Микроклимат в помещении

Введение.

Микроклимат в помещении - это климат ограниченного пространства, включающий в себя совокупность факторов среды: температура, влажность, скорость движения и охлаждающая способность воздуха, атмосферное давление, уровень шума, содержание взвешенных в воздухе пылевых частиц и микроорганизмов, газовый состав воздуха и др.

Создание и поддержание микроклимата в животноводческих помещениях связаны с решением комплекса инженерно-технических задач и наряду с полноценным кормлением являются определяющим фактором в обеспечении здоровья животных, их воспроизводительной способности и получении от них максимального количества продукции высокого качества.

Современные технологии содержания животных предъявляют высокие требования к микроклимату в животноводческих помещениях. По мнению ученых, специалистов животноводства и технологов, продуктивность животных на 50-60 % определяется кормами, на 15-20 % - уходом и на 10-30 % - микроклиматом в животноводческом помещении. Отклонение параметров микроклимата от установленных пределов приводит к сокращению удоев молока на 10-20 %, прироста живой массы - на 20-33 %, увеличению отхода молодняка до 5-40 %, уменьшению яйценоскости кур - на 30-35 %, расходу дополнительного количества кормов, сокращению срока службы оборудования, машин и самих зданий, снижению устойчивости животных к заболеваниям.

Влажность воздуха в птицеводстве и животноводстве оказывает влияние на:

-терморегуляцию организма животного и птицы;

-риск возникновения инфекционных заболеваний;

-риск возникновения патогенной и грибковой микрофлоры, губительной как для животных, так и для конструкций зданий;

-увеличение расхода кормов на единицу продукции;

-продолжительность инкубации.

Наиболее благоприятной влажностью воздуха в помещениях для животных и птицы следует считать относительную влажность в пределах 50 - 70%.

 

Теплоемкость и теплопроводность воздуха в помещении изменяется в зависимости от наличия водяных паров (влагосодержания). Высокая относительная влажность (85% и выше) может угнетать обмен веществ и окислительно-восстановительные процессы в организме животных. Увеличение скорости потока воздуха при повышенной влажности и низкой температуре вызывает усиление теплоотдачи организма и его переохлаждение, высокая температура и повышенное влагосодержание – вызывают перегрев. Чрезмерно низкая влажность воздуха (менее 30 - 40%) при повышенной температуре оказывает неблагоприятное воздействие на состояние молодого потомства. Как результат - сухость слизистых оболочек, усиленная жажда, потоотделение, резкое снижение сопротивляемости птиц, коров, свиней к инфекциям. При повышении относительной влажности более 80% у птиц тормозится теплоотдача. Замедление испарения влаги через органы дыхания приводит к тому, что усиливается ее выделение через пищевод. Кокцидиоз и другие инфекционные заболевания возникают при повышенной влажности в условиях напольного содержания птицы. Невозможность испарения влаги из подстилки ведет к ухудшению ее гигиенического состояния.

Низкая влажность обуславливает повышение запыленности в помещении птичника и животноводческих ферм. Воздушная пыль раздражает и загрязняет кожные и шерстные покровы животных, слизистые оболочки глаз, носа и дыхательных путей, способствуя проникновению инфекций. В прямой зависимости от запыленности воздуха находится и его микробная загрязненность. Микробный стресс представляет собой реальную опасность, так как ведет к риску возникновения респираторных заболевания, перезаражению, особенно в условиях уплотнения содержания животных.

Опыт и практика показали, что продолжительное вредное воздействие неблагоприятного температурно-влажностного режима часто оказывает влияние не только на организм животных, но и на производственные помещения. Причиняемые убытки при организации птицеводства и животноводства не учитываются. Расходы на ремонт помещений, вызванные конденсацией влаги иногда достигают четверти общего объема прибыли.

