Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина»

Кафедра частной зоотехнии и разведения сельскохозяйственных животных имени профессора А.М. Гуськова

Задание на курсовую работу

По дисциплине «Зоогигиена»

Студента Козловой Е.А.

3 курса, очной формы обучения

1. Тема: «Зоогигиенические требования к беспривязному содержанию коров на глубокой подстилке»

2. Краткое содержание курсовой работы:

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Теплообмен между животным организмом и внешней средой. Роль микроклимата в технологии содержания крупного рогатого скота.

1.2 Параметры микроклимата помещений, влияющие на физиологическое состояние и продуктивность коров.

1.3 Факторы, влияющие на формирование микроклимата животноводческих помещений.

1.4 Гигиенические требования к беспривязному содержанию коров.

2. РАСЧЕТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет и анализ воздухообмена в животноводческом помещении.

2.2 Расчет и анализ теплового баланса коровника.

2.3 Расчет естественного и искусственного освещения помещения.

2.4 Расчет выхода навоза и площади навозохранилища.

ВЫВОДЫ (ЗАКЛЮЧЕНИЕ).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.



Задание для расчетной части (раздел 2)

Коровник на 200 голов беспривязного содержания на глубокой подстилке с кормлением в здании. Размеры здания: 78м х 21 х 2,7 х 5,1 м.

Поголовье: коров со средней живой массой 500 кг и средним удоем 15 л - 150 голов; коров со средней живой массой 600 кг и средним удоем 20 л - 50 голов.

Продольные стены выполнены из керамзитобетонных панелей ( = 200 мм, = 0,4). Торцовые стены - кирпичные (=510 мм, =0,75).

Наружные двери и ворота деревянные, двойные. В коровнике 6 ворот следующих размеров: ширина - 3,0 м; высота - 2,5 м и 4 дверей размером: ширина - 1,0 м; высота - 1,8 м. Окна с двойным остеклением, площадь остекления принимают по относительной площади световых проёмов (ОПСП).

Покрытие здания - бесчердачное (совмещенное) имеет следующую конструкцию: железобетонный, двухпустотный сборный настил с рулонной кровлей и утеплителем - пенобетоном (толщина утеплителя - 160 мм). Коэффициент теплопередачи покрытия (К) равен 0,65 ккал/м²часС.

Рассчитайте воздухообмен для холодного и переходного периодов года, а также тепловой баланс животноводческого помещения. Расчетная температура воздуха внутри помещения - (3⁰С). Расчетная температура наружного воздуха в холодный период года минус 13⁰С, в переходный период - (март) - минус 4,4⁰С.

Рассчитайте вентиляцию и тепловой баланс животноводческого помещения.

Произведите расчет естественного и искусственного освещения помещения.

Произведите расчет выхода навоза и площадь навозохранилища.

Процесс выполнения курсовой работы направлен на формирование следующих компетенций, предусмотренных в рабочей программе дисциплины: ОПК-2, ОПК-4.



ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет

имени Н.В. Парахина»

Факультет биотехнологии и ветеринарной медицины

Кафедра частной зоотехнии и разведения сельскохозяйственных животных

РЕЦЕНЗИЯ

на курсовую работу по дисциплине «Зоогигиена» студентки 3 курса, обучающейся по направлению подготовки 36.03.02 Зоотехния, очная форма обучения, направленность «Зоотехния» Козловой Е.А.

Курсовая работа выполнена на тему: «Зоогигиенические требования к беспривязному содержанию коров на глубокой подстилке».

Студентка в полном объеме выполнила задание, осуществила сбор и обработку литературных источников по данной теме. Содержание работы соответствует заданию на ее выполнение.

Курсовая работа соответствует предъявляемым требованиям, выполнена в полном объеме, структура соблюдена, изучены 23 источника литературы. Оригинальность курсовой работы составила 57%, цитирование - 8%.

Подготовка курсовой работы способствовала формированию у обучающейся следующих компетенций: ОПК-2; ОПК- 4.

Замечания по работе:

1. В расчете вентиляции, теплового баланса, дефицита тепла в помещении допущены неточности.

2. Исправьте нумерацию страниц в содержании.

3. В тексте курсовой работы встречаются грамматические и стилистические ошибки.



Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Теплообмен между животным организмом и внешней средой. Роль микроклимата в технологии содержания животных крупного рогатого скота

1.2 Параметры микроклимата помещений, влияющие на физиологическое состояние и продуктивность коров

1.3 Факторы, влияющие на формирование микроклимата животноводческих помещений

1.4 Гигиенические требования к беспривязному содержанию коров

2. РАСЧЕТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет и анализ воздухообмена в животноводческом помещении

2.2 Расчет и анализ теплового баланса коровника

2.3 Расчет естественного и искусственного освещения помещения

2.4 Расчет выхода навоза и площади навозохранилища

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ



ВВЕДЕНИЕ

Скотоводство - ведущая отрасль животноводства, поставляющая населению 99% молока и около 30% говядины [13].

Важнейшей задачей аграрного сектора является достижение устойчивого роста сельскохозяйственного производства и надежное обеспечение населения продуктами питания. Россия продолжает оставаться импортером животноводческой продукции и племенных ресурсов. Для успешного решения этой важнейшей проблемы предусматривается обеспечить рост поголовья скота и повышение его продуктивности [6].

Молочные комплексы - это более высокая форма ведения молочного животноводства. Главными составными элементами их являются здоровье и высокопродуктивные животные, стабильная кормовая база, благоустроенные помещения с регулируемым микроклиматом, комплексная механизация и автоматизация процессов производства, научная организация труда. Освоение прогрессивных методов содержания и повышения интенсивности эксплуатации продуктивного скота требует четкой организации зоотехнических, ветеринарных, санитарно-гигиенических, организационно-хозяйственных мероприятий. В числе этих мероприятий, направленных на значительный подъем продуктивности скота, одно из ведущих мест занимают зоогигиенические требования по нормализации факторов и условий внешней среды и их выполнение [18].

