含有害氣體的育雛雞舍小氣候模型構(gòu)建與仿真

王立杰，溫鵬*，魏征，耿玉旗，李麗華，3，霍利民，3*

（1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，河北 保定 071000；2.科暢電氣有限公司，河北 保定 071000；3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部肉蛋雞養(yǎng)殖設(shè)施工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 保定 071000）

蛋雞的育雛期環(huán)境調(diào)控［1-4］在雞只全生命周期養(yǎng)殖中尤為關(guān)鍵，關(guān)系到雞只的成活率和蛋雞產(chǎn)量。密閉的育雛雞舍是一個(gè)獨(dú)立的小氣候環(huán)境系統(tǒng)［5］，主要包括溫度、濕度、有害氣體濃度（NH3和CO2）、通風(fēng)等因素。合理的溫濕度環(huán)境是維持雞只體溫恒定的重要條件［6］，而有害氣體濃度的高低是影響雞只健康或病害的關(guān)鍵因素［7］，通風(fēng)能夠有效的改善舍內(nèi)空氣質(zhì)量和舍內(nèi)熱濕平衡［8］。構(gòu)建小氣候環(huán)境模型能夠精準(zhǔn)的模擬出舍內(nèi)環(huán)境逐時(shí)狀況［9-10］，使舍內(nèi)環(huán)境調(diào)控更加精確、合理，從而實(shí)現(xiàn)更健康高效的雞只養(yǎng)殖生產(chǎn)。

在畜禽舍環(huán)境模型構(gòu)建方法領(lǐng)域，Xie 等［11］根據(jù)豬舍環(huán)境特點(diǎn)建立豬舍內(nèi)小氣候環(huán)境模型，對舍內(nèi)溫濕度進(jìn)行模擬及驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了熱濕環(huán)境的逐時(shí)動(dòng)態(tài)模擬，得到模擬值與實(shí)測值變化一致。Wang 等［12］構(gòu)建新的通風(fēng)系統(tǒng)模型，通過控制通風(fēng)量的大小，實(shí)現(xiàn)雞舍內(nèi)生長所需的溫濕度環(huán)境。有害氣體作為影響家禽健康生長的主要因素之一，也有學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究。李春梅等［13］綜述了雞舍有害氣體對家禽健康生長的影響機(jī)制。程龍梅等［14］研究表明有害氣體濃度的升高會(huì)導(dǎo)致清糞次數(shù)和通風(fēng)次數(shù)的增加，從而導(dǎo)致舍內(nèi)溫濕度平衡發(fā)生改變。孫建忠［15］研究了畜禽舍內(nèi)有害氣體濃度對畜禽健康以及環(huán)境的影響。結(jié)果表明，有害氣體濃度過高會(huì)降低雞只的免疫力，誘發(fā)雞群感染疾病，使得養(yǎng)殖生產(chǎn)效率降低，同時(shí)對養(yǎng)殖人員的健康也造成了不良影響。王悅等［16］根據(jù)CO2平衡原理，對籠養(yǎng)蛋雞舍內(nèi)的NH3和顆粒物的排放通量進(jìn)行估算，研究結(jié)果可為畜禽養(yǎng)殖NH3和顆粒物排放清單的編制提供基礎(chǔ)參數(shù)。

綜上可知，現(xiàn)有的研究大多探究畜禽舍內(nèi)溫濕度、有害氣體以及通風(fēng)量等單獨(dú)環(huán)境因素的模型構(gòu)建或仿真模擬［17］，而充分考慮溫濕度、有害氣體以及通風(fēng)量等環(huán)境因素之間的耦合關(guān)系，構(gòu)建育雛雞舍內(nèi)小氣候環(huán)境仿真模型的相關(guān)研究較少。本研究以密閉式育雛雞舍為研究對象，在Matlab Simulink 中構(gòu)建較為完善的育雛雞舍小氣候環(huán)境仿真模型，實(shí)現(xiàn)對育雛雞舍內(nèi)環(huán)境更全面、精準(zhǔn)的模擬，旨在為育雛雞舍建筑設(shè)計(jì)與舍內(nèi)小氣候環(huán)境調(diào)控提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)育雛雞舍

試驗(yàn)地點(diǎn)為河北省保定市易縣某養(yǎng)雞場育雛雞舍，每棟雞舍長63 m、寬11.5 m、高4 m（其中：屋脊高0.8 m）；每棟雞舍的飼養(yǎng)量為30 000 只海蘭褐雛雞，舍內(nèi)地面由水泥筑建而成，四周是磚墻和水泥構(gòu)造。雞舍大門位于西側(cè)，通風(fēng)窗距離地面的高度為1.5 m，每2 個(gè)通風(fēng)窗間隔為3.5 m，南北兩側(cè)各有12 個(gè)（1 m×1 m）通風(fēng)窗，對稱分布著24 個(gè)通風(fēng)窗。雞舍屋頂上部均勻排列著10 個(gè)通風(fēng)換氣口（0.5 m×0.5 m），雞舍內(nèi)均勻分布著3 列4層的半階梯籠，飲水方式采用乳頭自動(dòng)飲水系統(tǒng)，采用自動(dòng)喂料機(jī)投喂飼料，育雛雞1～2 周齡時(shí)期飼喂次數(shù)約為5～6 次，3 周齡之后每天早中晚各飼喂1 次，且逐漸增加飼料量；育雛雞1 周齡雞舍每日光照時(shí)長要大于20 h，2～3 周齡雞舍光照時(shí)長每日減少0.5 h，逐漸從20 h 減少到13 h，4 周齡之后可進(jìn)行自然光照。雞舍南北兩側(cè)的過道寬度為0.9 m，中間過道寬度為1.2 m，每列雞籠的正下方放有寬度為0.6 m，深度為0.1 m 的糞板，舍內(nèi)采用刮糞板的清糞方式，1 d1 次和2 d1 次的清糞時(shí)間為每天下午3：00-4：00，1 d 兩次的清糞時(shí)間為每天的上午9：00-10：00 和下午的4：00-5：00，每次清糞時(shí)長不等，約為25～45 min。該試驗(yàn)基地根據(jù)育雛雞舍地理位置和氣候的不同，1 周齡育雛雞舍采取最小通風(fēng)模式；2～3 周齡育雛雞舍采取過渡式通風(fēng)模式；4 周齡及其以后育雛雞舍采用縱向通風(fēng)模式，育雛雞舍結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 育雛雞舍采樣點(diǎn)位置分布示意圖Fig.1 Distribution diagram of sampling points in broiler chicken house

