licht im geflügelstall - triesdorf
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Licht im Geflügelstall: Was muss, soll, kann man aktuell
umsetzenman aktuell umsetzen
Gliederung
• Sehen • Farbwahrnehmung • Flimmerfusionsfrequenz • Spektrale Hellempfindlichkeit
• Technische Möglichkeiten • Spektrum • Flackern • Stallausleuchtung
2
elektromagnetisches Spektrum Licht ist eine Form von Energie
Merkmale von Licht bei künstl. Leuchten: • Lichtspektrum (Wellenlängen in W/m² pro nm)
• Frequenz (Hz)
… für Neubauten ab:
Mind. 3 % der Stallgrundfläche, gleichmäßig verteilt 1) 2) Möglichst Tageslicht (gleichmäßiger Einfall) 5) 6)7) ; mind. 3 % der Stallgrundfläche 7)
13.3.20021) 9.10.20091) 1.10.20132) bei Stall Neu- und Umbauten7)
Dunkelperiode Mind. 8 Stunden1)
Möglichst mind. 8 Stunden2)
ununterbrochen1) - Ununterbrochen 5) 6) 7)
Beleuchtungsintensität Dunkelperiode; Dämmerungsperiode
- Max. 0,5 Lux2), Dämmerungs- phasen empfohlen2)
Angemessene Dämmerungsphasen5) 6) 7); max. 2 Lux 7)
Beleuchtungsintensität Lichtperiode
(keine Angaben in 1)); Mind. 20 Lux in Augenhöhe der Tiere, gemessen in 3 Ebenen ³)
20 Lux in Tierkopfhöhe1) ³), gemessen in 3 Ebenen ³), Ausleuchtung mind. 80 % der Nutzfläche1)
20 Lux2) / 10 Lux 4)
in Tieraugenhöhe- gemessen in 3 Ebenen2) 5)
Ausreichendes Licht für natürliches Verhalten; Erkennen der Umgebung und Artgenossen 5) 6); 20 Lux in Augenhöhe der Tiere 7)
1) TierSchNutztV (2017); 2) Eckwerte Putenhaltung (2013); 3) Europaratsempfehlung Gallus gallus (1995); 4) Europaratsempfehlung Meleagris gallopavo ssp. (2002); 5) Europaratsempfehlung Anas platyrhynchos (1999); 6) Europaratsempfehlung Cairina moschata und Hybriden von Cairina moschata x Anas platyrhynchos (1999); 7) Vereinbarung über die Weiterentwicklung der Mindestanforderungen an die Haltung von Pekingenten
„Rahmenbedingungen“
6
Legehennen Masthühner Puten Peking- und Moschusenten Lichtprogramm 24-Stunden
Rhythmus 3) 24-Stunden Rhythmus1),3), ab Tag 7 bis 3 Tage vor dem Schlachttermin1)
Natürlicher Tag- Nacht-Rhythmus2)
24-Stunden Rhythmus 7) nach den ersten Tagen5) 6) ; Abweichungen in der Eingewöhnungszeit (max. 3 Tage) sind zulässig 7)
Frequenz künstl. Beleuchtung flackerfrei, entsprechend den tierartspezifischen Anforderungen 1), 2), 3) 7)
Spektrum künstl. Beleuchtung soweit wie möglich dem natürlichem Licht entsprechend 1) 2)
Ausgewogenes Farbspektrum mit UV-A-Anteil 7)
Ausnahmeregelung - Zeitliche Einschränkung der Lichtintensität und des natürlichen Lichteinfalls durch tierärztliche Indikation zulässig1) 2)
- 1) TierSchNutztV (2017); 2) Eckwerte Putenhaltung (2013); 3) Europaratsempfehlung Gallus gallus (1995); 4) Europaratsempfehlung Meleagris gallopavo ssp. (2002); 5) Europaratsempfehlung Anas platyrhynchos (1999); 6) Europaratsempfehlung Cairina moschata und Hybriden von Cairina moschata x Anas platyrhynchos (1999); 7) Vereinbarung über die Weiterentwicklung der Mindestanforderungen an die Haltung von Pekingenten
Natürliches Licht? Vier Standorte
unter freiem Himmel (A)
Monate: 12 Monate Tage: 2 Tage/ Monat Uhrzeiten: 6-8-10-12-14-16-18-20-22 Uhr
Lichtmessung kalibriertes Spektrometer 300-1000 nm Messung: 90 ° Lotrecht
Streuscheibe: +- 85 Grad S-X4 Light analyser, Fa. Gigaherz-Optik
Messpunkt A Messpunkt B
Messpunkt C Messpunkt D
8
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
UV-A Anteil (315-380 nm) in Abhängigkeit von Ort und Messtag
9
x min max Freier Himmel 6,6 5,5 7,9 Waldrand 6,7 4,9 8,5 Gebüsch 4,3 0,5 7,9 Wald 5,0 2,6 8,2
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
21 .0
3. 20
15 23
.0 3.
