Гигиеническая оценка подстилочных материалов, способы использования. Загонная система пастьбы крупного рогатого скота, ее гигиеническое значение. Расчет часового объема вентиляции по содержанию углекислоты и влаги, теплового баланса и освещения коровника.
Аннотация к работе
Во время пастьбы скота в одном загоне в других загонах травостои «отдыхают», т. е. там трава имеет возможность отрастать. Количество загонов определяют исходя из продолжительности периода отрастания травостоя до пастбищной спелости, количества циклов стравливания, числа дней пастьбы на одном загоне в течение одного цикла стравливания, удельного веса пастбищной травы в общем балансе зеленых кормов. Поэтому необходимо, исходя из технических характеристик дождевальных машин и предварительно намеченной схемы оросительной сети, уточнить количество и размеры загонов, изменив, например, в допустимых пределах число дней пастьбы в одном загоне. то количество влаги, которое выделяют животные, находящиеся в помещении (г/час) испарения с инвентаря, пола и поилок (эта влага составляет 10% от влаги, выделенной животными); Определяем общее поступление влаги, выделенной животными в помещении (г/час) [2, табл.11]: а) количество влаги, выделенной животными в помещении (г/час): Q1 = (549 14 Ч 4) Ч 58 = 35090 г/час;
Введение
Во всех развитых странах мира проблема обеспечения населения высококачественными мясом и мясопродуктами решается за счет интенсивного развития отрасли специализированного мясного скотоводства.
В Украине мясо говядины преимущественно получают за счет использования на убой поголовья ремонтного молодняка и выбраковки поголовья взрослого скота молочных и молочно-мясных пород.
Анализ динамики поголовья крупного рогатого скота, производства молока и говядины в Украине показывает, что продовольственная проблема сегодня стоит достаточно остро. В то время, когда в мире растет спрос на молоко и на этот продукт поднимаются цены, в Украине продолжается сокращение его производства, поскольку поголовье животных уменьшается. Сегодня нет стимула для содержания коров, и в первую очередь в личных крестьянских хозяйствах и небольших фермах.
Но, исходя из научно обоснованных норм питания, человек должен потреблять в год 400 кг молока и 45 кг говядины. Поэтому необходимо в хозяйствах всех форм собственности Украины иметь около 6,0-6,5 млн. молочных коров (при надое 3,5-4,0 тыс. кг молока) и 1,5-2,0 млн. мясных коров (или более 30%). Необходим поиск решений этой проблемы в нашей стране.
Анализируя мировой опыт, решить ее возможно за счет всестороннего развития отрасли специализированного мясного скотоводства, которая может обеспечить увеличение производства высококачественной говядины. Главной причиной уменьшения количества скотоводческих ферм в нашей стране является то, что эта отрасль требует довольно больших капитальных вложений, которые характеризуются медленным оборотом. По мнению автора, введение новых технологий содержания и ухода за животными помогут сократить количество заболеваний среди КРС, а соответственно - процент выбракованных и непригодных для употребления голов, что имеет не малое финансовое значение для любой фермы.
Известно, что эффективность отрасли молочного и мясного животноводства обусловлена тремя основными факторами: условиями содержания, полноценным кормлением и генетическим потенциалом животных.
Именно по причине поиска оптимальных условий для улучшения содержания КРС в животноводческих помещениях автором в данной работе приведена санитарно-гигиеническая оценка таких важных микроклиматических показателей как вентиляция и тепловой баланс. Кроме расчета макроклиматических показателей коровника на 200 голов, размещенного в Липецкой области, в работе также рассмотрены следующие вопросы: гигиеническая оценка подстилочных материалов и способы их использования; загонная система пастьбы КРС, ее гигиеническое значение. скот вентиляция тепловой гигиенический
1. Осмотр литературы
1.1 Гигиеническая оценка подстилочных материалов, способы использования
Очень важно иметь достаточный запас подстилочного материала. В качестве подстилки используют сухую ржаную солому, торф, опилки и древесные стружки, еловые ветки, сухие древесные листья. Наилучшей считается соломенная подстилка. Ее требуется до 2,5 кг в день на корову. Солому желательно измельчать на отрезки 18-27 см. В таком виде она лучше впитывает навозную жижу и удобна для уборки.
Торф - весьма гигроскопичный подстилочный материал. Он хорошо впитывает влагу, но неудобен тем, что загрязняет животное, поэтому его надо применять как подсобную к соломе подстилку. Потребляют на подстилку по 1-3 кг торфа в день на корову.
Елочные ветки как дополнительный подстилочный материал хуже торфа, потому что обладают малой поглотительной способностью. Несколько лучше опилки лиственных деревьев. Опилок требуется 2-5 кг в день на корову. Сухие листья приравниваются к опилкам.
Подстилка в стойле должна быть достаточно влагоемкой, без примеси ядовитых растений и семян сорных трав, без плесени. Из всех подстилочных материалов лучшей считается солома озимых культур. Она хорошо впитывает влагу, при этом высоким остается качество навоза. Можно применять и сухие опилки. Они также хорошо поглощают мочу, но загрязняют кожу животного и ценность их, как удобрений, весьма низка. Кроме того, влажные опилки очень холодны.
