再論樓房養(yǎng)豬環(huán)控設計

龐進友

（青島高烽電機有限公司規(guī)劃設計院，山東 青島 266114）

文章分析了樓房豬舍通風的根本目的及目前存在的幾種常見的通風模式，對幾種通風模式的優(yōu)缺點進行了對比分析。對靶向通風模式原理、設計要點等方面進行比較詳細的介紹。

樓房養(yǎng)豬目前行業(yè)內已不再陌生了，雖然早在10年前就有人開始進行探索了，但正式搬上“大舞臺”還是在2018年非洲豬瘟疫情暴發(fā)之后。目前大家對樓房養(yǎng)豬的認識，從陌生到探討研究，再到熟悉，最后產生了質疑。那人們?yōu)槭裁催€要選擇樓房養(yǎng)豬呢？其實不是因為樓房會使豬場以更低的成本更好的養(yǎng)豬，而是為了在有限的土地上增加更多的產能，行業(yè)才選擇了樓房養(yǎng)豬模式。為了控制養(yǎng)豬成本投入，便于后期生豬成本得到有效控制，需要對樓房豬舍不斷進行優(yōu)化，使成本不斷降低。比如降低舍內高度，去掉各種檢修平臺等等，似乎與豬只沒有直接關系的部分，該去掉的都去掉了。但是隨著樓房養(yǎng)豬近幾年的發(fā)展，各種問題不斷涌現(xiàn)。比如樓房漏水、物料垂直運輸、豬垂直運輸、交叉污染、豬舍通風降溫及豬場大氣環(huán)境容量超限等等。文章將重點在樓房豬舍通風降溫方面做以介紹。

1 通風的目的

樓房養(yǎng)豬通風和平房養(yǎng)豬一樣，通風的目的很簡單，就是給豬只提供充足的氧氣，并帶走豬舍內污濁的氣體，比如二氧化碳、二氧化硫、氨氣及臭氣等等，確保豬舍內有害氣體控制在安全范圍內，通過通風有效地調整豬舍內的溫度，使得豬舍內溫度穩(wěn)定在豬最佳生活溫度范圍內。夏天避免熱應激，冬季避免冷應激。這是健康養(yǎng)豬的基本保障。

2 夏季降溫措施

目前，在現(xiàn)有通風模式下，夏季在確保豬舍內溫度能夠有效的降低，豬舍內通風均勻的情況下，豬舍空氣質量環(huán)境完全可以做到優(yōu)良，但是如何在夏季對高密度豬群降溫一直是亙古不變的話題。夏季降溫目前比較經(jīng)濟且容易實現(xiàn)的方案有兩個，一是通過水蒸發(fā)吸熱來實現(xiàn)，目前做法是讓空氣以一定風速通過水簾紙，通過水蒸發(fā)吸熱達到降溫效果，這種措施的降溫效果與空氣濕度、溫度有直接關系，見表1。

表1 不同溫濕度環(huán)境下空氣通過濕簾后的最大降溫量 ℃

另一種是通過風冷效應來實現(xiàn)，類似于人類吹風扇。當風吹到動物皮膚表面，會把皮膚表面較高溫度的空氣吹走，讓皮膚感覺到?jīng)隹?，這個降溫我們稱之為體感溫度，體感溫度與吹到皮膚表面的風速及空氣溫濕度有關系（見表2）。

