JP5866547B2

JP5866547B2 - 畜舎

Info

Publication number: JP5866547B2
Application number: JP2014152163A
Authority: JP
Inventors: 幸彦関口; 圭輔則武; 浩二清家
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2014-07-25
Publication date: 2016-02-17
Anticipated expiration: 2034-07-25
Also published as: JP2015062404A

Description

本発明は、牛舎を初め、鶏舎や豚舎に利用することのできる畜舎に関するものであり、畜舎内の換気をプッシュプル換気で行う畜舎に係るものである。

酪農では、暑い夏季になると雌牛の受胎率が低下し、また出産後の雌牛も暑熱ストレスが起因し、搾乳量が減少する問題があった。この問題に対しては、牛の生活する牛舎の環境を快適なものにするという観点でいくつかの提案がされている。

特許文献１には、トンネル換気式牛舎構造が開示されている。ここでは、開閉部を含む両端壁と、側壁と、屋根で閉鎖された牛舎本体の一方の端壁に常時外気の流入を許す外気流入路と、他の端壁に設けられた空気排出装置と、牛舎内の空気の一部を循環させる空気循環装置について開示されている。

つまり、特許文献１の牛舎は、長方形の牛舎の一方の短辺に空気排出装置を設け、他方の短辺に外気流入路を設けるので、長方形の長さ方向に空気の流れをつくるというものである。なお、空気循環装置は、冬季の寒い時期には、牛舎内の空気を全て換気するのではなく、一部を循環させることで牛舎内の温度が下がりすぎないようにするためのものである。

また、空気排出装置は、牛舎内の温度検出装置に基づいて複数の空気排出用換気扇の稼働数を増減する。つまり、牛舎内の温度に基づいて、牛舎内の風速を変更している。

牛舎に限定することなく、牛、豚、鶏といった家畜を飼う畜舎では、舎内の温度に基づいて風を制御するものがいくつか提案されている。特許文献２は、畜舎内に複数の送風装置を配置させ、送風装置の設置場所での温度に基づいて風量を個々に設定する制御方法が開示されている。

また、特許文献３では、畜舎の環境、家畜の種類、収容数に応じて風量を可変にする送風方法が開示されている。また、特許文献４では、舎外温度および体重に対応するＣＯ_２濃度がコントロールされるようにファンの回転数を制御する制御方法が開示されている。また、特許文献５では、個々の家畜に体温感知器をつけ、体温変化に基づいて換気装置を制御する技術が開示されている。

これらの発明は、畜舎の中に空気の流れを作り、夏季における牛の体温を低下させ、搾乳量が減少しないことを目的としている。

また、より牛側に立脚した見方から、乳牛の体感温度を暑熱対策の尺度とする見方もある。体感温度とは、単に気温だけではなく、同じ気温であっても、風や湿度の影響で気温の感じ方が異なるということを表すものである。これには、湿度を考慮したミスナール体感温度と風速も考慮したリンケ体感温度が、人間用として提案されていた。なお、リンケ体感温度Ｌは（１）式で表される。

・・・（１）

なお、ここでｔは気温（℃）であり、ｖは、風速（ｍ／ｓ）である。

ところで、牛と人間はもちろん体感温度が異なる。牛においては、上記の式が修正され（２）式のようになる。

・・・（２）

つまり、風速に係る係数が人間の場合と異なるとされている。この（２）式からわかるように、体感温度は、風に吹かれると、寒く感じるというものである。

しかし、体感温度の高低だけでは、どれくらい不快になっているかは、判然としない。そこで、不快指数（温湿度指数）（ＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＨｕｍｉｄｉｔｙＩｎｄｅｘ：以後「ＴＨＩ」と呼ぶ。）というものが提案されている（非特許文献１）。ＴＨＩは（３）式のように定義されている。

・・・（３）

なお、ここでＴは気温（℃）であり、Ｈは相対湿度（％）である。

実登３１１０４９１号公報特開２００７−２３９１２号公報特開２００４−１９０６１６号公報特開平０２−１９５８３２号公報特開平０１−１５７３２４号公報

暑熱ストレスを察知して乳量・受胎率低下を防ぐ温湿度指数（ＴＨＩ）を用いた暑熱対策ＪＦＣ日本政策金融公庫農林水産事業技術の窓Ｎｏ．１９１０Ｈ２５．４．２５ＵＲＬ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｆｃ．ｇｏ．ｊｐ／ｎ／ｆｉｎａｎｃｅ／ｋｅｉｅｉ／ｐｄｆ／１９１０．ｐｄｆ）

特許文献１乃至５は、暑熱対策として畜舎に空気の流れを起こして、牛を快適に育成しようとするものである。しかし、畜舎内の温度だけに基づく送風だけでは、牛の不快感は完全に排除されたとは言えない。結果、搾乳量の減少はあまり改善しない。

また、牛にとっての不快指数は提案されており、受胎率との関係などは調べられているが、不快指数をいかに改善するかについては、なんらの提案もされていなかった。特に、フリーバーン方式であっても、フリーストール方式であっても、またつなぎ方式であっても、搾乳量を向上させるためには、畜舎全体の牛の不快指数を低下させる必要がある。

すなわち、局所的に居心地のよい場所があれば、多くの牛がそこに集まり、密集することで、却ってストレスを溜める。したがって、夏季の搾乳量の減少を改善するには、牛舎のどこにいても、不快指数が低い状態を実現できるような牛舎が必要である。

本発明はこのような状況に鑑み、畜舎にいる全ての牛にとって快適な暑熱対策を施す事ができ、夏季の搾乳量の減少を改善することのできる畜舎を提供する。

上記の課題を解決するために、本発明では、畜舎全体に一様流とも言える均一な空気の流れを作ることができるプッシュプル換気を行う。また、温度と湿度だけを考慮したＴＨＩではなく、空気の流れも考慮した補正ＴＨＩに基づいて畜舎に流れる均一な空気の流れの強さを制御する。

より具体的には、本発明に係る畜舎は、
長方形の床面と、
前記床面の長辺側に設けられた一対の側壁と、
前記床面の短辺側に設けられた一対の端壁と、
前記側壁と前記端壁との上方に配置された屋根を有し、
前記一対の側壁の第１側壁には、前記端壁の長さ以上に渡って、隣接する送風機のファンの直径以下の間隔で排出方向にプル側送風機が並設され、
前記一対の側壁の第２側壁には、前記プル側送風機の両端の送風機に対向する位置に吸引方向にプッシュ側送風機が配設され、前記プッシュ側送風機の間には、貫通孔が設けられていることを特徴とする。

本発明の畜舎は、長方形の対向する長辺部分に設けられた側壁間でプッシュプル換気を行うので、一様流とも言える均一な空気の流れを生じさせることができ、畜舎のどこにいても牛は快適な空気の流れを受けることができる。また、この均一な空気の流れは、温度と湿度と風速を考慮した補正ＴＨＩに基づいて制御されるので、快適な環境を過剰な電力を使うことなく達成することができる。

また、均一な空気の流れは、畜舎内のアンモニアや二酸化炭素の蓄積を解消することができる。さらに、均一な空気の流れは、サシバエ等の害虫が畜舎内にとどまることを防止する。これによりサシバエが牛を刺すことが軽減され、牛へのストレスも軽減されるため搾乳量の減少を抑えることができる。また、畜舎を閉鎖型とするので、鳥などの害獣の侵入を防止できる。