Меняют подстилку по мере ее увлажнения и загрязнения. Если своевременно не убрать ее, в результате разложения мочи и навоза образуются ядовитые газы - аммиак и сероводород, которые вызывают раздражение слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей, служат нередкой причиной болезни. Поэтому навоз из коровника следует убирать ежедневно, а лучше дважды в течении суток - утром и вечером. От коровы за год получают около 10 т навоза, являющегося ценным органическим удобрением.
Несмотря на постоянный спор поставщиков и производителей оборудования для содержания КРС о том, какая подстилка наиболее эффективна (органическая или неорганическая), большинство аграриев продолжают использовать привычный для них материал - солому, опилки и песок. Правда некоторые из них начинают испытывать на прочность новые виды подстилки - переработанный навоз или современные многослойные матрасы.
Подстилка из органических материалов создает среду для развития бактерий и вызывает различные заболевания. Потери молока при этом в разы превышают стоимость матрасов, позволяющих избежать вышеуказанных проблем. Кроме того, подстилочные материалы должны быть наивысшего качества, стало быть, ежедневные затраты на них будут составлять значительную часть общих расходов на содержание фермы. Например, стоимость соломы пригодного качества (свободная от сорных трав, не затхлая, не заплесневевшая или заржавленная) постоянно растет. Если на одну корову в день необходимо в среднем 12-15 кг соломы, то на ферму в 800 голов понадобится 2-3 т в день. Эти цифры соответствует урожаю с 1 га земли.
К подстилке, изготовленной из неорганических материалов, относят резиновые маты. Они пользуются спросом у аграриев изза своей невысокой стоимости. Однако этот выбор не обеспечивает оптимальных условий для содержания КРС. Корова не имеет мышц, обеспечивающих плавное приседание, поэтому на расстоянии 30 см от пола она падает. И поскольку вес среднего животного составляет 600 кг, при столкновении с твердым матом корова быстро набивает ссадины и ушибы, приводящие к болезням ног и суставов.
Другой вид подстилки - матрасы, состоящие из множества компонентов (рубленой резины, латекса, подкладки из вспененного полиуретана, водонепроницаемого воскового покрытия).
1.2 Загонная система пастьбы КРС, ее гигиеническое значение
Пастьба скота является одним из самых древних занятий людей. До XVII в. у аграриев не было вопроса: пасти животных или нет? В то время жизнь всех домашних жвачных животных была связана с пастбищами и в основном зависела от их травостоя. Однако позднее домашний скот все чаще стали ставить на круглогодовое стойловое содержание, так как пастбищ стало не хватать. К нашему времени уже сложились различные системы содержания скота, а также определились технологии использования лугов и пастбищ, с учетом особенностей которых и ведется ныне пастьба животных.
На первый взгляд, естественные пастбища не требуют заботы. Паси и получай продукцию. Отнюдь! Чтобы луг работал на молоко, его надо заботливо готовить к сезону. Эту работу проводят ранней весной, до перевода животных на пастбище. Она необходима для правильного использования пастбищ и предупреждения всевозможных травм животных, отравлений их ядохимикатами , удобрениями, ядовитыми растениями и т. д. В подготовке желательно участие и владельца, поскольку именно ему потом обслуживать коров на данной территории.
В организации использования пастбищ система содержания животных имеет важное значение. Различают 3 основные системы: стойловую, пастбищную и стойлово-пастбищную.
Загонную (ротационную) пастьбу применяют, чтобы дать возможность травам свободно отрастать после выпаса на них животных. Для этого пастбищную территорию необходимо разбить на несколько участков-загонов, на которых травянистую растительность можно стравливать животным в определенной последовательности. Загоны отделяют один от другого обычно изгородями или канавами с протекающей в них водой. Во время пастьбы скота в одном загоне в других загонах травостои «отдыхают», т. е. там трава имеет возможность отрастать.
Период, в течение которого по одному последовательно стравливают все отведенные для выпаса скота пастбищные загоны, называют циклом стравливания. Таких циклов может быть несколько в течение пастбищного периода. При возвращении стада животных на пастбище в один из загонов, в котором уже стравливались травы, начинается второй (или последующий) цикл стравливания.
Переход к загонной системе пастьбы скота вызывает некоторые материальные и трудовые затраты на огораживание загонов, что, в свою очередь, затрудняет проведение ряда агротехнических работ по уходу за травостоями.
Ограды, разделяющие загоны для выпаса животных, могут быть постоянными или временными - переносными. Обычно ограждение устраивают в виде штакетника из некондиционных досок и планок из дерева.
При устройстве перемещаемых ограждений для пастбищ и лагерных загонов удобнее использовать переносные электрические изгороди, которые иногда называют электропастухами. В комплект с электроизгородью входят генератор импульсов, барабан с гибким проводом, стойки, поворотные ручки, предупреждающие плакаты и флажки, заземлитель. Проволочное ограждение этой электроизгороди находится под напряжением 9 В.
Пастьба на привязи применяется при загонной пастьбе лишь в индивидуальных крестьянских хозяйствах, на полях при выпасе небольшого поголовья животных (от 1 до 4 гол). В этом случае потери корма практически отсутствуют, но велики затраты труда на выгон, привязывание и пригон каждого животного.
