ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Transkript

1 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ Murat ÇELİK FARKLI İKLİM KOŞULLARINDA ENERJİ TUTUMLU BİR KÜMESİN YAPIMI İÇİN UYGUN YAPI ELEMANLARININ BİLGİSAYAR YARDIMIYLA BELİRLENME OLANAKLARI ÜZERİNDE BİR ÇALIŞMA TARIM MAKİNALARI ANABİLİM DALI ADANA, 2011

2 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ FARKLI İKLİM KOŞULLARINDA ENERJİ TUTUMLU BİR KÜMESİN YAPIMI İÇİN UYGUN YAPI ELEMANLARININ BİLGİSAYAR YARDIMIYLA BELİRLENME OLANAKLARI ÜZERİNDE BİR ÇALIŞMA Murat ÇELİK YÜKSEK LİSANS TEZİ TARIM MAKİNALARI ANABİLİM DALI Bu Tez / /2010 Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği/Oyçokluğu ile Kabul Edilmiştir Prof. Dr. Yılmaz YILDIZ Prof. Dr.Ali BAŞÇETİNÇELİK Yrd.Doç. Dr. Metin DAĞTEKİN DANIŞMAN ÜYE ÜYE Bu Tez Enstitümüz Tarım Makinaları Anabilim Dalında hazırlanmıştır. Kod No: Prof. Dr. İlhami YEĞİNGİL Enstitü Müdürü Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirişlerin, çizelge ve fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir.

3 ÖZ YÜKSEK LİSANS TEZİ FARKLI İKLİM KOŞULLARINDA ENERJİ TUTUMLU BİR KÜMESİN YAPIMI İÇİN UYGUN YAPI ELEMANLARININ BİLGİSAYAR YARDIMIYLA BELİRLENME OLANAKLARI ÜZERİNDE BİR ÇALIŞMA Murat ÇELİK ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ TARIM MAKİNALARI ANABİLİM DALI Danışman : Prof. Dr. Yılmaz YILDIZ Yıl : 2011, Sayfa: 144 Jüri : Prof. Dr. Yılmaz YILDIZ : Prof. Dr. Ali BAŞÇETİNÇELİK : Yrd. Doç. Dr. Metin DAĞTEKİN Bu çalışmada Türkiye genelinde yumurtacı ve etçi tavuklar için enerji korunumlu kümes yapımı aşamasında maliyet hesapları ve modelleme işlemleri için bilgisayar destekli bir program oluşturulmuştur. Oluşturulan programda kullanıcı kümes yapımı düşünülen yerin, kümesin yapısal özelliklerinin ve kümes içindeki tavukların özelliklerini girecektir. Sistem olarak düşünülen kümes için enerji ve nem eşitliklerine bağlı denklemleri kullanarak model kümes oluşturulmuştur. Program çalışması aşamasında yerleşim yeri sıcaklık verileri o ilin ortalama sıcaklık verileri ile kümes içi sıcaklık ve bağıl nem verileri ise kullanıcının olmasını istediği değerler bazında hesaplara aktarılmakta ve sonuç değerler elde edilmektedir.program Türkiyenin bütün illerinde kurulması düşünülen kümes tipi için hesaplamalar yapmakta, hesapları da görsel olarak desteklemektedir. Program ile amaçlanan, enerji maliyetlerini en düşük seviyede tutan bir kümes yapımı için öneri sunmaktır. Program hesaplar sonunda havalandırma debisi değerlerini yaz ve kış için vererek eğer ihtiyaç duyulursa hangi büyüklükte bir havalandırma elemanı kullanılması gerektiği konusunda fikir de vermektedir. Anahtar Kelimeler: Kümes, enerji korunumu,etçi tavuk I

4 ABSTRACT MSc THESIS A STUDY ABOUT THE POSSIBILITIES OF ACQUIRING APPROPRIATE CONSTRUCTION COMPONENTS WITH A COMPUTER PROGRAM FOR ENERGY CONSERVATIVE POULTRY AT DIFFERENT CLIMATES Murat ÇELİK CUKUROVA UNIVERSITY INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES DEPARTMENT OF AGRICULTURAL MACHINERY Supervisor : Prof. Dr. Yılmaz YILDIZ Year : 2011, Pages: 144 Jury : Prof. Dr. Yılmaz YILDIZ : Prof. Dr. Ali BAŞÇETİNÇELİK : Asst.Prof. Dr. Metin DAĞTEKİN In this study, a computer program was built for cost accounting and modeling process at the constructing phase of energy conservative poultry for hens and broilers countrywide. In the program, the user inputs the properties of area, poultry construction and the chickens. Model is built by using the equations of energy and humidity for the poultry which thought as a system. As the program running, the area s temperature is obtained from the average temperature values of the state, the inner temperature and the relative humidity is obtained from the values that the user settled, and these values are put in the equations and the results are get. Program does the calculations for the poultry type which can be built in any area of the country, and the results are supported visually. The aim of the program is making an offer to build an poultry that minimize the energy costs. Program calculates the amount of the ventilation flow rates for summer and winter to give an idea about the ventilation units needed. Key Words: Poultry, energy conservation, humidity, broiler. II

5 TEŞEKKÜR Çalışmamın her aşamasında yardımlarını esirgemeyen ve yüksek lisans tezim aşamasında yapıcı ve yönlendirici fikirleri ile bana daima yol gösteren danışman hocam Sayın Prof. Dr. Yılmaz YILDIZ a sonsuz teşekkürler. Tezim süresince bana görüşleri ile destek veren Y.Müh.Yücel ÖZCAN a, tezimin yazımında bana desteğini esirgemeyen ablam Doç. Dr. Cemile ÇELİK e ve tezimin oluşması aşamasında benden ayrı kalarak bir yaz geçiren çocuklarım Elif Defne ve Yaşar Egehan a ve sevgili eşim Fatma Tülin ÇELİK e teşekkür ederim. III

6 İÇİNDEKİLER SAYFA ÖZ... I ABSTRACT... II TEŞEKKÜR... III İÇİNDEKİLER.....IV ÇİZELGELER DİZİNİ... VI ŞEKİLLER DİZİNİ... VII 1. GİRİŞ Tavukçuluğun Türkiye Ekonomisindeki Yeri ve Önemi Kümesler ve Kümes Tipleri Kümeslerde Ortam Değişkenleri Hava Sıcaklığ Hava Bağıl Nemi Hava Hızı Temiz Hava Aydınlatma Kümeslerde Isıl Yalıtım Kümeslerde Havalandırma Kümeslerde Havalandırma Debisinin Belirlenmesi Kümeslerde Duyulur Isı Dengesine Göre Havalandırma Debisinin Belirlenmesi Kümeslerde Nem Dengesine Göre Havalandırma Debisinin Belirlenmesi ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR MATERYAL VE METOD Materyal Metod BULGULAR VE TARTIŞMA SONUÇLAR VE ÖNERİLER IV

7 KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ EKLER V

8 ÇİZELGELER DİZİNİ SAYFA Çizelge 1.1. Türkiye de Et Tavuğu Üretimi...3 Çizelge 1.2. Türkiye de Yumurta Tavuğu Üretimi...4 Çizelge 1.3. Türkiye deki Tavuk Eti Üretiminin Diğer Ülkelerle Karşılaştırılması...5 Çizelge 1.4. Türkiye deki Yumurta Üretiminin Diğer Ülkelerle Karşılaştırılması...5 Çizelge 3.1. Tavuklardan Elde Edilen Nem, Duyulur Isı ve Toplam Isı Üretim Değerleri Çizelge 3.2. Çeşitli Yapı Elemanlarının Yüzeyleri İle Temas Eden Hava Filmi İçin Isı Transfer Katsayıları (h) (W/m 2 K) Çizelge 3.3. Çeşitli Yapı Malzemelerinin Isı İletim Katsayıları (k) VI

