Зоогигиеническое обоснование свинарника-откормочника на 1950 голов

Для многих организмов характерна способность ощущать суточные, приливные, лунные и годичные циклы, что позволяет им заранее готовиться к предстоящим изменениям среды. При отсутствии источников натурального света естественные ритмы нарушаются, что приводит к негативным последствиям в той или иной степени.[6]

При определении освещенности в проектируемом помещении учитывают  показатели естественной и искусственной  освещенности в соответствии с НТП.

Оконные проемы служат для  естественного освещения и их вентиляции. Они состоят из оконной коробки, переплетов, подоконника и наружного водослива. В зависимости от климатических условий остекление делают одинарным или двойным. В зоне Дальнего Востока желательно обустраивать окна с двойным остеклением, которые не должны иметь щелей и быть хорошо утеплены, так как перепад температур может быть более 30ºС.

При проектировании и  строительстве животноводческих зданий в основу нормирования естественной освещенности положен геометрический метод. Для определения количества окон учитывают световой коэффициент (СК). Световой коэффициент – отношение площади окон к площади пола. В помещениях для содержания свиней на откорме световой коэффициент равен 1:20.

СК = S_окон / S_пола

S_{пола для животных} = 2988 м²

S_окон = 2988 / 20 = 149,4 м²

Размеры окна в проектируемом  помещении 1,2 х1,5 м.

S_{1 окна} = 1,2 × 1,5 = 1,8 м²

Количество  окон = S_окон / S_{1 окна} = 149,4 / 1,8 = 83 окна.

Для искусственного освещения  животноводческих помещений применяют  лампы накаливания и энергосберегающие люминесцентные лампы. Их количество определяют по нормативным показателям удельной мощности ламп (N, Вт/м²).

В проектируемом помещении  этот показатель составит 3 Вт/м². В помещении будут использованы лампы накаливания мощностью 95 Вт. Количество ламп рассчитывают по формуле:

N = M_Вт × K_шт / S_{пола для животных}

3 Вт/м² = 95 Вт × К_шт / 2988 м², отсюда

Количество  ламп = 3 × 2988 / 95 = 95 шт.

8. Система вентиляции

 

Поддержание оптимальных  параметров микроклимата в животноводческих помещениях обеспечивается за счет организации постоянного воздухообмена.

Так, вентиляционные системы  должны обеспечивать нормируемые параметры  по удалению диоксида углерода в холодный период года, по удалению избытков влаги  в переходные периоды года и теплоизбытков в теплый период. Воздухообмен должен обеспечиваться вентиляцией по всему помещению, без образования зон застоя загрязненного воздуха. Кроме того, вентиляция должна обеспечивать такой состав воздуха, чтобы концентрация вредных газов (аммиак, сероводород) в воздухе животноводческих помещений не превышала допустимых пределов; также должна обеспечивать удаление пыли, неприятных запахов.

Вентиляция животноводческих помещений осуществляется с помощью  различных вентиляционных устройств. Вентиляционные устройства должны поддерживать необходимый воздухообмен в животноводческом помещении; их конструкция должна быть простой и удобной в управлении, доступной в процессе эксплуатации, не требовать дополнительного времени и затрат труда на регулирование.

Вентиляционные устройства по своему функциональному назначению подразделяются на приточные, осуществляющие подачу или нагнетание воздуха в помещение; вытяжные, осуществляющие удаление воздуха, и комбинированные, осуществляющие как приток свежего воздуха, так и удаление воздуха из помещения.

По принципу действия и конструктивным особенностям системы  вентиляции делятся на системы с  естественным побуждением; системы с механическим побуждением и комбинированные системы.

Вентиляция  с естественным побуждением делится на беструбную и трубную. Беструбная вентиляция осуществляется путем открытия окон, фрамуг, форточек; поступлением воздуха через проемы (отверстия) в горизонтальных стенах здания, заполненные пористыми материалами; через щелевые устройства в коньке крыши. Трубная система с естественным побуждением воздуха конструктивно состоит из вертикальных вытяжных труб со специальными насадками (дефлекторами), устанавливаемыми на верхнем конце труб для получения более интенсивной вытяжки вследствие использования силы ветра. Приточные каналы (сквозные и щелевые) устраивают в стенах.

Системы вентиляции с механическим побуждением. Приточный воздух распределяют с помощью вентиляторов, работающих в режиме нагнетания. Воздух этими системами удаляется с помощью вытяжных вентиляторов.

