Оптимизация режима вентиляции в коровнике на 200 голов в городе Костанай

По данным ВИЭВ, лучшие показатели резистентности были отмечены при выращивании телят в условиях комплекса при температуре воздуха 15 – 17С. При повышении температуры до 24 – 25С замедлялось действие факторов клеточной и гуморальной защиты организма, повышалась заболеваемость телят (поражения легких и желудочно-кишечного тракта), снижались среднесуточные приросты живой массы ( на 200-500 г).

При длительном воздействии  высокой температуры механизмы  теплоотдачи не в состоянии обеспечить удаление излишков теплоты и температура  тела повышается, что приводит к  нарушению функции центральной  нервной системы, обмена веществ (в  организме скапливаются недоокисленные продукты, в кровь поступают токсические  вещества), руминаторной и секреторной деятельности отделов желудочно-кишечного тракта, печени, эндокринных желез. В результате перегрева наблюдаются угнетение ферментативной и бактерицидной функции желез желудочно-кишечного тракта, снижение сопротивляемости слизистой оболочки кишечника к воздействию бактерий, общее ослабление защитных сил организма. При чрезмерном воздействии высокой температуры наступает коматозное состояние с угнетением центров дыхания и сердечно- сосудистой деятельности, приводящее к тепловому удару и смерти. Эти явления отмечают у сельскохозяйственных животных при перевозке летом в закрытых вагонах и трюмах, длительном содержании в загонах без теневых навесов, в плохо вентилируемых и безоконных помещениях.

На практике чаще встречается  хронический  перегрев животных. Температура  тела в этих случаях сохраняется  в пределах нормы, но процессы терморегуляции находятся в постоянном напряжении: температура кожи повышается, усиливаются  гиперемия и потоотделение, учащаются  пульс и дыхание, снижается продуктивность. При этом возможно возникновение  не только незаразных, но и инфекционных заболеваний.

Высокая температура воздуха (30 градусов С и более) оказывает отрицательное влияние на воспроизводительные функции животных. У быков и хряков – производителей нарушается развитие зародышевого эпителия в семенниках, ухудшается качество (подвижность спермиев, повышается число морфологически ненормальных спермиев) и снижается количество спермы (уменьшается концентрация спермиев в 1 мл эякулята).

Под влиянием низкой температуры  сокращаются гладкие мышечные волокна  кожи, от чего покровный волос животного  поднимается. В результате в шерстном покрове увеличивается количество воздуха, что повышает теплозащитные  свойства. Низкая температура вызывает сужение кровеносных сосудов  кожи, что в значительной степени (иногда до 70%) снижает теплоотдачу  с поверхности тела животного, Это  рефлекторная реакция экстерорецепторов  кожи на раздражение холодом. Кроме  того, у животных уменьшается площадь  открытой поверхности тела, они съеживаются, горбятся, свертываются в клубок. При  недостаточности эти компенсаторных механизмов в действие вступают механизмы срочной мобилизации теплоты: животные начинают энергично двигаться, активизируется терморегуляторный тонус всех мышц, затем появляется рефлекторная дрожь за счет сокращения мышц кожи и мышечная дрожь. В результате активизации терморегуляторного мышечного тонуса газообмен повышается на 30-50%.

Если низкая  температура  держится в течение длительного  периода, отдача теплоты может настолько  превысить его образование, что  организм не в состоянии поддерживать температуру тела на нормальном уровне и тогда наступает его переохлаждение – гипотермия. В результате нарушения  кровообращения (сосуды суживаются) температура  тела падает и даже наступает омертвение отдельных участков ( хвост, уши, особенно у свиней). Кроме того, появляется озноб, пульс замедляется, дыхание становится поверхностным, отмечается гиперемия внутренних органов, в легких развиваются экссудативные явления, повреждается эпителий (что способствует беспрепятственному проникновению бактерий и появлению простудных заболеваний), снижается выработка антител, регистрируются ревматические воспаления суставов, мышц, вымени и т. д.

Простудные заболевания  наблюдаются чаще всего у плохо  упитанных животных, находящихся  длительное время без моциона, а  также у животных, находящихся  на сквозняках.

При действии крайне низкой температуры различают две стадии ответной реакции организма: стадию защитных приспособлений и стадию угнетения, характеризующуюся замедлением  всех физиологических функций, падением ректальной температуры (до 30С), кровяного  давления, развитием параличей и  смертельным исходом.