Зоогигиена - это наука об улучшении здоровья животных и рациональные приёмы выращивания и охране, уходе, содержания и кормление для получения максимальной генетически обусловленной продуктивности [5]. микроклимат зоогигиена коровник продуктивность

Здоровье животных - обычное (нормальное) физиологическое состояние, когда их рост, развитие, поведение и продуктивность адекватны условиям содержания и кормления. Все фермы обязаны работать в закрытом режиме, быть огороженными и разделенными на несколько зон, а также в них должны присутствовать санпропускники и дезбарьеры при въезде на территорию фермы. На фермах и предприятиях вне зависимости от того, какие возрастные группы и типы животных, а также сколько голов содержится, должны присутствовать изоляторы для больных животных, убойный пункт или площадка, контейнеры для трупов животных. Создание и эксплуатация современных животноводческих предприятий требуют комплексного решения зоотехнических вопросов с учетом совокупности технологических, технических, ветеринарных, санитарно-гигиенических, экономических условий [2].

Целью выполнения курсовой работы является изучение зоогигиенических требований к беспривязно-боксовому содержанию коров.

Задачи, поставленные на решение курсовой работы, были направлены на изучение следующих вопросов:

- Теплообмен между животным организмом и внешней средой. Роль микроклимата в технологии содержания крупного рогатого скота.

- Параметры микроклимата помещений, влияющие на физиологическое состояние и продуктивность коров.

- Факторы, влияющие на формирование микроклимата животноводческих помещений.

- Гигиенические требования к беспривязному содержанию коров.

- Расчет вентиляции и теплового баланса коровника.

1. 

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Теплообмен между животным организмом и внешней средой. Роль микроклимата в технологии содержания крупного рогатого скота

В зависимости от вида, возраста, уровня продуктивности, в процессе эволюции у сельскохозяйственных животных постоянно совершенствовались механизмы теплообразования и теплоотдачи, вырабатывались особенности терморегуляции.

Животные теряют теплоты больше, если температура окружающей среды ниже. Низкие температуры и работа мышц увеличивают выработку тепла. Здоровье и продуктивность животных зависит от тепла, которое содержится в организме. Организм теряет тепло несколькими способами: тепло, выделяющееся из тела во внешнюю среду происходит с помощью теплового излучения (радиация), испарения, теплопроведения и конвекцией [12].

Теплоотдача, происходящая с помощью теплоизлучения возникает при излучении невидимых ультрафиолетовых лучей из кожи и тела. Тепловыделение стимулируется в условиях низкой температуры и высокой влажности воздуха. Если температуры воздуха выше температуры кожи животного, тело нагревается.

Чтобы уменьшить теплопотери за счет излучения, утепляют стены, потолки, полы, двери и окна, а также снижают влажность воздуха осенью и зимой. Если организм зимой теряет большое количество тепла, то продуктивность животного начнет снижаться.

При взаимодействии тела животного с холодным полом или землей происходит теплопроводность и конвекция. Это может привести к переохлаждению организма и вызвать пневмонию. Поскольку бетонные полы поглощают много тепла, возникают потери энергии корма, что влияет на тепловой баланс организма. Поэтому, необходимо уделять внимание на материалы из которых заливается пол и качество подстилок [18].

Конвекция - это когда тепло поступает в воздух, образуя изменяющуюся воздушную оболочку вокруг тела животного. Теплопередача при конвекции выше, чем разница температур между кожей и воздухом, а влажность и скорость воздуха выше, когда происходит конвекция.

Потеря тепла происходит за счет испарения пота и влаги. При испарении исчезает 20 - 30% выделяемого тепла. Эти потери тепла напрямую зависят от температуры и влажности воздуха. Если температура воздуха и влажность выше температуры тела животного, то теплопотери завершатся, избыток тепла накопится в организме и у животного случится тепловой удар [1].

За 1 час из организма коровы испаряется около 2 литров воды на 1 кг живой массы. Разные породы имеют неодинаковое потоотделение.

Разница температур окружающей среды, оказывает непосредственное влияние на состояние животного. Когда температура воздуха становится ниже 12°С, то животное должно потреблять часть энергии из корма, для того, чтобы согреться. В результате уменьшается масса тела, так как использование корма неэффективно и снижается продуктивность. Именно поэтому экономически важно использовать эффективные приборы обогрева в холодное время года [9].

Когда температура выше оптимальной, у животного снижается аппетит, а также выработка ферментов, кроме того нарушается пищеварение. Пища, которая поступает, переваривается недостаточно, в следствие чего теряется плодовитость, чтобы это не произошло, нужно поддерживать оптимальную температуру окружающей среды животного.

1.2 

1.3 Параметры микроклимата помещений, влияющие на физиологическое состояние и продуктивность коров

Влияние микроклимата проявляется через суммарное воздействие его параметров на физиологическое состояние, теплообмен, здоровье и продуктивность животных. Состояние микроклимата животноводческих помещений определяет комплекс физических факторов, (температура, влажность, движение воздуха, солнечная радиация, атмосферное давление, освещение и ионизация), газовый состав воздуха (кислород, углекислый газ, аммиак, сероводород и другие), а также механические примеси (пыль и микроорганизмы). Микроклимат в коровниках формируется с помощью химического, биологического и физического характера. На организм микроклимат оказывает влияние прямое и косвенное [17].

Помещения для содержания скота должны быть удобными для размещения, кормления, эксплуатации и ухода за животными. Они должны отвечать всем гигиеническим нормативам и требованиям к микроклимату (табл. 1), факторы которого вместе с полноценным кормлением способствуют поддержанию здоровья, продолжительной и высокой продуктивности скота [23, 24].

