БиКНУ — биоклиматическая норма управления¶

БиКНУ® — зарегистрированное обозначение, используемое для системы биоклиматического нормирования и управления микроклиматом в закрытых помещениях, прежде всего в животноводческих и птицеводческих комплексах. Аббревиатура расшифровывается как «биоклиматическая норма управления». Под этим обозначением объединяют методику расчёта, аппаратные средства контроля и программное обеспечение, предназначенные для поддержания заданных параметров воздушной среды в соответствии с физиологическими потребностями животных или птицы на разных стадиях выращивания.

Термин относится к области зоотехнии, ветеринарной гигиены и автоматизации сельского хозяйства. Его применение связано с представлением о том, что продуктивность и здоровье животных определяются не отдельными показателями микроклимата, а их совокупностью, приведённой к биологически обоснованному оптимуму.

¶Общее понятие

Микроклимат животноводческого помещения описывается набором взаимосвязанных параметров: температурой воздуха, относительной влажностью, скоростью движения воздуха, концентрацией вредных газов (аммиака, углекислого газа, сероводорода), запылённостью, микробной обсеменённостью, уровнем освещённости и шума. Изменение одного из них, как правило, смещает остальные: например, усиление вентиляции снижает концентрацию аммиака, но одновременно понижает температуру и повышает скорость воздушных потоков.

Биоклиматическая норма управления предполагает расчёт не изолированных уставок, а согласованного режима, при котором совокупное воздействие среды остаётся в пределах зоны физиологического комфорта для конкретного вида, возраста и продуктивного направления животных. Такой подход противопоставляется практике, при которой каждый параметр регулируется независимо, что может приводить к конфликту режимов — например, к переохлаждению при формально достаточной вентиляции.

¶Состав системы

В общем виде система включает три уровня.

¶Измерительный уровень

Датчики температуры и влажности, газоанализаторы на аммиак и углекислый газ, датчики дифференциального давления, анемометры, приборы контроля освещённости. Размещение датчиков подчинено требованию репрезентативности: точки замера выбираются в зоне дыхания животных, а не у стен или вентиляционных отверстий.

¶Управляющий уровень

Контроллеры, реализующие алгоритмы регулирования. Типовые исполнительные механизмы — приточные и вытяжные вентиляторы с регулируемой частотой вращения, клапаны, заслонки, системы подогрева приточного воздуха, увлажнители, осветительные приборы с изменяемой интенсивностью и продолжительностью светового дня.

¶Программный уровень

Специализированное программное обеспечение, которое хранит кривые изменения параметров по фазам выращивания, ведёт журнал событий, формирует отчёты и оповещения. Часто предусматривается удалённый доступ и интеграция с системами управления кормлением и поения.

¶Принципы регулирования

Ключевые принципы, приписываемые методике, сводятся к следующему.

• Приоритет физиологии. Уставки выводятся из потребностей животных, а не из возможностей оборудования.
• Согласованность параметров. Изменение одного показателя сопровождается пересчётом допустимых границ для связанных с ним.
• Динамичность. Нормы меняются по мере роста животного и в зависимости от сезона.
• Приоритет вентиляции. Считается, что подача свежего воздуха и удаление вредных газов — базовая функция, а температура и влажность корректируются в пределах, совместимых с необходимым воздухообменом.
• Аварийная логика. При отказе оборудования система переходит в режим, минимизирующий ущерб, и подаёт сигнал обслуживающему персоналу.

¶Область применения

Основные потребители подобных решений — промышленные комплексы по выращиванию крупного рогатого скота, свиней, птицы, а также объекты аквакультуры и тепличные хозяйства. В птицеводстве особенно значимо управление световым режимом, поскольку продолжительность и интенсивность освещения влияют на яйценоскость и поведение птицы. В свиноводстве критичны концентрации аммиака и скорость воздухообмена, поскольку животные чувствительны к качеству воздуха.

Косвенно методика применяется и в других сферах, где требуется поддержание биологически значимых параметров среды: в лабораторном содержании животных, в вивариях, при хранении биологических материалов.

¶Экономическое значение

Затраты на создание микроклимата составляют заметную долю себестоимости животноводческой продукции, поскольку вентиляция и обогрев потребляют электроэнергию и топливо. Биоклиматическое нормирование рассматривается как способ сократить потери от падежа, снижения привесов и заболеваемости, а также уменьшить расход энергоносителей за счёт отказа от избыточных режимов. Оценка эффективности обычно строится на сопоставлении затрат на оборудование и энергию с приростом продуктивности и сохранности поголовья.

¶Ограничения и критика

К ограничениям подхода относят высокую стоимость датчиковой аппаратуры и её обслуживания, необходимость регулярной поверки и калибровки, зависимость от стабильности электропитания. В условиях небольших хозяйств экономическая целесообразность полномасштабных систем не всегда очевидна. Кроме того, корректность уставок зависит от качества исходных физиологических данных: при их переносе из других климатических зон без адаптации возможны ошибки.

Отдельная проблема — надёжность алгоритмов при нештатных ситуациях: отключении электроэнергии, отказе датчика, засорении воздуховодов. Ошибка в показаниях одного датчика при отсутствии перекрёстной проверки способна привести к неверному управляющему решению.

¶Нормативная база

В России требования к микроклимату животноводческих помещений устанавливаются ветеринарными и санитарными правилами, а также отраслевыми нормами технологического проектирования. Они задают предельные и оптимальные значения температуры, влажности, газового состава и воздухообмена для разных видов и возрастных групп животных. Конкретные системы управления реализуют эти требования применительно к условиям конкретного объекта.

¶Связь с цифровизацией сельского хозяйства

Биоклиматическое управление рассматривается как составная часть цифровизации агропромышленного комплекса. Накопление данных о параметрах среды и продуктивности позволяет строить модели, уточняющие нормы для конкретных хозяйств. Перспективным направлением считается предиктивное управление, при котором система упреждает изменения внешней погоды, а не реагирует на уже произошедшее отклонение.