Belysning i stallbyggnader

Alemán. Kraven på energieffektivare belysning har gjort att fler typer av ljuskällor börjat används i djurstallar. Det saknas dock en aktuell sammanställning av hur lantbruketsproduktionsdjur påverkas av både naturligt och artificiellt ljus. Utgångspunkten för detta projekt har varit att ta reda hur nötkreatur, gris, häst och fjäderfä uppfattar sinomgivande miljö samt hur deras synsinne reagerar på olika våglängder och intensitet samt under hur lång period det är ljust (fotoperiod). En annan utgångspunkt har varit attutformning av belysningen i djurstallar borde utgå från djurens behov och preferenser då det finns goda skäl att anta att djurens välbefinnande, tillväxt, hälsa och produktion (t.ex. mjölk eller ägg) påverkas av ljusmiljön (Ulrich, 1979; Bourdon, 1997). Eftersom det med modern belysningsteknik finns mycket goda förutsättningar att anpassa belysningen så att den efterliknar naturliga utomhusmiljöer, öppnas intressanta möjligheter att anpassa belysningen så att den förbättrar djurens välbefinnande ochproduktion utan att arbetsmiljön försämras i stallarna.Syftet med projektet var att ta fram förslag för hur energieffektiva ljuskällor och armaturer kan användas i djurstallar. Projektet har innefattat litteraturstudier ochsammanställning av material från de senaste forskningsrönen och bästa teknik. Data har sökts för att ta reda på hur produktionsdjur (häst, ko, gris och fjäderfä) uppfattarljusstyrka, ljusflöde, spektralfördelning och färgtemperatur som underlag för val av ljuskälla samt lämplig placering av armatur.Belysningen använder ca 10 % av elenergin i djurstallar undantaget värphöns där något mera används. Därför är det viktigt att ha ljus på rätt ställe och att använda såenergieffektiva ljuskällor som möjligt. För att minska energianvändningen kan man utnyttja dagsljuset så mycket som möjligt t. ex. genom att använda ljussensorer somdimmar eller släcker belysningen när dagsljuset är tillräckligt. Dagsljusets betydelse och hur detta kan utnyttjas behandlas inte i denna rapport utan endast hur artificiellt belysningen kan användas bättre.Jordbruksverkets Föreskrifter (SJVFS 2010:15) anger endast i generella termer djurens behov av dagsljus samt utformning av dag- och nattbelysning. Teknisk specifikation för ekonomibyggnader (SIS-TS 37:2012) anger riktvärden förbelysningsstyrka (lux) och ungefärligt effektbehov för lysrör. Riktvärdena är nära det som anges i Arbetsmiljöverkets föreskrifter (AFS 2009:2) och Svensk Standard (SS-EN 12 464-1). Det finns även ett EU direktiv (2001/93) vilket anger att grisar ska ha minst 40 lux 8 timmar per dag. I dagsläget utformas belysningen i djurstallar ofta utifrån äldre nyckeltal vilket medför överdimensionerad belysningsintensitet (Jørgensen, 2006;Haraldsson & Henrysson, 2011). Från föreliggande genomgång kan följande slutsatser dras: För att få bra belysning med låg energiinsats måste man använda moderna projekteringsverktyg som tar hänsyn till ljuskälla, armatur och dess placering samt reflektionen från väggar, golv, tak och djur. För att ordna energieffektiv belysning med brett ljusspektrum i djurstallar är i dagsläget lysrör och s.k. lågenergilampor förstahandsalternativet eftersom depassar i befintliga armaturer. Lysdioder (LED) är ett intressant alternativ i den mån tillräckligt ljusflöde kan erhållas och spektralfördelningen är lämplig för djurslaget. Metallhalogen- och högtrycksnatriumlampor med dagsljusliknande spektralfördelning kan vara ett alternativ vid nybyggnad eller när all belysningsel ska bytas ut. Ljusutbytet (lm/W) varierar mycket inom respektive typ av ljuskälla. Därför finns mycket energi att spara genom att välja den ljuskälla som är effektivast inom respektive typ. Ljusnivån ska ge god arbetsmiljö samt vara anpassad till djurslaget med avseende på både ljusintensitet och spektralfördelning. Se respektive djurslag. Dagsljuset bör utnyttas i så stor utsträckning som möjligt och kompletteras med artificiellt ljus när så krävs för att spara energi.  