畜禽圈舍的通風(fēng)換氣方法

賀成龍， 黃天偉*， 陳 韜， 羅 偉， 韓 華

(1. 遵義市播州區(qū)畜牧漁業(yè)發(fā)展中心，貴州 遵義 563100； 2. 貴州省畜禽遺傳資源管理站，貴州 貴陽 550001)

1 通風(fēng)換氣的目的和原則

通風(fēng)換氣的目的是排除畜禽圈舍(以下簡稱“圈舍”)內(nèi)二氧化碳、氨氣、硫化氫等有害氣體及多余的水分，保持舍內(nèi)穩(wěn)定的溫度、濕度和良好的衛(wèi)生環(huán)境，保障畜禽健康，以獲得更好的生產(chǎn)性能。當(dāng)舍內(nèi)氣溫高時(shí)，通過加大氣流使動(dòng)物感到舒適，可緩解高溫的不良影響。在圈舍密閉的情況下，通過引進(jìn)舍外的新鮮空氣，排除舍內(nèi)的污濁空氣，可以改善圈舍的空氣質(zhì)量。通過排出舍內(nèi)過多的水汽，使空氣的相對(duì)濕度保持在適宜水平，防止圈舍潮濕；維持適宜的舍內(nèi)溫度，不致發(fā)生劇烈變化；減少舍內(nèi)空氣中的微生物、灰塵，以及氨、硫化氫、二氧化碳等有毒有害氣體[1]。原則上要求舍內(nèi)氣流穩(wěn)定、均勻，無死角，不形成“賊風(fēng)”。

2 通風(fēng)換氣量的確定

確定合理的通風(fēng)換氣量是圈舍通風(fēng)換氣的基本依據(jù)，一般采用以下4種方法。

2.1 根據(jù)舍內(nèi)產(chǎn)生的二氧化碳計(jì)算通風(fēng)換氣量二氧化碳是圈舍內(nèi)的有害氣體之一，其在空氣中的含量可代表空氣的污濁程度。用二氧化碳計(jì)算通風(fēng)換氣量的方法：根據(jù)舍內(nèi)畜禽產(chǎn)生的二氧化碳總量，求出每小時(shí)由舍外導(dǎo)入的新鮮空氣量，將舍內(nèi)的二氧化碳含量減少至畜禽環(huán)境衛(wèi)生學(xué)規(guī)定的范圍[2]。通常根據(jù)舍內(nèi)二氧化碳量計(jì)算的通風(fēng)量往往不足以排除舍內(nèi)產(chǎn)生的水汽，所以此法僅適用于溫暖、干燥的地區(qū)。在潮濕尤其是寒冷地區(qū)不宜使用此方法。

2.2 根據(jù)水汽計(jì)算通風(fēng)換氣量用水汽計(jì)算通風(fēng)換氣量的方法：根據(jù)舍內(nèi)外空氣中所含水分的差異，求出排除舍內(nèi)所產(chǎn)生的水汽所需要的通風(fēng)換氣量。通過由舍外導(dǎo)入較干燥的新鮮空氣，以置換舍內(nèi)的潮濕空氣。用水汽計(jì)算的通風(fēng)換氣量一般大于用二氧化碳計(jì)算的量，故在潮濕、寒冷地區(qū)用水汽計(jì)算通風(fēng)換氣量較為合理[2]。

2.3 根據(jù)熱量計(jì)算通風(fēng)換氣量畜禽在呼出二氧化碳、排出水汽的同時(shí)，還不斷向外散發(fā)熱量。因此，在夏季為了防止舍溫過高，需通過通風(fēng)排出過多的熱量；在冬季則需要有效保持溫?zé)峥諝?，排出舍?nèi)的水汽、有害氣體、灰塵等。根據(jù)熱量計(jì)算通風(fēng)換氣量，實(shí)際上是根據(jù)舍內(nèi)的余熱計(jì)算通風(fēng)換氣量。這個(gè)通風(fēng)換氣量只能用于排除多余的熱能，不能保證在冬季排除多余的水汽和污濁的空氣[3]。

