Оптимизация условий содержания животных в здании двухрядного свинарника для откорма 300 голов молодняка свиней

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Департамент научно-технологической политики и образования

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Костромская государственная сельскохозяйственная академия»

Курсовой проект

Тема: «Оптимизация условий содержания животных в здании двухрядного свинарника для откорма 300 голов молодняка свиней»

Караваево 2013

Содержание

Введение

1. Обзор литературы

1.1 Понятие о микроклимате помещений, факторы его формирующие, влияние микроклимата на организм животных

1.2 Зоогигиенические требования к выбору места для возведения животноводческого объекта

1.3 Зоогигиенические требования к несущим и ограждающим конструкциям помещения

1.4 Вентиляция животноводческих помещений

1.5 Тепловой баланс помещений

1.6 Оборудование канализации и навозоудаления

2. Расчетная часть

2.1 Расчет объема воздухообмена

2.1.1 Расчет вентиляции по содержанию в воздухе углекислого газа

2.1.2 Расчет вентиляции по содержанию в воздухе водяных паров

2.2 Расчет теплового баланса и дефицита тепла

2.3 Расчет мощности механических систем отопления

Список использованной литературы

Введение

В условиях интенсивных технологий содержания животные часто лишены активного движения, воздействия инсоляции и меняющихся метеорологических факторов внешней среды. При несоблюдении санитарно-гигиенических норм у таких животных возникают заболевания органов пищеварения и дыхания, травматизм конечностей, а также болезни, связанные с нарушением обмена веществ, снижение воспроизводительной способности и т.д.

В основе проектирования животноводческих помещений должны быть заложены производственные технологии, обеспечивающие получение высокой продуктивности животных. Внедрение интенсивных методов производства нельзя рассматривать только с позиций удешевления строительства одного станкоместа и повышения производительности труда. В первую очередь необходимо решить вопросы биологического и гигиенического характера. При современном ведении животноводства обязательным условием обеспечения эффективности производства является строгое соблюдение гигиены производства.

Большое значение при содержании животных, в данном случае молодняка свиней, имеет микроклимат. В животноводстве под микроклиматом понимают, прежде всего, климат помещений для животных, который определяют как совокупность физического состояния воздушной среды, его газовой, микробной и пылевой загрязненности с учетом состояния самого здания и технологического оборудования. Т.е. это сочетание физических, химических и биологических факторов, создающихся в закрытых животноводческих помещениях.

Создание оптимального микроклимата является необходимым условием содержания животных. Отрицательное воздействие факторов внешней среды на организм животных может вызвать целый ряд различных заболеваний, таких как перегрев животных в жаркий период, простудные заболевания, заболевания дыхательной системы, обморожения - в холодный период; также на здоровье животных влияет газовый состав воздуха, пылевая и микробная загрязненность, всё это может привести к стрессам, снижению продуктивности и массовому падежу животных. Поэтому уровень продуктивности, степень заболеваемости и сохранности свиней так важны при оценке приемлемости способов их содержания. Мероприятия, направленные на улучшение микроклимата животноводческих помещений, имеют как экономическое, так и санитарно-профилактическое значение.

животноводческий микроклимат навозоудаление вентиляция

1. Обзор литературы

1.1 Понятие о микроклимате помещений, факторы его формирующие, влияние микроклимата на организм животных

В животноводстве под микроклиматом понимают, прежде всего, климат помещений для животных, который определяют как совокупность физического состояния воздушной среды, его газовой, микробной и пылевой загрязненности с учетом состояния самого здания и технологического оборудования. Отрицательное воздействие факторов внешней среды на организм животных может вызвать целый ряд различных заболеваний, таких как перегрев животных в жаркий период, простудные заболевания, заболевания дыхательной системы, обморожения - в холодный период, что может привести к стрессам, снижению продуктивности и массовому падёжу животных. Также на здоровье животных влияет газовый состав воздуха.

Увеличение или снижение концентрации определенных газов входящих в состав воздуха может привести к отравлению животных, т.к. при этом газ становится токсичным для организма. Например, присутствие азота в известной мере уменьшает токсическое действие избыточного парциального давления кислорода, а в условиях повышенного давления он может оказать наркотическое действие, нарушить нервно-мышечную координацию; наличие озона свидетельствует о частоте воздуха, но в концентрации выше 0,1 мг/куб.м - токсичен; а такие как углекислый и угарный газы, аммиак, сероводород - являются очень токсичными, поэтому необходимо контролировать их концентрацию в животноводческих помещениях особенно строго.



Таблица 1 Оптимальные параметры микроклимата для различных половозрастных групп свиней

Наименование параметров микроклимата	Температура воздуха, °С	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
			Зимой	В переходный период	Летом
Холостые свиноматки	15	75	0,3	0,3	1,0
Хряки-производители	15	75	0,2	0,2	1,0
Супоросные свиноматки	18	70	0,2	0,2	1,0
Подсосные свиноматки	18	70	0,15	0,15	0,4
Поросята в логове	26	70	0,15	0,15	0,4
Ремонтный молодняк	16	70	0,3	0,4	-
Поросята-отъёмыши	22	70	0,2	0,2	0,6
Помещение для откорма молодняка	16	75	0,2	0,2	1,0
Наименование параметров микроклимата	Воздухообмен на 100 кг живой массы, м3/ч	Допустимая концентрация вредных газов:
	Зимой	В переходный период	Летом	Углекислый газ, %	Аммиак, мг/м3	Сероводород, мг/м3	Угарный газ, мг/м3
Холостые свиноматки	35	45	60	0,2	20	10	2
Хряки-производители	45	60	70	0,2	20	10	2
Супоросные свиноматки	35	46	60	0,2	20	10	2
Подсосные свиноматки	35	45	60	0,2	15	10	2
Поросята в логове	35	45	60	0,2	15	10	2
Ремонтный молодняк	45	55	65	0,2	20	10	2
Поросята-отъёмыши	35	45	60	0,2	20	10	2
Помещение для откорма молодняка	35	45	65	0,2	20	10	2

