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猪舍温度控制关键技术

2016-11-28许道军文利新蒋政云

猪业科学 2016年3期
关键词:夹芯板温度控制窗户

许道军,文利新,蒋政云,蔡 鹏

(1. 湖南农业大学动物医学院,长沙 410128;2. 长沙绿叶生物科技有限公司,长沙 410125;3. 湖南盛邦畜牧科技股份有限公司,长沙 410128)

猪舍温度控制关键技术

许道军1,文利新1,蒋政云2,蔡 鹏3

(1. 湖南农业大学动物医学院,长沙 410128;2. 长沙绿叶生物科技有限公司,长沙 410125;3. 湖南盛邦畜牧科技股份有限公司,长沙 410128)

猪舍温度的科学控制对于健康养猪极为重要,合适的温度不仅可防止猪的冷热应激、感冒、腹泻等疾病的发生,还可以有效提高猪的抵抗力和饲料报酬,是显著提高养猪经济效益的重要手段。猪舍温度控制是一个系统工程,不仅需要安装加热或降温设备,更需要在猪舍设计、建筑材料选择、通风效率优化等多个方面采取综合措施。

猪舍;环境;温度

温度、气体、颗粒物

温度是养猪生产中最为重要的环境因素之一。尽管猪能通过自身的调节来达到维持体温恒定,但是在不适宜的温度条件下,猪只维持体温恒定往往是以损害养殖经济效益、生理机能及免疫力等为代价的。为了最大限度提高猪群的健康水平和养殖经济效益,为猪群提供一个舒适的温度是非常必要的。猪舍温度控制是一个系统工程,需要从猪舍的选址、朝向、猪舍房屋结构、建筑材料选择、通风效率、辅助加温和降温设备等多个方面来进行优化,方能达到理想效果。否则,不仅会造成温控所需的能耗成本显著增加,而且难以达到理想效果。

由于猪场加热及降温设备方面已有较多文献介绍,文内主要就猪舍保温建筑材料选择、通风效率优化等几个方面进行简要阐述。

1 猪舍保温建筑材料选择

为了降低猪场运行过程中温度控制所需的能源消耗,保持猪舍内部良好的温度平稳,要求所有猪舍在设计和施工过程中,必须采用具有良好保温性能的材料。保温材料的科学运用可以有效地达到冬季保温,夏季隔热的目的。使猪舍内部保持冬暖夏凉的理想温度,并能有效的节省能源的消耗,还可以使猪舍内部昼夜温差变化更为均衡。猪场常见建筑材料的导热系数(W/m2.K)见表1。

导热系数越低,材料的保温性能越好。猪舍与外部环境发生热传递的部位有屋顶、墙体、门窗,地面。在猪舍设计中,将保温设计理念体现到每一处细节。在猪舍建造材料选择中,科学合理地采用复合保温材料,避免单一材料的先天性不足之处。保温材料的有效运用不仅有利于保持猪舍内部冬暖夏凉、昼夜温度波动幅度小、有助于提高猪群的健康水平。而且在日常运行过程中能够极大地节约能耗,显著减低猪场的运行成本。

1.1 猪舍屋面设计

传统的猪舍设计中,屋面多采用石棉瓦建造,该方式的突出缺点就是保温性能差,造成猪舍内部冬季严寒、夏季酷暑。在现代猪舍设计中,推荐采用轻钢结构,屋顶材料选择彩钢聚苯乙烯泡沫夹芯板或彩钢岩棉夹芯板。夹芯板内层可以用PVC替代彩钢层,以提高抗腐蚀能力。该材料具有安装方便,重量轻,保温性能好,价格低的优点,目前已在大型猪场得到了广泛的应用。为了保证良好的保温隔热性能,要求夹芯板材具有足够的厚度。推荐为:南方地区100~120 mm,北方地区120~150 mm。一些猪场由于认识不到位,虽然采用了彩钢夹心板屋面,但是为了节省微量成本,选择的夹心板厚度在50 mm左右或更薄,其结果是虽然夹芯板造价稍有减低,但是保温隔热效果差别非常巨大,不利于猪场的温度控制。

表1 猪场常见建筑材料导热系数

1.2 猪舍墙壁设计

猪舍墙壁的散热量占建筑总散热量的40%左右,为了达到节能和保持温度的稳定,墙壁的建筑材料选择同样要考虑保温性能。建筑材料的选择:在以轻钢结构或混凝土框架结构的猪舍,墙面非承重部分的填充材料可以选择保温性能好的建筑材料。主要有彩钢聚苯乙烯夹芯板、彩钢岩棉夹芯板、水泥钢丝网架聚苯乙烯夹芯板等。其中水泥钢丝网架聚苯乙烯夹芯板是采用两张平行的2 mm冷拔钢丝网片,中间厚度为100~200 mm的聚苯板,并用斜向交叉的斜穿钢丝焊接,从而形成了一个重量轻强度高、稳定性好的网架结构形式的复合板材。钢丝网架聚苯乙烯夹芯板先预制成钢丝网架聚苯乙烯夹芯板,运往施工现场,现场组装成墙,然后在网格的两面抹上或喷涂20~30 mm厚的水泥砂浆而形成完整的墙体。