Правильное использование гуртовых участков предполагает деление их на загоны очередного стравливания. Организация загонной системы пастьбы позволяет проводить многократное стравливание без снижения продуктивности пастбища и ухудшения ботанического состава травостоя. Загонная пастьба скота предусматривает чередование сроков стравливания пастбищ в загонах очередного стравливания и во времени. Животных выпасают в загоне непродолжительное время (до 6 дней), а затем перегоняют их в следующий загон и так продолжается до последнего загона. Продолжительность отдыха травостоя в каждом загоне меньше продолжительности цикла стравливания на число дней пастьбы в загоне.
Проектирование загонов очередного стравливания заключается в определении их количества и размеров, установлении формы и размещении загонов.
На количество и размеры загонов влияет установленный пастбищеоборот. Количество загонов определяют исходя из продолжительности периода отрастания травостоя до пастбищной спелости, количества циклов стравливания, числа дней пастьбы на одном загоне в течение одного цикла стравливания, удельного веса пастбищной травы в общем балансе зеленых кормов. При этом учитывают продуктивность пастбищ, площади гуртовых участков, тип дождевальной машины и схему размещения оросительной сети. Площадь загонов очередного стравливания определяют исходя из размера гуртового участка и количества загонов.
Между количеством загонов и установленным пастбищеоборотом существует тесная взаимосвязь, заключающаяся в том, что число загонов очередного стравливания должно быть кратным числу участков пастбищеоборота, тип которого устанавливается исходя из оптимального количества и площади загонов. Особенностью проектирования загонов на орошаемых пастбищах является то, что на требования, предъявляемые к определению их количества и размеров, установлению формы, размещению, влияют условия орошения: вид оросительной системы, тип дождевальной машины и схема размещения оросительной сети.
Проектирование загонов на орошаемых пастбищах производится с учетом тех же требований, что и на неорошаемых пастбищах, но в первом случае все они должны быть взаимоувязаны с условиями орошения. Поэтому необходимо, исходя из технических характеристик дождевальных машин и предварительно намеченной схемы оросительной сети, уточнить количество и размеры загонов, изменив, например, в допустимых пределах число дней пастьбы в одном загоне. Для увязки расчетного количества и размеров загонов с рекомендуемыми их параметрами типовой схемой оросительной сети иногда достаточно изменить соотношение сторон загонов.
Однако следует учесть, что количество загонов в каждом конкретном случае определяется исходя из хозяйственных и природных условий сельскохозяйственного предприятия. Форма загонов и соотношение сторон устанавливается исходя из требований высокопроизводительного использования поливной и другой техники на пастбищах, рациональной пастьбы животных, лучшего использования пастбищ, минимальной протяженности скотопрогонов и периметра загонов очередного стравливания. В конкретных случаях эти требования могут находиться в противоречии.
Поэтому при определении формы и размеров сторон загонов необходимо исходить из главных требований, в большинстве случаев которыми являются производительное использование поливной техники, рациональная организация пастьбы, минимальная протяженность скотопрогонов и периметра загонов. По форме наиболее целесообразны прямоугольные загоны, близкие к квадрату или вытянутые (в зависимости от площади) к водному источнику с соотношением сторон 1:2, 1:3. Ширину загонов устанавливают такой, чтобы обеспечить нормальный разворот гурта во время пастьбы.
Для организации удобной пастьбы животных ширина загона в расчете на одну корову должна быть не менее 0,5-0,7 м. При больших площадях загонов длина их должна быть не более 600-800 м.
Длина и ширина загонов при орошении пастбищ должны быть равны или кратны ширине захвата дождевальных крыльев, расстоянию между гидрантами, длине поливного трубопровода. Размещение загонов производится в тесной увязке с определением их количества и размеров, формы и соотношения сторон. Загоны необходимо размещать с учетом: - высокопроизводительного использования поливной техники;
- минимальной протяженности оросительной сети, скотопрогонов и периметра загонов;
- независимого полива каждого загона;
- рельефа и сторон света;
- кратчайшего доступа к ферме (лагерю) и водному источнику.
С целью более полного использования пастбищ, равномерного поступления зеленого корма и лучшего проведения мероприятий по уходу за травостоем каждый загон должен быть однотипным по травостою. Высокопроизводительное использование поливной техники достигается при размещении загонов в соответствии с типовой схемой расположения оросительной сети. Минимальная протяженность скотопрогонов может быть достигнута при длинных, но узких загонах, что приводит, однако, к увеличению периметра загона, а следовательно, к увеличению затрат на огораживание.
Поэтому необходимо найти оптимальное проектное решение, не противоречащее производительному использованию поливной техники. Независимый полив каждого загона достигается тогда, когда он привязан к определенному магистральному (транспортирующему) или распределительному трубопроводу (или каналу) и вода для орошения не подается через оросительные трубопроводы соседних загонов. Это требование вытекает из той особенности орошаемых пастбищ, что на каждом загоне после его очередного стравливания скотом должны быть немедленно проведены подкашивание и вывоз сорной и не съеденной травы, внесены минеральные удобрения и осуществлен полив.
С этой целью перед началом пастбищного периода составляют совмещенный график поливов и стравливания загонов, орошаемых одной дождевальной машиной с учетом времени на проведение других мероприятий. На эрозионно-опасных участках рельефа во избежание смыва и размыва почвы и образования скотобойных троп загоны следует размещать длинными сторонами поперек склона или под небольшим углом к горизонталям. Кратчайший доступ от каждого загона к ферме (лагерю) и водному источнику достигается при компактном размещении гуртовых участков и проектировании загонов в виде коридорной системы с выходом их коротких сторон на скотопрогон. При несогласовании или противоречии некоторых требований, предъявляемых к размещению загонов, необходимо принять окончательное проектное решение исходя из основных требований в данном конкретном случае. Ими в большинстве случаев будут: - высокопроизводительное использование поливной техники, -кратчайший доступ к каждому загону, - защита почв от эрозии.
