6

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И Иванова»

Кафедра кормопроизводства и зоогигиены

Курсовая работа

По зоогигиене с основами проектирования

животноводческих объектов

Тема: Зоогигиеническая оценка и разработка проектно-строительных решений по устройству и эксплуатации систем вентиляции и отопления свинарника для откорма 300 свиней по типовому проекту 802-5-8.

Курсовую работу выполнила

_________________________

Студентка__курса___группы

                                                                            Зооинженерного факультета

Проверил ________________

_________________________

_________________________

_________________________

Оценка__________________

Курск -2011

Задание на выполнение курсовой работы

Исходные данные:

Расчетная зона- Брянская область. В свинарнике размещено 52 взрослых свиньи на откорме живой массой по 150 кг, 160-по 105 кг, 40-по 95 кг, 48-по 75 кг. Размеры свинарника 54ˣ12ˣ2,4 м. Продольные стены из керамзитобетонных панелей толщиной 300мм, торцовые - кирпичные толщиной 52 см. Чердачное перекрытие из железобетонных плит с утеплителем толщиной 200мм. Кровля асбестоцементная. Полы бетонные. Вытяжных шахт сечением 1 ͯ 1 м, высота 6м- 7 шт., приточных каналов нет. Ворот двойных, размером 2,4 ͯ2,4м- 2 шт., дверей одинарных размером

2,4 ͯ1,5м- 3 шт.,окон с двойным остеклением размером 1,5 ͯ 1,2см- 28 шт. Освещение- 30 ламп мощностью 60 Вт каждая.

Барометрическое давление 755 мм.рт.ст. расчётные параметры  внутреннего воздуха в помещении по действующим нормам: температура воздуха в переходный и зимний период 18 С0  . относительная влажность 70%.

Расчётные показатели наружного воздуха: температура для ноября месяца -2,8С0  , абсолютная влажность 3,5 гр/ м3  ; температура для января месяца -10,8С0  , абсолютная влажность 2,1 гр/ м3  ; температура для марта месяца -4,8 С0  , абсолютная влажность 2,8 гр/ м3  .

Задание:

1.      Сделать расчёты объёмов вентиляции по углекислоте и влажности для марта месяца.

2.      Рассчитать тепловой баланс (ТБ) свинарника для января месяца.

3.      Сделать расчёты искусственной и естественной освещённости.

Определить:

А) Часовой объем вентиляции;

Б) Воздухообмен на 1 голову и на 1ц живой массы;

В) Кратность воздухообмена;

Г) Площадь сечения вытяжных и приточных каналов и их количество;

Д) Площадь помещения на 1 голову;

Е) Сравнить приходную и расчётную части ТБ и определить ΔТ и ТБ.

Графическая часть проекта:

Начертить план и поперечный разрез свинарника.

Содержание

Введение                                                                                                         5

1.      Обзор литературы                                                                                   7                    

1.1 Планировка и благоустройство территории                                  7

1.2 Тип вентиляции и система навозоудаления                                      8

1.3 Освещённость                                                                                      11

1.3.1 Методы оценки естественной и искусственной освещённости   11

1.4 Системы содержания свиней                                                             13

1.5 Температура воздуха                                                                           14

1.6 Влажность воздуха                                                                             15

1.7 Скорость движения воздуха                                                               16

1.8 Газовый состав воздуха                                                                      17

1.9 Зоогигиенические параметры микроклимата и воздухообмена     18

     2. Расчёт и оценка естественной вентиляции                                              21

        2.1 Расчёт воздухообмена на 1 центнер живой массы животных         25

         2.2 Расчёт воздухообмена по содержанию углекислоты                       25

     3. Расчёт площади сечения вытяжных и приточных каналов                    28

     4. Расчёт теплового баланса свинарника для января месяца                     30

     5. Расчёт естественной освещённости свинарника                                    36 

     6. Расчёт искусственной освещённости свинарника                                 36                           

  Заключение                                                                                                        39

  Список используемой литературы                                                                  41

Введение

При откорме свиней ставится задача получить от животных максимальный привес в короткие сроки при наименьшем расходовании кормов на единицу продукции. Успех откорма свиней в основном определяют порода, возраст, уровень и режим кормления, условия содержания, а также здоровье откармливаемых свиней. Различают откорм свиней: мясной, беконный и до жирных кондиций.

Для мясного и беконного откорма отбирают молодняк 3-4 месячного возраста,  прошедший ветеринарную обработку. Формируют его в группы с учётом пола, возраста и массы. Разницу в массе животных допускают в пределах 3-5 кг. При этом в возрасте 210 дней животные достигают более 100 кг массы. До жирных кондиций выбракованных маток и хряков откармливают интенсивно в течение 2-3 месяцев.  Эти животные могут давать в среднем в сутки прирост массы 1000г. Хрячков ставят на откорм только кастрированных.

Комплексы по выращиванию и откорму свиней должны находиться на режиме предприятий закрытого типа. В производственную зону комплекса запрещается вход посторонним лицам и въезд на территорию транспорта, не связанного с обслуживанием комплекса. Обслуживающему персоналу разрешается вход на территорию комплекса только через санпропускник, а въезд транспорта- через дезинфекционно- промывочное помещение (дезбарьер).

При входе в санпропускник, свинарник, кормоцех, ветпункт, убойно- санитарный пункт и другие помещения для дезинфекции обуви устанавливают дезматы, которые систематически  увлажняют 2%-ным раствором едкого натра. На высоком уровне необходимо поддерживать санитарное состояние производственных помещений и окружающей их территории.