Комбинированные системы вентиляции сочетают в себе как естественное побуждение воздуха, так и механическое.

В свинарниках-маточниках и свинарниках-откормочниках в холодный и переходный периоды года подача воздуха осуществляется из верхней зоны в зону размещения животных рассредоточенными струями. Удаление воздуха осуществляется из верхней зоны через шахты в покрытии (перекрытии), в случае применения подполий и решетчатых полов — из нижней зоны. В помещениях для содержания свиней в теплый период года удаление воздуха естественное — через окна — и механическое, не менее 50% минимального воздухообмена из нижней зоны (при содержании свиней на решетчатых полах вытяжку в указанном объеме, осуществляют из подпольных каналов). В свинарниках-откормочниках дополнительно для вытяжки воздуха применяют подоконные осевые вентиляторы.[7]

В животноводческих помещениях для определения количества вытяжных и приточных каналов делают расчет по удалению водяных паров, углекислого  газа, а в теплый период года и  по избыточному теплу. Чтобы рассчитать данные показатели, пользуются следующими формулами:

L(H₂O) = Q/q₁-q₂

     L(CO₂) = C/с₁-с₂, где

L(H₂O) – количество воздуха (м³/ч), которое необходимо удалить из помещения за час

Q – количество водяных паров (г/ч), выделяемых животными за час с процентной надбавкой   на испарение с ограждающих конструкций

q₁ – абсолютная влажность воздуха помещений (г/м³), при которой относительная влажность и температура соответствует нормативам

q₂ – абсолютная влажность вводимого в помещение атмосферного воздуха

L(CO₂) – часовой объем вентиляции за час для создания условий, при которых процентное содержание углекислого газа не превышало предельно допустимой концентрации, м³/ч

С – количество углекислого  газа, выделяемое всеми животными  за час находящимися в данном помещении

с₁ – количество углекислого газа в животноводческом помещении в пределах нормы

с₂ – количество углекислого газа в одном кубическом метреатмосферного воздуха

Q(H₂O) = 107 г/час ×1950 голов = 208650 г/час + % на испарение (30 процентов для свинарников-откормочников)

208650 – 100%

Х – 30%

Х = 62595 г/час

Q(H₂O) = 208650 + 62595 = 271245 г/час

q₁ = 11,52 г/м³

q₂ = 2,0 г/м³(норма)

С = 33 × 1950 голов = 64350 л/час

L(CO₂) = 64350/2,5 – 0,3 = 29250 м³/час

с₁ = 2,5 л/м³(норма для свинарников-откормочников)

с₂ = 0,3 л/м³(норма)

Следовательно, из проектируемого помещения в течение часа необходимо удалить следующий объем воздуха:

          V = L(H₂O) + L(CO₂) = 28492 + 29250 = 57742 м³/час

Чтобы удалить данный объем воздуха, в помещении необходимо обустроить вытяжные каналы. Их общее сечение рассчитывают по формуле:

          S = L(H₂O) + L(CO₂) / h × 3600 = 57742 / 2,38 × 3600 = 6,74 м²

h = 2,38 м/с (секундная скорость движения воздуха в вытяжной трубе)

Высота труб = 5 м

S1трубы = 0,6 × 0,6 = 0,36 м²

Количество труб высчитывают  по формуле:

N = S_общ/ S1трубы = 6,74/0,36 = 19 труб

Чтобы высчитать производительность одного вентилятора, нужно общее  количество удаляемого воздуха разделить  на количество труб:

57742/19 = 3039 м³/час

Тип вентилятора – Ц 4-70 №6, диаметр рабочего колеса = 600 мм.

Расчеты показали, что  в проектируемом помещении будет  обустроено 19 вытяжных труб общим сечением 6,74 м². Каждая труба будет иметь сечение 0,36 м². Для вентиляции с механическим побуждением можно установить вытяжные вентиляторы мощностью не менее 3039 м³/час.

Для приточной вентиляции в помещении будут оборудованы  каналы сечением 70-100% от вытяжки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Тепловой  баланс здания

 

Тепловой баланс здания – соотношение тепла, поступающего от выделения животных и потери тепла через ограждающие конструкции и вентиляцию.

Тепловой баланс может  быть положительным, когда тепла, выделяемого  животными, достаточно для нормативной  температуры воздуха в данном помещении. Тепловой баланс может быть и отрицательным. В этом случае потери тепла превышают поступление.