Повышенные концентрации аммиака, углекислого газа и сероводорода в воздухе помещений оказывают отрицательное влиянием на физиологическое состояние животных и продуктивность. Поэтому животноводческие помещения необходимо оборудовать эффективными системами вентиляции. Относительная влажность воздуха и микроклимат помещения для содержания птиц и животных являются основными факторами, влияющими на экономические показатели. Комплексное решение проблемы создания и поддержания микроклимата в птицеводческих и животноводческих помещениях является внедрение систем контроля и управления влажностью. Системы вентиляции служат для удаления из помещения загрязненного и (или) нагретого воздуха и подачи в него чистого. Системы кондиционирования воздуха обеспечивают создание и автоматическое поддержание в помещении заданных параметров воздушной среды независимо от меняющихся метеоусловий. По способу осуществления перемещения воздуха системы вентиляции делятся на естественные и искусственные (механические). Естественная вентиляция обеспечивается за счет гравитационного давления, возникающего вследствие того, что наружный и внутренний воздух имеют разную плотность, либо за счет ветрового давления. При механической вентиляции перемещение воздуха осуществляется вентиляторами. Возможно применение и смешанных систем.

По способу подачи и направлению потока воздуха различают системы вентиляции вытяжные, приточные, приточно-вытяжные и системы с рециркуляцией. Приточная вентиляция создает избыточное давление в помещении, и за счет этого исключается попадание в него загрязненного воздуха из соседних помещений или холодного воздуха извне.

В зимнее время приточный воздух может подогреваться калориферами, являющимися частью вентиляционной системы и основанными на принципе воздухообмена. Они могут быть электрическими или водяными. Электрические калориферы имеют ТЭНы, водяные представляют собой трубчатый теплообменник. Водяной калорифер, как правило, используется в помещениях с большой площадь. Такой калорифер способен за короткий срок нагреть температуру в большом здании, при этом, не затрачивая много электроэнергии. Вытяжная вентиляция создает пониженное давление в помещении, и применяется в тех случаях, когда необходимо исключить распространение в данном помещении вредных выделений. Системы с рециркуляцией - это системы, в которых к наружному воздуху примешивается часть вытяжного воздуха из помещения. По способу конструктивного оформления, обслуживаемому объему системы вентиляции делятся на общеобменные, местные и смешанные. Общеобменная вентиляция - система, которая осуществляет циркуляцию (подачу и вытяжку) воздуха во всем помещении и тем самым создает в нем некоторые средние условия микроклимата. Она применяется при равномерном поступлении вредных веществ в воздух всего помещения. Местная вентиляция (вытяжная или приточная) создает требуемые условия только в местах нахождения людей. Конструктивно она может быть выполнена в виде воздушных душей, вытяжных зонтов, отсосов, шкафов. По назначению системы вентиляции делятся на рабочие и аварийные. Рабочие системы - должны постоянно создавать требуемые параметры микроклимата, аварийные системы включаются при внезапных поступлениях в воздух помещения вредных или взрывоопасных смесей. Как правило, это вытяжные системы. Естественная вентиляция может быть организованной (аэрация) и неорганизованной (инфильтрация через неплотно закрытые двери, окна, через щели и т. д.). Аэрация осуществляется в заранее установленных пределах (управляемая естественная вентиляция) через специальные проемы (форточки, фрамуги, аэрационные фонари), площади которых рассчитываются. Ее применение дает значительный экономический эффект. В зависимости от конструктивного исполнения аэрация может быть бесканальной и канальной.

Вентиляционные системы должны отвечать ряду специальных требований: не увеличивать пожарную опасность, не создавать повышенного шума, обеспечивать отвод статического электричества; вентиляторы, применяемые во взрыво- и пожароопасных помещениях, должны быть выполнены из материалов, не вызывающих искрообразования.