これらの効果によって、夏季においても受胎率を向上させ、また夏季に落ち込むと言われる搾乳量の減少を防止することができる。

本発明に係る畜舎（牛舎）の外観斜視図である。牛舎の長辺側の側壁およびその拡大図である。牛舎の短辺側の端壁を表す図である。牛舎に用いる送風機の一例を示す図である。プッシュプル換気を行った場合の空気の流れを示すシミュレーション結果図である。プル換気だけを行った場合の空気の流れを示すシミュレーション結果図である。プル換気とプル換気の両端に対向する位置だけにプッシュ側送風機を配置した場合の空気の流れを示すシミュレーション結果図である。送風機間隔を０．５ｍとした場合のシミュレーション結果である。送風機間隔を１．０ｍとした場合のシミュレーション結果である。送風機間隔を２．０ｍとした場合のシミュレーション結果である。牛舎の送風機と貫通孔の配置を表す図である。制御系の接続関係を示す図である。ＴＨＩの計算結果を表す図である。補正ＴＨＩの計算結果を示す図である。メインフローを示すフロー図である。外部要求処理のフローを示す図である。デマンド制御およびパラメータ設定のフローを示す図である。手動モード動作のフローを示す図である。各種センサ処理のフローを示す図である。補正ＴＨＩを求めるフローを示す図である。補正ＴＨＩ制御モードのフローを示す図である。細霧冷却ポンプ運転モードのフローを示す図である。温度制御モードのフローを示す図である。最低換気モードのフローを示す図である。実施の形態２の牛舎の制御系の接続関係を示す図である。図２５の牛舎のメインフローを示すフロー図である。生体センサ処理のフローを示す図である。

以下に本発明に係る畜舎について図面を参照しながら説明を行う。なお、以下の説明は本発明に係る畜舎の一実施形態の説明であり、これに限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、以下の実施形態は変更することができる。なお、以下の説明においては、畜舎を牛舎として説明を行う。しかし、本発明の畜舎は特に牛舎に限定されるものはなく、鶏舎、豚舎にも適用することができる。

（実施の形態１）
図１に本発明に係る畜舎（牛舎）の斜視図を示す。また、図２には、牛舎１の側面図とその一部拡大図を示す。また、図３には、牛舎１の短辺方向の側面図を示す。図１、２、３を参照して、牛舎１は、長方形の床面１０と、床面１０の短辺側に設けられた端壁１２ａ、１２ｂ（いずれか若しくは両方を「端壁１２」とも呼ぶ。）と、床面１０の長辺側に設けられた側壁１４ａ、１４ｂ（いずれか若しくは両方を「側壁１４」とも呼ぶ。）と、屋根１６によって形成される。

床面１０は、長方形の形状をしている。ただし、正方形を排除するものではない。牛舎を建設する土地の都合により、多少のゆがみはあってもよい。ここで「ゆがみ」とは、各辺が完全な直線でない若しくは、各辺をなす角度が９０度からずれるという状況を含む。しかし、牛舎１は、舎内に均一な空気の流れを発生させることで、牛にとっての快適性を確保するものであるので、均一な空気の流れを阻害するほど、ゆがんでしまうのは好ましくない。

床面１０の仕上がりは特に限定されるものではなく、多少の盛り土がされていてもよい。ただし、盛り土も、後述する均一な空気の流れを阻害するほど、凸凹ができるものは好ましくない。

図３を参照して、端壁１２ａと１２ｂは、長方形の床面１０の対向する短辺に設けられる。ここには、開閉扉１３ａ、１３ｂが設けられる。開閉扉１３ａ、１３ｂは、牛舎１への牛の出入りや、作業車両若しくは作業者の出入りのために利用される。通常、この開閉扉１３ａ、１３ｂは、閉じておくのが望ましい。端壁１２ａ、１２ｂに開口部があると、牛舎１内に発生させる均一な空気の流れを乱す原因になるからである。

図２を参照して、側壁１４ａは、長方形の床面１０の対向する長辺に設けられる。なお、側壁１４ａと側壁１４ｂは、ほぼ同じなので、側壁１４ａで説明を続ける。側壁１４ａには、貫通孔１４ａｈ（側壁１４ｂなら貫通孔１４ｂｈ）が形成されている。貫通孔１４ａｈは、側壁一杯に広がる１つの貫通孔であってもよいし、複数の貫通孔が設けられていても良い。この貫通孔１４ａｈ（１４ｂｈ）には、後述する送風機２０ａ（２０ｂ）が設置される。また、貫通孔１４ａｈは、側壁１４ａ若しくは壁部材（側壁を形成するボード状の材料）を形成してから穿設してもよいし、凹状の切り込みが形成された壁部材を組み合わせて設けられた側壁１４ａの孔であってもよい。

図１を参照して、屋根１６は、牛舎１内の均一な空気の流れを作る空間を形成する１部であるので、空気の流れを阻害しない程度の天井の平坦さを有するのが望ましい。屋根１６が直接天井となる場合は、屋根１６はフラットに近い方が望ましい。形状は、特に限定されるものではなく、切妻屋根、寄棟屋根など自由に利用してよい。切妻屋根で、屋根１６の傾斜が１寸勾配（５．７度）のものが好適に利用することができる。なお、寒冷地では積雪防止及び屋根１６の強度の観点から、２寸勾配（１１．４度）であってもよい。また、勾配がこれ以上あっても、牛舎１内にバッフルと呼ばれる導風幕を張ることで、天井を形成することなく、空気の流れを均一にすることができる。

図２（ａ）には、側壁１４ａの正面図を示し、図２（ｂ）には、一部拡大図を示す。側壁１４ａ、１４ｂに設けられる貫通孔１４ａｈ、１４ｂｈには、送風機２０ａ、２０ｂ（いずれか若しくは両方を「送風機２０」とも呼ぶ。）が、設置される。送風機２０ａ、２０ｂは、それぞれの側壁１４ａ、１４ｂに同数ずつ配置され側壁１４ａ、１４ｂの全面に配置されるのが望ましい。また、配置は隣接する送風機２０ａ、２０ｂ同士が等間隔になるように配置するのが望ましく、隣接する送風機２０ａ、２０ｂ同士の間隔は、使用するファンの直径以内の距離であるのが望ましい。均一な空気の流れを作るためには、隣接する送風機２０ａ、２０ｂ同士の間隔が開きすぎていては、空気が流れない空間ができてしまうからである。ただし、後述するように、上記の条件を満たしていなくとも、均一な空気の流れを作ることができる態様を排除しない。

図４には、１台の送風機２０の例を示す。図４（ａ）は側面視、図４（ｂ）は平面視である。送風機２０は１１２０ｍｍ×１１２０ｍｍの大きさであり、幅２０ｗおよび高さ２０ｈとも同じ寸法である。ファンの直径２０ｄは、１０００ｍｍの大きさを有する。送風機２０の前面２０ｆと後面２０ｒには、ワイヤで形成された羽根ガードが設けられている。空気は後面２０ｒから入り、前面２０ｆから吹き出される。図４で例示した送風機２０は、吸込側と吹出側が決まっているタイプの送風機２０を示したが、ファンの回転方向によってどちらの面も吸込側にできるタイプの送風機であればより好ましい。

図２を再度参照する。図２（ａ）に示すように、送風機２０は、一方の側壁１４の全面に配置している。図２では、側壁１４ａに縦に接近して設けられた貫通孔１４ａｈ１、１４ａｈ２が設けられており、それぞれの貫通孔１４ａｈ１、１４ａｈ２に、送風機２０ａが設置されている様子を示す。つまり、縦方向に２段に送風機２０ａを配置した構成である。

横方向を見ると、それぞれの貫通孔１４ａｈ１、１４ａｈ２の間隔には、狭い部分１５ａと広い部分１５ｂがある。広い部分１５ｂは、側壁１４ａ（１４ｂ）の柱等を設ける箇所である。狭い部分１５ａおよび広い部分１５ｂともに、送風機２０ａのファンの直径２０ｄより狭い間隔で設置されているのが望ましい。なお、ここで、隣接する送風機の間隔とは、隣接する送風機のファンの先端同士が最も短くなる距離を言う。