Также отрицательное действие на организм животных оказывает пыль, которая скапливается при выполнении производственных операций (раздаче корма, уборке и т.д.). При попадании на кожу пыль вызывает раздражение, зуд, воспаления, возникают дерматиты, пиодермии; при попадании на слизистую глаз возникают коньюктивиты, кератиты; попадая в дыхательные пути, пылевые частицы раздражают и травмируют слизистые оболочки носа, гортани, трахеи, тем самым способствуют внедрению возбудителя инфекции, содействуют возникновению и развитию как остро, так и хронически протекающих катаральных процессов; также установлено аллергическое действие пыли на организм. Предельно допустимое содержание пыли в воздухе помещений 0,5-6 мг/куб.м.

Таблица 2 Оптимальные параметры микроклимата для свиней (содержание пыли и микроорганизмов)

Показатель	Хряки, холостые и супоросные матки	Подсосные матки с поросятами	Поросята	Молодняк на откорме с живой массой, кг
				38-70	71-120
Содержание пыли, мг/ м3	не более 6
Микробная загрязненность воздуха, тыс./м3	50-60	40-50	40-5	60-80	60-80

Также на организм животного отрицательное влияние оказывают положительно заряженные и тяжелые ионы, а отрицательные ионы благотворно влияют на здоровье, поэтому в животноводческих помещениях применяют искусственную аэронизацию (люстра Чижевского, ЛВИ, АФ-2 и др.), которая в свинарниках в 1,5-2 раза снижает пылевую, микробную и аммиачную загрязненность воздуха. Часто вследствиt повышения температуры воздуха, влажности и сильной запыленности, отсутствия УФ лучей и сосредоточения больших количеств животных на ограниченных площадях, в воздухе животноводческих помещений создаются условия, способствующие развитию как сапрофитных, так и условно патогенных, а иногда и патогенных микроорганизмов. Такое интенсивное обсеменение микробами среды обитания пользовательных животных называют микробизмом. Его следует отличать от микробиоза, под которым понимают микробное равновесие, наличие обычных ассоциаций микроорганизмов, характерное для конкретных ограниченных пространств. Для свиноводческих помещений допустимое количество микроорганизмов в воздухе - от 25тыс. до 150 тыс. Для профилактики микробной загрязненности помещение должно быть хорошо вентилируемым, также следует следить за влажностью и температурой в помещении, производить аэронизацию воздуха.

К не менее важным факторам микроклимата животноводческого помещения относится также освещённость. При искусственном освещении, применяют переменный по интенсивности режим освещения, а также устанавливают источники ультрафиолетового и инфракрасного облучения. Лампы подвешивают над станками, высотой регулируют интенсивность потока тепловых и ультрафиолетовых лучей. Широко применяют лампы инфракрасного (теплового) и видимого освещения разных марок: ДРВЭ-200, ИКЗ-220-500, ИКЗК-220-250, ИКО-1,2. Высота подвески (100-120 см от пола) применяется чаще всего для локального (местно­го) обогрева поросят-сосунов. Лампы включают на 1,5 ч, потом делается перерыв на 0,5 ч или более в зависимости от конкретных условий.

Источниками ультрафиолетового облучения служат лампы ПРК-2, ПРК-Г, ЭУВ-15, ЭУВ-30 и ЛЭР. Облучение имеет электромагнитную природу и при избытке вредит здоровью, поэтому время их использования строго регулируется.

Таблица 3 Оптимальные параметры микроклимата для свиней (освещение)

Показатель	Хряки, холостые и супоросные матки	Подсосные матки с поросятами	Поросята	Молодняк на откорме с живой массой, кг
				38-70	71-120
Освещение:
Естественное	1:10	1:10	1:10	1:20	1:20
Искусственное, лк	100	100	80	60	30
Продолжительность освещения в сутки, ч	14-18	14-18	14-18	8-16	8-10

Создание микроклимата является необходимым условием содержания животных, а мероприятия, направленные на улучшение микроклимата животноводческих помещений, имеют как экономическое, так и санитарно-профилактическое значение.

1.2 Зоогигиенические требования к выбору места для возведения животноводческого объекта

Для свиноводческих ферм следует выбирать сухое место с низким уровнем грунтовых вод. Территория фермы по рельефу должна быть слегка возвышенной, с естественным уклоном для стока дождевых осадков и талых вод. Следует избегать низких мест, особенно вблизи болот и различных водоемов с низкими берегами. Свинарники, построенные в таких местах, как правило, бывают сырыми, что является одним из предрасполагающих факторов к возникновению респираторных болезней животных.

Свинарники располагают так, чтобы поверхностные воды с фермы не стекали в сторону жилого массива, культурно-бытовых зданий, водозаборных сооружений. Ветеринарные объекты (изоляторы, карантины) и навозохранилища должны находиться ниже животноводческих построек.

По отношению к сторонам света здание должно быть расположено (как уже упоминалось выше) торцом к господствующим ветрам, в противном случае в таком помещении зимой трудно сохранять тепло, т. к. господствующие ветра будут дуть прямо на продольную стену; следует также предусмотреть, чтобы все выбросы из производственных помещений относились в сторону от населенного пункта.

