全篇划重点丨京鹏牧场交钥匙工程技术解析
11.23/
2023
11月1-3日，2023第四届云南规模牧场饲养管理技术研讨会在云南曲靖市召开，京鹏畜牧受邀参加研讨会并做主题报告。此次会议，京鹏畜牧王伟全做了题为《西南地区智慧生态牧场规划设计实践与思考》主题报告 。
王伟全，2013年加入京鹏畜牧公司，拥有10余年畜禽场交钥匙工程服务经验，在中国西南山地及高海拔地区，主导超过10余个现代化牧场的选址、规划、设计、建设、设备安装 、牧场运营管理等全流程一体化交钥匙工程项目。
牧场设计是根据不同地形地势，结合大环境、创造小环境，经过充分交流沟通 ，以终为始、择高而立的思想性产品 、定制化产品，没有统一标准 。好牧场，京鹏造！
——王伟全
本人在西南地区有10多年的牧场设计建设经验，从西藏到川渝 ，再到云贵主持过几个现代化牧场项目。对于西南地区智慧生态牧场规划设计 ，我主要从四方面与大家分享：第一，理念先行 ；第二，环境分析；第三，西南地区设计实务；第四，创新与实力。
一、理念先行
理念先行，关键在人，关键在思想。做任何事情都要有目标，牧场设计也一样 ，将未来可能面临的问题充分沟通讨论后消灭在设计阶段 。要以终为始做顶层设计，需要从“定标、对标、标准 、缺什么补什么”四个方面思考牧场定位 ，不同的地区有不同的需求，不同的发展阶段需求也有所不同 。同时以原则性、专业性、系统性、目标性为指导，以可持续发展为理念 。可持续发展是目前全球统一的认识 。
原则性
奶牛场设计要基于奶牛的生物习性考虑，以养牛工艺学、养牛生产管理体系、健康养殖结合生物安全为出发点，进行工艺设计。
专业性
专业性贯穿整个牛场所有的应用场景 ，如挤奶、饲喂、环控、环保等 。
另外，还需要了解国家 、地方政府的各项政策，如环保要求。还需要了解当地的气候环境，甚至当地的建筑材料价格。只有做好以上工作 ，才能在设计中进行合理的工艺选择，才能设计出既省钱又好用的牧场。
系统性
规模化牧场是一项重资产投资，想省钱其实真正是省在设计上 ，尤其在西南等情况非常复杂的地区。京鹏畜牧在业内率先提出牧场建造京鹏“交钥匙”工程（P+EPC+O） ，打破了单一单纯提供设备产品的运营模式 ，高起点地构建规模化牧场建造系统工程的运营模式，借助“交钥匙工程”，实现生态 、高效、经济 、电子信息化的e+智慧生态养殖。
之所以提出交钥匙工程，正是源于京鹏畜牧的系统性观念，将工艺、工程、建筑、环保、种养循环看成是一个有机整体进行设计，能够真正帮助牧场投资达到最优。现在京鹏畜牧的交钥匙工程已经升级到6.0版本。
目标性
牧场最终目的是赢得效益。因此 ，牧场设计的目标性体现在以综合效益为核心，以生产效率和生产效益最大化为目标，结合牛 、人 、资源三方面做工作。在牛的方面 ，以舒适度、动物福利为核心目标 ；在人的方面，达到方便管理，提高劳动效率的目标；在资源方面，达到合理利用自然及社会资源 ，实现可持续发展为目标。
可持续发展核心理念
可持续发展是非常重要的理念 。下表展示了奶牛长寿和终身产奶量的标准。设计时也会根据产奶量和奶牛使用批次设计牧场。
现在中国奶牛平均使用胎次2.9，平均单产9.2吨，还有很多提升空间 。成母牛和后备牛比例也不一定必须是6：4 ，这和牧场顶层设计有关系 。鼓励可持续发展，追求全生命周期产值，鼓励设置合理使用年限，牛群健康周转 ，降低成本。规模化牧场的数据化管理越来越重要，数字化是必经途径，因此 ，在牧场设计中 ，要重视牧场的数字化建设 。
好牧场金字塔模型
