái)越重要，數字化是必經(jīng)途徑，因此，在牧場(chǎng)設計中，要重視牧場(chǎng)的數字化建設。
好牧場(chǎng)金字塔模型
下圖所示是京鵬畜牧多年實(shí)踐總結出的“好牧場(chǎng)金字塔模型”。首先設定人的管理效率、設定奶牛的產(chǎn)量，然后利用各種配置達到目標。嚴格的生物安全和動(dòng)保體系、優(yōu)質(zhì)的種源和先進(jìn)的奶牛育種體系占比非常大，現在國家也在大力推進(jìn)優(yōu)質(zhì)種源建設。另外，科學(xué)的飼養管理及營(yíng)養配方以及現代化的生產(chǎn)管理體系也很重要。實(shí)現這一切的最底層也是最基礎的邏輯是牧場(chǎng)要回歸到科學(xué)的規劃設計上。
二、環(huán)境分析
西南地域劃分和環(huán)境特點(diǎn)
從自然區劃概念上看，西南地區主要包含了四川盆地、云貴高原、青藏高原南部、兩廣丘陵西部等地形單元，大致包括重慶、四川、貴州、云南、西藏東部地區、廣西西部地區等。
西南地區環(huán)境呈多元化：第一，多山地、高原；第二，喀斯特地貌、紅色丘陵廣泛分布；第三，峽谷地貌非常突出；第四，冰川作用對西部高原山地地貌影響巨大。
因地制宜 量身定制
從西藏到廣西，跨越中國三個(gè)臺階，地形地勢多樣性變化造成小氣候多種多樣，帶來(lái)工藝選擇的困難。因此，工藝選擇不同，設計也是多樣性，務(wù)必因地制宜，量身定制。
通過(guò)小環(huán)境彌補大環(huán)境的不足
大環(huán)境因素主要指牛舍外部環(huán)境：當地的自然溫度、濕度、主導風(fēng)向（氣流）、氣壓和光照等因素綜合而成，是影響奶牛健康和生產(chǎn)性能的重要環(huán)境因素，也是人為不可改變的因素。
小環(huán)境因素主要指奶牛舍內部環(huán)境：舍內的溫度、濕度、氣流、氣壓和光照等因素綜合而成，是可以調控的。我們可以根據牛場(chǎng)建設地的不同，選擇不同的牛舍建設模式，從而調控牛舍內部的環(huán)境。
溫度對奶牛產(chǎn)奶量的影響
90年代中期，人們開(kāi)始關(guān)注熱應激對奶牛的影響。當溫度超過(guò)奶牛的承受能力時(shí)，就會(huì )出現產(chǎn)奶量下降的情況。密歇根州立大學(xué)推廣專(zhuān)家Craig Thomas表示：“1955-1965年間的研究結果表明，熱應激的閾值為72℉（約22℃）。當時(shí)奶牛的平均產(chǎn)奶量為35-50磅/天（約16-23kg/天），如今該數值已經(jīng)翻倍。”
奶牛的代謝產(chǎn)熱與采食量和產(chǎn)奶量有關(guān)。隨著(zhù)奶牛具有更高的采食量和產(chǎn)奶量，代謝熱的產(chǎn)生也較高。由于這些指標的增加，當前的熱應激閾值已降低至65℉（約18℃）。通過(guò)研究總結，可以用三個(gè)詞概括奶牛對環(huán)境的要求：耐寒、怕熱、喜溫。
奶牛熱應激評價(jià)指標
熱應激評價(jià)指標溫濕度指數（THI）也在發(fā)生變化。過(guò)去THI＜75時(shí)奶牛不會(huì )產(chǎn)生應激，現在當THI達到68-72時(shí)，產(chǎn)奶量開(kāi)始出現下降，繁殖性能開(kāi)始出現問(wèn)題；當THI達到72-79時(shí)，奶牛會(huì )出現輕度至中度的熱應激。一旦熱應激變得更嚴重，會(huì )對整個(gè)牧場(chǎng)的經(jīng)營(yíng)造成巨大損失。
項目建設過(guò)程中尤其要注意緩解奶牛熱應激。如何在設計階段考慮好熱應激因素，需要根據往年數據計算，綜合考慮平均幾年的溫度基值和其他因素，提前計算出牛舍需要配置什么樣的環(huán)控系統。