В необходимых случаях следует разработать и проанализировать варианты различного размещения загонов.
Ранней весной, сразу же после схода талых вод, участки, предназначенные для пастьбы животных, обследует комиссия, состоящая из зоотехника и ветеринарного врача, председателя колхоза или директора совхоза, заведующего животноводством или фермой. В план обследования или осмотра пастбищ входят составление инвентарной описи пастбищных участков, уточнение границ участков, определение состояния тырл, стойбищ и лагерных построек. При обследовании учитывают обеспеченность пастбищных участков травой и качество последней, а также качество почвы и рельеф участков, степень влажности их, наличие воды и ее качество. Вместе с этим комиссия выбирает места, наиболее подходящие для расположения стойбищ или лагерей. Особое внимание обращают на санитарное состояние пастбищных участков.
После обследования участки распределяют между отдельными видами и группами животных и составляют план по подготовке пастбищ, стойбищ и лагерей для летнего содержания скота. В подготовку пастбищной территории входят мероприятия, способствующие увеличению продуктивности (урожайности) пастбищ и улучшению их санитарного состояния, а именно: очистка ее от навоза, костей, валежника, хвороста и от всякого мусора, а также расчистка от кустарника, осушение заболоченных участков, освежение задерненных площадей, известкование, подкормка минеральными удобрениями и подсев трав на оголенных участках. Старые скотомогильники необходимо огородить, чтобы они были недоступны для животных. Пастбища низкие, заболоченные надо осушать для освобождения их от зародышей гельминтов. В местах, неблагополучных по пироплазмозу, пастбища очищают от кустарников, на которых обитают клещи-переносчики пироплазмоза сельскохозяйственных животных. Болотистые, тонкие места, глубокие ямы и заброшенные колодцы, а также мелкие загрязненные водоемы (болота, лужи) огораживают.
На местах прогонов животных от зимних помещений или лагерей к пастбищу, к водопою, от загона к загону исправляют дороги, мосты и осушают топкие места. Прогоны-дороги делают удобными и достаточно широкими, чтобы животные не скучивались и не наносили друг другу травматических повреждений.
2. Расчетная часть
Исходные данные: Область Липецкая, наружная температура воздуха - (-260С), абсолютная влажность воздуха 0,23 г/м3, температура в коровнике - 90С, относительная влажность воздуха в коровнике - 66%, АД - 746 мм.рт.ст.
В коровнике размещено 200 коров, из них 58 коров с живой массой 600 кг, удой 19 л, 42 сухостойные коровы с живой массой 600 кг, 100 коров с живой массой 500 кг, удоем 10 л.
Длина коровника - 76,5 м, ширина - 27 м, высота 3 м (размеры внутренние).
Стены саманные, толщина 0,5 м, полы - бетонные в проходах, в стойлах - деревянные.
Дверей 2, размером 2*1,75 м. ворот 4, размером 2,2*1,75 м. Окон 40 с двойным остеклением 1,5*1,2м. Вытяжных каналов 4, сечением 1*1м.
Приток осуществляется вентилятором с производительностью 12100 м3/час, его КПД - 0,6.
Освещение - 40 электроламп, мощностью 75 Вт.
Перекрытие: доски 30 мм, стекловата 150 мм, рубероид - 2 мм, асбоцементные листы унифицированного профиля - 10 мм.
2.1 Расчет часового объема вентиляции в коровнике по содержанию углекислоты
Для определения объема вентиляции по содержанию углекислоты пользуются формулой: L = К/ (С<1 - С2);>
где L - часовой объем вентиляции, м3/час;
К - количество углекислоты, выделенной при дыхании всеми животными, которые находятся в помещении за 1 час, л/час;
C1 - содержание углекислоты в 1 м воздуха помещения, л/м ;
С2 - содержание углекислоты в 1 м3 атмосферного воздуха, л/м<3.>1. Определяем количество углекислоты, которое поступает в помещение от всех животных (л/час), которое зависит от веса животного, его продуктивности, физиологического состояния, пола и возраста. [2, табл.11]
К=К1 К2 К3, где К1 - количество углекислоты, которое поступает в помещение от первой группы животных (58 лактирующих коров, живой массой 600 кг и удоем 19 л) : К1 = (171 6,5 Ч 4) Ч 58 = 11426 л/час
К2 - количество углекислоты, которое поступает в помещение от второй группы животных (42 сухостойных коровы, живой массой 600 кг): К2= 138 Ч 42 = 5796 л/час
К3 - количество углекислоты, которое поступает в помещение от третей группы животных ( 100 лактирующих коров, живой массой 500 кг и удоем 10 л): К3 = 142 Ч 100 = 14200 л/час;
К=К1 К2 К3= 11426 5796 14200 = 31422 л/час.
Определяем допустимое количество углекислоты в воздухе помещения: С1 = 0,25-0,3%, переводим в литры: C1 = 2,5 - 3,0 л/м<3 .>Определяем содержание СО2 в атмосферном воздухе.