Таблица 1 - Параметры микроклимата в помещениях для коров

Помещение	Температура, С	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
Родильное отделение	14 - 18	70	0,3 - 0,5
Для привязного и беспривязного боксового содержания	8 - 12	70	0,5 - 1,0
Для беспривязного содержания (на подстилке)	5 - 8	70	0,3 - 0,5
Профилакторий для телят	16 - 20	70	0,1 - 0,5
Для выращивания телят (20 - 60 дней)	16 - 18	70	0,2 - 0,5
Для дорашивания телят (60 - 120 дней)	12 - 18	70	0,2 - 1,0
Для молодняка (4 - 12 месяцев)	8 - 16	75	0,3 - 1,2

Под оптимальным микроклиматом следует понимать комплекс факторов окружающей среды, способствующих наилучшему проявлению физиологических функций организма животного, получению от него максимальной продуктивности при минимальных затратах корма и средств на его обеспечение [11].

Продуктивность сельскохозяйственных животных зависит на 50-55% от полноценного кормления, на 20-25% от генетических признаков и уровня селекционно-племенной работы и на 20-30% от условий микроклимата.

При неудовлетворительном микроклимате потенциальная продуктивность скота, используется лишь на 20-30% и сокращается срок их племенного и продуктивного использования. Ухудшение микроклимата сопровождается не только снижением продуктивности и резистентности животных, повышенным расходом кормов на единицу продукции, но и значительным возрастанием заболеваемости животных, особенно молодняка.

Концентрация газов в помещении оказывает влияние на здоровье и продуктивность животного. Огромное влияние на газовый состав и влажность воздуха в помещениях оказывают разнообразные продукты обмена, выделяемые животными в процессе их жизнедеятельности. Воздух в закрытых помещениях существенно отличается от атмосферного воздуха. Степень этого отличия зависит от санитарно-гигиенического режима животноводческих помещений (вентиляция, канализация, плотность размещения животных и др.) [5].

Концентрация кислорода и азота в воздухе животноводческих помещений в обычных условиях остается без изменений.

Существенно может повышаться концентрация углекислого газа (в 10 раз и более) и нередко появляются аммиак, сероводород, клоачные и другие газы.

Диоксид углерода (СО₂) - не имеет цвета, невозгораемый газ. Наибольший объем животные выделяют при дыхании, наименьший при разложении остатков кала, мочи или корма. В выдыхаемом воздухе содержание углекислого газа в 100 раз выше по сравнению с атмосферным воздухом.

Углекислый газ - это вещество, физиологически стимулирует дыхательный центр. Если концентрация углекислого газа в вдыхаемом воздухе высокая, животное быстро погибнет.

Оксид углерода (СО) или угарный газ - легче воздуха, бесцветный, имеет слабый чесночный аромат, не раздражает слизистую оболочку. Отравление может протекать при концентрации 20 - 30 мг/м³. Симптомами отравления являются учащенное дыхание, рвота, судороги [8].

Аммиак (NH₃) - бесцветный газ с резким запахом, хорошо растворяется в воде. В животноводстве вырабатывается из мочи, а также при разложении азотсодержащих веществ. В помещениях, где повышенная влажность аммиак скапливается на поверхности оборудования или на влажной подстилке. По характеру действия похож на удушающий газ. Если животное отравилось, то у него сильно возбужденна центральная нервная система, сокращаются мышцы шеи и бронхов, а также возникает отек легких и паралич дыхательного центра. Аммиак в воздухе обнаруживается при концентрации 35 мг/м³, воспаление глаз при 300 - 500, кашель при 1200, если концентрация достигает 3500 - 7000 мг/м³, то наступает внезапная смерть животного. Допустимой концентрацией аммиака в воздухе является 5 - 20 мг/м³ [7].

Сероводород (H₂S) - это бесцветный ядовитый газ со специфическим запахом тухлых яиц. Этот запах появляется при гниении органического вещества, в котором содержится сера. Вдыхание воздуха, содержащего сероводород с концентрацией 0,01% и выше, может нанести вред здоровью. Наличие повышенных концентраций углекислоты, аммиака и сероводорода указывает на антисанитарное состояние [11]. Поддержание хороших условий воздушной среды в помещениях, как правило, достигается содержанием различных возрастных и производственных групп животных на ежедневно сменяемой сухой подстилке или утепленных полах с уклоном в сторону канализационных лотков. Большое значение при этом имеют правильное размещение животных и регулярная очистка станков, площадок для кормления.

Продолжительное пребывание животных в помещениях со значительным накоплением в воздухе вредных газов оказывает токсическое действие на организм, снижает их резистентность и продуктивность.

Улучшение газового состава воздуха достигается за счет правильного сооружения и эксплуатации вентиляции и канализации и соблюдение плотности размещения животных [23, 24].

1.4 Факторы, влияющие на формирование микроклимата животноводческих помещений

Формирование микроклимата в животноводческих помещениях зависит от целого ряда различных факторов: климатических условий местности, объемно-планировочных решений зданий, технологии содержания животных, эффективности систем вентиляции, отопления, теплотехнических свойств ограждающих конструкций, эффективности систем уборки навоза, состава поголовья, плотности размещения, типа кормления животных, распорядка дня, а также от выполнения санитарных требований по содержанию животных и уходу за ними. Влияют на микроклимат в помещениях температура поверхностей здания и величина лучистого теплообмена между ограждениями и животными [2].

Факторами, влияющими на формирование микроклимата, являются также: освещённость, температура внутренних поверхностей ограждающих конструкций, определяющая точку росы, величина лучистого теплообмена между этими конструкциями и животными.

Зоотехнические и санитарно-гигиенические требования по содержанию животных сводится к тому, чтобы все показатели микроклимата в помещениях строго поддерживались в пределах установленных норм.