Nattbelysning till nötkreatur och grupphållna hästar bör ordnas genom att alla ljuskällor dimmas så att jämn belysningsstyrka erhålls i stallet och att djuren inte bländas av enstaka ljuskällor som är tända,  Grisar och fjäderfä ska inte ha nattbelysning Grisar, nötkreatur och häst är dikromata djur dvs de uppfattar endast två färger i ljusspektrumet. De kan dock uppfatta våglängder av det människan anser vara rött ljus men de ser det som grått ljus med lägre intensitet. Fjäderfä har ett mycket väl utvecklat synsinne och de bör därför ha ljuskällor med brett ljusspektrum. Intensiteten på det ljus som djur uppfattar påverkar melatoninhalten (hormon som indikerar vila/sömn) i blodet. Får dagaktiva djur tillräckligt hög ljusintensitet sänks halten melatonin i blodet och djuret blir aktivare. Vid lågintensitet ökar melatoninhalten vilket gör att djuren vilar.NötkreaturDet finns fortfarande kunskapsluckor om vad nötkreatur ser, och hur de påverkas av dagsljus, spektralfördelat ljus, olika ljusintensitet och mörker i sin belysningsmiljö. Detsom saknas är framför allt kunskap om hur djuren uppfattar sin omgivning. Ett antal undersökningar ger dock en viss ledning om hur belysningen kan utformas med hänsyn till djurens möjlighet att uppfatta omgivningen.Förmodligen har nötkreatur sämre synskärpa på avstånd över 3-4 m. Vi vet inte hur synskärpan påverkas av ökad belysningsintensitet men ökad belysningsstyrka medfördebättre rörlighet hos kor nattetid. Mjölkkor har stora ögon med en hög koncentration av stavar och tapetum lucidum (ett reflekterande skikt bakom näthinnan) och är därför välanpassade för små ljusmängder. De har ett brett band med hög koncentration av synceller över näthinnan vilket förmodas ge dem god syn på långt håll. Nötkreatur ärtvåfärgsseende med högsta spektrala ljuskänslighet vid våglängderna 455 och 554 nm.Den maximala våglängd som de kan uppfatta hos ljus är ca 620 nm. Kunskap om djurens preferenser av olika våglängder av ljus vid olika aktiviteter skulle kunna ge vägledning för förbättringar av miljön för nötkreatur, exempelvis djurens dagliga kommunikation med varandra, men mer forskning behövs för att bekräfta resultaten.Några uppgifter om hur nötkreaturen påverkas av olika ljuskällor har inte hittats förutom att UV-ljus kan ha positiv inverkan på mjölkproduktionen, men detta har endastpåvisats i ett försök. Däremot har moderna stallar för nötkreatur ett stort inslag av naturligt ljus jämfört med äldre byggnader. En antal företag har tagit fram underlag för utformning av belysning i mjölkkostallar. Dessa utgår främst från de produktionshöjande effekter som ökad dagslängd innebär för lakterande mjölkkor och ungdjur. Relativt lite diskuteras i svenskt rådgivningsmaterial hur dessa resultat ska erhållas och hur belysningen ska utformas t.ex. nattetid vid robotmjölkning samt för sinkor/dräktiga kvigor. Få studier om belysning har utförts i kommersiella besättningar i Sverige.Med ökad effektivitet i modern belysning kan belysningsstyrkor om 300-500 lux vara lämpliga, vilket motsvarar ljusnivån utomhus vid en dimmig dag. En