В атмосферном воздухе Земли содержится 0,03-0,04% углекислоты. Переводим в литры: С2 = 0,3-0,4 л/м<3>L = 31422/(2,5-0,3) = 14282,7 мі/час
2. Рассчитываем часовой воздухообмен на 1 центнер живой массы
L" = L / m;
где L’- часовой воздухообмен на один центнер живой массы, м3/час/ц;
L - часовой объем вентиляции, л/час;
m - масса всего поголовья в центнерах, ц. m = (58 х 600) (42 х 600) (100 х 500) = 110000 кг = 1100 ц.
L" = 14282,7 м3/час / 1100ц = 12,9 м3/час/ц.
3.Рассчитываем часовой воздухообмен на одну голову, м<3/ч/гол.>L"" = L / n;
где L"" - часовой воздухообмен на одно животное, м3/час/гол;
L - часовой объем вентиляции, л/час;
n - количество голов, гол.
L"" = 14282,7 м3/час / 200 гол = 71,4 м3/час/гол.
4. Рассчитываем кратность воздухообмена
N = L / V;
где N - кратность воздухообмена, раз/час;
L - часовой объем вентиляции, м /час;
V - объем помещения, м<3.>Длина - 76,5 м, ширина - 27 м, высота - 3 м.
3. Рассчитываем суммарную площадь сечения вытяжных труб, которая обеспечит расчетный объем вентиляции (воздухообмен): S = L/( VЧ t) ;
где S - суммарная площадь вытяжных каналов, м2;
L - часовой объем вентиляции, м3 /час;
V - скорость движения воздуха в вытяжных каналах, м/сек;
t = 3600 сек.
Скорость движения воздуха в трубах зависит от: · высоты вытяжной трубы - h= 4м;
· разницы температуры внутри помещения и снаружи: ?t = 9 -(-26)= 35°C.
V = 1,662 м/с [2, табл. 4]
S = 14282,7 м3/час /(1,662 м/с Ч 3600 с) = 2,4 м<2.>4. Определяем общую площадь сечения приточных каналов. Обычно она составляет 80% от общей площади сечения вытяжных каналов.
Тогда 2,4 м2 х 0,8 = 1,9 м2
5. Зная площадь сечения вытяжной трубы и приточного канала, определяем необходимое количество вытяжных труб и приточных каналов, которые должны работать в зимнее время, чтобы температура в помещении была 9°С и был обеспечен расчетный воздухообмен. Площадь сечения одного вытяжного канала равна 1м2, тогда 1,9м2:1 м2 = 2 канала.
6. Поскольку приток воздуха в помещение осуществляется вентилятором, то мы рассчитываем количество воздуха, которое фактически подается вентилятором, м<3 /час>А) Находим количество воздуха, которое необходимо подавать в помещение согласно ВНТП, м<3/час:>1 ц. ж. м. - 17 мі /час
1100 ц - х м<3/час>х = 1100 Ч 17/1 = 18700 м<3/час.>Б) Так как производительность действующего вентилятора (12100 м3/час) не удовлетворяет данную величину, рассчитываем, какое количество воздуха будут подавать два таких вентилятора, м3/час: 12100 х 2 = 24200 м3/час. Это превышает необходимую величину, поэтому мощность (производительность) второго вентилятора должна составить: 18700-12100=6600м<3/час>
2.2 Расчет вентиляции по влажности
Для определения объема вентиляции по содержанию влаги пользуются формулой: L = Qобщ /( q<1 - q2) ;> где L - часовой объем вентиляции, м/час;
Q общ.- то количество влаги, которое выделяют животные, находящиеся в помещении (г/час) испарения с инвентаря, пола и поилок (эта влага составляет 10% от влаги, выделенной животными);
q1 - абсолютная влажность воздуха в помещении (г/м3);
q2 - абсолютная влажность наружного воздуха (г/м3).
1. Определяем общее поступление влаги, выделенной животными в помещении (г/час) [2, табл.11]: а) количество влаги, выделенной животными в помещении (г/час): Q1 = (549 14 Ч 4) Ч 58 = 35090 г/час;
Q2 = 489 Ч 42 = 20538 г/час;
Q3 = 455 Ч 100 = 45500 г/час;
Qж = 35090 20568 45500 = 101128 г/час;
Но влага поступает в помещение также за счет испарения с поверхности пола, кормушек и другого оборудования, по этому определяем: б) количество влаги, которое испаряется с пола, поилок, кормушек (г/час), (примерно 10% количества влаги, выделяемой животными): Qисп = 101128 Ч 0,1 = 10112,8 г/час.
Ообщ = 101128 10112,8 = 111240,8 г/час.
2. Чтобы рассчитать воздухообмен, необходимо определить абсолютную влажность воздуха помещения и атмосферного воздуха.
