淺談畜禽舍環(huán)境控制的研究進(jìn)展

郭春暉,李　偉,宋雪瑩

(黑龍江省畜牧研究所,黑龍江 齊齊哈爾 161005)

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淺談畜禽舍環(huán)境控制的研究進(jìn)展

郭春暉,李偉,宋雪瑩

(黑龍江省畜牧研究所,黑龍江 齊齊哈爾 161005)

摘要：隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，畜牧業(yè)發(fā)展非常迅速并已形成集中規(guī)?；B(yǎng)殖。集中養(yǎng)殖具有設(shè)施利用率高、飼料便于供應(yīng)、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)集中飼養(yǎng)也產(chǎn)生了諸多弊端，如舍內(nèi)空氣質(zhì)量差、潮濕、不通風(fēng)等問(wèn)題，畜禽舍內(nèi)環(huán)境的控制成為集中養(yǎng)殖所面臨的重要問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：畜禽舍；環(huán)境控制；研究進(jìn)展

1肉牛舍環(huán)境研究進(jìn)展

北方地區(qū)肉牛舍的墻體基本采用磚混結(jié)構(gòu)，棚頂有用保溫彩鋼板和塑料大棚兩種。但現(xiàn)在用塑料防寒擋風(fēng)的肉牛舍利用率很少。張光圣[1]用普通雙坡對(duì)頭雙列封閉牛舍對(duì)不同季節(jié)及對(duì)增重性能的影響的測(cè)試，結(jié)果表明：普通雙坡雙列式肉牛舍內(nèi)的氣溫，在冬季用塑料薄膜封閉窗戶后可基本保持在0℃以上，最冷的1月份比舍外高出18.74℃ 。用塑料薄膜封閉窗戶后的牛舍，整個(gè)冬季的相對(duì)濕度均較高，尤其是1～2月份，平均在85%以上，早晨最高時(shí)可達(dá)100% 此類(lèi)牛舍在最冷季節(jié)不能保證肉牛正常生長(zhǎng)。崔玉銘[2]通過(guò)對(duì)華北地區(qū)拴系式肉牛舍夏季和冬季空氣環(huán)境的監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)，冬季監(jiān)測(cè)結(jié)果表明：冬季舍內(nèi)溫度較舍外高出5～10℃，舍內(nèi)濕度高出舍外，雖未達(dá)到舒適溫度范圍，但在0℃左右，不會(huì)使肉牛產(chǎn)生明顯冷應(yīng)激。冬季舍內(nèi)風(fēng)速控制在0～0.25m/s，舍內(nèi)風(fēng)速明顯低于舍外且處于舒適狀態(tài)。舍內(nèi)CO2和NH3濃度顯著高于舍外，全天中20:00時(shí)CO2和NH3濃度表現(xiàn)出最高值，且CO2濃度超出了衛(wèi)生學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。

2豬舍環(huán)境研究進(jìn)展

CFD( Computational Fluid Dynamics)是計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)值計(jì)算技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。簡(jiǎn)單地說(shuō)，CFD相當(dāng)于“虛擬”地在計(jì)算機(jī)做實(shí)驗(yàn)，用以模擬仿真實(shí)際的流體流動(dòng)情況。而其基本原理則是數(shù)值求解控制流體流動(dòng)的微分方程，得出流體流動(dòng)的流場(chǎng)在連續(xù)區(qū)域上的離散分布，從而近似模擬流體流動(dòng)情況。即CFD=流體力學(xué)+熱學(xué)+數(shù)值分析+計(jì)算機(jī)科學(xué)。CFD技術(shù)在國(guó)外農(nóng)業(yè)建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)與環(huán)境質(zhì)量評(píng)估領(lǐng)域已成為必然趨勢(shì),其作為一種廉價(jià)可靠的計(jì)算工具，對(duì)于大型畜禽舍的建筑設(shè)計(jì)改進(jìn)顯得尤為重要。項(xiàng)毅[3]利用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)技術(shù)，通過(guò)對(duì)畜禽舍內(nèi)環(huán)境的模擬仿真，直觀、形象、快捷地對(duì)畜禽舍內(nèi)氣流流動(dòng)形成的微環(huán)境做出分析和評(píng)價(jià)。Ecim-Djuric等[4]對(duì)豬舍的通風(fēng)方式進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)與CFD模擬的比較研究，分析了通風(fēng)方式的功效。該研究表明，在某些工況下，自然通風(fēng)不足以引起足夠的空氣流動(dòng)強(qiáng)度，需借助機(jī)械通風(fēng)。夏季使用自然風(fēng)或可節(jié)約60%的機(jī)械通風(fēng)能耗。經(jīng)模擬新風(fēng)分布的情況，間接分析了塵?？刂茽顩r。