Свиноводческие фермы располагают вдали от проезжих дорог и скотопрогонных трактов (не ближе 2 км). На территории фермы не должно быть скотомогильников, как действующих, так и старого захоронения трупов. Нельзя также располагать свинофермы ближе 3 км от кожеперерабатывающих предприятий. При выборе места для размещения свиноводческого предприятия необходимо учитывать все ветеринарно-санитарные и зоогигиенические требования в целях обеспечения надежного эпизоотического благополучия.

Важное значение имеет озеленение современных свиноводческих предприятий. Зеленые растения создают на территории фермы благоприятный микроклимат, улучшают качество воздуха, повышая летом его влажность и снижая действие солнечных лучей и тем самым перегрев зданий. Озеленять следует всю территорию, так как в этом случае сокращается возможность поступления загрязненного воздуха из одного здания в другие, уменьшается количество запахов и пыли, снижается уровень экстремальных воздействий метеорологических факторов, повышается общая санитарная культура фермы.

По отношению к сторонам света здание расположено торцом к господствующим ветрам; также необходимо предусмотреть чтобы выбросы из производственных помещений относились ветром в сторону от населенного пункта.

При размещении свинофермы важно учитывать "розу ветров". Ферма построена с подветренной стороны по отношению к жилому сектору. Свинарник расположен торцовой стороной к направлению господствующих ветров. Такое правило размещения осуществляется в целях наибольшего сохранения тепла в них в зимний период.

1.3 Зоогигиенические требования к несущим и ограждающим конструкциям помещения

Фундамент - это подземная часть здания, служащая опорой всех несущих конструкций здания или сооружения. Он предохраняет стены от почвенной влаги, промерзания и должен быть прочным. Возводят его из камня, кирпича или бетона. Место перехода фундамента в стенку, то есть верхнюю его часть (цоколь), возводят над поверхностью земли на 20-60 см, между цоколем и стенкой кладут прокладку из толя, битума, асфальта или другого изоляционного материала. Глубина залегания фундамента 50-70 см. По виду материала фундамент нашей фермы - железобетонный.

Стены - это ограждающие и несущие элементы здания. Возводят их из дерева, кирпича, шлакобетона, цементно-известковых блоков, пенелей и др. Строительный материал, его теплоустойчивость, конструкцию и толщину выбирают в соответствии с климатическими зонами страны. Делают стены прочными, морозоустойчивыми, долговечными, обладающими наибольшей способностью противостоять потерям тепла. Необходимо учитывать, что в зимний период от 30 до 45% общих потерь тепла из помещения происходит через стены. Поэтому выбирают такой коэффициент теплопередачи (не ниже 1,4 Вт/(м² * ^_С), который должен предупреждать конденсацию влаги на внутренних поверхностях стен. Если в воздухе, а следовательно, и в конденсате содержится такие химические соединения, как углекислый газ, аммиак, сероводород и др., то происходит интенсивное разрушение стен, этому способствует также влажная и аэрозольная дезинфекция.

Крыша служит для предупреждения проникновения в помещение атмосферных осадков, для утепления зданий. Кровлю делают прочной легкой, водонепроницаемой, невозгораемой. В качестве утеплителя используют минеральную вату, керамзит, камышит, фибролит. Следует иметь ввиду, что утеплители весьма гигроскопичны, поэтому нельзя допускать проникновение в них влаги.

Полы в помещениях для животных -- один из важнейших конструктивных элементов, так как через них теряется до 12--48 % тепла здания. От состояния и конструкции пола во многом зависят здоровье животных, чистота кожного покрова бактериальная и механическая загрязненность молока. Одной из основных причин простудных заболеваний животных могут быть холодные и сырые полы. Поэтому к ним предъявляют следующие санитарно-гигиенические требования: малая теплопроводность, достаточная, прочность; они должны быть, сплошными, эластичными (или решетчатыми), нескользкими, водонепроницаемыми, устойчивыми к действию агрессивной среды (мочи, фекалий, дезинфицирующих растворов).

Полы животноводческих помещений строят в соответствии с технологическими, ветеринарными, зоотехническими и другими требованиями. Изготовляют их по возможности и местных и недефицитных строительных матери; они должны быть надежными в эксплуатации и не требовать ремонт плотные полы настилают на утрамбованный грунт после удаления растительного слоя или на специально подготовленный слой из гравия, глины, бетона.

Одно из важнейших свойств пола - его водонепроницаемость. От этого качества зависит влажностный режим помещения. Около 10-25% влаги, содержащейся в воздухе здания, приходится на испарение с поверхности пола. Влагопоглощение покрытия полов для свинарников должно быть по массе не более 5%, водостойкость не менее 75%. Если материал из которого сделан пол, обладает водопроницаемостью или гигроскопичностью, то он всегда сырой, вследствие чего теплопроводность значительно возрастает. Через водопроницаемые полы увлажняется грунт, в результате повышает их теплопроводность. В проницаемом для влаги полу сохраняются и размножаются возбудители таких инфекционных заболеваний, как туберкулез, злокачественный отек, рожа и чума свиней и др. Дезинфекция водопроницаемых полов практически невозможна.

Уровень полов должен быть выше планировочной отметки земли не менее чем на 150--200 мм, что исключает затекание в здание атмосферных вод. Показатель теплоусвоения полов в местах отдыха животных (при содержании без подстилки) должен быть не более 11,6-- 15,1 Вт/м² °С.

Ворота, двери и тамбуры служат для здания наружным ограждением, через которое происходит его теплообмен. Размеры ворот делают с учетом использования машин и механизмов. В помещениях для свиней минимальный размер ворот: ширина - 2,1 м, высота - 1,8 м. Ворота устраивают двустворчатые, двери одно- и двустворчатые с открывающимися наружу или по ходу движения. Ворота располагают в торцовых стенах против продольных проходов помещения. В продольных стенах ворота служат для сообщения с подсобными помещениями и как запасные, и устраивают их против поперечных проходов.

