Требования к ограждающим конструкциям

При строительстве помещений для содержания животных необходимо предусмотреть в них надлежащий микроклимат. Здания строят из элементов, несущих основную нагрузку и ограждающих, обеспечивающих в помещении необходимый микроклимат. К конструктивным элементам здания относят фундамент, стены, пол, покрытия и перекрытия, крышу, ворота, двери, тамбуры, окна.

Так, стены здания могут быть из самонесущих двухслойных панелей, выполненных из керамзитобетона с защитным слоем или же из навесных стеновых панелей облегченной конструкции, состоящих из деревянного каркаса с обшивкой асбоцементными листами и утеплителем из минераловатных полужестких плит.

Фундамент служит опорой для несущих конструкций. Он предохраняет стены от почвенной влаги, промерзания и должен быть прочным. Возводят его из кирпича  или бетона. Чаще применяют свайные фундаменты, так как они имеют целый ряд преимуществ, а именно: обеспечивают малые осадки зданий в эксплуатационный период, снижают стоимость работ нулевого цикла на 25—50%, позволяют механизировать процессы их строительства, что обеспечивает в 2—10 раз снижение трудоемкости, особенно при высоком уровне грунтовых вод, плывунах, вечной мерзлоте, а также в зимнее время. В последние годы все чаще применяют буронабивные фундаменты.

Место перехода фундамента в стенку (цоколь) является основой стен. Он защищает их от атмосферной и почвенной влаги, для чего между ним и основанием стены закладывают слой водоизоляционного материала (толь, битум, цементная прослойка и т. п.). Наименьшая высота цоколя — 20— 30 см, а при стенах из землистых материалов — 50—70 см. Глубина залегания фунда­мента зависит от свойств грунта, но не должна быть менее 50—70 см. При проектировании и устройстве фундаментов следует соблюдать требования СНиП. К фундаменту предъявляют следующие гигиенические требования: его закладывают ниже линии промерзания и на глубину, предупреждающую проникновение грызунов-переносчиков инфекционных заболеваний.

Стены — ограждающие и несущие элементы здания. Возводят их из кирпича, шлакобетона, легкого бетона, цементно-известковых блоков и панелей, керамзитобетона, реже — дерева. Железобетонные, керамзитобетонные и другие подобные материалы используют для возведения стен только тех животноводческих помещений, в которых предусмотрено искусственное отопление или подогревание воздуха (приточного) в холодный период года. Если этих условий не соблюдают, то в зимний период стены промерзают, на них и на совмещенном покрытии конденсируется влага. В таких помещениях создается неудовлетворительный микроклимат и, как следствие, животные расходуют много кормов для поддержания уровня теплообмена в организме, у них часто возникают респираторные болезни.

Установлено, что монолитные бетонные конструкции малопригодны для животноводческих построек, если они не снабжены утеплителем. В этом случае даже обогрев приточного воздуха не меняет положения, так как в зимний период года перепад температуры сохраняется и обогрев только воздуха приводит к усилению конденсации влаги на внутренних поверхностях ограждающих конструкций.

Для возведения стен часто используют облегченные конструкции: асбестоцементные, керамзитобетонные, алюминиевые панели с минераловатным или полистирольиым утеплителем. Стена из асбошиферных плит с пенополистирольным утеплителем толщиной 8 см по теплотехническим свойствам эквивалентна кирпичной стене толщиной 51 см, а масса ее в 15 раз меньше.

Применение асбестоцементных панелей, утепленных пенопластом, способствует не только улучшению теплозащитных качеств стен, но и значительно повышает их экономичность— уменьшается масса на 96 и стоимость на 56%, повышается эффективность по приведенным затратам на 58 %.

За рубежом в качестве ограждающих конструкций широко применяют стальные, алюминиевые и древесные материалы. Так, в Нидерландах большинство зданий коровников (разработано восемь типов) строят с применением дерева для каркаса и ограждающих конструкций. В основном наблюдается тенденция к увеличению теплозащитных свойств ограждающих конструкций с уменьшением их толщины. При сооружении ограждающих конструкций все шире используют полимерные материалы. Они дешевы, удобны, по многим показателям отвечают гигиеническим требованиям. Однако использовать их необходимо только после тщательной токсикологической, химической и ветеринарно-гигиенической оценки, согласовав их применение в живот­новодстве с Министерством здравоохранения

Пол – ограждающая конструкция животноводческого здания – оказывает существенное влияние на условия содержания животных. Очень часто в одном и том же животноводческом помещении целесообразно применять несколько видов полов. Например, в стойлах и станках требуется теплый и относительно мягкий пол с поверхностью, легко очищаемой от навозной жижи, а в проходах, где происходит интенсивное движение животных и транспорта, нужен более прочный пол, способный выдержать ударные нагрузки.

Зоогигиенические требования к полам обусловлены особенностями эксплуатации животноводческих зданий. Полы должны быть низкотеплопроводными, водонепроницаемыми, беспустотными, чтобы не развивались болезнетворные микробы. Материалы для устройства полов должны быть безвредными для животных. К качественным показателям относят: ровность, шероховатость поверхности и его образивность (истирающее воздействие пола на копыта животных).