9 VII

10 ŞEKİLLER DİZİNİ SAYFA Şekil 1.1. Kümes ortamında kazanılan ve kaybedilen duyulur ısılar Şekil 1.2. Kümes ortamında kazanılan ve kaybedilen nem değerleri Şekil 4.1. Hayvan Barınaklarında Isıl Denetimi Hesaplamasında Hayvan Cinsi Girişi Şekil 4.2. Hayvan Barınaklarında Isıl Denetimi Hesaplamasında Yerleşim Yeri Girişi Şekil 4.3. Hayvan Barınaklarında Isıl Denetimi Hesaplamasında Yapı Özelliklerinin Girişi...46 Şekil 4.4. Hayvan Barınaklarında Isıl Denetimi Hesaplamasında Elektrikli Cihazların Kontrolü Şekil 4.5. Hayvan Barınaklarında Isıl Denetimi Hesaplamasında Isıtma Sistemlerinin Denetlemesi Şekil 4.6. Hayvan Barınaklarında Isıl Denetimi Hesaplamasında Yapı Zemin Özelliklerinin Girişi Şekil 4.7. Hayvan Barınaklarında Isıl Denetimi Hesaplamasında Pencere Özelliklerinin Girilmesi Şekil 4.8. Hayvan Barınaklarında Isıl Denetimi Hesaplamasında Kapı Özelliklerinin Girilmesi Şekil 4.9. Hayvan Barınaklarında Isıl Denetimi Hesaplamasında Duvar Özelliklerinin Girilmesi Şekil Hayvan Barınaklarında Isıl Denetimi Hesaplamasında Çatı Özelliklerinin Girişi Şekil Hayvan Barınaklarında Isıl Denetimi Hesaplamasında Mevsimlere Göre Tüm Verilerin Denetimi Şekil Sonuç Raporu İlk Sayfası Şekil Sonuç Raporu İkinci Sayfası Şekil Hayvan Barınaklarında Isıl Denetimi Hesaplamasında Yapı Bilgilerinin Güncellenmesi VIII

11 Şekil Hayvan Barınaklarında Isıl Denetimi Hesaplamasında Zemin Bilgilerinin Güncellenmesi Şekil Hayvan Barınaklarında Isıl Denetimi Hesaplamasında Duvar Bilgilerinin Güncellenmesi Şekil Hayvan Barınaklarında Isıl Denetimi Hesaplamasında Kapı Bilgilerinin Güncellenmesi Şekil Hayvan Barınaklarında Isıl Denetimi Hesaplamasında Pencere Bilgilerinin Güncellenmesi Şekil Hayvan Barınaklarında Isıl Denetimi Hesaplamasında Çatı Bilgilerinin Güncellenmesi IX

12 1. GİRİŞ Murat ÇELİK 1. GİRİŞ Türkiye ve dünyadaki hızlı nüfus artışı ve buna paralel büyüyen gıda talebi tüm dünyada beslenme sorunlarının ön plana çıkmasına sebep olmuştur. Üretimde sağlanan gelişmelere karşın, dünya nicel ve nitel açlık sorunlarını çözememiştir; aksine gelir dağılımındaki dengesizlikler, dar gelirli kesimler için sorunu daha da ağırlaştırmıştır. Artan nüfusa paralel olarak, yerleşim alanlarının genişlemesi, tarım ve hayvancılık için kullanılan alanların azalması sonucunu doğurur. Bu durum karşısında gıda talebini karşılamak için teknolojik gelişmeler ile verimi arttırmak gerekmektedir. Yapılan ıslah çalışmalarıyla ve uygulanan kümes içi teknoloji sistemleri ile tavukçuluk sektöründe, gerek etçi gerekse yumurtacı tavuklarda yetişkin ve üretken duruma gelme süreleri kısaltılmıştır. Türkiye de, özellikle son 20 yılda kanatlı hayvan üretiminde büyük ilerleme sağlanmış olup, tavukçuluk tüm plan dönemlerinde öngörülen bütün projeksiyonların daima ötesinde büyüme ve gelişme göstererek, apayrı bir sektör haline dönüşmüştür. Tavukçuluk sektörü, kullanılan hayvanlar, barınak-ekipman, yetiştirme sistemleri, sağlık hizmetleri, besleme, kesim, pazarlama ve verimlilik açısından Avrupa ve Amerika ile rekabet edebilecek tek kolumuzdur. Modern kanatlı üretiminde beslenmenin önemi diğer hayvancılık kollarından daha büyüktür. Zira, tek mideli oldukları için, tavukların günlük karma yem miktarı protein, enerji ve vitamin yönünden büyük ve küçükbaş yemlerinden çok daha kaliteli ve pahalıdır. Yemleme harcamaları toplam maliyetin %70-75 inden aşağı düşmez. Ayrıca, hayvanların beslemedeki yetersizliklere karşı verdikleri tepkiler yine diğer hayvanlardan daha şiddetli olup verimlerini kolayca etkilemekte ve büyük zararlara yol açabilmektedir. Kanatlı yemlerinin temelini oluşturan mısır, soya küspesi, balık unu, DCP(Di-kalsiyum fosfat) gibi hammaddelerin tamamı veya büyük kısmı ithal edilmektedir ve maliyetleri çok yüksektir. Tavukların insanlığa yararları, yalnızca üstün beslenme değerlerinden ibaret değildir. Çeşitli tavukçuluk ürünlerini diğer bir çok alanlarda da değerlendirmek mümkündür. Örneğin, döllenmiş yumurtalar aşıların hazırlanmasında; yenmeyen yumurtalar yem ve gübre yapımında; yumurta akı matbaacılık, fotoğrafçılık, ciltçilik, 1

13 1. GİRİŞ Murat ÇELİK şarapçılık, şampuan yapımında, dericilikte; yumurta kabukları mineral karmaların ve gübrelerin hazırlanmasında; tüyler yem ve gübre sanayinde, top fırçaları, kadın şapkaları ve yatak yorgan yapımında, yalıtım maddeleri üretiminde; tavuk gübresi çeşitli hayvanlarla mink yemlerinde; endokrin bezleri bazı biyolojik ürünlerin yapımında kullanılır. Bunlara ek olarak tavuklar ve civcivler besin madde eksikliklerine karşı çok hassas olduklarından ve besin madde gereksinimleri insanlara çok benzediğinden, özellikle vitamin, mineral ve amino asitlere ilişkin yeni bilgilerin elde edilmesinde deneme hayvanı olarak çok kullanılmışlardır. Tavukların belirli bir zaman süresi içerisinde kuluçka yoluyla diğer laboratuar hayvanlarından daha çok yavru vermesi, denemelerde fazla tekrara olanak sağladığı ve böylece hassasiyeti arttırdığından, deneme hayvanı olarak tercih edilmelerinde büyük etken olmuştur. Tavuklar tüm ömürlerini kümes adı verilen barınaklarda geçirdiklerinden, kümeslerden yüksek verim alabilmek için, genetik kabiliyetleri yanında, iyi bir bakım ve besleme ile uygun çevre şartlarında barındırılmaları gerekir. Bu nedenle hayvanlariçin gerekli optimum şartları sağlayan, iyi bir bakım ve beslemeye olanak veren sağlam ve temiz kümeslerin yapılması kazançlı bir tavukçuluk için zorunludur Tavukçuluğun Türkiye Ekonomisindeki Yeri ve Önemi Tavuk eti ve yumurtasının besin değerinin yüksek olması, üretimin kısa sürede gerçekleştirilebilmesi, bu sektörde yemin en iyi şekilde değerlendirilebilmesi ve ürünlerin göreli olarak düşük maliyet ile üretilebilme olanaklarının bulunması tavuk yetiştiriciliğinin önemini arttırmaktadır. Bu nedenlerle tavukçuluk, hayvansal üretimin arttırılması ve geliştirilmesi yönünden ayrı ve önemli bir yere sahiptir. Türkiye de tavukçuluk sektörü 1970 li yıllarda aile işletmeciliği şeklinde, pahalı ve sınırlı üretim kapasitesi ile faaliyete başlamıştır li yıllarda piliç eti entegre tesislerin çoğalması ve sözleşmeli üretim modelinin uygulanması ile önemli bir yapısal değişim göstermiştir lı yıllarda büyük yatırımlar yapılarak dünya standartları yakalanmış ve üretim sürekli artırılarak bu günlere gelinmiştir (Gümüş, 2009). 2