А) Определяем абсолютную влажность воздуха в помещении при t 9° и относительно влажности 66% [2, табл.1] : 8,57 г/м3 - 100%
Х г/м3 - 66% q1 = (8,57 Ч 66%)/ 100= 5,66 г/м3
Б) Абсолютная влажность наружного воздуха дана в условие задания: q2 = 0,23 г/м3
Подставим полученные данные в формулу определения объема вентиляции и получим: L = 111240,8 г/час / (5,66 г/м3- 0,23 г/м3)= 20486,3 м<3/час>3. Определяем объем вентиляции из расчета на 1 голову: L(объем вентиляции)/ n(колво животных)= 20486,3м3/час/ 200= 102,4 м3/час/гол
4. Определяем объем вентиляции из расчета на 1 ц живой массы: L(объем вентиляции) / m(живая масса жив.) = 20486,3м3/час / 1100ц = 18,6 м3/час/ц
5. Рассчитываем кратность воздухообмена, раз/час : N = L / V = 20486,3 м3/час / 6196,5 м3= 3,3 раз/час.
L - часовой объем вентиляции в коровнике
V - объем помещения, м3; V = 76,5м Ч 27м Ч 3м = 6196,5 м3
6. Рассчитываем суммарную площадь сечения вытяжных труб, которая обеспечит расчетный воздухообмен. Скорость движения воздуха в шахтах определяется по табл. 4 [2]: S = 20486,3 м3/час/(1,662 м/с Ч 3600с) = 3,4 м<2>7. Определяем общую площадь сечения приточных каналов.
3,4 м2 х 0,8 = 2,7 м2
8. Определяем необходимое количество вытяжных и приточных каналов. Площадь сечения одного вытяжного канала равна 1м2, тогда 2,7 м2:1 м2 = 3 канала.
2.3 Расчет теплового баланса коровника
Расчеты по тепловому балансу ведутся по формуле:
IMG_e81e50ec-ef16-491b-9c03-f518217385d4
IMG_5409c777-73bb-447b-8a5c-c05f74d4584a
IMG_c4236d69-dbe0-48bd-9c59-d2c9891a85a6
- свободная теплота, которая выделяется животными за 1 час, ккал/ч;
IMG_369ec854-e7bb-4e53-a280-1a3ee7a10260
IMG_9312bf5f-61ae-4aed-b746-2e0d38aed758
- разница температур на улице и внутри коровника, 0С;
G - вес вентиляционного воздуха за 1 час, кг/ч;
0,24 - коэффициент теплоемкости воздуха (затраты тепла на обогрев 1 кг воздуха на 10С);
IMG_52b9e8f3-bdec-4a31-a3c4-e93b7301f556
IMG_f555ec36-01ad-48e0-8fc8-fd82ccc2429f
показатель суммы;
К - коэффициент общей теплопередачи через ограждающие конструкции помещения (стены, пол, окна, двери, потолок), ккал/м2/ч/град;
F - площадь ограждающих конструкций (стен, окон, дверей, пола, потолка), м2;
Wисп. - потери теплоты на испарение влаги с поверхности пола и других ограждений помещения, ккал/ч;
1. Рассчитываем свободную теплоту, которая выделяется животными за 1 час, ккал/ч [2,табл.11];
IMG_aa5ae9f1-6f7b-418e-b903-ee83d5d96c34
IMG_6a5e20c1-c762-4b4a-a816-939c1a64f753
IMG_78f96c89-f24f-4f37-820d-0ba9c1f9c681
(ккал/ч)
IMG_3b85c197-5362-48a9-84fb-fb83dc00a643
IMG_f1b9257b-1e0c-4fd9-bc81-78cf2cb75c58
(ккал/ч)
IMG_8f8b400f-b51e-4962-b711-44212007ccd4
IMG_755a3a2a-8092-4cfb-beec-b982834e7db4
(ккал/ч)
Общее количество:
IMG_e65b1a7e-ffdf-4485-b327-bb6088d29607
IMG_b9b489c0-4630-482d-b3c0-8521ee7408d9 (ккал/ч)
2. Определяем расход тепла из помещения
А) рассчитываем теплопотери на обогрев вентиляционного воздуха (G x 0,24). Объем воздухообмена в час составляет 18700 м3 (см. расчет объема вентиляции по влажности). Чтоб рассчитать теплопотери на нагревание 18700 м3/ч воздуха, необходимо определить его массу. 1 м3 воздуха при температуре (-260С) и барометрическом давлении 746 мм.рт.ст. имеет массу 1,401 кг, следовательно, 18700 м3 будет весить:
IMG_0a0ec89b-04d0-4fd7-a945-132e4f992601
IMG_98536909-3393-4bfa-a7ec-fe95bdfbe709 кг
Для нагревания 1кг воздуха на 1°С расходуется 0,24 ккал. То есть на нагревание 26198,7 кг будет потеряно тепла:
IMG_ca71c451-1579-4854-931b-705a2c114877
IMG_3d241946-6061-46b1-96d1-abe099471482 (ккал/ч)
Рассчитываем количество тепла, которое затрачивается на обогрев поступающего воздуха при разности температур в 35° С.
В зависимости от расположения здания к направлению ветров, по сторонам света и рельефа местности, помещение теряет дополнительно за счет обдувания еще приблизительно 13% тепла от теплопотерь ограждающих конструкций, контактирующих с внешним воздухом, то есть:
IMG_b9e6c593-0a6b-43ce-843e-5e9c6fddf8a6
IMG_8adda2ef-ec10-4fb6-953e-48388cef0677 (ккал/ч)
Все тепло потери через ограждающую конструкцию на 1 °С равняется:
IMG_947c6c06-d597-4e03-bbc1-0e3fcd83ecd7
IMG_28388b87-5235-4c73-bfc0-c60a24feb9d9 (ккал/ч)
Находим расход тепла через ограждающие конструкции при разности температуры воздуха в 35<0С:>3697,5
В) Рассчитываем количество влаги, которое испаряется с пола, поилок и кормушек. Она составляет 10%, от влаги, выделенной животными. Все животные выделяют влаги 101128г/час
Qисп = 101128 Ч 0,1 = 10112,8 г/час.
