Гигиеническая оценка задания на проектирование помещения для содержания коров

  Между рядом стоил находится кормовой проход шириной 2,3 метров для механизированной раздачи кормов.

   Вдоль продольных  стен находятся пристеночные проходы шириной 1,4 метра и две линии уборки навоза шириной 0,4 метра.

   Для уборки  навоза используются скребковые транспортеры ТС-1.

   Для поения  животных установлены индивидуальные  автопоилки ПА-1 над передним краем  кормушки в стойлах.

      Привязь используют цепную, состоящую из стояка-рамы, длинной цепи, длиной 1,5 метра и короткой, длиной 0,5 метра, барабанчика с кольцом.

   Раздачу кормов  осуществляют с помощью техники,  что в значительной степени  уменьшает затраты труда.

   В стенах высотой 3 метра, на уровне 1,2 метра от пола спроектированы окна размером 2,35*1,2 метра по 18 окон с каждой стороны. Материалом для стен является дырчатый кирпич.

   Для искусственного освещения установлено 62 лампы накаливания, мощностью по 100 Вт., расположенные в 4 ряда по 15-16 штук в каждом.

   В качестве  вентиляции используются вытяжные шахты количеством 7 шт площадью 1,5 м², внутри шахт имеются заслонки, дефлектор жаллюзийно-фонарного типа. Приток воздуха осуществляется через подоконные щели размером 2,35*0,135 м. Для обогрева помещения в зимнее время используется электрокалорифер марки СФОА-60 с продолжительностью работы 47 минут в час.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РАЗДЕЛ 5.    РАСЧЕТ ОБЬЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ ПОМЕЩЕНИЯ.

 

   Вентиляция помещения производится с целью создания благоприятного микроклимата, что способствует укреплению здоровья и повышению продуктивности животных, а также сохранению строительных материалов и конструкций.

Данные для расчета:

Коровы -  200 голов ( 125 голов- живой массой 600 кг. со среднесуточным удоем 15 литров и нетели 75голов- живой массой 420 кг.

 Длина помещения  ( l ) 66 м.

Ширина помещения (Ш) 21 м.

Высота стен 3 м.

Высота в коньке 5,8 м.

Район Могилев

t = 10 градусов по Цельсию

Относительная влажность = 70%

Температура наружного воздуха в среднем за март и ноябрь = -1,35^оС.

Абсолютная влажность 3,71 г / м³.

1. Расчет часового объема вентиляции (L) основного помещения по накоплению водяных паров в воздухе.

Расчет производится по следующей формуле:    

 

L=Q/(q1-q2)    , где

 

L – количество воздуха (м³), которое необходимо из помещения удалить за час, м³/ ч;

Q – количество водяных паров (г), которое выделяют находящиеся в помещении животные с учетом процентной надбавки влаги, испаряющейся с поверхности пола, кормушек, поилок и др. за час, г/ч;

q 1 – абсолютная влажность воздуха помещений (г/м³), при которой относительная влажность остается в пределах норматива;

q2 – средняя абсолютная влажность наружного воздуха (г/м³), вводимого в помещение в переходный период (ноябрь и март) по данной климатической зоне.

 

Необходимо рассчитать количество водяных паров, выделяемых поголовьем (Q). Расчет выполняется в виде следующей таблицы:

Количество водяных  паров, выделяемых животными, г/ч.       Таблица 5. 1.  

1	2	3	4	5
Количество животных, голов.	Живая масса одного животного, килограмм.	Продуктивность, литров.	Количество водяных  паров от одного животного, г/ч.	Количество водяных  паров от всех животных, г/ч.
125	600	15	549	68625
75	420		399	29925

   Итого: 98550 г/ч.

Все поголовье выделяет 98550 грамм водяных паров за 1 час.

   Испарение влаги  с ограждающих конструкций при  удовлетворительном санитарном режиме, исправно действующей канализации, регулярной уборке навоза в коровнике составляет 10%.

   10% от общего  количества влаги, выделяемой всеми животными данного помещения, составит 9855 г/ч.

98550 – 100%

Х - 10% 

 

Х=98550х10/100

 

Всего поступит водяных паров в воздух коровника за час

98550+9855=108405 г.

   В коровнике температура воздуха равна 10^оС и относительная влажность 70 %.

 

   Для расчета  абсолютной влажности (q1) известно, что максимальная влажность воздуха при температуре 10^оС   составляет 9,17. Следовательно, этой влажности соответствует 100 % относительная влажность, а в помещении относительная влажность должна быть 70 %.