Потолки в значительной мере способствуют поддержанию нормального температурно-влажностного режима в помещении. Они должны быть малотеплопроводными, сухими, водонепроницаемыми, гладкими легкими, прочными и маловозгораемыми. Потолки из бетонных и железо-бетонных плит не в полной мере удовлетворяют требованиям гигиены так как при нарушении температурно-влажностного режима в помещении покрываются конденсатом. Поэтому такие потолки необходимо тщательно утеплить со стороны чердака различными теплоизолирующими материалами.

Можно делать потолки из досок или горбылей. В этом случае для достаточной тепло- и влагоизоляции их покрывают слоем толя, рубероида, на который укладывают маты из минерального волокна толщиной 5—6 см, прижимая их рейками к балкам. Если чердак предназначен для хранения подстилки или грубых кормов, то на деревянные лаги, уложенные на маты, настилают пол из досок.

Хотя при современном строительстве такие потолки не предусмотрены в проектном плане, в зонах с суровыми зимами их устройство необходимо шире практиковать. Потолки следует проектировать и устраивать в зданиях для выращивания молодняка, родильных отделениях, профилакториях, телятниках. Совмещенные покрытия все чаще применяют при индустриальном строительстве. Их проектируют и строят только в регионах с теплым, умеренным или умеренно холодным климатом. Для их устройства применяют сборные железобетонные настилы (плиты ПКЖ.ПНСи др., асбестоцементные панели АС и УП, комплексные панели ПК.-ВГ и ПКЖ-У и т, д.). Совмещенную кровлю утепляют различными теплоизоляционными материалами: минеральная вата, керамзит, фибролит, пенопласт, камышит, соломит и др. и покрывают для паро- и гидроизоляции рубероидом, толем, битумом и другими материалами.

При совмещенном покрытии тщательно соединяют кровлю со стенами, а для предохранения стен от атмосферных осадков кровлю выносят за пределы наружной поверхности стен не менее чем на 200 мм, а если стены возведены из влагоемких материалов — не менее чем на 450 мм. В совмещенных покрытиях устраивают каналы для вентиляции теплоизолирующего слоя (удаление влаги, поступающей в покрытие, и поддержание утеплителя в сухом состоянии).

Фонари для освещения площадей, удаленных от наружных стен, устраивают в покрытиях широкогабаритных зданий (рис.5).

 

 

Рис. 5. Коньковые светоаэроционные фонари.

 

Ворота, двери и тамбуры являются наружными ограждениями здания, через которые происходит теплообмен с окружающей средой. Размеры ворот делают с учетом габаритов применяемых машин и механизмов. Величина теплопотерь через ворота зависит от их количества, конструкции, остекления и устройства тамбуров.

Ворота делают достаточно плотными, непромерзаемыми в холодное время года и конденсирующими влагу на внутренней поверхности. Для этого их устраивают с двойной обшивкой, утепляют теплоизоляционным материалом. Они должны плотно закрываться и не иметь щелей, через которые в зимнее время может поступать в помещение холодный воздух. В воротах, как правило, оборудуют калитку для прохода обслуживающего персонала.

В каждом отделении помещения предусматривают, как минимум, два выхода: один — основной, другой — запасной наружный или через смежное помещение, соединенное внутренними воротами или дверьми; в помещениях, разделенных на секции,— не менее одного выхода из каждой секции, оборудованного дверьми Ворота располагают в торцовых стенах против продольных проходов помещения. В продольных стенах ворота служат для сообщения с подсобными помещениями и как запасные или для выгона животных на выгульные площадки и кормовые дворы. Устраивают их против поперечных проходов в помещении.

Минимальные размеры ворот для прохода крупного рогатого скота: ширина 2,1 м, высота — 1,8м; ширина двери для прохода крупного рогатого скота — не менее 1 м при высоте 1,8м. Ворота, как правило, проектируют и устраивают двупольные. Двери устраивают однопольные или двупольные с открыванием наружу или по ходу основного движения. Со стороны помещения порог делают на одном уровне с полом, снаружи его приподнимают на 5—8 см с целью предупреждения затекания дождевых и талых вод.

В районах с расчетной температурой наружного воздуха ниже минус 20°С ворота обязательно оборудуют тамбурами. Они особенно необходимы при мобильной раздаче кормов, удалении навоза, выгоне животных на прогулку, когда часто приходится открывать ворота, в результате чего в холодное время года резко изменяется микроклимат в помещении (понижается температура воздуха, увеличивается его относительная влажность, на стенах и покрытиях помещения образуется конденсат). Тамбуры делают следующих размеров: ширина больше ширины ворот на 1 м, глубина больше ширины открытой створки ворот на 0,5 м.

В районах с расчетной температурой выше минус 20°С, а также в регионах с сильными ветрами тамбуры строят в зависимости от продол­жительности и частоты открывания ворот (по заданию на проектирование).

