Гигиена животных

В свинарнике 400 голов супоросных маток. Живая масса холостых и супоросных маток принята 150 кг.

Размеры здания: 15×90×3,2.

Температура в свинарнике +18°С, относительная  влажность 70%.

1. Расчет системы естественной вентиляции на холодный период, по содержанию углекислого газа и влажности:

L_CO2=C/C₁-C₂

где L_CO2 – часовой объем вентиляции

       C – количество CO₂, которое выделяют все животные в помещении в течении 1 часа

       C₁ – допустимая концентрация CO₂ в воздухе помещения

       C₂ – содержание СО₂ в 1 м³ атмосферного воздуха

 

С₁=0,2% или 2 л/м³

С₂=0,03% или 0,3 л

 

Количество СО₂ выделяемое одной свиноматкой равно 42 л/ч, следовательно всего 400 свиноматок будут выделять: 42×400=16800 л/ч.

L_CO2 = 16800/2-0,3=9882,3 м³/ч.

 

2)   Частоту или кратность воздухообмена в помещении определяют путем деления часового объема вентиляции на внутреннюю кубатуру помещения:

          К=L/V

где К –  кратность воздухообмена

       L – воздухообмен, м³/ч

        V – объем помещения, м³

V= 15×90×3,2= 4320 м³

К= 9882,3/4320=2,3 раза в час.

3)  Объем вентиляции на одно животное определяют путем деления часового вентиляции (L) на количество находящихся в помещении животных (n):

      V₁=L/n=9882,3/400=24,7 м³/ч.

4)  Рассчитываем  необходимую общую площадь сечения  вытяжных каналов, которая в  состоянии обеспечить расчетный  объем вентиляции, проводят по  формуле L=SVt, откуда:

      S=L/Vt

где S – площадь вытяжных шахт

       L – воздухообмен в переходный период

        V – скорость движения воздуха в шахтах

         t – расчетное время, 1 час=3600 с.

Скорость  движения воздуха в шахтах определяем по таблице, при разнице температур 38⁰С (18⁰-(-20⁰)) и высоте вытяжной трубы 4м будет равна 1,75 м/с.

S=9882.3/1,75х3600=1,56 м²

Площадь сечения  одного вытяжного канала равна 0,8х0,8=0,64м², тогда число вытяжных каналов будет: 1,56/0,64=2,4м, т.е. 3 трубы.

При определении  общей площади сечения приточных  каналов исходят из того, что она  составляет 80% от общей площади сечения  вытяжных каналов:

S=1,56×0,8=1,25 м³– площадь сечения приточных каналов.

Сечение приточных  каналов 0,2х0,2, площадь одного сечения 0,04м², тогда число приточных каналов будет равно 1,25/0,04=32 приточных канала.

Расчет вентиляции по влажности воздуха:

1) Расчет системы естественной вентиляции на переходный период:

                       L=W/(d₁-d₂) 

 где L- часовой объем вентиляции, м³\час

       W - количество водяных паров, которое выделяют находящиеся в помещении животные за 1 час. К этому числу необходимо добавить 10% водяных паров, поступающих в воздух вследствие испарения из влажных поверхностей (пол, кормушки), потолок, системы канализаций и др.

      d₁ – допустимое влагосодержание

     d₂ – влагосодержание наружного воздуха

Количество  водяных паров выделяемых на 1 свиноматкой – 135 г/ч.

Всего водяных паров: 135 г/ч ×400=54000

Количество  водяных паров с учетом 40% надбавки – 54000*0,4=21600 г/ч.

Всего водяных  паров : 54000+21600=75600

Находим допустимое влагосодержание:

максимальная  относительная влажность 70%, максимальная влажность воздуха при температуре +18⁰С равна 12,9, таким образом:

12,9 – 100%

х – 70%             х=12,9×70/100=9,03 мм.рт.ст.

влагосодержание наружного воздуха составляет  1г/м³, при наружной температуре -20⁰С.