1.2 試驗(yàn)設(shè)備和主要儀器

舍內(nèi)采用CLHS0.35 型全自動(dòng)數(shù)控鍋爐（額定功率為0.35 MW）進(jìn)行暖氣供暖，供暖建筑面積約為724.5 m2，出/回水溫度為85 ℃/60 ℃。東側(cè)安裝4 個(gè)大風(fēng)機(jī)和1 個(gè)小風(fēng)機(jī)，小風(fēng)機(jī)為1 m×1 m，大風(fēng)機(jī)為1.3 m×1.3 m，單臺小風(fēng)機(jī)主要適用于育雛期間，標(biāo)定風(fēng)量為38 000 m3·h-1，風(fēng)機(jī)額定功率為1 kW。雞舍采用LED 節(jié)能燈泡進(jìn)行補(bǔ)光，每列有24 盞白、18 盞黃燈泡，規(guī)格范圍在5～50 W，光照時(shí)長根據(jù)育雛雞日齡需求進(jìn)行光照。雞舍內(nèi)南北兩側(cè)對稱分布著11 個(gè)串聯(lián)相接的長為0.6 m、寬為0.6 m、厚度為0.05 m 的暖氣片，每2 個(gè)窗戶之間放置1 個(gè)暖氣片，西側(cè)大門兩邊對稱串聯(lián)4 個(gè)暖氣片，東側(cè)每2 個(gè)大風(fēng)機(jī)之間放置1 個(gè)暖氣片。舍內(nèi)共布置了9 個(gè)溫濕度傳感器，分別放置于距離地面高度為1.4 m 的北側(cè)、中間以及南側(cè)的半階梯籠側(cè)邊。在相同的位置附近也放置了9 個(gè)型號為GD400 的四合一環(huán)境氣體檢測儀。風(fēng)速儀主要測量雞舍東側(cè)4 個(gè)大風(fēng)機(jī)、1 個(gè)小風(fēng)機(jī)的風(fēng)速以及舍內(nèi)溫濕度傳感器位置的風(fēng)速，采集儀器規(guī)格參數(shù)見表1。育雛雞舍內(nèi)結(jié)構(gòu)、各設(shè)備分布和傳感器測點(diǎn)位置見圖1。

表1 試驗(yàn)儀器表Table 1 List of experimental equipment

1.3 環(huán)境數(shù)據(jù)采集

試驗(yàn)環(huán)境數(shù)據(jù)采集于2020 年8 月19 日至9 月14 日進(jìn)行，共計(jì)27 d。主要測量育雛雞不同日齡時(shí)期舍內(nèi)外環(huán)境數(shù)據(jù)，包括溫度、濕度以及有害氣體濃度，采樣頻率為10 min，由于舍內(nèi)H2S 濃度較低，對于小氣候模型的構(gòu)建影響較小，可忽略不計(jì)。利用excel 2021 軟件，將27 d 環(huán)境數(shù)據(jù)整理成4 周齡環(huán)境數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）表示，育雛雞不同周齡時(shí)期舍內(nèi)外部分環(huán)境數(shù)據(jù)見表2。

表2 育雛雞不同周齡時(shí)期舍內(nèi)與舍外部分環(huán)境數(shù)據(jù)Table 2 Partial environmental data inside and outside of the broiler chicken house at different ages

1.4 育雛雞舍內(nèi)小氣候環(huán)境模型分析

育雛雞舍小氣候環(huán)境受外界環(huán)境、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、通風(fēng)系統(tǒng)、暖氣加熱、舍內(nèi)地面、糞便等影響，從而改變舍內(nèi)熱濕環(huán)境和有害氣體濃度。因此本文通過構(gòu)建溫濕度逐時(shí)仿真模型、NH3濃度逐時(shí)仿真模型、CO2濃度逐時(shí)仿真模型，并將3 個(gè)模型串聯(lián)起來搭建成整個(gè)育雛雞舍小氣候環(huán)境模型，模擬育雛雞舍內(nèi)小氣候環(huán)境，舍內(nèi)小氣候環(huán)境模擬見圖2。

圖2 育雛雞舍小氣候環(huán)境模擬圖Fig.2 Simulation of microclimate environment of broiler chicken house

1.4.1 舍內(nèi)溫度逐時(shí)動(dòng)態(tài)仿真模型

育雛雞舍內(nèi)的熱量交換主要受太陽輻射、暖氣加熱、雞只產(chǎn)熱、雞舍圍護(hù)結(jié)構(gòu)、舍內(nèi)地面、通風(fēng)量大小、外界環(huán)境溫度的影響。根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得，育雛雞舍內(nèi)的逐時(shí)動(dòng)態(tài)熱量交換方程，如式（1）所示［11，18］：

式中，ρ為空氣密度，單位為kg·m-3；V 為雞舍體積，單位為m3；cp為空氣比熱容，單位為J·kg-1·℃-1；ti為雞舍內(nèi)空氣溫度，單位為℃；Qs、Qh和Qc分別為育雛雞舍單位時(shí)間內(nèi)從太陽輻射、暖氣加熱、雞只顯熱產(chǎn)熱量，單位為W；Qv、Qw和Qg分別為育雛雞舍單位時(shí)間內(nèi)通風(fēng)量、圍護(hù)結(jié)構(gòu)和地面散失的熱量，單位為W；Qo為燈泡照明產(chǎn)熱、電器設(shè)備發(fā)熱以及縫隙散熱的總熱量，單位為W，由于這些熱量較小不影響模型的建立，可忽略不計(jì)。

太陽輻射產(chǎn)生的熱量Qs，如式（2）所示：

式中，Ks為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的輻射轉(zhuǎn)換系數(shù)；Sw為屋頂吸收太陽輻射能量的有效面積，單位為m2；Ir為太陽的輻照強(qiáng)度，單位為W·m-2。

暖氣加熱產(chǎn)生的熱量Qh，如式（3）所示：

式中，n為暖氣片的個(gè)數(shù)；Ah為每個(gè)暖氣片的散熱表面積，單位為m2；Uh為暖氣片的傳熱系數(shù)，單位為W·m-2·℃-1；th為暖氣表面的溫度，單位為℃。

根據(jù)國際農(nóng)業(yè)與生物系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)（CIGR）發(fā)表的研究結(jié)果，蛋雞所產(chǎn)生的總熱量Qb，如式（4）所示［19］：