2.4 根據(jù)通風(fēng)換氣參數(shù)確定通風(fēng)換氣量近年來，筆者在生產(chǎn)實(shí)踐中經(jīng)過多次探索和總結(jié)，制定了各種畜禽的通風(fēng)換氣量參數(shù)，可作為圈舍通風(fēng)換氣參考(見表1、表2、表3)。在實(shí)際生產(chǎn)中，夏季圈舍可采用最大通風(fēng)量，冬季可采用最小通風(fēng)量。圈舍采用自然通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，寒冷地區(qū)采用最小通風(fēng)量，即以冬季通風(fēng)量為依據(jù)。采用機(jī)械通風(fēng)時(shí)，確定通風(fēng)管道面積必須參考最大通風(fēng)量，即以夏季通風(fēng)量確定總的風(fēng)機(jī)風(fēng)量[4]。因?yàn)樵诤浼竟?jié)通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)盡可能多地排除產(chǎn)生的水汽，盡可能少地帶走熱能，所以應(yīng)按最小通風(fēng)量計(jì)算。而在夏季應(yīng)盡可能多地排除熱量，為畜禽營造一個(gè)舒適的可感氣流環(huán)境，所以應(yīng)按最大通風(fēng)量計(jì)算。此外，還可根據(jù)換氣次數(shù)確定通風(fēng)換氣量。換氣次數(shù)是指在1 h內(nèi)換入圈舍容積的新鮮空氣倍數(shù)，一般規(guī)定圈舍冬季換氣應(yīng)保持3～4次，不超過5次。這種方法僅為粗略估計(jì)，因未考慮畜禽的種類、年齡、飼養(yǎng)密度以及飼養(yǎng)管理方式等因素。

表1 每頭豬的換氣量參數(shù)

表2 每頭肉牛、肉羊的換氣量參數(shù)

表3 每只雞的通風(fēng)量參數(shù) m3/min

3 通風(fēng)換氣類型

3.1 自然通風(fēng)圈舍自然通風(fēng)分為無管道與有管道2種形式[5]。無管道自然通風(fēng)是通過門、窗進(jìn)行通風(fēng)換氣，僅適用于溫暖地區(qū)或寒冷地區(qū)的溫暖季節(jié)。在寒冷地區(qū)為了保溫，須將門、窗緊閉，要通過專門的通風(fēng)管道進(jìn)行換氣[6]。

3.1.1 自然通風(fēng)原理自然通風(fēng)的動(dòng)力為風(fēng)壓和熱壓。風(fēng)壓指大氣流動(dòng)時(shí)對(duì)物體表面的作用力。物體的迎風(fēng)面氣流壓力增大，而在背風(fēng)的一側(cè)形成相對(duì)低壓。在壓力較大的迎風(fēng)面，空氣進(jìn)入圈舍內(nèi)。由于舍外空氣不斷進(jìn)入，就形成了舍內(nèi)外空氣交換。熱壓是不同部位的空氣因溫度不均產(chǎn)生比重差異而形成的壓力差。圈舍內(nèi)的畜禽因散發(fā)體溫或有其他熱源不斷向外擴(kuò)散熱量，溫?zé)岬目諝馍仙?，形成較高的壓力區(qū)逸出圈舍外，舍外較冷的空氣不斷進(jìn)入圈舍內(nèi)，形成自然通風(fēng)。