小環(huán)境目標
目標：適宜的溫度、適宜的濕度、適宜的通風(fēng)量、適宜的光照、適宜的空間、適宜的熱量、適宜的飼料、適宜的飲水、適宜的趕牛、適宜的擠奶、適宜的行走、適宜的互動(dòng)。
對于牧場(chǎng)設計來(lái)講，以舒適度為核心，一切為了奶牛，為了一切奶牛，讓牛真正享受五星級別墅的待遇，它會(huì )回饋非常好的經(jīng)濟效益；同時(shí)兼顧人的管理高效，運營(yíng)成本低。
三、西南地區設計實(shí)務(wù)
項目設計關(guān)注點(diǎn)及主要執行內容
項目設計關(guān)注點(diǎn)：第一是系統性設計，第二是高效，第三是保持福利，第四是環(huán)保，第五是節能，尤其現在“雙碳”背景下節能非常重要。
項目執行內容包括：平面布置圖，總圖工藝方案，辦公、生活、附屬各單體方案，生產(chǎn)區各單體方案，飼料區各單體方案，糞污處理區各單體方案。其中總圖工藝方案要考慮全面，關(guān)注幾處重點(diǎn)：第一，豎向圖，決定了牧場(chǎng)的路線(xiàn)圖，對奶牛是否友好，是否浪費投資；第二，土方圖，考慮對未來(lái)運營(yíng)的影響；第三，雨排圖非常關(guān)鍵，與周邊是否貫通；第四，效果圖幫助投資者在設計階段就了然于胸。
選址分析時(shí)，現場(chǎng)勘測非常重要。下圖是我們在西藏設計的第一個(gè)規模化牧場(chǎng)，叫高標準奶牛養殖中心。這個(gè)牧場(chǎng)建成后，真正打破了在西藏養不了荷斯坦奶牛的局限性，小環(huán)境的打造至關(guān)重要，同時(shí)，這個(gè)牧場(chǎng)還是循環(huán)農業(yè)的典范，種養結合做的很好。云南大理州奶水牛場(chǎng)、祥云牧場(chǎng)以及云端牧場(chǎng)等多個(gè)項目都是由京鵬畜牧主導設計建設。
奶牛養殖算不上暴利行業(yè)。有些項目前期投資很大，投資回收期較長(cháng)，收回成本的壓力較大。因此，在幫助投資者選址時(shí)，在自然條件不具備的情況下導致基礎性投資過(guò)大，投資回收期過(guò)長(cháng)，一般都會(huì )幫助投資者做分析，不得已時(shí)，需要果斷放棄，重新選址。
牛群結構——以終為始的頂層設計很重要。
生產(chǎn)指標的設定非常關(guān)鍵，需要和牛場(chǎng)管理、未來(lái)發(fā)展思路結合起來(lái)。
在十多年的服務(wù)中，經(jīng)常遇到一些牧場(chǎng)因為設計不到位導致的牛群結構方面的常見(jiàn)問(wèn)題：1.養著(zhù)養著(zhù)牛多了，導致牛群密度過(guò)大；2.養著(zhù)養著(zhù)牛少了，導致空間浪費嚴重；3.配種懷孕了，生產(chǎn)時(shí)才發(fā)現產(chǎn)房不夠用；4.好不容易產(chǎn)奶量上去了，擠奶機不夠用了；5.臥床太短，導致牛的躺臥不夠舒適……
總圖及單體工藝設計
總圖原則：凈污分離、物流路線(xiàn)、場(chǎng)內路線(xiàn)、牛群路線(xiàn)、雨排方案、土方平整方案、生活管理區、生產(chǎn)區、飼料區、糞污處理區、參觀(guān)觀(guān)光區。參考外接道路、主導風(fēng)向、地形地勢等因素把這些區做成有機的整體，減少浪費。
物流路線(xiàn)：飼料車(chē)進(jìn)牧場(chǎng)后不允許穿過(guò)生產(chǎn)區，不僅是防疫問(wèn)題，外來(lái)車(chē)輛對牛場(chǎng)生產(chǎn)及內部車(chē)交叉問(wèn)題非常嚴重。拉奶車(chē)，讓牛盡可能少走路，而且奶車(chē)盡可能朝外，直接和外界聯(lián)系。人員車(chē)不允許進(jìn)出牧場(chǎng)，防疫要求嚴格。糞污車(chē)不能到生產(chǎn)區。