式中，蛋雞總產(chǎn)熱量Qb為顯熱量Qc與潛熱量QL之和，顯熱量是雞只產(chǎn)熱量的主要來源；M為雞只的總重量，單位為kg；Y為雞只的產(chǎn)蛋量，育雛雞產(chǎn)蛋量取值為0。

則育雛雞顯熱產(chǎn)熱量Qc，如式（5）所示：

舍內(nèi)通風(fēng)散失的熱量Qv，如式（6）所示：

式中，L為舍內(nèi)的通風(fēng)量，單位為m3·s-1；t0為舍外環(huán)境溫度，單位為℃。

舍內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)散熱量Qw，如式（7）所示：

式中，kw為雞舍圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)，傳熱系數(shù)一般與材料和厚度有關(guān)，單位為W·m-2·℃-1；tw為雞舍圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面溫度，單位為℃；Ri和R0分別為雞舍圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)、外換熱系數(shù)，單位為m2·K·W-1；Fs為雞舍圍護(hù)結(jié)構(gòu)的表面積，單位為m2。

舍內(nèi)地面散失的熱量Qg，如式（8）所示：

式中，hg為舍內(nèi)地面的換熱系數(shù)，單位為W·m-2·℃-1；Sg為舍內(nèi)地面的有效表面積，單位為m2；tg為舍內(nèi)地面溫度，單位為℃。

1.4.2 舍內(nèi)濕度逐時(shí)動(dòng)態(tài)仿真模型

育雛雞舍內(nèi)的含濕量主要來源于雞只的產(chǎn)濕量、舍內(nèi)通風(fēng)排濕量以及舍內(nèi)各表面散濕量。根據(jù)能量平衡原理可知，育雛雞舍內(nèi)濕度動(dòng)態(tài)平衡方程如公式（9）所示：

式中，di為舍內(nèi)空氣中的含濕量，單位為kg·kg-1；Wc為育雛雞的產(chǎn)濕量，單位為kg·s-1；Wd為舍內(nèi)各表面的散濕量，單位為kg·s-1，可忽略不計(jì)；Wv為舍內(nèi)的通風(fēng)排濕量，單位為kg·s-1。

育雛雞的產(chǎn)濕量Wc可以根據(jù)雞只體表潛熱產(chǎn)熱量Ql來計(jì)算，如式（10）所示：

式中，γ為水蒸氣的汽化潛熱，單位為J·kg-1；Qc為育雛雞體表總產(chǎn)熱量（總產(chǎn)熱量為顯熱量Qt與潛熱量Ql之和）；潛熱量Ql是育雛雞體表散失的熱量以水汽的形式揮發(fā)到舍內(nèi)空氣中，單位為W。

育雛雞的顯熱量Qt可以根據(jù)育雛雞體表總產(chǎn)熱量Qc計(jì)算得到，如式（11）所示［12］：

通風(fēng)排濕量Wv可按公式（11）計(jì)算：

式中，ds為舍外空氣中的含濕量，單位為kg·kg-1。

若育雛雞舍內(nèi)裝有濕簾，則需要考慮舍外空氣經(jīng)濕簾加濕后的舍外空氣含濕量dc，單位為kg·kg-1；則式（12）的ds應(yīng)換為dc，經(jīng)濕簾加濕后的空氣含濕量可通過降溫效率η的數(shù)學(xué)模型得到，如式（13）所示：

式 中 ，η為 降 溫 效 率［20］，公 式 為，單位為%；一般雞舍濕簾常用的 換 熱 系 數(shù)［21］為hv=12.283 05v0.69922。α為 加 濕簾的表面積，單位為m2；h為空氣與所選的濕簾材料表面上的水之間的蒸發(fā)換熱系數(shù)，單位為W·m-2·℃-1；L為所選濕簾材料的厚度，單位為m；vs為經(jīng)過濕簾表面的風(fēng)速，單位為m·s-1；tm和tn分別表示舍外空氣干球溫度和濕球溫度，單位為℃。

1.4.3 舍內(nèi)NH3濃度逐時(shí)仿真模型

舍內(nèi)影響育雛雞生長的有害氣體主要為NH3和CO2。NH3是會(huì)揮發(fā)且易溶于水的有害氣體，揮發(fā)的本質(zhì)都是游離的液態(tài)從糞便表面向空氣傳輸?shù)倪^程，揮發(fā)過程可利用惠特曼和劉易斯提出的“雙膜理論”進(jìn)行分析。利用雙膜理論原理，NH3從糞便揮發(fā)的量，等于游離子轉(zhuǎn)移系數(shù)與溶液膜和空氣膜濃度差的乘積。因此，本文將建立NH3濃度揮發(fā)機(jī)理模型，模擬舍內(nèi)NH3濃度，糞便表面揮發(fā)的NH3速率如式（14）所示［22］：

式中，Va為糞便中NH3從溶液表面揮發(fā)的速率，單位 為mol·s-1；δ為NH3揮 發(fā) 的 總 傳 質(zhì) 系 數(shù)，單 位 為m·s-1；S為NH3揮發(fā)的總面積，單位為m2；[NH3](aq)為溶液中液相膜游離的NH3濃度，單位為mol·m-3；[NH3](g)為空氣中NH3濃度，單位為mol·m-3。

剛開始舍內(nèi)未有糞便產(chǎn)生時(shí)，舍內(nèi)空氣中的NH3濃度要比溶液中的NH3濃度小得多，所以式（13）中的空氣NH3濃度可忽略不計(jì)，而溶液中的[NH3]()aq可以由公式（15）表示為［23］：

式中，[TAN]()NH3為溶液中NH3的氨根離子與游離的氨濃度總和。所以式（14）可以改寫成式（16）所示：

當(dāng)濃度差達(dá)到一定的值時(shí)，NH3會(huì)從糞便的氣相膜層揮發(fā)到空氣中，揮發(fā)的速率取決于大氣壓、舍內(nèi)空氣的溫度以及舍內(nèi)空氣的風(fēng)速大小。1942年Haslam 等人建立了NH3總傳質(zhì)系數(shù)，如式（17）所示［22］：

式中，HN為亨利常數(shù)，用于描述溶液中氣液結(jié)合面物質(zhì)濃度的問題，本文亨利常數(shù)的計(jì)算公式為HN=1384×1.053293-T，亨利常數(shù)為無量綱；式中KG=5310×(3.28v)0.8T-1.4；KL=5.31×10-7T4；v為溶液表面的風(fēng)速，單位為m·s-1；T為舍內(nèi)空氣溫度，單位為K。

