DE202022106365U1 - Lighting system for pig farming - Google Patents
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Abstract
Beleuchtungssystem (10) für die Schweinezucht, wenigstens umfassend:
- eine Beleuchtungseinrichtung (12) mit wenigstens zwei getrennt ansteuerbaren Beleuchtungsmodi, oder mindestens zwei Beleuchtungseinrichtungen mit jeweils unterschiedlichem Beleuchtungsmodus, wobei das Licht in einem Tierlicht-Beleuchtungsmodus ein für Hausschweine optimiertes Lichtspektrum mit einem Intensitätsmaximum bei einer Wellenlänge zwischen 410 nm und 480 nm aufweist, und wobei das Licht in einem Allgemeinlicht-Beleuchtungsmodus ein Lichtspektrum mit einem Intensitätsmaximum bei einer Wellenlänge zwischen 510 nm und 610 nm aufweist und
- eine Zeitsteuerungseinrichtung zum täglichen Ein- und Ausschalten der Beleuchtungseinrichtung (12) und/oder zum Umschalten zwischen den Beleuchtungsmodi innerhalb derselben Beleuchtungseinrichtung oder zwischen den Beleuchtungseinrichtungen mit unterschiedlichen Beleuchtungsmodi.
Lighting system (10) for pig breeding, at least comprising:
- a lighting device (12) with at least two separately controllable lighting modes, or at least two lighting devices each with a different lighting mode, the light in an animal light lighting mode having a light spectrum optimized for domestic pigs with an intensity maximum at a wavelength between 410 nm and 480 nm, and wherein the light in a general light lighting mode has a light spectrum with an intensity maximum at a wavelength between 510 nm and 610 nm and
- a time control device for switching the lighting device (12) on and off daily and/or for switching between the lighting modes within the same lighting device or between the lighting devices with different lighting modes.
Description
Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem für die Schweinezucht.The invention relates to a lighting system for pig breeding.
Hausschweine haben eine andere spektrale Sensitivität für die visuelle Wahrnehmung als Menschen. Handelsübliche Beleuchtungen in Schweinställen sind größtenteils noch durch Gastentladungslampen gebildet. Helligkeit und Spektrum dieser Lampen sind darauf ausgerichtet, die Arbeit von Meschen im Stall, z. B. beim Füttern zu ermöglichen, werden jedoch von den Tieren teilweise als unangenehm empfunden. Damit wird eine solche Beleuchtung den heutigen Anforderungen an das Tierwohl nicht mehr gerecht und bildet einen der für Tiere stressbildenden Faktoren, die z. B. zu Verhaltensauffälligkeiten wie Schwanzbeißen usw. führen.Domestic pigs have a different spectral sensitivity for visual perception than humans. Commercially available lighting in pig stalls is largely still made up of gas discharge lamps. The brightness and spectrum of these lamps are designed to improve the work of people in the stable, e.g. B. when feeding, but the animals sometimes find it unpleasant. This means that such lighting no longer meets today's requirements for animal welfare and is one of the stress-causing factors for animals, e.g. B. lead to behavioral problems such as tail biting, etc.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, die Beleuchtung in Schweinställen für Tiere angenehmer zu machen.The object of the invention is therefore to make the lighting in pigsties more pleasant for animals.
Diese Aufgabe wird durch ein Beleuchtungssystem für die Schweinezucht mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is solved by a lighting system for pig breeding with the features of
Hierdurch wird die Stallbeleuchtung zwischen einem ersten Beleuchtungsmodus, in welchem das Licht mit einer für Hausschweine optimierten Lichtspektrum und Intensität ausgestrahlt wird, und einem zweiten Beleuchtungsmodus, in dem das Lichtspektrum und Intensität für menschliches Bedienpersonal optimiert ist, umgeschaltet.This switches the stable lighting between a first lighting mode, in which the light is emitted with a light spectrum and intensity optimized for domestic pigs, and a second lighting mode, in which the light spectrum and intensity is optimized for human operating personnel.
Beispielsweise wird vor einer Fütterung das für Schweine intensiver wahrgenommene grünliche Licht gedimmt und das weniger intensiv wahrgenommene rötliche Licht gesteigert. Sobald die Fütterung abgeschlossen ist, werden diese Werte wieder an der Tageskurve angepasst.For example, before feeding, the greenish light, which pigs perceive as more intense, is dimmed and the reddish light, which is perceived as less intense, is increased. Once feeding is complete, these values are adjusted back to the daily curve.