20 15
19 .0
4. 20
15 21
.0 4.
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27 .0
5. 20
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.0 5.
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21 .0
6. 20
14 22
.0 6.
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02 .0
7. 20
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.0 7.
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06 .0
8. 20
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.0 8.
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22 .0
9. 20
14 23
.0 9.
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29 .1
0. 20
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.1 0.
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18 .1
1. 20
14 21
.1 1.
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16 .1
2. 20
14 20
.1 2.
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22 .0
1. 20
15 29
.0 1.
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06 .0
2. 20
15 18
.0 2.
20 15
]
UV-A Anteil (315-380 nm) in Abhängigkeit vom Messort und Messtag (100 % = 315-780 nm. n=597)
A - Freier Himmel B - Waldrand C - Gebüsch D - Wald
Definition von Tageslicht bzw. „natürliches Licht bei Geflügel“ • Keine allg. Definition von „nat. Licht“ möglich • Deutliche Unterschiede zwischen den Standorten
Berücksichtigung des natürlichen Habitats
Huhn • Habitat: Dschungel subtropische Wälder Südostasiens Messorte: Wald / Gebüsch
• Jahreszeit Sommer
• Jahreszeit Ganzes Jahr
11
„Sehen“
13
Mensch • Zapfentypen: 3 3 dimensionale Farbenfindung
• Zapfen der Netzhaut nehmen Licht der Wellenlängen von 400 nm – 750 nm wahr
Geflügel • Zapfentypen: 5 4 - 5 dimensionale Farbenfindung
• Zapfen der Netzhaut nehmen Licht der Wellenlängen von ~ 320 nm – 780 nm wahr
z.B. Angaben für Wellenlängen UV-A : - ab 380 nm (SAUNDERS et. al. 2008) - ~ 380 nm (PRESCOTT und WATHES 1999) - ab 350 nm (LEWIS und MORRIS 2006) - Enten: Ab 326 nm (BARBER et al. 2006)
RGBU V
(AUGUSTIN 2007)
Tag-, Nacht- sehen: Mensch (rot: Tag, blau: Nacht)
14
Wirkung von Licht auf den Vogel
Licht hat drei Effekte auf den Vogel (LEWIS und MORRIS 2000)
16
© StanGe 18
Wahrnehmung von Farben ist abhängig von der anatomischen Ausstattung Bei Menschen: Einteilung der Lichtfarben (CIE 15:2004)
20
Farbtemperatur nach Kelvin
Entspricht Kunst-Spektrum „natürlichem Licht“ ? KEINE Lampe bekannt, die natürlichem Spektrum entspricht
22
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
-150
-100
-50
0
50
100
150
1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97 10 1
10 5
10 9
11 3
11 7
12 1
12 5
12 9
13 3
13 7
14 1
14 5
14 9
Signal A
Si gn
al in
te ns
itä t
Zeit t
n Frequenz (f) = Anzahl Schwingungen/Sekunde (Hz)
1 Hz = 1 Schwingungen pro Sekunde Modulation = Größe der Amplitude (Angabe z.B. als Fi)
Frequenzmessung Flackern
• Bei LED-Technik elektronische Steuerung und Dimmung
Flackerfreies Lichtangebot möglich
Modulation • Standard für Geflügel fehlt • Für Menschen def. Grenzwerte übertragbar? Forschungsbedarf für Geflügel
26
27
Helligkeitsverteilung im Legehennenstall (Beispiel – Angaben in LUX)
28
3 1 0,5 0,2 0,2 0,1 0,2 0,2 0,2 0,3 0,5 0 0,3 0,3 0,2 mw sd 2 0,8 1,2 1,1 1,1 1,2 3 2,5 2,9 2,9 2,9 1,9 2,6 1,8 1,8 1,7 1,3 1 1,8 2 2,8 3,5 2 3,9 3,9 2,7 3,6 3,5 2,5 3,2 2,9 3