Оконные проемы. Естественный свет оказывает положительное влияние на здоровье и воспроизводительные функции животных, производительность труда обслуживающего персонала. Однако, как показала практика, целесообразнее больше пользоваться искусственным освещением. Трудности создания интенсивного естественного освещения связаны со строительством зданий с довольно большой площадью, занятой оконными проемами, часто с одинарным остеклением. Через такие проемы, даже при тщательной подготовке оконных блоков и промазке пазов, происходит значительная утечка тепла из помещений (примерно в 6 раз больше, чем через стены). По данным ВНИИВС, сплошное ленточное остекление по всему периметру зданий из стеклопрофилитных  блоков нежелательно для широкогабаритных зданий. В зимний период температура внутренней поверхности стеклоблоков бывает на 3,5—7°С ниже температуры внутреннего воздуха и на 2,1—4,9°С ниже температуры внутренней поверхности стен. В результате водяные пары конденсируются в основном на стеклопрофилитных блоках и конденсат стекает по стенам — стены под оконным остеклением в зимний период почти постоянно бывают мокрыми. В переходный период температура поверхности стеклоблоков превышает температуру внутреннего воздуха на 2,7—5,1 °С, препятствуя проводимости излишнего тепла из помещения в атмосферу.

В связи с этим при проектировании и строительстве площадь оконных проемов необходимо сокращать до минимально допустимых нормативных данных.

Высоту от пола до нижнего края окна (подоконника) устанавливают следующую: в коровниках для привязного содержания и телятниках—1,2—1,3 м; в коровниках для беспривязного содержания— 1,8—2,4; в пункте искусственного осеменения—0,8. При таком расположении окон животные меньше охлаждаются, а средняя часть помещения лучше освещается. Часть окон делают открывающимися целиком или в виде верхних откидных фрамуг.

Теплопотери через окна зависят от количества переплетов (рам) и площади остекления. Коэффициент теплопередачи одинарных окон с деревянной рамой равен 5 ккал/м² -ч- град (по технической системе), или 5,8 вт/м² • °К (в интернациональной системе СИ), двойных окон—2,3 ккал/м² • ч-град (2,67 вт/м² • °К). При сильном ветре потери тепла через окна увеличиваются на 200—300%. В связи с этим в небольших помещениях, родильных отделениях и профилакториях, телятниках и во всех помещениях в регионах страны с суровым климатом необходимо делать окна с двойным остеклением или с двойными рамами. По сравнению с одинарными рамами последние позволяют сократить потери тепла на 70% и улучшить освещение помещений за счет уменьшения образования льда на стеклах.

Помещения с регулируемым искусственным микроклиматом, часто строят без окон с целью предупреждения утечки тепла из помещения и конденсации водяных паров на внутренних поверхностях ограждающих конструкций. На практике подтверждена экономическая эффективность содержания животных в таких зданиях.

Гигиеническое значение ограждающих конструкций. Они должны обладать хорошими теплозащитными свойствами, характеризующимися низким коэффициентом теплопередачи (теплоотдачи), высоким сопротивлением теплопередаче, достаточной теплоустойчивостью и средней воздухопроницаемостью. Образование конденсата на стенах и покрытиях не допускается.

На эффективность содержания молочных коров и выращивания телят оказывает влияние температура внутренней поверхности стен и воздуха пристенной зоны, особенно в холодный период года, когда температура ограждающих конструкций бывает значительно ниже температуры кожи. В этих случаях теплопотери животных излучением могут достигать 50% и более, что может служить причиной местного или общего переохлаждения организма. Это, в свою очередь, приводит к снижению приростов продуктивности и увеличению числа больных животных. Для животно­водческих помещений наиболее эффективный перепад температур «воздух — ограждение» составляет 3—5°С.

 

2.3. Системы вентиляции и отопления ферм и комплексов для крупного рогатого скота

Оптимальный микроклимат на фермах и комплексах создается прежде всего за счет постоянного воздухообмена, заключающегося в непрерывной подаче свежего воздуха и удалении загрязненного. Микроклимат необходим для поддержания определенного температурно-влажностного и газового режимов. Именно для этих целей и применяют системы вентиляции. Кроме того, вентиляция способствует увеличению количества легких, отрицательно заряженных ионов в воздухе животноводческих помещений и предупреждению конденсации паров на внутренних поверхностях ограждающих конструкций.

К системам вентиляции предъявляются определенные требования — они должны создавать в различные периоды года необходимый воздухообмен на единицу живой массы животных (птицы) и обеспечивать равномерное распределение и циркуляцию воздуха внутри помещения, чтобы не было мест застоя и скопления влажного загрязненного воздуха («мертвых зон»).

По принципу действия и конструктивным особенностям системы вентиляции разделяются на следующие типы: естественная вентиляция, вентиляция с механическим побуждением тяги и вентиляция комбинированного типа.