ljusnivå om 100 lux dagtid kan då motsvara en miniminivå. Nattbelysningens i stallet rekommenderas ge en jämn belysningsstyrka om ca 5-10 lux, vilket inte tycks påverkakornas nattvila. En framtida belysningslösning kan vara ett kombinerat LED-ljusrör med dagsljus- och nattbelysning, där den artificiell belysningen kopplas in då mängden dagsljus i stallet minskar.GrisGrisen är mycket anpassningsbar och det finns otillräckligt med information för specificera vad som är optimal ljusmiljö för djuret med avseende på spectralfördelning,tid med ljus per dag eller belysningsstyrka. I många studier saknas uppgifter om vilka ljuskällor och belysningsstyrka som använts och resultaten är därför svåra att tolka.Grisen har likartat antal stavar, ögonstorlek och näthinna som människa vilket kan förmodas ge likvärdig ljusinsamlingsförmåga. Grisar har mycket färre tappar änmänniskan vilket tyder på sämre synförmåga än människans vid högre ljusnivåer. Grisar har ett smalare synfält men bättre synskärpa än övriga hovdjur. De är i likhet mednötkreatur och hästar dikromata, dvs ser bara två färger. Ljuskällor som enbart ger rött ljus uppfattas som ljussvagare än ljuskällor med övriga våglängder (ca 400-600 nm). Grisen kan inte uppfatta UV-ljus.Grisen väljer att vara i samma belysningsstyrka som den är van vid, oavsett ljusintensitet. EU direktiv 2001/93 kräver en minimumbelysning om 40 lux i grisstallar. Denna belysningsstyrka uppfattades varken positivt eller negativt av djuren. Grisar väljer att vila i utrymmen med mycket låg belysningsstyrka (2.4 lux) och påverkas negativt om den inte får mörker minst 6 timmar per dygn.HästOptimal ljusmiljö hos häst är mycket lite undersökt och det saknas uppgifter om ljuskällor, ljusintensitet och antal timmar med ljus respektive mörker hästen bör ha. För att få en uppfattning om vad som skulle kunna vara god miljö kan man jämföra med resultat från studier på nötkreatur, då dessa djur ursprungligen kommer från samma miljö och deras ögon har en likartarad uppbyggnad.Hästen har en mycket brett synfält men har dålig synskärpa. Hästen ser två färger men kan se ljus med våglängder i det röda spektrumet, men uppfattar det inte som rött.Som växtätare har hästar och kor sina ögon riktade åt sidan, vilket ger ett vidare synfält och förbättrar möjligheten att upptäcka predatorer. Dessutom har de stora ögon vilket generellt ger bättre syn än små ögon. Hästen har en rektangulär pupill med ett ’extra ögonlock', cornea nigra och vilken begränsar ljusmängden in i ögat vid bete.Hästens öga är anpassat för låga ljusmängder och har gott mörkerseende, med stavrik näthinna och reflekterande skikt tapetum lucidum, beläget bakom de ljuskänsliga cellerna i näthinnan samt kort fokallängd som koncentrerar ljusmängden. Dessutom kan ljussignaler från angränsande ljusreceptorer adderas i tid och rum för att uppnå högreljuskontrast nattetid.Hästar verkar urskilja detaljer bättre om föremålen placeras på marknivå, men föremålen bör vara tillräckligt stora. På kontrastrika golvytor kan valet av golvytans färgminska motvillig beteendereaktion från hästar i inledande träning, exempelvis ramper till transportfordon.Att hästar alltid skannar av sin omgivning för upptäckt av rovdjur kan vara begränsande för hästens koncentrationförmåga vid inlärning. Däremot kan hästarsförmåga att reagera på små visuella signaler användas för att utveckla effektivare träningsmetoder tillsammans med målrelaterad träning med positiv förstärkning.Eftersom hästar ser bra vid låga ljusintensiteter behövs belysning endast när det