Зоогигиеническая оценка овчарни на 500 маток

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Курская государственная сельскохозяйственная академия

имени профессора И.И. Иванова»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Зоогигиена с основами проектирования животноводческих объектов»

Зоогигиеническая оценка овчарни на 500 маток

КУРСК - 2013



Исходные данные

Расчетная зона -- Ставропольский край. В овчарне размещено 500 суягных овцематок ж.м. 55 кг.

Размеры помещения 18х96х3 м. Содержание животных стойлово-пастбищное. Кормление в стойловый период на выгульно-кормовых площадках. Раздача кормов и удаление навоза мобильные. Поение из автопоилок. Стены асбестоцементные с цокольной железобетонной панелью. Кровля асбестоцементная по деревянным прогонам и железобетонным рамам. Толщина стен 50 см. Вытяжные шахты сечением 0,8х0,8 высотой 6 м - 5 шт. Приточных каналов нет. Окон с двойным остеклением размером 2,0х1,2 м - 70 шт. Ворот двойных размером 2,4х 2,4 - 5 шт., двери одинарные 2,5х1,0 - 6 шт. Освещение 30 ламп мощностью 40 ватт каждая.

Задание

1. Выполнить расчеты объемов вентиляции по диоксиду углерода и влажности для ноября.

2. Рассчитать ТБ овчарни для января.

3. Провести расчеты естественной и искусственной освещенности.

ОПРЕДЕЛИТЬ:

а) часовой объем вентиляции;

б) кратность воздухообмена;

в) воздухообмен на 1 голову;

г) площадь сечения вытяжных шахт и приточных каналов, их количество;

д) площадь помещения на 1 голову;

е) сравнить приходную и расходную часть ТБ и определить ?Т нулевого ТБ.



Введение

Овцеводство -- одна из старейших отраслей сельского хозяйства Российской Федерации, играющая важную роль в обеспечении потребности народного хозяйства страны в специфических видах сырья и продуктах питания.

Длительное время овцеводству уделялось большое внимание, что позволило создать богатый генофонд, насчитывающий более 50-ти пород, породных групп и внутрипородных типов овец и коз. Впервые в мировой практике были разработаны и внедрены технологии разведения и содержания тонкорунных и полутонкорунных овец, как в суровых условиях Сибири, так и в районах интенсивного земледелия.

В условиях перехода к рыночной экономике произошла дестабилизация отрасли. Сложилась кризисная ситуация, выразившаяся в обвальном сокращении поголовья овец и коз, уменьшении производства всех видов продукции. Среди других отраслей животноводство, овцеводство, с более выраженной сезонностью производства продукции, оказалось менее защищенным, что обусловило высокие темпы сокращения поголовья, а в ряде регионов и полную ликвидацию овец и коз. Численность овец и коз во всех категориях хозяйств к 1999 г. сократилась до небывалого в стране уровня -- 12 млн., а производство шерсти и пуха уменьшилось на 50 тыс. т 14.

В современных условиях развитие овцеводства, повышение его конкурентоспособности в большой степени обусловлены прежде всего его мясной продуктивностью. Мясо овец - баранина относится к наиболее ценным видам мясной продукции и пользуется повышенным спросом на мировом рынке.



Расчетная часть

Расчет объемов вентиляции по влажности для ноября

Для расчета воздухообмена, используют формулу:

,…………………………………..(1)

где,

Lн2О - часовой объем вентиляции необходимый для поддержания влажности воздуха помещения в пределах оптимальных норм, /ч;

Q - количество водяных паров, которое выделяют находящиеся в помещении животные за 1 час, г;

q1 - абсолютная влажность воздуха помещения, при относительной влажности 70%, г/;

q2 - абсолютная влажность атмосферного воздуха, г/.

Определяем количество водяных паров, выделяемых всеми животными, размещенными в заданной овчарне (таблица 1,практикум И.Ф. Храбустовский и соавт ). Данные по выделению животными водяных паров, углекислоте, свободного тепла сведем в таблицу.

Таблица 1 - Выделение овцами СО₂, водяных паров, свободного тепла

Группы животных, физиологическое состояние, продуктивность, живая масса	Кол-во голов	СО2, л/ч	Водяные пары, г/ч	Свободное тепло, ккал/ч
Овцематки суягные	500	24Ч500=12000	76Ч500= 38000	128Ч500= 64000

Таким образом, все животные за 1 час выделяют в помещение 38000г водяных паров.