При естественной вентиляции воздух поступает в здание и удаляется из него благодаря разной плотности воздуха внутри помещения и вне его; на эффективность работы этой системы большое влияние оказывают также сила и направление ветра. Для того чтобы естественная система вентиляции работала в наилучшем режиме, необходима разность температур воздуха внутри и снаружи помещения не менее чем в 5-10°С. Поэтому естественная вентиляция недостаточно эффективна летом и более пригодна в холодный период года. Однако при температуре наружного воздуха ниже -12°С, как правило, тепла, выделяемого животными, становится недостаточно для поддержания нормальной температуры воздуха в помещении, и объем вентиляции приходится искусственно сокращать. Поэтому в северных и центральных районах нашей страны в зимний период вентиляционный приточный воздух следует подогревать.

В зонах с жарким климатом (в южных районах), где из-за высокой температуры часто может снижаться продуктивность животных, для создания благоприятных условий в помещениях необходимо усиливать воздухообмен и увеличивать подвижность воздуха.

Для эффективной работы систем вентиляции с естественным побуждением необходимо подобрать оптимальное соотношение площадей поперечного сечения, приточных и вытяжных каналов. Рекомендуются следующие ориентировочные нормы площади поперечного сечения вытяжных каналов на одну голову: крупного рогатого скота 500-700 см². Общая площадь поперечного сечения приточных каналов должна составлять около 85% от площади вытяжных каналов.

Однако в связи с тем, что площадь поперечного сечения вытяжных и приточных каналов во многом зависит от температурного перепада внутри и вне помещения, от высоты и расположения вытяжных и приточных отверстий относительно один другого, конструкций вытяжных шахт, каналов и других факторов, ее необходимо рассчитывать для каждого конкретного случая с учетом климатических условий различных зон страны, объемно-плани­ровочных решений зданий, принятых схем воздухообмена и т. д.

Вентиляция с естественной тягой воздуха делится на трубную и беструбную. К беструбной относятся наиболее простые и доступные системы вентиляции: через окна, фрамуги, форточки и стенные проемы, а также потолочно-щелевые отверстия с заполнителем. К недостаткам бес­трубной вентиляции можно отнести то, что она не обеспечивает необходимый воздухообмен в различные периоды года и почти не регулируется.

Более совершенна трубная вентиляция. Она включает вертикальные вытяжные трубы с клапанами для регулирования вытяжки воздуха и приточные устройства. Вытяжные трубы выводят выше конька крыши. Приточные отверстия делают в стенах.

Вентиляция с механическим побуждением тяги является наиболее эффективной. Ее используют в крупных животноводческих помещениях.

В системах с механическим побуждением движение воздуха регулируется при
помощи вентиляторов, работающих в режиме разряжения или нагнетания, то есть

механические системы вентиляции подразделяются на вытяжные и приточные. Применяются также и реверсивные системы, в конструкции которых предусмотрена возможность изменения направления воздушного потока, что позволяет в зависимости от внешних условий (в различные периоды года) использовать одну и ту же вентиляционную систему либо как вытяжную, либо как приточную.

Эффективность механических систем вентиляции в значительной степени определяется аэродинамической схемой воздухообмена. В настоящее время применяются различные принципиальные схемы воздухообмена: «сверху вверх», «снизу вверх», «сверху вниз», наиболее приемлемы механические приточно-вытяжные системы, работающие по последней схеме.

По характеру распределения приточного воздуха различают механические системы вентиляции с рассредоточенной подачей (при наличии воздуховодов) и сосредоточенной подачей (путем мощных струй).

Чтобы избежать образования «воздушных мешков» или зон застойного воздуха в помещениях, приточные и вытяжные вентиляторы следует размещать на расстоянии не менее 2,5 м один от другого, а приточные отверстия располагать так, чтобы они не находились против вытяжных шахт, дверей и вытяжных вентиляторов. При расчете приточной и вытяжной систем вентиляции следует предусматривать превышение притока воздуха над вытяжкой примерно на 10-20% (в зависимости от вида и технологии содержания животных). Создаваемый таким образом подпор воздуха предохраняет от проникновения в помещение инородных частиц и болезнетворных микроорганизмов. Такие меры особенно важны в помещениях для телят.

Забор наружного воздуха системами приточной вентиляции предусматривают в местах наименьшего его загрязнения. Воздух из навозных каналов, содержащий большое количество микроорганизмов, образовавшихся в процессе распада экскрементов, с высокой концентрацией вредных газов (аммиак, сероводород, метан и др.) следует выбрасывать выше мест забора свежего воздуха факельным способом со скоростью не менее 10 м/с. Соблюдение указанных условий исключает возможность смешивания выбрасываемого воздуха с приточным, то есть устраняется нежелательная, так называемая внешняя рециркуляция.

При устройстве комбинированных систем вентиляции применяют вентиляторы, калориферы и систему приточно-вытяжных каналов.

Механические системы вентиляции, несмотря на конструктивную сложность, сравнительно высокую стоимость и значительные эксплуатационные расходы, имеют некоторые преимущества перед системами вентиляции с естественным побуждением. Работа механических систем не зависит от внешних метеорологических условий, приточный воздух можно подвергнуть любой обработке (нагреть, осушить, охладить), появляется возможность полной автоматизации, что позволяет обеспечить оптимальный (регулируемый) микроклимат внутри помещения. Кроме того, расходы на вентиляцию быстро окупаются за счет повышения продуктивности животных.