Hierzu werden bevorzugt dieselben Leuchten verwendet, die jeweils mindestens zwei Betriebsarten abbilden können. Die Leuchten besitzen mehrere LED-Lichtquellen mit verschiedenen Lichtfrequenzspektren. Das erste Lichtfrequenzspektrum schließt Wellenlängen zwischen 400 nm und 510 nm, insbesondere mit einem Intensitätsmaximum zwischen 410 nm und 480 nm ein. Dieses Spektrum im blau-grünen Bereich ist für Hausschweine besonders geeignet und für das menschliche Auge weniger deutlich wahrnehmbar. Das Spektrum wird in der nachfolgenden Beschreibung als „Grünlicht“ bezeichnet und ist einem Tierlicht-Beleuchtungsmodus zugeordnet.For this purpose, the same lights are preferably used, each of which can display at least two operating modes. The lights have several LED light sources with different light frequency spectrums. The first light frequency spectrum includes wavelengths between 400 nm and 510 nm, in particular with an intensity maximum between 410 nm and 480 nm. This spectrum in the blue-green range is particularly suitable for domestic pigs and is less noticeable to the human eye. The spectrum is referred to as “green light” in the description below and is assigned to an animal light lighting mode.
Das zweite Lichtfrequenzspektrum umfasst Wellenlängen zwischen 480 nm und 680 nm, insbesondere mit einem Intensitätsmaximum bei einer Wellenlänge zwischen 510 nm und 610 nm, und entspricht dem Spektrum von gelb über grün bis rot, das von Schweinen und Menschen wahrgenommen kann; diese Spektrum wird nachfolgend als „Rotlicht“ bezeichnet und ist einem Allgemeinlicht-Beleuchtungsmodus zugeordnet. Durch eine Umschaltung auf eine für den Tierlicht-Beleuchtungsmodus geeignete Lichtquelle oder durch eine abgestimmte Überlagerung beider Lichtquellen wird das sichtbare Licht durch Betonung des grünen Bereichs für die Schweine optimiert oder es wird alternativ für den Allgemeinlicht-Beleuchtungsmodus weißes Licht erzeugt, um die menschliche Arbeit im Stall zu erleichtern.The second light frequency spectrum includes wavelengths between 480 nm and 680 nm, in particular with an intensity maximum at a wavelength between 510 nm and 610 nm, and corresponds to the spectrum from yellow to green to red that can be perceived by pigs and humans; This spectrum is hereinafter referred to as “red light” and is assigned to a general light lighting mode. By switching to a light source suitable for the animal light lighting mode or by a coordinated overlay of both light sources, the visible light is optimized for the pigs by emphasizing the green area or, alternatively, white light is generated for the general light lighting mode to facilitate human work in the To make the stable easier.
Die Änderung der Intensität des von den LEDs im einen oder anderen Spektrum abgestrahlten Lichts erfolgt in der erfindungsgemäßen Lichtsteuerungsanlage über eine Amplitudenmodulation, damit Flackereffekte, wie sie oftmals bei pulsweitenmodulierten LED auftreten, vermieden werden.The change in the intensity of the light emitted by the LEDs in one or the other spectrum takes place in the lighting control system according to the invention via amplitude modulation, so that flickering effects, as often occur with pulse width modulated LEDs, are avoided.
Durch das Lichtsteuerungssystem wird zudem eine abrupte Umschaltung vermieden, das heißt, der Wechsel von dem einen in den anderen Beleuchtungsmodus erfolgt überlagernd. Wird als Zeitpunkt für den Wechsel zwischen den Beleuchtungsmodi beispielsweise die Fütterungszeit gewählt, dann wird durch ein erstes Rampensteuerungsmodul die Beleuchtungsstärke des Grünlichtkanals sukzessive gesenkt, beispielsweise auf 50%, während zugleich mit einem zweiten Rampensteuerungsmodul die Beleuchtungsstärke des Rotlichtkanals angehoben wird. Nach dem festgelegten Zeitpunkt steuern die Rampensteuerungsmodule wieder in die umgekehrte Richtung, das heißt, das Licht in dem für Tiere optimierten grünen Spektrum wird wieder heller und das Rotlicht wird in der Intensität bis auf null zurückgefahren, so dass die Tiere in den Phasen zwischen den Fütterungszeiten in einer für sie angenehmen, grünen Beleuchtung ruhen können.The lighting control system also avoids an abrupt switchover, which means that the change from one lighting mode to the other occurs overlappingly. If, for example, the feeding time is selected as the time for changing between the lighting modes, then the illuminance of the green light channel is successively reduced by a first ramp control module, for example to 50%, while at the same time the illuminance of the red light channel is increased using a second ramp control module. After the set time, the ramp control modules control again in the opposite direction, that is, the light in the green spectrum optimized for animals becomes brighter again and the intensity of the red light is reduced to zero, so that the animals are in the phases between feeding times can rest in green lighting that is pleasant for them.