Зимой на животноводческих фермах для поддержания оптимального микроклимата необходимо отапливать служебные (молочные, кормоприготовительные и др.) и бытовые помещения, а также помещения для свиней, молодняка сельскохозяйственных животных, птичники для клеточного содержания кур-несушек. В помещениях для других животных необходимая температура поддерживается за счёт тепла, выделяемого животными. Системы отопления подразделяются на местные (отопительные печи, электрические и газовые нагревательные приборы), в которых сжигание топлива и передача выделяющегося тепла объединены в одном устройстве, и центральные, в которых тепловой генератор обслуживает несколько нагревательных приборов и расположен отдельно от них. В зависимости от теплоносителя центральная система отопления может быть водяной, паровой, воздушной. Примером паровой отопительной системы является котёл-парообразователь - теплообменный аппарат, применяемый для получения горячей воды и пара, необходимых для мытья молочной посуды, пастеризации молока, запаривания кормов, отопления помещений и др. производственных целей. Котел состоит из жаровой и водяной камер, корпуса, кипятильных труб, паросборника, пароперегревателя, паропроводов, контрольных и предохранительных приборов и арматуры. Если на ферме нет водопровода, на парообразователь устанавливают ручной насос, который и питает котел водой из запасного резервуара.

В свинарниках-маточниках и телятниках перспективен обогрев пола электрическими нагревательными элементами, уложенными в бетонные каналы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Краткий анализ технологических схем, процессов, конструкций машин.

Зоотехнические требования к содержанию животных и птицы сводятся в основном к поддержанию внутри помещения нормируемых параметров микроклимата, к которым относятся температура, относительная влажность, подвижность воздуха', концентрация газов (углекислого, аммиака, сероводорода) и пыли.  Параметры микроклимата различны для холодного (отапливаемого), переходного и теплого (летнего) периодов года. Устанавливают их на основе технико-экономического обоснования, которое исходит из того, что затраты на улучшение микроклимата окупаются повышением производительности труда, увеличением продуктивности животных, повышением сохранности оборудования и другими факторами. Установленные таким образом параметры называют оптимальными. Создание оптимального микроклимата предусматривает комплекс мероприятий, в который входят использование эффективных систем отопления и вентиляции, рациональная планировка объемов здания, применение строительных конструкций с соответствующими теплотехническими свойствами и прогрессивных технологий кормления, поения и удаления навоза. В этом комплексе мероприятий по созданию заданного микроклимата большое значение имеют отопление и вентиляция. Если в регионах расчетная температура воздуха позволяет поддерживать заданные условия в помещении за счет биологической теплоты, выделяемой животными, и этой теплоты достаточно для подогрева необходимого количества свежего наружного воздуха, то следует стремиться к обеспечению требуемого микроклимата средствами естественного воздухообмена. Отопление применяют в тех случаях, когда тепловыделений от животных недостаточно для компенсации теплопотерь через ограждающие конструкции, а также для нагрева приточного и ин- фильтрующегося воздуха для испарения влаги со смоченной и открытой водной поверхности, а дальнейшее утепление экономически нецелесообразно по сравнению с подачей искусственной теплоты. Это относится к районам с низкими наружными температурами, где животноводческие помещения рекомендуется оборудовать системами искусственного обогрева и механической вентиляцией (с искусственным побуждением тяги).

В животноводческих помещениях, как правило, применяют воздушное отопление, совмещенное с приточной вентиляцией. Это прежде всего относится к помещениям большого объема — коровникам с привязным содержанием животных и свинарникам с откормочным поголовьем. Совмещение систем воздушного отопления и приточной вентиляции обеспечивает уменьшение приведенных затрат.

В родильных отделениях помещений для крупного рогатого скота в качестве основной может быть также рекомендована система воздушного отопления. В этих помещениях целесообразно предусматривать дополнительную систему водяного отопления с отопительными приборами, температура поверхности которых может быть до 130 °С, и электрообогрев полов с целью повышения температуры поверхности пола и температуры воздуха приполь- ной зоны.

Помещения для содержания и выращивания молодняка характеризуются значительными колебаниями тепло- и влаговыделений (по мере роста молодняка). В связи с этим в таких помещениях рекомендуется использовать комбинированные системы отопления, состоящие из систем воздушного и водяного (парового) отопления. В этих же помещениях наряду с воздушным отоплением часто дополнительно используют локальные источники теплоты в виде ламп или газовых горелок инфракрасного излучения. Системы локального обогрева предназначены для создания более высокой температуры, необходимой по зоотехническим соображениям в местах пребывания молодняка.