Микроклимат в животноводческих помещениях во многом зависит от нормального функционирования системы канализации, а также от того, как регулярно убирается навоз [3].

Для обеспечения нормальной жизнедеятельности организма животных, получения от них высокой продуктивности и эффективного использования кормов рекомендуются оптимальные температуры в животноводческих помещениях. В воздухе животноводческих помещений постоянно содержатся водяные пары, которые поступают в основном с выделениями животных (с выдыхаемым воздухом, с поверхности кожи и со слизистых оболочек дыхательных путей, а также с калом и мочой). Так, корова массой 500 кг и удоем 15 л за сутки выделяет около 11 кг водяных паров [4].

Формирование микроклимата обуславливается также удаленностью животноводческих ферм от промышленных предприятий и населенных пунктов, защищенностью от господствующих холодных ветров. Немалое значение имеет глубина залегания грунтовых вод, расположение здания к сторонам света. Немаловажное значение имеет внутренняя планировка зданий, площадь и кубатура в расчете на голову, а также количество рядов стойл, станков, клеток, секций, кормовых и навозных проходов, наличие в помещении тамбуров и тепловой завесы в них, использование инфракрасных облучателей для молодняка, утеплённость дверей, размер и количество окон, и их остекление. Важное, значение имеет устройство полов, так как через пол идет теплопотеря от 20 до 40% всех теплопотерь, от качества пола зависит заболеваемость животных простудными заболеваниями [22, 24].

1.5 Гигиенические требования к беспривязному содержанию коров

Система содержания - это комплекс зоотехнических, ветеринарно-санитарных и организационных мероприятий, основанных на технологии получения того или иного вида продукции. В скотоводстве используют стойлово-пастбищную и стойлово-выгульную системы содержания [7].

Разведение крупного рогатого скота требует большого терпения и заботы о благополучии скота. Коровы особенно нежные животные, требующие много ухода и внимания.

Все, от загона до фермы, должно быть максимально чистым. Чистая окружающая среда будет иметь большое значение для предотвращения возникновения любых болезней. Песок в коровнике для коровьей подстилки и сена для их потребления должен быть каждый день чистым и свежим. Чистота также вселяет в коров чувство спокойствия и комфорта, что имеет большое значение для их благополучия.

Существует две системы содержания скота: стойловая и пастбищная. Стойловое содержание используют в основном в зимний период. Крупный рогатый скот на пастбище содержат в теплое время года. В зависимости от принятой технологии в животноводческих хозяйствах используют привязный или беспривязный способ содержания крупного рогатого скота.

В зимний период скот содержат или без привязи в помещениях со свободным выходом на прилегающие выгульные дворы, или же в помещениях на привязи с выпуском животных на прогулку в определенное время, предусмотренное распорядком дня. Зима - жестокое время года. Поэтому необходимо принять дополнительные меры для обеспечения здоровья коров зимой. Коровник должен иметь эффективную вентиляцию. Принятие мер предосторожности и наличие надлежащей вентиляции может помочь предотвратить заболевание коровы пневмонией. Они также должны быть вовремя вакцинированы должным образом, чтобы предотвратить любые болезни и бороться с многочисленными бактериями, которые разрастаются в суровый зимний сезон. В летнее время для КРС применяют стойлово - лагерное содержание, а при отсутствии пастбищ - стойловое.

При строительстве нового коровника или реконструкции существующего помещения одной из ключевых целей является создание комфортных условий для жизни коровы. Вторая важная цель - создать среду, которая остается относительно чистой и сухой, чтобы свести к минимуму риски для ног и инфекции вымени, которые могут возникнуть в результате контакта с мочой или фекалиями на подстилке или на полу.

Для поголовья молочных пород строят механизированные комплексы и фермы вместимостью на 400, 600, 800 и более коров.

Для скота мясных пород строят фермы с беспривязным содержанием животных [10,14].

Пол в стойлах предусматривают сплошной, лучше деревянный, уложенный по лагам, утопленным в бетон или утрамбованную глину. Полы в стойлах делают также керамические.

2. 

3. РАСЧЕТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Коровник на 200 коров.

Размеры помещения: длина - 78 м, ширина - 21 м, высота стен - 2,7 м, высота в коньке - 5,1 м.

Содержание коров - беспривязное на глубокой подстилке с кормлением в здании.

Освещенность (СК) - 1 : 10.

Поголовье: коров массой 500 кг и суточным удоем 15 л - 150 голов; коров массой 600 кг и удоем 20 л - 50голов.

Продольные стены коровника выполнены из керамзитобетонных панелей (б = 200 мм, л = 0,4 ккал/м*ч⁰С); торцовые стены - кирпичные (=510 мм, =0,75).

Наружные двери и ворота деревянные, двойные. В коровнике 6 ворот следующих размеров: ширина - 3,0 м; высота - 2,5 м и 4 дверей размером: ширина - 1,0 м; высота - 1,8 м. Окна с двойным остеклением, площадь остекления принимают по относительной площади световых проёмов (ОПСП).

Покрытие совмещенное: бесчердачное (совмещенное) имеют следующую конструкцию: железобетонный, двухпустотный сборный настил с рулонной кровлей и утиплителем - пенобетоном (толщина утеплителя - 160 мм). Коэффициент теплопередачи покрытия (К) равен 0,65 ккал/м²*час*^оС.

Расчетная температура воздуха внутри помещения - (3⁰С). Расчетная температура наружного воздуха в холодный период года минус 13⁰С, в переходный период - (март) - минус 4,4⁰С.

Рассчитайте вентиляцию и тепловой баланс животноводческого помещения.

Произведите расчет естественного и искусственного освещения помещения.

Произведите расчет выхода навоза и площадь навозохранилища.

2.1 Расчет и анализ воздухообмена в животноводческом помещении

Исходной величиной при расчете воздухообмена является часовой объем вентиляции (L).