В районах с расчетной температурой наружного воздуха ниже минус 20^_С ворота снабжают тамбурами для создания воздушно-тепловой зоны. Особенно они необходимы при мобильной раздаче кормов, удалении навоза и т.п., когда приходится часто открывать ворота, в результате чего в холодный период года резко меняется микроклимат помещения. Тамбуры устраивают размерами: шириной - более ширины открытой створки ворот на 0,5м. В широкогабаритных животноводческих зданиях целесообразно устраивать внутренний тамбур за счет пристройки во всю ширину помещения глубиной не менее длины транспортных средств и используемых механизмов.

Окна - их размеры, расположение, количество, вид остекления, расчет светового коэффициента (СК).

Окна располагают на высоте не менее 1,2м от уровня пола. Окна разделены простенками, остекление - двойное. Оконные переплеты выполнены из дерева, антисептированы, для предотвращения гниения. Коробку в проемах крепят к деревянным пробкам, заделанным в боковые откосы, зазоры между коробкой и стеной тщательно конопатят, а затем снаружи и внутри закрывают нащельниками, прибиваемыми к коробке. Переплеты оснащают оконными приборами: задвижками, шпингалетами, ручками, навесками и др. Окна разделены простенками, остекление - двойное.

1.4 Вентиляция животноводческих помещений

Основное назначение вентиляции - обеспечение удаления воздуха из помещения и замена его свежим наружным воздухом.

Животные выделяют в окружающую воздушную среду тепло, водяной пар, газы - углекислоту и др. В результате разложения органических веществ экскрементов животных образуются вредные газы - аммиак, сероводород и др. В помещениях с недостаточным воздухообменом происходит накопление вредных выделений сверх допустимого предела. Ухудшаются процесс обмена веществ, общего физиологического состояния, переваримость и усвоение питательных веществ корма. В результате снижаются естественная резистентность и здоровье животных, их продуктивность и качество продукции.

В целях поддержания необходимого состояния микроклимата помещений важное значение имеет обеспечение организованного воздухообмена, то есть устройство необходимого соотношения подачи и равномерности распределения по помещению приточного и вытяжного воздуха.

С зоогигиенической точки зрения более приемлем способ непрерывного, плавного регулирования микроклимата, поскольку температурно-влажностный режим внутри помещения находится в прямой зависимости от параметров наружного воздуха, которые постоянно и резко меняются, параметры же воздуха в животноводческих помещениях должны быть постоянными и поддерживаться в определенных пределах.

1.5 Тепловой баланс помещений

Под тепловым балансом следует понимать то количество тепла, которое поступает в помещение, и то количество тепла, которое теряется из него. Поступление тепла в неотапливаемые помещения определяется количеством тепловой энергии, выделяемой животными, находящимися в помещении.

Внешние ограждающие конструкции животноводческих зданий играют важную роль в поддержании требуемого микроклимата в помещениях, состояние которого оказывает значительное влияние на продуктивность животных, а также на долговечность строительных конструкций.

В холодное время года в зданиях чаще всего понижается температура за счет значительного увеличения потерь тепла через стены и покрытия вследствие их увлажнения конденсационной влагой.

Создание требуемых условий воздушного режима в помещении возможно в том случае, если будет правильное сочетание необходимого воздухообмена и оптимального температурного режима. Причем температура в помещении главным образом должна поддерживаться за счет тепла, выделяемого животными. Для того чтобы определить количество тепла, требуемого для поддержания оптимальной температуры при найденном воздухообмене необходим расчет теплового баланса помещения.

Для животноводческих помещений тепловой баланс целесообразно рассчитывать с учетом показателей температуры и относительной влажности атмосферного воздуха самого холодного периода года (январь).

при расчете теплового баланса решается ряд важных вопросов, связанных с созданием нормального температурно-влажностного режима в помещениях для животных, и прежде всего, корректируется кратность обмена воздуха. Недостаток тепла для обогрева всего поступающего наружного воздуха, особенно в неотапливаемых помещениях, может привести к снижению в них температуры воздух, образованию сырости, конденсации влаги на внутренней поверхности ограждений. Правильно рассчитанный тепловой баланс позволяет предвидеть заранее такое положение и своевременно принять меры к утеплению помещения и регулированию вентиляции.

Расчеты теплового баланса помогают также выявить качество отдельных частей ограждающих конструкций (стен, потолков и т.д.) в отношении теплопередачи, с тем, чтобы понизить ее путем устройства теплых тамбуров, а если это необходимо, то двойных окон и дверей.

1.6 Оборудование канализации и навозоудаления

Под канализацией принято понимать совокупность инженерных сооружений, предназначенных для приема и транспортирования сточных вод к очистным сооружениям, их очистки, обеззараживания и утилизации полезных веществ, содержащихся в них. Внутренняя канализация в помещениях для содержания животных предназначена для отвода навозной жижи, стоков, воды от уборки животных. Система канализации помещения для содержания животных должна быть связана со схемой навозоудаления.

Обычная канализация состоит из следующих конструктивных частей: навозожижесточные лотки обычно прямоугольной формы шириной 300 мм и глубиной 20 - 200 мм с уклоном в сторону трапов не менее 1%; трапы для приема навозной жижи и присоединения лотков к отводным трубам; отводные трубы, которые прокладывают с уклоном не менее 3%; гидравлический затвор делают в колодце, дно которого заглублено ниже лотка отводной трубы; смотровые колодцы, служащие для осмотра канализационных труб и прочистки их; жижесборник, предназначенный для накопления жижи за определенное время. При механизированной уборке навоза размеры лотков принимают в увязке с габаритами навозоуборочных механизмов, при этом дно лотков может быть горизонтальным.