Lichtintensität im zweiten Stock der Volierenanlage To1 3 10 3 8 5 9 4 7 3 8 5 7 6 11 mw sd To2 18 40 12 41 15 37 19 55 21 47 19 39 22 51 18,8 16,3
3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 mw sd 2 0 0,2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,2 0,3 0,5 1 0,7 0,4 0,6 1,1 0,5 1,5 2,2 1,2 0,9 1,1 0,8 1,1 1 1,1
Lichtintensität im ersten Stock der Volierenanlage Tu2.1 3 4 3 4 2 3 2 4 3 3 3 2 4 2 Tu2.2 5 20 11 22 8 25 11 19 14 21 10 24 9 18 mw sd Tu1.1 2 3 1 2 3 2 1 2 2 3 1 2 1 2 5,8 6,6 Tu1.2 2 3 3 3 3 3 2 3 1 3 3 3 3 1
A 45 18 61 14 35 11 40 28 21 37 32 17 42 14 B 40 18 57 13 34 11 35 27 19 32 29 15 38 13 mw sd C 37 15 45 11 33 9 32 22 14 28 27 12 31 13 21,5 12,0 D 30 12 38 9 28 7 27 19 12 23 26 11 28 11 E 24 10 29 7 20 6 24 15 11 19 21 9 25 10 F 15 8 20 6 17 5 14 11 9 16 18 8 19 7
mw sd 11,5 13,1
To1
3
10
3
8
5
9
4
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3
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mw
sd
To2
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0
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0
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mw
sd
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0.5
1.5
2.2
1.2
0.9
1.1
0.8
1.1
1
1.1
Tu2.1
3
4
3
4
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2
4
3
3
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2
4
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Tu2.2
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mw
sd
Tu1.1
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3
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1
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2
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1
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1
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5.8
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Tu1.2
2
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3
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3
3
3
3
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A
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B
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35
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32
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38
13
mw
sd
C
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D
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E
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F
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6
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8
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mw
sd
11.5
13.1
mw
sd
Scharraum
21.5357142857
11.9766105673
• Vorhandensein aller Farben (~320-780 nm) • fehlt ein Spektrumbereich Falschfarben • unterschiedliche Habitate = unterschiedliche Zielspektren ca. 2,5 bzw. 5,8 % UV-A Anteil (315-380 nm) im Licht
Frequenz • Deutlich > 120 Hz, 3000 Hz?
Lichtintensität/Helligkeitsverteilung • differenzierte Beleuchtung der Funktionsbereiche
29
Fragen???
30
UV-A Anteil (315-380 nm) in Abhängigkeit von Ort und Messtag
Definition von Tageslicht bzw. „natürliches Licht bei Geflügel“
Habitat-Spektrum Huhn (HSGG) und Pute (HSMG)
„Sehen“
Tag-, Nacht- sehen: Mensch (rot: Tag, blau: Nacht)
Vergleich der Spektralen Hell-Empfindlichkeit
Bedeutung der Farbwahrnehmung
Fazit- Anforderungen an die Leuchten
Fragen???