В настоящее время в животноводческих помещениях в основном принята приточно-вытяжная вентиляция на естественной тяге воздуха. Для правильной ее эксплуатации требуется сравнительно точный оптимальный расчет объема вентиляции. При этом обычно учитывают содержание в воздухе углекислого газа и водяных паров. Определяют часовой объем вентиляции, кратность воздухообмена, суммарную площадь сечения вытяжных труб и приточных каналов количество вытяжных труб и приточных каналов.

Исходная величина при расчете эффективности воздухообмена — часовой объем вентиляции. Эта величина определяет, какое количество кубических метров свежего воздуха надо ввести в помещение с определенным поголовьем, чтобы обеспечить в нем требуемый по рекомендуемым нормам воздушный режим.

По влажности воздуха.

Величина часового объема вентиляции зависит от состава поголовья, уровня кормления, продуктивности массы тела животных, температуры и влажности наружного воздуха. При расчете часового объема вентиляции руководствуются нормативами относительной влажности, а также количеством влаги, выделяемой за 1 ч всеми животными, содержащимися в помещении.

Объем вентиляции по влажности рассчитывают по формуле:

                                              Q

                                  L= --------------

                                             q₁-q₂

 

где L — количество воздуха, которое необходимо удалить из помещения за 1 ч, чтобы поддержать в нем относительную влажность в допустимых пределах, м³; Q —количество влаги, выделяемой всеми животными и испаряющейся с поверхности поля, стен, кормушек, поилок г/ч; q_l - абсолютная влажность воздуха помещения, при которой относительная влажность остается в пределах допустимых нормативов, г/м³; q₂ -абсолютная влажность наружного воздуха в переходные периоды года (ноябрь—март), г/м³.

Коровник на 200 голов с четырехрядным размещением животных, размером 64x17x2,7 м, где 60 коров в среднем массой 400 кг и среднесуточным удоем 10 кг; 90 коров—соответственно 600 кг и удоем 15 кг; 10 коров—400 кг и удоем 15 кг и 40 сухостойных коров с массой 600 кг. Животноводческие помещения находятся в Ленинградской области.

Требуется определить: часовой объем вентиляции по влажности воздуха; кратность воздухообмена в 1 ч; количество вытяжных труб и приточных каналов, их площадь сечения и размеры.

Расчет. Животные, размещенные в коровнике, в соответствии с таблицей 65, выделяют следующее количество водяных паров в 1 ч: одна корова массой 400 кг и удоем 10 кг-404 гр,  60 коров-24240 гр; корова массой 400 кг и удоем 15 кг-458 гр, а 10 коров- 4580 гр влаги; корова массой 600 кг и удоем 15 кг-549 гр, а 90 коров-49410 гр. Одна сухостойная корова массой 600 кг выделяет 489 гр влаги, а 40 коров — 19 560 гр.

Испарение с пола стойл, кормушек, поилок, стен и других ограждений зависит от санитарного состояния помещения. В нашем примере это составляет 7 % влаги, выделенной животными (97 790 гр), то есть 6845,3 гр.

Следовательно, общее количество водяных паров в воздухе коровника за 1 ч равняется 104635,3 гр.  Согласно рекомендуемым нормативам, температура воздуха в коровнике должна быть 10 °С, а относительная влажность - не выше 85%. Максимальная влажность при температуре 10 °С составляет 9,17 г/м. Следовательно, при 100 % - ной влажности и температуре 10 °С влаги содержится 9,17 г/м³, а при 85 %-ной влажности - х, г/м³. Таким образом, цифровое значение будет равно:

                                          _{9,17 х 85}

                               Х= ---------------- = 7,79 г/м³

                                                   ¹⁰⁰

Находим значение абсолютной влажности воздуха по Ленинградской области за ноябрь(3,3 г/м³). Следовательно, воздухообмен (L) в 1 ч будет равен:

                                         _104635,3

                               L = ---------------- = 23304,1 м³ /час

                                               ^7,79-3,3

Разделив полученный часовой объем вентиляции на массу животных, находим часовой объем вентиляции в м³ /ч на 1ц массы. Кубатура помещения равна 2937,6м³.

Из полученных данных определяем кратность воздухообмена в помещении:

23304,1: 2937,6==7,9, то есть 8 раз в час. Следует отметить, что большие кратности воздухообмена (10-15) не влияют на здоровье животных. Общая площадь вытяжных труб (шахт), которые обеспечивают удаление загрязненного воздуха, рассчитывают по формуле:

 

                                              L

                                  S= --------------

                                        V * 3600

 

где S — общая площадь сечения вытяжных труб, м²; L — часовой объем вентиляции, м³/ч; V—скорость движения воздуха в вытяжной вентиляционной трубе (можно взять расчетную величину 1,25 м/с или по таблице определить скорость движения воздуха в вытяжной вентиляционной трубе), м/с; 3600—число секунд в 1 ч. Таким образом,