Комплексы по откорму свиней комплектуют только здоровыми животными из других хозяйств, благополучных по заразным болезням. В этих случаях до отправки в комплексы животных вакцинируют против чумы, рожи и других инфекционных болезней в зависимости от эпизоотической обстановки. Принятое поголовье подвергают 30- дневному карантину в свинарниках с нормальными условиями содержания. Животных подвергают диагностическим исследованиям и профилактическим обработкам в соответствии с противоэпизоотическим планом хозяйства.

Охрану свиней от заразных болезней в комплексах осуществляют в строгом соответствии с действующими инструкциями, наставлениями и ветеринарно- санитарными правилами.

На сегодняшний день известно, что численность свинопоголовья в Брянской области в 2009 году составляла 120,5 тысяч голов, а в 2010 году- 223,9 тысяч голов. Это говорит о том, что отрасль свиноводства в данной области развивается и свинопоголовье растёт с каждым годом.

1.      Обзор литературы.

Микроклимат животноводческих зданий формируется под действием различных факторов: планировки территории, тип вентиляции и система навозоудаления, освещения, системы содержания животных.(1)

Влияние микроклимата на животный организм, как указывают Н.М Комаров, А.П Онегов, И.М Голосов и другие гигиенисты, складывается из совокупного действия физических, химических и биологических факторов: температуры, влажности, скорости движения воздуха, химического состава воздуха, наличия в нём пыли, микроорганизмов, грибов, яиц гельминтов, а также тех или иных ядовитых газов.(3)

1.1    Планировка и благоустройство территории.

В формировании микроклимата помещений важное значение имеет рельеф местности, с учётом которого выбирают площадку для строительства. Наиболее пригодны для размещения ферм территории, расположенные на возвышенном месте, с низким залеганием грунтовых вод, закрытые от холодных северных ветров и защищённые лесными посадками.

Древесная растительность оказывает благоприятное влияние на микроклимат. Она способствует снижению в летнее время температуры воздуха на территории и в животноводческих помещениях соответственно на 3…6 и 7…130 С. В летние солнечные дни зелёные насаждения снижают интенсивность инсоляции в 40-50 раз по сравнению с открытыми участками фермы.(1)

Наличие посадок вокруг фермы уменьшает количество пыли в воздухе на 51,1-72,8 % летом и на 8,7- 23,1 % зимой и тем самым заметно влияет на количество микроорганизмов в нём. Так при зелёных насаждениях число микроорганизмов в воздухе уменьшается зимой на 22,7- 52,6 % и летом на 5,8- 16,3 %. Это объясняется не только механической задержкой их вместе с пылевыми частицами, но и активным бактерицидным воздействием фитонцидов листвы на микробную клетку.

На микроклимате животноводческих зданий существенно сказывается внутренняя планировка помещений. Широко распространено содержание откармливаемого молодняка свиней в двух-, трёхъярусных клеточных батареях, в которых формируется различная по каеству воздушная среда. Если температура воздуха у пола в обычных станках17-190 С, на первом ярусе- 20-210С, то на верхнем 22-230 С.

Плотность размещения животных под одной крышей, в одном станке ведёт к повышенной концентрации продуктов метаболизма и ухудшению среды обитания животных.

В свинарниках- откормочниках с решётчатыми ограждениями станков загрязнённость их в 3 раза больше. Чем в станках, где решётчатая стенка только в одной его части- в месте соприкосновения со смежными стенками. Как правило, в этой части находится зона дефекации, которая по размеру меньше, чем в станках при сплошных решётчатых стенках. В результате сокращается площадь загрязнения станков, снижается испарение влаги и выделение вредных газов, воздух в свинарнике становится суше и чище.(1)

1.2    Тип вентиляции и система навозоудаления.

Состояние микроклимата в свиноводческих помещениях во многом определяется системой вентиляции и канализации, применением отопления. Многолетние исследования в животноводческих помещениях различного типа и анализ состояния микроклимата в них показали, что трубные системы вентиляции с естественным побуждением, какими до сих пор оборудовались животноводческие постройки, не обеспечивают необходимый воздухообмен и не поддаются регулированию.

В свинарниках- откормочниках применяется вентиляция с механическим побуждением притока или притока и вытяжки воздуха. Рациональной считается подача воздуха по схеме « сверху- вниз», по которой воздух нагнетают центробежные вентиляторы, а удаляют осевые, расположенные в стенках нижней  части здания.(5)

В разные периоды года система механической вентиляции должна работать по разным схемам и в разных режимах, так как потребность в воздухообмене изменяется в широких пределах. Это значит, что такие пределы перестройки системы вентиляции в зависимости от сезона года должны быть предусмотрены в её конструктивном решении.

Во многих районах страны в зимний период из-за недостатка животного тепла воздух в свинарниках подогревают в калориферах или помещение отапливают. Для обогрева приточного воздуха применяют калориферы водяного ( КБФ, КФС, КМБ), огневого ( теплогенераторы ТГ-75 и др.) и электрического ( ОКБ, СФЦО, на 5, 10, 15, 25, 40, 60, 100 кВт) действий. Промышленность выпускает большую серию вентиляционно- отопительных агрегатов типа ТВ, называемых тепловентиляторами.(5)

Состояние микроклимата в животноводческих помещениях во многом зависит от типа и эффективности работы системы навозоудаления.