また、側壁１４ａの両端でも、端１４ａｔ１、１４ａｔ２から最初の送風機２０ａまでの距離は、送風機２０ａのファンの直径２０ｄよりも短い間隔で配置されている。また、図２で示すように、送風機２０ａを縦方向に重ねる場合も、各送風機２０ａ間の距離はファンの直径２０ｄよりも短い間隔で配置されている。なお、送風機２０ａは、１段だけで配置してもよい。床面１０から牛の頭の高さまでに均一な空気の流れができればよいからである。また、送風機２０ａは、３段以上の配置にすることを排除しない。

図示してないが、他方の側壁１４ｂの全面にも同じように送風機２０ｂが配置されている。一方の側壁１４ａの全面に配置された送風機２０ａと、他方の側壁１４ｂに配置された送風機２０ｂは、それぞれの送風機２０ａ、２０ｂ同士が対向する位置に配置されている。ここで対向する位置とは、互いに向かい合う送風機２０ａ、２０ｂのファンの軸心がほぼ一致する位置関係をいう。

しかしながら、一方の側壁１４ａから他方の側壁１４ｂまでの十分長い距離（少なくとも１０ｍ以上の距離）を空気が流れるため、送風機２０ａ、２０ｂ同士が対向する位置になくても、均一な空気の流れを作ることはできる。なお、図４に示すように吸引と排出の方向が決まった送風機２０を用いる場合は、牛舎の一方の側壁１４ａに配置した送風機２０は吸引側を外側に向け（プッシュ側送風機）、他方の側壁１４ｂに配置した送風機２０は、排出側を外側に向ける（プル側送風機）。

また、プッシュ側送風機とは、送風機２０を吸引方向に配設した送風機であり、プル側送風機とは、送風機２０を排出方向に配設した送風機と言ってもよい。また、プル側送風機が配置されている側壁１４ｂを第１側壁と呼び、プッシュ側送風機が配置されている側壁１４ａを第２側壁と呼ぶ。

図５には、これらの送風機２０ａ、２０ｂを一斉に稼動させた場合に牛舎１内に起こる空気の流れをシミュレーションしたベクトル図を示す。牛舎１は、間口（端壁の長さ１２ｗ）が２５ｍ、奥行き（側壁の長さ１４ｗ）が４０ｍ、軒高１６ｈ（図３参照）が３ｍとした。また、プッシュ側１４ｐｕｓｈおよびプル側１４ｐｕｌｌはそれぞれ、ファンの直径が１ｍ、送風量は３４５ｍ^３／ｍｉｎのものを２２台、２段に配置した。図４に示したものと同じ、幅１１２０ｍｍの送風機２０である。送風機２０の側壁１４に沿った配置間隔は、送風機２０のフレーム間を０．５ｍとした。つまり、ファンの間隔は０．６２ｍである。牛舎１内に風速２．０ｍ／ｓの均一な空気の流れを作る場合を想定している。全部で８８台の送風機を用いた計算である。

なお、以下のシミュレーションの結果図を通じて、端壁１２と送風機２０の間に関しては、見やすいように表示を修正している。例えば、上記の間隔で幅２０ｗが１１２０ｍｍの送風機２０を配置すると、端壁１２と最も近い送風機２０との間は２ｍ以上離れることになる。しかし、図５の表記上、端壁１２と最も近い送風機２０との間は、もっと近くなるように表示を行った。

図５の牛舎１内の矢印は、２．０ｍ／ｓの風速を示す。牛舎１の隅々まで２．０ｍ／ｓの風速の空気の流れが生じていることがわかる。

一方、図６には、他方の側壁１４ｂだけに送風機２０ｂを配置し、一方の側壁１４ａには、貫通孔１４ａｈだけを形成した場合のシミュレーションのベクトル図を示す。牛舎１内の中央付近では２．０ｍ／ｓの均一な空気の流れを生みだすことができている。しかし、両端壁の近傍１７では、２．０ｍ／ｓの空気の流れはできていない。すなわち、この範囲にいる牛にとっては、所定の風量の空気の流れを得られないことを意味する。

なお、風速２．０ｍ／ｓとは、ここでの送風機２０で見込める最大出力風速であり、より強力な送風機２０を用いて、２．０ｍ／ｓ以上の最大出力風速を出せるようになっていてもよい。

このように、対向する側壁１４にプッシュ側送風機２０ａとプル側送風機２０ｂを設けることで、牛舎１内の空気の流れは極めて均一になる。すなわち、牛舎１のどこにいても、所定の風を受けることができる。

図７には、他方の側壁１４ｂには、図５および図６の場合同様に送風機２０ｂを配置し、一方の側壁１４ａには、側壁１４ｂに並設した送風機２０ｂの両端部に対向する位置だけに送風機２０ａを配置した場合のシミュレーションの結果を示す。側壁１４ａに配置した送風機２０ａは、図５の場合同様に２段に配置した。

図７を見ると、プッシュ側１４ｐｕｓｈの送風機２０ａは、プル側１４ｐｕｌｌに配置した送風機２０ｂの両端部に対向する位置に１台ずつ（２段なので、全部で４台）配置するだけで、図６のように端壁１２ａ、１２ｂの付近で均一な空気の流れが生じない部分を回避することができる。すなわち、プッシュ側の送風機２０ａは少なくともプル側の送風機の両端の送風機２０ｂに対向する位置に１台ずつ配置されることで、牛舎１内に均一な空気の流れを作ることができる。

しかし、図７では、若干ではあるが最大風速が低下する。したがって、プッシュ側１４ｐｕｓｈの送風機２０ａは、図５のように、プル側１４ｐｕｌｌの送風機２０ｂと同じ設置範囲に配置されるのが望ましい。ただし、図７の態様であっても、牛舎１としては、実用に耐えうる。

牛舎１の中は、牛の体感温度（後述する補正ＴＨＩという指数で評価する。）の観点から２．０ｍ／ｓの均一な空気の流れがあることが望ましい。しかし、実際に実用に利用できる範囲を考えると、均一な空気の流れはもう少し低くてもよい。次にどの程度この均一な空気の流れの風速を緩和できるかを検討した。

後述する補正ＴＨＩによれば、風速が２．０ｍ／ｓから２０％低下した１．６ｍ／ｓとなっても、ストレス無の領域が温度にして０．５度から１度低下するだけである。また、牛舎１の端壁１２に近い部分には、作業用の機械等を保管しておくスペースがどうしても生じる。このスペースが仮に牛舎１の総面積の２０％までは許容されると考える。つまり、風速が１．６ｍ／ｓより遅い領域が牛舎１全体の２０％以下の状態ならば許容されるとする。これは均一な空気の流れは、牛舎１全体の８０％以上の領域が、目標風速の８０％以上であれば、均一な空気の流れができると言える。

もちろん、牛舎１全体の８０％以上の領域が目標風速の９５％以上の風速であれば好ましい。さらに牛舎１全体の９０％以上の領域が目標風速の８０％以上であってもよいし、牛舎１全体の９０％以上の領域が目標風速の９５％以上であれば、より好ましい。これらの状態であっても、均一な空気の流れと言ってもよい。

図８は、図７と同じシミュレーション結果であるが、矢印の長さと太さの比率を若干大きくしより見やすくしたものである。つまり、プル側１４ｐｕｌｌの送風機２０ｂは、側壁１４ｂに沿って２２基配置され、各送風機２０ａの側壁１４ａ方向の間隔は０．５ｍに配置されている。なお、この間隔とは、送風機のフレーム間の間隔をいう。

図９は、プル側１４ｐｕｌｌの送風機２０ｂの数を１９個として、側壁１４ａに沿った方向の送風機２０ａの配置間隔を１ｍとしたものである。また、図１０は、プル側１４ｐｕｌｌの送風機２０ｂの数を１３個として、側壁１４ａに沿った方向の送風機２０ａの配置間隔を２ｍとしたものである。