Часовой объем вентиляции рассчитывают для холодного и переходного сезонов года по накоплению диоксида углерода (СО₂) и водяного пара (Н₂О), а в летний период - по удалению избытка тепла.

Для начала следует рассмотреть условия задания, представленные в таблице 2.

Таблица 2 - Накопление диоксида углерода (СО₂) в коровнике

Группы животных	Количество голов	Продуктивность, л	Масса 1 коров, кг	Выделяют СО2
				1 коров, л/ч	Всего
I.	150	15	500	116	17400
II.	50	20	600	145	7250
Всего	200	-	-		24650

Для расчета вентиляции по диоксиду углерода пользуются формулой:

L_CO2 = , где (1)

L _CO2 - часовой объем вентиляции, то есть выраженное в кубометрах количество чистого воздуха, которое необходимо ввести за час в данное помещение с данным поголовьем, чтобы процентное содержание диоксида углерода не превышало допустимого предела (0,25%),м/ч;

А - количество диоксида углерода, выделяемого за час всеми животными, находящимися в данном помещении, м/ч;

С₁ - количество диоксида углерода в одном кубометре воздуха помещения соответственно принятому нормативу (оно равно 2,5 л);

С₂ - количество диоксида углерода в одном кубометре наружного воздуха (0,3л).

Количество диоксида углерода, выделяемого всеми животными, определяют при помощи следующей формулы:

A= n k, где (2)

С_ж - количество диоксида углерода, выделяемое одним животным, м/ч;

n - поголовье животных в помещении;

k - поправочный коэффициент, учитывающий изменение выделения диоксида углерода в зависимости от температуры воздуха в помещении.

A= 150116+50145=24650 г/ч

Теперь можно рассчитать вентиляцию по диоксиду углерода для коровника:

L_CO2 = = 11204,55 м³/ч

Для характеристике воздухообмена пользуются понятием кратности воздухообмена, которая указывает на число смен воздуха в помещении в течение часа:

K = , где (3)

L - часовой воздухообмен, м³/ч;

V - строительный объем помещения, м³

V = al(h_c+0,5(h_k - h_c)), где (4)

a - ширина стен, м; l - длина стен, м; h_c - высота стен, м; h_k - высота в коньке, м.

V = 2178(2,7+0,5(5,1 - 2,7)) =6388,2 м³

Теперь находим кратность воздухообмена:

K = = 1,75 раз/ч

При кратность воздухообмена до 3 раз/ч эффективно применение естественной вентиляции. Если кратность воздухообмена от 3 до 5 раз/ч, то вентиляция комбинированное. Если кратность воздухообмена свыше 5 раз/ч, то вентиляция - искусственная. В нашем случае, кратность воздухообмена равен 1,75 раз/ч, значит стоит применять естественную вентиляцию.

Далее рассчитываем, сколько кубометров приходится на 1 голову:

L_CO2 = = 56 м³/ч

Удельный воздухообмен на 1 ц живой массы рассчитывается по формуле:

L_уд = , где (5)

L_CO2 - часовой объем вентиляции;

m - живая масса всех животных в группе, ц.

m= == =1050

L_(CO2)уд. = = 10,67 м³/ч

Для того, чтобы обеспечить в коровнике необходимый воздухообмен (L) следует рассчитать суммарную площадь сечения вытяжных каналов (S₁) по формуле:

S₁ = , где (6)

S₁ - суммарная площадь сечения вытяжных каналов, м²;

L - часовой объем вентиляции, м³;

V - скорость движения воздуха в вытяжном канале, м/сек, определяемая в зависимости от длины (высоты) канала и разности температур внутреннего и наружного воздуха;

3600 - час, переведенный в секунды.

Расчёт для холодного периода года:

S₁ = = 2,1 м²

Количество вытяжных каналов (N₁) рассчитывается по формуле:

N₁ = , где (7)

N₁ - количество вытяжных каналов;

a₁ - площадь сечения одного вытяжного канала, принимаемая в проектах (от 0,5х0,5 до 0,9х0,9) м²;

S₁ - суммарная площадь вытяжных каналов, м²;

S₂ - суммарная площадь сечения приточных каналов без механического побуждения притока, принимается в размере 70-100% от S₁.

N₁ = = = 3,2 шт.

Суммарную площадь сечения приточных каналов (S₂) считают в размере 70 - 100% от S₁ - площади вытяжных каналов.

S₂ = 3,20,8 =2,56 м²

Количество приточных каналов рассчитывается по формуле:

N₂ = , где (8)

N₂ - количество приточных каналов;

а₂ - площадь сечения приточного канала, принимаемая в проектах (от 0,2х0,2 до 0,3х0,3) м²;

S₂ - суммарная площадь сечения приточных каналов, м².

N₂ = = 64 канала

Произведем теперь расчёт для переходного периода года в этом же коровнике.

Суммарная площадь сечения вытяжных каналов (S₁):

S₁ = = 2,8 м²

Количество вытяжных каналов:

N₁ = = = 4,4 шт.

Количество приточных каналов:

S₂ = 4,4 0,8= 3,52 м²

N₂ = = 88 каналов

Для проведения расчёта вентиляции по водяному пару необходимо обратиться к условию задания и табличным значениям, которые помогут определить выделяемое количество водяных паров (табл. 3).

Таблица 3 - Накопление водяного пара (Н₂О) в коровнике

Группы животных	Количество голов	Продуктивность, л	Масса 1 коров, кг	Выделяют СО2
				1 коров, л/ч	Всего
I.	150	15	500	336	50400
II.	50	20	600	400	20000
Всего	200	-	-		70400

Для расчета часового объема вентиляции по водяному пару пользуются следующей формулой:

L_H2O = , где (9)

W_B - количество водяного пара, выделяемого за час поголовьем данного помещения , г;

d - количество водяного пара в одном кубометре воздуха помещения в зависимости от температуры воздуха и его относительной влажности, г;

d₁- количество водяного пара в одном кубометре наружного воздуха в зависимости от температуры воздуха и его относительной влажности, г.