L=75600/9,03-1=9414,6 м³/ч

2)  Определяем кратность воздухообмена:        

К= L/V=9414,6/4320=2,17 раз в час

3) Определяем  объем вентиляции на одно животное:

      V=L/n

     V=9414,6/400=23,5 м³/ч

4) Общую площадь  вытяжных каналов, обеспечивающих  расчетный воздухообмен, находим  по формуле:

      S_{выт.шахт}=L/vt

      S_{выт.шахт}=9414,6/1,75×3600=1,49 м²

Площадь одной  трубы сечением 0,8х0,8 равна 0,64м², следовательно одна вытяжная труба имеет:  S_общ.=1,49×0,8м³ , тогда количество приточных каналов сечением 0,2х0,2 будет равно 30.

По расчету  вентиляции по углекислоте видно, что  часовой обмен воздуха в свинарнике равен 9882,3 м³/ч. Расчет того же показателя по влажности показал, что обмен воздуха, рассчитанный по углекислоте, явно недостаточен, так как при нем влажность воздуха в конюшне будет намного превышать зоогигиенический норматив.

Влажность помещения  при недостаточном воздухообмене  вычисляется по формуле:

L=W/(d₁-d₂)

d1=75600/9882,3+1=8,65 г/м³.

Из полученного  результата видно, что абсолютная влажность  воздуха в свинарнике  при условии  обмена воздуха  в нем, рассчитанного  по углекислоте, будет равна 8,65г/ м³.

Относительная влажность равна: R %= 8,65/12,9×100=67%

Воздух в  свинарнике будет насыщен водяными парами и будет выпадать в виде конденсата на ограждающие помещения.

Свинарник оборудуется  приточно-вытяжной вентиляцией с  естественным побуждением, основанной на разности внутренней и наружной температур. Загрязненный воздух удаляется  из помещения через вытяжные трубы, а приток воздуха осуществляется через боковые приточные каналы.

Расчет  теплового баланса

Тепловой баланс – это равновесие между приходом и расходом тепла.

Для создания оптимального температурно-влажностного режима в помещении необходим  значительный обмен воздуха. Однако его трудно поддерживать на оптимальном  уровне, особенно в холодные периоды  года. Правильно решить вопросы оптимизации  микроклимата в каждом конкретном помещении  помогает расчет его теплового баланса  еще на стадии проектирования, а  затем строительства и эксплуатации помещения.

Для расчета теплового баланса  помещения необходимо знать величину поступления тепла от самих животных (свободное тепло) и от источников искусственного обогрева, величину расхода  тепла помещением, теплопотери на нагревание холодного вентиляционного  воздуха, через ограждающие конструкции  и на испарение влаги из ограждающих  конструкций внутри помещения. Поступление  тепла в помещение определяется количеством его, выделяемым животными, поступлением тепла от отопительных приборов, электрооборудования, светильников, а в летний период и от солнечной  радиации.

Если расход тепла будет меньше, чем приход, то баланс положительный, в этом случае требуется дополнительная вентиляция. Если приход будет меньше, то баланс отрицательный и требуется  дополнительный обогрев зданий.

Тепловой баланс помещения рассчитывают по формуле:

Q_ж=Q_огр.+Q_вент.+Q_исп.

где Q_ж – поступление тепла от животных, ккал/ч

        Q_огр. – потери тепла через ограждающие конструкции здания, ккал/ч

         Q_вент. – теплопотери на обогрев вентиляционного воздуха, ккал/ч

           Q_исп. – испарение влаги с пола, подстилки, поилок, мокрых поверхностей

 

Свободное выделение  тепла от животных: 1 свиноматка выделяет в час 202 ккал. Всего в свинарнике 400 маток, таким образом, они вместе выделяют 202×400=80800 ккал в час.

Таблица № 1. Определение теплопотерь через  ограждающие конструкции

Вид ограждений	Площадь, м2	K	K S	∆t	Теплопотери ккал\ч.
1.Пол	1350	0,4	540	38	20520
2.Потолок	1350	0,92	1242		47196
3.Окна	27	2,5	67,5		2565
4.Ворота	20	2	40		1520
5.Стены	4320	0,46
6.Стены (без учета окон и ворот)	4273	0,46	1965,5		74689
Итого			3855		146490

 

Необходимо  сделать 13 % надбавки: 146490×0,13=19043,7, следовательно  Q_огр.=19043,7 ккал/ч.