ここで、牛舎１内において最大風速が１．６ｍ／ｓより低い箇所の面積を求めたところ、図８では５％、図９では１８％、図１０では４０％であった。上記のように、実用的な牛舎１として、均一な空気の流れは、牛舎１全体の２０％以下であれば、十分であると考えられる。

したがって、プッシュ側１４ｐｕｓｈの送風機２０ａを側壁１４ａの両端に配置し、プル側１４ｐｕｌｌの送風機２０ｂを側壁１４ｂの全面に配置する態様の場合は、プル側１４ｐｕｌｌの送風機２０ｂは、少なくともフレーム間隔で１ｍまでは離してもよいと言える。これは言い換えると、送風機２０ｂのファンの直径の１．１２倍以下の配置にすることで、牛舎１内に均一な空気の流れを作ることができると言える。

特にファンの直径が１ｍ級の送風機であれば、側壁方向の送風機の間隔を１００ｍｍ以下（ファンの直径の１．１２倍以下）にするのが好ましい。なお、ここでファンの直径が１ｍ級の送風機とは、ファンの直径が０．９〜１．２ｍまでの送風機２０をいう。ファンの直径２０ｄが多少変わっても、同じ送風量を発揮することができるからである。

また、本発明の牛舎１は、長方形の床面１０を有するものであるから、側壁１４の長さは端壁１２の長さ以上であることが必要である。すると、ファンの直径２０ｄが１ｍ級の送風機２０ｂ（プル側送風機）は、側壁１４に沿って１００ｍｍ毎に設置すると１２個（１２列）以上設置するのが望ましいことになる。この間隔であれば、側壁１４の長さは可能な限り長くなってもよい。

すなわち、本発明に係る牛舎１は、プッシュ側１４ｐｕｓｈに設けられた貫通孔１４ａｈに、プル側１４ｐｕｌｌの個々のプル側送風機２０ｂと対向する位置にプッシュ側送風機２０ａを配設するだけでなく、プル側送風機２０ｂのうち、両端のプル側送風機２０ｂに対向する位置にプッシュ側送風機２０ａを設け、プッシュ側送風機２０ａ間に少なくとも貫通孔１４ａｈを設けるだけという形態も含む。もちろん、貫通孔１４ａｈには、牛舎１内に均一な空気の流れを作ることができるように、プッシュ側送風機２０ａを設置してもよい。すなわち、プッシュ側送風機２０ａはプル側送風機２０ｂと同数以下若しくは同数以上の数が配置されることを含む。

したがって、牛舎１の送風機２０の配置は図１１の状態を含む。図１１を参照して、プル側の送風機２０ｂは、ファンの直径２０ｄより短い間隔で他方の側壁１４ｂに配置される。配置された送風機２０ｂの両端の送風機を送風機２０ｂｔ１、２０ｂｔ２とする。一方の側壁１４ａには、他方の側壁１４ｂの送風機２０ｂの両端の送風機２０ｂｔ１、２０ｂｔ２に対向する位置に送風機２０ａ１、２０ａ２が配置される。そして、送風機２０ａ１と送風機２０ａ２の間には貫通孔１４ａｈ３が設けられる。

なお、貫通孔１４ａｈ３は、均一な空気の流れを阻害しない程度に柱や壁が配置されていてもよい。例えば、プル側の送風機２０ｂと対向する位置に送風機取付用の貫通孔１４ａｈ１、１４ａｈ２（図２参照）を設けることができる。

また、プッシュ側の送風機２０ａ１と送風機２０ａ２の間に適当な間隔で送風機２０ａを配してもよい。すなわち、プッシュ側の送風機２０ａは、両端の送風機２０ａ１と送風機２０ａ２が、プル側の送風機２０ｂの両端の送風機２０ｂｔ１と送風機２０ｂｔ２に対向する位置にあれば、プル側の送風機２０ｂと同数配置しなくてもよい。

なお、プル側１４ｐｕｌｌの送風機２０ｂが設置されている幅１９は、牛を居住させる空間の側壁１４ａ、１４ｂ方向の長さである。この幅１９が、牛舎１の幅（端壁１２ａ、１２ｂの長さ）１２ｗより長ければ、側壁１４ａ、１４ｂの長さ１４ｗより短くてもよい。すなわち、送風機２０ｂは、側壁１４ｂの全面にファンの直径以下の間隔で配置していなくてもよい。牛舎１の中で牛が居住する部分に均一な空気の流れを発生させればよいからである。

また、プッシュ側に配置した送風機２０ａ１と送風機２０ａ２の外側に送風機２０ａ３と送風機２０ａ４が配置されていてもよい。プル側の両端の送風機２０ｂｔ１、２０ｂｔ２に対向する位置より外側にプッシュ側送風機が配置されても、プル側送風機が配置されている幅１９の範囲では、ほとんど空気の流れに影響はないからである。

図１２は、牛舎１を端壁に平行な面で切った断面の模式図である。この図を用いて牛舎１の送風機２０ａ、２０ｂおよびその他の手段の処理フローについて説明する。牛舎１内に設けられた温度センサ２２、湿度センサ２４、風速センサ２６、二酸化炭素センサ２８、アンモニアセンサ３０は、制御器５０と接続されている。制御器５０は、全ての送風機２０ａ、２０ｂと接続されている。

これらのセンサ類は、牛舎１の奥行方向（側壁１４に沿った方向）に向かって、所定間隔で複数個配置されていてもよい。牛舎１は長方形をしているので、１つのセンサの値で牛舎１内の全ての位置をカバーすることはできないからである。

制御器５０は、温度センサ２２からの信号Ｓｔ、湿度センサ２４からの信号Ｓｈ、風速センサ２６からの信号Ｓｗ、二酸化炭素センサ２８からの信号Ｓｃ、アンモニアセンサ３０からの信号Ｓａを受信する。

これらの受信する信号は、１種類のセンサに複数個の信号の入力があり得る。同種のセンサは複数個配置することを予定しているからである。この場合、制御器５０は、同一種類のセンサからの複数の入力に対して、その平均値で全体を制御するようにしてもよい。また、分散を求めておいて、分散値の大きな測定値がある場合は、個々のセンサの位置を考慮して制御を行ってもよい。

制御器５０は、送風機２０ａ、２０ｂに対しては、インバータの周波数（高い程出力が高い）を指示する指示信号Ｃ２０ａ、Ｃ２０ｂを送信する。なお、指示信号Ｃ２０ａとＣ２０ｂは、側壁１４ａ、１４ｂの全面に配置した送風機２０ａ、２０ｂの全てを一様に制御してもよいし、特定の送風機を個別に制御してもよい。

本発明の牛舎１では、牛舎１内に、均一な空気の流れを作ることを目的とするので、側壁１４ａ、１４ｂに並列に配置した送風機２０ａ、２０ｂの一部を間欠的に駆動させる若しくは、部分的に風速の強弱をつけることで、均一な空気の流れを作れる場合があれば、そのような制御を排除するものではない。

また、制御器５０は、細霧冷却ポンプ３２とも接続されている。細霧冷却ポンプ３２には、吹き出しノズル３４が連通されている。細霧冷却ポンプ３２が作動すると、吹き出しノズル３４から細霧３３が噴出する。制御器５０は細霧冷却ポンプ３２に対しては、指示信号Ｃｐを送信することで、細霧冷却ポンプ３２の運転を制御することができる。

また、制御器５０は、送風機２０ａ、２０ｂに給電する給電線に設けられた、切断スイッチ３６とも接続されている。制御器５０は指示信号Ｃｄを送信することで、給電を切断することができる。また、送風機２０ａ、２０ｂにインバータの周波数を指示する指示信号Ｃ２０ａ、Ｃ２０ｂを送信して、送風量を抑制して消費電力を制御することもできる。これらは、後述するデマンド要求があった場合に使用される。