Gliederung
• Sehen • Farbwahrnehmung • Flimmerfusionsfrequenz • Spektrale Hellempfindlichkeit
• Technische Möglichkeiten • Spektrum • Flackern • Stallausleuchtung
2
elektromagnetisches Spektrum Licht ist eine Form von Energie
Merkmale von Licht bei künstl. Leuchten: • Lichtspektrum (Wellenlängen in W/m² pro nm)
• Frequenz (Hz)
… für Neubauten ab:
Mind. 3 % der Stallgrundfläche, gleichmäßig verteilt 1) 2) Möglichst Tageslicht (gleichmäßiger Einfall) 5) 6)7) ; mind. 3 % der Stallgrundfläche 7)
13.3.20021) 9.10.20091) 1.10.20132) bei Stall Neu- und Umbauten7)
Dunkelperiode Mind. 8 Stunden1)
Möglichst mind. 8 Stunden2)
ununterbrochen1) - Ununterbrochen 5) 6) 7)
Beleuchtungsintensität Dunkelperiode; Dämmerungsperiode
- Max. 0,5 Lux2), Dämmerungs- phasen empfohlen2)
Angemessene Dämmerungsphasen5) 6) 7); max. 2 Lux 7)
Beleuchtungsintensität Lichtperiode
(keine Angaben in 1)); Mind. 20 Lux in Augenhöhe der Tiere, gemessen in 3 Ebenen ³)
20 Lux in Tierkopfhöhe1) ³), gemessen in 3 Ebenen ³), Ausleuchtung mind. 80 % der Nutzfläche1)
20 Lux2) / 10 Lux 4)
in Tieraugenhöhe- gemessen in 3 Ebenen2) 5)
Ausreichendes Licht für natürliches Verhalten; Erkennen der Umgebung und Artgenossen 5) 6); 20 Lux in Augenhöhe der Tiere 7)
1) TierSchNutztV (2017); 2) Eckwerte Putenhaltung (2013); 3) Europaratsempfehlung Gallus gallus (1995); 4) Europaratsempfehlung Meleagris gallopavo ssp. (2002); 5) Europaratsempfehlung Anas platyrhynchos (1999); 6) Europaratsempfehlung Cairina moschata und Hybriden von Cairina moschata x Anas platyrhynchos (1999); 7) Vereinbarung über die Weiterentwicklung der Mindestanforderungen an die Haltung von Pekingenten
„Rahmenbedingungen“
6
Legehennen Masthühner Puten Peking- und Moschusenten Lichtprogramm 24-Stunden
Rhythmus 3) 24-Stunden Rhythmus1),3), ab Tag 7 bis 3 Tage vor dem Schlachttermin1)
Natürlicher Tag- Nacht-Rhythmus2)
24-Stunden Rhythmus 7) nach den ersten Tagen5) 6) ; Abweichungen in der Eingewöhnungszeit (max. 3 Tage) sind zulässig 7)
Frequenz künstl. Beleuchtung flackerfrei, entsprechend den tierartspezifischen Anforderungen 1), 2), 3) 7)
Spektrum künstl. Beleuchtung soweit wie möglich dem natürlichem Licht entsprechend 1) 2)
Ausgewogenes Farbspektrum mit UV-A-Anteil 7)
Ausnahmeregelung - Zeitliche Einschränkung der Lichtintensität und des natürlichen Lichteinfalls durch tierärztliche Indikation zulässig1) 2)
- 1) TierSchNutztV (2017); 2) Eckwerte Putenhaltung (2013); 3) Europaratsempfehlung Gallus gallus (1995); 4) Europaratsempfehlung Meleagris gallopavo ssp. (2002); 5) Europaratsempfehlung Anas platyrhynchos (1999); 6) Europaratsempfehlung Cairina moschata und Hybriden von Cairina moschata x Anas platyrhynchos (1999); 7) Vereinbarung über die Weiterentwicklung der Mindestanforderungen an die Haltung von Pekingenten
Natürliches Licht? Vier Standorte
unter freiem Himmel (A)
Monate: 12 Monate Tage: 2 Tage/ Monat Uhrzeiten: 6-8-10-12-14-16-18-20-22 Uhr
Lichtmessung kalibriertes Spektrometer 300-1000 nm Messung: 90 ° Lotrecht
Streuscheibe: +- 85 Grad S-X4 Light analyser, Fa. Gigaherz-Optik
Messpunkt A Messpunkt B
Messpunkt C Messpunkt D
8
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UV-A Anteil (315-380 nm) in Abhängigkeit von Ort und Messtag
9
x min max Freier Himmel 6,6 5,5 7,9 Waldrand 6,7 4,9 8,5 Gebüsch 4,3 0,5 7,9 Wald 5,0 2,6 8,2
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
21 .0
3. 20
15 23
.0 3.
