風(fēng)扇的選擇非常重要，因?yàn)樗鼘νL(fēng)運(yùn)行成本影響較大。
成年奶牛的通風(fēng)系統(tǒng)必須保證在休息區(qū)域內(nèi)全年可提供新鮮和快速流通的空氣，以幫助夏季降溫。這對于自然和機(jī)械通風(fēng)的牛舍都是如此。
雖然威斯康辛州85％的奶牛場都是散欄設(shè)計(jì)利用自然通風(fēng)，但風(fēng)影（由附近的建筑物和季節(jié)性玉米田造成）、土地可用性、牛舍方向和其他因素都會(huì)限制其通風(fēng)功能。這便使得奶農(nóng)對機(jī)械通風(fēng)的興趣日益增加。
機(jī)械通風(fēng)完全依賴于風(fēng)扇，以便在奶牛的休息區(qū)域提供足夠的通風(fēng)率和空氣流通速度。機(jī)械系統(tǒng)通常被定義為隧道（平行于飼喂通道的氣流）或交叉（垂直于飼喂通道的氣流）通風(fēng)。但是，有關(guān)于安裝和操作這些系統(tǒng)的成本的信息卻很少。
許多奶農(nóng)已經(jīng)要求我們在The Dairyland Initiative的團(tuán)隊(duì)幫助他們針對相應(yīng)牛舍設(shè)計(jì)選擇合適的通風(fēng)系統(tǒng)。他們經(jīng)常將成本（通常是初始投資）列為其主要關(guān)注點(diǎn)之一。我們模擬了七個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)的投入和運(yùn)行成本，發(fā)現(xiàn)雖然成本很重要，但它不應(yīng)該成為設(shè)計(jì)的主要焦點(diǎn)。
模型中的每個(gè)設(shè)施都是為1008頭泌乳牛設(shè)計(jì)的，系統(tǒng)在10年內(nèi)進(jìn)行成本攤銷。不同牛舍其通風(fēng)系統(tǒng)、風(fēng)扇或擋板放置位置、臥床上的風(fēng)扇間隔和通風(fēng)率均有所不同。該系統(tǒng)遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，夏季通風(fēng)率為每小時(shí)換氣40至60次（40-60 ACH），冬季通風(fēng)率為4ACH，牛舍橫截面風(fēng)速為每分鐘500英尺（152米）左右。
該研究中的七個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)
兩個(gè)自然通風(fēng)的牛舍：一個(gè)牛舍每個(gè)支柱（風(fēng)扇間隔24英尺（60.96cm））安裝有風(fēng)扇；另一個(gè)牛舍每隔一個(gè)支柱（風(fēng)扇間隔48英尺（121.92cm））安裝有風(fēng)扇。
兩個(gè)機(jī)械隧道通風(fēng)的牛舍：一個(gè)牛舍的通風(fēng)率設(shè)計(jì)為60 ACH，沒有風(fēng)扇在臥床上方；另一個(gè)牛舍的通風(fēng)率設(shè)計(jì)為40 ACH，安裝風(fēng)扇在臥床上方，間隔為5個(gè)風(fēng)扇直徑的寬度。
一個(gè)應(yīng)用混合通風(fēng)系統(tǒng)的牛舍，結(jié)合了機(jī)械通風(fēng)和自然通風(fēng)元素，通風(fēng)率設(shè)計(jì)為40 ACH，風(fēng)扇在臥床上方，間隔60英尺（152.40厘米），再增加屋脊排氣風(fēng)扇以協(xié)助冬季通風(fēng)。
兩個(gè)交叉通風(fēng)的牛舍：一個(gè)為8排牛舍，一個(gè)為16排牛舍，均設(shè)計(jì)在擋風(fēng)板下的氣流速率為每分鐘492英尺（12.5m）。
該分析包括天氣的自然變化情況以模擬在各種溫度設(shè)定點(diǎn)運(yùn)行風(fēng)扇的成本，冬季到夏季的過渡方法和溫度分布曲線（平均值與日較低氣溫和較高氣溫進(jìn)行比較）。同樣，我們根據(jù)排氣和循環(huán)風(fēng)扇的公開測試數(shù)據(jù)，還考慮了風(fēng)扇性能的變化性。
用數(shù)據(jù)說話
總施工成本從每個(gè)臥床2460美元（16995元）到3180美元（21969元）不等。混合通風(fēng)系統(tǒng)的成本較高，需要安裝機(jī)械通風(fēng)裝置及完整的卷簾側(cè)墻。
在為1008頭泌乳牛建造的設(shè)施中，威斯康辛州每年自然通風(fēng)牛舍的通風(fēng)成本為29584美元（204389元），約為機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的一半。而該規(guī)模的隧道通風(fēng)和交叉通風(fēng)之間的總成本差異很小（每年：58554美元 vs. 54602美元；404537元 vs. 377234元）