また、制御器５０は、入出力装置５２と接続されている。入出力装置５２は、表示画面５２ｄと、キーボード等の入力手段５２ｋを有する。主として作業者が用いて制御器５０に指示を行う若しくは、現在の牛舎１の状態を確認するために各ステータスを表示させる場合に利用される。制御器５０は入出力装置５２との間で、信号Ｓｄを送信して、データ等を受け渡し、指示信号Ｃｃを受け取り、作業者の指示に従う。

なお、入出力装置５２は、警告灯５４等のアラームが搭載されていてもよい。アラームは警告灯５４以外の警告ブザー等であってもよい。

制御器５０は、牛舎１内の空気の流れ１８を、補正ＴＨＩという基準で制御する。ＴＨＩについては、すでに説明を行ったように（３）式で求められる数値を、各温度、各湿度毎に算出したものである。この計算結果を図１３に示す。図１３は横軸が相対湿度（％）を表し、縦軸は乾球温度（℃）を表す。なお、補正ＴＨＩの値は、実数値であるが、ここでは簡単のため、小数点以下を切り捨てた整数値で表示している。もちろん、実数値として使用してもよい。補正ＴＨＩの値が７１以下の部分（領域Ａ）は、ストレスを感じない部分とされる。また補正ＴＨＩの値が７９以下の部分（領域Ｂ）は、軽度のストレスを感じる部分とされる。また補正ＴＨＩが８９以下の部分（領域Ｃ）は強いストレスを感じる部分とされる。

また、補正ＴＨＩが９９以下の部分（領域Ｄ）は非常に強いストレスを感じる領域であり、それを越える部分（領域Ｅ）は危険な領域とされる。このように、ＴＨＩが７２を超える領域では、牛は、不快に感じストレスを感じるとされている。ＴＨＩは、受胎率との関係を求めた上で、決められたものである。したがって、有効な判断指針となりえる。

しかしながら、（２）式で示したように、牛にも体感温度があり、風を受けると涼しく感じる。しかし、ＴＨＩには、この体感温度が考慮されていない。そこで、本発明に係る牛舎１の制御器５０は、ＴＨＩに牛の体感温度を代入して求められる「補正ＴＨＩ」に基づいて牛舎１内の風速を制御する。なお補正ＴＨＩは（４）式によって求められる。

・・・（４）

なおここでＴは温度（℃）を表し、Ｈは相対湿度（％）を表し、ｖは風速（ｍ／ｓ）を表す。また偏差定数とは地域等による畜舎の環境に対応する為の数値幅を持たせた調節の値である。通常偏差定数は０から８の値をとる。

例えば、図１４を参照して、畜舎内の乾球温度（℃）と相対湿度（％）に対応する補正ＴＨＩに対して調整幅をもたせたものである。具体的には補正ＴＨＩが畜舎内の乾球温度が３４℃で相対湿度が４０％の場合、７１となり、牛のストレスなしの判定となるが、畜舎の環境状により、この偏差定数を考慮し定数のレンジを最大８．０まであげることができ、ミニマム７１、マックス７９となる。補正ＴＨＩが、７９の場合は送風機２０を運転を１００％モード状態で行う。

補正ＴＨＩはＴＨＩで評価された数値の意味を変更するものではない。すなわち、ＴＨＩでストレスを感じないとされる数値７１以下という基準は、補正ＴＨＩでも同じである。補正ＴＨＩは、この数値の取りえる範囲を修正するものである。

図１４には、風速を２．０ｍ／ｓとした場合の各温度、各湿度での補正ＴＨＩを求めた結果を示す。図１３と比較すると、ストレスを感じないとされる数値７１以下の領域（領域Ａ）が広くなっているのが分かる。領域ＤとＥは消失している。すなわち、風を受けることで牛の体感温度がさがり、ストレスを感じないとされる領域を広く見積もることになる。

なお、補正ＴＨＩでは、風速が平方根で表されている。従って、風速２．０ｍ／ｓが８０％の風速（１．６ｍ／ｓ）になっても風速の項は１０％程度の低下にしかならない。このことから風速が１．６ｍ／ｓになると、図１４において、領域Ａと領域Ｂとの境界は、乾球温度方向に０．５から１．０℃シフトする程度である。

＜制御フロー＞
図１５には、制御器５０による牛舎１内の換気のメインフローを示す。図１５で示した制御器５０の処理フローは、必ず終了判定（ステップＳ１０２）に戻る。つまり、制御器５０は、各種の処理を繰り返し行う。なお、それぞれの処理の詳細は、メインフローの説明後に行う。

制御器５０が処理を開始すると（ステップＳ１００）、終了判定を行う（ステップＳ１０２）。終了判定は、制御器５０のコンソールから作業者によって指示される場合以外であっても、緊急に停止する必要がある場合は、割り込みによってこのフローに戻っても良い。終了する場合（ステップＳ１０２のＹ分岐）は、制御を終了する（ステップＳ１５０）。なお、ステップＳ１５０には、送風機２０ａ、２０ｂへの給電を停止するなどの最終処理を含めても良い。

制御を継続する場合（ステップＳ１０２のＮ分岐）は、次に外部要求処理を行う（ステップＳ１０４）。外部要求処理とは、作業者が制御器のコンソールから直接制御を行う場合や、他の機器から要求されるデマンド要求がある。デマンド要求とは、牛舎１の処理を含めて、使用電力が契約電力を超えそうな場合に、他の制御器機（外部）から本牛舎１での送風機２０の使用の停止又はインバータによる抑制を要求される場合である。これらの処理が発生した場合は、再度終了判定（ステップＳ１０２）に戻り、これらの処理が終了するのを待つ。また、外部要求（デマンド要求）がされていない場合は、この処理は単に通過されるだけである。

次に制御器５０は、各種センサによる処理（ステップＳ１０６）を行う。各種センサによる処理（「各種センサ処理」ともいう。）とは、アンモニアセンサ３０、二酸化炭素センサ２８によってモニタされている牛舎１内の諸物質の濃度が所定以上になった場合の処理である。このような状態を検出したら、制御器５０は、現在の送風機２０ａ、２０ｂの運転状況に係らず、ファンを最高回転数にし、牛舎１内の換気を行う。これらの処理も緊急性が高いので、発生した場合は、終了判定（ステップＳ１０２）まで戻り、これらの状況が解消されるまで、この処理を継続する。

次に、制御器５０は、補正ＴＨＩを算出する（ステップＳ１１０）。補正ＴＨＩは、上記で説明したように（４）式に基づいて算出される。また、制御器５０はメモリ内に予めテーブルを保持しておき、そのテーブルを参照することで補正ＴＨＩを求めてもよい。

次に算出された補正ＴＨＩの値がＶｔｈより大きいか否かを判断する（ステップＳ１１４）。ここでＶｔｈは、現在の環境で牛がストレスを感じる値である。Ｖｔｈは６９〜７１の範囲であり、通常７０である。なお、Ｖｔｈの値自体は、予め決めておく。補正ＴＨＩの値がＶｔｈ（７０）より大きいということは、現在の環境で、牛はストレスを感じていることを意味している。従って、補正ＴＨＩがＶｔｈよりも大きい場合（ステップＳ１１４のＹ分岐）は、補正ＴＨＩ制御モード（ステップＳ１２２）に処理を移す。補正ＴＨＩ制御モード（ステップＳ１２２）では、ファンを最大回転数で回転させ、さらに必要な場合は、他の冷却手段も併用する。