1.3 门窗设计优化

窗户兼具采光和通风的效果,传统的猪舍设计中,窗户多采用单层玻璃设计,由于玻璃的导热系数高,大量的热量可以通过窗户散失,不仅浪费大量的能源,而且造成冬季猪舍内部温度低,严重影响猪群的健康水平。在北方地区,考虑到保温需要,很多猪场往往采取降低窗户数量,减少窗户面积的措施。但这种缩小窗户面积的设计措施往往造成猪舍内部光线昏暗,通风不畅、空气质量差、湿度大、卫生条件恶劣等严重后果。为了避免这些缺点,需要对门窗设计进行相应的优化。一是采用新型全开平移式窗户,二是采用多层窗户。由于普通的窗户在冬季造成大量的热量散失,为了有效解决窗户面积与保温之间的矛盾,可以安装多层中空窗户,该措施能够显著地减少热量通过窗户散失。从而避免了窗户过大造成保温效果下降的负面影响。

图1 半开式平移窗户

图2 全开式平移窗户

传统半开平移式窗户只能保持一半的窗户能够通风。新型全开平移式窗户则可避免这一缺点,可以将窗框高度不变,但宽度加大一倍,且安装于墙壁内侧或外侧,这样两扇窗户均可同时往两边平移,从而使窗户通风面积加大1倍,有利于自然通风降温。这对于我国中部及南部全年平均气温较高的地区具有明显优势。半开式平移窗户与全开式平移窗户示意图1、图2。

1.4 猪舍地面设计

猪群对于地板的温度要稍高于空气温度。因为猪群站立时,处于运动或采食状态,机体产热较多,较低的空气温度有利于散热,这对于猪的食欲有促进作用。但是当猪在躺卧休息时,运动下降,机体产热量也下降。而且躺卧休息时猪40%左右的身体表面是与地板接触的,此时发生猪的体表与地面的热传导,热量损失速度远远高于辐射或对流传导方式。猪有75%左右的时间是躺卧休息的,地面温度低,将导致大量的热量通过热传导方式损失,并且会造成猪的腹部受凉,造成腹泻疾病的发生。基于这些原因,对于采用半漏粪地板设计的猪舍,为了防止机体热量通过地面大量散失而造成感冒或腹泻,要求实心地面部分要具有足够的保温性能。为了达到这一效果,要求在猪躺卧区部分的实心地面部分,在混凝土层下预先铺设2~3 cm厚的挤塑板保温层,在保温层上再铺设反射膜和钢丝网,再在反射膜上安装电热线或水暖管。冬季温度低的情况时,可以对地面进行加温。

2 猪舍通风效率优化

猪舍通风效率的优化不仅关系到空气质量控制,而且与冬季温度控制密切相关。设计不科学的猪舍,通常无法解决温度与空气质量之间的矛盾。一些猪场冬季为了保温需要,门窗全部关闭,导致空气质量非常污浊。当加强换气时,空气温度迅速下降。解决这一矛盾的关键措施在于提高通风效率,即采用最少的通风量排出最多的有害气体。保证在通风换气的同时不至于过多降低舍内温度。

为了有效控制猪舍温度和空气质量,需要采取灵活多样的通风措施。比如在夏季高温时间段,采用湿帘负压通风降温系统,在温度适宜的时间段采用前文所述的全开式通风窗进行自然通风,而在寒冷季节则采用粪沟垂直通风方案。冬季采用粪沟垂直通风系统具有较好的通风效率。由于猪舍有害气体主要来源于猪群呼吸及粪沟。采用粪沟通风,能做到即产即排的效果,使通风换气效率得到显著增加,可使猪舍在最少通风量的情况下达到空气质量的要求。

猪舍的温度控制看似简单,实则不易。科学的温度控制措施能够显著提升猪群的健康水平和经济效益,而且能够降低日常运营能耗。这对于我国发展“资源节约、环境友好”的两型养猪具有重要的意义。考虑到目前我国猪舍设计在温度控制方面存在的种种弊端和不足,希望此文能起到一个抛砖引玉的作用。

2016-03-04)

长沙市科技局科技成果产业化资金专项(K1406206-21)

许道军(1978-),男,湖南衡阳人,博士,副教授,研究方向: 猪场环境控制关键技术。

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