下图所示是京鹏畜牧多年实践总结出的“好牧场金字塔模型”。首先设定人的管理效率、设定奶牛的产量 ，然后利用各种配置达到目标。严格的生物安全和动保体系、优质的种源和先进的奶牛育种体系占比非常大，现在国家也在大力推进优质种源建设。另外，科学的饲养管理及营养配方以及现代化的生产管理体系也很重要。实现这一切的最底层也是最基础的逻辑是牧场要回归到科学的规划设计上。
二、环境分析
西南地域划分和环境特点
从自然区划概念上看，西南地区主要包含了四川盆地、云贵高原、青藏高原南部、两广丘陵西部等地形单元，大致包括重庆、四川、贵州 、云南 、西藏东部地区、广西西部地区等。
西南地区环境呈多元化 ：第一，多山地、高原 ；第二，喀斯特地貌、红色丘陵广泛分布 ；第三，峡谷地貌非常突出；第四，冰川作用对西部高原山地地貌影响巨大。
因地制宜 量身定制
从西藏到广西，跨越中国三个台阶 ，地形地势多样性变化造成小气候多种多样，带来工艺选择的困难。因此，工艺选择不同，设计也是多样性 ，务必因地制宜 ，量身定制。
通过小环境弥补大环境的不足
大环境因素主要指牛舍外部环境 ：当地的自然温度、湿度、主导风向（气流） 、气压和光照等因素综合而成 ，是影响奶牛健康和生产性能的重要环境因素，也是人为不可改变的因素。
小环境因素主要指奶牛舍内部环境 ：舍内的温度、湿度 、气流、气压和光照等因素综合而成 ，是可以调控的。我们可以根据牛场建设地的不同，选择不同的牛舍建设模式，从而调控牛舍内部的环境。
温度对奶牛产奶量的影响
90年代中期，人们开始关注热应激对奶牛的影响。当温度超过奶牛的承受能力时，就会出现产奶量下降的情况 。密歇根州立大学推广专家Craig Thomas表示：“1955-1965年间的研究结果表明，热应激的阈值为72℉（约22℃） 。当时奶牛的平均产奶量为35-50磅/天（约16-23kg/天） ，如今该数值已经翻倍。”
奶牛的代谢产热与采食量和产奶量有关。随着奶牛具有更高的采食量和产奶量 ，代谢热的产生也较高。由于这些指标的增加 ，当前的热应激阈值已降低至65℉（约18℃）。通过研究总结，可以用三个词概括奶牛对环境的要求 ：耐寒 、怕热 、喜温 。
奶牛热应激评价指标
热应激评价指标温湿度指数（THI）也在发生变化。过去THI＜75时奶牛不会产生应激，现在当THI达到68-72时，产奶量开始出现下降，繁殖性能开始出现问题；当THI达到72-79时 ，奶牛会出现轻度至中度的热应激。一旦热应激变得更严重 ，会对整个牧场的经营造成巨大损失。
项目建设过程中尤其要注意缓解奶牛热应激 。如何在设计阶段考虑好热应激因素，需要根据往年数据计算，综合考虑平均几年的温度基值和其他因素，提前计算出牛舍需要配置什么样的环控系统 。
小环境目标
目标：适宜的温度 、适宜的湿度、适宜的通风量、适宜的光照、适宜的空间 、适宜的热量 、适宜的饲料、适宜的饮水、适宜的赶牛、适宜的挤奶、适宜的行走、适宜的互动。
对于牧场设计来讲，以舒适度为核心，一切为了奶牛，为了一切奶牛，让牛真正享受五星级别墅的待遇，它会回馈非常好的经济效益；同时兼顾人的管理高效，运营成本低 。
三、西南地区设计实务
项目设计关注点及主要执行内容
项目设计关注点：第一是系统性设计，第二是高效 ，第三是保持福利，第四是环保，第五是节能 ，尤其现在“双碳”背景下节能非常重要。
项目执行内容包括：平面布置图，总图工艺方案 ，办公、生活、附属各单体方案，生产区各单体方案 ，饲料区各单体方案，粪污处理区各单体方案。其中总图工艺方案要考虑全面 ，关注几处重点：第一，竖向图，决定了牧场的路线图 ，对奶牛是否友好，是否浪费投资；第二，土方图，考虑对未来运营的影响；第三 ，雨排图非常关键，与周边是否贯通；第四，效果图帮助投资者在设计阶段就了然于胸。