14 1. GİRİŞ Murat ÇELİK Tavukçuluk sektöründe işletme olarak tanımlanabilen yaklaşık broiler, adet de yumurta üretim işletmesi yer almaktadır. Geçimini kanatlı sektöründen sağlayan insan sayısının 2 milyon civarında olduğu tahmin edilmektedir. Türkiye nin 2004 yılı piliç eti üretiminin yaklaşık %92 si 40 firma (entegre) tarafından karşılanmıştır (DPT, 2007). Türkiye de tavukçuluk sektörü, hayvancılık alanında en hızlı gelişen, modern teknolojiyi uygulamada ileri ülkeler seviyesinde bütünleşmiş tesislere sahip bir sektördür. Özellikle et tavukçuluğu sektörü, bütünleşmiş yapısı ve yaygınlaşan sözleşmeli üretim yapısındaki organizasyonuyla diğer hayvancılık dallarına örnek model oluşturmaktadır. Sektör içindeki firmalar, damızlıktan pazarlamaya kadar tüm süreçleri kendi kontrollerine alarak daha verimli bir çalışma süreci başlatmışlardır (Yenilmez, 2005). Türkiye de son on yıllık et ve yumurta tavukçuluğu durumu aşağıdaki çizelgelerde açıkça görülebilir. Çizelge 1.1. Türkiye de Et Tavuğu Üretimi(TÜİK,2010) Yıl Mevcut (Adet) Kesilen (Adet) Tavuk Eti (ton)

15 1. GİRİŞ Murat ÇELİK Çizelge 1.1 de görüldüğü gibi, on yıllık süre içerisinde sadece 2001 ve 2006 yıllarında hem kesilen tavuk sayısında hem de tavuk eti üretiminde bir azalma olmuş, diğer yıllarda ise bu değerler artış göstermiştir yılındaki düşüşün sebebi, 2005 sonu ile ortaya çıkan Avian Influenza(Kuş gribi) kaynaklı ölümler olup kanatlı ürünlerine olan talebi iyice azaltmıştır. Çizelge 1.2. Türkiye de Yumurta Tavuğu Üretimi(TÜİK,2010) Yıl Mevcut Adet Kesilen (Adet) Tavuk Eti (Ton) Yumurta (1000 Adet) Çizelge 1.2 de ise, et tavuğunda olduğu gibi, 2001 ve 2006 yıllarında tavuk etine olan talebin azaldığı görülürken, 2006 yılındaki salgında yumurta tüketiminde normal seyir devam etmiştir. Türkiye tavuk eti ve yumurta üretimi bakımından gelişmiş Avrupa ülkeleriyle kıyaslandığında, hiç de geri durumda olmadığı görülebilir 4

16 1. GİRİŞ Murat ÇELİK Çizelge 1.3. Türkiye deki Tavuk Eti Üretiminin Diğer Ülkelerle Karşılaştırılması (Ton) (Çubukçuoğlu, 2007) Ülkeler Türkiye Fransa İtalya Almanya Hollanda Yunanistan Çizelge 1.3 de görüldüğü üzere, Türkiye de yıllar itibari ile tavuk eti üretiminin arttığı, diğer ülkelerde ise ya azalma ya da düzensiz bir seyrin olduğu görülmektedir. Türkiye 1990 yılında en düşük üretim değerine sahip iken 2004 yılında ton üretimle Fransa, İtalya, Almanya, Hollanda ve Yunanistan ın önünde yer almıştır. Tavuk etinin yanı sıra diğer bir tavukçuluk ürünü olan yumurta üretimi bakımından da gelişmiş ülkelerle kıyaslanabilecek duruma gelmiştir. Çizelge 1.4. Türkiye deki Yumurta Üretiminin Diğer Ülkelerle Karşılaştırılması (Ton) (Çubukçuoğlu, 2007) Ülkeler Türkiye Fransa İtalya Almanya Hollanda Yunanistan Çizelge 1.4 de görüldüğü üzere, yumurta üretimi bakımından 2004 yılı verilerine göre Fransa ve Almanya nın gerisinde, İtalya, Hollanda ve Yunanistan ın önünde yer almıştır. 5

17 1. GİRİŞ Murat ÇELİK Sonuç olarak, Türkiye nin tavuk ürünleri bakımından yakaladığı dış pazar payını bir adım daha ileri götürülebilmesi için bu sektörde üretim teknolojilerine gereken önemin verilmesi zorunludur. Bu teknolojiler ile kaliteden ödün vermeksizin en az girdi ile en yüksek üretimi gerçekleştirmek gerekir. Üretim teknolojileri arasında; - Kaliteli (genetik anlamda yüksek verim özelliğine sahip) damızlıkların kullanılması, - Bunların dengeli ve yeterli beslenmesi, - Uygun çevre koşullarının sağlanması olarak sıralanabilir (Yıldız ve ark., 2010). Tavuklara uygun çevre koşullarının sağlaması, tarımsal mekanizasyonun konuları arasında yer alır. Tavuklarda verim düzeyi, büyük ölçüde çevre koşullarının etkisi altındadır. Aynı zamanda tavuklar diğer hayvan türlerine göre çevre koşullarına ve özellikle iklimsel çevre etmenlerine karşı daha duyarlıdır. Bu nedenle, tavukçuluk sektöründe gözlenen gelişmede verimlilik ve karlılığın arttırılması amacıyla yapılan ıslah ve beslenme çalışmaları yanında, kümes içi çevre etmenlerinin iyileştirilmesi doğrultusunda yapılan çalışmaların da önemli etkisi vardır (Dağtekin, 1996). Kümeslerde çevre etmenleri, iklimsel (ortam havasının sıcaklık, bağıl nem ve hareketliliği), kimyasal (ortam havasında bulunan karbondioksit, hidrojen, sülfür, amonyak ve diğer bazı gazlar ile tozlar), yapısal (yemlik, suluk, tünek, folluk v.b. yapıların özellikleri ve kümes içerisindeki yerleşimi) ve toplumsal (yerleşim sıklığı, grup büyüklüğü, davranış, v.b.) etmenler olarak sınıflandırılabilir. (Dağtekin, 1996). 1.2.Kümesler ve Kümes Tipleri Etlik piliç yetiştiriciliğinde yaygın olarak kullanılan kümes tipi, kalın altlık sistemli (yer kümesi) kapalı entansif kümes tipidir. Bu kümes tipinde kümes tabanı tamamıyla beton ya da sıkıştırılmış topraktan oluşur. Zemin üzerine cm kalınlığında altlık serilir. Altlık malzemesi olarak bulunabilirliğine göre; kaba planya talaşı, çeltik kavuzu, parçalanmış mısır koçanı, sap veya saman gibi malzemeler kullanılabilir. 6

18 1. GİRİŞ Murat ÇELİK Tavukları iklimsel etmenlerin olumsuz etkilerinden korumak ve onlara daha rahat koşulları sağlayabilmek için, öncelikle kümeslerin doğru biçimde planlanması gerekir. Tavuk kümeslerinin planlanması mühendislik açısından olduğu kadar, tavuk biyolojisi ve ekonomi açısından da değerlendirilmelidir. Her şeyden önce, en yüksek verim düzeyine ulaşabilmek için sıcaklık, nem ve havalandırma yönünden optimum şartları bilmek gerekir. Daha sonra da bu şartları sağlayacak plan ve projeye karar vermek, sonrasında da yapıyı daha ucuza çıkarmak için, mevcut çevre şartlarına en uygun değişiklikler üzerinde durmak gerekir. Tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de hayvansal üretimin artırılması konusunda hayvanların fiziksel çevre faktörlerinin iyileştirilmesine yönelik çalışmalar yapılmaktadır. Çünkü çevre koşulları, hayvanların sağlığı ve verimlerinin yanı sıra, barınakların yapısal özellikleri ve maliyeti üzerinde de etkili olabilmektedir. Kümeslerde optimum iklimsel çevre koşullarını sağlamak için, bir yandan bölgenin durumuna uygun tiplerde barınakların oluşturulmasına çalışılırken, diğer yandan da çevreyi denetim altına almaya yarayan havalandırma, ısıtma, serinletme, aydınlatma v.b. önlemler alınmalıdır. Barınaklarda gerekli hava debisi, hayvanların yaydıkları ısı, nem (su buharı) ve karbondioksit miktarları esas alınarak hesaplanır. Yapı elemanlarının yalıtım yetenekleri de kullanılan yapı malzemelerinin kalınlıkları ve ısı geçirgenlikleri esas alınarak belirlenir. Barınaklarda yalıtımın yeterli ya da gereğinden fazla olmaması için yapı elemanlarından kaybolan toplam ısı, hayvanların yaydıkları toplam ısı ile havalandırma sonucu kaybolan toplam ısı arasındaki farka eşit olmalıdır. Duvar ve tavan gibi yapı elemanları için gerekli toplam ısı iletim katsayıları bu esaslara göre hesap edilmelidir (Yıldız ve ark., 2010) Kümeslerde Ortam Değişkenleri Kapalı ortam olarak kümesler, bünyesinde barındırdıkları hayvanların gelişim, sağlık ve verimleri açısından, çevre koşullarının belli seviye ve standartlarda olması gereken yapılardır. Kapalı ortamlarda yetiştirilen tavuklar için iklimsel çevre 7