表2 不同濕度、風速度條件下的體感溫度表 ℃

3 樓房養(yǎng)豬常用通風模式分析

3.1 普通縱向通風模式

普通縱向通風模式也叫水平通風或者隧道通風，是近20年中國進入高密度機械化養(yǎng)殖以來應用范圍最廣的通風模式。其特點是原理易懂，容易操作（圖1）。目前絕大部分養(yǎng)殖者已經(jīng)掌握這一通風模式的基本原理和使用技巧。該通風模式是一種負壓通風模式，靠負壓風機在豬舍一端抽風，在舍內形成一定的負壓環(huán)境，讓新風空氣從豬舍另一端的水簾處進入豬舍?？諝庠谪i舍內流動的過程中，形成一定的風速。母豬舍或者育肥豬舍，一般設計豬舍截面風速1.5 m/s。目的是希望讓1.5 m/s的風速吹到豬只身上，讓豬只得到不錯的體感溫度。但是這一通風模式也存在天然缺陷，如：（1）環(huán)境降溫只有一道水簾，通過表1可以看出，當環(huán)境溫度32.2℃、相對濕度80%的情況下，大約可以降低3℃；環(huán)境溫度35℃、相對濕度80%情況下，大約可以降低3.2℃。降溫幅度是比較小，水簾后新風溫度超過30℃時，較長的豬舍兩端溫差很容易超過2℃，此時后半部分豬會產生比較嚴重的熱應激。（2）從表2可以看出，在舍內相對濕度80%、溫度32.2℃的環(huán)境下，吹在豬只身上的風速為1.5 m/s時，豬只體感溫度為27.7℃，在這個溫度下，豬只感覺會比較舒適。但是由于該通風模式為水平通風，進風口附近的豬會獲得不錯的風速，而排風口附近的豬獲得很慢的新風或者風速就沒有了，甚至為零。風和水一樣屬流體，自然流向阻力小的位置，也就是說豬舍內絕大部分風都從豬欄上方空間流走了，豬只身上的風速非常小，幾乎為零。這種情況下，設計初衷的風冷效應沒有得到很好的體現(xiàn)。（3）在冬季，特別是北方地區(qū)，取暖能耗損失大約80%是由通風換氣引起的，通風和取暖保溫成為一對矛盾體。（4）為了降低取暖費用，冬季豬舍內換氣量少，這就使得豬舍內最遠豬欄到排風口的距離比較長，造成靠近排風機端氨氣濃度等空氣質量指標超標情況發(fā)生。（5）水平通風容易造成依靠空氣傳播的病菌病毒快速蔓延傳播。

圖1 縱向通風室內溫度變化示意圖

3.2 混合通風模式（垂直給風，縱向排風）

近幾年，隨著非洲豬瘟疫情給養(yǎng)豬設備企業(yè)設計理念帶來的影響，很多廠家都已經(jīng)了解縱向通風的缺點所在。都開始研究如何改變通風模式，以降低非洲豬瘟病毒（ASFV）傳播速度，甚至阻斷ASFV等微生物病原體的空氣傳播，如何充分利用風冷效應等。大家不約而同地想到了垂直通風，這一通風模式一般是采用吊頂進風窗進風，側墻集中排風。動力方式有兩種，一種是負壓通風，另一種是正壓通風。負壓通風和縱向通風一樣，在排風端安裝負壓風機，使得舍內產生一定的負壓環(huán)境；正壓通風是在進風端，一般是吊頂上山墻位置安裝正壓風機，讓豬舍吊頂以上空間形成正壓環(huán)境，通過吊頂進風窗新風進入豬舍，最后從側墻洞口將風排（擠）出。這兩種方案共同點是風的路徑一致。不同點是，負壓通風能耗較低，但是對豬舍密封條件有較高要求，特別對于有空氣過濾要求的豬舍，解決壓力比較大；正壓通風，對豬舍密封條件要求不高，一般有空氣過濾要求的豬舍多采用。混合通風模式與縱向通風模式的區(qū)別是，縱向通風進風是在風機對面的側墻進風，水平進入豬舍，而混合通風模式是改變進風口位置，讓風從吊頂進風口進入，目的讓風直接吹到豬只身上，不讓豬欄及豬只之間相互擋風。

3.3 單元縱向通風，樓層集風井排風模式

樓房養(yǎng)豬最大的一個改變是單位土地面積上豬的數(shù)量增長的倍數(shù)同樓層數(shù)一樣，由于豬數(shù)量的增加，而豬舍降溫模式依舊是縱向通風，所以整棟樓房的通風量也隨著樓層數(shù)量的增加而成倍增加，這樣豬場周邊的空氣污染物就成倍的增加，既污染了豬場本身的環(huán)境，又給周邊的居民生活帶來了污染。為了解決這個問題，設計師設計了豬舍外集中排風這一方案。見圖2。

圖2 集中排風，單元縱向進風方案

這一方案的優(yōu)點是：（1）污濁空氣被送往較高位置，有利于疏散；（2）集中排風，方便對廢氣進行集中水洗除臭，達到環(huán)保目的。

這一方案的缺點是：（1）由于風量大，導致風機數(shù)量太集中，所以噪聲比較大；（2）由于風量大導致除臭難度增加，除臭水用量很大；（3）對這種風機群的控制技術目前不成熟；（4）每層豬舍的通風效果同平房一樣，沒有解決實質性問題。

4 靶向通風在樓房豬舍的應用

4.1 為什么設計靶向通風

近年來，隨著養(yǎng)殖技術的發(fā)展，我國已經(jīng)全面進入集約化養(yǎng)殖階段，所有的設備均在向自動化、智能化靠近。養(yǎng)殖管理也越來越精細，傳統(tǒng)的縱向通風方案存在的問題也被越來越多的人重視。非洲豬瘟進入中國后，縱向通風的缺點也被放大。人們開始研究垂直通風、精準通風，目的就是為了進一步提高豬的舒適性、減少疾病空氣傳播概率、降低廢氣處理成本。但是很多人在改變風方向的時候，只是考慮了進風，沒有考慮排風對豬舍的影響，只是考慮了降低風量，沒有考慮低風量對夏季豬舍的影響等等。為了很好地解決精準通風豬舍低進風量、豬高散熱量等情況，高烽設計院研發(fā)了靶向通風環(huán)控模式。