總的氨（硫）濃度[TAN]()NH3決定NH3的生成和揮發(fā)過程。雞的糞便短時(shí)間內(nèi)是個(gè)不斷積累的過程，假設(shè)糞便的濃度均勻，則總的氨（硫）濃度[TAN](NH3 )逐時(shí)變化如式（18）所示：

式中，λ為濃度修正系數(shù)，由于糞便內(nèi)的NH3的濃度不同，且隨著時(shí)間的變化糞便中含有的NH3的濃度也不斷改變；而糞便中NH3氣體的揮發(fā)主要受舍內(nèi)溫度的影響［24］，因此，通過線性回歸的方法擬合出濃度修正系數(shù)與舍內(nèi)溫度的關(guān)系式為λ=-0.105T+5.635，U為t時(shí) 刻 的 糞 便NH3的濃 度，單 位 為mol·m-3；V為 雞 糞 坑 內(nèi) 表 層 糞 便 體積，單位為m3。

1.4.4 舍內(nèi)CO2濃度逐時(shí)仿真模型

CO2作為育雛雞舍內(nèi)有害氣體的一部分，它的濃度大小主要受通風(fēng)量大小的影響。由于育雛雞的生長受溫度的影響較大，而通風(fēng)量的大小主要受溫度變化的影響，所以通過舍內(nèi)溫度的變化來確定通風(fēng)量的大小，進(jìn)而確定舍內(nèi)CO2濃度的變化。則通風(fēng)量的計(jì)算如式（19）所示［25］：

式 中，VR 為 通 風(fēng) 量 的 大 小，單 位 為m3·h-1·kg-1；m為每只育雛雞的質(zhì)量，單位為kg。

為了計(jì)算育雛雞舍內(nèi)的CO2濃度，可通過CO2平衡法與VR 之間的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，如式（20）所示：

式中，Co和Ci分別為育雛雞舍內(nèi)CO2濃度和舍外空氣中CO2濃度，單位為mg·m-3；VCO2為育雛雞舍內(nèi)CO2產(chǎn) 生 速 率，單 位 為m3·h-1或m3·min-1；ρCO2為CO2的密度（1.977 kg·m-3）。

為了計(jì)算出舍內(nèi)CO2的濃度Co，則先要確定CO2的產(chǎn)生速率VCO2。育雛雞舍內(nèi)的CO2主要來源于雞只的呼吸和糞便中含有少量的CO2，根據(jù)國際農(nóng)業(yè)與生物系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)（CIGR）發(fā)表的研究結(jié)果，可得到CO2產(chǎn)生速率計(jì)算公式，如式（21）所示［13］：

式中，fc是育雛雞活動(dòng)產(chǎn)生的熱量變化系數(shù)（由于育雛雞活動(dòng)量較小，本研究中fc=1），N為育雛雞舍內(nèi)雞只的總數(shù)量，單位為只；THP 為單位時(shí)間內(nèi)每只育雛雞的總熱量；RQ 為呼吸熵，取值為0.8；KCO2為CO2的排放調(diào)整系數(shù)，根據(jù)清除糞便的次數(shù)以及舍內(nèi)其他活動(dòng)量來調(diào)整，由于育雛雞糞便排量少，清除糞便次數(shù)較少，因而KCO2取值為1。

在本研究中，育雛雞的THP 選用CIGR 的公式來計(jì)算，如式（22）所示［12］：

式中，由于育雛雞日齡27 d 前舍內(nèi)溫度在25 ℃以上，當(dāng)舍內(nèi)環(huán)境溫度低于25 ℃時(shí)，需通過產(chǎn)熱修正系數(shù)KTHP=0.02(T-25)+1 來調(diào)整。

1.5 育雛雞舍小氣候模型整體結(jié)構(gòu)

本研究建立的育雛雞舍小氣候模型輸入數(shù)據(jù)包括外部環(huán)境數(shù)據(jù)（例如，空氣溫度、空氣濕度）、雞舍的熱特性、建筑物的幾何特性、動(dòng)物生理（例如，日齡、體重、體表產(chǎn)熱）和邊界條件（例如，設(shè)定的室內(nèi)溫度、最小通風(fēng)量、最大通風(fēng)量），通過設(shè)定的時(shí)間步長，確定所需的邊界條件、熱得/熱損失和雞舍圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱行為，可以在給定室內(nèi)氣候控制所需的加熱負(fù)荷的情況下求解能量平衡。此外，在每個(gè)時(shí)間步長內(nèi)，通過確定通風(fēng)量的大小，能夠求解出溫濕度平衡和有害氣體平衡（NH3和CO2），在時(shí)間步長結(jié)束時(shí)更新舍內(nèi)小氣候。圖3提供了一個(gè)流程圖來展示整個(gè)仿真過程，其中包括計(jì)算路徑、反饋路徑、時(shí)間步長i的輸入和輸出示例。

圖3 育雛雞舍內(nèi)小氣候環(huán)境模型仿真結(jié)構(gòu)圖Fig.3 Simulation structure of microclimate environment model in broiler chicken house

1.6 試驗(yàn)方案

育雛雞最關(guān)鍵的生長周期為前1～4 周（約28 d），為了探究育雛雞生長前4 周小氣候環(huán)境的特性，分別選取2 組氣溫差別較大的典型日，收集典型日2020 年8 月19 日（1 日齡）和典型日2020 年9 月12 日（25 日齡）以及整個(gè)育雛雞生長4 周期8 月19 日至9 月14 日為時(shí)27 d 的小氣候環(huán)境數(shù)據(jù)，基于Matlab2021b Simulink 建立育雛雞舍小氣候環(huán)境仿真模型，對育雛雞舍內(nèi)小氣候環(huán)境進(jìn)行模擬，并通過誤差分析驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。