2. Расчетная часть

2.1 Расчет объема воздухообмена

Исходной величиной при расчете объема воздухообмена является часовой объем вентиляции. Эта величина определяет количество кубических метров чистого воздуха, которое необходимо подать за один час в помещение, где содержится соответствующее поголовье животных, чтобы обеспечить требуемый по нормативам воздушный режим.

Часовой объем вентиляции рассчитывается для холодного и переходного периодов года по накоплению в воздухе помещения водяных паров, в летний период расчет ведут по избытку тепла и накоплению в воздухе углекислого газа.

При определении количества содержащегося в воздухе углекислого газа, влаги и тепловыделений животных учитывают их живую массу и продуктивность (приложение 3). При выполнении расчетов используются нижеприведенные формулы и таблицы.

2.1.1 Расчет вентиляции по содержанию в воздухе углекислого газа

Проведем расчет вентиляции по содержанию в воздухе углекислого газа.

Для этого используем следующую формулу:

Lсо₂ = Q co₂ / (C₁-C₂),

где Lсо₂ - объем воздуха, м³/ч, который необходимо удалить из помещения;

Q co₂ - количество углекислоты, в л/ч, выделяемое всеми животными за 1 час;

С ₁ - допустимое содержание углекислоты в 1 м³ воздуха помещения (см. приложение 6 из м/у);

С ₂ - содержание углекислоты в 1 м³ атмосферного воздуха (0,3 л/м³ или 0,03%).

Для расчета выполним следующее:

1. Определим количество углекислого газа, л /ч, выделяемое всеми животными за 1 час по формуле:

Qсо₂ ⁼ (А₁ * n₁) + (А₂ * n₂) +... (А_х * n _х ),

где Qсо₂ - количество углекислого газа, л /ч, выделяемого всеми животными за 1 час;

А_х - количество углекислого газа, л /ч, выделяемое одним животным соответствующей половозрастной группы с соответствующей живой массой (см. приложение 3 из м/у);

n_х - число животных соответствующей группы, голов (см. проектное задание).

Qсо₂ ⁼ (33* 69) + (35 * 76) + (38*85) + (41*70) =11037

Lсо₂ = 11037/ (2-0, 3) = 6492

2.После расчета часового объема вентиляции найдем кратность часового обмена воздуха (раз/ч) в животноводческом помещении:

Кр = L co₂ / V,

где Кр - кратность часового обмена воздуха в животноводческом помещении, раз/ ч;

Lсо₂ -объем воздуха, м³/ч, который необходимо удалить из помещения (см. пункт 3.1.1.1);

V - внутренняя кубатура помещения, м³(см.проектное задание).

Кр = 6492/ 3742,2 =1,7

3. Рассчитаем объем вентиляции на одно животное за один час, м³/ч:

P = Lсо₂/ nоб,

где Р - объем вентиляции на одно животное за один час, м³/час;

Lсо₂ -- объем воздуха, м³/ч, который необходимо удалить из помещения (см. пункт 3.1.1.1);

nоб -- общее поголовье животных, находящихся в помещении, голов (см. проектное задание).

P = 6492/ 300=21,6

4.Вычислим общую площадь сечения вытяжных труб, м²:

Sв = Lсо₂/h*t,

где S_В - общая площадь сечения вытяжных труб, м²;

h - скорость движения воздуха (м/с) в вентиляционной трубе (см.приложение 8 из м/у);

t - число секунд в одном часе - 3600.

Sв = 6492/1,78 *3600=1

5. Определим количество вытяжных труб:



N_в = S_в/а_в,

где N_в - количество вытяжных труб, штук;

S_В - общая площадь сечения вытяжных труб, м^{2 (} см. пункт 3.1.1.4);

а_в - площадь сечения, м², одной вытяжной трубы (см.проектное задание).

N_в = 1, /0,81=1

6. Рассчитаем общую площадь сечения приточных каналов, м². Общая площадь сечения приточных каналов принимается в размере 80% от общей площади сечения вытяжной системы и рассчитывается по формуле:

S_n ⁼ S_в *0, 8 ,

где S_n - общая площадь сечения приточных каналов, м²;

S_в - общая площадь сечения м²,вытяжных труб (см. пункт 3.1.1.4);

0,8 - 80% от общей площади сечения вытяжной системы.

S_n ⁼ 1* 0, 8 = 0,8

7. Установим количество приточных каналов. Расчет проведем по формуле:

N_n = S_n / an ,

где N_n - количество приточных каналов, штук;

S_n - общая площадь сечения приточных каналов, м² (см. пункт 3.1.1.6);

а_n - площадь сечения одного приточного канала, м ² (см. проектное задание).

N_n = 0,8 / 0, 2 = 4

Таблица 4 Расчет объема вентиляции по содержанию углекислого газа

Группа животных	Показатель
	Qco2	Lco2	Kр	P	Sв	Nв	Sn	Nn
На 1 голову	34,5	20,3	0,01	0,1	0,0025	0,005	0,002	0,1
На 200 голов	6902,5	4060	2,07	20,3	0,5	1	0,4	20
Норма	Соответствует
±

2.1.2 Расчет объема вентиляции по содержанию в воздухе водяных паров

Проведем расчет объема вентиляции по содержанию в воздухе водяных паров. Для этой цели используем формулу:

Lн₂о = (Q_вп +Д)/ (q₁-q₂),

где Lн₂о - часовой объем вентилируемого воздуха, м³, который необходимо удалить из помещения за 1 час;

Q_вп - количество водяных паров, г, выделяемых животными в парообразном виде за час с процентной надбавкой на испарение с пола, поилок, кормушек, стен;

q₁ - абсолютная влажность воздуха помещения, г/м³, при требуемых показателях температуры, °С, и относительной влажности ОВ воздуха помещения, %, определим по формуле:

q ₁ =Е * ОВ / 100,

где Е - максимальная упругость водяного пара, г /м³, при требуемом показателе температуры воздуха (см. приложение 9 из м/у);

ОВ - относительная влажность для данного животноводческого объекта;

q ₁ = 13,5 * 70 / 100 = 9,5;

q₂ - абсолютная влажность вводимого в помещение атмосферного воздуха, г/ м³ (см. проектное задание ).