3.1.2 自然通風(fēng)設(shè)置在較熱地區(qū)通過門、窗就可以保證自然通風(fēng)換氣。夏季為了消除高溫的影響，應(yīng)充分利用直線通風(fēng)(俗稱“穿堂風(fēng)”)。為此圈舍內(nèi)側(cè)的門、窗位置應(yīng)相對(duì)設(shè)置，以形成直線通風(fēng)。另外還可在縱墻上設(shè)通風(fēng)窗，考慮到畜禽在近地面處活動(dòng)，可設(shè)地腳窗，夏季打開使舍內(nèi)氣流在近地面處流通，有利于緩解高溫的不良影響。在寒冷地區(qū)的封閉圈舍則需安裝管道自然通風(fēng)系統(tǒng)，通常采用流入排出式通風(fēng)。這種通風(fēng)系統(tǒng)是由均勻設(shè)置在縱墻上的進(jìn)氣管和屋頂上的排氣管組成[7]。圈舍保溫性能越好，越有利于通風(fēng)換氣。如舍內(nèi)熱量不足時(shí)，需通過采暖補(bǔ)充熱量，以保證通風(fēng)換氣順利進(jìn)行。

3.2 機(jī)械通風(fēng)機(jī)械通風(fēng)也稱強(qiáng)制通風(fēng)或人工通風(fēng)，與自然通風(fēng)不同，不受氣溫和風(fēng)壓變化的影響，能夠隨時(shí)均衡地發(fā)揮作用[4]。圈舍機(jī)械通風(fēng)主要用軸流式風(fēng)機(jī)，有時(shí)也用離心式風(fēng)機(jī)。(1)軸流式風(fēng)機(jī)：吸入的空氣和送出的空氣流向均與葉軸的方向平行，葉片直接裝在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上。特點(diǎn)：葉片旋轉(zhuǎn)方向可以逆轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向改變，氣流方向隨之改變，而通風(fēng)量不減少，既可用于排風(fēng)，也可用于送風(fēng)；通風(fēng)時(shí)所形成的壓力一般比離心式風(fēng)機(jī)小，但輸送的空氣量比離心式風(fēng)機(jī)大；風(fēng)機(jī)壓力小，一般適用于通風(fēng)距離較短、無通風(fēng)管道的圈舍，風(fēng)機(jī)可直接安裝在外墻送風(fēng)口或排風(fēng)口上，若有較短的通風(fēng)管道也可安裝在通風(fēng)管內(nèi)。因圈舍通風(fēng)換氣的目的在于送入新鮮氣流和排除污濁空氣，不需太大壓力的風(fēng)機(jī)，所以圈舍通風(fēng)換氣多用軸流式風(fēng)機(jī)。(2)離心式風(fēng)機(jī)：特點(diǎn)是進(jìn)入風(fēng)機(jī)的氣流與葉軸平行，而離開風(fēng)機(jī)時(shí)氣流變成垂直方向，適用于90°轉(zhuǎn)彎的通風(fēng)管道。離心式風(fēng)機(jī)由蝸牛形外殼、工作輪和帶有傳動(dòng)輪的機(jī)座組成。空氣從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入風(fēng)機(jī)，由旋轉(zhuǎn)葉片形成的離心力將空氣送入通風(fēng)管中。離心式風(fēng)機(jī)不具逆轉(zhuǎn)性，壓力較強(qiáng)，在圈舍通風(fēng)換氣系統(tǒng)中多用于傳送熱風(fēng)或冷風(fēng)。