är människor i stallet och arbetar. En framtida belysningslösning kan vara att utnyttjatekniken med LED och ta fram en ljuskälla med både dagsljus- och nattbelysning, där den artificiella belysningen kopplas in då mängden dagsljus i stallet minskar. Hur djurenreagerar på LED belysning är inte undesökt ännu. Framtida forskning skulle kunna undersöka hur ljusprogram kan utformas för att stimulera brunst hos ston.FjäderfäLjusets påverkan på beteende, hälsa, produktion och skötsel av djuren påverkar i hög grad välbefinnandet hos våra produktionsdjur. Rekommenderad dagslängd för värphöns verkar optimerad för maximal äggproduktion. Att minska dagslängden något för att spara energi är inte studerat. Även för övriga fjäderfän verkar rekommenderad dagslängd vara anpassad efter maximal produktion respektive tillväxt.Ljus till fjäderfä bör innehålla våglängder i den röda delen av spektrat (långa våglängder). Dessa våglängder kan tränga genom kraniet och nå receptorer i hjärnan vilka inte aktiveras via ögonen. Receptorerna påverkar djurens reproduktion d.v.s. äggläggning.Fjäderfä verkar ha bättre synskärpa i rödaktigt ljus. Mycket tyder också på att ljuskällor med mycket rött ljus (t.ex. glödlampor) uppfattas som mera ljusstarka jämförtmed ljuskällor som avger mycket blått ljus (t.ex. lysrör med hög färgtemperatur). Om man försöker att ge tillräckligt med rött ljus med ljuskällor som avger vitt ljus med hög ljustemperatur så kan den totala mängden ljus överstimulera djuren. De blir då stressade och nervösa vilket leder till bl.a. mera fjäderplockning.Studier har även visat att fåglar kan uppfatta UV-ljus. Denna egenskap används för att känna igen artfränder. Ljuskällor i stallar för fjäderfä bör därför ha en del UV-ljus i spektrat. Detta är särskilt viktigt för djur som hålls inomhus. Dock bör Arbetsmiljöverkets rekommendationer med avseende på UV-ljus följas.Mot bakgrund av ovanstående och att fjäderfä även har receptorer i ögonen för violett, blått, grönt och gult ljus bör man använda ljuskällor med brett färgspektrum. Detär dock inte klarlagt vilket som är den bästa fördelningen mellan dessa våglängder.Det finns studier som visar att värphöns kan uppfatta flimmer från konventionella lysrör men inget tyder på att djuren skulle uppfatta detta som något negativt eller att deskulle påverka djurens välbefinnande. Däremot är det viktigt med tanke på låg energiåtgång och god djurvälfärd att byta utslitna lysrör som flimrar.Det är bevisat i olika försök med värphöns, slaktkyckling, avels- och slaktkalkoner och avelsgäss, att energieffektiva ljuskällor såsom lysrör eller högtrycks natriumlampor,oavsett intensitet eller spektralfördelning, inte har skadlig effekt på vare sig tillväxt,foderomvandlingsförmåga eller reproduktion jämfört med ljus från glödlampor.När det gäller att spara energi rekommenderas i första hand dimningsbara lågenergilampor eller lysrör. Båda bör ha en varmvit färgton. Belysning med LED bör studeras noggrannare innan denna typ kan rekommenderas. Som beskrivits tidigare har LED–tekniken en snävare spektralfördelning och saknar ofta UV-ljus. Med ökad kunskap kan ljuskällor med LED utvecklas så att varje art eller hybrid kan få specielltanpassad spektralfördelning. Då vita ljusdioder har ett ganska brett spektrum, skulle man kunna lägga till några svaga UV-ljusdioder vid 370 eller 400 nm för att komplettera(Kelber, 2012).Mer forskning krävs även för att ta reda på vad som är lämplig ljusintensitet, ljusfärg och dagslängd för olika djurkategorier så att de kan utföra sina naturliga beteenden.