带有天然 UV-B 和 WiR-A 的“气候框架”户外玻璃容器

发布于 2022-04-07 当前分类:» 爬宠饲养 阅读数:70

作者:Andy C. Highfield
Tortoise Trust,西班牙阿尔梅里亚
翻译:北京天佑 16KM.NET
编辑:北京天佑 reptilezoo.cn

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倾斜面板上的 Lumisol UV-B 透射片(照片:Big Joe)

这里描述的设计是多年研究、测试和开发的产物。其背后的概念是生产一个高度通用且易于适应的户外玻璃容器,适用于爬行动物,可以大大减少对人工热源的依赖,例如在寒冷气候下使用晒灯。晒太阳灯有许多缺点,包括未能提供晒太阳爬行动物所需的理想热量类型(水过滤 IR-A)或热量分布模式(超宽场)。它们还消耗大量能源并且运行和维护成本很高。这 '

传统的 vivaria 和 terraria 倾向于提供非常有限的温度范围,并且采用非常简化、有限的形式:“热点”和“冷端”。这与在自然栖息地观察到的复杂热环境几乎没有相似之处。重要的是要强调 UV-B 和红外线是动态的一对,为了能够充分利用 UV-B,爬行动物还需要高质量和生理上匹配的红外线源。饲养员倾向于专注于提供 UV-B,而忽略了提供红外线的不足。

这种设计是从早期的“polytunnels”(在美国有时称为“hoop house”)和较小的户外“cloche”系统试验中演变而来的。这些通常对提高体温有效,但由于当时可用材料的技术限制,提供 UV-B 是有问题的。塑料技术的新进展现已克服了这一主要缺陷。此外,这些基本设计使用来自高分辨率热成像系统的数据得到了进一步发展,以提供更“自然”的温度选择范围,并最大限度地提高太阳能输入。可以通过多种方式扩展这些单元,例如通过添加额外的太阳能集热器和热储存器。在寒冷的气候条件下,使用这些方法可以极大地扩大户外维护仍然可能的“季节”。

建造

基本结构非常简单,而且非常灵活。基础单元可以由四壁到中低高度组成,UV-B 透射塑料面板通过框架固定到一个坚固的子结构上。从某种意义上说,这个概念类似于传统的“黄瓜架”。木头和混凝土块都可以用来建造墙壁……装饰板特别有用,而且耐候性好。这是我们在构建早期阶段的(非常)早期原型之一。塑料板的底座和支撑框架清晰可见。

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完成后,该特定原型作为许多物种的高湿度热带房屋。(非 UVB 透射)双壁聚碳酸酯板和 UVB 透射板的组合可以以任何所需的组合使用,以产生 UVB 和热保护的平衡。这座特殊的建筑面积为 300 平方米,是我们使用过的这种类型的较大单位之一。它包括一个额外的燃油热水中央供暖系统,即使在冬季也可以全年使用。

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这些外壳通常最好用作较大的“自由空气”室外外壳的一部分,可以轻松访问“温室”部分。动物不应仅限于封闭的部分。需要注意的是,这些外壳是为在寒冷气候下使用而设计的,如果使用不当,过热是一个严重的危险。 它们的目的是减少对人造光和热的依赖,它们通常只在需要进行室内维护的时候使用,例如,在早春和秋/秋。值得重申的是,这种类型的外壳可以在充足的阳光下非常迅速地产生极高的内部温度。因此,有足够的通风、某种形式的有效温度控制和足够的内部凉爽撤退区(例如洞穴)是至关重要的。智能使用“反射器”和“收集器”,例如黑色或白色/银色材料,还提供了控制内部温度的不同方法。

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“气候框架”支持安装在木制或金属框架上的“ Lumisol ”材料屋顶。部分遮荫区由分级网状材料制成,带有一些孔,以复制植物覆盖下的遮荫。这可以通过简单地添加或删除包含合适材料的框架覆盖来添加或减少。凉爽的洞穴区域还通过在其“屋顶”上 带有白色或其他反光材料的“盒子”端来反射热。这个“洞穴区”包括土壤和石头,让动物可以创造自己的凉爽小气候。

使用这些原则可以获得的“季节性扩展”的确切数量在很大程度上取决于地理位置和玻璃容器的大小。一般来说,较大的单位比较小的单位更有效。最大尺寸确实没有限制。这些设计可以根据需要很大。一些用户报告说,户外时间与室内时间的增长非常显着,从一年不到 6 -8 周增加到 3.5 个月。在温暖的气候中,一年最多可以实现 9 个月——所有这些都几乎为零的运行成本和超过可接受水平的天然 UV-B 和红外线。迄今为止,