4 機(jī)械通風(fēng)方式

4.1 負(fù)壓通風(fēng)這種通風(fēng)系統(tǒng)是用風(fēng)機(jī)抽出舍內(nèi)污濁空氣，新鮮空氣通過進(jìn)氣口或進(jìn)氣管進(jìn)入舍內(nèi)，形成舍內(nèi)外空氣交換，故稱負(fù)壓通風(fēng)，也叫排風(fēng)式通風(fēng)或排風(fēng)。因設(shè)備簡單、投資少、管理費(fèi)用較低，圈舍多采用負(fù)壓通風(fēng)。負(fù)壓通風(fēng)因風(fēng)機(jī)安裝的位置不同，可分為以下幾種形式。(1)屋頂排風(fēng)式：風(fēng)機(jī)安裝于屋頂，排出污濁空氣和灰塵，新鮮空氣由側(cè)墻風(fēng)口自然流入。適用于氣候溫暖和較熱地區(qū)，以及跨度12 m的圈舍或2～3排多層籠養(yǎng)雞舍，且停電也能自然通風(fēng)。(2)側(cè)壁排風(fēng)式：風(fēng)機(jī)安裝在兩側(cè)縱墻上，新鮮空氣從墻上的進(jìn)氣口進(jìn)入，經(jīng)管道均勻分送到舍內(nèi)兩側(cè)。適用于跨度20 m的圈舍或有5排籠架的雞舍，特別對(duì)兩側(cè)有排糞溝的雙列式豬舍最適用，但不適于多風(fēng)地區(qū)。(3)穿堂風(fēng)式排風(fēng)：風(fēng)機(jī)安裝在一側(cè)縱墻上，新鮮空氣從另一側(cè)進(jìn)入舍內(nèi)，形成穿堂風(fēng)。這種通風(fēng)形式適用于跨度小于10 m的圈舍[5]。通風(fēng)距離過長，易使舍內(nèi)氣溫不均，對(duì)畜禽生長不利。若采用兩縱墻對(duì)流通風(fēng)，通風(fēng)距離不應(yīng)超過20 m?？捎糜跓o窗雞舍，但2排以上多層籠雞舍、1列以上豬舍或牛舍不宜采用，也不適用于多風(fēng)、寒冷地區(qū)。(4)地下風(fēng)道排風(fēng)：在圈舍中如有妨礙氣流通過的障礙物時(shí)，宜采用地下風(fēng)道通風(fēng)。但必須采用嚴(yán)格的隔(防)水措施，避免地下風(fēng)道積水無法使用。

4.2 正壓通風(fēng)通過風(fēng)機(jī)將舍外新鮮空氣強(qiáng)制送入舍內(nèi)，使舍內(nèi)氣壓增高，舍內(nèi)污濁空氣通過風(fēng)口或風(fēng)管排出的換氣方式，也叫進(jìn)氣式通風(fēng)或送風(fēng)。正壓通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)在于可對(duì)送入的空氣預(yù)先進(jìn)行加熱、冷卻及過濾等處理，有效保證舍內(nèi)空氣適宜的溫度、濕度和清潔度[6]。這種通風(fēng)方式在嚴(yán)寒、酷熱地區(qū)均適用，但比較復(fù)雜，造價(jià)和管理費(fèi)用較高。正壓通風(fēng)根據(jù)風(fēng)機(jī)安裝的位置分為幾種形式。(1)側(cè)壁送風(fēng)：又分1側(cè)送風(fēng)及2側(cè)送風(fēng)。前者為穿堂風(fēng)形式，適用于炎熱地區(qū)，只限于前后墻距離不超過10 m的小跨度圈舍；后者適用于大跨度圈舍。(2)屋頂送風(fēng)：形式有多種，通過屋頂安置的風(fēng)機(jī)送風(fēng)，由兩側(cè)壁風(fēng)口排風(fēng)，適用于多風(fēng)地帶。

4.3 聯(lián)合式通風(fēng)系統(tǒng)是1種同時(shí)采用機(jī)械送風(fēng)和機(jī)械排風(fēng)的方式。大型密閉圈舍尤其是無窗圈舍單靠機(jī)械排風(fēng)或機(jī)械送風(fēng)，往往達(dá)不到換氣效果，需采用聯(lián)合通風(fēng)形式[8]。

5 風(fēng)機(jī)的選擇及安裝形式

5.1 底部送風(fēng)進(jìn)氣口設(shè)在較低處，送風(fēng)機(jī)將新鮮空氣送至圈舍底部畜禽活動(dòng)區(qū)，排氣口設(shè)在圈舍頂部，用排風(fēng)機(jī)將舍內(nèi)污濁空氣排出。這種形式的優(yōu)點(diǎn)是有利于排出污濁空氣，保證通風(fēng)良好；缺點(diǎn)是不利于保溫，僅適用于溫暖地區(qū)。