補正ＴＨＩの値がＶｔｈを超えていない場合（ステップＳ１１４のＮ分岐）は、さらに温度が１５℃より低いか否かを判断する（ステップＳ１１６）。１５℃より温度が高い場合（ステップＳ１１６のＹ分岐）は、温度制御モードの処理を行う。ここでは、温度を目安として、ファンの回転数を最大回転数と最低回転数の間で、変化させる。

温度が１５℃より低い場合（ステップＳ１１６のＮ分岐）は、牛にとっては快適な環境温度になるので、換気だけを目的として送風機２０ａ、２０ｂを運転する最低換気モードに移行する（ステップＳ１２０）。この場合は、牛舎１内の牛の頭数によって予測できる二酸化炭素の排出量分を換気できるように送風機２０ａ、２０ｂの運転を行う。

以上の処理が終わったら、制御器５０は、再び終了判定（ステップＳ１０２）まで戻り、同じ処理を繰り返す。制御器５０は、外部要求処理（ステップＳ１０４）や各種センサ処理（ステップＳ１０６）が行われない限り、数分に一度は、補正ＴＨＩの算出（ステップＳ１１０）を行う。つまり、その程度の間隔で常に送風機２０ａ、２０ｂの運転は見直されており、ほぼ、リアルタイムで牛舎１内の環境を牛が快適に過ごせるように制御することができる。

＜外部要求処理＞
図１６に外部要求処理（ステップＳ１０４）の詳細を示す。外部要求処理（ステップＳ１０４）に入ったら、デマンド要求がされているか否かを判断する（ステップＳ１４２）。デマンド要求がされている場合（ステップＳ１４２のＹ分岐）は、デマンド制御（ステップＳ１４２０）を行う。なお、デマンド制御（ステップＳ１４２０）を行ったら、終了処理（ステップＳ１０２）へ戻る（ステップＳ１４２１）。この処理によって、ステップＳ１４２において、デマンド要求がされなくなるまで、デマンド制御（ステップＳ１４２０）が繰り返される。

デマンド要求がされていない場合（ステップＳ１４２のＮ分岐）は、アラーム解除操作（ステップＳ１４３）を行う。デマンド制御（ステップＳ１４２０）中でアラームを行うので、それを解除するためである。

次に制御器５０は、パラメータ設定が要求されているか否かを判断する（ステップＳ１４４）。パラメータ設定が要求されている場合（ステップＳ１４４のＹ分岐）は、パラメータ設定（ステップＳ１４４０）を行う。なお、パラメータ設定（ステップＳ１４４０）を行ったら、終了処理（ステップＳ１０２）へ戻る（ステップＳ１４４１）。この処理によって、ステップＳ１４４において、パラメータ設定がされなくなるまで、パラメータ設定（ステップＳ１４４０）が繰り返される。なお、パラメータ設定を終了するのは、作業者がコンソールから行うようにしてよい。

次に制御器５０は、手動操作が要求されているか否かを判断する（ステップＳ１４６）。手動操作が要求されている場合（ステップＳ１４６のＹ分岐）は、手動モード動作（ステップＳ１４６０）を行う。なお、手動モード動作（ステップＳ１４６０）を行ったら、終了処理（ステップＳ１０２）へ戻る（ステップＳ１４６１）。この処理によって、ステップＳ１４６において、手動操作がされなくなるまで、手動モード動作（ステップＳ１４６０）が繰り返される。なお、手動操作を解除するのは、制御器５０のコンソールから行うようにしてよい。より具体的な例としては、制御盤上のセレクトスイッチなどを操作して手動操作を解除するなどである。

＜外部要求処理＞／＜デマンド制御＞
図１７（ａ）にデマンド制御（ステップＳ１４２０）のフローを示す。デマンド制御が開始されたら、電源回路をオフにするまたはインバータによる抑制を行う（ステップＳ１４２２）。外部からの要求に応えるためである。次にアラームを行う（ステップＳ１４２４）。アラームは、音および警告灯の点灯、表示パネルへの表示若しくは、担当者の個人端末への無線による通知であってもよい。アラームを行ったらステップＳ１４２０の元の処理に戻り、終了判定（ステップＳ１０２）に戻る。

＜外部要求処理＞／＜パラメータ設定＞
図１７（ｂ）にパラメータ設定（ステップＳ１４４０）のフローを示す。パラメータ設定は、制御器５０のコンソールから要求および指示が行われる。パラメータ設定の処理に入ったら、各種のパラメータを手動で入力する（ステップＳ１４４２）。パラメータには、温度制御の上限温度、下限温度、制御周波数幅、ＴＨＩモード移行の値Ｖｔｈ、補正ＴＨＩの偏差定数、等のパラメータを設定する。

＜外部要求処理＞／＜手動モード動作＞
図１８に手動モード動作（ステップＳ１４６０）のフローを示す。手動モード動作も制御器５０のコンソールから指示するようにしてよい。手動モード動作が開始されると、まず現在の設定パラメータが制御器５０の表示部に表示される（ステップＳ１４６２）。作業者は、その表示を参照しながら、それぞれのパラメータを変更する（ステップＳ１４６４）。入力が終了したら、制御器５０は指定されたパラメータに基づいて、インバータに起動、周波数変更若しくは停止指令を送る（ステップＳ１４６６）。この処理によって、送風機の動作を強制的に指示することができる。終了したら、手動モード動作（ステップＳ１４６０）まで戻る。

＜各種センサ処理＞
図１９に各種センサ処理（ステップＳ１０６）のフローを示す。各種センサ処理が開始されたら、まずアンモニア濃度（「ＮＨ３」と記した）が所定の濃度（ＴＨａ）より高いか否かを判断する（ステップＳ１０６０）。所定の濃度（ＴＨａ）より高い場合（ステップＳ１０６０のＹ分岐）は、ファンを最大回転にし、アンモニア濃度アラームを行う（ステップＳ１０６８）。アンモニア濃度アラームとは、牛舎１内のアンモニア濃度が所定の濃度以上になっていることを知らせるための警告である。アラームは、音および警告灯５４の点灯、表示パネルへの表示若しくは、担当者の個人端末への無線による通知であってもよい。アラームを行ったら終了判定（ステップＳ１０２）に戻る（ステップＳ１０７０）。

ステップＳ１０６０において、アンモニア濃度が所定の濃度より高くなければ（ステップＳ１０６０のＮ分岐）、二酸化炭素濃度（「ＣＯ２」と記した）が所定の濃度（ＴＨｂ）より高いか否かを判断する（ステップＳ１０６２）。所定の濃度（ＴＨｂ）より高い場合（ステップＳ１０６２のＹ分岐）は、ファンを最大回転にし、二酸化炭素濃度アラームを行う（ステップＳ１０７２）。二酸化炭素濃度アラームとは、牛舎１内の二酸化炭素濃度が所定の濃度以上になっていることを知らせるための警告である。アラームは、音および警告灯５４の点灯、表示パネルへの表示若しくは、担当者の個人端末への無線による通知であってもよい。アラームを行ったら終了判定（ステップＳ１０２）に戻る（ステップＳ１０７４）。

ステップＳ１０６２において、二酸化炭素濃度が所定の濃度より高くなければ（ステップＳ１０６２のＮ分岐）、アラーム解除を行い（ステップＳ１０６４）、各種センサ処理（ステップＳ１０６）に戻る（ステップＳ１０６６）。

＜補正ＴＨＩ計算＞
図２０に補正ＴＨＩ計算（ステップＳ１１０）の処理フローを示す。補正ＴＨＩ計算が開始されたら、制御器５０は、温度センサ２２、湿度センサ２４、風速センサ２６より温度、相対湿度、風速の各値を取得する（ステップＳ１１００）。そして、（４）式に代入し、補正ＴＨＩを求める（ステップＳ１１０２）。そして補正ＴＨＩ計算（ステップＳ１１０）に戻る（ステップＳ１１０４）。