19 1. GİRİŞ Murat ÇELİK koşullarını oluşturan etmenler; hava sıcaklığı, hava bağıl nemi, hava hızı ve temiz havadır. Bunun yanında havadaki toz ve gaz konsantrasyonu da kimyasal çevre etmenleri olarak bilinir. Bu etmenlerin belirli sınırlar içerisinde olması, istenen yetiştiricilik şartlarının sağlanması adına önemlidir Hava Sıcaklığı Hayvanlar için yaşamaya en uygun sıcaklık sınırlarına "ısısal rahatlık bölgesi - konfor bölgesi" adı verilir. Bu bölgede metabolik ısı üretimi ve hayvanların vücutlarından dış ortama atılan ısı miktarları arasında ortam sıcaklığıyla alakalı sürekli bir denge vardır. Ortam sıcaklığın optimum sınırların altında veya üzerinde olması verime olumsuz etki yapmaktadır. Tavuklar için rahat bölgenin, C ler arasında olduğu bilinmektedir. Aynı zamanda 5-10 C ve C ler de kabul edilir sınırlardır. Kümes içi sıcaklık 21 C'ye ulaştığında, yumurta büyüklüğünde küçülme ve yumurta kabuğunda incelme olmaktadır (Mutaf, 1988). İç ortam sıcaklık değerleri düşük tutulursa, tavuğun yediği yemin önemli bir bölümü vücut sıcaklığını sabitlemek için kullanılır ve sonuçta tavuktan alınacak verim düşer. Yüksek sıcaklıklarda ise tavukların yem tüketimleri düşer bunun sonucu olarak da gelişme ve verim düşer. Optimum sıcaklık sınırları arasında hayvanlardan en az yem tüketimi ile en yüksek verim elde edilmektedir Hava Bağıl Nemi Kümeslerde iklimsel çevrenin optimum sınırlarda ya da optimum sınırlara yakın düzeyde tutulabilmesi için yapısal ayrıntılara ek olarak, yapı elemanlarından olan ısı aktarımlarının da düşük düzeylerde tutulması gerekir. Bu nedenle daha planlama aşamasında bölgenin iklimsel koşulları ve hayvanların biyo-iklimsel özellikleri göz önüne alınarak, ısı ve nem dengesi hesapları yapılmalıdır (Kocaman ve ark., 2007). 8

20 1. GİRİŞ Murat ÇELİK Kümeslerdeki hava bağıl neminin çok yüksek veya çok düşük olması çeşitli olumsuzluklara yol açmaktadır. Civciv büyütme kümeslerinde optimum bağıl nemin %55 - %70, yumurta tavuğu kümeslerinde ise %60 - %70 arasında olması gerektiği konu ile ilgili yayınlarda yer almaktadır. Hava bağıl neminin çok düşük olması durumunda kümes havasında tozlanmalar artar, bunun sonucu olarak tavukların nefes boruları tahriş olur ve solunum yolu rahatsızlıkları sıkça görülür Hava Hızı Kümeslerdeki doğal havalandırmanın hava hızı, iç ve dış ortam havası arasındaki sıcaklık farkına, havanın giriş ve çıkış aralıkları arasındaki yükseklik farkına, rüzgarın durumuna bağlıdır. Mekanik havalandırmada ise fan kapasitesine ve hava giriş açıklıkları alanlarına bağlıdır. Hava hızı, iç ortamda biriken suyun buharlaşması adına faydalıdır. Ancak tavuklar için özellikle soğuk havalarda sakıncalıdır, bu tür durumlarda ek ısıtma gerekebilir. Hava hızı, 0 o C-30 o C aralığında 0,15 m/s ile 2,13 m/s arasında değişmektedir (Mutaf ve Sönmez,1984). Yapılan denemelerde etlik piliçlerin maksimum yem tüketiminin hava hızının 0.8 m/s ve 1,5 m/s değerlerinde olduğu saptanmıştır. Buna karşın maksimum vücut ağırlığı 2 m/s hava hızında gözlemlenmiştir (Gümüş, 2009) Temiz Hava Saf hava, başta azot ve oksijen olmak üzere argon, karbondioksit, su buharı, neon, helyum, metan, kripton, hidrojen, azot monoksit, ksenon, ozon, amonyak ve azot dioksit gazlarının karışımından meydana gelmiştir. Havada yaklaşık olarak; Azot %78, Oksijen %21, Karbondioksit ve asal gazlar %1 oranında bulunur. Toz duman, (yapay) sis, buhar, iri partiküller, gazlar (NOx, SOx, CO, VOC) ve (kötü) kokulu maddeler kirleticilere birer örnektir. Havada 0,04 ppm den fazla ozon, hidrokarbon buharları ve karbon monoksit gazı var ise bu hava kirli sayılır (Aydınlar ve ark., 2009). 9

21 1. GİRİŞ Murat ÇELİK Kümeslerde 1 kg canlı ağırlık için saatte yaklaşık 5-6 m 3 temiz havaya ihtiyaç vardır. Kümesler içindeki fazla ısının, nemin ve kirli havanın dışarıya atılabilmesi için yeterli havalandırma yapılmalıdır. Kümeslerdeki havalandırma, yarı mekanik veya mekanik donanımlarla gerçekleştirilmeli, havalandırma açıklıkları ve fanların kullanımı planlanmalıdır. Kümeslerde dış hava sıcaklığı 30 C nin üzerine çıktığı durumlarda, daha fazla hava akımı sağlamak amacıyla serinletme yöntemleri de kullanılabilmelidir Aydınlatma Bir çevre etmeni olarak aydınlatma işleminin hayvanların gelişimleri, verim ve sağlıkları üzerinde etkileri konusunda yoğun çalışmalar yapılmaktadır. Aydınlatma işleminin hayvanlar üzerindeki etkilerinin ortaya konulmasıyla, barınaklarda aydınlatma planlaması yapılırken, istenen aydınlık seviyesine göre lamba tipleri ve sayıları belirlenir(yıldız ve ark., 2010). Lambalar yerden iki metre yukarıda ve üzeri reflektörlü olmalıdır. (Canıtez, 2005). Aydınlatma işlemi, etçi ve yumurtacı tavukların farklı dönemlerinde farklı sürelerde kullanılır. Yumurtacı ırkların gelişme dönemlerinde, daha geç cinsel olgunluğa gelmelerini sağlayacak biçimde bir aydınlatma programı tercih edilir. Böylece, tavukların vücut gelişmelerini tamamlayarak daha fazla ve daha büyük yumurta yapma olanağına kavuşacakları bildirilmektedir. Etçi ırklarda ise hızlı bir canlı ağırlık artışı sağlayacak biçimde bir program uygulanır. Bu bağlamda, ilk bir kaç gün lüks aydınlık şiddetinde ve penceresiz kümeslerde 24 saat, pencereli kümeslerde ise güneşin doğma ve batma saatleri dikkate alınarak, karanlık süre olmayacak biçimde aydınlatma yapılır. Sonraki süreçte, hayvanlar yemlik ve sulukların yerlerini öğrenmiş olacakları için 5-10 lüks aydınlık şiddeti yeterlidir. Aydınlatmada, penceresiz kümeslerde 23 saat aydınlık, 1 saat karanlık olacak biçimde bir program izlenir. Pencereli kümeslerde de hayvanların günde 1 saat karanlıkta kalacakları biçimde bir program uygulanır. Bir saatlik karartma işlemi, 10