主要特点之一是设计具有内在的灵活性,可以轻松适应不同的季节或天气条件。在此示例中,用于陆龟的基本单元首先由带有防捕食者宽网的可拆卸面板覆盖:

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接下来,构建模块化可拆卸面板以支持 UV-B 透射膜。这些可以根据需要一起使用,也可以单独使用:

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在这里,只有一个框架就位,仅在栖息地的一端提供额外的温暖。在夏天,还可以根据需要添加或移除带有部分或“斑点”阴影的镜框(所有这些照片 (c) Big Joe):

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该设计包含五个主要功能:

1) 通过新技术薄膜塑料提供天然 UV-B。
2) 来自阳光的天然水过滤 IR-A。
3) 能够在几乎任何环境中轻松提供任何类型的湿度选项,从干旱到潮湿的热带,以适应各种物种。也可以安装内部池塘。
4) 具有全日照、全阴、部分阴和穴居小气候的复杂热环境。
5) 可扩展性和最小的能量输入。

此外,设计必须简单易行,材料容易获得,而且建造成本尽可能合理。只有简单、具有成本效益和多功能的设计才会对饲养员有吸引力。

天然 UV-B 规定

直到最近,在封闭的泰拉瑞亚中使用天然 UV-B 的选择非常有限。有几种(非常昂贵的)UV-B 透射玻璃和塑料可供选择,但它们很难采购,也不一定易于安装和使用。然而,主要缺点是成本。这些材料确实非常昂贵。并且是刚性的,运输和处理同样昂贵。然而,最近,一些新的薄膜柔性 UV-B 透射塑料面世,我们花了 18 个月的时间对它们进行测试,以确定它们是否适合爬行动物饲养员使用。从表面上看,它们提供了许多优势。与刚性板材相比,它们的价格非常合理,无需专业工具即可轻松处理和安装,并且似乎提供了非常可接受的 UV-B 透射率、红外线透射率和保温性。试用了两个品牌。LumisolSunmaster。两者都取得了优异的成绩,此外,在户外经受了两个季节而没有明显的退化。两者的制造商都声称在一般使用中的使用寿命为 5 年或更长时间。鉴于它们的初始成本低且易于更换,这是完全可以接受的。

我要感谢 Frances Baines,他独立测试了这些材料的 UV-B 透射率,结果如下。

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这可以与其他可用材料进行比较:

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看一个简单的室内外 UV-B 水平比较也很有参考价值,其中将自然阳光下的 UV-B 与一张“Lumisol”胶片下的同时读数进行比较。读取紫外线指数和每平方厘米微瓦数:

这可以与标准类型(非 UVB 透射)园艺塑料薄膜“Tuftane”进行比较:

差异是戏剧性的。最终结果是 Lumisol 和 Sunmaster 都在维生素 D-3 合成的关键波长提供了非常充足的 UV-B 透射,因此对于爬行动物饲养员来说非常重要。

这两种材料都易于安装在用作温室替代品的农业多隧道中使用的“箍”上,或者安装在我们自己设计中使用的刚性框架上。它可以单独使用,也可以与结构限制要求的其他材料结合使用,即作为其他标准结构中的 UV-B 透射面板。虽然最昂贵的材料(UVB 透射铸塑有机玻璃片材)在 UV-B 透射方面确实提供了技术上卓越的性能,但实际差异相对较小,并且在 Lumisol 和 Sunmaster 下达到的水平在最关键的波长下确实是非常可接受的。Testudo graeca graeca仅使用这些材料,无需任何额外的人工 UV-B 或 D3 补充剂,即可达到与野生示例相当的骨密度。因此,我们对它们的使用安全有效感到非常满意。在北部气候中,大多数物种应使用在全光谱范围内提供最大传输的透明品种,但更南边或某些热带雨林物种可能更喜欢扩散品种。

当用于创建户外玻璃容器时,这种材料的另一个优点是自然日光频率也存在,以及正常和自然的紫外线和红外线扩散和“散射”。这与人造光和热源下的条件形成鲜明对比。这种“分散”和扩散的热源和光源对爬行动物的行为和生理学具有重要意义,其中一些我们才刚刚开始了解。

水过滤 IR-A (WiRA)