4.2 靶向通風設計原理

靶向通風設計原理如圖3、圖4所示。

圖3 靶向通風流程圖（專利授權號CN 216058677 U）

圖4 靶向通風設計原理（專利授權號CN 216058677 U）

4.3 靶向通風設計要點

（1）均勻送風。由于豬舍內的新風系統(tǒng)是根據(jù)舍外溫度及舍內環(huán)境溫度進行調整的。在確保豬舍內粉塵、有害氣體不超標的情況下，也要滿足溫度要求。一般來講，中午前后風量要加大，因為1 d中，此時氣溫最高，而晚上2：00—4：00時風量要減小。夏天7—8月份風量最大，冬季12月—翌年1月份風量最小。在風量不斷變化的情況下，要確保送風管道上每一個出風口的風量相同，這就要求出風口截面大小要根據(jù)風量大小自動調整，從而達到均勻送風的目的。

（2）均勻排風。要實現(xiàn)豬舍所有位置空氣質量均勻，就要確保豬舍每個點不出現(xiàn)溫度、廢氣的疊加，這就要求出風口與進風口之間的豬越少越好。距離控制好了，進風口的風量保持一致了，也要求出風口的風量在不同通風要求的工況下均保持一致。達到豬舍各位置通風換氣量相同，從而確?？諝赓|量達到最優(yōu)。

（3）高效熱交換效率。靶向通風能夠在較低風量情況下，做到有效調控豬舍溫度，確保夏季不高溫，冬季高效節(jié)能，最關鍵的設置就是高效的熱交換模塊。

4.4 靶向通風優(yōu)點

（1）低風量。最大限度地降低了空氣過濾及空氣除臭部分的投入成本及運行和維護成本，根據(jù)統(tǒng)計節(jié)省比例可達60%以上，大大地降低了養(yǎng)豬生產成本。

（2）均勻吊頂進風、地溝排風。對豬舍而言，做到了全程垂直通風，讓豬舍內污濁氣體第一時間排出到舍外，這一通風模式在高鐵、飛機上已經(jīng)被廣泛運用。豬舍和飛機不同的是，對飛機上出風口，乘客可以根據(jù)需求自我調整，豬舍不可以。因此，豬舍在做到垂直通風的同時，還要確保管道前后端出風口的風速和風量，在不同風量的情況下，風口間差異在5%之內。各個區(qū)域均勻通風是豬舍環(huán)控的指標之一，豬舍通風是多年來人們一直在解決的問題。

（3）一年四季全程熱交換，實現(xiàn)夏季豬舍余冷回收，冬季豬舍余熱回收。最大限度地降低豬舍外晝夜溫差過大導致舍內溫差大的問題。減少了豬只發(fā)生溫度應激，確保豬只健康。夏季降溫效果可達到縱向通風水簾降溫的2倍以上，冬季取暖節(jié)能效果達到75%以上。有效地降低了豬場生產成本。

（4）噴淋除臭。對豬舍排出氣體進行噴淋水洗除臭，水自上而下噴淋，廢氣自下而上混合，達到水洗目的。對空氣中的粉塵臭味做到有效地攔截，且水洗過程全程免維護，免去了除臭墻需要人員不斷沖洗的過程，降低了生產成本。

4.5 靶向通風樓房應用案例分享

圖5是四川某公司育肥樓房平面圖，每層飼喂6 000頭育肥豬，共6層；圖6是河北某母豬樓房平面圖，每層飼喂1 200頭豬只，共計5層。

圖5 四川某公司育肥樓房平面圖

圖6 河北某母豬樓房平面圖

5 總結

以上為樓房通風模式的簡單介紹，其中的部分觀點為筆者根據(jù)多年的經(jīng)驗總結，任何事情都不是完美的，那如何選擇樓房養(yǎng)豬通風模式，首先要考慮的是豬場需要解決什么問題，解決這個問題能給豬場帶來怎樣的收益。靶向通風做到了完全垂直通風，能夠有效地降低夏季高溫，做到冬季高效節(jié)能，可以給豬只帶來更多的環(huán)境福利。特別是在非洲豬瘟常態(tài)化的當下，不失為一種不錯的選擇。