22 1. GİRİŞ Murat ÇELİK hayvanları karanlığa alıştırmak ve olası enerji kesilmelerinde hayvanların olumsuz etkilenmelerini önleme amacını taşımaktadır. Aydınlık şiddetinin yüksek seçilmesi, işletmenin enerji tüketimi yanında hayvanların hareketlilik düzeylerinin artmasına neden olur. Hayvanların hareketlilik düzeylerinin artmasına bağlı olarak da hayvanlar, metabolik enerjilerinin önemli bir bölümünü hareket enerjisi olarak harcamak durumunda kalırlar. Aydınlık şiddetinin düşük seçilmesi durumunda ise hayvanlar yemlik ve suluklara kolay ulaşamazlar, dolayısıyla yem ve su tüketimleri kısıtlanır(yıldız ve ark., 2010). 1.4 Kümeslerde Isıl Yalıtım Enerji kullanımı ülkemiz için büyük önem arz etmektedir. Mevcut kaynaklardan elde edilen enerjinin en ekonomik şekilde kullanılması, yeni enerji kaynaklarının keşfedilmesi kadar önemlidir. Bu nedenle tarımda da ekonomik enerji kullanımı ile maksimum ürün alabilmenin yolları aranmalıdır. Enerji gereksiniminin önemli olduğu tarımsal üretim faaliyetlerinden birisi de tavukçuluktur. Özellikle kapalı tipte yapılmış kümeslerde uygun bir üretim ortamının sağlanabilmesi için enerjiye gereksinim vardır. Bu tesislerde uygulanacak havalandırma, ısıtma veya serinletme işlemleri, elektrik ve yakıt tüketimini de beraberinde getirmektedir. Enerjinin verimli kullanılması, çevreyi koruma bilinci ve enerji kaynaklarının sınırlı olması, maliyetin azaltılması gibi nedenlerle besicilik sektöründe önemli bir yeri bulunan tavuk ve benzeri hayvan yetiştiriciliğinde yalıtım çok önemlidir. Zira iyi bir yalıtım, hijyenik ortamın oluşmasını sağlayacak ve kötü hava koşullarında hastalık gibi olumsuzlukların yaşanmasının da önüne geçecektir. Kümeslerde yalıtımın sağlayabileceği yararlar şöyle sıralanabilir; -Yalıtım soğuk kış günlerinde yapı elemanlarından kaybolan ısı miktarının en az düzeyde tutulmasını sağlar. Dolayısıyla ek ısı gereksinimi azalır, -Sıcak yaz günlerinde ısı kazancı azalır ve serinletme masraflarının azaltılmasına yardımcı olur, -Kümes içerisinde gündüz ve gece sıcaklıkları arasındaki farklılıktan dolayı oluşacak ani sıcaklık değişimleri engellenir, 11

23 1. GİRİŞ Murat ÇELİK -Yalıtım, yapı elemanlarının iç yüzeyinin daha sıcak kalmasını sağlar ve nem yoğuşması önlenir, -Tavukların sağlığı ve rahatlığı yönünden daha uygun bir üretim ortamının oluşmasına yardımcı olur. Üretimde verim artar, -Yalıtım, kümeste daha uygun bir çalışma ortamının oluşturulmasına katkı sağlanır. Isı, sıcak ortamdan soğuk ortama doğru hareket eder. Yalıtım sayesinde ısının bu hareketi sınırlandırılır. Başka bir deyişle yapı elemanları ısı akımına karşı direnci yüksek olan malzemelerle yalıtılırsa, barınak içerisindeki ısının dışarıya akışı kontrol altına alınmış olur. Herhangi bir yapı malzemesinin ısıyı iletme miktarı, o malzemenin kalınlığı ve boşluk oranı ile doğru orantılıdır. Genel bir ifade ile bir malzemenin içinde ne kadar çok hava boşluğu varsa, ısıyı o kadar az iletir, yani yalıtım özelliği o kadar iyidir. Örneğin; beton, sıva ve cam gibi malzemeler ısıyı iyi iletirler. Ahşap, heraklit, sıkıştırılmış saman, strafor ve cam yünü gibi malzemeler ise ısıyı az iletirler. Bu da yalıtım amacıyla ısıyı daha az ileten, ısı akışına karşı direnci yüksek olan malzemelerin seçilmesi gerektiğini göstermektedir. Isı yayma katsayısı(emissivite) terimi yapı bileşenlerinin ısı iletim hesabında kullanılır. Yalıtım malzemesinin nemden korunması, nemin yalıtım malzemesine zarar vermesinin önlenmesini ifade etmektedir. Ilık ve nemli hava, soğuk bir yüzeyle temasa geçtiğinde soğur ve fazla nemi bünyesinde tutamaz. Eğer nemin temas ettiği yüzeyin sıcaklığı yoğuşma sıcaklığından az ise, nem o yüzey üzerinde yoğuşur. Uygun yalıtım yapı elemanının iç yüzey sıcaklığının, yoğuşma sıcaklığının üzerinde kalmasını sağlar ve nem yoğuşmasını önler. Yoğuşma miktarı, havadaki nem içeriğine, malzemenin nemin hareketine karşı gösterdiği dirence ve ortamlar arasındaki sıcaklık farklılığına bağlı olarak değişebilmektedir. Nem, yalıtım malzemesinin etkinliğini önemli derecede azaltır. Yalıtım malzemesinin etkinliğinin azalması, yapı elemanlarından olan ısı kayıplarının artmasına ve yapı elemanlarının zarar görmesine neden olur. Bu nedenle yalıtılmış duvar, çatı, tavan, döşeme ve temellerin ılık yüzeyleri nem kesici özelliği olan malzemelerle kaplanır. Nemin yapı elemanları ile temasını önleyen bu malzemelere buhar perdesi adı verilir. Asfaltik boyalar, metalik alüminyum boyalar, alüminyum 12

24 1. GİRİŞ Murat ÇELİK levhalar, katranlı kağıt, rüberoit ve polietilen tabakalar en çok kullanılan buhar perdeleridir. Hayvan barınaklarında yalıtım amacıyla camyünü, preslenmiş mantar levhalar, heraklit, strafor, plastik, köpük, sünger levhalar, ağaç ve elyaflı plakalar kullanılabilmektedir. Bunun yanında kırsal alanda kolayca ve ucuza bulunabilmeleri nedeniyle sap, saman, testere ve plenye talaşı, ahşap rendesi ve çeltik kavuzu gibi malzemelerden de yararlanılmaktadır. Yapı elemanları içerisinde bırakılan durgun hava boşlukları da ısı ve ses yalıtımında etkili olabilmektedir. Hayvan barınaklarında genellikle duvarlar, tavan veya çatılarda yalıtım yapılır. Buna karşın kapı ve pencerelerden önemli düzeyde ısı kaybı olabilir. Çok soğuk yörelerde pencerelerin çift camlı yapılması veya doğal aydınlatmaya engel olmayacak miktarda pencere yüzeylerinin azaltılması düşünülebilir (ANONYMOUS, 2009) Kümeslerde Havalandırma Tavuk kümeslerinde iki çeşit çevreden bahsedilebilir; bunlar iklimsel çevre ve kimyasal çevredir. Her iki çevrenin tavuklar üzerinde olumsuz etki yapmasını engellemek için kontrol altında tutulmaları gerekir. İklimsel çevrenin, tavuklar üzerinde gelişimlerinin ve verimlerinin düşmesine ve hatta hastalıklara karşı dirençlerinin azalmasına yol açacak olumsuz etkileri görülür. Kimyasal çevre ise, tavuklarda büyüme ve üreme zafiyetleri ile havadaki tozların virüs barındırma durumlarından dolayı özellikle solunum yolu hastalıklarına yol açtığı bilinmektedir. Benzer şekilde kümesteki görevliler üzerinde de solunumla ilgili rahatsızlıklar görülebilmektedir. Bu iki çevrenin de arzu edilen seviyelerde olması için doğal veya yapay (mekanik) havalandırma yöntemlerine başvurulur. Doğal havalandırmada kümesteki havalandırma açıklıkları, kapı, pencere ve bacalardan yararlanılır. Doğal havalandırmada iki etmen söz konusudur; iç ve dış ortam sıcaklık farkı ve rüzgar. 13