所有这些专业薄膜都允许动物利用天然红外线,并大大减少(甚至完全消除,取决于位置)对人工晒太阳的需求。这对整体健康和发展非常重要。有关该主题的更详细讨论和大量示例,请参阅我们之前关于晒灯对爬行动物的健康影响的报告。

这些新塑料的使用不仅允许使用自然的 UV-B,而且关键的是,允许将其与自然波长和红外线使用模式结合起来。

结果不言自明。爬行动物的自然(室外)红外模式与使用红外热像仪在这些胶片下观察到的模式之间没有明显的区别。与在人造太阳灯下观察到的图案相比,结果只能被描述为戏剧性的。有“深”且非常均匀的加热,甚至到四肢,并且完全不存在典型的人造源所见的不自然的表面加热还应该注意的是,典型的台灯的“脱水”效应也完全消除了。

在比较热像仪的结果时,这一点立即显而易见。


在“气候框架”内

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注意特别均匀的热量,直到腹甲和四肢。主观上,整个动物感觉就像一块“热石”,这正是它们在野外晒太阳后的感受。在这张图片中,“从上到下”均匀的加热模式非常明显:在人工晒太阳灯下

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湿度控制

不同的物种需要非常不同的环境湿度水平。在圈养环境中,许多饲养员试图通过使用“湿皮”提供完全不自然的高湿度来“过度补偿”人造灯的严重干燥效应。这会使动物暴露在它在自然界中可能永远不会经历的持续湿度水平中,这并非没有后果。一种特殊的效果是角蛋白过度软化和对细菌和真菌病原体的易感性增加。这位作者一直认为,首先提供一个真正合适的环境要比尝试使用诸如此类的人为且具有潜在风险的方法来“修复”它要好得多。至于什么构成任何给定物种的“适宜环境”,其参考点应该是来自该物种在自然界中栖息的环境的可靠数据。当然,非常重要的是,这种理解是基于真实可靠的数据,而不是基于不知情的猜测。对于任何给定的物种来说,“合适的环境”,这方面的参考点应该是来自该物种在自然界中栖息的环境的可靠数据。当然,非常重要的是,这种理解是基于真实可靠的数据,而不是基于不知情的猜测。对于任何给定的物种来说,“合适的环境”,这方面的参考点应该是来自该物种在自然界中栖息的环境的可靠数据。当然,非常重要的是,这种理解是基于真实可靠的数据,而不是基于不知情的猜测。

如果提供了真正合适的环境,则无需提供完全人为的极端措施来弥补栖息地其他地方设计元素不佳造成的固有缺陷。

湿度主要通过气流限制和添加到外壳的水量来控制。加水量少的高气流速度很快会导致环境干燥,而加水量大的低气流速度将迅速导致环境湿度上升。这与农业温室所采用的方法完全没有区别。为了在任何给定温度下获得正确或所需的环境湿度水平,只需平衡气流和水输入的速率。通过这种方式,创建范围广泛的湿度水平相对简单,

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开放式网状被动侧通风口(照片:Big Joe)

可以采用各种方式来加水(它们的适用性取决于所维护的物种),但电子“自动浇水”灌溉系统、喷雾器和喷雾器都可以提供有用的选择。这些可以从简单到更复杂,计时器和“电子叶”型传感器被用来仔细创建和控制几乎任何类型的小气候。

这些插图仅显示了一些热流和环境湿度的可能性。

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A= 绝缘隔间内用于挖洞的基底,B = 绝缘隔间内的空气,C= 覆盖有白色反射层的绝缘材料,D= 单元内的基底(这应与底土保持良好的热接触),E= 风扇辅助或被动通风口,F = 水箱或水源 G = 带有传感器或定时器控制的洒水器或喷雾系统。

“气候框架”也可以进入“反向”模式,其中凉爽或洞穴区域变得比外部覆盖区域更温暖。这是通过移除反射“屋顶”并用深色吸热材料替换它来实现的。然后热流变为:

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这种适应可能只需要在异常寒冷的气候下,并且只适用于某些物种。在这种情况下,'C' = 热反射和绝缘层被热吸收层取代。

可能需要在您自己的气候和特定情况下进行一些实验,但我们的结果表明,从沙漠居民的需求到适合雨林物种的需求,几乎可以轻松生产任何所需的水平。事实上,参与我们试验的一个人成功地将这种装置用于热带两栖动物,而另一个人则将这种设计的垂直、更大的变体用于绿鬣蜥。