9,17 – 100%

q1 - 70%

 

q1 = 9,17 х 70/100=6,42 г/м³

Абсолютная влажность наружного воздуха в Могилевском районе в ноябре -4,27 г/м³, в марте- 3,15 г/м³.

 

q2 = (4.27+3.15)/2=3,71  г/м³

 

Полученные данные подставим в формулу:

 

L=108405/(6,42-3,71)=4001,8 м3/ч

 

 

2. Расчет кратности воздухообмена в помещении.

Расчет ведется по следующей формуле:

Kp=L/V  , где

Кр – кратность воздухообмена, показывает сколько раз в течение часа воздух в помещении необходимо заменить на новый;

L – часовой объем вентиляции, м3/ч;

V – объем помещения, м³ (V=6098,4 м³)

Кр=4001,8/6098.4=7 раз в час

 

 

 

3. Определение объема вентиляции на 1 центнер живой массы

Расчет ведется по следующей  формуле:

V1=L/m   , где

 

V1  - объем вентиляции на 1 ц живой массы, м³/ ч;

L- часовой объём вентиляции, м³/ ч;

m – живая масса животных, ц.

m=(125х6)+(75х4,2)=750+315=1065 ц

тогда    V1 = 4001,8/1065=37,6 м³/ ч.

 

4. Расчет общей площади сечения вытяжных труб, обеспечивающих расчетный воздухообмен

Расчет ведется по следующей  формуле:

S1=L/v х 3600    , где

S1 – общая площадь поперечного сечения вытяжных шахт, м²;

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

3600 – число секунд в одном  часу.

 

   Разница температур  воздуха внутри помещения и  наружного воздуха (∆t): температура воздуха в коровнике +10^оС, средняя температура наружного воздуха в переходный  период = -1,15^оС (ноябрь = 0,2^оС, март = -2,5^оС). Следовательно, разница этих температур составит:

∆t =10-(-1,15)=11,15^оС

   Высота составляет вытяжной трубы 6 метров, v =1,15 м/с.

S1 =4001,8/1,15х3600=9,7м² 

Таким образом, общее  сечение вытяжных шахт равно 9,7 м².

   Количество вытяжных  шахт (n1) определяется по следующей формуле:

n1 =S1/s1            , где

S1 – общая площадь сечения вытяжных шахт, м²;

s1 – площадь сечения одной вытяжной шахты(1,2х1,25м), м².

n1=9,7/1,5=7 вытяжных шахт

Площадь приточных каналов (S2) составляет 60-70% от общей площади всех вытяжных шахт и вычисляется следующим образом:

S2= S1х0,6

S2=9,7х0,6=5,8 м²

  

Количество приточных каналов (n2) определяется по следующей формуле:

n2=S2/s2   , где

 

S2 – общая площадь сечения приточных каналов, м² ;

s2 – площадь сечения одного приточного канала, м².

   В коровнике приточные  каналы могут быть выполнены  в виде подоконных щелей. Если подоконная щель имеет площадь 2,35 м х 0,135 м = 0,31 м², то

n2 =5,8 /0,31 = 18 подоконных щелей, по 9 с каждой стороны в шахматном порядке для предупреждения сквозняков.

Так как кратность  воздухообмена составляет 7 раз в  час, тогда проводят расчёты принудительной вентиляции с механическим побуждением движения воздуха.

Количество вентиляторов (п₃), устанавливаемых в коровнике с принудительным воздухообменом :

n₃ = L / P                                                                                                                 ,где

 L – часовой объем вентиляции, м³/ч;

 Р – подача воздуха,  м³/ч.

Поэтому, в  коровнике целесообразно использовать 7 (4001,8 / 5700) центробежных вентиляторов ЦЧ № 5, 930 с воздухоподачей 5700 м³ каждый.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РАЗДЕЛ 6. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА В ЖИВОТНОВОДЧЕСКОМ ПОМЕЩЕНИИ.

  Температурный режим в помещении складывается под влиянием тепловыделений животных и тепла вносимого отопительными и вентеляционными системами, а также теплопотерь на обогрев поступающего воздуха, через ограждения здания и испарения влаги.

   Тепловой баланс  – это соотношение прихода  и расхода тепла в животноводческом  помещении. Он определяется по следующей формуле:

Qжив = Qвент + Qисп + Qздания  , где

Qжив – количество тепла, поступающего в помещение от животных, ккал/ч;

Qвент  - количество тепла, расходуемое на нагревание вентиляционного воздуха, ккал/ч;

Qисп – количество тепла, необходимое на испарение влаги с пола, кормушек, оборудования здания, ккал/ч;

Qздания – количество тепла, которое теряется через ограждающие конструкции здания в наружную атмосферу, ккал/ч.