＜補正ＴＨＩ制御モード＞
図２１に補正ＴＨＩ制御モード（ステップＳ１２２）の処理フローを示す。補正ＴＨＩ制御モードが開始されたら、まず送風機２０ａ、２０ｂを最大回転数で運転する（ステップＳ１２２０）。そして次に相対湿度ＲＨの値が８０％より高いか否かを判断する（ステップＳ１２２２）。相対湿度ＲＨが８０％より低い場合（ステップＳ１２２２のＮ分岐）は、細霧冷却ポンプ運転モード（ステップＳ１３０）を行い、補正ＴＨＩ制御モード（ステップＳ１２２）へ戻る（ステップＳ１２２８）。

一方、相対湿度が８０％より高い場合（ステップＳ１２２２のＹ分岐）は、細霧冷却ポンプ３２を停止し（ステップＳ１２２４）、１分間そのまま待機する（ステップＳ１２２６）。相対湿度が８０％以上の場合は細霧３３を発生させても、冷却効果がないためである。そして、補正ＴＨＩ制御モード（ステップＳ１２２）に戻る（ステップＳ１２２８）。なお、細霧冷却ポンプ３２を設置していない場合は細霧冷却ポンプの運転工程（ステップＳ１３０）をスキップしてよい。

＜補正ＴＨＩ制御モード＞／＜細霧冷却ポンプ運転モード＞
図２２に細霧冷却ポンプ運転モード（ステップＳ１３０）の処理フローを示す。細霧冷却ポンプ運転モードが開始されたら、細霧冷却ポンプ３２を運転する（ステップＳ１３００）。細霧冷却ポンプ３２が稼働すると、牛舎１内に配置したノズルから細霧３３が噴出する。

そして、運転タイマーをセットする（ステップＳ１３０２）。初期値は例えば１分に設定されている。これで、細霧３３の噴出は、運転タイマーが所定の時間（１分）経過するまで継続される。そして１分経過後に細霧冷却ポンプ３２は停止する（ステップＳ１３０４）。次に、休止タイマーがセットされる（ステップＳ１３０６）。初期値は例えば２分である。

制御器５０は、休止タイマーが所定の時間（２分）経過するまで現在の状況を維持（待機）する。その後、細霧冷却ポンプ運転モード（ステップＳ１３０）に戻る（ステップＳ１３０８）。この処理により、１分間連続した細霧３３の吹き出しが行われ、２分停止するという動作が継続される。

＜温度制御モード＞
図２３に温度制御モード（ステップＳ１１８）の処理フローを示す。温度制御モードが開始されたら、制御器５０はインバータ出力値Ｆを以下の（５）式によって算出する（ステップＳ１１８２）。

・・・（５）

なお、Ｆはインバータ出力（周波数）であり、Ｔｍｉｎは最低設定温度（℃）であり、Ｔｍａｘは最高設定温度（℃）であり、ＦｍｉｎはＴｍｉｎの時の周波数（出力）であり、ＦｍａｘはＴｍａｘの時の周波数（出力）である。またＴは、その時の温度（℃）である。

（５）式を見ると、最高設定温度と最低設定温度に対して、ＦｍａｘとＦｍｉｎの間の出力を１次関数で比例配分している。すなわち、温度Ｔが上昇すれば、それにしたがって、インバータの出力も比例して高くなる。また、温度が低くなっても、必ず、Ｆｍｉｎだけの出力でファンを回転させていることがわかる。

（５）式によって、現在の温度に応じたインバータ出力を求めたら、その値をインバータ出力値としてセットする（ステップＳ１１８４）。これは、インバータの運転指示のための準備である。そして、インバータに運転指示を出す（ステップＳ１１８６）。これによって、インバータは所定の回転数でファンをまわす。最後に温度制御モード（ステップＳ１１８）に戻る（ステップＳ１１８８）。

＜最低換気モード＞
図２４に最低換気モード（ステップＳ１２０）の処理フローを示す。最低換気モードが開始されたら、必要換気量（Ｑｍｉｎ）を算出する（ステップＳ１２００）。なお、必要換気量は１分あたりの体積で表される。これは、牛舎１内に収容されている牛の頭数と、１頭あたりに必要な換気量を乗算することで求められる。１頭当たりに必要な換気量は公知の量であってよい。

次に必要換気量（Ｑｍｉｎ）が、インバータの最低出力時における換気量（Ｑｆｍｉｎ）より少ないか否かを判定する（ステップＳ１２０２）。少なくない場合（ステップＳ１２０２のＮ分岐）は、インバータの出力を上げて換気量を増やすことで必要換気量を賄えるということである。したがって、インバータ周波数を必要換気量が（Ｑｍｉｎ）になるように設定し、送風機に運転指示を出す（ステップＳ１２０４）。そして、最低換気モード（ステップＳ１２０）に戻る（ステップＳ１２０６）。

インバータの最低出力時における換気量（Ｑｆｍｉｎ）が必要換気量（Ｑｍｉｎ）より大きい場合（ステップＳ１２０２のＹ分岐）は、これ以上インバータの出力を弱められないので、間欠運転を行う。

まず、間欠運転時間ＳＴを（６）式に基づいて求める（ステップＳ１２０８）。

・・・（６）

そして、インバータは最低周波数として送風機を運転させる（ステップＳ１２１０）。そして、間欠運転休止時間をセットする（ステップＳ１２１２）。この間欠運転休止時間は例えば初期値として５分である。

そして、送風機２０ａ、２０ｂを所定の時間（５分）停止する（ステップＳ１２１４）。そして、最低換気モード（ステップＳ１２０）に戻る（ステップＳ１２１６）。なお、ここでは、間欠運転する例を示したが、間引き運転してもよい。なお、間引き運転とは、設置された送風機のいくつかを完全に停止することをいう。

ステップＳ１２０８からステップＳ１２１６の処理を説明する。（６）式は、送風機が１分間で供給できる換気量と、牛舎１内の牛が１分間に必要な換気量の差が分母とされている。つまり、分数の部分については、必要換気量（Ｑｍｉｎ）分が全く新気に置換される時間を求めている。したがって、（６）式で求められる間欠運転時間ＳＴは、５分間で不足した換気量を全くの新気に置換することのできる時間である。したがって、停止時間の５分を変更する際は、（６）式の「５」も同じ数値に変更する必要がある。

（実施の形態２）
本実施の形態に係る牛舎２は、実施の形態１の場合とほとんど同じである。したがって、同じ部分については説明を省略する。牛舎２は、牛舎２に収容した個々の牛に、生体モニタを取り付け、そのモニタ結果によって、環境を制御するものである。

図２５に牛舎２の制御系の図を示す。図１２との違いは、制御器５１が生体センサ検出器３８が設けられている点である。生体センサ検出器３８は、個々の牛に取り付けられた生体センサ（図示せず）からの信号を受信し、制御器５１に信号Ｓｂｉとして送信する。生体センサ検出器３８は、例えば、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））といった近距離無線通信手段を用いて、個々の牛に取り付けられた生体センサからのバイタルサインを受信する。

より具体的に説明すると、個々の牛に取り付けられた生体センサには、それぞれ識別番号が付与されており、他の生体センサと区別できる。生体センサ検出器３８は、識別番号の順に該当する生体センサに対して、データ送信を指示する。生体センサ検出器３８から指定された生体センサは、現在の牛の心電図、血圧、体温、呼吸と言ったバイタルサインを生体センサ検出器３８に送信する。生体センサ検出器３８は、受信したバイタルサインを制御器５１に送信する。