5.2 頂部送風(fēng)進(jìn)氣口設(shè)在圈舍頂部，排氣口設(shè)在較低處，新鮮空氣從高處送入，從底部排出污濁空氣。其優(yōu)點(diǎn)是避免冷空氣直接吹向畜禽身體，有利于空氣預(yù)熱、冷卻和過濾，寒冷和炎熱地區(qū)均適用。

5.3 風(fēng)機(jī)的確定與選擇

5.3.1 確定最大通風(fēng)量以畜禽通風(fēng)換氣參數(shù)最大值，即夏季通風(fēng)量為依據(jù)。最大通風(fēng)量=夏季通風(fēng)量參數(shù)×畜禽數(shù)量。例如：飼養(yǎng)產(chǎn)蛋雞 10 000只的蛋雞舍，成年雞最大通風(fēng)換氣參數(shù)為 0.3 m3/(只·min)，最大通風(fēng)換氣量為 0.3 m3×10 000=3 000 m3/min?？紤]到氣流通過風(fēng)口有阻力，風(fēng)量損耗為10%～15%，所以計(jì)算的最大通風(fēng)換氣量還應(yīng)加上阻力的損耗，即：3 000 m3/min×1.1=3 300 m3/min(按阻力損耗10%計(jì))，即為風(fēng)機(jī)的最大通風(fēng)量。

5.3.2 確定風(fēng)機(jī)安裝數(shù)量圈舍所需最大通風(fēng)量÷單個(gè)風(fēng)機(jī)的最大風(fēng)量=風(fēng)機(jī)安裝數(shù)量。風(fēng)機(jī)型號(hào)的大小通常以工作葉輪直徑大小表示。農(nóng)業(yè)用軸流式風(fēng)機(jī)的直徑為1 200～1 400 mm，商業(yè)規(guī)格為5～7號(hào)，型號(hào)越大，其風(fēng)量和壓力也越大。如：轉(zhuǎn)速同為1 450 r/min，5號(hào)軸流風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的壓力為30 kPa，風(fēng)量為450 m3/min；6號(hào)風(fēng)機(jī)壓力為40～60 kPa，風(fēng)量為600 m3/min。若計(jì)算最大通風(fēng)量為3 300 m3/min，選擇6號(hào)風(fēng)機(jī)，則風(fēng)機(jī)數(shù)量為：3 300÷600≈6(臺(tái))。

5.4 風(fēng)機(jī)使用應(yīng)注意的問題(1)因軸流式風(fēng)機(jī)通常直接安裝在送(排)風(fēng)口或風(fēng)管內(nèi)，故風(fēng)機(jī)葉片與風(fēng)口、風(fēng)管壁之間空隙不能太大，否則會(huì)使部分空氣形成循環(huán)氣流，影響通風(fēng)效果。一般以風(fēng)口或風(fēng)管內(nèi)徑大于風(fēng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)直徑8～10 cm為宜，風(fēng)口以圓形為好。為克服自然風(fēng)對(duì)風(fēng)機(jī)的影響，應(yīng)設(shè)擋風(fēng)板、百頁等設(shè)施。(2)風(fēng)道內(nèi)表面必須光滑，不能有突出物或異物，應(yīng)密封不漏氣，否則會(huì)影響氣流通過和通風(fēng)效果，此外育雛舍的通風(fēng)外罩應(yīng)不透光。(3)進(jìn)風(fēng)口、排氣口應(yīng)加鐵絲網(wǎng)罩，以防鳥獸進(jìn)入發(fā)生事故。(4)風(fēng)機(jī)安裝不能離門太近，風(fēng)機(jī)開動(dòng)時(shí)也不應(yīng)開門，避免空氣直接從門排走。進(jìn)氣口距風(fēng)機(jī)的距離必須大于3.7 m。(5)圈舍的進(jìn)氣口一定要選擇在空氣清新、塵土少的地方，遠(yuǎn)離其他設(shè)施的廢氣排出口，以防吸入污濁空氣。