Для нахождения d и d₁ используется следующая формула:

d, d₁= , где (10)

D_max - максимальная влажность воздуха помещения или наружного воздуха

- относительная влажность воздуха помещения или наружного воздуха, %.

d = 75 = 6,90 г/м³

Показатели d₁ для переходного и холодного периодов различаются из-за разности температур. В связи с этим, производим расчёт вентиляции по водяному пару на холодный период года.

d₁= 86 = 1,4 г/м³

Производим расчет вентиляции по водяному пару:

L_H2O = = = 14080 м³/ч

Для составления характеристики рассчитываем кратность воздухообмена, которая показывает на число смен воздуха в помещении в течение часа:

K = = 2,2 раз/ч

При кратность воздухообмена до 3 раз/ч эффективно применение естественной вентиляции. Если кратность воздухообмена от 3 до 5 раз/ч, то вентиляция комбинированное. Если кратность воздухообмена свыше 5 раз/ч, то вентиляция искусственная. В нашем случае, кратность воздухообмена равен 2,2 раз/ч, значит стоит применять естественную вентиляцию.

Далее рассчитываем удельный воздухообмен на 1 голову:

L_уд. = = 70,4 м³/ч

На 1ц живой массы:

L_уд. = = 13,4 м³/ч

Для обеспечения необходимого воздухообмена (L) следует рассчитать суммарную площадь сечения вытяжных каналов:

S₁ = = 2,6 м²

После этого следует найти количество вытяжных каналов, необходимых для вентиляции по водяному пару.

N₁ = = 4,1 шт.

Далее рассчитываем количество приточных каналов. Для этого нужно найти суммарную площадь сечения приточных каналов, которая составляет 70 - 100% от S₁ - площади вытяжных каналов.

S₂ = 4,1 0,8= 3,28 м²

Количество приточных каналов:

N₂ = = 82 канала

Теперь производим расчёты объема вентиляции по водяному пару для переходного периода (марта) при наружной температуре воздуха -4,4єС.

d₁= 86 = 2,86 г/м³

Производим расчет вентиляции по водяному пару:

L_H2O = = = 19168,3 м³/ч

Рассчитываем кратность воздухообмена, которая показывает на число смен воздуха в помещении в течение часа:

K = = 3 раз/ч

При кратность воздухообмена до 3 раз/ч эффективно применение естественной вентиляции. Если кратность воздухообмена от 3 до 5 раз/ч, то вентиляция комбинированное. Если кратность воздухообмена свыше 5 раз/ч, то вентиляция искусственная. В нашем случае, кратность воздухообмена равен 3 раз/ч, значит стоит применять комбинированную вентиляцию.

Далее рассчитываем удельный воздухообмен на 1 голову:

L_уд. = = 95,8 м³/ч

На 1ц живой массы:

L_уд. = = 18,25 м³/ч

Для обеспечения нужного воздухообмена следует рассчитать суммарную площадь сечения вытяжных каналов:

S₁ = = 4,7 м²

После этого находим количество вытяжных каналов, необходимых для вентиляции по водяному пару:

N₁ = = 7,3 шт.

Далее рассчитываем количество приточных каналов. Для этого следует рассчитать суммарную площадь сечения приточных каналов, которая составляет 70 - 100% от S₁.

S₂ = 7,3 0,8= 5,84 м²

Находим количество приточных каналов:

N₂ = = 146 каналов

Произведя расчеты вентиляции по диоксиду углерода и водяному пару можно сделать вывод о том, что в данном коровнике следует применять комбинированный способ вентиляции, поскольку показатели кратности варьируются в зависимости от периода (холодного и переходного). Так же за основу следует принимать максимальную вентиляцию по водяному пару, поскольку его воздухообмен значительно выше воздухообмена по углекислому газу, а, следовательно, его хватит для выведения из помещения как H₂O, так и CO₂.



2.2 Расчет и анализ теплового баланса коровника

Для поддержания оптимального температурно-влажностного режима в коровнике необходимо поддерживать на определённом уровне его тепловой баланс, который определяется приходом и расходом тепла в данном помещении.

Тепловой баланс помещения рассчитывается из условий холодного периода года представлено в таблице 4.

Тепловой баланс для коровника следует рассчитывать по формуле:

Q_жив.св. + Q_отоп. = Q_вент. + Q_исп. + , где (11)

Q_жив.св. - свободная теплота, выделяемая животными, находящимися в помещении при данной температуре воздуха помещения, ккал/час;

Q_отоп. - тепло поступающее в помещение от системы отопления, ккал/час;

Q_вент. - тепло, затрачиваемое на нагрев воздуха, поступающего в помещение, ккал/час;

Q_исп. - тепло, затрачиваемое на испарение влаги с открытых водных и смоченных поверхностей помещения, ккал/час;

Q_огр. - потери тепла через ограждения здания, ккал/час.

Свободная теплота, выделяемая животными, находящимися в помещении, равна:

Q_жив.св.= q_жив.св. n , где (12)

q_жив.св. - количество свободной теплоты, выделяемое одной коровой определённой живой массы и продуктивности с учётом поправочного коэффициента на выделение свободной теплоты в зависимости от температуры воздуха помещения, ккал/час;

n - количество голов животных.

Таблица 4 - Тепловой баланс в коровнике

Группы животных	Количество голов	Продуктивность, л	Масса 1 коровы, кг	Выделяют тепла, какл/ч
				1 коров, л/ч	всего
I.	150	15	500	505	75750
II.	50	20	600	601	30050
Всего	200	-	-	-	105800

Тепло, затрачиваемое на нагрев воздуха, поступающего в коровнике, определяется по формуле:

Q_вент. = L () 0,31, где (13)

L_H2O - часовой объём вентиляции, м³/ч.