В свиноводческих помещениях используют стационарные средства удаления навоза, к которым относятся транспортёры, скреперы. Но чаще применяют транспортёры типа ТС-1 с шириной захвата 0,8 м. в виду того, что навоз свиней содержит больше воды, удалять жижу из навозных каналов необходимо в систему жижеотвода (5). Если такой системы нет, то теряется преимущество механической уборки навоза.

В свиноводческих хозяйствах применяются гидросмывной способ удаления навоза и самотечный.

Сущность гидросмывной системы состоит в том, что навоз из каналов, расположенных под щелевыми полами и имеющих уклон не менее 10 в сторону сборного коллектора, удаляют водой из смывных бачков 1-2 раза в сутки. Такая система требует значительного расхода воды (50-100 л на голову в сутки). В последнее время для гидроуборки навоза стали использовать оборотные очищенные и дезодорированные воды, что позволяет сократить расход чистой воды на ферме и понизить объём навозной жижи.

Самотечная система основана на принципе перемещения самотёком жидкого навоза по каналам за счёт его вязкопластических свойств под действием гравитационных сил. (5). Система состоит из каналов под щелевым полом, общего поперечного канала, приёмного резервуара, насосной станции и магистрального смывного трубопровода. В конце продольных каналов устанавливают порожки, шиберы( для пуска системы в режим удаления навоза самотёком) и гидрозатворы ( для предотвращения проникновения газов из приёмного резервуара и коллектора в помещения). Перед пуском в эксплуатацию шибер закрывается и в навозный канал подаётся вода слоем 10-15 см. в течение всего цикла откорма свиней в канале накапливается навоз, откуда он самотёком через шибер поступает в коллектор и далее в приёмный резервуар, из которого попадает в навозохранилище.

После сдачи животных на мясокомбинат перед уборкой станков поднимают шибер. Промывают канал водой и снова подготавливают его для пуска в самотечный режим.

Практика показала, что капитальные затраты на строительство самотечных систем на 35-40% выше затрат на механические средства удаления навоза.

1.3 Освещённость.

Солнечный свет является важным биологическим фактором в жизни животных. Под влиянием солнечного освещения улучшается течение обменных реакций в организме, увеличивается потребление кислорода и выделение углекислого газа и водяных паров, улучшается работа органов пищеварения, что благоприятно сказывается на продуктивности и здоровье животных. Солнечное освещение усиливает бактерицидные свойства крови, ослабляет и разрушает вредно действующие продукты жизнедеятельности.

Под влиянием солнечного света многие микроорганизмы погибают в течение нескольких минут. Солнечный свет- мощный дезинфицирующий фактор.

1.3.1       Методы оценки естественной и искусственной освещённости.

Длительное лишение животных естественного освещения вызывает нарушение многих функций в организме животных. Причиной такого состояния является « световое голодание».

Важное условие для устранения светового голодания организма свиней обеспечение свинарников естественным освещением, отвечающим гигиеническим требованиям(1). Для свиней на откорме в первый период откорма коэффициент естественной освещённости ( КЕО) составляет 0,5%, а световой коэффициент (СК) 1/20; для 20го периода откорма КЕО=0,5%, СК= 1/20.

В практике проектирования и строительства свинарников- откормочников основным критерием нормирования и оценки естественного освещения является световой коэффициент, который определяется геометрическим методом ( находится отношение остеклённой площади окон к площади пола) (5).

Для оценки уже построенного и эксплуатируемого свинарника проводят натурные размеры стекла в рамах, на основании которых рассчитывается суммарная площадь чистого остекления всех окон, затем определяется фактическая площадь помещения и рассчитывается световой коэффициент.

Так как естественное освещение обеспечивает лишь 70 % требуемой продолжительности освещения в весенне- летний период, а в осенне- зимний период только 20%. Поэтому в животноводческих помещениях создают искусственное освещение, которое необходимо для ликвидации недостаточности естественного освещения и выполнения технологических процессов обслуживающим  персоналом.

Искусственную освещенность в свинарниках оценивают с помощью люксметра или путем перевода мощности ламп в люксы.(5)

При определении искусственной освещённости без люксметра подсчитывают число электрических ламп в помещении, суммируют их мощность, а затем полученную величину делят на площадь помещения, получая удельную мощность ламп в Вт/м2 пола. Для перевода ватт в люксы удельную мощность умножают на соответствующий коэффициент, означающий количество люксов, которое даёт удельная мощность, равная 1 Вт/ м2.

Нормы искусственной освещённости для свиней в 1-й период откорма составляет 30 люкс; во 2-й период откорма: 20 люкс .(5)

В свинарниках используют 2 вида искусственного освещения: технологическое ( двухрежимное) и дежурное.

Дежурное освещение обеспечивается 10% светильников общего освещения в свинарнике для содержания свиней. Светильники дежурного освещения должны быть равномерно распределены по помещению над животными и по проходу.

Светильники располагают параллельно продольными стенами таким образом. Чтобы освещаемые поверхности не затенялись строительными конструкциями, технологическим оборудованием. Светильники могут располагаться и в шахматном порядке.

При двухрежимном технологическом освещении светильники каждого ряда через один объединяют в 2 группы, включаемые раздельно. Одна группа обеспечивает биологически необходимую освещённость в свинарнике в течение 10-16 часов. Обе группы светильников на время работы выключает персонал.