                                         _23304,1

                               S = ---------------- = 5,17 м²

                                               ^{1,25 * 3600}

Вытяжные вентиляционные трубы работают с наибольшей эффективностью при сечении трубы 0,8x0,8 м или 1x1 м. Следовательно, можно установить 8 или 5 вытяжных труб. Общая площадь приточных каналов размером 0,2x0,2 м составляет 40—70 % общей площади вытяжных труб. Для Северо-Западных территорий - 50%. Следовательно, общая площадь всех приточных каналов равна 5,17:2 =2,58 м². Если площадь сечения одного приточного канала 0,04 м², то общее их количество составляет 64, то есть по 32 приточных канала на каждой стене. Приточные каналы располагают в верхней части продольных стен в шахматном порядке на расстоянии 1-4 м один от другого и 0,4 м от потолка. Входное наружное от­верстие канала защищено ветровым щитком, а внутреннее выходное - отбойным подвесным щитком, направляющим холодный воздух в кормовой проход для предварительного подогревания.

По углекислому газу.

Расчет проводят в помещениях, расположенных в условиях сухого климата в холодное время года, по формуле:       

                                              С

                                  L= --------------

                                          С₁-С₂

 

 

где L—количество воздуха, которое необходимо удалить из помещения за 1 ч, чтобы поддержать в нем содержание СО₂, в пределах нормы, м³; С - количество углекислого газа, выделяемое всеми животными в помещении за 1 ч, л; C₁ - ПДК углекислого газа в 1 м³ воздуха помещения, л; С₂ — содержание углекислого газа в 1 м³ наружного воздуха, л.

Коровник на 200 животных с четырехрядным их размещением, размером 64x17X2,7 м, в котором 120 коров со средней массой 400 кг, среднесуточным удоем 10 кг; 50 коров массой 600 кг и со среднесуточным удоем 15 кг и 30 коров сухостойных массой 600 кг. Животноводческое помещение расположено в Новосибирской области.

Необходимо определить: часовой объем вентиляции по углекислому газу; кратность воздухообмена в I ч; количество вытяжных труб и приточных каналов, их площадь сечения и размеры.

Расчет: одно животное, находящееся в помещении, в соответствии с табличными данными выделяет следующее количество (л) углекислого газа в 1 ч: корова массой 400 кг и удоем 10 кг— 114, а 120 коров— 13680; корова массой 600 кг и удоем 15 кг— соответственно 171, а 50 коров—8550; сухостойная корова массой 600 кг—138, а 30 коров—4140. Следовательно, все животные за 1 ч выделяют 26370 л углекислого газа.

Величину С₁ определяют, исходя из допустимого содержания углекислого газа в воздухе помещения для коров 0,25 % объемных, то есть в 1 м³ (-1000 л) воздуха находится 2,5 л газа.

Показатель С₂ определяют, исходя из содержания в наружном воздухе 0,03 °/о объемных углекислого газа, то есть в 1 м³ (1000 л) воздуха—0,3 л газа.

Следовательно, чтобы содержание углекислого газа в воздухе коровника не поднималось выше 0,25 %, необходимо каждый час удалять его из помещения:

                                         ₂₆₃₇₀

                               L = ---------------- = 11986 м³

                                               ^{2,5 - 0,3}

 

 

Кубатура помещения — 2937,6 м³. Кратность воздухообмена в помещении равна: 11,986:2937,6== 4, то есть 4 раза в час.

Расчет определения площади сечения вытяжных труб, приточных, каналов и их количество ведут по формуле, приведенной в расчете объема вентиляции по влажности воздуха. Следует иметь в виду то, что при определении общей площади сечения вытяжных труб делают добавку 20 %, так как в результате окислительных процессов, протекающих в навозе, выделяется углекислый газ.

Необходимо отметить, что объем вентиляции, рассчитанный по содержанию углекислого газа в воздухе, в большинстве случаев оказывается недостаточным для удаления образующихся в помещении водяных паров. Поэтому лучше всего расчет производить по влажности воздуха, поскольку в этом случае воздухообмен практически всегда обеспечит и допустимое содержание углекислого газа.

Вентиляция с побудительным притоком воздуха. В условиях промышленного животноводства при высокой, концентрации скота и птицы в помещении вентиляция с естественной тягой воздуха по каналам практически не обеспечивает оптимальный микроклимат. Поэтому в животноводческих зданиях необходимо оборудовать принудительную систему воздухообмена.

При определении мощности вентиляторов с механическим побуждением тяги воздуха исходят из расчетного воздухообмена и производительности вентилятора. В случае эксплуатации механической вентиляции ее производительность
можно определить путем замера подвижности воздуха в воздуховоде с помощью анемометра. Производительность одного вентилятора рассчитывают по формуле:    

L=S*V*3600,

где L —производительность вентилятора, м³/ч;  S - площадь сечения воздуховода, м²; V—скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с; 3600—число секунд в 1 ч.

Площадь воздуховода - 0,8 м², скорость движения воздуха в воздуховоде-2,2 м/с.
Требуется определить: производительность одного вентилятора; количество вентиляторов для обеспечения нужного воздухообмена:

L=0,8*2,2*3600 = 6336 м³/час

Если объем вентиляции равен 30000 м³/ч, то для подачи в здание свежего воздуха потребуется 5 вентиляторов (30000: 6336 =5) указанной выше производительности.