选址分析时，现场勘测非常重要。下图是我们在西藏设计的第一个规模化牧场 ，叫高标准奶牛养殖中心 。这个牧场建成后，真正打破了在西藏养不了荷斯坦奶牛的局限性，小环境的打造至关重要，同时，这个牧场还是循环农业的典范，种养结合做的很好。云南大理州奶水牛场、祥云牧场以及云端牧场等多个项目都是由京鹏畜牧主导设计建设。
奶牛养殖算不上暴利行业。有些项目前期投资很大，投资回收期较长 ，收回成本的压力较大。因此 ，在帮助投资者选址时，在自然条件不具备的情况下导致基础性投资过大，投资回收期过长，一般都会帮助投资者做分析，不得已时 ，需要果断放弃，重新选址。
牛群结构——以终为始的顶层设计很重要。
生产指标的设定非常关键，需要和牛场管理 、未来发展思路结合起来 。
在十多年的服务中，经常遇到一些牧场因为设计不到位导致的牛群结构方面的常见问题：1.养着养着牛多了，导致牛群密度过大 ；2.养着养着牛少了，导致空间浪费严重；3.配种怀孕了 ，生产时才发现产房不够用；4.好不容易产奶量上去了 ，挤奶机不够用了；5.卧床太短，导致牛的躺卧不够舒适……
总图及单体工艺设计
总图原则 ：净污分离 、物流路线、场内路线、牛群路线、雨排方案 、土方平整方案 、生活管理区、生产区、饲料区、粪污处理区、参观观光区 。参考外接道路、主导风向、地形地势等因素把这些区做成有机的整体，减少浪费 。
物流路线：饲料车进牧场后不允许穿过生产区，不仅是防疫问题，外来车辆对牛场生产及内部车交叉问题非常严重。拉奶车 ，让牛尽可能少走路，而且奶车尽可能朝外，直接和外界联系。人员车不允许进出牧场，防疫要求严格 。粪污车不能到生产区 。
牛群路线 ：除新产哺乳犊牛外，其他牛群均可通过设计的转群通道进行周转。大体可分为初生母犊-泌乳的大循环和干奶-围产-泌乳的小循环。
雨排方案 ：根据雨量大小，能否及时排出很关键。场区相对平整时 ，分区域进行雨水排放。
土方平整方案：在西南地区真正能做好土平整方案非常关键 。一定要在场区内整体平整，挖填平衡，不外购 ，减少投资。在西南地区，还要特别注意膨胀土问题。
粪污区：固液分离后，固体部分主要用作牛床垫料，多余部分用于制作有机肥 ，液体部分经过厌氧发酵后还田施肥。粪污区和生产区要提前根据地形地势做好详细的规划。
生产指标的设定非常关键，需要和牛场管理 、未来发展思路结合起来 。
在十多年的服务中，经常遇到一些牧场因为设计不到位导致的牛群结构方面的常见问题：1.养着养着牛多了，导致牛群密度过大；2.养着养着牛少了 ，导致空间浪费严重；3.配种怀孕了，生产时才发现产房不够用；4.好不容易产奶量上去了，挤奶机不够用了 ；5.卧床太短 ，导致牛的躺卧不够舒适……
总图及单体工艺设计
总图原则：净污分离、物流路线 、场内路线、牛群路线、雨排方案、土方平整方案、生活管理区、生产区、饲料区 、粪污处理区、参观观光区。参考外接道路、主导风向、地形地势等因素把这些区做成有机的整体，减少浪费。
物流路线 ：饲料车进牧场后不允许穿过生产区，不仅是防疫问题，外来车辆对牛场生产及内部车交叉问题非常严重 。拉奶车，让牛尽可能少走路，而且奶车尽可能朝外，直接和外界联系。人员车不允许进出牧场 ，防疫要求严格。粪污车不能到生产区。
牛群路线：除新产哺乳犊牛外 ，其他牛群均可通过设计的转群通道进行周转 。大体可分为初生母犊-泌乳的大循环和干奶-围产-泌乳的小循环。
雨排方案 ：根据雨量大小，能否及时排出很关键。场区相对平整时，分区域进行雨水排放 。