牛群路線(xiàn)：除新產(chǎn)哺乳犢牛外，其他牛群均可通過(guò)設計的轉群通道進(jìn)行周轉。大體可分為初生母犢-泌乳的大循環(huán)和干奶-圍產(chǎn)-泌乳的小循環(huán)。
雨排方案：根據雨量大小，能否及時(shí)排出很關(guān)鍵。場(chǎng)區相對平整時(shí)，分區域進(jìn)行雨水排放。
土方平整方案：在西南地區真正能做好土平整方案非常關(guān)鍵。一定要在場(chǎng)區內整體平整，挖填平衡，不外購，減少投資。在西南地區，還要特別注意膨脹土問(wèn)題。
糞污區：固液分離后，固體部分主要用作牛床墊料，多余部分用于制作有機肥，液體部分經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵后還田施肥。糞污區和生產(chǎn)區要提前根據地形地勢做好詳細的規劃。
生產(chǎn)指標的設定非常關(guān)鍵，需要和牛場(chǎng)管理、未來(lái)發(fā)展思路結合起來(lái)。
在十多年的服務(wù)中，經(jīng)常遇到一些牧場(chǎng)因為設計不到位導致的牛群結構方面的常見(jiàn)問(wèn)題：1.養著(zhù)養著(zhù)牛多了，導致牛群密度過(guò)大；2.養著(zhù)養著(zhù)牛少了，導致空間浪費嚴重；3.配種懷孕了，生產(chǎn)時(shí)才發(fā)現產(chǎn)房不夠用；4.好不容易產(chǎn)奶量上去了，擠奶機不夠用了；5.臥床太短，導致牛的躺臥不夠舒適……
總圖及單體工藝設計
總圖原則：凈污分離、物流路線(xiàn)、場(chǎng)內路線(xiàn)、牛群路線(xiàn)、雨排方案、土方平整方案、生活管理區、生產(chǎn)區、飼料區、糞污處理區、參觀(guān)觀(guān)光區。參考外接道路、主導風(fēng)向、地形地勢等因素把這些區做成有機的整體，減少浪費。
物流路線(xiàn)：飼料車(chē)進(jìn)牧場(chǎng)后不允許穿過(guò)生產(chǎn)區，不僅是防疫問(wèn)題，外來(lái)車(chē)輛對牛場(chǎng)生產(chǎn)及內部車(chē)交叉問(wèn)題非常嚴重。拉奶車(chē)，讓牛盡可能少走路，而且奶車(chē)盡可能朝外，直接和外界聯(lián)系。人員車(chē)不允許進(jìn)出牧場(chǎng)，防疫要求嚴格。糞污車(chē)不能到生產(chǎn)區。
牛群路線(xiàn)：除新產(chǎn)哺乳犢牛外，其他牛群均可通過(guò)設計的轉群通道進(jìn)行周轉。大體可分為初生母犢-泌乳的大循環(huán)和干奶-圍產(chǎn)-泌乳的小循環(huán)。
雨排方案：根據雨量大小，能否及時(shí)排出很關(guān)鍵。場(chǎng)區相對平整時(shí)，分區域進(jìn)行雨水排放。
土方平整方案：在西南地區真正能做好土平整方案非常關(guān)鍵。一定要在場(chǎng)區內整體平整，挖填平衡，不外購，減少投資。在西南地區，還要特別注意膨脹土問(wèn)題。
糞污區：固液分離后，固體部分主要用作牛床墊料，多余部分用于制作有機肥，液體部分經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵后還田施肥。糞污區和生產(chǎn)區要提前根據地形地勢做好詳細的規劃。
牛舍單體設計：注重細節，首先要保證通風(fēng)，西南地區大多數是敞開(kāi)牛舍，在考慮橫向通風(fēng)的情況下，盡可能還要考慮豎向通風(fēng)。
主要養殖系統及配套設施設備