Однотрубная система вентиляции, называемая также моношахтной, приточно-вытяжная, работает за счет естественного побуждения движения воздуха в помещении.

Для удаления воздуха из помещения вместо нескольких вытяжных труб делают одну или две больших шахты  (площадью сечения от 1,5 до 5 м²), расположенных в центральной части здания. В шахтах установлены поворотные клапаны для регулирования количества удаляемого воздуха. В коровнике на 100 голов площадь общего поперечного сечения вытяжных отверстий должна быть равна 2,5-3 м², в коровнике на 200 голов — 5-6 м².

В зонах с мягким климатом для поступления свежего воздуха в помещение устраивают подоконные щели шириной 3 см или используют открывающиеся фрамуги окон. В условиях северных и центральных районов подоконные щели для притока делать не рекомендуется, более рационально применять приточные каналы (системы ВИМЭ или других конструкций).

Наряду с системами естественной вентиляции воздуха в помещениях для КРС применяют системы с механическим побуждением тяги.

Система приточно-вытяжная, подача свежего воздуха механическая, осуществляется вентиляционно-отопительным агрегатом, состоящим из центробежного вентилятора и водяного калорифера. Источником теплоснабжения служит котельная, расположенная в молочном блоке. Агрегат установлен в вентиляционной камере в пристройке.

В холодный период года приточный воздух подогревается и по воздуховоду равномерной раздачи поступает в помещение; в теплое время воздух подается агрегатом без подогрева или проходит в здание через окна. Поперечный магистральный воздуховод из оцинкованной кровельной стали разветвляется на четыре ветви, постепенно сужающиеся к концам. Количество подаваемого в ветви воздуха можно изменять задвижкой. В ветвях воздуховода сделаны выходные отверстия с пластинами-жалюзи для регулирования как количества, так и направления движения воздуха.

Воздух из помещения удаляется естественной тягой через продольные щели между плитами по коньку покрытия. Недостаток такой вытяжки — отсутствие устройств для регулирования количества удаляемого воздуха в холодный период года.

В моечном помещении молочного блока для вытяжки влажною воздуха установлен вентилятор МЦ-4, работающий периодически. В остальных подсобных помещениях молочного блока используют вытяжную вентиляцию с естественной тягой.

В животноводческих помещениях в основном применяют воздушное отопление, совмещенное с вентиляцией. В ряде помещений помимо воздушного применяют дополнительное отопление в виде водяного отопления (батареи), электрообогреваемых полов или локальных источников теплоты.

Вентиляционно-отопительная система основного здания комплекса по производству молока на 800 и 1200 коров боксового содержания. Основным зданием комплекса является коровник на 460 голов, представляющий собой одноэтажное здание (120X21 м). Молочный комплекс на 800 коров включает два таких здания, на 1200 коров — три здания. Технологическое оборудование и система вентиляции во всех коровниках одинаковы. Содержание коров —

беспривязное в боксах. Комплекс обеспечивается горячей водой из котельной (с параметрами 70-95°С).

Основные здания для животных оборудованы приточно-вытяжной системой вентиляции с механическим побуждением тяги и подогревом воздуха в холодный период года. В каждом коровнике размещены две приточные вентиляционные камеры, расположенные в торцах здания. В камере установлен вентиляционно-отопительный приточный агрегат, состоящий из двух секций водяных калориферов и центробежного вентилятора Ц4-70 № 10 с управляемой воздушной заслонкой. От каждого приточного агрегата в стойловое помещение (к его середине) проведен верхний центральный распределительный воздуховод переменного сечения с выпускными отверстиями. По воздуховоду свежий воздух равномерно распределяется в помещении. В теплый период года приточный воздух подается без подогрева, причем основная его масса поступает в здание через открытые окна.

Вытяжка отработанного воздуха из помещения осуществляется двумя путями: 40% его удаляется из навозных каналов, а остальные 60% —пятью вытяжными вентиляторами, установленными в верхних вертикальных круглых вытяжных шахтах; которые расположены в перекрытии в шахматном порядке (каждый вентилятор типа ЦЗ-04 № 5 имеет подачу по воздуху 11000 м³/ч). Чтобы удалять воздух из навозных каналов, к их заглублениям проведены воздушные каналы — спуски, соединенные верхними участками вытяжных каналов. С торцевых сторон каждой стойловой секции вытяжные каналы связаны с камерой статического разряжения  и вытяжным центробежным вентилятором. Вентиляторы выбрасывают воздух вверх над крышей через вертикальные круглые шахты. Центробежные вентиляторы установлены на площадках, приподнятых на стойках в торцовых частях каждой стойловой секции. Вытяжка воздуха из навозных каналов осуществляется круглосуточно во все периоды года.

 

2.4. Система навозоудаления.