Дополнительно с ограждающих конструкций, пола, кормушки, поилки и др. за 1 час поступает примерно 10 % от общего количества влаги.

Испарение влаги с ограждающих конструкций, поилок, кормушек в коровнике составляет 10%:

Q_и= 0,10Ч38000 = 3800 г/ч.

Следовательно, суммарное количество поступавших водяных паров (Q) составляет 41800 г/ч (38000 + 3800) .

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

,………………………………………..(2)

где Е - максимальная влажность воздуха при нормативной температуре;

R - нормативная относительная влажность.

Максимальная влажность воздуха (Е) при 6°С - 7,00 г/м³, (по таблице 1 практикум), а относительная влажность в овчарне должна быть 75 %. Находим величину q₁:

q₁ =г/м³.

Абсолютная влажность воздуха (q₂ ) за ноябрь по Ставропольской области равна 4,50 г/ м³, которую находим (по таблице 31, практикум).

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



Lн_2О =м³/ч.

Кратность воздухообмена (Кр) в помещении определяют по формуле:

,…………………………………………...(3)

где,

L - часовой объем вентиляции, м³/ч;

Vп - объем помещения, м³.

Для определения кратности воздухообмена необходимо определить объем помещения. Он равен:

5184м³ (18х96х3).

Далее рассчитываем кратность воздухообмена по формуле:

При такой кратности воздухообмена в переходный период года можно применять вентиляция с механическим побуждением тяги воздуха и с подогревом подаваемого воздуха.

Объем вентиляции на одно животное определяют по формуле:

,………..…………………………….(4)

где,

L - часовой объем вентиляции;

n - количество находящихся в помещении животных .

мі/ч.

Воздухообмен на 1 ц живой массы животных определяют отношением часовой уровня воздухообмена на центнеры живой массы животных. Для определения необходимо знать живую массу животных в центнерах, которая составляет:

m =500Ч55= 27500 кг = 275 ц.

Следовательно, воздухообмен на 1 ц массы животных равен 202,6 мі/ч (55733,3/275).

Получив данные расчета часового объема вентиляции, определяют общую площадь всех вытяжных и приточных каналов по формуле:

,………..……………………………..(5)

где,

S - суммарная площадь всех вытяжных каналов, м²;

V - скорость движения воздуха в вытяжном канале зависящая от высоты шахты и от разности температур, м/с;

t - расчетное время, 1ч= 3600 секунд.

Используя данные (таблицы 27, практикум) определяем то, что при температуре Дt =6?С и высоте 6 м, v=0,80 м/с.

Дt - разность между температурой внутри помещения и температурой наружного воздуха, °С. Температуру наружного воздуха берем из (таблицы 31, практикум).

Подставив приведенные данные в формулу, получим площадь сечения вытяжных шахт:

При определении общей площади сечения приточных каналов исходят из того, что она составляет 80% (0,8 части) от площади сечения вытяжных каналов:

Приточных каналов нет.

Расчет объемов вентиляции по диоксиду углерода для ноября

Необходимый уровень воздухообмена по углекислому газу определяют по формуле:

,……………….……………………(6)

где,

- часовой объем вентиляции, или количество воздуха, которое необходимо удалить из помещения за час, в м³;

К - количество углекислого газа, выделяемое всеми животными за час, л/ч;

С₁- допустимое количество углекислого газа в 1м³ воздуха помещения - 2,5л/м³ (или 0,25%);

С₂ - количество углекислого газа в 1 м ³ атмосферного воздуха - 0,3 л/м³ (или 0,03%).

Пользуясь данным таблицы 1 «Выделение овцами СО₂, водяных паров, свободного тепла», находим часовой объем вентиляции по углекислоте:

м³/ч.

Кратность воздухообмена (Кр) в помещении определяем по формуле (3):

раза в 1 ч.

Объем вентиляции на одно животное определяют по формуле (4):

мі/ч.

Воздухообмен на 1 ц живой массы животных определяют отношением часовой уровня воздухообмена на центнеры живой массы животных. Для определения необходимо знать живую массу животных в центнерах, которая составляет:

m =500Ч55= 27500 кг = 275 ц.

Следовательно, воздухообмен на 1 ц массы животных равен 19.8 мі/ч (5454,5/275).