Следовательно, общий распад тепла, необходимого на нагрев всех ограждающих конструкций  свинарника будет:

146490+19043,7=165533,7ккал/ч

Далее находим  теплопотери на обогрев вентиляционного  воздуха по формуле:

Q_вент.=0,24хGх(t_в-t_н)

G – количество воздуха поступающего в помещение в кг.

При температуре воздуха в свинарнике +18С и среднем барометрическом давлении 755 мм.рт. ст. масса одного куб.м воздуха составит 1,205 кб.м\кг (из таблицы объемной массы воздуха ).  Объем воздуха обмена в 1ч (по влажности) 9414,6 кб.м\ч. Следовательно, масса всего вентиляционного воздуха будет равна: G=1,205х9414,6=11344,5 кг.

Q_вент.=0,24×11344,5(18-(-20))=103461,8

Кроме того, необходимо учесть тепло, уходящие на испарение влаги с поверхности  пола, кормушек и ограждающих конструкций (Q_исп). Теплопотери для свинарников составляют 40% от общего количества влаги, выделяемой всеми животными. При расчете вентиляции по влажности было установлено, что данная величина составляет 21600 г\час. Если на испарение 1г влаги затрачивается 0,595ккал тепла, то Q_исп=0,595х21600=12852ккал\час.

Q_ж=19043,7+103461,8+12852=135357,5 ккал/ч

Расчет показывает, что расход тепла превышает теплопоступление на 54557,5 ккал/ч, что свидетельствует об отрицательном тепловом балансе помещения для свиней.

Необходимо рассчитать так же ∆t теплового баланса, необходимого для расчёта предельно низкой внешней температуры воздуха, при которой еще возможна беспрерывная эксплуатация вентиляции:

    ∆t= Q_жив- W_зд/ Gх0,24+∑KF

Подставляя полученные ранее  данные в формулу получаем:

∆t =135357,5-9414,6/11344,5×0,24+3855=19,1°

Для беспрерывной работы вентиляции разница между температурой воздуха  в середине помещения и температурой внешнего воздуха не должна  превышать 19,1°С. Расчет ∆t нулевого теплового баланса животноводческого помещения показал, что для того, чтобы поддерживать температуру воздуха внутри стойлового помещения на уровне 18°С, температура внешнего воздуха не должна опускаться ниже  -1°С.

Для сохранения нормального температурного режима необходимо:

1. обеспечение   надежной работы системы канализации, позволяющей удалять лишнюю влагу;
2. систематическое применение веществ, поглощающих влагу;
3. обеспечение снижения общих потерь через внешние ограждения.

Если обеспечить эти требования невозможно, то единственным выходом  остается подогрев приточного вентиляционного  воздуха. Для этого необходима установка  вентиляционно - отопительного оборудования типа ТВ-6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4. Расчет освещенности помещения

Расчет естественной освещенности помещения:

применяют геометрический метод нормирования освещенности, который  основан на вычислении светового  коэффициента (СК).

Свинарник имеет  размеры: длина = 15м, ширина=90м, следовательно, площадь пола равна 1350 м.

Нормативное значение светового коэффициента для  свинофермы равно 1:10.

На ферме  имеется 18 окон размером 1,5×1 м (двойные)

S_{окон. пр.} = 18×1,5×1=27м²

S_{чист. стекла} =27-5,4=21,6 м²×2= 43,2 м²

СК= 1350/43,2=31

Таким образом, световой коэффициент равен 1:31.

В свинарнике 18 окон, которые располагают по 9 на каждой продольной стороне здания на высоте 1,2 м от пола.

Расчет искусственной  освещенности:

В животноводческих помещениях для выполнения технологических  процессов необходимо и искусственное  освещение, так как естественное освещение обеспечивает только 70% требуемой  продолжительности освещения в  весенне-летний период и лишь 20% в  осенне-зимний период. Причем в помещениях используется искусственное освещение: технологическое (рабочее) и дежурное.