3禽舍環(huán)境研究進(jìn)展

申承均[5]論述了縱向通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)禽舍環(huán)境控制的原理；對(duì)比分析了縱向通風(fēng)與橫向通風(fēng)的效果。結(jié)果表明：縱向通風(fēng)在生產(chǎn)中的各項(xiàng)指標(biāo)均高于橫向通風(fēng)。其原因：一是縱向通風(fēng)橫截面積(禽舍橫斷面)遠(yuǎn)小于橫向通風(fēng)橫截面積(禽舍縱剖面)，在禽舍排風(fēng)量相同的情況下，縱向通風(fēng)風(fēng)速遠(yuǎn)大于橫向通風(fēng)風(fēng)速；二是縱向通風(fēng)系統(tǒng)使禽舍內(nèi)氣流分布均勻，避免畜禽舍內(nèi)的通風(fēng)死角，解決了橫向通風(fēng)氣流強(qiáng)弱不均的難題?？v向通風(fēng)系統(tǒng)為畜禽創(chuàng)造了良好的生長(zhǎng)環(huán)境，從而大幅度地提高了家禽的生產(chǎn)指標(biāo)。

4其他技術(shù)的應(yīng)用

孫嘉燕，王會(huì)英[6]等根據(jù)《空氣冷卻器與空氣加熱器性能試驗(yàn)方法》(GB10223-88)和Method of Testing AIR-TO-AIR HEAT EXCHANGERS》(ASHRAE STANDARD)設(shè)計(jì)一套模擬畜舍環(huán)境條件下的空氣-空氣熱變換器熱工性能試驗(yàn)臺(tái)。此試驗(yàn)臺(tái)不僅可以對(duì)干、濕工況下熱變換器的熱質(zhì)交換特性及阻力特性進(jìn)行試驗(yàn)研究，而且還可以進(jìn)行熱交換器的標(biāo)定性試驗(yàn)。

5討論

結(jié)合北方氣候的特點(diǎn)，冬季畜舍封閉式飼養(yǎng)方式，對(duì)所養(yǎng)殖的畜禽生產(chǎn)造成一定的影響。如何在通風(fēng)的時(shí)候，還能能保證舍內(nèi)余熱，是排風(fēng)首先考慮的關(guān)鍵問(wèn)題。在提高畜舍的保溫性能的同時(shí)，提高畜舍的溫度是北方地區(qū)畜舍環(huán)境中空氣質(zhì)量的前提和保障。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張光圣,高宏偉，牛淑玲，等.封閉式肉牛舍的季節(jié)溫度變化及對(duì)增重性能的影響[J]．吉林農(nóng)業(yè)科學(xué).2002，27(5)：41-44.

[2] 崔玉銘，史彬林，郭瑋，等．拴系式肉牛舍空氣環(huán)境的監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)[J]．中國(guó)畜牧雜志．2010，46(21)：76-78.

[3] 項(xiàng)毅，李虎，谷志攀，等．CFD技術(shù)在畜禽舍環(huán)境質(zhì)量分析與評(píng)估中的應(yīng)用[J]．中國(guó)畜牧雜志．2011, 47 (18):60-64．

[4] Olivera Ecim-Djuric，Goran Topisirovic．Energy efficiency optimization of combined Ventilation systems in livestock buildings[J]．Energy and Buildings，2010(42)：1165-1171．

[5] 申承均，孔曉軍，李玉敏，等．禽舍縱向通風(fēng)系統(tǒng)的研究[J]．農(nóng)業(yè)化研究．2006，7：67-70．

[6] 孫嘉燕，劉建禹，王會(huì)英，等．畜舍通風(fēng)系統(tǒng)余熱回收裝置試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)[J]．農(nóng)機(jī)化研究，2000，2(1)：64-66．

收稿日期:2016-03-01

作者簡(jiǎn)介：郭春暉(1980-)，遼寧撫順人，碩士研究生，從事動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)和畜牧資源與環(huán)境方面的研究工作。

基金項(xiàng)目：國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)(肉牛牦牛)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專(zhuān)項(xiàng)(CARS-38)；上海市科技興農(nóng)重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目-優(yōu)質(zhì)肉牛繁育技術(shù)研究(滬農(nóng)科攻字(2014)第1-4號(hào)) 。

doi:10.19369/j.cnki.2095-9737.2016.07.172

中圖分類(lèi)號(hào)：S851.2+4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：2095-9737(2016)07-0179-01