Alternativ oder zusätzlich den Fütterungszeiten wird auch die Tageszeit in das Lichtsteuerungssystem einbezogen, um für die im Stall gehaltenen Schweine einen natürlichen Tagesablauf zu simulieren. Hierbei wird der Grünlicht-Kanal am frühen Morgen durch das erste Rampensteuerungsmodul hoch- und am Abend wieder heruntergefahren. Zusätzlich wird zu je einem Zeitpunkten am Morgen und am Abend jeweils auch der zweite Kanal für das Rotlicht hoch- und wieder heruntergefahren. Dabei wird vorzugsweise das Rotlicht noch vor dem Grünlicht eingeschaltet und erreicht die maximale Intensität, wenn auch das Grünlicht das erste angesteuerte Maximum erreicht hat. Damit wird für die Tiere jeweils morgens und abends ein zusätzlicher Reiz geschaffen, um sie für den simulierten Tagesablauf zu konditionieren. Außerdem wird in der Phase der Überlagerung der Lichtquellen eine Inspektion durch das Personal erleichtert.Alternatively or in addition to the feeding times, the time of day is also included in the lighting control system in order to simulate a natural daily routine for the pigs kept in the stable. The green light channel is raised in the early morning by the first ramp control module and then shut down again in the evening. In addition, the second channel for the red light is turned up and down again at times in the morning and evening. The red light is preferably switched on before the green light and reaches the maximum intensity when the green light has also reached the first controlled maximum. This creates an additional stimulus for the animals in the morning and evening to condition them for the simulated daily routine. In addition, in the phase of Superimposition of the light sources makes inspection by staff easier.
Durch das Lichtsteuerungssystem können einzelne Abteile oder durch Fenster oder Schatten lokal abweichen beleuchtete Bereiche getrennt voneinander angesteuert werden.The lighting control system can be used to control individual compartments or areas that are locally lit differently due to windows or shadows.
Vorzugsweise wird das Lichtsteuerungssystem mit einem Fütterungscomputer verbunden oder ist in einen solchen integriert.Preferably, the light control system is connected to or integrated into a feeding computer.
Weiterhin vorzugsweise ist eine Handschaltung vorgesehen, das heißt, der Landwirt kann über einen manuell betätigbaren Beleuchtungsmodus-Umschalter vorübergehend das Lichtspektrum und die Helligkeit auf einen vorher festgelegten Wert umschalten. Beim Verlassen wird dann wieder auf den Automatikmodus umgeschaltet. Das kann vorzugsweise mittels einer zweiten Zeitsteuerungseinrichtung erfolgen, so dass die Rückstellung in den Tierlichtmodus zeitgesteuert vorgenommen wird, wenn die manuelle Rückstellung vergessen wird.Furthermore, a manual switch is preferably provided, that is, the farmer can temporarily switch the light spectrum and brightness to a predetermined value using a manually operated lighting mode switch. When you leave, you will switch back to automatic mode. This can preferably be done by means of a second time control device, so that the reset to the animal light mode is carried out in a time-controlled manner if the manual reset is forgotten.
Durch das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem werden auch die Vorgaben nach §26(2) Tierschutz-Nutztierhaltungsverordnung für die Haltung von Schweinen erfüllt, durch die eine Beleuchtung über 8h pro Tag mit 80 lux entsprechend 100% der Beleuchtungsintensität und außerhalb dieser Zeit weniger als 40 lux entsprechend 50% der Beleuchtungsintensität vorgesehen ist.The lighting system according to the invention also meets the requirements of Section 26(2) of the Animal Welfare and Farm Animal Husbandry Ordinance for the keeping of pigs, which requires lighting for 8 hours per day with 80 lux corresponding to 100% of the lighting intensity and outside this time less than 40 lux corresponding to 50 % of the lighting intensity is provided.