Навоз (твердый и жидкий) может представлять большую опасность в эпидемиологическом и эпизоотическом отношениях, так как возбудители некоторых инфекционных болезней животных могут выделяться с фекалиями, мочой, слюной, маточными истечениями и др. Если такой навоз "попадает- 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 болезни у животных, находящихся в антисанитарных усло­виях.

Установлено, что чем больше микрофлоры в навозе, тем меньше сроки выживаемости патогенных бактерий. Очевидно, кроме физических и химических факторов среды, на бактерии влияет жизнедеятельность банальной микрофлоры навоза.

В жидком навозе возбудители болезней выживают в 3 раза больше, чем в твердом. Например, возбудитель рожи свиней в жидком навозе в весенне-летний период сохраняется жизнеспособным. 90 сут, в осенне-зимний — 160 сут, возбудитель сальмонеллеза крупного рогатого скота—соответственно 90 и 160 сут; бруцеллы—100 и 180 сут. Яйца гельминтов в жидком навозе в отстойниках открытого типа в октябре—ноябре сохраняют жизнеспособность 12 мес. и более, а в навозе в весенне-летний период — 4—5 мес. В современных условиях жидкий навоз (или отдельные его фракции) очищают и обеззараживают несколькими методами; биологическими, химическими и физическими.

При разложении выделений животных (навоз, моча) выделяется большое количество вреднодействующих газов, которые сни­жают резистентность организма, ухудшает морфологический и биохимический состав крови животных, снижает усвояемость протеина, жиров и клетчатки, а также приводят к развитию конъюнктивитов, гастроэнте­ритов, воспалению верхних дыхательных путей, нарушению сер­дечной деятельности, падению продуктивности.

Однако в совре­менных зданиях для содержания животных высокая концентра­ция вреднодействующих газов может встречаться в отдельных случаях при полном выходе из строя систем навозоудаления и вентиляции, осо­бенно в закрытых (безоконных) помещениях или при неправильной эксплуатации зданий и оборудова­ния. В целом же, для поддержания оптимального микроклимата в помещениях для животных, такие системы успешно функционируют.

Установка такой системы, способствуют снижению заболеваемости животных, сокращению трудо- и энергозатрат. Система уборки навоза и транспортировки его за пределы производственных помещений обеспечивает постоянную и легко поддерживаемую чистоту помещений для содержания животных, проходов и ограждений; ограничивает образование и проникновение вредных газов в зону обитания животных.

Выбор систем удаления, транспортировки, обработки, обеззараживания, хранения и использования навоза осуществляется согласно требованиям ОНТП -17 -81 - общероссийских норм технологического проектирования систем удаления, обработки, обеззараживания, хранения, подготовки и использования навоза и помета.

Навоз подразделяют на подстилочный (влажность до 85 %), бесподстилочный полужидкий(влажность до 92 %), жидкий (влажность до 97 %). Удаление навоза и его транспортировка за пределы животноводческих помещений осуществляется механическим (скребковыми, пластинчатыми и шнековымии транспортерами, скреперными и гидрофицированными установками, а также бульдозерами разных типов) и гидравлическими (самотечными системами непрерывного и периодического действия, а также прямым смывом водой – гидросливом) способами. Выбор системы удаления навоза определяется технико-экономическим обоснованием, учитывающим конкретные природно-климатические условия районов строительства животноводческого предприятия.

Самосплавная система навозоудаления - наиболее актуальный вариант навозоудаления для современных условий с минимальным количеством использования воды. Система может быть установлена как в маленьких помещениях, так и в крупных корпусах. Система предполагает более редкое количество вывозов экскрементов из временных отстойников в основные по сравнению с гидросмывом.

Сепаратор в автоматизированном процессе разделяет жидкий навоз на твердую и жидкую фракции. В результате сепарирования получается вода - идеальное удобрение для полива и сухая фракция - компост без запаха и не создающий проблем при хранении. Результаты разделения зависят от различных факторов: состав корма животных, ингредиенты навоза, температура, срок хранения навоза, его вязкость и т.д.

Резервуары для навоза могут быть как открытыми, так и закрытыми, изготавливаются из стали или бетона.

Примером эксплуатации такой системы может служить животноводческий комплекс на 800 голов дойного стада СПК «Шихобалово», Владимирской области. Центральный канал прокложен на глубину не промерзания грунта (2,2 м.) и располагается под основными корпусами комплекса (рис.6). С одного торца закольцованы труба большего и меньшего диаметра, а с другого - трубы соединены с насосами, под давлением перекачивающими навозную массу. В трубе большого диаметра вырезается проем для сброса навоза из навозных проходов.

 

 

Рис. 6 Система навозоудаления в коровнике

КНС (предлагуна) выложена из бетона и кирпича. Оснащена системой насосов, один из которых работает на кольцевую систему, другой - перемещает навозные массы в лагуну (рис. 7).

 

 

Рис. 7 Схема расположения лагун.

Габаритные размеры лагуны рассчитаны исходя из норм в соответствии с поголовьем стада. По экологическим нормам расстояние от основного корпуса до лагуны составляет не менее 30 м. Глубина лагуны составляет 4 м. На земельно - глиняное основание выкладывается специальная пленка со сроком службы до 50 лет.