Получив данные расчета часового объема вентиляции, определяют общую площадь всех вытяжных и приточных каналов по формуле:

,………..……………………………..(5)

где,

S - суммарная площадь всех вытяжных каналов, м²;

V - скорость движения воздуха в вытяжном канале зависящая от высоты шахты и от разности температур, м/с;

t - расчетное время, 1ч= 3600 секунд.

Используя данные (таблицы 27, практикум) определяем то, что при температуре =6?С и высоте 6 м, v=0,80 м/с.

Дt - разность между температурой внутри помещения и температурой наружного воздуха, °С. Температуру наружного воздуха берем из (таблицы 31, практикум).

Подставив приведенные данные в формулу, получим площадь сечения вытяжных шахт:

При определении общей площади сечения приточных каналов исходят из того, что она составляет 80% (0,8 части) от площади сечения вытяжных каналов:

При сечении одной вытяжной трубы 0,64 м² (0,8Ч0,8) находим, что при высоте 6 м количество работающих труб должно быть 4 шт.

Расчеты теплового баланса овчарни для января

Количество выделяемого животными тепла, зависит от их вида, возраста, живой массы, продуктивности, физиологического состояния (табл. 30, практикум). Используя эти данные, определяют поступление тепла в помещение от всех животных в течение часа. Расход тепла на нагрев вентилируемого воздуха зависит от часового объема вентиляции и разности температур внутреннего и наружного воздуха. Его количество рассчитывают по формуле:

Q_в = 0,24 Ч G Ч Дt, …………....…………………(7)

где

Q_в - расход тепла на нагревание вентилируемого воздуха, ккал/ч;

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

G - масса вентилируемого воздуха, кг/ч;

Дt - разность между температурой внутри помещения и температурой наружного воздуха, °С.

Масса вентилируемого воздуха равна 74292 кг/ч. Для расчета теплопотерь на нагревание 55733,3 (см. расчет вентиляции по влажности) мі/ч необходимо объемные величины перевести в весовые: 1 мі/ч воздуха при температуре +5°С и среднем барометрическом давлении 755 мм рт. ст. составит 1,333 кг. Следовательно, масса всего вентилируемого воздуха будет равна 74292(55733,3Ч1,333).

Отсюда, Q_в = 0,24Ч55733,3Ч15,8° = 211340,7 ккал/ч.

Теплопотери через ограждающие конструкции помещения (стены, перекрытия, пол, окна, двери, ворота) зависят от их теплотехнических свойств (табл.32 - 35, практикум), площади, разности температур внутреннего и наружного воздуха.

Окон - (2,0Ч1,2Ч70) = 168м²

Ворот - (2,4Ч2,4Ч5) = 28,8 м²

Стен - (18 Ч 3 Ч2) + (96 Ч 3 Ч2) = 684 м²

Площадь стен без окон и ворот - 684 - (168+28,8) = 487,2 м²

Перекрытия - (96Ч18) = 1728 м²

Пола - (96Ч18)= 1728 м²

Основные теплопотери через ограждающие конструкции определяют по формуле:

Qo = K Ч F Ч Дt, …………………………………(8)

где Qo - потери тепла через ограждающие конструкции, ккал/ч;

К- коэффициент общей теплопередачи для каждой ограждающей конструкции, ккал/м2 * град * ч;

F - площадь ограждающих конструкций, ;

Дt - разность между температурой внутри помещения и температурой наружного воздуха, °С.

Таблица 2 -Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции

Наименование конструкций	F, м2	К ккал/ч * м2 * град	FК, ккал/ч* град	Дt, °C	Общие тепло потери, ккал/ч
окна	168	5,0	840	15,8	5135
ворота	28,8	4,0	115,2	15,8	1456,8
стены	684	0, 3	205,2	15,8	3754,1
Перекрытие	1728	0,3	518,4	15,8	9726,5
Пол	1728	0,8	1382,4	15,8	25937,3
Итого			3061,2		46010

Теплопотери через ограждающие конструкции составляют Qo = 46010 ккал/ч.

С поверхности стен, потолков, увлажненных полов, подстилки, поилок, кормушек постоянно происходит испарение влаги, что сопровождается затратами тепла. Для испарения 1 г воды затрачивается 0,595 ккал тепла.

Количество влаги, которая поступает в помещение в результате испарения, зависит от вида животноводческого помещения, санитарного режима, подстилки. В зависимости от этих факторов доля испаряющейся влаги составляет 7-30% к количеству водяных паров, выделяемых всеми животными.