Durch ein Lichtsteuerungssystem nach der Erfindung ergeben sich in der Schweinzucht folgende Vorteile:
- - höhere Gewichtszunahmen der Tiere durch bessere Futterverwertung, Reduktion von Schwanzbeißen, positiver Einfluss auf Wundheilung und Hormonhaushalt, damit gesündere und produktivere Tiere und niedrigere Mortalitätsraten;
- - Energiekostenersparnis durch geringeren Stromverbrauch der LED-Leuchten gegenüber veralteten Leuchtmitteln, durch eine reduzierte Anzahl von Leuchten und durch automatisches Dimmen bzw. Ausschalten der Beleuchtung nach festgelegtem Zeitplan.
- - higher animal weight gain through better feed utilization, reduction in tail biting, positive influence on wound healing and hormonal balance, resulting in healthier and more productive animals and lower mortality rates;
- - Energy cost savings through lower power consumption of LED lights compared to outdated light sources, through a reduced number of lights and through automatic dimming or switching off of the lighting according to a set schedule.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
-
1 einen Schweinestall mit einem Beleuchtungssystem in schematischer Ansicht von oben; -
2 eine Lichtverteilungskurve; -
3 einen ersten Intensitätsverlauf der rot und grün strahlenden LED-Elemente innerhalb einer Beleuchtungseinrichtung im Tagesverlauf; und -
4 einen zweiten Intensitätsverlauf der rot und grün strahlenden LED-Elemente innerhalb einer Beleuchtungseinrichtung im Tagesverlauf.
-
1 a pigsty with a lighting system in a schematic view from above; -
2 a light distribution curve; -
3 a first intensity curve of the red and green LED elements within a lighting device over the course of the day; and -
4 a second intensity curve of the red and green LED elements within a lighting device over the course of the day.
In
Eine spektrale Lichtemission entsprechend dieser Kurve wird von den entsprechenden Beobachtern als „hell“ empfunden. Für eine optimale bzw. maximale Beleuchtung eines Tierstalls sieht die Beleuchtungseinrichtung der Erfindung zusätzliche Anteile des ausgestrahlten Lichts im Bereich zwischen 360 nm und circa 500 nm enthalten. Diese sind im Bereich des Peaks 23 vorgesehen. Die Lichtfarbe wird, in Bezug auf das menschliche Farbempfinden, umgangssprachlich als „Blau“ oder „UV“ bezeichnet. Diese nach der Erfindung in einem Beleuchtungsmodus vorgesehenen zusätzlichen Lichtspektrum-Anteile mit einer Wellenlänge von bis zu etwa 460 nm erhöhen den technischen IntensitätsWert der Leuchte in [Lumen] nicht, da sie nicht unter der Sensitivitätskurve 22 für den Menschen liegen. Sie werden umgangssprachlich als „Grün“ bezeichnet. Betrachtet ein Mensch Tiere in diesem Licht, so erscheinen sie aschfahl gräulich/bläulich, da sich das menschliche Farbempfinden vom Hellempfinden unterscheidet. Würde eine Beleuchtung für den Menschen nur die Spektralanteile unter der sog. Sensitivitätskurve 22 enthalten, wäre die Farbwidergabe entsprechend schlecht und man könnte keine Verletzungen an den Tieren erkennen. Dieser Effekt wird z.B. in öffentlichen Toiletten genutzt, um dortigen Drogenkonsum zu erschweren, da Drogenabhängige in diesem Licht keine Venen sehen.A spectral light emission corresponding to this curve is perceived as “bright” by the relevant observers. For optimal or maximum illumination of an animal stable, the lighting device of the invention contains additional components of the emitted light in the range between 360 nm and approximately 500 nm. These are provided in the area of
Für den Menschen werden also zusätzliche Spektralbereiche ab etwa 620 nm benötigt, hier umgangssprachlich als „Rot“ bezeichnet, um einen hohen CRI (Colour Rendering Index - Farbwiedergabeindex) und eine hohe Farbwiedergabe und damit eine optimale Beleuchtung zur Bewertung der Tiergesundheit durch den Menschen zu erreichen. Ein Beleuchtungsmodus, die dies ermöglicht, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Allgemeinlicht - Beleuchtungsmodus beschrieben.For humans, additional spectral ranges from around 620 nm are required, colloquially referred to as “red”, in order to achieve a high CRI (Colour Rendering Index) and high color rendering and thus optimal lighting for humans to evaluate animal health . A lighting mode that makes this possible is described in the context of the present invention as a general light lighting mode.
Die angesprochenen Spektralbereiche können insbesondere durch Überlagerung von rot und grün strahlenden Leuchtdioden abgedeckt werden, so dass durch Farbmischung gelbliche Lichttöne erzielbar sind. Es können zusätzliche blaue Leuchtdioden vorgesehen sein, um in der Mischung weißes Licht zu erzeugen.The spectral ranges mentioned can be covered in particular by superimposing red and green light-emitting diodes, so that yellowish light tones can be achieved by color mixing. Additional blue light-emitting diodes may be provided to produce white light in the mixture.
