Зоогигиеническая оценка коровника на 400 коров

 

5.  Методы оценки естественной и искусственной освещенности

 

Нормирование естественного  освещения в помещениях производится по геометрическому или светотехническому  методам. В практике строительства  животноводческих и птицеводческих помещений в основном применяют  геометрический метод, который основан на определении светового коэффициента (СК), то есть отношения светопроема (площади остекления) к площади пола[6]. Однако, несмотря на простоту геометрического метода, нормы освещенности при помощи его устанавливаются не точно, так как в данном случае не принимают во внимание свето-климатические особенности разных географических зон. Для более точного определения естественной освещенности в помещениях пользуются светотехническим методом, или определением коэффициента естественной освещенности (КЕО). Коэффициентом естественной освещенности называется отношение освещенности помещения (измеряемой точки) к наружной освещенности в горизонтальной плоскости.

Искусственную освещенность в помещении оценивают с помощью  люксметра или путем перевода мощности ламп в люксы (без люксметра).

При определении искусственной  освещенности без люксметра подсчитывают число электрических ламп в помещении, суммируют их мощность (в ваттах), а затем полученную величину делят на площадь помещения, выраженную в квадратных метрах, и получают удельную мощность ламп (Вт/м²). Для перевода ватт в люксы удельную мощность умножают на соответствующий коэффициент, означающий количество люксов, которое дает удельная мощность, равная 1 Вт/м² (табл. 1).                                                                                       

Таблица 1 – Величина коэффициента для перевода ватт в люксы

Мощность ламп, Вт (при напряжении в сети 220 В)	Величина коэффициента при освещении
	Лампами накаливания	Люминесцентными лампами
до 100	2,0	6,5
свыше 100	2,5	8,0

 

6.  Зоогигиенические параметры микроклимата и воздухообмена

 

Нормативные параметры температурно-влажностного режима для различных видов животных приведены в специальных документах, в разработке которых принимали участие ведущие научно-исследовательские учреждения по соответствующим профилям. Нормы параметров микроклимата для животных научно обоснованы и рекомендованы для широкого применения при проектировании новых животноводческих промышленных ферм и комплексов, реконструкции существующих помещений.

Нормативные параметры воздуха  должны быть обеспечены в зоне размещения животных, то есть в пространстве высотой до 1,5 м над уровнем пола. Отклонения от расчетных температур допускаются в пределах ±2 °С.

Помещения для содержания животных должны быть оборудованы вентиляцией, обеспечивающей воздухообмен в зимний период для взрослого скота и молодняка не менее чем 17 м³/ч и для телят не менее 20 м³/ч на центнер живой массы. Весной и осенью вентиляция помещения в расчете на 1 ц живой массы должна быть не менее 35 м³/час [7].

При технико-экономическом  обосновании проектов в коровниках, зданиях для содержания молодняка и скота на откорме допускается повышать максимальную относительную влажность внутреннего воздуха до 85%, но только при условии, что четко соблюдаются все остальные нормируемые параметры и конденсат на стенах и потолке помещения не выпадает.

Расчетная скорость движения воздуха в коровниках для беспривязного  и привязного содержания, зданиях  для молодняка и скота на откорме  в холодный период года нормируется  в пределах 0,5 м/с, допустимая в теплый период 1,0 м/с. В родильном отделении, телятнике в холодный период скорость нормируется от 0,1 м/с до 0,3 м/с, допустимая в теплый период года 0,5 м/с.

Концентрация вредных газов  в воздухе помещений для содержания животных не должна превышать: углекислого газа 0,25%, аммиака 0,02 мг/л, сероводорода 0,015 мг/л.

Зоогигиенические нормы  микроклимата и воздухообмена помещений для крупного рогатого скота приведены в таблице 2.

Лучшее проявление клеточных и  гуморальных факторов защиты организма наблюдается при интенсивности освещения 50— 100 лк и продолжительности воздействия света в течение 12—18 ч в сутки. Это указывает на то, что свет способствует активному функционированию органов и систем, ответственных за выработку клеточных и гуморальных факторов защиты организма[8]. В таблице 3 приведены нормы освещения помещений для крупного рогатого скота.