其中典型日1 日齡設(shè)定為最暖日，該日外界環(huán)境溫度最高，通風(fēng)量最小，育雛雞需要的熱量也最多。典型日25 日齡設(shè)定為最冷日，是因?yàn)樵撊赵谠囼?yàn)期間內(nèi)外界環(huán)境溫度最低，晝夜溫差較大?？紤]到典型日的氣候條件對舍內(nèi)熱濕平衡和有害氣體濃度變化的影響程度較大，對育雛雞1 日齡和25 日齡進(jìn)行仿真模擬目的是：在不同氣候環(huán)境和日齡條件下，明確主要調(diào)控的仿真模塊對象和輸入端，確保構(gòu)建的小氣候仿真模型能夠在誤差允許的范圍內(nèi)模擬出真實(shí)的舍內(nèi)小氣候環(huán)境，同時(shí)在遇到其他特殊典型日時(shí)，該模型也能夠精準(zhǔn)的模擬出舍內(nèi)小氣候環(huán)境。

1.7 育雛雞舍小氣候環(huán)境模型的建立

在已建立的育雛雞舍內(nèi)溫度、濕度以及有害氣體濃度數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，使用Matlab2021b Simulink 建立育雛雞舍小氣候環(huán)境仿真模型，包含溫度、濕度以及有害氣體濃度逐時(shí)動(dòng)態(tài)仿真模型3個(gè)部分。育雛雞舍內(nèi)小氣候環(huán)境仿真模型見圖4。

圖4 育雛雞舍內(nèi)小氣候環(huán)境逐時(shí)動(dòng)態(tài)仿真模型圖Fig.4 Hourly dynamic simulation model of microclimate environment in broiler chicken house

2 結(jié)果與分析

2.1 1 日齡育雛雞舍內(nèi)小氣候環(huán)境模擬驗(yàn)證

育雛雞1 日齡，舍外環(huán)境平均溫度為27.5 ℃，當(dāng)日舍外最高溫度為34 ℃，最低溫度為23 ℃。舍內(nèi)需要通過暖氣加熱進(jìn)行升溫，采用刮糞板清糞方式，由于1 日齡舍內(nèi)糞便量較少未進(jìn)行清糞處理，同時(shí)正午時(shí)分室外環(huán)境溫度最高，雞舍溫度高于上限溫度，此時(shí)舍內(nèi)打開側(cè)風(fēng)口進(jìn)行最小通風(fēng)，當(dāng)溫度降低到下限溫度時(shí)，時(shí)長約為25～40 min，通風(fēng)關(guān)閉。由于1 日齡育雛雞對舍內(nèi)溫度需求較高為33～36 ℃，舍內(nèi)由糞便產(chǎn)生的有害氣體濃度相對較少，因此在最小通風(fēng)模式下，通風(fēng)頻率一般為每隔4～5 h 通風(fēng)換氣1 次。通過統(tǒng)計(jì)9 個(gè)測點(diǎn)的平均值作為舍內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)測值，采樣間隔為10 min，共計(jì)144 個(gè)采樣點(diǎn)，1 日齡育雛雞舍內(nèi)小氣候環(huán)境模擬值與實(shí)測值的對比結(jié)果見圖5。

圖5 1 日齡育雛雞舍內(nèi)小氣候環(huán)境模擬值與實(shí)測值對比圖Fig.5 Comparison of simulated and measured microclimate environment in a 1-day-old broiler chicken house

由圖5 可知，1 日齡育雛雞舍內(nèi)溫度、濕度以及有害氣體濃度模擬值與實(shí)測值的變化趨勢一致，溫度與濕度呈負(fù)相關(guān)，受舍內(nèi)溫度和正午通風(fēng)影響NH3和CO2濃度24 h 變化趨勢相似。由圖5a 可知，由于外界環(huán)境溫度較高，舍內(nèi)溫度24 h 內(nèi)的變化幅度較小，表明外界環(huán)境溫度較高以及晝夜溫差較小時(shí)，舍內(nèi)溫度易調(diào)控。由圖5b 可知，由于1 日齡舍內(nèi)通風(fēng)量較小，舍內(nèi)相對濕度較高，在通風(fēng)后舍內(nèi)相對濕度降低幅度較小，表明該日相對濕度大小主要受舍內(nèi)溫度的影響。

由圖5c 和5d 可知，在正午和傍晚前后受通風(fēng)和進(jìn)食的影響，有害氣體濃度發(fā)生改變，在進(jìn)食后，受飼料和糞便產(chǎn)量增加的影響，有害氣體濃度逐漸升高，在通風(fēng)后，舍內(nèi)有害氣體濃度逐漸降低。由圖5c 可知，CO2主要受通風(fēng)影響且濃度最高。同時(shí)由于舍內(nèi)溫度較高，該期間未進(jìn)行清糞處理，有害氣體的揮發(fā)主要受溫度影響，濃度的變化與溫度的變化趨勢相似。因此，在外界環(huán)境溫度相對較高的典型日（1 日齡）中，可以看出有害氣體濃度大小主要受溫度的影響，在舍內(nèi)溫度達(dá)到峰值時(shí)，有害氣體濃度也變得較高，可在溫度達(dá)到峰值時(shí)開啟通風(fēng)。建議該日可通過增加清糞次數(shù)，降低舍內(nèi)有害氣體濃度。

2.2 25 日齡育雛雞舍內(nèi)小氣候環(huán)境模擬驗(yàn)證

育雛雞只25 日齡環(huán)境需求相對較低，該日舍外環(huán)境平均溫度為22.5 ℃，舍外最高溫度為30 ℃，最低溫度為18 ℃，舍內(nèi)需要通過暖氣加熱進(jìn)行保溫。25 日齡需要對舍內(nèi)進(jìn)行清糞處理，采用刮糞板清糞時(shí)完成1 次清糞的時(shí)間約25 min，清糞頻率為1 d 2 次，最低為1 d 1 次。同時(shí)，舍內(nèi)的通風(fēng)次數(shù)和通風(fēng)量增加，此時(shí)舍內(nèi)打開縱風(fēng)口和縱風(fēng)機(jī)進(jìn)行縱向通風(fēng)，通風(fēng)前將舍內(nèi)溫度升高2～3 ℃，當(dāng)溫度降低到下限溫度時(shí)，時(shí)長約為35～55 min，通風(fēng)關(guān)閉。由于25 日齡育雛雞對舍內(nèi)溫度需求相對較低為21～24 ℃，舍內(nèi)由糞便產(chǎn)生的有害氣體濃度增加，因此在縱向通風(fēng)模式下，通風(fēng)頻率一般為每隔3～4 h 通風(fēng)換氣1 次。25 日齡育雛雞舍內(nèi)小氣候環(huán)境模擬輸出值與實(shí)測值的對比結(jié)果見圖6。