- разница между температурой наружного воздуха и температурой воздуха внутри помещения, єС;

0,31 - теплоёмкость воздуха.

Находим тепло, необходимое для нагрева воздуха в помещении:

Q_вент. =1408016 0,31 = 69836,8 ккал/ч

Потери тепла испарением:

Q_исп = W_исп 0,585, где(14)

W_исп - количество испаряющейся влаги граммов в час с открытых водных и смоченных поверхностей, определяется в процентах от W_в для теплого периода года;

0,585 - количество ккал, затрачивающееся на испарение 1г влаги.

Q_исп = 1408 0,585 =823,68 ккал/ч

Потери тепла через ограждения здания (Q_огр.), ккал/час, рассчитываются по формуле:

Q_огр= K F (t_вн - t_нар), где (15)

K - коэффициент теплопередачи через конкретные ограждающие конструкции, ккал/м²часєС;

F - площадь конкретного конструктивного элемента, м²;

t_вн. - температура внутреннего воздуха в холодный период года, єС;

t_нар. - температура наружного воздуха в холодный период года, єС.

Теплопотери через ограждения в коровнике состоят из теплопотерь через стены, остекления, ворота, двери, покрытие, полы (таблица 5).

Следовательно, чтобы найти все потери тепла через ограждения, нужно рассчитать потери тепла через каждое из ограждений.

Потери тепла через стены подразделяются на потери тепла через продольные и торцовые стены. Для определения тепло потерь через стены следует найти площадь каждого вида стен по формуле:

F = (l h) 2 + (a h) 2, где (16)

l - длина стен, м;

h - высота стен, м;

a - ширина, м.

Находим площадь продольных и торцовых стен:

F = (78 2,7) 2 + (21 3,4) 2 = 421,2 + 113,4 м²

Таки образом, площадь продольных стен составляет 421,1 м², а площадь торцовых стен - 113,4 м².

Далее находим коэффициент теплопередачи через ограждения по формуле:



K = = , где (17)

R_вн. - сопротивление тепловосприятию, равное 0,133;

R - термическое сопротивление;

R_нар. - сопротивление теплопередачи, равное 0,05.

Термическое сопротивление конструкции находится по следующей формуле:

R = , где (18)

д - толщина однослойной ограждающей конструкции, м;

л - теплопроводность материала.

Находим термическое сопротивление продольных стен:

R = = 0,4;

И торцовых стен:

R = = 0,68.

После этого находим коэффициент теплопередаци через продольные и торцовые (К_пр. и К_тор. соответственно) стены:

К_пр. = = 1,7 м² ч С/ккал

К_тор. = = 1,15 м² ч С/ккал

Теперь можно найти потери тепла через продольные стены коровника:

F_{чис.стен} = F_стен - F_окон

ОПСП =

F_{остекления} = ОПСП F_пола / 100

F_пола = 7821 = 1638 м²

F_{остекления} = 101638/100=163,8 м²

F_{чис.стен} = 421,2 - 163,8 = 257,4 м²

Q_огр.= 1,7 257,4 16 = 7001,28 ккал/ч

Для нахождения тепло потерь через торцовые стены, необходимо из их площади вычесть площадь, которую занимаю ворота и двери.

Площадь ворот:

F_ворота = 6 3,0 2,5 = 45 м²

Площадь дверей:

F_двери = 1 1,8 4 = 7,2 м²

После этого можно рассчитать потери тепла через торцовые стены:

Q_огр. = 1,15 (113,4-45-7,2) 16 = 1126,08 ккал/ч.

Теперь, зная потери тепла через каждый вид стен, можно легко рассчитать общие теплопотери через стены:

Q_{огр.стен} = 7001,28 + 1126,08 = 8127,36 ккал/ч.

Зная потери тепла через каждый вид стен, можно легко рассчитаем площадь окон:

Q_окон.= KFt

При K = 2,5

Q_окон.= 2,5 163,8 16 = 6552 ккал/ч

Потери тепла через пол:

Q_пол.= KFt

2м	1 зона	K=0,4
2м	2 зона	K=0,2
2м	3 зона	K=0,1
9м	4 зона	K=0,06
2м	3 зона
2м	2 зона
2м	1 зона

Q_пол= 0,4 (784)16 = 1996,8 ккал/ч

Q_пол= 0,2(784)16 = 998,4 ккал/ч

Q_пол= 0,1 (784)16 = 499,2 ккал/ч

Q_пол= 0,06 (789)16 = 673,92 ккал/ч

Q_пол= 4168,32 ккал/ч

Потери тепла через покрытие и кровлю:

Q_{покрытия.}= KFt

Далее определяем площадь покрытия и кровли:

a =78 м, b = ?, c=ab

b²= h² +c²

b=

b== = = 11,67 м

S₁= 7811,67=910,26 м²

S₂=2()

S₂=

S₂= = 53,55 м²

S₂=(211,67)+(253,55) = 23,34+107,1=130,44 м²

Сопротивление теплопередачи покрытия должны быть не ниже 3. Следовательно наши показатели в 2,3 раза ниже, что обусловлевает сильные потери через покрытие.

Q_{покрытие} = 130,440,6516=1356,57 ккал/ч

Данные по определению теплопотерь по ограждающим конструкциям представлены в таблице 5.