 

Таблица 2 – Оптимальные параметры микроклимата в помещениях для

                       крупного рогатого скота

Тип помещения и возрастная категория животных			Параметры микроклимата в  животноводческих помещениях
			Температура, °C	Относительная  влажность, %	Подвижность воздуха, м/с			ПДК  CO2  %	ПДК  NH3		H2S
					Зима	Весна, осень	Лето		мг/м3
Коровы и молодняк старше года	Привязное и беспривязное боксовое		10  (8-12)	75  (40-85)	0,3-0,4	0,5	0,8-1,0	0,25	20	10
	Беспривязное на глубокой подстилке		6  (5-8)	75  (40-85)	0,2-0,4	0,5	0,8-1,0	0,25	20	10
Родильное отделение			16  (14-18)	75  (40-75)	0,2	0,3	0,5	0,15	10	5
Профилакторий			18  (16-20)	75  (40-85)	0,1	0,2	0,3-0,5	0,15	10	5
Помещение для телят в возрасте (дней)		20-60	17  (16-18)	75  (40-85)	0,1	0,2	0,3-0,5	0,15	10	5
		60-120	15  (12-18)	75  (40-85)	0,2	0,3	до 1,0	0,25	15	10
Коровы и молодняк старше года		Молодняк 4-12 мес.	12  (8-16)	75  (40-85)	0,3	0,5	1,0-1,2	0,25	20	10
		Телки старше 1 года и нетели	12  (8-16)	75  (40-85)	0,3	0,5		0,25	20	10
		Бычки на откорме	10  (8-12)	75  (40-85)	до 1,0	до 1,0	до 1,0	0,25	20	10

 

Таблица 3 – Нормы освещения помещений для крупного рогатого скота

Помещение	Нормы естественного освещения		Искусственное освещение в зоне размещения животных, лк
	Коэффициент естественной освещенности (КЕО), %	Световой коэффициент (СК)
Для привязного и беспривязного  содержания коров, нетелей, выращивания молодняка	0,8-1	1:10 - 1:15	50-75
Для откорма крупного рогатого скота	0,4-0,5	1:20 - 1:30	20-30
Родильное отделение	0,8-1	1:10 - 1:15	75-100

 

2. Расчетная часть

 

1. Расчет объема вентиляции по влажности для ноября

 

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

,  (1)

где Lн_2О – часовой объем вентиляции/ч;

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

q₁ – абсолютная влажность воздуха помещения, при которой относительная влажность остается в пределах нормы, г/;

q₂ – абсолютная влажность атмосферного воздуха, г/.

Часовой объем вентиляции по влажности рассчитывают в переходные периоды года - в марте или в ноябре (мы будем рассчитывать для ноября), когда влажность атмосферного воздуха довольно высокая, а температура не позволяет усилить вентиляцию путем открытия окон и дверей.

Определяем количество водяных  паров, выделяемых всеми животными, размещенными в заданном коровнике[2]. Данные по выделению животными водяных паров, углекислоте, свободного тепла сведем в таблицу.

 

Таблица 4 – Выделение коровами СО₂, водяных паров, свободного тепла

Группы животных, физиологическое состояние, продуктивность, живая  масса	Кол-во голов	СО2, л/ч	Водяные пары, г/ч	Свободное тепло, ккал/ч
Коровы сухостойные, живая масса 520 кг	110	124×110= 13640	395×110= 43450	610×110= 67100
Продолжение таблицы 4
Группы животных, физиологическое состояние, продуктивность, живая  масса	Кол-во голов	СО2, л/ч	Водяные пары, г/ч	Свободное тепло, ккал/ч
Коровы лактирующие, удой 20 л, живая масса 530 кг	210	158×210= 33180	507×210= 106470	780×210= 163800
Коровы лактирующие, удой 25 л, живая масса 650 кг	80	200×80= 16000	642×80= 51360	970×80= 77600
Итого	400	62820	201280	308500

 

Таким образом, все животные за 1 час выделяют в помещение  201280 г водяных паров.

Дополнительно с пола и  других влажных поверхностей (кормушки, поилки и др.) за 1 час поступает примерно 10 % от общего количества влаги, выделенной животными, что составляет 20128 г/ч. Следовательно, суммарное количество поступавших водяных паров (Q) составляет:

 221408 г/ч (201280 + 20128) .

Абсолютная влажность  воздуха помещения (q₁), при которой относительная будет соответствовать нормативной, определяем по формуле:

,  (2)

где Е – максимальная влажность воздуха при нормативной температуре;

       R – нормативная относительная влажность.

По таблице максимальной упругости водяных паров находим, что максимальная влажность воздуха при + 10 °С равна 9,17, а относительная влажность в коровнике должна быть 75 %.

Находим величину q₁, которая равна: =6,87 г/м³.

Абсолютная влажность  воздуха (q₂ ) за ноябрь по Ленинградской области равна 3,9 г/м³.