25 1. GİRİŞ Murat ÇELİK Barınak içerisindeki hava sıcaklığı ile dış ortam sıcaklık farklı olduğunda hava yoğunluk farkından dolayı iç ortam havası yükselerek havalandırma açıklıklarına yönelir. Rüzgar barınak üzerinde basınç alanları oluşturur. Oluşan bu ters basınçla barınak üzerindeki havalandırma açıklıklarından iç ortam havası dışarıya atılır. Mekanik havalandırmada ise, fanlar ve havalandırma açıklıkları kullanılır. Mekanik havalandırmada kullanılan havalandırma tiplerine göre ya iç ortam kirli havası dışarı atılır ya da dış ortam temiz havası içeri basılır. İklim koşullarının uygun olduğu bölgelerde, yapıya uygun olarak tasarlanmış doğal havalandırma sistemleri, geleneksel tasarımlı mekanik havalandırma sistemlerinden daha faydalı olabilir. Ancak bu tasarımda ısının hava çıkış bacalarına yönlendirilebilmeleri için çatı eğimine, ısının dışarı rahat atılabilmesi için baca genişliklerine, rüzgarın rahat bir havalandırma yaparken karın ve yağmurun barınak içerisine girmesini engellemek için havalandırma açıklıklarına dikkat edilmesi gerekir. Bu önlemlerin alınmadığı durumlarda, iç ortam sıcaklığının kontrolünün sağlıklı yapılabilmesi, yeterli temiz havanın girebilmesi ve içeri giren hava hızının istenen seviyelerde olmasının ayarlanabilmesi sebebiyle mekanik havalandırma üreticilerin tercih ettikleri havalandırma çeşididir Kümeslerde Havalandırma Debisinin Belirlenmesi Kümeslerde yapılan havalandırmanın amacı dört başlık altında toplanır. Bunlar; - Yazın iç ortamda biriken fazla ısının dış ortama atılması, - Kış aylarında biriken fazla nemin dış ortama atılması, - Barınak içerisindeki çeşitli gaz ve tozların dış ortama atılması, - Tavuklara gereken taze havanın sağlanmasıdır. Bu işlemler için, bölgenin iklim ve yetiştirme şartlarına bağlı olarak yapının tasarım ve yalıtım özelliklerinin amaca uygun tasarlanması gerekir. Önemli iklim faktörlerinden olan sıcaklığın ve nemin, optimum sınırlar arasında tutulabilmesi 14

26 1. GİRİŞ Murat ÇELİK büyük ölçüde yapının yalıtım düzeyi tarafından etkilenmektedir. Barınakların tavuk yetiştiriciliğine uygunluğu ise yapılarda ısı-nem dengesinin sağlanmasına, havalandırma-aydınlatma düzeyinin yeterliliğine, barınak ve donanım tasarımının başarısına ve iş ekonomisine bağlı olmaktadır. Bütün bu faktörler incelenerek daha sağlıklı yapıların oluşturulması verimliliğin artmasına önemli ölçüde katkı sağlayacaktır (Gümüş, 2009). Herhangi bir bölgede yapılacak kümes için yapı elemanlarının özellikleri belirlenirken iki farklı irdelemeden yola çıkılır. Bunlardan biri yaz, diğeri ise kış aylarında yapılacak havalandırma işlemleridir. İrdelemelerde her iki durumda da kümes bir sistem olarak ele alınır ve bu sistemin çevreyle olan etkileşimi irdelenir. Yaz irdelemesinde kümes içerisinde biriken fazla ısının dış ortama atılması bakımından duyulur ısı denge eşitliği, kış irdelemesinde ise kümes içerisinde biriken fazla nemin dış ortama atılması bakımından nem denge eşitliği esas alınır. Kümes yapı elemanlarının özellikleri belirlenirken tek amaç olarak yazın serinletme, kışın ise ısıtma yapılmadan ya da en az ısıtma ve serinletme koşullarında üretimin sürdürülebileceği kümes yapı elemanlarının özellikleri dikkate alınır. Barınaklarda havalandırma debisinin belirlenmesinde barınak için duyulur ısı ve madde denge eşitlikleri göz önünde bulundurulur. Barınak ortamında kazanılan ve kaybedilen duyulur ısıları kapsayan enerji denge eşitliği genelde yaz havalandırma debisinin hesaplanmasında, barınak ortamında kazanılan ve kaybedilen nem, toz, ve çeşitli gazları kapsayan madde denge eşitliği ise, kış havalandırma debisinin hesaplanmasında dikkate alınır. Aşağıda bu iki yöntem kısaca tanıtılmıştır. 15

27 1. GİRİŞ Murat ÇELİK Kümeslerde Duyulur Isı Dengesine Göre Havalandırma Debisinin Belirlenmesi Kümes ortamında kazanılan ve kümesten dış ortama kaçan/atılan duyulur ısılar Şekil 1.1 de verilmiştir (ANANYMOUS, 1983; ASHREA, 1983; ASEA, 1987; Albriht, 1989; TSE, 1998). Şekil 1.1. Kümes ortamında kazanılan ve kaybedilen duyulur ısılar(yıldız ve ark., Şekilde; duyulur ısısı, ısısı, ısısı, 2010). Q s = Hayvanlardan barınak ortamında kazanılan duyulur ısı, Q m = Barınaktaki elektriksel tüketicilerden kazanılan duyulur ısı, Q so = Güneşten kazanılan duyulur ısı, Q h = Isıtma sistemleriyle barınak ortamına kazandırılan duyulur ısı, Q e = Barınak ortamındaki suyun buharlaşmasına bağlı olarak havanın eksilen Q vi = Havalandırmaya bağlı olarak barınak içerisine giren havanın duyulur Q vd = Havalandırmaya bağlı olarak barınak dışına atılan havanın duyulur 16

28 1. GİRİŞ Murat ÇELİK Q w = Barınağın yapısal organlarından (duvar, tavan, pencere, kapı, zemin v.b.) dış ortama kaçan duyulur ısı, Q f = Barınak zemininde duvar bağlantılarının yapıldığı bölgeden dış ortama kaçan duyulur ısıdır. Yukarıdaki değişkenlere göre barınak için karalı akışlı duyulur ısı denge eşitliği aşağıda verilmiştir; Q + Q + Q + Q + Q = Q + Q ± Q + Q s m so h vi w f e vo Eşitliğin sol tarafı barınak ortamında kazanılan ısıları, sağ taraf ise kaybedilen (barınaktan dış ortama atılan) ısıları göstermektedir. Enerji denge eşitliği, barınaklarda iç ortam sıcaklığının istenilen değerde tutulabilmesi için gerekli havalandırma debisinin, yapılacak ek ısıtma miktarının ve ısıtma giderlerinin azaltılmasına yönelik olarak barınakta yapılması gerekli yalıtım özelliklerinin belirlenmesinde kullanılan temel bir eşitliktir. Yukarıdaki eşitlik açık biçimde olmak üzere aşağıdaki biçimde düzenlenebilir; ( T ) + FP( T T ) + VC ( T T ) Qs Qm + Qso + Qh = UA Ti d i d ρ a pa i d + Q + e kazanılan ( ( m Hayvan barınaklarında pencere alanı fazla büyük olmadığı için güneşten Q so ) ve barınaktaki elektriksel tüketicilerden kazanılan duyulur ısılar Q ) göz ardı edilebilir. Hayvanların dış ortama verdikleri duyulur ( Q ) ve gizli ısı ( Q e ) değerleri birleştirilerek ( Q s) şeklinde gösterilebilir. Zemin duvar bağlantı noktalarından dış ortama kaçan ısı değeri ( Q ), kümes zemini, kümesin yapıldığı yer seviyesinden yüksek olan kümeslerde önem kazanır. f Yer ve kümes zemini arasındaki yükselti farkı fazla olmayan kümeslerde bu değer göz ardı edilerek havalandırma debisi aşağıdaki eşitlikle hesaplanır; s Q s ( AU + FP + VC )( T T ) = ρ a pa i d 17

29 1. GİRİŞ Murat ÇELİK Yukarıdaki eşitlik esas alınarak hacimsel ve kütlesel havalandırma debisinin hesaplanmasında kullanılan aşağıdaki eşitlikler yazılabilir; V pa v [ Qs AU( Ti Td )] ( T T ) =. C i d M a Q ( ) s Q Qs w AU Ti Td = = C pa ( Ti Td ) C pa ( Ti Td ) Eşitliklerde; M a = Kütlesel havalandırma debisi (kg kr hv / s), V = Hacimsel havalandırma debisi (m 3 nemli hv / s), v = Aspirasyonlu havalandırmada iç ortam havasının, vantilasyonlu havalandırmada dış ortam havasının özgül hacmi (m 3 nemli hv/kg-kr hv) dır Kümeslerde Nem Dengesine Göre Havalandırma Debisinin Belirlenmesi Kümes ortamında kazanılan ve kümesten dış ortama atılan nem değerleri Şekil 1.2. de gösterilmiştir (ANANYMOUS, 1983; ASHREA, 1983; ASEA, 1987; Albriht, 1989; TSE, 1998). Şekil 1.2. Kümes ortamında kazanılan ve kaybedilen nem değerleri(yıldız ve ark., 2010) 18

30 1. GİRİŞ Murat ÇELİK Şekilde; M p = Barınak ortamında üretilen madde (nem, karbondioksit, v.b.), M vi = Havalandırma havası ile barınak içerisine giren madde, M vd = Havalandırma havası ile barınak dışına taşınan maddedir. Yukarıdaki değişkenlere göre kararlı akış koşullarında barınak için madde denge eşitliği aşağıda verilmiştir: M + M = M p vi vd Bu eşitlik, daha önce açıklanan enerji denge eşitliği gibi kümesler için havalandırma sistemlerinin tasarımında kullanılır. Kış aylarında kümes içerisindeki hava bağıl nemi, tavuklar için optimal değerin üzerine çıkar. Kümes ortamındaki fazla nemin dış ortama atılabilmesi için uygun bir havalandırma debisinin seçilmesi gerekir. Kümes ortamında kazanılan ve dış ortama atılan (kaybedilen) nem değerlerini kapsayan nem denge eşitliği iki temel elemandan oluşur. Bunlardan birisi tavukların barınak ortamına kazandırdıkları nem, diğeri ise havalandırma havası ile dış ortama atılan nemdir. Kümeste ortam neminin belirlenen düzeyde tutulması esas alındığında havalandırma debisinin hesaplanmasında aşağıdaki eşitlikler kullanılır; Eşitliklerde; V V nem nem = ρ = a M ( W W ) vm i p ( W W ) i p d d V nem = Kümeste nem kontrolüne göre havalandırma debisi (m 3 /s), M p = Kümes ortamında kazanılan nem (kg nem/s), W i = İç ortam havasının nem oranı ( kg nem/kg-kr hv), W d = Dış ortam havasının nem oranı ( kg nem/kg kr hv), ρ a = Aspirasyonlu havalandırmada iç ortam, vantilasyonlu havalandırmada dış ortam havasının yoğunluğu (kg kr hv/m 3 nemli hv), 19

31 1. GİRİŞ Murat ÇELİK v = Aspirasyonlu havalandırmada iç ortam, vantilasyonlu havalandırmada dış ortam havasının özgül hacmi ( m 3 /kg-kr hv) dir. Soğuk iklim koşullarında dış ortam sıcaklığı uzunca bir süre, en düşük havalandırma debisinin belirlendiği dış ortam sıcaklık değerinin altına düşebilir. Bunun bir sonucu olarak da iç ortam sıcaklığı düşer ve bundan tavuklar olumsuz yönde etkilenebilir. Bu durumlarda iç ortamda kazanılan ısının (hayvanların dış ortama verdikleri ısının) korunması amacıyla havalandırma fanlarının kapatılması geçici bir çözüm olabilir. Ancak fanların uzunca bir süre çalıştırılmaması, iç ortam havasındaki nem, karbondioksit ve diğer zararlı gaz konsantrasyonlarını arttırır ve tavuklar için uygun olmayan bir ortam oluşabilir. İç ortam sıcaklığını tavukların zarar görmeyeceği bir değerde tutabilmek için diğer çözüm yolları olarak, barınaktaki tavuk sayısının arttırılması, barınakta ısı kaçaklarına karşı önlem alınması ve ek ısıtma yapılması önerilebilir. Sonuç olarak, artan rekabet koşullarında tavukçuluk sektörünün varlığını devam ettirebilmesi için en az girdi ile kaliteden ödün vermeksizin en yüksek verimin elde edilebilmesi gerekir. Bunun için dikkate alınması gereken hususlardan birisi de bölge koşullarına uygun kümeslerin yapılmasıdır. Bölgenin iklim koşulları ve yetiştirilecek hayvanların özellikleri dikkate alınmadan yapılan kümeslerde, kümes içi iklimsel çevre etmenlerinin denetiminde uygulanacak havalandırma, ısıtma ve serinletme işlemlerinde enerji giderleri en üst düzeye çıkabilir. Üretim giderleri arasında enerji giderlerinin payının azaltılmasında tek yol bölgenin iklim koşulları ve yetiştirilecek tavukların gereksinimleri dikkate alınarak kümes yapı elemanlarının seçilmesidir. Çetin rekabet koşullarında bir tavukçuluk işletmesinin varlığını sürdürebilmesi için öncelikle bölge koşullarına uygun bir kümese sahip olması gerekir. Diğer bir anlatımla, farklı iklim koşulları için, kümes içi iklimsel çevre koşullarının denetimi amacıyla uygulanacak havalandırma, ısıtma ve serinletme işlemlerinde ısı tutumu sağlayacak bir kümese sahip olması gerekir. Bu ise bölgenin iklim koşulları dikkate alınarak kümes yapı elemanlarının özelliklerinin doğru biçimde belirlenmesi ile mümkündür. 20

32 1. GİRİŞ Murat ÇELİK Bu çalışmanın amacı, farklı iklim koşulları için, kümes içi iklimsel çevre koşullarının denetimi yapmaktır. Bu denetimle, uygulanacak havalandırma, ısıtma ve serinletme işlemlerinde kümesin ısıl korunumunu sağlayacak kümes yapı elemanlarının özelliklerinin belirlenmesine yönelik bir bilgisayar program geliştirilmiştir. Hazırlanan programla kurulması düşünülen kümesin; kuruluş yeri, büyüklüğü, yapı özellikleri, içerisinde kullanılacak teknik malzemeler ve içerisinde barındırılacak tavuk özellikleri belirlenerek kuruluşun maliyet işlemleri için bir rapor oluşturulmaktadır. 21