Таблица 5 - Теплопотери через ограждающие конструкции

Ограждения	Площадь F,м2	Коэффициент теплопередачи K=1/R0	KF	Разность t=tвн-tнар	Теплопотери Q=KFt
Стены
Продольные	257,4	1,7	437,58	16	7001,28
Торцовые	61,2	1,15	70,38	16	1126,08
Окна двойные	163,8	2,5	409,5	16	6552
Ворота	45	2	90	16	1440
Двери	7,2	2	14,4	16	230,4
Полы
Зона 1	312	0,4	1248	16	19968
Зона 2	312	0,2	62,4	16	998,4
Зона 3	312	0,1	31,2	16	499,2
Зона 4	702	0,06	42,12	16	673,92
Покрытие	130,44	0,65	84,786	16	1356,576
Всего			2490,37	16	39845,86

При подсчёте теплопотерь через вертикальные ограждения (стены, окна, ворота, двери) следует ввести поправочный коэффициент 1,13; учитывающий инфильтрацию воздуха (8%) и воздействие ветра (5%) через вертикальные ограждения.

Таким образом, общие потери тепла через ограждения Q_огр примут, следующий вид:

Q_огр = 1,13(Q_стен Q_окон Q_ворот Q_дверей) + Q_{покрытий} Q_пола (19)

Q_огр=1,13(8127,36+6552 +1440+230,4)+

+ 1356,57 +4168,32 =24000,11 ккал

Определение t_н.б:

t_н.б =,где (20)

Q_жив.св- определяется по формуле;

Q_исп - определяется по формуле;

L - часовой объём вентиляции, м³

t_н.б = =15,31С

Далее определяем, до какого уровня снизится температура в помещении при найденном дефиците тепла и t_н.б, а также при какой минимальной температуре наружного воздуха возможна бесперебойная работа вентиляция.

t = t_вн - t_нар;

T_вн = t + t_нар;

T_вн =15,31 + (-13) = 2,31С

t_нар = t_вн - t

t_нар =3 - 15,31= - 12,31С

Таким образом, при найденном дефиците тепла t_вн в коровнике ( при t_нар = -13С), снизится до 2,31С, что допустимо. Бесперебойная работа вентиляции возможна при минимальной наружной температуре - 12,31С, при дальнейшем снижении наружной температуры-вентиляция работать не будет.

Дефицит тепла ( Д_Т ) рассчитывается по формуле:

,где (21)

Q_жив.св - свободная теплота, выделяемая животными, находящимися в помещении, при данной температуре воздуха помещения, (ккал/час), рассчитывается по формуле;

Q_исп - тепло, затрачиваемое на испарение влаги с открытых водных и смоченных поверхностей помещения, ккал/час, рассчитывается по формуле;

Q_вент - затраты тепла на нагрев приточного воздуха;

Q_пола, Q_{покрытий}, Q_стен, Q_окон , Q_дверей ,Q_ворот - рассчитываются по формуле;

1,13 - коэффициент, учитывающий увеличение потерь тепла через вертикальные ограждения от инфильтрации воздуха и воздействии ветра.

Рассчитав дефицит тепла, можно рассчитать мощность и количество отопительных агрегатов.

При расчёте теплового баланса коровника для содержания 200 голов выявлен дефицит тепла в размере 7413,12 ккал/час. При расчёте мощности электрокалорифера исходят из положения, что 1 кВт электроэнергии при его использовании даёт возможность получить 860 ккал тепла. В данном случае для возмещения дефицита тепла требуется: 7413,12 / 860 = 8,6 кВт/ч. Промышленность выпускает электрокалориферы мощностью 60 кВт/ч.

Таким образом, включив в систему приточной вентиляции 1 электрокалорифер мощностью 60 кВт/ч, мы сможем с запасом устранить дефицит тепла в зимний наиболее холодный период года.

Если в хозяйстве нет возможности получить дополнительные электрические мощности, дефицит тепла можно восполнить с помощью применения теплогенераторов, которые работают на дизельном топливе. Теплотворная способность 1 кг дизельного топлива составляет 12000 ккал.

Таким образом, для покрытия имеющегося дефицита тепла необходимо затратить: 7413,12 / 12000 = 0,6 кг/час дизельного топлива, сжигая его в теплогенераторе.

2.3 Расчет естественного и искусственного освещения помещения

Естественную освещённость определяют, по относительной площади световых проёмов (ОПСП). Относительная площадь световых проёмов - это отношение площади световых фонарей или окон к освещаемой площади пола помещения; выражается в процентах. Относительная площадь световых проёмов рассчитывается по формуле:

где (22)

- площадь остекления окон помещения, ;

- площадь пола помещения, ;

100% - коэффициент для перевода полученной величины в проценты.

Согласно нормативам ОПСП для коров при беспривязном-боксовом содержании должно быть в пределах от 6,66 % до 10 %.

Согласно нормативным показателям искусственной освещённости в коровниках беспривязно-боксовом содержании, должен быть равен при лампах газоразрядных - 50 Лк, а при лампах накаливания - 20 Лк.

2.4 Расчет выхода навоза и площади навозохранилища

Для хранения и обезвреживания подстилочного навоза и помёта строят навозохранилища или предусматривают водонепроницаемые площадки с твёрдым покрытием для размещения на них буртов подстилочного навоза с высотой укладки по верху бурта 2,0-2,5 м. Объём навозохранилища определяют исходя из норм выхода кала, мочи, потребности подстилки и последующего снижения влажности хранящегося навоза за счёт испарения влаги с поверхности навозохранилища и отвода навозной жижи в жижесборник (в случае хранения в буртах).

Площадь навозохранилища рассчитывается по формуле:

где (23)

- площадь навозохранилища, м²;

- общий суточный выход навоза, кг;

D - количество дней хранения навоза (до 180), дн.;

h - глубина навозохранилища (1,5-3,2), м;

- объёмная масса подстилочного навоза (800-900), кг/м³.

Общий суточный выход навоза М_{сут н.,}определяется по формуле:

где (24)

m - выход фекалий в сутки от одного животного, кг;

g - суточное количество мочи, выделяемое животным, кг;

p - суточный расход подстилки на одно животное, кг;

...