同樣，冬夏氣溫變化不明顯的地區(qū)（威斯康辛州，華盛頓州和明尼蘇達(dá)州），其通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行成本只有炎熱地區(qū)（亞利桑那州和佛羅里達(dá)州）的通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行成本的一半左右。這主要是因?yàn)樵谳^熱地區(qū)，平均每日溫度高于68°F（20）的天數(shù)大約是其他地區(qū)的兩倍（假設(shè)通風(fēng)系統(tǒng)會(huì)以較大容量運(yùn)行）。
安裝合適的風(fēng)扇
使用劣質(zhì)循環(huán)風(fēng)扇的自然通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行成本與使用高效風(fēng)扇的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的成本相同。風(fēng)扇的選擇對所有通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行成本影響較大。
我們驚訝地發(fā)現(xiàn)風(fēng)扇性能存在多大差異以及選擇高效風(fēng)扇的相對重要性。高效風(fēng)扇往往更昂貴，但隨著時(shí)間的推移，運(yùn)行成本的降低可以很容易收回原始投資成本。
在安裝和運(yùn)行通風(fēng)系統(tǒng)10年的總成本中，平均而言，總成本的24％是資本投入，其余是運(yùn)行成本。一些高效風(fēng)扇也有資格獲得一些項(xiàng)目的津貼，并將進(jìn)一步降低資本投入。
在為通風(fēng)系統(tǒng)選擇風(fēng)扇時(shí)，務(wù)必檢查風(fēng)扇的通風(fēng)效率等級（VER），該等級以CFM（立方英尺[0.028立方米]/分鐘）每瓦特表示。未經(jīng)測試的風(fēng)扇，其評級可能會(huì)比制造商宣傳的低50％，因此使用經(jīng)過獨(dú)立測試的風(fēng)扇非常重要。
美國較常用的兩種測試設(shè)施是由伊利諾伊大學(xué)的空氣運(yùn)動(dòng)和控制協(xié)會(huì)（AMCA）和生物環(huán)境與結(jié)構(gòu)系統(tǒng)（BESS）實(shí)驗(yàn)室提供。AMCA還能評估產(chǎn)品等級，這些產(chǎn)品將帶有AMCA標(biāo)簽，說明具體價(jià)值的評級和認(rèn)證。
無論安裝什么風(fēng)扇，農(nóng)業(yè)風(fēng)扇都會(huì)暴露在潮濕和骯臟的環(huán)境中。維護(hù)不善的風(fēng)扇可能會(huì)損失30％到50％的效率，而我們的經(jīng)驗(yàn)表明風(fēng)扇在許多農(nóng)場都沒有得到很好的維護(hù)。
該分析的一個(gè)限制是所有風(fēng)扇都是單速風(fēng)扇。目前大多數(shù)制造通風(fēng)系統(tǒng)的公司都可提供變速驅(qū)動(dòng)（VFD）風(fēng)扇，由溫度傳感技術(shù)自動(dòng)控制。
之前我們對使用VFD風(fēng)扇的交叉通風(fēng)牛舍進(jìn)行的一項(xiàng)研究中，從理論上講，微調(diào)夏季和冬季之間的過渡可以將每個(gè)臥床每年的通風(fēng)運(yùn)行成本降低6美元（41.45元）。這將是通風(fēng)運(yùn)行成本的10％至25％。
如果通風(fēng)和降溫系統(tǒng)可在奶牛的休息區(qū)域內(nèi)全年提供推薦的空氣流速和新鮮空氣，那么這將是一項(xiàng)合理的投資。在新牛舍中考慮設(shè)計(jì)哪種類型的通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，只要選擇正確的風(fēng)扇，其他因素如日常管理、風(fēng)扇維護(hù)和風(fēng)扇數(shù)量、牛舍方向、每個(gè)臥床的占地面積、奶牛流通、糞污處理以及個(gè)人偏好都將比系統(tǒng)的成本顯得更重要。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和這些成本估算的結(jié)果，我們相信每個(gè)系統(tǒng)在使用較高效的風(fēng)扇，并遵循適當(dāng)?shù)木S護(hù)方案時(shí)，將比與通風(fēng)相關(guān)的其他節(jié)本方法更有效。