Влагосодержание рассчитаем по формуле:

Q_вп = (В₁*n₁) + (В₂*n₂) +...+ (В_х*n_х),

где Q _вп - количество водяных паров (г), выделяемых животными в парообразном виде за 1 час.

В_х - количество водяных паров, выделяемых одним животным соответствующей половозрастной группы (см. приложение 3 из м/у);

n_х - число голов животных соответствующей половозрастной группы(см. проектное задание)

Q_вп = (107 *69) + (116*76) + (124*85) + (132*70) =38619

Дополнительное количество водяных паров, г/ч, поступающих в воздух за час вследствие испарения с влажных поверхностей, определим по формуле:

Д= Q _вп*10/100,

где Д - дополнительное количество водяных паров, г/ч.

Q_вп - количество водяных паров, г, выделяемых животными в парообразном виде за 1 час (см.пункт 3.1.2)

10 - величина, варьирующая (от 10 до 25%) в зависимости от санитарного состояния помещения;

Д=38619*10/100 = 3861,9

Lн₂о = (38619 + 3861,9)/ (9,48-2,4) =6000

Для устранения повышенной влажности воздуха проведем следующие расчеты по формулам:

1.Кратность часового обмена воздуха, раз/ ч:

Кр = Lн₂о / V,

где Кр - кратность часового обмена воздуха, раз/ ч, в помещении при установленном часовом объеме вентиляции (в зимний период года);

Lн₂о - часовой объем вентилируемого воздуха, м³, который необходимо удалить из помещения за 1 час (см. пункт 3.1.2)

V - внутренняя кубатура помещения, м³( см. проектное задание)

Кр = 6000/ 3742,2= 1,6

2. Объем вентиляции на одно животное, м³/ч:

P= Lн₂о / n_об ,

где Р - объем вентиляции на одно животное, м /ч;

Lн₂о -часовой объем вентилируемого воздуха, м³, который необходим удалить из помещения за 1 час (см. пункт 3.1.2);

n _об - общее число находящихся в помещении животных, гол, равное суммарному значению n ₁+ n₂ + ... + n n. (см.проектное задание)



P= 6000/ 300 =20

3. Расчет площади сечения вытяжных труб, м²:

S _в = Lн₂о / h*t,

где Sв - общая площадь сечения вытяжных труб, м²;

L н₂о - часовой объем вентилируемого воздуха, м³, который необходимо удалить из помещения за 1 час (см. пункт 3.1.2);

h - скорость движения воздуха, м/с в вентиляционной трубе (см. приложение 8 из м/у);

t - число секунд в одном часе - 3600.

S _в = 6000 / 1,78*3600 = 0, 94

4. Расчет количества вытяжных труб:

N_в = S _в / а_в ,

где N _в - количество вытяжных труб, штук;

S _в - общая площадь сечения вытяжных труб, м² (см. пункт 3.1.2.3);

а_в - площадь сечения, м²одной вытяжной трубы (см.проектное задание).

N_в = 0, 94 / 0, 81 =1

5. Расчет площади сечения приточных каналов, м². Площадь сечения приточных каналов принимается в размере 80% от площади сечения вытяжной системы и ведется по формуле:

S_n=S_в*0, 8,

где S_n - общая площадь сечения приточных каналов, мІ;

S_в -площадь сечения вытяжных труб, мІ (см. пункт 3.1.2.3);

0,8 - 80% от площади сечения вытяжной системы, мІ.

S_n=0, 94*0, 8 = 0, 75

6. Расчет количества приточных каналов по формуле:

N_n = S_n/a_n

где N_n - количество приточных каналов, штук;

S_n - общая площадь сечения приточных каналов, м² (см. пункт 3.1.2.5);

а_n -площадь сечения одного приточного канала, мІ(см. проектное задание).

N_n = 0,75 /0,2 =4

Таблица 5 Расчет объема вентиляции по содержанию водяных паров

Группа животных	Показатель
	Qн2о	Lн2о	Kр	P	Sв	Nв	Sn	Nn
На 1 голову	127,7	19,5	0,009	0,09	0,0025	0,005	0,002	0,1
На 200 голов	25550	3903	1,9	19,5	0,5	1	0,4	20
Норма	Соответствует
±

2.2 Расчет теплового баланса и дефицита тепла

Проведем расчет теплового баланса и дефицита тепла.

Тепловой баланс в неотапливаемом свинарнике рассчитаем на январь по следующей формуле:



Qж = Qвен +Qок + Qохл + Qисп,

где Qж - тепло, выделяемое животными за 1 час, ккал (см. приложение 3 из м/у)

Qвен - количество тепла, ккал-ч, расходуемого на обогрев поступающего в процессе вентиляции свежего атмосферного воздуха;

Qок - количество тепла, ккал-ч, расходуемого на нагрев ограждающих конструкций животноводческого помещения;

Qохл- количество тепла, ккал-ч, теряемого через вертикальные ограждающие конструкции, граничащие с наружным воздухом (продольные стены, окна, двери, ворота) за счет охлаждения их господствующими ветрами;

Qисп - количество тепла, ккал-ч, расходуемого на испарение влаги с мокрых поверхностей пола и других ограждений животноводческого помещения.