Теплопотери на испарение влаги определяют по формуле:

Q_и = W_ж Ч К_и Ч 0,595,… ………………………(9)

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

Ки - коэффициент испарения;

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

ккал /г.

Количество водяных паров, выделяемых животными в зимний период, составляет 95967 г/ч (таблица 1), величина коэффициента на испарение влаги в овчарне - 0,99.

Тогда Q_и = 95967 Ч 0,99 Ч 0,595 = 56529,4 ккал/ч.

В холодное время года в большинстве зон страны для обеспечения требуемого воздухообмена и поддержания при этом оптимальной температуры в помещениях необходим дополнительный обогрев, интенсивность которого зависит от дефицита тепла.

Для этого определяют дефицит тепла (Д, ккал/ч) количество дополнительного тепла, необходимого для отопления здания.

Д = (Q_в+Q_о+Q_и)-Q_ж,…… …………………….(10)

Отсюда, Д = (131104,6 + 46010 + 56529,4) - 160385 = 73259 ккал/ч.

Также важно знать, до какого уровня может снизиться температура в помещении при найденном дефиците тепла, а также определить уровень наружной температуры, при которой возможна эксплуатация вентиляции без отопления.

С этой целью развернутую формулу теплового баланса

Q_ж =Дt (G Ч 0,24+УKF)+Q_и,…… ………………..(11)



преобразовывают в формулу для определения Дt нулевого теплового баланса.

,…………………...(12)

Тогда, = 28^°

Температура внутри помещения при данном дефиците тепла будет равна:

t в= Дt _н.б.+ t_н,………………………………..(13)

Температура в коровнике при данном дефиците тепла (без отопления) при наружной температуре минус 10,8°С повысится до 17,2° (28° + (-10,8°), что нельзя допускать по гигиеническим нормативам.

Температура наружного воздуха, при которой возможна вентиляция без отопления, равна:

t _н = t _в - Дt _{н. б},………… …………………..(14)

Температура наружного воздуха, при которой возможна вентиляция отопления, составит - 22° (6° - 28°).

Для обеспечения нормативного микроклимата необходимо отопление овчарни производительностью 73259 ккал/ч. Поскольку 1 кВт/ч электроэнергии дает 860 ккал, то для покрытия дефицита тепла потребуется (73259 : 860) = 85,2 кВт/ч.

В данном случае в коровнике необходимо установить 1электрокалорифер мощностью 90 кВт/ч (85,2 : 1).

Площадь оцениваемой овчарни 2052 м² , всего 835, отсюда находим площадь помещения на 1 голову 2052 : 400 = 2,5 м² .

Расчет естественной освещенности

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 животных обеспечение помещений естественным освещением, отвечающим гигиеническим требованиям.

Интенсивность естественного освещения помещений зависит от светового пояса, ориентации окон по сторонам света, их формы и размеров, расположения и размеров окон, чистоты оконных стекол, степени затенения окон соседними зданиями, деревьями.

В практике проектирования и строительства помещений для животных основным критерием нормирования и оценки естественного освещения является световой коэффициент (СК), который определяется геометрическим методом. Этот показатель выражает отношение площади оконных проемов к площади пола помещения.

Его определяют по формуле:

вентиляция овчарня освещенность воздухообмен

,………………………………...(15)

где - суммарная площадь оконных проемов, м²;

- площадь пола помещения.

Однако при прохождении естественного светового потока через оконный проем часть его теряется в оконных коробках (блоках, рамах). В связи с этим в зоогигиенической практике принято считать световым коэффициентом отношение суммарной площади чистого стекла оконных рам (?S чист. ст.) к площади пола помещений для животных Sп:



,...……….…………………. (16)

Такое определение дает более объективное представление о степени естественного освещения помещения. Для оценки уже построенного и эксплуатируемого животноводческого помещения проводят натурные замеры размеров стекла в рамах, на основании которых рассчитывается суммарная площадь чистого остекления всех окон, затем определяется фактическая площадь помещения и рассчитывается световой коэффициент.

Помещение на 835 овец имеет следующие размеры: длина - 18 м, ширина - 114 м, тогда Sп = 18 Ч 115 = 2052 м². Для освещения помещения предусмотрено 68 окна. Размер оконного проема 1,0 Ч 0,95. В каждом окне имеется два стандартных стекла.

Тогда ?S чист. ст = 68 Ч (1,0 Ч 0,95) = 65 м²

Отсюда

Норма естественного освещения для овчарни 1:20.

Размещено на Allbest.ru

...