Для расчета теплового  баланса 1 коровника на 200 голов берем следующие данные:

Внутренние размеры  коровника: длина – 66 м, ширина-21 м, высота в коньке крыши -5,8 м, высота стены -3 м.

Стены коровника из дырчатого кирпича на тяжелом растворе в два кирпича толщиной 0,525 м. Окна двойные размером 2,35х1,2 м, количество их  36. Ворота деревянные двойные размером 2,8х3 м, их четыре и одни размером 2,2х2,2 м; одни двери деревянные размером 2,2х1,2 м. Потолок совмещен с крышей. Покрытие железобетонное сборное с рулонной кровлей и утеплителем толщиной 0,16 метров. Температура в помещении 10⁰С , относительная влажность 70%. Район Могилев, средняя температура наружного воздуха в январе - -7,5⁰С и средняя абсолютная влажность наружного воздуха в январе 2,63 г/м³.

Поголовье животных в  коровнике:

1 группа – коровы  лактирующие, живой массой 600 кг, среднесуточный удой – 15 литров, их количество 125 голов;

2 группа – нетели, живой массой 420 кг, их количество75 голов.

  

1. Расчет прихода тепла в помещении.

      Количество  тепла, выделяемого животными,  ккал/ч.           Таблица 6. 1.

1	2	3	4	5
Количество животных, голов	Живая масса, кг.	Продуктивность, л.	Свободного тепла от одного животного, ккал/ч.	Всего ккал/ч.
125	600	15	823	102875
75	420		598	44850

   Итого: 147725 ккал/ч

 

 

Так как дополнительного тепла, поступающего от обогревательного оборудования нет, приход тепла в зимнее время года осуществляется от

              солнечной радиации и других источников. Но такой приход тепла незначителен и в расчет не принимается.

2. Расчет расхода тепла в помещении.

  2.1. Расчет количества тепла, идущего на обогревание наружного вентиляционного воздуха.

Qвен. = 0,24 х G х  Dt        , где

0,24 – теплоемкость воздуха, т.е. количество тепла в ккал, расходуемое на нагревание 1 кг воздуха на 1°С, ккал/кг/град;

G – количество воздуха в кг, удаляемого из помещения вентиляцией или поступающего в него в течение часа в январе месяце, кг/ч;

Dt – разность между температурой воздуха внутри помещения и наружного воздуха, °С.

При расчете G необходимо произвести корректировку расчета объема вентиляции на самый холодный месяц (январь):

 

 

А так же необходимо объемные единицы перевести в весовые. 1 м³ воздуха при температуре 10 °С и среднем барометрическом давлении 760 мм рт.ст., весит 1,247 кг .

G = 28603 х 1,247 = 35667,9 кг/ч

Dt = 10 °С – ( -7,5°С) = 17,5°С.

Расход тепла  на обогревание поступающего воздуха:

Q вен. = 0,24 х 35667,9 х 17,5 = 149 805,2 ккал/ч

2.2. Расчет расхода тепла на испарение влаги с поверхности пола и других ограждений (Q исп.) производят путем умножения количества испаряющейся с пола и других ограждений влаги на 0,595 ккал, т.е. на количество тепла в ккал, расходуемого на испарение 1 г влаги.

Количество  влаги, испаряющейся с пола и ограждающих  конструкций здания, определяем в виде процентной надбавки от количества влаги, выделяемой всеми животными, находящимися в данном помещении. Эта величина составляет 9 855 г/ч .

Q исп. = 9 855 х 0,595 = 5 863,7 ккал/ч.

2.3. Расчет теплопотерь  через ограждающие конструкции  коровника:

Q_о.з.д..=     , где

∑ – показатель того, что все произведения k x F суммируются;

k – коэффициент общей теплопередачи материала (в ккал/ч/м²/град);

F – площадь ограждающей конструкции, м²;

Dt – разность между температурой внутреннего и наружного воздуха, °С.

Теплопотери через ограждающие элементы здания определяют, дифференцировано: стен, окон, ворот и дверей, пола совмещенного покрытия, так как их площадь и коэффициенты теплопередачи разные.

Коэффициент общей теплопередачи  для нашего примера составляет для  бесчердачного перекрытия 0,65; стен – 0,89, окон 2,5; ворот и дверей - 2,0

 Площадь ограждающих конструкций рассчитывается следующим образом:

1. Площадь потолка (помещение с чердачным перекрытием) – путем умножения внутренних размеров длины и ширины помещения. Площадь совмещенного (бесчердачного перекрытия) – путем умножения ширины покрытия на его длину и на количество сторон покрытия.