Определяем количество тепла, которое будет затрачено на испарение влаги в количестве 10112,8 г.
На испарение 1 г влаги уходит 0,595 ккал;
На испарение 10112,8 г уйдет х ккал.
IMG_6e30c9f9-91de-41df-a70c-359c446d8234
IMG_539de9fa-54e1-43fe-a153-b3c70670c7ff
(ккал/ч)
Суммируем все теплопотери в помещении: на обогрев вентиляционного воздуха, потери через ограждающие конструкции, на испарение влаги с поверхности пола, поилок и кормушек:
IMG_c9106f92-8a7c-469b-87d4-839634c11731
IMG_d78d22c4-a713-49ca-85b3-91ad2016f59d (ккал/ч)
Приходная часть теплового баланса -
IMG_6d88d025-01cd-49af-bb44-4acd8da348bd
IMG_32be2f7e-dc72-4b14-86e6-b0540df4a88c ккал/ч
Расходная часть теплового баланса - 355498,7 ккал/ч
Расчеты доводят, что расходы теплового баланса превышают приходы на:
IMG_787f3f5b-f76d-4115-9329-7f2356af8e2d
IMG_76279189-2153-46ec-b156-eeed0da8371a ккал/ч, что свидетельствует про отрицательный теплобаланс в коровнике.
3. Расчет дельта t нулевого баланса
Определение нулевого теплового баланса животноводческих помещений необходимо для расчета максимально минимальной температуры наружного воздуха, при которой еще возможна беспрерывная эксплуатация системы вентиляции с расчетным объемом подачи наружного воздуха и сохранения нормативной температуры воздуха в помещении без дополнительных источников тепла. Дельта t нулевого баланса определяется по формуле, вытекающей из основной формулы теплового баланса: ?t =(Qж - Wисп)/ (G x 0,24
В связи с тем, что в коровнике предусмотрена нормативная температура 90С, минимальной температурой наружного воздуха, при которой еще возможна беспрерывная работа системы вентиляции будет:
IMG_59d2a3d1-8fca-4171-90e0-719a9aa5fab3
IMG_e276c8fe-2124-47cb-aa34-da13b3923151 ; отсюда
IMG_51d052c3-f7b0-455b-a766-a326f902987a
IMG_bb0807bb-fe30-4c19-bb2d-512c01855f43 0С
Таким образом, расчетный воздухообмен будет соблюдаться в помещении до минимальной температуры окружающей среды в
IMG_c999c6a2-be06-4ead-a164-c5e675563a75
IMG_a5961983-c80d-458d-ad7d-08f292d75407 0С.
Расчет освещенности
2.4 Расчет естественного освещения
В проектировании и строительстве животноводческих помещений для нормирования естественной освещенности применяют два вида коэффициентов - геометрический СК и светотехнический КОЕ.
В зоогигиене принято считать световым коэффициентом (СК) отношение остекленной площади оконных рам, принимаемых за единицу, к площади пола освещаемого помещения. СК рассчитывают по формуле:
СК= (
IMG_71b49203-bb26-40c7-b861-17ecfd9947d0
IMG_585de702-dab4-44c2-af97-49c7bd207a2c - (15-20%)) / Fп или СК =
Расчет искусственного освещения ведется по формуле:
IMG_0dba8404-ee90-4837-8f27-1842df54553b
IMG_3e87159f-909f-4cbb-930a-e5ca84929f8c
где F - световой поток источника света одного светильника, лк; [4, табл.4]
N - число источников;
I - коэффициент использования потока света [4, табл.5];
S - площадь освещаемого производственного помещения, м2;
К - коэффициент запаса светильника [4,табл.6];
Z- коэффициент минимальной освещенности;
Для расчета I не обходимо найти показатель У формы помещения или индекс помещения. Показатель формы помещения рассчитывается по формуле:
IMG_d68f34fa-12fc-411c-97f1-0621b059c7c0
IMG_7a4541d6-b050-4eea-8283-b64f9f51f176
где S- площадь помещения которое необходимо освещать, м2;
Hn- высота подвески светильника, м2;
a и b- длина и ширина помещения, м2;
Высоту подвески светильника находим по формуле:
IMG_bf2426e2-56cd-448f-a27a-4a7d351803c2
IMG_be93390c-78ac-4845-82c6-0cf7be305bef
где Н - высота помещения, м;
hc - расстояние от потолка до светильника, м2; Принимают расстояние равное 0,2 -0,25% от высоты помещения, м;
hp - высота от пола помещения до рабочей зоны,м<2;>
IMG_292989d7-ccba-4daa-8029-57fb099c3f0f
IMG_544b192f-31ad-430c-a253-f98bab59eb56 (м)
IMG_efa51e5f-aab0-44bf-9eaf-90945c48163f
IMG_a0890e5f-da90-49fb-961e-89e067f0b9bc
(м)
IMG_109179b4-566f-4cdd-b3dd-7ef3687e0bb3
IMG_b1f4c530-0bd7-4414-91ca-f5270134b4b7
(лк)
Согласно отраслевым нормам освещение с/х предприятий данного типа помещений при содержании в них коров освещение должно быть в пределах 30лм, поэтому нам необходимы еще источники света.