圖6 25 日齡育雛雞舍內(nèi)小氣候環(huán)境模擬值與實(shí)測值對比圖Fig.6 Comparison of simulated and measured microclimate environment in a 25-day-old broiler chicken house

由圖6 可知，25 日齡育雛雞舍內(nèi)溫度、濕度以及有害氣體濃度模擬值與實(shí)測值的變化趨勢一致，溫度與濕度呈負(fù)相關(guān)，受清糞和通風(fēng)影響，舍內(nèi)NH3和CO2濃度24 h 變化趨勢相似。由圖6a 可知，由于正午時(shí)分外界環(huán)境溫度比舍內(nèi)設(shè)定的溫度高，所以在正午時(shí)分即使增加通風(fēng)量和通風(fēng)次數(shù)，舍內(nèi)溫度仍然處于逐漸升溫狀態(tài)，當(dāng)外界溫度低于舍內(nèi)設(shè)定溫度時(shí)，通風(fēng)量和通風(fēng)次數(shù)增加導(dǎo)致舍內(nèi)溫度呈現(xiàn)逐漸下降趨勢。由圖6b 可知，隨著25 日齡舍內(nèi)通風(fēng)量和通風(fēng)次數(shù)增加，舍內(nèi)相對濕度變化幅度較大，在通風(fēng)后舍內(nèi)相對濕度逐漸降低，表明該日相對濕度大小主要受通風(fēng)量的影響。

由 圖6c 和6d 可 知，NH3和CO2濃 度 主 要 受 通風(fēng)和進(jìn)食的影響，隨著25 日齡育雛雞的飼料和糞便增加，舍內(nèi)NH3濃度升高，而CO2濃度隨著通風(fēng)次數(shù)的增加明顯降低，表明該日CO2濃度對舍內(nèi)小氣候環(huán)境調(diào)控影響較小。同時(shí)由于舍內(nèi)溫度相對較低，有害氣體的揮發(fā)產(chǎn)生受溫度影響較小，受清糞次數(shù)的增加影響較大。有害氣體的濃度變化趨勢與濕度的變化相似，與溫度變化趨勢相反。表明該日舍內(nèi)有害氣體的濃度同舍內(nèi)相對濕度一樣主要受通風(fēng)的影響。因此，在外界環(huán)境溫度相對較低且晝夜溫差較大的典型日（25 日齡）中，可以看出有害氣體濃度大小主要受通風(fēng)量的影響，在舍內(nèi)溫度達(dá)到谷值時(shí)，有害氣體濃度變得較高，可在溫度達(dá)到谷值時(shí)開啟通風(fēng)，同時(shí)增加暖氣加熱量，防止舍內(nèi)溫度降低過快。建議該日可通過增加通風(fēng)次數(shù)，降低舍內(nèi)有害氣體濃度。

為了驗(yàn)證典型日1 日齡和25 日齡在誤差允許的范圍內(nèi)同樣適用于本文搭建的育雛雞舍小氣候環(huán)境模型，對1 日齡和25 日齡的育雛雞舍小氣候環(huán)境仿真模擬值與實(shí)測值進(jìn)行誤差分析，包括最大誤差（Emax）、平均絕對誤差（MAE）、均方根誤差（RMSE）以及決定系數(shù)（R2），誤差分析結(jié)果見表3。

表3 典型日育雛雞舍小氣候環(huán)境模擬誤差分析表Table 3 Analysis table of simulation error of the microclimate environment in broiler chicken house on selected days

由表3 可知，典型日中的溫度、濕度以及有害氣體濃度的最大誤差值較小，且平均絕對誤差在10%以內(nèi)，同樣均方根值也在誤差允許范圍內(nèi)，其中CO2的均方根誤差達(dá)到了77.63 mg·m-3，均方根值主要受數(shù)值大小影響，數(shù)值越大均方根值越大。溫度、濕度、NH3以及CO2的決定系數(shù)值都在0.85以上。因此，本文所建立的育雛雞舍小氣候環(huán)境模型準(zhǔn)確度較高，在外界環(huán)境變化較大時(shí)仍能夠準(zhǔn)確的模擬出舍內(nèi)環(huán)境。

2.3 27 天育雛雞舍內(nèi)小氣候環(huán)境模擬驗(yàn)證

通過對育雛雞舍1 日齡和25 日齡小氣候環(huán)境模型模擬驗(yàn)證，確定了該模型具有較高的準(zhǔn)確性，為了繼續(xù)驗(yàn)證創(chuàng)建的育雛雞舍小氣候環(huán)境模型的可行性和實(shí)用性，將對育雛雞舍為期27 d 的小氣候環(huán)境進(jìn)行模擬驗(yàn)證。在育雛期27 d 內(nèi)，舍外最高溫度為34.5 ℃，最低溫度為18 ℃，舍外平均溫度為26.4 ℃。由于27 d 內(nèi)外界環(huán)境溫度相對育雛雞舍內(nèi)室溫仍然較低，整個(gè)周期有暖氣供暖，供暖大小由舍內(nèi)溫度大小決定。隨著育雛雞日齡的增加，舍內(nèi)糞便產(chǎn)量增加，清糞次數(shù)也隨之增加，為了確保舍內(nèi)有害氣體濃度在合理的范圍內(nèi)，需要增加舍內(nèi)通風(fēng)量和通風(fēng)次數(shù)，舍內(nèi)通風(fēng)方式由最小通風(fēng)方式轉(zhuǎn)變?yōu)檫^渡式通風(fēng)方式，再轉(zhuǎn)變?yōu)榭v向通風(fēng)方式。27 d 育雛雞舍內(nèi)小氣候環(huán)境模擬值與實(shí)測值的對比結(jié)果見圖7。

圖7 27 天育雛雞舍內(nèi)小氣候環(huán)境模擬值與實(shí)測值對比圖Fig.7 Comparison of simulated and measured values of microclimate environment in a broiler chicken house within 27 days