Основной источник тепла в животноводческих помещениях - это тепловыделения животными, Qж, величина которого зависит от количества животных, их физиологического состояния, продуктивности. Определим Qж по следующей формуле:

Qж =(Ф₁*n₁)+ (Ф₂*n₂)+…+ (Ф_х*n_х) ,

где Qж - количество тепла, ккал-ч, выделяемое всеми животными, содержащимися в животноводческом помещении;

Ф_х - количество тепла, ккал-ч, выделяемое одним животным соответствующей половозрастной группы, содержащимся в животноводческом помещении (см. приложение 3 из м/у);

n_x - поголовье животных (голов) соответствующей половозрастной группы, содержащихся в животноводческом помещении (см.проектное задание).

Qж = (161*69) + (173*76) + (185*85) + (196*70) = 53702

Расход тепла в животноводческом помещении определяется его затратами с использованием следующих формул:

1 . На обогрев поступающего в процессе вентиляции свежего воздуха:

Qвен =G*0, 24 *Дt,

где Qвен - количество тепла, ккал-ч, расходуемого на обогрев поступающего в процессе вентиляции свежего атмосферного воздуха;

G - количество воздуха, удаляемого из помещения или поступающее в него в течение 1 часа, кг/ч, рассчитываемое умножением результата вычисления часового объема вентилируемого воздуха(см.пункт 3.1.2) на величину объемной массы воздуха, м /кг, при соответствующих показателях температуры и давления (см.приложение 14);

G=6000* 1,222= 7332

0,24 - теплоемкость воздуха, ккал/кг/град;

Дt - разность между рекомендуемой оптимальной температурой воздуха внутри помещения (см. приложения 6 из м/у) и температурой наружного воздуха самого холодного месяца года - января (см. проектное задание).

Qвен =7332*0, 24 *39= 68627,5

2. На нагрев ограждающих конструкций:



Qоk= ? (K*F) *Дt,

где Q ok - количество тепла, ккал-ч, расходуемого на нагрев ограждающих конструкций;

К - коэффициент теплопередачи через ограждающие конструкции, ккал/м/град (см. приложения 10-13 из м/у);

F - площадь ограждающих конструкций, м ²;

Дt -разность между рекомендуемой оптимальной температурой воздуха внутри помещения (см. приложение 6 из м/у) и температурой наружного воздуха самого холодного месяца года - января (см.проектное задание).

Таблица 6 Расчёт теплового баланса

Наименование ограждающих конструкций	К	F	К*F	Дt	Q ok
1.Пол	0,2	1386	277,2	39	10810
2. Потолок	0,79	1386	1094,94	39	42702
3. Окна	2,3	16,32	37,54	39	1464
4. Двери	-	-	-	-	-
5. Ворота	2	12,48	24,96	39	973
6. Продольные стены	1,41	437,28	616,56	39	24045
7. Торцовые стены	1,41	76,62	108,03	39	4213
Итого	-	-	-	-	84207

1) К пола = 0,2 (см. приложение 12 из м/у),

F пола = а*b,

Где а - ширина помещения, м

b - длина помещения, м (см.проектное задание);

F пола = 16,5*84= 1386;



2) К потолка =0,79 (см. приложение 11 из м/у),

F потолка = F пола = 1386;

3) К окон =2,3 (см. приложение 13 из м/у);

F окон = n*a *b,

Где n- количество окон, шт (см.проектное задание);

а - ширина оконного проема, м (см.проектное задание);

b - длина оконного проема, м (см.проектное задание);

F окон = 34*0, 8 *0, 6 = 16,32;

4) дверей нет;

5) К ворот = 2(см. приложение 13 из м/у);

F ворот = n*a *b,

Где n- количество ворот с торца помещения, шт (см.проектное задание);

а - ширина проема ворот, м (см. проектное задание);

b -длина проема ворот, м (см.проектное задание);

F ворот = 2*2,4 *2,6 = 12,48;

6) К продольных стен =1,41 (см. приложение 10 из м/у);



F продольных стен = (b* h * 2) - F окон,

Где b - длина помещения, м (см. проектное задание);

h -высота стен от пола до потолка, м (см. проектное задание);

2 - количество стен;

F окон, м ² (см. пункт 3.2.2.3)

F продольных стен = (84* 2, 7 * 2) - 16,32 =437,28;

7)К торцовых стен =1,06 (см. приложение 10 из м/у);

F торцовых стен = (а* h * 2) - F ворот,

где

а - ширина помещения, м (см. проектное задание);

h -высота стен от пола до потолка, м (см. проектное задание);

2 - количество стен;

F ворот, м ² (см. пункт 3.2.2.5);

F торцовых стен = (16,5* 2, 7 * 2) - 12,48 =76,62;

3. На потери тепла Q охл, ккал-ч, через вертикальные ограждающие конструкции животноводческого здания, граничащие с наружным воздухом (стены продольные, окна, двери, ворота) за счет охлаждения господствующими ветрами. Эти потери принято считать в размере 13% от величины количества тепла, ккал-ч, расходуемого на нагрев ограждающих конструкций Q ок:



Q охл = Qok*13/100,

где Qохл - потери тепла (ккал/ч) через вертикальные ограждающие конструкции животноводческого здания, граничащие с наружным воздухом (стены продольные, окна, двери, ворота) за счет охлаждения господствующими ветрами;

13 - 13% от величины количества тепла, ккал-ч, расходуемого на нагрев ограждающих конструкций Qok.