Умеренное снижение температуры  воздуха приводит к лучшей поедаемости корма, активизации деятельности желудочно-кишечного тракта, эндокринной системы, биотонуса организма и повышению его резитентности. В условиях полноценного обильного кормления снижение температуры воздуха в определенном диапазоне тренирует организм, помогает приспособиться к неблагоприятным воздействиям внешней среды. Однако при этом расход корма на единицу продукции увеличивается, что экономически нецелесообразно. Следовательно, от умелого сочетания условий содержания м кормления во многом зависят уровень оплаты животными кормов, их здоровье и продуктивность.

При продолжительном воздействии  низкой температуры на телят установлено  снижение выработки антител, уменьшение количества лейкоцитов и их фагоцитарной активности. Неудовлетворительные условия  температурного режима в телятнике  сказались и в последующем, когда  прямого воздействия неблагоприятных  факторов на организм уже не было. Так, при снижении температуры воздуха  в помещении с 12-14 до 5-6С в течение 7 дней у телят отмечали уменьшение количества фагоцитирующих нейтрофилов на 41%, комплементарной и лизоцимной активности сыворотки крови на 18 и 28%. Через 2 недели на этом фоне была зарегистрирована вспышка массовых респираторных болезней телят.

На животных оказывает  влияние не только температура воздуха, но и температура ограждающих  конструкций помещения и особенно полов. Следует учитывать, что коровы в течение суток лежат 12-14ч, телята- 14-16, свиньи – 17-20ч. Чем холоднее пол  и больше разность температур между  полом и телом животного и  чем больше поверхность соприкосновения, тем выше теплоотдача за счет проведения.

Затраты тепловой энергии  на прогрев пола в течение 12 часов  составляет примерно 420 кДж/ч, что соответствует энергетической ценности почти 2 л молока. Следовательно, животные, вместо того чтобы превратить энергию корма в продукцию, вынуждены расходовать ее на согревание пола. При содержании молочных коров в помещениях с температурой среды значительно ниже допустимого уровня, при неизменном кормлении отмечают потери удоев ( до 1 кг на 1 голову в день, или на 10-15% годовых удоев).

Поэтому регулирование теплового  комфорта – основа для создания энергоресурсосберегающих режимов кормления и содержания сельскохозяйственных животных. [7]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

2. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ
1. Методика

РАСЧЕТ ЧАСОВОГО ОБЪЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ

Для расчета воздухообмена, обеспечивающего удаление избытков влаги из воздуха животноводческих помещений, используют формулу

 

где - часовой объем вентиляции, /ч;

W – поступление водяных паров в воздух помещения за 1 час, г/ч;

 – допустимое содержание  водяных паров в воздухе помещения,  г/ ; 

- содержание водяных паров  в атмосферном воздухе, г/ .

Водяные пары, поступающие  в воздух помещения, включают: влагу  продуцируемую животными, и влагу испаряющуюся с ограждающих конструкций.[8]

Количество влаги, продуцируемой  животными, зависит от их вида, живой  массы, возраста и физиологического состояния, с учетом поправочного коэффициента.

Количество влаги, испаряющейся с ограждающих конструкций, зависит  от вида животных, способа их содержания и вида подстилки.

Величину испарения влаги () следует определять по формуле:

 

где - коэффициент, принимаемый в помещениях для крупного рогатого скота при привязном содержании и механической уборке навоза- 0,05, при содержании на привязи и без привязи с уборкой навоза гидросмывом и самосплавом - 0,07, при содержании на глубокой подстилке и в зданиях с подпольным навозохранилищем - 0,1, в свиноводческих помещениях с гидросмывом и в помещениях с подсосными матками с поросятами — 0,3, для остальных свиноводческих помещений - 0,15;

- количество влаги, продуцируемой животными.

В птицеводческих помещениях учитывают влаго - и газопоступление из подстилки и помета (усушка помета составляет 70 % от первоначальной массы).

Допустимое содержание водяных  паров в воздухе помещения  зависит от вида и продуктивности животных, содержащихся в нем. температуры  воздуха и сезона года.

Эта величина составляет определенный процент (величина нормативной относительной  влажности) от максимальной влажности (Е) при данной температуре, т. е.