由圖7 可知，育雛雞舍內(nèi)27 d 的溫度、濕度、CO2和NH3濃度模擬值與實(shí)測值變化趨勢一致，溫度與濕度呈負(fù)相關(guān)，隨著日齡的增加舍內(nèi)溫度、濕度、NH3濃度、CO2濃度逐漸降低。由圖7b 可知，在9 月3 日、9 月7 日和9 月11 日舍內(nèi)相對濕度變化較大，是由于這3 天出現(xiàn)陰雨天氣。9 月3 日，舍內(nèi)為了保溫降低通風(fēng)量，導(dǎo)致舍內(nèi)濕度減少，9 月7 日和9 月11 日，由于陰雨天氣外界濕度增加，此時(shí)隨著育雛雞日齡增加，保溫需求小于通風(fēng)需求，通風(fēng)換氣時(shí)，舍內(nèi)濕度增加。如圖7c 所示，在育雛雞低日齡階段，由于舍內(nèi)需保溫加熱，通風(fēng)量很小，導(dǎo)致舍內(nèi)CO2濃度最高；隨著日齡增加，通風(fēng)量也增加，CO2濃度逐漸降低。由圖7d 可知，在育雛雞前2 日齡階段，雞舍產(chǎn)生的糞便量較少，舍內(nèi)的NH3濃度很低；但隨著日齡增加，育雛雞進(jìn)食量增加，舍內(nèi)的糞便量增加同時(shí)舍內(nèi)通風(fēng)量也相對較少，導(dǎo)致前10 日齡舍內(nèi)的NH3濃度最高。10 日齡以后，通風(fēng)量和通風(fēng)次數(shù)的增加，舍內(nèi)的NH3濃度逐漸減少。由 圖7c 和7d 可 知，在9 月3 日、9 月7 日 和9 月11 日這3 天出現(xiàn)陰雨天氣，舍內(nèi)通風(fēng)量需減少，未進(jìn)行清糞處理，導(dǎo)致舍內(nèi)CO2、NH3濃度增加，因此，NH3濃度對育雛雞舍內(nèi)生長環(huán)境影響最大，CO2濃度次之。對27 d 育雛雞舍小氣候環(huán)境模擬值進(jìn)行誤差分析見表4。

表4 27 天育雛雞舍小氣候環(huán)境模擬誤差分析表Table 4 Microclimate environment simulation error analysis for a 27-day old broiler chicken house

由表4 可知，育雛雞舍小氣候環(huán)境仿真模型決定系數(shù)相對較高，方根誤差值和最大誤差值相對較小。其中CO2濃度最大誤差為443.2 mg·m-3，主要與陰雨天通風(fēng)量減少有關(guān)，但模擬的平均絕對誤差仍在10%以內(nèi)。這表明，本文所構(gòu)建的育雛雞舍小氣候環(huán)境模型的準(zhǔn)確性得到了驗(yàn)證，能夠精準(zhǔn)模擬育雛雞舍內(nèi)的小氣候環(huán)境。

2.4 清糞、舍內(nèi)通風(fēng)和有害氣體濃度變化分析

雞舍內(nèi)的有害氣體主要來源于糞便的揮發(fā)，為了解不同清糞頻率對舍內(nèi)有害氣體濃度影響，采用刮糞板清糞方式，清糞頻率為2 d 1 次、1 d 1 次和1 d 2 次。在4 個(gè)不同周齡時(shí)期下選取同日齡數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，采用excel 整理數(shù)據(jù)，用SPSS 軟件中的LSD 法進(jìn)行多重比較，試驗(yàn)結(jié)果用（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）表示，見表5。

表5 不同清糞頻率對舍內(nèi)NH3和CO2濃度的影響Table 5 The influence of different excrement frequency on the concentration of NH3 and CO2 in the house

由表5 可知，刮糞板清糞運(yùn)行頻率對不同周齡時(shí)期舍內(nèi)NH3濃度存在顯著影響，對CO2濃度無顯著影響。其中2 d 1 次清糞時(shí)NH3濃度最高，1 d 1次清糞時(shí)NH3濃度次之，1 d 2 次清糞時(shí)NH3濃度最低。由于1 周齡時(shí)期舍內(nèi)糞便量產(chǎn)生較少，舍內(nèi)未采取1 d 兩次的清糞頻率。

為了評估不同通風(fēng)模式對舍內(nèi)有害氣體濃度變化的影響，先通過仿真模型計(jì)算溫度控制與通風(fēng)控制之間的補(bǔ)償系［26］，解決“保溫和通風(fēng)”之間的矛盾后，再通過計(jì)算舍內(nèi)有害氣體濃度的降低率（通風(fēng)前后有害氣體濃度的差值與通風(fēng)前有害氣體濃度的比值），確保通風(fēng)后舍內(nèi)有害氣體濃度降低到育雛雞生長要求。在實(shí)驗(yàn)期間，記錄通風(fēng)時(shí)間點(diǎn)和時(shí)長，對測得的舍內(nèi)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，得出不同通風(fēng)模式下育雛雞舍內(nèi)溫度補(bǔ)償系數(shù)（表6）。

表6 不同通風(fēng)模式下育雛雞舍內(nèi)溫度補(bǔ)償系數(shù)Table 6 Temperature compensation coefficient of broiler chicken house under different ventilation modes

由表6 可知，當(dāng)舍內(nèi)開啟通風(fēng)時(shí)，舍內(nèi)風(fēng)速增大，舍內(nèi)負(fù)壓也隨之降低，通風(fēng)散熱量增加，溫度變化值大。為了合理的降低有害氣體濃度，確定了各通風(fēng)模式下的溫度補(bǔ)償系數(shù)，可以看出不同通風(fēng)模式下的溫度補(bǔ)償系數(shù)不同，通風(fēng)量越大，溫度補(bǔ)償系數(shù)越大。

在確定各通風(fēng)模式下通風(fēng)量的大小和溫度補(bǔ)償系數(shù)的基礎(chǔ)上，分析計(jì)算舍內(nèi)有害氣體濃度的降低率。選取2021 年8 月19 日 至9 月14 日3 種通風(fēng)模式下連續(xù)約30 min 的舍內(nèi)有害氣體濃度降低率情況，時(shí)間為正午前舍內(nèi)通風(fēng)。不同通風(fēng)模式下育雛雞舍內(nèi)有害氣體濃度降低率見表7。

表7 不同通風(fēng)模式下育雛雞舍內(nèi)有害氣體濃度降低率Table 7 Reduction rate of harmful gas concentrations in broiler chicken house under different ventilation modes