33 1. GİRİŞ Murat ÇELİK 22

34 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Murat ÇELİK 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Çağıl (1979), Çukurova Yöresinde kasaplık piliç (broiler) üretimi ve pazarlama sorunları üzerine yaptığı çalışmada, Çukurova yöresinde etlik piliç (Broiler) yetiştiren işletmelerden toplanan verilere göre işletmelerin çoğunda yerde yetiştiricilik yapıldığı, kümeslerin çoğunda birim alana düşen tavuk sayısının adet olduğu, piliçlerin 7-8 haftada kesime geldiği, kümeslerin yarıdan fazlasında güney cephesinin açık olduğu, kümeslerin 4 tanesinde ısıtmanın bütan gazı tüpleri ile yapıldığı, havalandırmanın çoğunlukla doğal yolla gerçekleştirildiği saptanmıştır. Akkılıç ve Aksoy (1982), Türkiye de tavukçuluğun ana sorunları isimli çalışmalarında, belirlenen sorunlar arasında barınak sorununa da değinmişlerdir. Alagöz (1983), Çukurova Bölgesi tavukçuluk işletmelerinde (et-yumurta) kümeslerin yapısal yönden mevcut durumlarını saptamış, geliştirme olanaklarını incelemiş ve bölgenin iklim koşullarına uygun, farklı sistem ve kapasitelerde 14 adet yeni tip kümes planı geliştirmiştir. Araştırma kapsamında 23 adet broiler ve 27 adet yumurtacı olmak üzere toplam 50 kümeste etütler yapmıştır. Bölgede kümeslerin %66 sının planlama tekniğine uygun olarak uzun eksenin doğu-batı yönünde yapıldığını saptamıştır. İncelenen kümeslerin %54 ünde çatıda, başta cam yünü olmak üzere odun talaşı, köpük, kamış ve çeltik kabuğu gibi malzemeler kullanılarak yalıtım yapıldığı belirlenmiştir. Etüt edilen kümeslerin %14 ünün havalandırma bacaları teknik ilkelere uygun yapılmış. Yumurtacı kümeslerin ancak ikisinde yumurta odası olduğu, tüm kümeslerin %40 ında bakıcı odası olduğu belirlenmiştir. Etüt edilen kümeslerin çoğunda kapıların yeri, boyutları ve açılış yönleri uygun bulunmamıştır. Tosun (1987), Balıkesir ilinde yaptığı bir çalışmada, bölgedeki tavukçuluk işletmelerinin büyük çoğunluğunun (%94,72) yumurta üretim işletmeleri olduğunu, işletmelerin çoğunluğunu küçük işletmelerin oluşturduğunu, işletmelerin %94,16 sının ve baş kapasitenin altında olduğunu bildirmişlerdir. Çalışmada ayrıca, kümeslerin ikisinde sundurma tipi, diğerlerinde beşik çatı kullanıldığını, çatı eğiminin çoğunlukla yeterli, saçak uzunluklarının ise yetersiz 23

35 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Murat ÇELİK olduğu, çatı örtü malzemesi olarak çoğunlukla kiremit kullanıldığı, kümeslerin %59 unda çatı yalıtımının bulunduğunu bildirmişlerdir. Mutaf (1988), kümeslerdeki biyo-klimatik rahatlık ve iç çevredeki etkin sıcaklığın tanımlanması amacıyla yaptığı bir çalımada,. iç çevre ve etkin sıcaklıkların yalıtımsız olan kümeslerde, yalıtımlı olanlara kıyasla 12:00-18:00 saatleri arasında daha yüksek bulmuştur. Testik (1988), Adana, Gaziantep, Hatay, Mersin ve Kahramanmaraş illerinde toplam 211 yumurtacı tavuk işletmesinin ele alındığı çalışmasında işletmelerin kapasiteleri, teknik özellikleri, kümes içi sıcaklık ve oransal nem gibi önemli çevre koşullarını incelemiştir. Çalışmada kümeslerin %56,5 inin açık perde sistemli olduğu, %60,9 unda çatıda yalıtım yapıldığı, hepsinin beşik çatılı olduğu, çatı örtü malzemesi olarak kiremit, atermit ve çinkonun kullanıldığı, %95,7 sinde duvarlarda briket kullanıldığı ve %82,6 sında tabanlarda beton kullanıldığı saptanmıştır. Çalışmada ayrıca, ölçüm yapılan işletmelerde, kümes içi sıcaklığın 29,24 C ve oransal nemin %75,87 ile Ağustos ayında optimum sınırların üzerinde olduğu bildirilmiştir. Başural (1989), Ankara da yumurta üretimine yönelik kafesli kümes sistemlerinin tasarımı üzerine yaptığı çalışmada, ısı ve nem dengesi açısından en uygun kümes genişliğinin 8-12 m arasında olduğu, kümeslerde temel genişliğinin, zeminin durumu ve kullanılacak yapı malzemesine göre, derinliğinin ise bölgenin don derinliğine göre ayarlanması gerektiğini bildirmiştir. Başural çalışmasında ayrıca, Ankara koşullarında yapılacak bir büyütme kümesinde ısı ve nem dengesinin sağlanabilmesi için, duvarlarında ısı iletim katsayısı düşük olan ytong tuğla kullanılması ve ayrıca yapılan ısı ve nem dengesi hesapları sonucuna göre yalıtımın gerçekleştirilmesi gerektiğini bildirmiştir. Isı gereksiniminin fazla olması nedeniyle büyütme kümeslerinde tavan yapımına gidilmiş, yalıtım ise tavanda gerçekleştirilmiştir. Yumurtacı tavuk kümeslerinde çatıda yapılacak yalıtımın yeterli olduğu, ekonomik olması açısından çelik konstrüksiyon çatı sisteminin seçilmesi gerektiği, büyütme kümeslerinde pencere alanı olarak taban alanının 1/20 si, yumurtacı kümeslerde ise 1/12 sinin alınabileceği, kafeste yetiştiricilik yapılan 24

36 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Murat ÇELİK kümeslerde doğal havalandırmaya ek olarak mutlaka yapay havalandırma sisteminin de bulunması gerektiği bildirilmiştir. Eriyetkin (1991), Türkiye Kalkınma Vakfı Köy-Tür Elazığ Tavukçuluk Sanayi A. Ş. nin teknik yönden incelenmesi konulu tez çalışmasında, Elazığ da faal durumdaki 65 işletmeden 15 tanesinde incelemeler yapmıştır. Türkiye Kalkınma Vakfı Köy-Tür Elazığ Tavukçuluk Sanayi Anonim Şirketi ile sözleşmeli üretim yapan kümeslerin tamamında çatı yalıtımının yapıldığı, yerleşim sıklığının bütün işletmelerde uygun olduğu belirlenmiştir. Bütün kümeslerde doğal havalandırmanın yapıldığı, işletmelerde birim alana düşen ışık şiddetinin yeterli olduğu saptanmıştır. İşletmelerde 23 saat aydınlatma olduğu belirlenmiştir. Gülbahar (1993), Adana ili ilçe ve köylerinde etlik piliç kümeslerinin yapısal yönden mevcut özellikleri ile gelişme durumlarının belirlenmesi üzerine bir araştırma yapmış ve bu kapsamda 54 kümes incelemiştir. Hijyen ve yalıtım bakımından kümeslerin %68 inde iç ve dış sıva olduğu belirlenmiştir. Etüt edilen kümeslerin %14 ünde havalandırma bacaları teknik ilkelere uygun olarak planlanmıştır. Öztürk ve Olgun (1993), tarafından Samsun ilindeki yumurtacı tavuk kümeslerinin yapısal ve fonksiyonel özellikleri konulu araştırmasında, tavukçuluk sektöründeki payı gittikçe artmakta olan Samsun ilindeki ticari yumurta tavukçuluğu işletmelerindeki kümeslerin yapısal ve fonksiyonel planlama özellikleri yönünden yeterlilik durumları araştırılmış, sorunları belirlenmiş ve çeşitli çözüm alternatifleri geliştirilmiştir. Çalışma, ildeki çeşitli tip ve büyüklükteki 64 adet ticari yumurtacı kümesinde yürütülmüştür. Araştırmada Samsun ili için projelendirilmede etkili iklim parametreleri belirlenmiştir. Kümes içi çevre koşullarının düzenlenmesinde uygulayıcılara kolaylık sağlaması açısından çeşitli grafikler geliştirilmiştir. Xin ve ark. (1994), yaptıkları bir çalışmada ısıtma, serinletme ve havalandırma işlemleri yapılan iki farklı kümeste, yatay ve düşey eksende olmak üzere, iç ortam sıcaklık ve bağıl nem değerlerinin değişimini incelemişlerdir. Çalışma biri konvensiyonel, diğeri tünel tipi olmak üzere iki kümeste yürütülmüştür. Konvensiyonel tip kümesin uzun duvarları üzerinde 76 cm genişliğinde perdeli açıklıklar bulunmakta olup, doğal ve yapay havalandırma yapılabilmektedir. Isıtma, her iki kümeste propan yakıtı kullanan hacim ve alan ısıtması yapan sistemler ile, 25