В свинарниках-маточниках также используют совмещенную систему воздушного отопления и приточной вентиляции. Кроме того, в этих помещениях дополнительно устраивают системы локального обогрева или электроподогрев пола в местах расположения поросят.

 

СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ И ВОЗДУШНОГО ОТОПЛЕНИЯ

Вентиляция — это регулируемый воздухообмен, в процессе которого загрязненный воздух удаляется из помещения, а взамен подается и равномерно распределяется в зоне обитания животных чистый атмосферный или обработанный воздух.

Система вентиляции — это комплекс устройств и оборудования для создания регулируемого воздухообмена в помещениях. По способу перемещения воздуха вентиляционные системы делят на два типа: с естественным (гравитационная) и механическим (с помощью вентилятора) побуждением. При гравитационной вентиляции необходимый воздухообмен в помещении осуществляется с помощью приточных и вытяжных каналов за счет разности плотностей холодного наружного и теплого внутреннего воздуха, а также под влиянием ветра.

Преимущества гравитационной системы — простота конструкции, небольшая стоимость, надежность в эксплуатации, бесшумность в работе. Однако такая вентиляция не может обеспечить достаточный воздухообмен в течение года. Так, при разности температур внутреннего и наружного воздуха, равной нулю, действие вентиляции прекращается, а при значительной разнице температур (зимой) — чрезмерно велико. В этом случае тепловыделений животных или птицы недостаточно для покрытия теплопотерь через наружные ограждения, поэтому приточный воздух необходимо подогревать.

Более совершенной является искусственная вентиляция (с механическим побуждением тяги), установки которой принудительно создают воздушный поток и позволяют удалять из помещения строго определенное зоотехническими нормативами количество воздуха, заменять его свежим и повторять такой воздухообмен заданное число раз. Кроме того, свежий воздух можно обрабатывать (очищать, подогревать, увлажнять) с целью обеспечения условий для максимальной продуктивности животных.

На рисунке 1.1 дана классификация систем вентиляции с естественным и механическим побуждением, предложенная ученым Л. И. Бронфманом (Россия). Из классификации видно, что по назначению вентиляционные системы в животноводческих помещениях делят на общеобменные и комбинированные, хотя в практике известна еще и местная система, которая может удалять воздух из зоны загрязнения или подавать его на рабочие места. Однако в чистом виде местная система неприменима в животноводческих помещениях, так как не позволяет вентилировать все помещение, вследствие чего нарушается важное зоогигиеническое требование.

Технологический процесс в животноводческих помещениях сопровождается выделением тепла, влаги, аммиака, углекислого газа и сероводорода, а также образованием пыли на всей производственной площади, а при клеточном содержании свиней и птицы — практически во всем объеме помещения. Очевидно, что уловить и удалить эти вредные вещества в местах выделения весьма трудно. Одновременно во все точки размещения животных должен поступать свежий воздух. Поэтому в животноводческих помещениях применяют общеобменную вентиляцию, предназначенную для создания микроклимата во всем объеме помещения (или его рабочей зоны).

 

Рисунок 1.1. – Классификация  систем вентиляции животноводческих помещений: а – с естественным побуждением  тяги; б – с искусственным побуждением  тяги

 

 

Комбинированная система  представляет собой сочетание общеобменной вентиляции с местной. Местная вентиляция бывает приточная и вытяжная. В приточной системе воздух подается по наикратчайшему пути из воздуховодов в зоны размещения животных (логова, станки). Вытяжная система обеспечивает удаление загрязненного воздуха непосредственно из мест образования вредных веществ. Ее применяют, например, в свинарниках-откормочниках для удаления аммиака и других газов из навозных каналов при гидравлических системах удаления, в птичниках с напольным содержанием птицы при вытяжке воздуха через тумбочки и подпольные каналы.

В зависимости от способа  побуждения воздуха (разрежение, повышенное или нормальное давление) различают  вытяжную, приточную и приточно-вытяжную системы вентиляции. Они также  определяются по месту размещения механической тяги (вентиляторы) соответственно на вытяжке, притоке или одновременно в обоих местах.