Для того чтобы добиться положительного баланса, такие здания необходимо отапливать с применением  различных систем отопления, теплоносителей и видов топлива.

Тепловой баланс животноводческого  помещения рассчитывается по формуле:

Q_жив = Δt (Q_зд + Q_вен) + Q_исп, где

Q_жив – количество свободного тепла, выделяемое животным за час

Δt – разность между температурой внутреннего и наружного воздуха

Q_зд – количество тепла, теряемое через ограждающие конструкции здания за час

Q_вен – количество тепла, необходимое для обогрева часового объема вентиляции

Q_исп – расход тепла на испарение влаги с поверхности пола, кормушек и других ограждающих конструкций

Для определения расхода  тепла на обогрев часового объема вентиляции необходимо перевести его в килограммы:

G = B × 464,5 × L / 1000 × (t + 273), где

G – вес воздуха в кг, удаляемого из помещения за час

B – атмосферное давление (755 мм.рт.ст.)

L – объем удаляемого из помещения вентиляционного воздуха

t – температура удаляемого из помещения воздуха

Чтобы рассчитать затраты  тепла в кДж/час необходимо полученную цифру умножить на 1,01 кДж×кг×градус.

Количество тепла, затраченное  на обогрев водяных паров с  ограждающих конструкций необходимо умножить на 2,25 кДж (количество тепла, затрачиваемое на обогрев 1 г воды).

Для проектируемого помещения  расчеты следующие:

Q_исп = 62595 г/час × 2,5 кДж = 156487,5 кДж/час

Q_вен = G = B × 464,5 × L / 1000 × (t + 273) = 755 × 464,5 × 57742 / 1000 × (18 + 273) = 69588 кг/час × 1,01 кДж×кг×градус = 70284 кДж/час

Δt = tв – tн = +18 – (-33) = 51ºС

Q_жив = 932,4 кДж/час × 1950 голов = 1818180 кДж/час

Определяя потери тепла для ограждающих конструкций, необходимо рассчитать их площадь и коэффициенты теплопроводности.

Коэффициенты теплопроводности рассчитывают по формуле:

К = 1/ Rºтр

Полученные данные заносим  в таблицу и затем подставляем  в формулу для теплового баланса  здания.

Таблица 1

Теплопотери через ограждающие  конструкции

Ограждающие конструкции	Площадь, м2	Коэффициент теплопроводности	Потери тепла (Qзд), кДж/ч
1. Стены 2. Потолок 3. Пол 4. Окна 5. Ворота и двери	1063,8 3132 3132 149,4 54	0,66 0,53 0,40 2,50 4,00	702 1660 1253 374 216
Итого:	-	-	4205

 

1818180 кДж/ч = 51 (4205 кДж/ч  + 70284 кДж/ч) + 156487,5

Q_жив = 1818180 кДж/ч = 3955427 кДж/ч

Расчеты показали, что  в проектируемом помещении дефицит  тепла составляет: 3955427 – 1818180 = 2137247 кДж/ч

Такой недостаток тепла необходимо ликвидировать с помощью системы отопления.

 

 

10. Предложения  по оптимизации микроклимата  в проектируемом помещении

 

Для оптимизации микроклимата в проектируемом помещении необходимо оборудовать стены из газобетона толщиной 0,42 м с термическим сопротивлением 1,51 ч × ºС/ккал и утеплить минераловатными плитами толщиной 0,13 м. Это нужно для того, чтобы стены в холодный период времени не забирали тепло из помещения, не промерзали и животным было комфортно находиться в помещении.

Перекрытие в данном помещении будет обустроено чердачного типа с термическим сопротивлением 1,89 ч׺С/ккал, с утеплителем из минераловатных плит и гидропароизоляцией из рубероида.

Окна в проектируемом  помещении оборудованы с двойным  остеклением, так как перепад температур наружного и внутреннего воздуха может быть более 30ºС в холодный период года. Через окна тепла теряется в шесть раз больше, чем через стены, поэтому было строго соблюдено отношение площади световых проемов к площади пола.

Также в помещении необходимо оборудовать 2 тамбура с внутренними дверями, чтобы в холодное время года терялось меньше тепла из помещения.

Полы в проектируемом  помещении должны быть теплыми, для  этого они будут обустроены комбинированными (решетчатыми и бетонными с  цементно-песчаным покрытием). Они состоят из нескольких слоев, что и обеспечит комфортную температуру пола.