Qok = Qok продольных стен + Qok окон + Qok ворот, ккал-ч( см. таблицу 1);

Qok =24045+1464+973=26482;

Q охл = 26482*13/100 =3442,7;

4. На испарение влаги с мокрых поверхностей пола и других ограждений
животноводческого помещения:

Q исп =Д*h

где Qисп - количество тепла, ккал-ч, расходуемого на испарение влаги с мокрых поверхностей пола и других ограждений животноводческого помещения;

Д - дополнительное количество водяных паров, г/ч, поступающих в воздух за 1 час вследствие испарения с влажных поверхностей, с учетом (10-25%) надбавки в зависимости от санитарного состояния помещения (см. пункт 3.1.2)

h - теплопотери, затрачиваемые при испарении 1 г влаги, равные 0,595 ккал.



Q исп =3861,9 * 0,595= 2298

5. Общий расход тепла Qор, ккал-ч, в животноводческом помещении. Его рассчитаем по формуле:

Qор =Qвен +Qок+Qохл+Qисп,

где Qор - общий расход тепла в животноводческом помещении, ккал-ч;

Qвен - количество тепла, расходуемого на обогрев поступающего в процессе вентиляции свежего атмосферного воздуха, ккал-ч (см. пункт 3.2.1);

Qок - количество тепла, расходуемого на нагрев ограждающих конструкций животноводческого помещения, ккал-ч (см. таблицу 1);

Qохл - количество тепла, теряемого через вертикальные ограждающие конструкции, граничащие с наружным воздухом (продольные стены, окна, двери, ворота) за счет охлаждения их господствующими ветрами, ккал-ч (см. пункт 3.2.3);

Qисп - количество тепла, расходуемого на испарение влаги с мокрых поверхностей пола и других ограждений животноводческого помещения, ккал-ч (см. пункт 3.2.4);

Qор =68627,5+84207+3442,7+2298=158575

В холодных зонах страны для обеспечения требуемого воздухообмена и поддержания при этом нормативной температуры в помещении, как правило, необходим дополнительный обогрев с помощью специальных устройств. Чтобы отопительные устройства были эффективны, определим дефицит тепла в условиях свинарника.

Дефицит тепла в помещении определяется как разность между приходом и расходом тепла по формуле:



Дт = Q ж- Q ор

где Дт - дефицит тепла в животноводческом помещении, ккал-ч;

Qж - количество тепла, ккал/ч, выделяемое всеми животными, содержащимися в животноводческом помещении (см. пункт 3. 2);

Qор - общий расход тепла в животноводческом помещении, ккал-ч (см. пункт 3.2.5).

Дт = 53702-158575=-104873

На основании этой формулы сделаем заключение о введении в помещение необходимого дополнительного тепла с помощью обогревательных устройств.

2.3 Расчет мощности механических систем отопления

Проведем расчет мощности механических систем отопления.

Обеспечить оптимальный микроклимат в свинарнике с естественной приточно-вытяжной системой вентиляции, особенно в холодных зонах страны, не всегда представляется возможным. Устранить дефицит тепла в помещениях для животных можно применением механических систем вентиляции и отопления.

В качестве вентиляционно-отопотельного оборудования часто используют комплекты «Климат-2», «Климат-3» и «Климат-4», а для отопления -- теплогенераторы и электрокалориферы различных марок.

При определении необходимой мощности механических систем отопления необходимо исходить:

1. Из установленного дефицита тепла в животноводческом помещении.

2. Из количества тепла, которое дает 1 кВт электроэнергии.

3. Из общего количества необходимой электроэнергии, требуемой для покрытия дефицита тепла в животноводческом помещении.

4. Мощности одного теплогенератора или электрокалорифера.

При расчете теплового баланса свинарника установлен дефицит тепла 104873 ккал-ч.

Известно, что 1 кВт электроэнергии дает 860 ккал тепла.

Для покрытия дефицита тепла в коровнике потребуется 122(104873/860) кВт-ч электроэнергии.

Электрокалориферы чаще всего бывают мощностью 10 или 15 кВт/ч.

Возьмем электрокалориферы мощностью 15 кВт-ч.

Для восполнения недостатка тепла в овчарне необходимо установить 8

(122/ 15) электрокалорифера мощностью 15 кВт-ч каждый.

Список использованной литературы

1. Аликаев В.А., Костюнина В. Ф. Зоогигиена.- М.: Колос, 1993.- 239с.

2. Болотнов П.М., Рыжов С.В. Механизация работ в овцеводстве.-3-е изд. перераб. и доп. -М. : Агропромиздат, 1985.-255с.,ил.

3. Волков Г.К., Гущин Б.Н. Гигиена в промышленном овцеводстве. - М.: Россельхозиздат, 1990.-238с.

4. Ерохин А.И., Ерохин С.А. Овцеводство- М.: изд-во МГУП, 2004.-480с.

5. Кузнецов А.Ф. Гигиена содержания животных-М .: изд-то « Лань», 2004.-640с.

6. Найденский М.С., Кузнецов А.Ф., Храмцов В.В., Виноградов Л.Н. Зоогигиена с основами проектирования животноводческих объектов- М.: КолосС, 2007.-512с., ил.

7. Плященко С.И., Хохлова И.И. Микроклимат и продуктивность животных.- Л.: Колос,1976.-208с.

8. Соловьев Ф.А. Строительная гигиена- Латвийская с/х академия, 1981-86с.

9. Уссаковский В.М., Суюнчалиев Р.С. Комплексная механизация в овцеводстве- М.: Колос,1982.-255с., ил.

10. Ходанович Б.В. Проектирование и строительство животноводческих объектов.- М.:Агропромиздат,1990.-255с.

11. Храбустовский И.Ф., Демчук М.В., Онегов А.П. Практикум по зоогигиене. М.: Колос, 1984.-270 с.

Размещено на Allbest.ru

...