管理系統可以收集多項數據，以此判定牛群是否健康，同時(shí)產(chǎn)生很多有用的信息，對整體牧場(chǎng)生產(chǎn)情況一目了然。數據是提升管理的基礎。另外，現在每頭牛每公斤奶的成本都可以直接在軟件中體現。牧場(chǎng)設備中比較重要的是擠奶機，環(huán)保設備也是核心的一部分。
環(huán)境控制系統將所有設備實(shí)現聯(lián)動(dòng)。環(huán)保系統的基本原則是變廢為寶，物盡其用。
京鵬的智慧牧場(chǎng)云平臺打破信息孤島，讓經(jīng)營(yíng)者不再盲目養殖，實(shí)現數字化管理。
四、創(chuàng )新與實(shí)力
國內牛舍現狀
牛和人在暗色調環(huán)境下不舒服。有的牛舍里即使是白天，當天氣不好的時(shí)候牛舍里也黑乎乎一片，根本達不到牛舍照明設計的要求（主活動(dòng)區域達到200LX的照度水平；趕牛通道、回牛通道和擠奶廳最低要保持150LX的照度值）。尤其是隧道通風(fēng)和低屋面橫向通風(fēng)牛舍。
牛舍創(chuàng )新——膜結構形式
京鵬畜牧推出了創(chuàng )新新型膜結構牛舍。新型膜結構牛舍采用半透明頂棚和大跨度構造設計，有利于自然光線(xiàn)進(jìn)入舍內，降低白天照明能耗，同時(shí)大跨度設計利于空氣流動(dòng)和通風(fēng)，能夠為奶牛提供一個(gè)明亮而舒適的生活環(huán)境。下圖所示膜結構牛舍通光率12%，但不透熱，完美實(shí)現了抗擊熱輻射大面積進(jìn)到舍內。
石家莊靈壽縣興業(yè)奶牛養殖專(zhuān)業(yè)合作社特區項目是京鵬畜牧負責設計和施工的EPC交鑰匙工程，項目全場(chǎng)應用新型膜結構建筑，充分應用低碳節能的建筑理念，同時(shí)發(fā)揮膜結構建筑的低造價(jià)，耐腐蝕性好，采光好，更好的服務(wù)于牧場(chǎng)養殖生產(chǎn)，為牧場(chǎng)效益增值。
京鵬畜牧公司所使用的膜材料是全球唯一一款可以用于建筑材料的聚乙烯膜結構產(chǎn)品。由HDPE高密度聚乙烯織物基材、LDPE低密度聚乙烯涂層和特殊添加成分組成，消防等級國標B1。透光率高、內部自然光線(xiàn)好，無(wú)需日間照明；隔熱性能好，導熱系數0.06W/m.k（單層彩鋼板40，復合彩鋼板0.05）；專(zhuān)有涂層增強耐磨性、柔韌性、增強接縫強度和壽命，質(zhì)保15年，使用期25年。
膜結構牛舍的截面面料如果需要維修，與單片織物屋頂相比，維修面板更容易且更具成本效益。膜材具有高拉伸強度，有優(yōu)異的耐磨、抗開(kāi)裂、抗褶皺性能。由于良好的隔熱性能，結構內外溫度不會(huì )產(chǎn)生快速變化，不會(huì )產(chǎn)生結露現象，從而影響牛舍設備和牛舍濕度，也不會(huì )像彩鋼板屋頂一樣被腐蝕。膜結構固定方式使用兩側的鎖定通道從屋頂峰頂一直延伸到懸垂，以保持織物上的恒定張力。
新型轉盤(pán)--航空材質(zhì)轉盤(pán)臺面
新型航天材料及加厚型鋼結構，重量?jì)H為傳統混凝土平臺的25%，強度為混凝土的5倍，且使用壽命增加50%。通過(guò)模塊化設計，拼裝結構，不受天氣和氣候影響，冬季也可施工。轉盤(pán)滿(mǎn)足24小時(shí)不間斷運轉的使用需求。在行業(yè)內實(shí)現極低的故障率和極低的維護成本，而且美觀(guān)、堅固、耐用、耐腐蝕、易清理。
重型底盤(pán)設計穩固易用。頂軌加強筋，底軌吸震緩沖。更多的滾輪分擔載荷，專(zhuān)利技術(shù)可做到無(wú)損快速更換。
（來(lái)源： 荷斯坦HOLSTEINFARMER）
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