 

                                                       19

где Е - максимальная влажность воздуха при нормативной температуре;

R - нормативная относительная  влажность.

Содержание водяных паров  в наружном воздухе () в расчетный период года находят по таблице. При этом для переходного периода определяют средний показатель влажности воздуха, используя данные за март и ноябрь. Аналогичным способом находят показатели температуры для переходного периода.

Необходимый уровень воздухообмена  по углекислому газу определяют по формуле:

 

 

где К – количество углекислоты, поступающей в помещение в течении часа, л/ч;

 – допустимая концентрация  углекислоты в помещении, л/;

- содержание углекислого  газа в атмосферном воздухе,  л/.

Количество углекислоты, поступающей в помещение, зависит  от вида, возраста, живой массы и  продуктивности животных.

Допустимая концентрация углекислоты в воздухе помещений  дана в нормативах в процентах. При  расчетах эту величину переводят  в л/.

Содержание углекислоты  в атмосферном воздухе величина постоянная - 0,03 %, или 0,3 л/.

Рассчитать часовой объем  вентиляции можно исходя из отраслевых нормативов воздухообмена в животноводческих помещениях для различных видов  сельскохозяйственных животных. В этих нормативах дана норма воздухообмена (м³/ч на 1 кг или на 1 голову) для различных половозрастных групп животных в зимний, переходный и летний периоды.

Эти нормативы являются рекогносцировочными, так как они не учитывают продуктивность животных и особенности природно-климатических  зон.

Используя ориентировочные  нормы воздухообмена на 1 кг массы  животного (L_кг) или на голову (L_г), можно сделать рекогносцировочный расчет вентиляции (без учета продуктивности животных и природно-климатической зоны) в зимний, переходный и летний периоды.

Расчет объема вентиляции по существующим отраслевым нормативам воздухообмена (L_н) производят по формуле:

L_н = n * m * L_кг

Для овец и лошадей расчет проводят по формуле:

L_н = n * L_г

где L_н - часовой объем вентиляции согласно отраслевым нормативам, м³/ч: 

n - количество животных, голов;

20

m - живая масса одной головы, кг;

L_кг , L_г - отраслевые нормативы воздухообмена (норма воздухообмена) на 1 кг или на 1 голову, м³/ч. Кратность воздухообмена (Кр) определяют по формуле:

 

где L – часовой объем вентиляции м³/ч;

- объем помещения, м³.

При кратности воздухообмена  меньше 3 выбирают вентиляцию с естественным побуждением тяги воздуха, при 3 – 5 с механическим побуждением тяги воздуха без подогрева, а при  кратности более 5 – вентиляцию с  механическим побуждением тяги воздуха  и с подогревом.

 

2.  Задание на проектирование

 

Помещение для содержания 200 голов молодняка крупного рогатого скота 1-2 лет. Габариты помещения – длина 68 м, ширина – 12 м, высота – 3,0 м. вентиляция осуществляется через 3 вытяжные шахты, высотой 4 м и сечением 0,9х0,9 м.

Поголовье: телки с живой массой 220 кг – 75, телки с живой массой 320 кг – 89, телки с живой массой 350 кг – 36 голов.

 

     2.3  Расчет вентиляции

Расчетные параметры  наружного воздуха определяют по табл. 6.10-6.11:

- в зимний период: температура =  – 17,7ºС

влажность = 1,2 г/

- в переходный период: температура = – 8,7ºС

влажность = 2,25 г/

Расчетные параметры воздуха  помещения определяют по табл. 6.12:

- в зимний период: температура = +8ºС

влажность = 80%

- в переходный период: температура = + 16ºС

влажность = 75%

Расчет удаления избытка  водяных паров производится по формуле (18):

В данном случае одна телки живой массой 220 кг выделяет водяных паров 160 г/ч, массой 320 кг – 207 г/ч. и молодняк живой массой 350 кг - 229 г/ч (табл. 6.1).

С учетом поправочного коэффициента = 1,00 (табл. 6.6) животные выделяют водяных паров:

 г/ч

Испарение влаги с ограждающих  конструкций рассчитывается по формуле:

 

где  – коэффициент, принимаемый в помещениях для крупного рогатого скота при содержании на глубокой подстилке – 0,05

  = 38667*0,05 = 1933 г/ч

Значит, количество водяных паров в зимний и переходный периоды составляет: