Ветеринарно-гигиеническое обоснование и разработка оптимальных условий содержания крупного рогатого скота молочного направления в Московской области

При различных физиологических состояниях требуется различная интенсивность освещения. Так для роста, в период лактации и т.д. нужен сильный свет.

Видимый свет оказывает тепловое, эритемное, тонизирующее и антирахитное действие.

Продолжительность естественного и искусственного освещения в сутки на фермах крупного рогатого скота при содержании лактирующих коров- 16-18 часов при 75 лк.

Под влиянием видимого света у животных увеличивается содержание гемоглобина и количество эритроцитов в крови, повышается активность окислительных ферментов и усиливается газообмен.

При недостаточной освещенности в помещениях у животных могут возникнуть анемия, остеомаляция, рахит и др. Видимый свет оказывает бактерицидное и мутагенное действие в зависимости от интенсивности освещения, его длительности. Особенно эти действия проявляются в комбинации с УФ- и ИК- лучами.

При длительном пребывании животных под солнечными лучами летом, в дни с высоким уровнем инсоляции могут возникнуть ожоги на коже (непигментированных участках), заболевания глаз, перегрев, солнечный удар и пр. Интенсивный солнечный свет, отраженный от снега, может вызвать фотоофтальмию, сопровождающуюся гиперемией и оттеком конъюнктивы, раздражение сетчатки, роговицы глаза и повреждение хрусталика.

Солнечный удар возможен вследствие сильного и продолжительного перегревания ИК- лучами преимущественно твердой оболочки головного мозга. Такое состояние может закончится гибелью животного вследствие паралича паралича дыхательного центра или остановки сердца. Наиболее опасен солнечный удар при наличии теплового.

Помещения для животных освещаются естественным светом через окна, которые устраиваются в стенах (переднее или боковое освещение), в крыше (верхний свет). Главное назначение окон - обеспечить в помещениях для животных внутренний световой климат, а также способствовать повышению производительности труда безопасности животноводов. Степень освещенности зависит от высоты стояния солнца, облачности, ориентации здания по сторонам света, состояния площади перед окнами, формы, величины размещения окон, цвета внутренних поверхностей потолка, стен. Белая оштукатуренная или побеленная стена отражает 85%, свежее дерево и кирпич - 40% и загрязненное дерево - 20% лучей. Поэтому в помещениях для животных, в доильных залах и других комнатах, должны быть стена окрашены в светлые тона.

Окна большого размера, вытянутые по высоте и расположенные выше на стене, дают большую освещенность и на большую глубину, что особенно важно для широкогабаритных построек. Расстояние от пола до подоконника принимается 1,2-1,5 метра. При таком расположении лучше освещается срединная часть помещения.

Искусственное освещение.

Из общего количества электроэнергии, потребляемого в сельском хозяйстве, на освещение в животноводстве затрачивается до 25%. Особенность освещения животноводческого комплекса для дойных коров заключается в том, что оно должно обеспечивать нормальную видимость предметов и в то же время способствовать нормальному течению физиологических процессов в организме животных.

Однако искусственному освещению придается недостаточное внимание: мощность ламп не соответствует нормативам, неправильно эксплуатируются светоустановки, которые подчас не выключаются круглосуточно. Продолжительность освещенности помещения для коров должна быть не более 18 часов.

Поскольку уход и наблюдение за животными проводятся как в дневное время, так и в ночное, то необходимо предусматривать дежурное освещение, составляющее 15-20% от общего. Распределение светильников в помещениях с привязным содержанием должно быть таким, чтобы обеспечивать максимальную освещенность зоны стойла. Поэтому их целесообразно устанавливать вдоль навозных проходов и частично над кормовыми. Очень часто светильники устанавливают вдоль кормовых проходов и тем самым зона работы доярки оказывается недостаточно освещенной.

Для искусственного освещения применяют лампы накаливания, излучение которых на 10- 40% состоит из видимого света, а также газоразрядные люминесцентные лампы.

Газоразрядные люминесцентные лампы отличаются от ламп накаливания более высокой (в 2- 2,5 раза) световой отдачей, значительно меньшей (в сотни раз) и большим сроком службы (до 10 000 часов)

Расчёт светового коэффициента, количество и расположение оконных проемов, электроламп.

В практике проектирования и строительства животноводческих помещений основным критерием нормирования и оценки естественного освещения является световой коэффициент (СК), который определяется геометрическим методом. Этот показатель выражает отношение суммарной площади чистого стекла оконных рам (У S_{чист.ст.}) к площади пола помещения для животных (S_пола) и показывает, какая площадь пола приходится на 1 м² остекления.

СК= У S_{чист.ст} / S_пола

Существуют нормативные значения СК для животноводческих помещений. Для коровника оно равно 1:10.

Суммарную площадь чистого стекла, которое обеспечивает нормативную освещенность определяют из формулы:

У S_{чист.ст} = S_пола / СК

Площадь пола равна длине помещения, умноженной на ширину. Длина помещения 77 м , ширина 21 м S_пола = 77*21= 1617 м² .

У S_{чист.ст} = 1617/ 10= 161,7 м^2.

Размер одного оконного проема: 1,6 х 2 м, следовательно площадь одного окна- 3,2м²

Чтобы узнать количество окон, данного размера, необходимое для обеспечения нормальной естественной освещенности надо общую площадь окон разделить на площадь одного окна: 161,7/ 3,2= 50 .

В коровнике 50 окон (1,6 х 2 м), которые располагаются по 25 на каждой продольной стене, на высоте 1,2 м над полом.

Освещенность участков одного и того же помещения устанавливают определением углов падения. Угол падения образуется двумя линиями идущими от определенного места: одна линия направлена горизонтально к окну, вторая- к верхнему краю окна. Чем больше этот угол тем выше освещенность. По нормам он должен быть не менее 27є.

Для определения угла падения необходимо знать расстояние от кормушки до окна, в данном случае равное 3,3 м, и высоту окна по верхнему краю осветленной поверхности- 2,5 м.

Угол падения (б) = 2,8/ 3,3= 0,8 (tg0,8); б= 39 (по таблице).

Искусственное освещение.

Искусственное освещение на данном предприятии обеспечивается люминесцентными лампами мощностью 100 Вт.

Для определения количества ламп, необходимо умножить площадь пола на норму удельной мощности и полученную величину разделить на мощность одной лампы.

Удельная мощность ламп для коровника- 4,5 Вт/ м² .

Значит: (1617*4,5)/ 100= 72.

В коровнике необходимо 72 люминесцентные лампы при мощности одной лампы 100 Вт, которые располагаются в 4 ряда по 18 в каждом.

УФ- облучение.

Ультрафиолетовое облучение обладает большой энергией квантов, которая достаточна для того, чтобы вызвать возбуждение молекул белков, нуклеиновых соединений, включающих аминокислотные остатки. Происходящий при этом фотолиз (распад) белковых молекул сопровождается образованием физиологически активных комплексов типа гистамина, холина и других, активизирующих симпатокоадреналиналовую систему, обмен веществ и трофические процессы. Улучшается функционирование органов дыхания и кровообращения, кислородное питание тканей. Также эти лучи вызывают общее стимулирующие эритемное действие на организм за счет расширения кроветворных сосудов, которое начинается в коже. При этом усиливается рост волос, активизируется функция сальных и потовых желез, утолщается роговой слой, уплотняется эпидермис. Вследствие перечисленного, повышается сопротивляемость кожи, усиливается регенерация тканей, заживление язв и ран. В базальном слое образуется меланин. Ультрафиолетовые лучи усиливают гемопоэз, иммуногенез и естественную сопротивляемость организма у действию инфекционных и токсических агентов. УФ-лучи служат мощным адаптогенным агентом, широко используемым в животноводстве. Под влиянием фотохимического действия УФ-лучей эргостерон, поступающий из кормов, в поверхностных слоях кожи превращается в кожном сале в 7,8-дегидрохолетстерин, из которого образуется холекальциферол - витамин Д₃, обладающий антирахитичным действием. При действии УФ-излучения на нуклеиновые кислоты микробной клетки наступает ослабление их жизнеспособности (бактерицидный эффект по отношению ко многие патогенным микроорганизмам). Облучение дойных коров повышает их удойность на 13% при сохранении жирности молока на том же уровне или даже при некотором его увеличении.

У облучаемых животных улучшается общее физиологическое состояние, в сыворотке увеличивается содержание кальция и фосфора, а также улучшается соотношение этих элементов, что способствует усилению отложению в костях фосфорно-кальциевых солей. Повышается резервная щелочность крови, количество общего белка и гемоглобина. У крупного рогатого скота усиливается моторика желудочно-кишечного тракта, что может быть использовано при лечении атонии преджелудков.

В качестве источников излучения в установках применяют следующие.

Эритемные люминесцентные ртутные дуговые лампы типа ЛЭ. Представляют собой трубку увиолевого стекла, внутренняя поверхность которой покрыта слоем люминифора, преобразующим ультрафиолетовое излучение области С с длиной 254 нм в излучение спектров В и А с длиной волны 280-360 нм. Эритемное излучение - УФ излучение с длиной волны в интервале 280-400 нм - оказывает в малых дозах полезное влияние на организм животных; эритмные поток (Фэр) - мощность эритемного излучения, единица измерения эр, которая соответствует потоку излучения с длиной волны 297 нм мощность 1 Вт.

Бактерицидные ртутные дуговые лампы типа ДБ-30, ДБ-60. Этот тип ламп представляет собой трубку увиолевого стекла, хорошо пропускающего УФ-лучи с области С. Электрический разряд в смеси паров ртути и аргона служит источником излучения, большая часть которого приходится на поток излучения с длиной волны 254 нм, соответствующей области наибольшего бактерицидного действия. Бактерицидное излучение - УФ излучение в спектральной области 200-400 нм - вызывает гибель бактерий; бактерицидные поток (Фб) - мощность бактерицидного излучения, единица измерения бакт, которая соответствует потоку излучения с длиной волны 254 нм мощностью 1 Вт.

Дуговые ртутные трубчатые лампы высокого давления типов ДРТ (ДРТ -400 или по новому - ПРК-100) представляют собой трубку из кварцевого стекла, хорошо пропускающего УФ-лучи в области А, В, С и в видимой области спектра; являются мощным источником излучения.

Данные излучатели используются в следующих облучателях.

Эритемный облучатель типа ЭО1-30М предназначен для облучения животных в стационарных условиях, выпускается в пылевлагозащитном исполнении. Выполнен в виде отражателя, где с помощью ламподержателей установлена эритемная лампа ЛЭ-30-1, защищенная металлической стекой. Крепятся с помощью двух подвесок к потолочному перекрытию. Эритемные облучатели ЭО-1 и ЭО-2 также служат для облучения животных в стационарных условиях (ОЭ-1 в обычном, а ОЭ-2 в пылевлагозащитном исполнении).

Светильник-облучатель ОЭСПО2, предназначен для одновременного освещения и УФ-облучения, включает осветительную люминесцентную лампу ЛБР-40, эритемную лампу ЛЭР-40 и отражатель. Лампы включаются раздельно.

Облучатель ртутно-кварцевый ОРК-2. Необходим при использовании УФ-излучения для профилактических и лечебных целей. Состоит из отражателя с лампой ДРТ-400 и питающего пускорегулирующего устройства, которые соединены между собой гибким кабелем длиной 15 м.

Облучатель ртутно-кварцевый ОРКШ на штативе. Отличие от ОРК-2 - перемещение на колесах, а отражатель с лампой ДРТ-400 закрепляется на стойке.

Установка облучения механизированная УО-4 предназначена для облучения животных в стационарных условиях.

Излучатели ДБ-30 и ДБ-60 используют в облучателях типа ОБН и ОБП (облучатель настенный бактерицидный, облучателей бактерицидный настенный).

Нормальной дозой для дойных коров является:

ДРТ-400 -270-290 мЭР*час/м^2, в сутки; время облучения 25-30 минут,

ЛЭ-15 и ЛЭ-30 - 270-290 мЭР*час/м², время облучения 5-6 минут.

В хозяйстве используются ЛЭ-15. Животные облучается 2 раза в неделю по 5 минут, с постепенным увеличение продолжительности облучения до 25 минут, высота подвески лампы составляет 1 м от уровня спины животного.

Инфракрасное облучение.

Большая часть территории нашей страны характеризуется холодным осенне-зимним периодом, который (в зависимости от зоны) длится 5 ... 8 месяцев и считается наиболее трудным для содержания сельскохозяйственных животных. Особенно необходимо тепло в этот период молодняку, у которого в первые дни жизни механизмы терморегуляции несовершенны.

Молодняку крупного рогатого скота в начальный период выращивания, особенно в период новорожденности, также требуется повышенный тепловой режим.

Низкая температура и высокая влажность воздуха в помещении неблагоприятно отражаются на росте и развитии молодняка, приводят к нарушению обмена веществ, возникновению простудных заболеваний, расстройству пищеварения и даже гибели. Следовательно при выращивании молодняка необходимо соблюдать определенный температурный режим.

Широкое применение в практике сельского хозяйства получил инфракрасный обогрев молодняка, обладающий благотворным биологическим действием на организм животных.

При падении потока излучения на поверхность тела животного часть излучения отражается, остальное поглощается в коже или подкожной ткани, вызывая их нагрев. Тепловое действие инфракрасного излучения основано на том, что при его поглощении в тканях происходит переполнение кровеносных сосудов кровью, нормализуется обмен веществ.

Степень проникновения ИК излучения через кожу зависит от ее состояния (влажности, наличия шерстного или пухо-перьевого покрова, пигментации). Поглощение ИК излучения кожным покровом - весьма сложный биологический процесс, в котором принимает участие весь организм животного с его терморегуляторным аппаратом. Проникая в кожу и подкожные ткани, излучение вызывает общую реакцию организма, которая возникает рефлекторно через тепловые рецепторы. Действуя через кожу на нервную систему, а через нее на внутренние органы, ИК излучение улучшает функции желез, кровоснабжение тканей и органов.

Вследствие неодинаковой глубины проникновения механизм действия длинноволнового (с длиной волны более 1500 нм^*) и коротковолнового (750 ... 1500 нм) излучения различен: длинноволновое излучение поглощается поверхностными слоями кожи и вызывает их покраснение, а коротковолновое проникает на глубину до 7 ... 8 см и прогревает глубоколежащие ткани. Благодаря этому создается надежный барьер на пути проникновения холода в организм животного, предупреждается его переохлаждение. ИК излучение, проникая в глубоколежащие слои кожи и подкожной клетчатки, посредством реакций кожи и нервной системы улучшает функции желез и общий обмен веществ.

Установлено, что после воздействия ИК излучения на кожу и глубоколежащие ткани в организме животных происходит активация кроветворных органов, в крови увеличивается количество эритроцитов, лейкоцитов, содержание гемоглобина, а также появляются активные продукты распада белков.

Исследования показали, что ИК облучение оказывает положительное влияние на резистентность животных. При облучении в оптимальных режимах в организме увеличивается количество лизоцима, повышается фагоцитарная активность лейкоцитов, их агрессивность, титр нормальных агглютининов, что приводит к активации физиологических отправлений и повышению естественной резистентности организма.

При прерывистом режиме работы ИК излучателей попеременное воздействие высоких и низких температур на животных подвергает их сосудистую систему своеобразной тренировке, происходит закаливание организма.

Таким образом, ИК облучение, в отличие от других средств местного обогрева, не только предохраняет животных от переохлаждения, но и усиливает биологические процессы в их организме, способствует повышению тонуса и естественных защитных сил, положительно сказывается на состоянии, развитии, приросте, а также нa сохранении молодняка.

Специфичность воздействия позволяет также использовать ИК облучение в лечебных целях. В основе терапевтического действия коротковолнового излучения лежит способность вызывать активную гиперемию (тепловую эритему), что улучшает питание тканей, ускоряет рассасывание патологических продуктов. Этим обусловлено применение ИК излучения для лечения различных воспалительных процессов. В подострых и хронических стадиях воспаления при воздействии ИК излучения в гиперемированной области сосредоточивается большое количество ферментных элементов крови, что увеличивает образование продуктов окисления и повышает обмен в тканях. Благодаря этим же процессам усиливается питание поврежденных тканей, регенерация клеток, в результате ускоряется заживление ран, язв и т.д. ИК облучение усиливает испарение влаги, чем объясняется его высушивающее действие, которое используется при лечении мокнущих экзем, дерматитов, ожогов.

Особенно перспективно использование инфракрасного обогрева в комплексе с ультрафиолетовым (УФ) облучением. Исследования показали, что ИК обогрев улучшает условия УФ облучения и такое совместное воздействие позволяет значительно повысить эффективность облучения.

Взрослые животные в хозяйстве не облучаются ИК спектром, для облучения молодняка используются инфракрасные зеркальные лампы ИКЗ 220-500. Режим облучения : один час обогрев, пол часа перерыв.

2.7 Назначение вентиляции. Обоснование и расчёт объема воздухообмена по влажности воздуха (диоксиду углерода), расчет и схема расположения вытяжных труб и приточных каналов, их размер и количество

Вентиляционные устройства предназначены для удаления из животноводческих помещений испорченного влажного воздуха и замены его чистым и менее влажным наружным воздухом; они обеспечивают нормальный гигиенический режим для животных, обслуживающего персонала и способствуют сохранению зданий.

Расчеты и практика показывают, что в большинстве случаев в животноводческих зданиях достаточен 4--5-кратный воздухообмен в 1 ч в зависимости от назначения здания и числа животных, а в птичниках--10--13-кратный. Вентиляционные устройства не должны вызывать сквозняков и резко снижать температуру воздуха помещения.

В животноводческих и птицеводческих помещениях применяют системы вентиляционных устройств с естественным, механическим и смешанным побуждением движения воздуха.

В отапливаемых животноводческих зданиях вентиляционные системы часто совмещают с воздушным отоплением.

Вентиляционные устройства с естественным побуждением движения воздуха. При проектировании систем вентиляции животноводческих зданий следует учитывать возможность организованного воздухообмена с использованием для этой цели теплового или ветрового давления, а также их совместного действия. Простейшей системой вентиляции с учетом тепловыделений в помещении является шахтная вентиляция, удаляющая воздух из верхней зоны через утепленные шахты, заделанные в перекрытии, и подающая свежий воздух через подоконные или надоконные приточные щели.

Шахты собирают из готовых деревянных щитов, сбиваемых из досок толщиной 19 мм в два слоя. Доски соединяют в четверть или в шпунт. Для большей плотности и жесткости в углах шахты нашивают треугольные бруски, а с наружной стороны щиты скрепляют хомутами из досок. С внутренней стороны щиты обивают кровельной сталью по войлоку, вымоченному в глиняном растворе, или по асбестовому картону. Толщина войлока принимается 12 мм, а асбестового картона -- 6 мм.

Во избежание задувания вытяжки обратными токами воздуха, отраженными скатами кровли, и для использования с наибольшей эффективностью прямого действия ветра верх шахт выводят на 1 ... 1,2 м выше конька. Чтобы устранить возможность попадания внутрь помещения атмосферных осадков, над шахтами устраивают зонты.

Поперечное сечение вытяжных шахт и их число определяют расчетом в зависимости от количества проходящего воздуха и скорости его движения, которая зависит от действующего в системе напора. Ходовые размеры сечений вытяжных шахт, применяемые в типовых проектах, 1х1 м. Разработаны спаренные и счетверенные шахты. Чем больше сечение вытяжных шахт, тем меньшее число их требуется, а следовательно, облегчается уход за шахтами.

Шахты размещают таким образом, чтобы воздух удалялся равномерно из всех частей помещения. Нижний конец вытяжных шахт не должен выступать ниже перекрытия, так как в противном случае выступ шахты будет создавать порог, задерживающий под потолком часть паров.

Для регулирования вытяжки через шахты и полной ее остановки служит дроссель-клапан, который представляет собой деревянный щиток, вращающийся на «пальцах», расположенных на одной оси в торцевых стенках и управляемый снизу при помощи веревки.

Шахтная вентиляция с естественным побуждением движения воздуха проста, дешева и надежна в работе. Однако при понижении температуры действие такой вентиляции приходится ограничивать, а при температуре --15°С вовсе прекращать приток свежего воздуха

Системы механической вентиляции.

Наиболее совершенны в техническом отношении вентиляционные установки с искусственной тягой. Животноводческие помещения могут быть оборудованы приточными механическими системами вентиляции. В помещение подают организованным путем определенное расчетное количество воздуха. Удаляют загрязненный воздух через неплотности в ограждениях или через специально устраиваемые для этой цели отверстия в верхней зоне (шахты, щели).

Однако удаление естественным путем не всегда позволяет решить поставленные задачи. В животноводческих помещениях выделяется много тяжелых вредных газов и их удаление требует организации вытяжных механических систем с забором воздуха из нижней зоны.

Таким образом, в животноводческих помещениях возможны механические вентиляционные системы как приточные, так и вытяжные. В зависимости от назначения помещения, принятой технологии содержания животных свежий приточный воздух может быть подан как в верхнюю, так и в нижнюю зоны помещения. Удалять загрязненный воздух можно механическими системами с забором воздуха из помещений как из нижней, так и из верхней зоны.

Подача приточного воздуха в помещения, где находятся животные, предусматривается так, чтобы воздух поступал равномерно в зону размещения животных, исключая возможность непосредственного воздействия на них воздушных струй со скоростью, превышающей рекомендуемую подвижность среды.

В телятниках, свинарниках-маточниках, в которых содержится молодняк, чувствительный к изменениям температурного режима, и в других отапливаемых животноводческих зданиях (родильных отделениях и др.) устраивают системы вентиляции с механическим побуждением и подогревом поступающего воздуха.

Схема вентиляции с установкой в шахтах реверсивных вентиляторов может применяться как в помещениях крупного рогатого скота, так и в помещениях свиноводческих комплексов. Механическая приточная вентиляционная система обеспечивает подачу предварительно нагретого наружного воздуха через воздуховоды равномерной раздачи в зону пребывания животных. Приточно-вытяжные шахты с реверсивными вентиляторами служат для удаления воздуха из верхней зоны в холодное время года и подачи дополнительного количества свежего наружного воздуха в теплое время года, когда в помещении необходим повышенный воздухообмен. В теплое время загрязненный воздух из помещения удаляется через открытые оконные проемы.

При работе механических вентиляционных систем воздухообмен в животноводческих помещениях можно регулировать следующим образом: путем регулирования подачи (дроссель-клапан, шиберные заслонки) периодическим включением различного числа вентиляторов, регулированием скорости вращения колеса вентилятора.

Для создания требуемого микроклимата в животноводческом помещении может быть использован комплекс приточно-вытяжных установок типа ПВУ. Установка ПВУ-4 представляет вентиляционное устройство, в котором совмещены приток и вытяжка воздуха. Специальный вентилятор имеет два ряда лопастей. Приточный и вытяжной воздуховоды выполнены в виде двух концентрических цилиндров. Свежий воздух подается через сопла в верхнюю зону помещения и хорошо перемешивается с внутренним воздухом. Загрязненный воздух из помещения удаляется через вытяжной воздуховод. На пути движения загрязненного воздуха в установке расположены заслонки, разделяющие поток на две части, один из которых выбрасывается наружу, другой - попадает в приточный воздуховод и, смешиваясь с наружным воздухом, поступает внутрь помещения. При необходимости наружный воздух можно подогревать специальными электронагревателями.

Расчет уровня воздухообмена по влажности воздуха.

При расчете исходят из нормативов температуры и влажности воздуха в помещениях для животных и учета влаги, выделяемой животными в парообразном виде, а так же испаряющейся с открытых и мокрых ограждающих конструкций и поступающей в помещение с наружным воздухом.

Уровень воздухообмена рассчитывают по сезонам года.

L=Q*K+a/ q₁-q₂ , где

L- количество воздуха в м³ , которое необходимо ввести или удалить из помещения за 1 час, чтобы поддержать в нем относительную влажность в допустимых пределах, м³/ час;

Q- количество водяных паров выделяемое всеми животными в течении часа, г/ час;

K- поправочный коэффициент для определения количества водяных паров , выделенных всеми животными в зависимости от температуры;

a- процентная надбавка на испарение воды с пола, поилок, кормушек, стен;

q₁ - абсолютная влажность воздуха помещений, при которой относительная влажность остается в переделах допустимых норм, г/ м³.

q₂ - абсолютная влажность наружного атмосферного воздуха вводимого в в помещение г/ м³ _.

В коровнике на 200 голов размещено 124 коровы с живой массой 400 кг и удоем 10 кг, 32 головы живой массой 600 кг и удоем 30 кг, 44 головы сухостойных коров живой массой 400 кг.

Из таблицы 1 находим: одна корова живой массой 400 кг и удоем 10 кг выделяет 265г водяных паров в час, а 124 коровы (124* 265)- 32860г; одна корова массой 600 кг и удоем 30 кг выделяет 429г водяных паров в час, а 32 коровы (32*429)- 13728г; одна сухостойная корова массой 400 кг выделяет 250г водяных паров, а 44 коровы (44*250)- 11000г. Итого все коровы выделяют 32860+ 13728+ 11000= 57588г/час. Следовательно Q= 57588г/час.

Из таблицы 2 находим поправочный коэффициент. При расчетной температуре +10 он равен 1,0. K= 1,0

Надбавка на испарение составляет 10% от всей влаги выделяемой коровами в течении часа. Она равна 5758,8

Исходя из расчетной температуры (+10єC), относительная влажность по таблице 1- 70%, значит q₁ = 9,17* 70/ 100= 6,419 г/ м³

q₂ смотрим по таблице (по январю), она равна 2,1 г/ м³

L= (57588*1)+ 5758,8/6,419-2,1= 63346,8/4,319= 14667,01 м³/ час

Определение площади вытяжных труб (шахт).

Вытяжные трубы обеспечивают удаление загрязненного воздуха.

S_{общ.выт.} = L/V*3600, где

S_{общ.выт} - общая площадь вытяжных труб, м² ;

L- уровень воздухообмена, м³/ час;

V- подвижность воздуха в вытяжной трубе.

3600- секунд в часе.

V определяем по таблице 5. Высоту трубы берем 6, в московской области температура в январе в среднем -10,8 єC, а в помещении 10 єC, разница температур (?t) равна 20,8єC. Следовательно V=1,5.

S_{общ.выт} = 14667,01/1,5*3600=14667,01/5400= 2,72 м²

Определение количества и сечения вытяжных труб.

Размер вытяжных труб 1х1, т.е. 1 м^2.

Количество вытяжных труб = 2,72/1= 2,72= 3 трубы

Определение площади, количества и размера приточных каналов.

Площадь приточных каналов составляет 50% от всей площади вытяжных труб

S_{общ.прит.} = S_{общ.выт} /2=2,72/2= 1,36 м²

Сечение труб берем 0,3х0,3.

Количество приточных каналов

(N) = S_{общ.прит.}/S _1трубы.

N= 1,36/ 0,09= 14 приточных каналов.

Расчет воздухообмена по диоксиду углерода.

L_CO2 = A/C₁-C₂ , где

L_CO2 - часовой воздухообмен по диоксиду углерода, м³/ час;

C₁ - количество диоксида углерода в 1 м³ воздуха помещения, соответствующее нормативу, л;

C₂ - количество диоксида углерода в 1 м³ наружного воздуха, л/час.

Из таблицы 1 находим: одна корова живой массой 400 кг и удоем 10 кг выделяет 87 м³ CO₂а 124 коровы (124* 87)- 10788 м³; одна корова массой 600 кг и удоем 30 кг выделяет 154 м³ CO₂, а 32 коровы (32*154)- 4928 м³; одна сухостойная корова массой 400 кг выделяет 79 м³ CO₂ , а 44 коровы (44*79)- 3476 м³. Итого все коровы выделяют 10788+ 4928+ 3476= 19192 м³/ час. Следовательно A= 19192 м³/ час.

C₁= 0,25%= 2,5 л.

C₂=0,03%= 0,3 л.

L_CO2 = 19192/2,5-0,3= 19192/ 2,2= 8723,63 м³/ час.

Определение площади вытяжных труб (шахт).

Вытяжные трубы обеспечивают удаление загрязненного воздуха.

S_{общ.выт.} = L/V*3600, где

S_{общ.выт} - общая площадь вытяжных труб, м² ;

L- уровень воздухообмена, м³/ час;

V- подвижность воздуха в вытяжной трубе.

3600- секунд в часе.

V определяем по таблице 5. Высоту трубы берем 6, в московской области температура в январе в среднем -10,8 єC, а в помещении 10 єC, разница температур (?t) равна 20,8єC. Следовательно V=1,5.

S_{общ.выт} = 8723,63/1,5*3600=8723,63/5400= 1,61 м²

Определение количества и сечения вытяжных труб.

Размер вытяжных труб 1х1, т.е. 1 м^2.

Количество вытяжных труб = 1,61/1= 1,61= 2 трубы

Определение площади, количества и размера приточных каналов.

Площадь приточных каналов составляет 50% от всей площади вытяжных труб :

S_{общ.прит.} = S_{общ.выт} /2=1,61/2= 0,8 м²

Сечение труб берем 0,3х0,3.

Количество приточных каналов

(N) = S_{общ.прит.}/S _1трубы.



N= 0,8/ 0,09= 8 приточных каналов.

2.8 Обоснование и расчёт теплового баланса для не отапливаемого помещения

Тепловой баланс- это соотношение между поступлением и расходом теплоты в здании.

Теплопродукция- это количество тепла, выделяемое животными, находящимися в данном помещении.

Теплопотери- Это количество тепла, которое теряется через ограждающие конструкции, испарения влаги и обогрев вентилируемого воздуха в помещении.

На тепловой режим здания влияет много факторов: климатические условия, объемно- планировочные решения здания, мощность отопительных установок, уровень воздухообмена, вид, живая масса, физиологическое состояние и продуктивность животных, плотность их размещения.

Расчет теплового баланса здания позволяет оценить теплотехнические свойства ограждающих конструкций, определить пути теплопотерь, найти способы улучшения микроклимата.

Тепловой баланс рассчитывают в следующих случаях:

ь при проектировании помещения для определения тепловых свойств ограждающих конструкций в конкретной климатической зоне;

ь для определения минимальной наружной температуры, при которой температура воздуха в помещении сохраняется на оптимальном уровне в условиях оптимального воздухообмена;

ь для прогнозирования температуры воздуха в помещении в самый холодный период года;

ь для расчета мощности систем отопления.

При расчете теплового баланса решают ряд важных вопросов, связанных с созданием нормального температурно- влажностного режима в помещениях для животных. Из-за недостатка теплоты для обогрева всего поступающего воздуха, особенно в не отапливаемых помещениях, возможны снижения в них температуры воздуха, конденсация влаги на внутренней стороне ограждений.

В холодное время года для обеспечения требуемого воздухообмена и поддержания нормативной температуры в помещении необходим дополнительный обогрев с помощью специальных устройств. Чтобы их работа была эффективной и экономичной, специалисты должны определять дефицит теплоты в условиях конкретного помещения с определенным поголовьем

Для компенсации дефицита теплоты в помещениях для животноводства используют электрокалориферы, теплогенераторы и др.

Расчет теплового баланса ведут по январю, т.е. самому холодному месяцу года.

Формула для расчета теплового баланса, для не отапливаемого здания выглядит следующим образом:

Q_1(ж) = Q_2(огр)+Q_3(вент)+Q_4(исп), где

Q_1(ж) - тепло, выделяемое животными:

Q_2(огр) - теплопотери через ограждающие конструкции здания;

Q_3(вент) - теплопотери на обогрев приточного воздуха;

Q_4(исп) - теплопотери на испарение влаги.

Расчет прихода свободного тепла, (ккал/ч).

По табл. 1: одна корова живой массой 400 кг и удоем 10 кг выделяет 398 ккал/ч водяных паров в час, а 124 коровы (124* 398)- 49352 ккал/ч; одна корова массой 600 кг и удоем 30 кг выделяет 645 ккал/ч водяных паров в час, а 32 коровы (32*645)- 20640 ккал/ч; одна сухостойная корова массой 400 кг выделяет 376 ккал/ч водяных паров, а 44 коровы (44*376)- 16544 ккал/ч. Итого все коровы выделяют 49352+20640+16544= 86536 ккал/ч. Следовательно Q_1(ж) = 86536 ккал/ч.

Расчет теплопотерь.

Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции:

Расчеты по следующим формулам:

Q _осн= S*K*?t , где

S- площадь ограждающих конструкций, м²

K- коэффициент теплопередачи, ккал/час/м²/град (табл.8)

?t- разница температур внутреннего и наружного воздуха, °С

?t= t_внутр-t_нар, где

t_внутр- температура в коровнике, t_нар- температура по январю

Q _доп= Q _осн* 0,13

(т.е. дополнительные потери через продольные и торцовые стены, ворота, двери рассчитывают в размере 13% от основных теплопотерь.

Размеры помещения: длина- 77,0 м; ширина- 21,0 м; высота- 2,8 м.

S_{прод.стен} = (S _{прод.стены} 2)- S_окон = (215,6* 2) -161,7= 269,5 м²

S_окон= Sпола/СК= 1617/10= 161,7 м²

S_{торц.стен}= (S_{торц стены} 2)- S_{ворот, дверей} = (58,8*2)- 44,8= 72,8 м²

S_{торц стены}= ширина*высоту = 21,0*2,8= 58,8 м²

S_{ворот, дверей} = ширина*высоту*количество= 4*2,8*4= 44,8 м²

S_пола = длина*ширину= 1617 м²

S_{перекрытия} = S_пола = 1617 м²



Расчет теплопотерь через вентиляцию:

Q_3(вент)= 0,31*L*?t , где

0,31- тепло (ккал), затраченное на нагревание 1 м³ воздуха на 1°С;

L- воздухообмен рассчитанный по январю.

Q_3(вент)= 0,31* 14667,01* 20,8= 94572,9 ккакл/час.

Расчет теплопотерь от испарений:

Q_4(исп)= 0,595*a, где

0,595- расход тепла на испарение 1 г влаги с поверхности ограждающих конструкций, кормушек, поилок, ккал.

А- надбавка к испарению влаги в размере 10% от влаги, выделяемой всеми животными в течении 1 часа.

Q_4(исп)= 0,595*5758,8= 3426,5 ккал/час.

Определяем весь расход тепла:

Q_2(огр)+Q_3(вент)+Q_4(исп) = 51151,9+94572,9+3426,5= 149151,3 ккал/час.

Далее находим дефицит тепла:

Q_деф=149151,3- 86536= 62615,3 ккал/час.

Определение температуры наружного воздуха, при которой нет необходимости подогревать приточный воздух (т.н. ?t нулевого баланса- ?t_нб.). Определяется по формуле:

?t_нб= Q_1(ж) - Q_4(исп) / 0,31*L+ ?KS+ Q _доп

?t_нб= 86536-3426,5/(0,31* 14667,01)+ 2176,3+5884,7= 83109,5/ 4546,8+2176,3+5884,7= 83109,5/ 12607,8= 6,6 °С



t_нар=t_вн - ?t_нб

t_нар= 10-6,6= 3,4 °С. Следовательно, тепловой баланс возможен только до температуры 3,4 °С.

С наступлением более низких температур для поддержания оптимальных условий в коровнике необходимо использовать электрокалориферы.

Учитывая дефицит тепла в 62615,3 ккал/час, потребуется: 62615,3/860= 73 кВт(1кВт=860ккал), т.е. 8 колорифероф мощностью 10 кВт, которые монтируются в механическую вентиляцию.

2.9 Ветеринарно- санитарные требования к уборке, хранению, обеззараживанию и утилизации навоза. Расчёт выхода навоза (за год). Устройство навозохранилища (расчёт, схема)

Навоз из животноводческих помещений удаляют механическим, гидравлическим или пневматическим способом.

Механический способ предусматривает применение скребковых и штанговых конвейеров, скреперов возвратно-поступательного действия, бульдозеров разных типов; гидравлический -- применение гидросмывной системы и самотечных систем непрерывного и периодического, действия; пневматический *-- применение пневматических установок и установок циклического действия.

Механическое удаление навоза наибольшее распространение получило на фермах крупного рогатого скота при стойловом и стойлово-пастбищном содержании животных, а также при содержании скота на открытых откормочных площадках. Допускается установка скреперных установок и на небольших свиноводческих фермах.

На выгульных площадках ферм крупного рогатого скота и свиноводческих навоз можно убирать при помощи агрегата БЫ-1, представляющего собой, трактор «Беларусь», оборудованный бульдозером БН-1.

В коровниках, где скот содержат на глубокой подстилке, навоз убирают трактором ДТ-54А с бульдозером. Вне коровника навоз грузят в транспортные средства навесными тракторными погрузчиками.

Эффективными средствами механизации уборки навоза в коровниках при привязной системе содержания скота и в свинарниках являются скребковые цепные конвейеры ТСН-2, ТСН-3 ОБ, ТСН-160.

Скребковый конвейер ТСН-2 удаляет навоз из помещения с одновременной погрузкой его в транспортные средства. Конструктивной особенностью конвейера является то, что его цепь длиной 170 м располагается в горизонтальном и наклонном желобах. От места загрузки до транспортных средств навоз перемещает один и тот же скребок. Средняя производительность -- до 6 т навоза в 1 ч.

Скребковый конвейер ТСН-3,0Б рассчитан на уборку навоза из помещений длиной до 90 м. Он состоит из двух самостоятельных конвейеров -- горизонтального и наклонного. Каждый из них имеет свой привод и самостоятельное пусковое устройство. Средняя производительность его 4... 5 т навоза в 1 ч.

Конвейер скребковый ТСН-160 однотипный с ТСН-З.ОБ. В горизонтальном и наклонном конвейерах применена круглозвенная термически обработанная цепь.

Скреперную установку УС-15 применяют при беспривязном боксовом содержании скота на сплошных бетонных или щелевых полах. Установка УС-15 состоит из замкнутого цепного контура и реверсивного привода. Убирают навоз за счет возвратно-поступательного движения скребка, который имеется на каждой ветви контура. Скребок складывается и раскладывается при трении его о пол навозного прохода или дно навозного лотка при уборке навоза из-под щелевых полов. Рабочая ширина захвата 1,8... 3 м. Навоз из поперечных каналов убирают конвейером УС-10, который обслуживает 2...6 установок УС-15. Скреперные установки УС-15 и УС-10 унифицированы с конвейером ТСН-3,0Б на основе единых базовых узлов -- цепи и редуктора привода.

Гидросмыв навоза применяется главным образом на крупных свиноводческих комплексах и иногда в хозяйствах по содержанию крупного рогатого скота. В помещениях устраивают щелевые полы, через которые навоз проваливается и частично продавливается ногами животных в каналы под решетками пола. Из каналов навоз удаляют водой, которую подают из напорных бачков, или при помощи специальных смывных насадок, установленных в каналах. Рекомендуется также применять установки поверхностного смыва, которые удаляют навоз с пола в зоне дефекации в лотки из полутруб.

Самотечная система удаления навоза применяется в животноводческих помещениях для крупного рогатого скота при содержании животных без подстилки и при кормлении его силосом, корнеклубнеплодами, бардой, жомом и зеленой массой и в свинарниках при кормлении комбикормами без использования силоса и зеленой массы. Работа системы обеспечивается при: влажности навоза 88 ...92% и исключении попадания кормов в каналы.

Удаление навоза при самотечной системе непрерывного действия производится за счет сползания его по дну канала. Продольный канал устраивают без уклона. Навоз скользит по водной «подушке» и по мере накопления переливается через установленные в конце канала съемные или поворотные герметические порожки высотой 80... 150 мм.

Самотечная система периодического действия обеспечивает удаление навоза за счет его накопления в продольных каналах, оборудованных шиберами, и последующего сброса при открытии шиберов. Перед пуском продольный канал заполняется водой на высоту 10 см. Объем продольных каналов должен обеспечивать накопление навоза за 7... 14 дней. Уклон продольных каналов принимается в пределах 0,005 ... 0,02.

По сравнению с механическим способом при гидроуборке навоза эксплуатационные расходы на 30% меньше, но при этом повышается расход воды и сильно увеличивается общий объем навозной массы. Средства транспортировки навоза от помещений до навозохранилища применяют в зависимости от его влажности, расстояния и других факторов: тракторные прицепы -- для транспортировки подстилочного навоза, убираемого из помещений скребковыми конвейерами или бульдозерами; насосы НЖН-200, НЖН-250 -- для перекачки жидкого бесподстилочного навоза в навозохранилища, в транспортные средства или к местам компостирования; установка УПН-15-- для пневматической транспортировки навоза по трубопроводам. В настоящее время вместо УПН-15 разработана новая, более надежная установка УПН-10.

В некоторых проектах и построенных животноводческих зданиях крупного рогатого скота применен способ удаления навоза через решетчатые полы в подпольное навозохранилище. Проведенные ГипроНИсельхозом исследования показали на недостаточную экономическую эффективность такого способа удаления навоза.

Хранение навоза.

Сооружения подготовки навоза, помета и стоков располагают за пределами ограждений территорий ферм, комплексов и птицефабрик с подветренной стороны и ниже водозаборных сооружений. Расстояние от сооружений до жилой застройки и животноводческих помещений зависит от мощности предприятий.

Навозохранилище - сооружение, используемое для складирования навоза и приготовления из него органического удобрения, а в случае возникновения инфекционных или инвазионных болезней среди животных - для обеззараживания его.

В хозяйствах оборудуют наземные, полузаглубленные, заглубленные, а также закрытые и открытые навозохранилища. На фермах и комплексах с подстилочным способом содержания применяют наземные и полузаглубленные хранилища предназначенные для складирования навоза.

Полузаглубленное навозохранилище -- это обычно вытянутый котлован прямоугольной формы, обвалованный по длинным сторонам. В торцах котлована устраивают пандусы для въезда и выезда машин, по бокам -- жижесборники. Котлован строят глубиной 0,5 - 1,5 м в зависимости от уровня грунтовых вод и плотности грунта. В плотных глинистых грунтах глубина котлована может быть больше, чем в слабых.

Днище котлована должно быть с продольным и поперечным уклонами в сторону жижесборников. Днище и стены хранилища бетонируют. При строительстве хранилища из сборного железобетона стыки между плитами тщательно замоноличивают, а по поверхности их делают бетонную стяжку.

В котлованные навозохранилища, несмотря на обвалование, нередко попадают ливневые и талые воды. Поэтому лучше строить наземные хранилища.

Наземные навозохранилища проектируют в случае высокого уровня стояния грунтовых вод. Забетонированное днище хранилища должно быть примерно на 20 см выше поверхности почвы. Боковые стенки делают из бетона или сборного железобетона, стыки между плитами тщательно замоноличивают. Вокруг хранилища устраивают отмостку для стока талых и ливневых вод. Днище хранилища должно быть с уклоном в сторону жижесборников. Ввод в них жижи - по трубам. Территорию вокруг хранилища планируют. Отмостку у откосов обваловки выполняют с уклоном в сторону водоотводных лотков для стока ливневых талых вод.

По обеим сторонам хранилища строят жижесборники вместимостью 5 м³: для хранилища на 1000 т -- 6 шт., на 1500 т -- 8. Навоз в хранилище укладывают сначала в конце котлована на высоту 2,5-3 м, затем уплотняют его гусеничным трактором. При хранении навоз поливают жижей, откачиваемой из сборников.

Открытые хранилища оборудуют в виде площадок с бетонными дном и бортами. Хранят в них навоз с небольшой влажностью. Он хорошо разлагается, если влажность его 60 - 75% и сложнее в штабеля шириной 4м и высотой 2-2,5м. В таких хранилищах жидкий и полужидкий навоз компостируют с торфом.

Хранилища закрытого типа строят в зонах с холодными зимами и чаще всего их соединяют с животноводческими помещениями. Навоз в траншею сбрасывают вручную. Вывозят его 1 раз в год. При таком способе хранения навоз обладает высокими удобрительными качествами. Однако такие навозохранилища без побудительной вентиляции являются источниками загрязнения воздуха помещений аммиаком и водяными парами.

Способы хранения навоза:

- Анаэробный (навоз сразу укладывают плотно и все время поддерживают во влажном состоянии; процесс брожения происходит при участии анаэробных бактерий. Температура навоза достигает 25 - 30 єС.)

- Аэро-анаэробный (навоз вначале укладывают рыхлым слоем 70 - 90 см; в течение 4 - 7 дней в навозе проходит бурное брожение при участии аэробных бактерий. Температура навоза поднимается до 60 - 70 єС, при которой большинство микробов погибают. После 5 - 7 дней штабель уплотняется, и доступ воздуха прекращается. При таком способе качество навоза гораздо выше.)

Обеззараживание навоза

Навоз (твердый и жидкий) может представлять большую опасность в эпидемиологическом и эпизоотическом отношениях, так как возбудители некоторых инфекционных заболеваний животных могут выделяться с фекалиями, мочой, слюной, маточными истечениями и др. Если такой навоз попадет в водоем, то последний становится источником инфекций и инвазий на далеко расположенных территориях и весьма продолжительное время.

Навоз может быть фактором распространения возбудителей дерматомикозов, содержащихся в пораженных волосах. Продолжительная выживаемость плесневых грибов создает опасность возникновения болезней у животных, находящихся в антисанитарных условиях.

Установлено, что чем больше микрофлоры в навозе, тем меньше сроки выживаемости патогенных бактерий.

В современных условиях навоз очищают и обеззараживают несколькими способами: биологическими, химическими и физическими.

Биологические методы очистки и обеззараживания подразделяются на естественные и искусственные. Естественные основаны на биологических процессах, протекающих в естественных условиях (биологических прудах, лагунах, почве, компосте). Искусственные - основаны на биологических процессах, протекающих в искусственно создаваемых условиях (в аэротенках, окислительных траншеях, метантенках и др.).

К физическим методам обеззараживания жидкого навоза относится тепловой, ионизирующее и ультрафиолетовое облучение.

Тепловой метод. Применяют его для обеззараживания жидкого бесподстилочного навоза и осуществляется с помощью огневых установок с погруженными в жидкость горелками и перегретым водяным паром.

Ионизирующее облучение жидкой фракции навоза эффективно при инфекционных и инвазионных болезнях. Облучение, как показывают исследования, позволяет достичь 100%-ного обеззараживания стоков комплексов.

Химические методы. Применение химических веществ для обеззараживания навоза способствует предупреждению возможного распространения инфекционных и инвазионных болезней животных.

Обработка формальдегидом. Является одним из наиболее эффективных методов обеззараживания навоза. При использовании формальдегида достигается нейтрализация вредных и дурно пахнущих веществ.

Биометрическое обеззараживание. Метод применяют на сравнительно небольших животноводческих фермах. Основан он на возникновении в штабеле навоза под влиянием жизнедеятельности термогенных микробов высокой температуры, которая оказывает губительное действие на возбудителей инфекционных и инвазионных болезней животных, а также на личинок мух.

Сжигание навоза. Это мероприятие обязательно при получении навоза от животных, больных сибирской язвой, эмфизематозным карбункулом и при особо опасных болезнях, определенных соответствующими инструкциями.

Виды навоза и способы его обеззараживания

Одним из способов утилизации навоза является переработка его в торфокомпосты. Для их приготовления на 1 т навоза добавляют 750 кг торфа 20 кг фосфатной муки. Компосты выдерживают в буртах до полного созревания. При этом происходит биотермическое обеззараживание навоза.

Расчет выхода навоза (за год).

Количество выхода навоза и помета, образующегося от животных, зависит от технологии их содержания.

Примернее количество навоза, получаемое от животных за определенное время, определяют по формуле:

Q = D(q_k + q_м + П)m, где :

Q -- выход навоза, кг;

П -- суточная норма подстилки на одно животное, кг; (табл.8)

m-- число животных в помещении;

D -- продолжительность накопления навоза, сут.;

q_K -- количество фекалий от 1 животного в сутки, кг

q_м -- количество мочи от одного животного в сутки, кг;

Навоз хранится в течении месяц(30 суток) (D= 30), 1 корова в сутки производит 35 кг фекалий (q_K= 35) и 20 литров мочи (q_м= 20). Животные содержатся на опилках. Расход опилок на одно животное в сутки составляет 4 кг (П= 4). Всего на ферме 200 голов (m= 200). Проводим расчет:

Q= 30*(35+20+4)*200=354000 кг за месяц.

Q= 365*(35+20+4)*200= 4307000 кг навоза в год.

Устройство навозохранилища:

Уборка навоза производится скребковым конвейером ТСН- 3 0Б. Принцип работы транспортера: навоз движется по горизонтальному транспортеру и поступает на наклонный транспортер с которого навозная масса отправляется в транспортное средство (тракторный прицеп или др.). Запуск навозоуборочного конвейера осуществляется при помощи устройства управления, как правило, расположенного вблизи привода горизонтального транспортера. Привод осуществляется от электродвигателей через редукторы к приводным звездочкам, которые приводят в движение цепь и скребки.

Скребки, в свою очередь, двигают навозную массу по корыту транспортера.

После погрузки в транспортное средство навоз поступает в навозохранилище находящееся на территории фермы, на расстоянии более 300 метров от других помещений.

На территории фермы располагается навозохранилище полузаглубленного типа типа: ширина- 8 м, длина- 10 м, глубина 3 м. Там навоз обеззараживают биотермическим способом и хранят 1 мес.

...