Для экономии электроэнергии в светлое время суток светильники возле окон не работают, а включаются лишь тогда, когда уровень естественной освещённости уменьшается до минимального заданного значения.

1.4        Системы содержания свиней.

На формирование микроклимата в помещениях большое влияние оказывает система содержания животных.

В свиноводстве приняты 2 системы содержания животных: выгульная и безвыгульная. Выгульное содержание подразделяется на станково- выгульное и свободно- выгульное.(1)

При свободно- выгульной системе откормочное поголовье содержат в групповых станках со свободным выходом на кормовые площадки. Для этих целей в южных районах строят помещения облегчённого типа с круглогодовым выходом свиней на кормовые площадки. Плохо утеплённые ворота и лазы могут служить источником потерь тепла зданием, приводить к снижению температуры воздуха и увеличению его влажности.

В современных условиях животноводства всё большее применение находит система круглогодового безвыгульного содержания в помещениях закрытого типа. Возрастает плотность размещения животных, снижается кубатура помещения на одно животное. С увеличением поголовья при постоянной кубатуре помещения происходит прямо пропорциональное накопление в окружении животных продуктов метаболизма и микрофлоры. В связи с этим при внедрении безвыгульной системы содержания животных в условиях интенсификации животноводства резко возрастают требования к микроклимату помещений. В этих условиях только создание автоматически регулируемых систем отопления, вентиляции, освещения, канализации может обеспечить оптимальный микроклимат для животных с учётом их вида, возраста, продуктивности и хозяйственного назначения.

1.5        Температура воздуха.

Как отмечает А.А Кудрявцев, что никакой другой фактор не оказывает такого значительного влияния на величину обмена, как температура окружающей среды, потому что большая часть энергии, вырабатываемой организмом, расходуется на поддержание температуры тела. Между температурой внешней среды и интенсивностью обменных процессов существует обратная зависимость- при понижении температуры уровень обменных процессов возрастает, при повышении- понижается. Это связано с особенностями теплообмена в организме животных.

У свиней температура тела от 38 до 400  С.

У откармливаемого молодняка свиней при температуре воздуха в свинарниках выше 300 С, частота дыхания достигает 100-120 ударов в минуту.

По данным А.П Онегова, И.М Голосова, при низкой температуре воздуха 2-30 С и ниже суточные приросты массы свиней были меньше на 10-28%, а расход кормов увеличивался на 25-30%.

Вредное влияние низких температур на организм животного может быть ослаблено обильной дачей кормов. Однако наиболее рациональным путём являются строительство помещений, отвечающих гигиеническим требованиям, а также закаливание животных.

Высокая температура для животных небезразлична.

О том, что свиньи практически не могут приспосабливаться к высоким температурам, свидетельствуют результаты экспериментов Ф. Тикстона. При температуре выше 350  С прибавка массы была мала или ее вообще не было. Если при температуре 15,50С на 160 кг корма приходилось 40 кг прироста живой массы, то при 29,40 для получения такого же прироста потребовалось уже 480 кг корма. (3)

Таким образом, приведенные данные о влиянии температуры окружающей среды на организм свиней свидетельствуют о том, что для них нежелательны ни низкие ни высокие температуры, так как они вызывают изменения в организме, что ведёт к снижению продуктивности.

1.6        Влажность воздуха.

Содержание водяных паров в воздухе животноводческих помещений зависит от температуры, барометрического давления, времени года. Значительное количество водяных паров накапливается за счёт выделений животных.

Кроме того, значительное количество влаги поступает в воздух животноводческих помещений с поверхности кормушек, поилок, пола, стен, потолка.

В свинарниках количество водяных паров, поступающих при испарении с пола, нередко составляет до 150% к влаге, выделяемой животными с выдыхаемым воздухом. Это связано с тем, что в свинарниках полы больше увлажняются и загрязняются.

Повышение влажности приводит к большой потере тепла животными. Холодный и влажный воздух вызывает затруднение дыхания, ухудшение аппетита, ослабление пищеварения, снижение упитанности и продуктивности животных, что ведёт к лишней затрате кормов.

Для снижения влажности воздуха в помещениях применяют подстилку. По данным А.К Даниловой подстилка из верхового сфагнового торфа снижает относительную влажность воздуха в помещениях на 8-12%. (3)

В целях борьбы с высокой влажностью в свиноводческих помещениях, особенно откормочных, применяют кормление животных вне основных зданий- в специальных помещениях «столовых». Но это сказывается неблагоприятно на здоровье свиней: у них возникают стрессы при перегоне из одного помещения в «столовою», что ведёт к снижению продуктивности и затрате кормов.

1.7 Скорость движения воздуха.

В животноводческих помещениях воздух находится в постоянном движении. Скорость  движения воздуха и его направление зависят от типа и эксплуатационных качеств вентиляционных устройств, щелистости стен и потолков, от количества тепла, выделяемого животными. Движение воздуха в значительной степени характеризует интенсивность воздухообмена.

По данным А.П Костиной, при скорости 4,5 м/с теплоотдача выше на 25%, чем при 0,25 м/с. (3)

При содержании откармливаемых свиней в свинарнике с температурой воздуха 18-230 С и скоростью движения его 0,5-0,6 м/с нежелательных изменений в организме не наблюдается. Следовательно животные способны адаптироваться к воздействию высоких скоростей воздуха без ущерба для их здоровья. По сообщению Ф.Г Торпакова, животные, подвергавшиеся периодическому воздействию повышенных скоростей воздушных потоков при условии оптимальных показателей по влажности и газовому составу воздуха лучше развивались и были менее восприимчивы к заболеваниям. (3)

1.8 Газовый состав воздуха.