20 15
19 .0
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.0 4.
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27 .0
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.0 5.
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.0 6.
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22 .0
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06 .0
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.0 2.
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]
UV-A Anteil (315-380 nm) in Abhängigkeit vom Messort und Messtag (100 % = 315-780 nm. n=597)
A - Freier Himmel B - Waldrand C - Gebüsch D - Wald
Definition von Tageslicht bzw. „natürliches Licht bei Geflügel“ • Keine allg. Definition von „nat. Licht“ möglich • Deutliche Unterschiede zwischen den Standorten
Berücksichtigung des natürlichen Habitats
Huhn • Habitat: Dschungel subtropische Wälder Südostasiens Messorte: Wald / Gebüsch
• Jahreszeit Sommer
• Jahreszeit Ganzes Jahr
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„Sehen“
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Mensch • Zapfentypen: 3 3 dimensionale Farbenfindung
• Zapfen der Netzhaut nehmen Licht der Wellenlängen von 400 nm – 750 nm wahr
Geflügel • Zapfentypen: 5 4 - 5 dimensionale Farbenfindung
• Zapfen der Netzhaut nehmen Licht der Wellenlängen von ~ 320 nm – 780 nm wahr
z.B. Angaben für Wellenlängen UV-A : - ab 380 nm (SAUNDERS et. al. 2008) - ~ 380 nm (PRESCOTT und WATHES 1999) - ab 350 nm (LEWIS und MORRIS 2006) - Enten: Ab 326 nm (BARBER et al. 2006)
RGBU V
(AUGUSTIN 2007)
Tag-, Nacht- sehen: Mensch (rot: Tag, blau: Nacht)
14
Wirkung von Licht auf den Vogel
Licht hat drei Effekte auf den Vogel (LEWIS und MORRIS 2000)
16
© StanGe 18
Wahrnehmung von Farben ist abhängig von der anatomischen Ausstattung Bei Menschen: Einteilung der Lichtfarben (CIE 15:2004)
20
Farbtemperatur nach Kelvin
Entspricht Kunst-Spektrum „natürlichem Licht“ ? KEINE Lampe bekannt, die natürlichem Spektrum entspricht
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0
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Signal A
Si gn
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Zeit t
n Frequenz (f) = Anzahl Schwingungen/Sekunde (Hz)
1 Hz = 1 Schwingungen pro Sekunde Modulation = Größe der Amplitude (Angabe z.B. als Fi)
Frequenzmessung Flackern
• Bei LED-Technik elektronische Steuerung und Dimmung
Flackerfreies Lichtangebot möglich
Modulation • Standard für Geflügel fehlt • Für Menschen def. Grenzwerte übertragbar? Forschungsbedarf für Geflügel
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27