本実施の形態では、個々の牛からのバイタルサインに基づいて牛舎２環境を制御する。なお、以下では、バイタルサインとして呼吸数を例にとるが、他のバイタルサインを用いて制御を行ってもよい。また、バイタルサインとしては、上記の４項目を挙げたが、記載していない項目であっても、生体センサで取得できるものであればよい。特に、バイオチップと生体センサが結合し、牛が不快を感じた時に分泌する生体物質若しくはそれに相当する物質を検知することができる場合は、その生体物質量をバイタルサインとして含めてよい。

図２６に、制御器５１の制御のフローを示す。図１５に対応するものである。図１５との違いは、ステップＳ１１０で補正ＴＨＩを計算した後、生体センサ処理（ステップＳ１１２）が挿入されている点である。他の処理については、実施の形態１の場合と同じであるので、説明は省略する。

＜生体センサ処理＞
図２７には、生体センサ処理（ステップＳ１１２）の処理のフローを示す。生体センサ処理がスタートすると（ステップＳ１１２）、生体センサからの測定値を取得する（ステップＳ２００２）。すでに説明したように、生体センサ検出器３８が個々の生体センサからの測定値（バイタルサイン）を信号Ｓｂｉによって制御器５１に送信してくる。このようにして、制御器５１は、全ての生体センサからの測定値を取得する。

次に制御器５１は、これらのデータの特徴抽出を行う（ステップＳ２００４）。特徴抽出とは、現在牛舎２内にいる牛の不快の程度を代表させる数値を求めることを言う。例えば、全ての牛の平均体温、平均呼吸数といった平均値であってもよい。また、妊娠している牛からのバイタルサインだけを特徴抽出してもよい。また、特定の１頭の牛に関するバイタルサインの１つとしてもよい。ここでは、全体の牛の平均呼吸数とする。

牛、豚、鶏などは汗腺の数が少なく、体内に蓄積した熱は、呼吸からの水分蒸発による熱放散に頼っている。したがって、暑熱によるストレスを感じた場合、呼吸数が上昇するからである。抽出された特徴の値をＮＬとする。ここでは、牛全体の呼吸数の平均値をＮＬとする。

次に特徴値ＮＬが所定の値Ｎｔｈより大きいか否かを判定する（ステップＳ２００６）。所定の値Ｎｔｈは閾値である。特徴値ＮＬ毎に設定されてよい。

そこで、特徴値ＮＬが閾値Ｎｔｈより大きい場合（ステップＳ２００６のＹ分岐）は、補正ＴＨＩの値に定数αを加える（ステップＳ２００８）。なお、定数αは、予め「外部要求処理（ステップＳ１０４）」の「パラメータ設定（ステップＳ１４４０）：図１６参照」で決めておいてよい。そして、ステップＳ１１２に戻る（ステップＳ２０１０）。

図２６を再度参照すると、生体センサ処理（ステップＳ１１２）の次には、補正ＴＨＩの値がある閾値Ｖｔｈを越えた場合には、補正ＴＨＩ制御モード（ステップＳ１２２）に処理が移行する。つまり、ステップＳ２００６で、補正ＴＨＩの値を増やすということは、牛がより不快に感じているので、それを解消する制御を行う処理に繋がる。

一方、特徴値ＮＬが閾値Ｎｔｈを越えない場合は、何もせず、ステップＳ１１２に戻る（ステップＳ２０１０）。

このような処理は、補正ＴＨＩの値が、ストレスの有無を決める境界付近の値になった際に、非常に有効である。例えば、補正ＴＨＩ処理モードに移行するＶｔｈが７２に設定されている際に、補正ＴＨＩの値が７１という値として得られたとする。補正ＴＨＩだけの判断では、まだストレス無と判断される。しかし、実際の牛にとっては、もう軽度のストレスを感じている場合もある。

そのような場合に、本実施の形態のように、各牛からのバイタルサインに基づいて補正ＴＨＩを修正することで、牛にとっては、ストレスを感じる前に、より多くの風を受けることができるといった制御をすることができる。

本発明は乳牛を飼育する牛舎だけでなく、肉牛、鶏、豚といった家畜の畜舎全般に好適に利用することができる。

１牛舎
２牛舎
１０床面
１２端壁
１２ａ、１２ｂ端壁
１２ｗ端壁の長さ
１３ａ、１３ｂ開閉扉
１４側壁
１４ａ、１４ｂ側壁
１４ａｈ、１４ｂｈ、１４ａｈ１、１４ａｈ２、１４ａｈ３貫通孔
１４ａｔ１、１４ａｔ２（側壁の）端
１４ｗ側壁の長さ
１４ｐｕｓｈプッシュ側
１４ｐｕｌｌプル側
１５ａ、１５ｂ（貫通孔の）間隔
１６屋根
１６ｈ軒高
１７両端壁の近傍
１８空気の流れ
１９（ｐｕｌｌ側送風機が並設された）幅
２０、２０ａ（プッシュ側送風機）、２０ｂ送風機
２０ｆ（送風機の）前面
２０ｒ（送風機の）後面
２０ｄファンの直径
２０ｗ（送風機の）幅
２０ｈ（送風機の）高さ
２２温度センサ
２４湿度センサ
２６風速センサ
２８二酸化炭素センサ
３０アンモニアセンサ
３２細霧冷却ポンプ
３３細霧
３４吹き出しノズル
３６切断スイッチ
３８生体センサ検出器
５０、５１制御器
５２入出力装置
５２ｄ表示画面
５２ｋ入力手段
５４警告灯

Claims

長方形の床面と、
前記床面の長辺側に設けられた一対の側壁と、
前記床面の短辺側に設けられた一対の端壁と、
前記側壁と前記端壁との上方に配置された屋根を有し、
前記一対の側壁の第１側壁には、前記端壁の長さ以上に渡って、隣接する送風機のファンの直径以下の間隔で排出方向にプル側送風機が並設され、
前記一対の側壁の第２側壁には、前記プル側送風機の両端の送風機に対向する位置に吸引方向にプッシュ側送風機が配設され、前記プッシュ側送風機の間には、貫通孔が設けられていることを特徴とする畜舎。
前記貫通孔には、プッシュ側送風機が設けられていることを特徴とする請求項１に記載された畜舎。
前記ファンの直径が１ｍ級の送風機が前記側壁に沿って１２列以上配置され、前記側壁に沿った前記送風機の間隔が１ｍ以下であることを特徴とする請求項１または２のいずれかの請求項に記載された畜舎。
温度センサと、湿度センサと、風速センサを有し、
前記温度センサと、前記湿度センサと、前記風速センサからの観測値と、予め決められる偏差定数を用いて、
（４）式で求められる補正ＴＨＩの値に基づいて、前記送風機の回転数を制御する制御器を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載された畜舎。
・・・（４）
ここで、Ｔは温度（℃）でありＨは相対湿度（％）を表し、偏差定数は０．０から８．０までの実数値を表す
さらに前記畜舎内を冷却する冷却手段を有し、
前記制御器は、前記湿度センサで検出した湿度が所定湿度以下になった時には、前記冷却手段を稼働させることを特徴とする請求項４に記載された畜舎。
さらに二酸化炭素センサを有し、
前記制御器は、前記畜舎内の二酸化炭素濃度が所定二酸化炭素濃度を越えたら前記送風機を最高回転数で運転させることを特徴とする請求項４または５の何れかの請求項に記載された畜舎。
さらにアンモニアセンサを有し、
前記制御器は、前記畜舎内のアンモニア濃度が所定アンモニア濃度を越えたら前記送風機を最高回転数で運転させることを特徴とする請求項４乃至６の何れか１の請求項に記載された畜舎。
さらに前記畜舎内の家畜に取り付けた生体センサからのバイタルサインを受信する生体センサ検出器を有し、
前記バイタルサインに基づく特徴値が所定の値以上になった場合は、前記偏差定数の値を大きくすることを特徴とする請求項４乃至７の何れか１の請求項に記載された畜舎。