В закрытых животноводческих помещениях газовый состав воздуха значительно отличается от атмосферного. В воздухе помещений содержится больше углекислого газа, водяных паров, аммиак, сероводород, клоачные газы, газообразные продукты гниения и брожения органических веществ.

Наибольшее количество углекислого газа  накапливается в средней части здания; у потолка его обычно больше, чем около пола. Однако при высокой плотности размещения животных, малой кубатуре помещения и недостаточном воздухообмене, концентрация углекислого газа выше у пола, то есть в зоне расположения животных, что усугубляет вредное влиянии газа на организм.

Длительно содержание животных в закрытых помещениях в условиях повышенно концентрации этого газа способствует возникновению в их организме нарушения обмена веществ, ацидотического состояния.

Большой вред животным наносят высокие концентрации в воздухе помещений аммиака и сероводорода. Основным источником их образования являются разлагающиеся органические вещества, содержащие азот и серу. Источником сероводорода могут быть и кишечные выделения животных, особенно при обилии в рационе кормов, богатых белком.

Содержание аммиака и сероводорода в воздухе помещений, в больших концентрациях, приводит к отравлениям животных. Так по данным Ф. Маршалла, при повышенном содержании аммиака в воздухе помещений прирост массы свиней на откорме снижается на 25-28%. (3)

Нормами технологического проектирования допускается следующая максимальная концентрация вредных газов: аммиака – 0,02 мг/л, сероводорода- 0,015мг/л и углекислого газа- 0,25 мг/л.

1.9 Зоогигиенические параметры микроклимата и воздухообмена.

Зоогигиенические параметры микроклимата и воздухообмена в свинарниках- откормочниках представлены в таблице 1.

6

Таблица 1

Параметры микроклимата в свинарниках – откормочниках.

Продолжение таблицы 1

6

                        2.Расчёт и оценка естественной вентиляции.

Заключается в определении требуемого воздухообмена и общей площади сечения приточных и вытяжных каналов. Расчёты можно вести по выделенным животными водяным парам или углекислоте. Используя формулу 1.

Lн2о=(Qж +Qисп.)/ (q1-q2) ,                                 (1)

где Lн2о- часовой объём вентиляции по водяным парам,м3/ч;

       Qж- поступление водяных паров в воздух помещения от всего   поголовья свиней за 1 час, г/ч;

       Qисп.- испарение влаги с пола, поилок, ограждающих конструкций, м3/ч;

       q1- абсолютная влажность воздуха помещения;

       q2 – абсолютная влажность атмосферного воздуха, г/м3

Количество выделений ( водяных паров, углекислоты и свободного тепла) находим в практикуме с.226-229. полученные результаты следует свести в таблицу 2.

6

Таблица 2

Выделение животными водяных паров, углекислоты и свободного тепла.

Продолжение Таблицы 2

6

Надбавку на испарение влаги с пола, поилок и ограждающих конструкций принимаем равной 12%. Отсюда,

          Qисп.= Всё поголовье × 0,12= 45984×0,12= 5518 г/ч

Qж= водяные пары всего поголовья + Qисп.= 45984+5518=51502 г/ч

Абсолютная влажность ( q1), при которой относительная влажность соответствует норме, определяем по формуле 2.

                q1= (Е×R)/ 100,                                                          (2)

    где Е- максимальная влажность, при которой поддерживается                 постоянная температура в свинарнике ( находим в табл.1.,практикум);

           R- относительная влажность, %

                q1  = (18×75)/100= (15,36×75) /100= 11,5 г/м3

Отсюда находим часовой объём вентиляции по водяным парам:

                 Lн2о= (51502+ 5518)/ (11,5-2,4)= 57020/ 9,1= 6266 м3/ч

Такое количество воздуха в течении часа следует подать/ удалить из свинарника.

2.1 Расчёт воздухообмена на 1 центнер живой массы животных.

Находим живую массу свиней (m).

                  m= (52×150)+ (160×105)+ (40×95)+ (48×75)=320ц

Отсюда воздухообмен на 1 центнер живой массы составит:

                   Lн2о/m= 6266/320=19,6 м3/ч при норме 45м3/ч

Расчёт объёма вентиляции по действующим отраслевым нормативам воздухообмена (Lн) рассчитывают по формуле 3.

                              Lн= n×m×Lц,                                                  (3)

где Lн- часовой объём вентиляции согласно отраслевым нормативам,                                             

       г/м3;

      n- количество животных, голов;

       m- живая масса одной головы, ц;

       Lц- норма воздухообмена на 1ц живой массы, м3/ч

Отсюда,

                    Lн=300×320×45=4320000 м3/ч

2.2 Расчёт воздухообмена по содержанию углекислоты.

Необходимый уровень воздухообмена по углекислоте определяем по формуле 4.

                    Lсо2= К/ ( С1-С2),                                            (4)

Где     Lсо2-часовой объём вентиляции по углекислоте, м3/ч;

           К- поступление водяных паров в воздух помещения за1час, г/ч;

           С1- допустимая концентрация углекислоты в воздухе помещения, л/м3;

           С2- содержание углекислоты в атмосферном воздухе, л/м3

Количество углекислоты, поступающей в помещение, зависит от вида, возраста, живой массы и продуктивности животных( таблица 30 практикум).