由表7 可見，在3 種通風(fēng)模式下，由于縱向通風(fēng)模式的通風(fēng)量較大，有害氣體濃度降低率最大，舍內(nèi)CO2和NH3濃度分別減少了48%、52%，溫度變化值為2.6 ℃；過渡式通風(fēng)模式的通風(fēng)量適中，有害氣體濃度降低率次之，舍內(nèi)CO2和NH3濃度分別減少了35%、38%，溫度變化值為1.6 ℃；最小通風(fēng)模式的通風(fēng)量最小，有害氣體濃度降低率最小，舍內(nèi)CO2和NH3分別減少了12%、29%，溫度變化值為0.7 ℃。3 種通風(fēng)模式下，舍內(nèi)有害氣體濃度都降低到了育雛雞生長環(huán)境要求范圍內(nèi)。由此可說明，本文所建立的育雛雞小氣候環(huán)境模型，能夠較好的模擬出舍內(nèi)有害氣體濃度，提高仿真精度。

3 討論

近年來，國內(nèi)外通過數(shù)學(xué)模型分析畜禽舍內(nèi)

通風(fēng)模式的選擇影響著舍內(nèi)溫濕度以及有害氣體濃度，不同外界氣候和日齡情況下舍內(nèi)的通風(fēng)模式也不一樣［28-29］。本研究在3 種不同通風(fēng)模式下，計(jì)算出舍內(nèi)有害氣體濃度降低率和溫差。研究結(jié)果顯示，3 種通風(fēng)模式都能有效的降低舍內(nèi)有害氣體濃度，其中縱向通風(fēng)模式下有害氣體濃度降低率最高，但通風(fēng)前后舍內(nèi)溫差較大，最小通風(fēng)模式下舍內(nèi)通風(fēng)前后溫差較小，但有害氣體濃度降低率最小。因此，建議在舍內(nèi)外溫差較小時(shí)，多環(huán)境因子分布規(guī)律及產(chǎn)生機(jī)理而構(gòu)建舍內(nèi)小氣候仿真模型的研究越來越多［25-26］。對小氣候仿真模型的模擬能夠判斷不同日齡舍內(nèi)各環(huán)境因素之間的耦合性，為舍內(nèi)環(huán)境調(diào)控提供試驗(yàn)方案。

清糞會(huì)影響舍內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，而小氣候模型的構(gòu)建需考慮清糞的影響［27］。在固定通風(fēng)頻率條件下，當(dāng)清糞頻率增加時(shí)，舍內(nèi)溫度和有害氣體濃度降低，濕度略微升高。在1 d 兩次運(yùn)行頻率下舍內(nèi)溫度和有害氣體濃度顯著低于其他運(yùn)行頻率，在2 d 一次運(yùn)行頻率下舍內(nèi)有害氣體濃度顯著高于其他運(yùn)行頻率，在2 d 一次和1 d 一次運(yùn)行頻率下溫度和濕度差異不顯著。研究結(jié)果顯示，增加清糞頻率會(huì)降低舍內(nèi)有害氣體濃度，但由于清糞期間進(jìn)行通風(fēng)，也會(huì)導(dǎo)致舍內(nèi)溫度降低。因此，為了避免清糞期間因通風(fēng)而導(dǎo)致舍內(nèi)溫度下降過快，可通過加快傳送帶運(yùn)作速率來減少清糞時(shí)間。同時(shí)隨著雛雞周齡增加，在不過度改變舍內(nèi)溫濕環(huán)境的前提下當(dāng)舍內(nèi)外溫差較小時(shí)可適當(dāng)增加清糞頻率，以期進(jìn)一步降低舍內(nèi)有害氣體濃度。開啟縱向通風(fēng)模式，在舍內(nèi)外溫差較大時(shí)，開啟過渡式通風(fēng)模式。同時(shí)受北方地理位置和氣候的影響，試驗(yàn)期間外界環(huán)境濕度變化值較小，因此本研究未考慮模型在不同通風(fēng)模式下的濕度補(bǔ)償系數(shù)大小，但南方多潮濕陰雨天氣，需考慮濕度補(bǔ)償系數(shù)對模型帶來的影響。同時(shí)因模型在仿真過程中采用日常下的通風(fēng)模式和固定通風(fēng)頻率，導(dǎo)致模擬通風(fēng)量大于陰雨天的實(shí)際通風(fēng)量，進(jìn)而造成CO2濃度模擬值偏低。因此后續(xù)研究可通過添加通風(fēng)模糊控制模型，根據(jù)陰雨天氣下氣體濃度差和濕度差設(shè)置模糊規(guī)則，對通風(fēng)量進(jìn)行模糊抉擇，進(jìn)一步優(yōu)化模型。

對于單獨(dú)的熱濕環(huán)境模型、有害氣體模型而言，其環(huán)境因素單一、模擬的偶然性較大，無法準(zhǔn)確模擬舍內(nèi)動(dòng)態(tài)環(huán)境。本研究所構(gòu)建的小氣候仿真模型相對于爾夢偉［18］和梁超［19］的研究，增加了有害氣體濃度仿真模型。溫度模擬值平均誤差降低到了0.72%，濕度模擬值平均誤差降低到了1.7%，表明因育雛雞舍小氣候多環(huán)境因素互相耦合、影響，故模型構(gòu)建計(jì)及有害氣體后精準(zhǔn)度更高，實(shí)現(xiàn)了更為全面的、精準(zhǔn)的仿真模擬。不同小氣候環(huán)境模型誤差對比見表8。

表8 不同小氣候環(huán)境模型誤差對比表Table 8 Error comparison table of different microclimate environment models

本試驗(yàn)中未采集到舍內(nèi)PM2.5和PM10環(huán)境數(shù)據(jù)，可在后續(xù)試驗(yàn)中考慮添加顆粒物排放模型（PM2.5和PM10），以期進(jìn)一步完善舍內(nèi)小氣候環(huán)境模型。

4 結(jié)論

本研究針對育雛雞舍構(gòu)建了計(jì)及有害氣體的小氣候環(huán)境仿真模型，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明，溫度、濕度以及有害氣體濃度的模擬值與實(shí)測值變化趨勢一致，同時(shí)驗(yàn)證了不同典型日下仿真模型的伸縮性；經(jīng)多種誤差分析表明，本研究所構(gòu)建的溫度、濕度仿真模型的精準(zhǔn)度在計(jì)及有害氣體后得到了進(jìn)一步提高，有害氣體濃度仿真模型的誤差在合理范圍內(nèi)。證實(shí)了本研究所構(gòu)建的育雛雞舍小氣候環(huán)境仿真模型的有效性與可靠性，研究結(jié)果可為舍內(nèi)小氣候環(huán)境的模擬與調(diào)控提供理論指導(dǎo)。