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在这个扩展的例子中,额外的热量通过额外的太阳能电池板收集并储存在一个大型的埋藏的、绝缘的热库中。晚上,收集到的热量(在热水中)再循环到暖区的散热器。还包括一个额外的凉爽和挖洞区,在此示例中,还存在一个池塘以提高热带物种的环境湿度。

我们自己的试验集中在用于干旱栖息地的居民上。应该注意的是,对于更大、更灵活的物种,总是需要对 UV-B 薄膜进行某种形式的物理保护。这可以使用子框架上的金属双焊缝网来实现。这将防止接触、撕裂和逃逸。中宽网格的 UV-B 损失最小。非常细的网眼当然会阻挡更多的 UV-B。根据 Frances Baines 提供的数据 ( http://www.uvguide.co.uk/uvinnature.htm) 典型的铁丝网阻挡了 7% 的 UV-B,而 1/4 英寸的双焊网阻挡了 35-37% 的 UV-B。因此,建议使用尽可能宽的网格,以防止损坏或逃逸。使用的电线的总表面积越大,阻挡的 UV-B 就越多。当然,有些物种可能一开始就不需要这种保护措施。

还值得注意的是,雾化器和蒸发效应可用于较热的气候或温和气候的夏季高峰期,作为降低室内温度的一种手段。这可以通过蒸发迅速散失热量而不会对环境湿度产生很大影响的方式来完成,因为产生的水蒸气会立即排放到室外——尽管这种方法最适合位于环境自然低的区域的房屋空气湿度。在潮湿的气候中,它不会起作用,只会增加设备内的湿度。我们发现它在我们位于西班牙南部阿尔梅里亚的测试地点非常有效,

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可以根据需要添加和移除不同的、可互换的面板,以适应不同的季节。在所示示例中,如果需要更高的温度或需要调整湿度,这些开放式网格面板可以更改为完全封闭的面板(照片:Big Joe)

在较潮湿的环境中,增加通过设备的气流速率通常是在需要时降低内部温度的最有效方法,无论是被动地还是通过风扇。这些也可以通过电子恒温器来控制,并且很容易构建一个基于低压风扇(例如,计算机类型的风扇)的风扇系统,该风扇将直接从光伏面板运行。

侧面图

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正视图

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温度增益和稳定性

从西班牙南部到斯堪的纳维亚半岛的不同地点对使用 UVB 透射膜的装置进行了测试。在所有情况下,都记录了比环境显着的增益。比较单元内外的空气温度,此外,还监测单元内陆龟的体温。由于这些装置在非常广泛的条件下、在不同的纬度进行了测试,并且被测装置的尺寸差异很大,因此无法提供太多细节,但环境空气温度比较的示例包括:

伦敦

环境温度:9C -
内部单元:20C
增益:11C

利兹

环境温度:8C
内部单元:18C
增益:10C

南安普敦

环境温度:13C
内部单元:25C
增益:12C

坎特伯雷 (肯特)

环境温度:17C
|内部单元:31C
增益:14C

对所进行测量的总体概述表明,在初春温和或多云的条件下,气温通常会升高 10°C 到 15°C。温度当然会逐小时变化,还有其他变量,例如一年中的时间、云量和单位对太阳的方向。这是我们在英国的一位 Beta 测试人员编写的典型报告:

“2014 年 5 月 15 日星期四所有时间 GMT天气晴朗的天空全日照09.00 所有三个框架就位后面板关闭外部温度 15.5内部 16.2 阴影内部 16.7 在阳光下10.00 所有三个框架就位背面面板关闭外部温度 19.6内部 18.1 阴影阴影内部 24.1在阳光下甲壳40.0 Plastron 35.0 11.30 所有三个框架都在适当的位置,后面板打开外部温度 22.7内部温度 22.0 在阴凉处内部温度 30.0 在阳光下Torts 现在在花园中自由漫游12.20 所有三个框架都在适当的位置,后面板打开

随着临时工的所有框架和面板已经飙升。室外温度 20.9室内温度 28.0 在阴凉处室内温度 37.4 在阳光下”

这些结果完全是我们在 14 个月内收到和整理的其他报告的典型结果。

瑞典的另一份报告引用了这些数据:

“5 月 18 日星期日 11:00,瑞典韦斯特罗斯天气太阳室外温度 17°室内温度。27°侵权温度 (T g ibera 50-75 g)在外壳甲壳中侵权一个。32° Plastron 29° Tort 两个外部外壳 甲壳29° Plastron。24°“