Содержание углекислоты в атмосферном воздухе  в среднем 0,03 %-0,3 л/м3.

Отсюда,               Lсо2= 14108/(2-0,3)= 8289 м3/ч

Сравнив полученные результаты расчетов, делаем вывод о том, что часовой объём вентиляции по углекислоте принимаем за основу расчетов, так как этот объём сможет удалить избытки водяных паров в свинарнике.

Далее определяем кратность воздухообмена (Кр) по формуле 5.

                             Кр= L/ Vn                                          (5)

Где L-часовой объём вентиляции,м3/ч;

       Vn- объём помещения,м3

Находим,              Vn= 54×12×2,4= 1555,2 м3

Отсюда,                 Кр= 8289/1555,2=5раз

При такой кратности воздухообмена в переходный период года можно применять вентиляцию с механическим побуждением тяги воздуха без подогрева.

В свинарнике предельно допустимая концентрация углекислоты не более 0,2%, то есть 2л/м3.

Рассчитываем воздухообмен по углекислоте на 1 ц живой массы, он составит:

                                Lсо2/m= 8299/320=26 м3/ч при норме 35м3/ч

3. Расчёт площади сечения вытяжных и приточных каналов.

Получив данные расчёта часового объёма вентиляции, определяем общую площадь всех вытяжных каналов по формуле 6.

                                S= L/( V×3600),                               (6)

Где S- суммарная площадь всех вытяжных каналов, м2;

       V-скорость движения воздуха в вытяжном канале,м/с;

        3600- секунд в часе.

Скорость движения воздуха в вытяжном канале зависит от его высоты и разности температуры внутреннего и наружного воздуха( i)/

                               I= 18-(-10,8)=28,80 С,

Отсюда V находим по таблице 27 (практикум). Она составляет 1,80м/с.

Находим суммарную площадь вентиляционно-вытяжных труб (Sввт):

                               Sввт= 8299/(1,80×3600)= 1,3м

Далее определяем количество вытяжных труб при их сечении 1×1 м и высоте 6м, используя формулу 7.

                                  N= Sсеч./Sсеч.тр.,                             (7)

Где N-количество труб;

        Sсеч.- суммарная площадь вытяжных труб, м2;

        Sсеч.тр- площадь сечения трубы, м2.

                                   N= 1,3/1=13 труб

          Определяем площадь приточных каналов с учётом 80% от площади сечения вытяжных труб, используя формулу 8.

                                   Sпвк= Sввт×Sсеч.                         (8)

                                   Sпвк= 1,3×1= 1,3 м2,

Тогда количество приточно -вытяжных каналов составит:

                                    Nпвк=1,3/0,0625=21 шт.

Сделав данные расчёты, мы можем сказать, что для откормочного свинарника необходимо 13 вытяжных труб для обеспечения естественной вентиляции и 21 шт. приточных каналов.

4. Расчёт  теплового баланса свинарника для января месяца.

При создании оптимального температурно- влажностного режима в помещениях, в них требуется значительный обмен воздуха. В холодное время года это трудно осуществить, оптимизировать воздухообмен позволяет расчёт теплового баланса конкретного помещения.

Расчёт теплового баланса проводим по формуле 9.

                Qж= Qв+ Qо+ Qи ,                                              (9)

Где  Qж- теплопродукция животных, ккал/ч;

        Qв- расход тепла на нагрев воздуха в процессе вентиляции, ккал/ч;

       Qо- потери тепла через ограждающие конструкции, ккал/ч;

        Qи- потери тепла в процессе испарения влаги, ккал/ч.

Определяем расход тепла на нагревание вентилируемого воздуха по формуле 10.

                  Qв= 0,24×G×I,                                                    (10)

Где   0,24- коэффициент удельной теплоёмкости воздуха, ккал/кг/град;

          G- масса вентилируемого  воздуха, кг/ч;

           I- разность между температурой внутри помещения и температурой наружного воздуха, 0 С.

                  Qв= 0,24×10000×28,8= 69120 ккал/ч

Часовой объём вентиляции для расчёта принимаем 8299 ккал/ч.

Объёмные величины переводим в весовые с целью расчёта теплопотерь.

1 м3 при t= 180 С и барометрическом давлении 755 мм рт.ст , равен 1,205 кг ( таблица 30, практикум), а асса всего вентилируемого воздуха (G):

                           G= 8299×1,205= 10000 м3

Определяем теплопотери через ограждающие конструкции( стены, ворота, двери, пол, перекрытия) по формуле 11.

                            Qо= K×F×I,                                        (11)

Где Qо- потери тепла через ограждающие конструкции,ккал/ч;

        К- коэффициент общей теплопередачи для каждой  ограждающеё конструкции, ккал/м2•град•ч;

        I- разность между температурой внутри помещения и температурой наружного воздуха, 0 С.