In
Die Beleuchtungssteuerung erfolgt hier fütterungsunabhängig, das heißt, die Beleuchtungssteuerung wird hier eingesetzt, um im Falle von Ställen ohne Tageslicht einen Tagesverlauf zu simulieren oder bei Ställen mit Tageslicht das natürliche Licht so zu verändern oder zu verstärken, dass es für die Tiere als angenehm empfunden wird.The lighting control here is independent of feeding, which means that the lighting control is used here to simulate the course of the day in stables without daylight or to change or increase the natural light in stables with daylight in such a way that the animals find it pleasant .
In dem exemplarischen Verlauf gemäß
In
Der Tagesbeginn ist ähnlich wie bei dem Beispiel in
Grundsätzlich wird auch in diesem Fall für die Tagesaktivität der Tiere der Tierlicht-Beleuchtungsmodus beibehalten, wozu die Intensität kontinuierlich bis auf 100% zur Tagesmitte erhöht wird und ab 14:00 h das Grünlicht auf ein Niveau mit halber Intensität reduziert wird.In principle, in this case too, the animal light lighting mode is maintained for the animals' daily activity, for which the intensity is continuously increased to 100% in the middle of the day and from 2:00 p.m. the green light is reduced to a level of half intensity.
Dieser Grundzyklus wird durch drei Fütterungszyklen für Fütterungen um 6:30 h, 10:30 h und 16:30 überlagert. Zu jeder Fütterungszeit wird Rotlicht kontinuierlich zugeschaltet, wobei die Intensität jeweils sehr schnell in nur 30 min auf 100% erhöht wird. Zugleich wird der Grünlichtanteil bis auf 25% gesenkt, so dass der Allgemeinlicht-Beleuchtungsmodus vorherrscht und die Aktivität der Tiere vor und während der Fütterung erhöht wird.This basic cycle is superimposed by three feeding cycles for feedings at 6:30 a.m., 10:30 a.m. and 4:30 p.m. At each feeding time, the red light is switched on continuously, with the intensity increasing very quickly to 100% in just 30 minutes. At the same time, the proportion of green light is reduced to 25%, so that the general light lighting mode prevails and the activity of the animals is increased before and during feeding.
Die Fütterung wird jeweils beendet, indem der Grünlichtanteil wieder erhöht und der Rotlichtanteil gesenkt wird. Die Rücknahme des Rotlichtanteils erfolgt dabei in zwei Phasen. Direkt nach dem Peak wird die Intensität des Rotlichts zunächst langsamer gesenkt, bis das Grünlicht entsprechend heller ist, so dass eine Grundhelligkeit in dieser Phase erhalten bleibt. Erst danach wird die Intensität des Rotlichts schnell auf null gesenkt.Feeding is ended by increasing the green light portion again and decreasing the red light portion. The red light portion will be reduced in two phases. Immediately after the peak, the intensity of the red light is initially reduced more slowly until the green light is correspondingly brighter, so that a basic brightness is maintained in this phase. Only then is the intensity of the red light quickly reduced to zero.
Bei der Nachmittagsfütterung sind identische Verläufe für Grün- und Rotlicht vorgesehen. Die Mittagsfütterung unterscheidet sich von der Morgen- und Nachmittagsfütterung dadurch, dass eine höhere Beleuchtungsintensität beibehalten wird und der Tierlicht-Beleuchtungsmodus dominiertFor afternoon feeding, identical green and red light sequences are provided. Midday feeding differs from morning and afternoon feeding in that a higher lighting intensity is maintained and the animal light lighting mode dominates
Am Abend wird ab 19:00 h letztmalig Rotlicht kontinuierlich zugeschaltet. Ab19:30 h wird der Grünlichtanteil zurückgefahren, so dass ab dann der Allgemeinlicht-Beleuchtungsmodus gegeben ist. Durch Reduzierung der Intensität des Rotlichtanteils in der Beleuchtungsrichtung auf null bis 21:00 h werden die Tiere auf die Nachtruhe vorbereitet.In the evening, the red light will be switched on continuously for the last time from 7:00 p.m. From 7:30 p.m. the green light component is reduced so that the general light lighting mode is available from then on. By reducing the intensity of the red light component in the lighting direction to zero by 9 p.m., the animals are prepared for the night's rest.
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