到 6 月,记录的差异更大:

“2014 年 6 月 7 日星期六 13.40 格林威治标准时间框架自昨晚以来一直处于开启状态天气阳光/多云微风所有框架就位,包括后面板端部打开外部温度 24.8内部温度。39.8地面温度阴凉区 29.2地面温度全日照 最高温度 49.1 威尔士板岩温度 最低 36.0 土壤/沙子混合物温度 内皮温度 20.7(该读数是在皮的最深处获取的) 这皮内有充足的阳光隐藏温度 16.5(这个读数是在隐藏的最深处获取的)这个隐藏有完整的阴影。

在外壳中侵权/在隐藏中/从隐藏中侵权一半(隐藏在充足的阳光下)
甲壳。36.7
Plastron 33.7

侵权两个在全阴处漫游的外部封闭物。
甲壳29.8
腹甲。29.6”

使用数据记录器温度记录器获得的一些比较:

外部空气温度

内部空气温度

关键点是,在所有情况下,单位内的环境空气温度都显着升高,同时在单位外的条件和体温下,甲壳和腹甲的温度也会显着升高,而这是在没有额外的情况下实现的能量输入。没有使用晒太阳灯,也没有使用人工背景加热。

重要的是要注意,通过使用各种晒太阳的策略,例如,身体倾斜、四肢伸展和与较冷的基质部分隔离,爬行动物可以将它们的整体体温大大提高到高于环境空气温度,只要一些存在红外线。因此,体温比环境气温高 12-15 摄氏度是很常见的。就这些单位而言,这可以转化为:

外部空气温度 = 12C
内部空气温度 = 22C
爬行动物的体温 = 33C

这些单元的基本设计可以扩展。完全有可能添加额外的太阳能收集器和蓄电池以在白天节省热量,在夜间提供额外的热量——尽管对于许多物种来说,夜间低温不仅是正常的,而且是有益的。对此(或补充人工过夜加热)的需要完全取决于相关物种。在某些地方,温带物种可能根本不需要它,而热带物种几乎肯定需要它。在任何情况下,

了解较小的单元本身不会“保持”热量到与较大单元相同的程度,这一点非常重要。在这方面,单元的体积和质量越大,保持的热量就越多,持续时间越长,每分钟的变化就会被“平衡”(尽管正如所指出的那样,增加更多的热量)外部蓄热,通过循环太阳能热水系统当然是可能的)。

在过去的 25 年中,我们使用了类似的房屋设计,从几平方米到 30M X 12M 的结构,在每种情况下,较大的单位表现最好,然而,即使是较小的单位也提供了相当大的温度改善。没有它们也可以实现。这些设计理念非常灵活,可以很容易地适应不同的地点和情况。我们在潮湿多风的威尔士,英国创造了接近沙漠的条件,在西班牙南部的半沙漠创造了潮湿的热带条件……这真的就像理解所涉及的原理并富有想象力地应用它们一样简单。

在欧洲最潮湿的地方之一创造了一个温暖、干旱的栖息地,没有人工加热或光照。

新的 UV-B 透射柔性塑料板与这些设计相结合,能够改变我们对如何圈养爬行动物的期望。很少有人会质疑,在可能的情况下,某种形式的户外维护是最好的——这些设计和概念极大地扩展了可能性,即使在更冷、更具挑战性的气候中也是如此。我们对人造光源和热源的依赖越少越好,不仅对受到它们影响的动物,而且从我们自身环境的角度来看也是如此。这使我们更接近真正的“自然主义”

感谢和致谢

特别感谢 Tortoise Trust 论坛 Reptilezoo论坛 ( www.tortoisetrustforum.org)www.reptilezoo.cn)上的每一个人,他们 测试了这个设计的各种组件,并从如此广泛的气候和地点收集了非常重要的数据。还要感谢 Frances Baines 对材料的 UV-B 特性的评论、支持和努力测试。乌龟信托论坛还举办了一个讨论区,专注于实用的住房方法和泰拉瑞亚的建造。

实际施工 - 照片指南

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感谢大乔的建筑照片。

使用此设计的许可

该设计基于 AC Highfield 和 Tortoise Trust 的原创作品。饲养员可以自由使用。但是,在没有事先书面内容的情况下,禁止任何基于此设计的泰拉瑞亚商业用途或销售。如果您希望在我们的商业环境中使用此设计,请联系我们了解条款和条件。

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