Helligkeitsverteilung im Legehennenstall (Beispiel – Angaben in LUX)
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3 1 0,5 0,2 0,2 0,1 0,2 0,2 0,2 0,3 0,5 0 0,3 0,3 0,2 mw sd 2 0,8 1,2 1,1 1,1 1,2 3 2,5 2,9 2,9 2,9 1,9 2,6 1,8 1,8 1,7 1,3 1 1,8 2 2,8 3,5 2 3,9 3,9 2,7 3,6 3,5 2,5 3,2 2,9 3
Lichtintensität im zweiten Stock der Volierenanlage To1 3 10 3 8 5 9 4 7 3 8 5 7 6 11 mw sd To2 18 40 12 41 15 37 19 55 21 47 19 39 22 51 18,8 16,3
3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 mw sd 2 0 0,2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,2 0,3 0,5 1 0,7 0,4 0,6 1,1 0,5 1,5 2,2 1,2 0,9 1,1 0,8 1,1 1 1,1
Lichtintensität im ersten Stock der Volierenanlage Tu2.1 3 4 3 4 2 3 2 4 3 3 3 2 4 2 Tu2.2 5 20 11 22 8 25 11 19 14 21 10 24 9 18 mw sd Tu1.1 2 3 1 2 3 2 1 2 2 3 1 2 1 2 5,8 6,6 Tu1.2 2 3 3 3 3 3 2 3 1 3 3 3 3 1
A 45 18 61 14 35 11 40 28 21 37 32 17 42 14 B 40 18 57 13 34 11 35 27 19 32 29 15 38 13 mw sd C 37 15 45 11 33 9 32 22 14 28 27 12 31 13 21,5 12,0 D 30 12 38 9 28 7 27 19 12 23 26 11 28 11 E 24 10 29 7 20 6 24 15 11 19 21 9 25 10 F 15 8 20 6 17 5 14 11 9 16 18 8 19 7
mw sd 11,5 13,1
To1
3
10
3
8
5
9
4
7
3
8
5
7
6
11
mw
sd
To2
18
40
12
41
15
37
19
55
21
47
19
39
22
51
18.8
16.3
3
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
mw
sd
2
0
0.2
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.2
0.3
0.5
1
0.7
0.4
0.6
1.1
0.5
1.5
2.2
1.2
0.9
1.1
0.8
1.1
1
1.1
Tu2.1
3
4
3
4
2
3
2
4
3
3
3
2
4
2
Tu2.2
5
20
11
22
8
25
11
19
14
21
10
24
9
18
mw
sd
Tu1.1
2
3
1
2
3
2
1
2
2
3
1
2
1
2
5.8
6.6
Tu1.2
2
3
3
3
3
3
2
3
1
3
3
3
3
1
A
45
18
61
14
35
11
40
28
21
37
32
17
42
14
B
40
18
57
13
34
11
35
27
19
32
29
15
38
13
mw
sd
C
37
15
45
11
33
9
32
22
14
28
27
12
31
13
21.5
12.0
D
30
12
38
9
28
7
27
19
12
23
26
11
28
11
E
24
10
29
7
20
6
24
15
11
19
21
9
25
10
F
15
8
20
6
17
5
14
11
9
16
18
8
19
7
mw
sd
11.5
13.1
mw
sd
Scharraum
21.5357142857
11.9766105673
• Vorhandensein aller Farben (~320-780 nm) • fehlt ein Spektrumbereich Falschfarben • unterschiedliche Habitate = unterschiedliche Zielspektren ca. 2,5 bzw. 5,8 % UV-A Anteil (315-380 nm) im Licht
Frequenz • Deutlich > 120 Hz, 3000 Hz?
Lichtintensität/Helligkeitsverteilung • differenzierte Beleuchtung der Funktionsbereiche
29
Fragen???
30
UV-A Anteil (315-380 nm) in Abhängigkeit von Ort und Messtag
Definition von Tageslicht bzw. „natürliches Licht bei Geflügel“
Habitat-Spektrum Huhn (HSGG) und Pute (HSMG)
„Sehen“
Tag-, Nacht- sehen: Mensch (rot: Tag, blau: Nacht)
Vergleich der Spektralen Hell-Empfindlichkeit
Bedeutung der Farbwahrnehmung
Fazit- Anforderungen an die Leuchten
Fragen???