Подставив рассчитанные данные в формулу (1) для определения часового объема вентиляции, получим:                                    

Lн_2О для ноября = = 74548,15 м³/ч.

Кратность воздухообмена (Кр) определяем по формуле:

,  (3)

где L – часовой объем вентиляции, м³/ч;

       V – объем помещения, м³.

Для определения кратности  воздухообмена необходимо определить объем помещения. Он равен 7560 м³ (21×120×3,0). Тогда кратность воздухообмена составит:       

 

Следует отметить, что большие кратности  воздухообмена (10-15) не влияют на здоровье животных. При такой кратности воздухообмена в переходный период года можно применять вентиляцию с механическим побуждением тяги воздуха и с подогревом подаваемого воздуха.

Для получения уровня воздухообмена на 1ц живой массы животного, нужно часовой уровень воздухообмена разделить на центнеры живой массы животных, то есть 74548/2205 = 33,8 м³/ч на 1ц массы животных.

m =(520×110) + (530×210) + (650×80) = 220500 кг = 2205ц

Общую площадь сечения вытяжных шахт, обеспечивающих расчетный воздухообмен, определяем по формуле :

,  (4)

где S₁ – общая площадь поперечного сечения вытяжных шахт, м²;

       v – скорость движения воздуха в вытяжной шахте, м/с;

       3600 –  количество секунд в одном часе.

Скорость движения воздуха в вентиляционной шахте (v) определяется по таблице "Скорость движения воздуха в вентиляционных трубах (м/с) при разной высоте труб и при различных температурах воздуха внутри помещения и наружного воздуха"[2]. При t = 12,8 °С (10; - 2,8), высоте шахты 6 м,            v = 1,15 м/с.

Подставим все значения в  формулу (4): 

Площадь сечения одной вытяжной шахты 0,81 м² (0,9 м × 0,9 м), тогда количество вытяжных шахт будет: 18 : 0,81 = 22 шахты.

При определении общей  площади сечения приточных каналов  исходят из того, что она составляет 80 % (0,8 части) от площади сечения вытяжных каналов, тогда 18 × 0,8 = 14,4 м² .

 Площадь сечения одного приточного канала равна 0,09 м² (0,3м × 0,3м), тогда количество их будет: 14,4 : 0,09 = 160 штук.

 

2. Расчет объема вентиляции по диоксиду углерода для ноября

 

Расчет часового объема вентиляции для переходного периода проверяем  по углекислоте, используя формулу:

,   (5)

где L CO₂ – часовой объем вентиляции, м³/ч;

K – поступление углекислого газа в воздух помещения за 1 час, л;

с₁ – допустимая концентрация углекислоты в воздухе помещения, л/ м³;

с₂ – содержание углекислоты в атмосферном воздухе, л/ м³.

Количество углекислоты (К), поступающее в помещение в  течение часа, - 62820 л/ч (табл.4).

Допустимая концентрация углекислоты в коровнике составляет 0,25%, или с₁ = 2,5 л/ м³.Содержание углекислоты в атмосферном воздухе 0,03%, или  с₂ = 0,3 л/м³

 

Определяем кратность воздухообмена за час по формуле (3):

Кр = 28554/7560 = 3,8 раз в час.

 Уровень воздухообмена  на 1ц живой массы животного:           28554/2205 = 13 м³/ч.

Объем вентиляции, рассчитанный по содержанию углекислоты, оказался недостаточным для удаления образующихся в помещении водяных  паров. Поэтому лучше всего принять во внимание расчеты, произведенные по влажности воздуха, поскольку в этом случае воздухообмен практически всегда обеспечит и допустимое содержание углекислого газа.

 

3. Расчет теплового баланса коровника

 

Расчет теплового баланса  ведут по январю, т. е. самому холодному  месяцу года. Формулу для этого  можно представить в виде соотношения:

Q_ж = Q_в + Q_о + Q_и ,   (6)

где Q_ж – теплопродукция животных, ккал/ч;

       Q_в – расход тепла на нагрев воздуха в процессе вентиляции, ккал/ч;

       Q_о – потери тепла через ограждающие конструкции, ккал/ч;

       Q_и – потери тепла в процессе испарения влаги, ккал/ч.

Следовательно, левая часть  отражает поступление тепла, а правая – ее расход.

1. Определяем приходную  часть тепла в помещение.

Приходная часть теплового  баланса формируется за счет тепла, выделяемого всеми животными, находящимися в данном помещении. От 400 коров в помещение будет поступать каждый час 308500 ккал свободного тепла    (табл. 4).