土方平整方案 ：在西南地区真正能做好土平整方案非常关键。一定要在场区内整体平整，挖填平衡，不外购 ，减少投资。在西南地区 ，还要特别注意膨胀土问题。
粪污区：固液分离后，固体部分主要用作牛床垫料 ，多余部分用于制作有机肥 ，液体部分经过厌氧发酵后还田施肥 。粪污区和生产区要提前根据地形地势做好详细的规划。
牛舍单体设计：注重细节，首先要保证通风，西南地区大多数是敞开牛舍 ，在考虑横向通风的情况下，尽可能还要考虑竖向通风 。
主要养殖系统及配套设施设备
管理系统可以收集多项数据，以此判定牛群是否健康，同时产生很多有用的信息，对整体牧场生产情况一目了然 。数据是提升管理的基础 。另外，现在每头牛每公斤奶的成本都可以直接在软件中体现 。牧场设备中比较重要的是挤奶机 ，环保设备也是核心的一部分。
环境控制系统将所有设备实现联动。环保系统的基本原则是变废为宝，物尽其用。
京鹏的智慧牧场云平台打破信息孤岛，让经营者不再盲目养殖，实现数字化管理 。
四、创新与实力
国内牛舍现状
牛和人在暗色调环境下不舒服。有的牛舍里即使是白天 ，当天气不好的时候牛舍里也黑乎乎一片，根本达不到牛舍照明设计的要求（主活动区域达到200LX的照度水平 ；赶牛通道、回牛通道和挤奶厅最低要保持150LX的照度值）。尤其是隧道通风和低屋面横向通风牛舍。
牛舍创新——膜结构形式
京鹏畜牧推出了创新新型膜结构牛舍。新型膜结构牛舍采用半透明顶棚和大跨度构造设计，有利于自然光线进入舍内 ，降低白天照明能耗，同时大跨度设计利于空气流动和通风 ，能够为奶牛提供一个明亮而舒适的生活环境。下图所示膜结构牛舍通光率12%，但不透热，完美实现了抗击热辐射大面积进到舍内 。
石家庄灵寿县兴业奶牛养殖专业合作社特区项目是京鹏畜牧负责设计和施工的EPC交钥匙工程 ，项目全场应用新型膜结构建筑 ，充分应用低碳节能的建筑理念，同时发挥膜结构建筑的低造价 ，耐腐蚀性好，采光好 ，更好的服务于牧场养殖生产 ，为牧场效益增值。
京鹏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结构产品。由HDPE高密度聚乙烯织物基材、LDPE低密度聚乙烯涂层和特殊添加成分组成，消防等级国标B1。透光率高、内部自然光线好，无需日间照明；隔热性能好，导热系数0.06W/m.k（单层彩钢板40，复合彩钢板0.05）；专有涂层增强耐磨性 、柔韧性 、增强接缝强度和寿命 ，质保15年，使用期25年。
膜结构牛舍的截面面料如果需要维修，与单片织物屋顶相比，维修面板更容易且更具成本效益。膜材具有高拉伸强度，有优异的耐磨、抗开裂 、抗褶皱性能 。由于良好的隔热性能 ，结构内外温度不会产生快速变化，不会产生结露现象，从而影响牛舍设备和牛舍湿度 ，也不会像彩钢板屋顶一样被腐蚀 。膜结构固定方式使用两侧的锁定通道从屋顶峰顶一直延伸到悬垂，以保持织物上的恒定张力。
新型转盘--航空材质转盘台面
新型航天材料及加厚型钢结构，重量仅为传统混凝土平台的25%，强度为混凝土的5倍，且使用寿命增加50%。通过模块化设计，拼装结构，不受天气和气候影响，冬季也可施工。转盘满足24小时不间断运转的使用需求 。在行业内实现极低的故障率和极低的维护成本，而且美观 、坚固 、耐用、耐腐蚀、易清理。
重型底盘设计稳固易用 。顶轨加强筋 ，底轨吸震缓冲 。更多的滚轮分担载荷，专利技术可做到无损快速更换。
（来源： 荷斯坦HOLSTEINFARMER）
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