N = (Е х К х S х Z )/ (F x И) ; где
Е - средняя нормируемая освещенность в производственном помещении по отраслевым нормам, лк [4, табл.7а];
К - коэффициент запаса светильников;
S - площадь освещаемого производственного помещения, м2;
Z - коэффициент минимальной освещенности;
F - световой поток принятой стандартной лампы, лк;
И - коэффициент использования светового потока.
N = (30 х 1,3 х 2065,6 х 1,1)/ (1145 x 0,58) = 88614,24/ 664,1= 133 шт.
Чтобы освещение соответствовало нормам необходимо добавить
(133-40 = 93) 93 лампы.
Таблица 2 Анализы полученных результатов
ПОКАЗАТЕЛИ РАСЧЕТНЫЕНОРМАТИВНЫЕ
Объем вентиляции по СО2:
1. Кратность, раз в час.2,32,4
2. Воздухообмен на 1 ц живой массы, м3/ч 3. Часовой воздухообмен на 1 голову, м3/ч/гол12,9 71,417 80-120
Воздухообмен по содержанию влаги
1. Кратность, раз в час3,32,4
2. Воздухообмен на 1 ц живой массы, м3/ч 3. часовой воздухообмен на 1 голову, м3/ч/гол18,6 102,417 80-120
Дефицит тепла, B± 10
Искусственная освещенность, лк4,325-30
Выводы и предложения
Согласно ВНТП, ПДК влаги на 1 ц живой массы составляет 17м3/ч/ц. По расчетам вентиляции коровника по содержанию влаги в воздухе, получилось 18,6 м3/ч/ц. Это значит, что данные превышают допустимые концентрации. Часовой воздухообмен на 1 голову не превышает ПДК, которая составляет 80-120 м3/ч/гол. Кратность воздухообмена в зимний период составил 3,3 р/ч, что превышает норму 2,4 р/ч. Из этого следует: расчетный объем по влагосодержанию на 1 ц живой массы и на 1 голову не соответствуют санитарно - гигиеническим нормам ВНТП.
Данные, полученные в результате расчета объема вентиляции коровника по содержанию углекислоты, не превышают допустимые концентрации. Также, часовой воздухообмен на 1 голову и кратность воздухообмена находятся в пределах ПДК. Из этого следует: расчетный объем по углекислоте на 1 ц живой массы и на 1 голову соответствуют санитарно - гигиеническим нормам.
Предложения: 1. Для обеспечения нормального воздухообмена необходима работа еще одного вентилятора, мощностью 6600 м3/час.
2. В соответствии с тем, что интенсивность воздухообмена в коровнике высокая (18,6 м3 /час/ц) и отрицательный тепловой баланс, необходим обогрев приточного воздуха. Дефицит тепла в помещении составляет
IMG_afea75ca-eb4d-45f9-96ec-32cbd0894e05
IMG_dbbc4576-74f9-4b57-a9c6-53100a6f3c10 ккал/ч. Для покрытия недостающего тепла рекомендуем электрокалорифер, зная, что 1 КВТ дает 860 ккал тепла (
IMG_11ed2e0c-e2ee-4325-af76-91d2e29503fe
IMG_58e2dcc4-8fbf-4930-b5e3-49b01ea581b5 : 860 = 241 КВТ). Включать его нужно, если температура наружного воздуха будет опускаться ниже -5,20С.
3. Согласно отраслевым нормам освещения коровников, оно должно быть в пределах 25-30 лк. Для этого необходимо увеличить количество светильников на 93 штуки.
Список литературы
1. М.П. Високос, М.В. Чорний, М.О. Захаренко Практикум для лабораторно-практичних занять з гігієни тварин. - Харків.: «Еспада», 2003 - 214 с.
2. Н.В. Черный, А.Ф. Прокудин, А.А. Тертышный, О.И. Роменский, Н.Н. Наливайская, В.В. Кузьменко, Н.Н. Хмель Методические указания по выполнению курсовой работы по зоогигиене. - Харьков.: ХЗВИ, 1992 - 60 с.
3. ГОСАГРОПРОМ СССР. Методические указания по выполнению курсового проекта по теме «Санигарно-гигиеническая оценка систем вентиляции в животноводческих помещениях». - Харьков: ХЗВИ, 1987 - 43с.
4. П.Д. Бакшеев, В.И. Литвинов, А.С. Вовк, Н.В. Черный, А.Ф.Прокудин Практикум по зоогигиене с проектированием и строительством животноводческий объектов. - Харьков.: «Дерибас», 1986 - 99 с.
5. А.П. Онегов, В.И. Черных «Гигиена сельскохозяйственных животных», Москва «Колос» 1984.
6. Антонов П.Г. Микроклимат на фермах и комплексах. - М., Россельхозиздат. 1976
7. Высокос Н.П. Методы гигиенического контроля за микроклиматом в животноводческих помещениях. - Днепропетровск, 1990
8. Волков Г.К. Гигиена крупного рогатого скота на промышленных комплексах. - М., 1987
9. Плященко С.И., Хохлова И.И. Микроклимат и продуктивность животных. - Л., 1976 - 210 с.