Рассчитываем площадь ограждающих конструкций (F) для:

Окон ( 1,5×1,2)×28= 50,4 м2;

Ворот ( 2,4×2,4) ×2= 11,5 м2;

Дверей ( 2,4×1,5) × 3= 10,8 м2;

Продольных стен с учётом толщины (54×(0,52×2) ×2)= 112 м2;

Торцовых стен ( 12×( 0,52×2) ×2)= 25 м2

Общая площадь стен по наружному периметру: 112+25= 137 м2

Высота стен с учётом толщины перекрытия и утеплителя: 2,4+0,02= 2,42м

Суммарная площадь стен равна: 137+ 2,2=331,5 м2

Площадь стен без окон, ворот, дверей составляет:

331,5-( 50,4+ 11,5+ 10,8)= 155,3 м2

В зависимости от расположения по отношению к наружным стенам площадь пола условно делим на 4 зоны: первая зона на расстоянии до 2 м, вторая- от 2 до 4 м, третья- от 4 до 6 м, четвёртая- остальная площадь.

1-я зона: 54×2×2+ 12×2×2= 216+ 48= 264 м2;

2-я зона: ( 54-4) ×2×2=200м2;

3-я зона: ( 12- 8) ×2×2= 16 м2;

Fперекрытия= 54×12= 648 м2;

4-я зона: 648- ( 264+ 200+16)= 648-480= 168 м2

Находим коэффициенты общей теплопередачи для каждого вида ограждающих конструкций( таблицы 32, 33, 34, 35- практикум) (К)составляют для:

Окон: 2,5;

Ворот: 2;

Дверей: 4;

Стен: 1,01;

Покрытий: 0,83;

Полы: 1-я зона: 0,4;  2-я: 0,2;  3-я:  0,1;  4-я:  0,06

Рассчитываем теплопотери через ограждающие конструкции и полученные данные сводим в таблицу 3.

6

Таблица 3

Расчёт теплопотерь через ограждающие конструкции.

6

Определяем потери тепла в процессе испарения влаги (Qи) по формуле 12.

                       Qи= Wж×Ки×,595 ,                                      (12)

Где  Ки- коэффициент испарения;

        Wж- количество влаги, выделяемой животными в парообразном состоянии, г/ч;

          0,595- количество тепла, необходимое на испарение 1 г воды, ккал/г.

Количество водяных паров, выделяемых животными в зимний период составляет 45984 г/ч, величина коэффициента на испарение влаги в свинарнике составляет 0,12, тогда

                          Qи = 45984×0,12×0,595= 3283,2 ккал/ч

Проведенные расчёты показали, что животные , содержащиеся в свинарнике, выделяют в течение часа 68520 ккал биологического тепла. теплопотери через ограждающие конструкции 30192,7 ккал/ч; теплопотери на испарение  влаги 3283,2 ккал/ч. Общие потери тепла составляют: 102596 ккал/ч.

Баланс тепла составит, поступает:

                            68520- 102596= - 34076ккал/ч

Тепловой баланс в свинарнике отрицательный, дефицит (Д) составляет 34076 ккал/ч.

При оценке теплового баланса свинарника важно знать при какой предельно низкой температуре наружного воздуха возможна работа вентиляции без подогрева воздуха. Определяется это расчётом Z нулевого теплового баланса, используя формулу 13.

Z н.б= ( Qж-Qи)/(G×0,24+∑KF),      (13)

Где Qж- теплопродукция животных, ккал/ч;

         Qи- потери тепла в процессе испарения влаги, ккал/ч;

         G- масса вентилируемого воздуха, кг/ч;

         0,24-коэффициент удельной теплоёмкости воздуха, ккал/кг/град;

          ∑KF-сумма произведения коэффициента общей теплопередачи для каждого вида ограждающей конструкции, ккал/м2∙град∙ч на площадь ограждающих конструкций, м2.

                                   Zн.б= (68520-3283,2)/(10000×0,24+1044,88)=210 

Расчёт показал, что для беспрерывной работы вентиляции разница между температурой воздуха в центре свинарника и температурой наружного воздуха, не должна превышать 210 . Тогда, температура внутреннего воздуха при данном дефиците тепла будет снижаться до 30 .

Для обеспечения нормативного микроклимата необходимо отопление свинарника производительностью 102596 ккал/ч. Поскольку 1 кВт/ч электроэнергии даёт 860 ккал, то для покрытия дефицита тепла потребуется: Д/860= 34076/860=40 кВТ/ч.

В данном случае в свинарнике необходимо установить  2 электрокалорифера мощностью 23 кВт/ч.

5.Расчёт естественной освещённости свинарника.

Откормочное помещение для приведенного свинарника на 300 свиней имеет следующие размеры: длина- 54м, ширина- 12 м. Тогда площадь помещения (Sп):

                            Sп= 54×12=648м2

Для освещения помещения предусмотрено 28 окон. Размер оконного проёма 1,5×1,2 см. Тогда площадь чистого стекла ( S чист.ст):

                              S чист.ст= 28×( 1,5×1,2)- 15%=42,4 м2

Далее находим световой коэффициент (СК) с учётом площади чистого стекла ( S чист.ст), используя формулу 14, который должен соответствовать зоогигиеническим требованиям и отраслевым нормам освещения в здании для содержания свиней , должен быть в пределах

1:10-1:15.

                                          СК= Sп/ S чист.ст                                     (14)

                                          СК= 648/42,4= 15

Световой коэффициент 1:15, что соответствует зоогигиеническим нормам.

6.Расчёт искусственной освещённости свинарника.

Площадь оцениваемого свинарника 648 м2, освещение осушествляется 30 лампами мощностью 60 Вт каждая.

Мощность 30 ламп будет составлять:

                         30×60= 1800 Вт

Следовательно удельная мощность будет равна( N уд.).используем формулу 15.

                         N уд.= 1800/Sп,                                     (15)

Где 1800- мощность 30 ламп, Вт;

       Sп- площадь помещения, м2

                          N уд.= 1800/648=3 Вт/м2

Для перевода ватт в люксы удельную мощность умножаем на соответствующий коэффициент 2, Тогда освещённость в свинарнике составляет:

                          Nуд.×2=3×2= 6 лк

Таким образом освещённость  в свинарнике составляет 6 люкс. А согласно отраслевым нормам искусственного освещения сельскохозяйственных предприятий  в откормочном свинарнике для содержания свиней она должна составлять 20 люкс. Следовательно приводим расчёт освещения к действующим нормам. Используя формулу 16 находим общее количество ламп, при известном их типе Б- 60, которое бы обеспечило освещение в 20 люкс(K).

                        К= ( Е×z×S×v)/(F×k),                             (16)

Где Е- средняя нормируемая освещённость по отраслевым нормам, лк;

        z- коэффициент запаса светильников;

        S- площадь освещаемого помещения, м2;

        v-  коэффициент минимальной освещённости ( при расположении светильников, близким к наивыгоднейшему), равен 1,1;

        F- световой поток принятой стандартной лампы, лм;

        k- коэффициент использования светового потока.

                                К= (20×1,5×648×1,1)/(715×0,58)=52 шт.

Находим среднюю освещённость ( Еср.) по формуле 17.

                                 Еср.= (F×n×k)/(S×z),                      (17)

Где F- световой поток источника света одного светильника, лм;

       n- число источников света ( электроламп);

       k- коэффициент использования светового потока;

       S- площадь освещаемого помещения, м2;

       z- коэффициент запаса светильников.

                                   Еср.= (715×52×0,58)/(648×1,5)=22 лк

Таким образом проведенный расчёт показал, что в данном свинарнике необходимо установить 52 светильника типа « Универсал» с лампами накаливания Б- 60.

Заключение

В данной курсовой работе мы проводили зоогигиеническую оценку и разрабатывали проектно- строительные решения по устройству и эксплуатации систем вентиляции и отопления свинарника для откорма 300 голов свиней.

Мы провели зоогигиеническую оценку по:

1.      Расчётам Естественной вентиляции, приточных каналов и вентиляционных труб. Приведенные расчёты показали, что для поддержания параметров микроклимата в свинарнике для откорма необходимо 6266 м3/ч количество воздуха в течение 1 часа подать/удалить из свинарника. А для того, чтобы подать/удалить это количество, необходимо установить 13 вытяжных труб в системе вентиляции.

2.      Расчётам теплового баланса. И расчёты показали, что для работы вентиляции разница между температурой воздуха в центре свинарника и температурой наружного воздуха не должна превышать 210 . В данном свинарнике необходимо установить 2 электрокалорифера мощностью по 23 кВт/ч, для обеспечения нормативного микроклимата.

3.      Расчёт естественной освещённости свинарника ( проводили при помощи расчёта светового коэффициента) показал, что световой коэффициент соответствует зоогигиеническим нормам и составил 1:15.

4.      Расчёты искусственной освещённости показали, что освещённость свинарника не соответствует нормам искусственного освещения. Следовательно для обеспечения нормы освещённости, в свинарнике необходимо установить 52 светильника типа « Универсал» с лампами накаливания Б-60.

В общем параметры микроклимата в свинарнике для откорма незначительно отличаются от соответствующих  отраслевых норм. Поэтому следует на это обратить внимание.

Список использованной литературы

1.      Юрков В.М микроклимат животноводческих ферм и комплексов/ В.М Юрков.- М.: Россельхозиздат, 1985.-223 с.

2.      Онегов А.П Гигиена сельскохозяйственных животных/ А.П Онегов, И.Ф Храбустовский, В.И Черных.-М.: колос, 1984.-400 с.

3.      Плященко С.И микроклимат и продуктивность животных/ С.И Плященко, И.И Хохлова.- Л.: Колос, 1976-208 с.

4.      Храбустовский И.Ф Практикум по зоогигиене/ И.Ф Храбустовский, М.В Демчук.-М.: Колос, 1984.-270 с.

5.      Баланин В.И Зоогигиениеский контроль микроклимата в животноводческих и птицеводческих помещениях/ В.И Баланин.- 2-е изд., перераб.и доп.-Л.: Агропромиздат, 1988-144 с.

6.      Ходанович Б.В Проектирование и строительство животноводческих объектов/ Б.В Ходанович.- М.: Агропромиздат, 1990.-225 с.

7.      « Численность свиней в сельскохозяйственных предприятиях Российской Федерации»// Свиноводство, 2010.- №7.- с.61

8.      Мысик А.Т Свиноводство/ А.Т Мысик, А.И Небеса.- М.: Колос, 1984

9.      Кузнецов А.Ф Гигиена содержания животных/ А.Ф Кузнецов.- Изд-во « Лань». 2004.- 640 с.

10. Общесоюзные нормы технологического проектирования свиноводческих предприятий ОНТП-2-77.- М.: Колос, 1979

11. Борисенко Е.Я Разведение сельскохозяйственных животных/ Е.Я Борисенко.- М.: Колос, 1967

12. Оборудование для создания микроклимата на фермах/ Д.Н Мурусидзе, В.А Оленев.-М.: Колос, 1972