《次畜舍采光与通风》PPT课件.ppt

第六节畜舍的采光 畜舍的采光 一般通过自然采光与人工照明两种方式来实现 开放 半开放舍 主要靠自然采光 封闭舍或环境控制舍 主要靠人工照明 有窗舍 主要靠自然采光 辅以人工照明 为了取得光作用的最大生物学效果和节约用电 降低生产成本 应充分利用自然光照 最为经济的光照就是利用太阳辐射能的天然采光 人工照明在于补充自然光照的不足 以延长冬季和过渡季节的光照时间 天然采光包括 侧采光采用纵墙上的窗户采光 优点 造价低 缺点 采光系数衰减幅度大 尤其是单侧窗 当单侧采光时 距侧窗距离为2倍窗高的点上采光系数仅为近窗点采光系数的1 20 上采光采用屋顶天窗采光 优点 光照比较均匀 缺点 天窗造价较高 混合采光同时采用侧窗和天窗采光 优点 采光较均匀 畜禽舍一般以侧采光为多 一 自然采光的控制1 影响自然采光的诸多因素 畜舍朝向 方位 舍外情况 窗户面积大小 入射角入射角是地面中央的一点到窗户上缘 或屋檐 所引的直线与地面水平线之间的夹角 图8 21中 ABD 入射角愈大 愈有利于采光 此角一般应不小于25 透光角又叫开角 即畜舍地面中央一点向窗户上缘和下缘引出两条直线所形成的夹角 图8 21中 ABC 透光角愈大 愈有利于光线进入 为了保证舍内适宜的光照强度 透光角一般不应小于5 玻璃的有无和透光性能 紫外线大部分被阻挡 脏污的玻璃可阻挡15 50 的可见光 可用树脂窗帘代替 透光率87 90 透气率11 舍内反光面反光率低 光线大部分被吸收 舍内就比较暗 反光率高 光线大部分被反射 舍内就比较明亮 据测 白色喷浆墙面的反射率为85 黄色墙面的反射率为40 灰色墙面的反射率为35 深色墙面的反射率仅为20 砖墙墙面的反射率为40 所以 舍内表面 主要是墙壁和天棚 应平坦 粉刷成白色 并经常保持清洁 以利提高舍内照度 舍内设施及畜栏构造与布置如鸡笼 兔笼猪栏等的构造和排列 对舍内照度影响也很大 采光设计的任务就是通过合理设计采光窗的位置 形状 数量和面积 保证畜舍的自然光照要求 并尽量使照度分布均匀 采光与冬季保温 夏季防辐射热相矛盾 并与夏季通风密切相关 所以 应综合各个因素 合理确定采光面积 实践中 畜舍的自然采光通常用采光系数 入射角 透光角来衡量与设计 2 采光系数是窗户的有效采光面积 即窗玻璃的总面积 不包括窗框 同舍内地面面积之比 以窗户的有效采光面积为1 以1 x的形式表示 畜舍采光系数 因家畜种类而不同 173页表8 8 其中 役马厩采光系数为1 15 舍内照度与舍外照度呈高度正相关 舍内照度随舍外照度不断变化 不可能有一个固定值 所以 对自然采光数量上的要求不能用照度的绝对值来规定 而只能用照度的相对值 自然照度系数 衡量较为客观 3 自然照度系数 天然采光系数 指舍内水平面上散射光的照度 En 与同一时刻舍外空旷无遮光物地点的天空散射光的水平照度 Ew 的比值 C En Ew 100 因直射光变化无常 无规律性 且进入舍内的直射光有限 所以 只考虑散射光 不考虑直射光 只考虑散射光 如在照度较低的全云天能满足采光要求 则有直射光时 必然会进一步改善光照条件 各种畜舍的自然照度系数一般应不小于0 5 二 自然采光设计窗与窗间的距离缩小 有助于舍内光照分布均匀 将窗户西侧的棱修成斜角 使窗洞呈喇叭形 能显著扩大采光面积 寒冷地区 窗户失热可达200 300 在冬季采暖舍 舍外计算温度低于 20 的地区 一般采用双层窗 总传热系数K 2 67W m2 而用单层窗总传热系数K 5 81W m2 单层窗蒙透明塑料膜 北侧墙适当少开窗防止冷风渗透等都是有效的保温措施 窗户应能开启以供夏季通风 从防暑和防寒方面考虑 我国大多数地区夏季都不应有直射的阳光进入舍内 而冬季则希望阳光能照射到畜床上 这些要求 通过合理设计窗户上缘和屋檐的高度可以达到 当窗户入射角小于当地夏至时的太阳高度角时 就可防止夏季的直射阳光进入舍内 当畜舍后缘与窗户上缘 或屋缘 所引的直线同地面水平线之间的夹角等于当地冬至时的太阳高度角时 就可使太阳光在冬至前后直射到畜床上 李p173图8 24 从采光效果看 立式窗比水平 卧式 窗好 但是 立式窗散热较多 不利于冬季保温 所以在寒冷地区 南墙设立式窗 北墙设水平式窗 为了增大透光角 除提高屋檐和窗户上缘高度外 可适当降低窗台高度 窗台高是窗下缘到地面的高度 并将窗台修成向舍内倾斜状 如果窗台过低 会使阳光直射于家畜头部 因此 马厩的窗台高度为1 6 2 0m 其他畜舍为1 2m左右 1 确定窗口位置 1 根据入射角 和透光角 确定窗口上 下缘到地面的高度H1和H2要求 25 5 即 20 则H1和H2分别为 H1 tg S1 0 4663S1H2 tg S2 0 364S2S1 S2 分别为畜舍中央一点至墙外皮和墙内皮的水平距离 m 2 根据太阳高度角和方位角确定太阳方位角A 是指太阳光线在地面上的投影与正南方向的夹角 如李图8 22 8 23所示 以正南S点处为0 当地正午12时太阳在正南方向 顺时针方向为正 逆时针方向为负 正西W处为90 正东E处为 90 正北N处为 180 太阳方位角以A表示 各地太阳方位角在当地正午时均为0 上午为负 下午为正 春分和秋分日 日出和日落时的太阳方位角分别为 90 和90 冬至日 日出和日落时的太阳方位角分别不足 90 夏至日 日出和日落时的太阳方位角分别超过90 太阳高度角和方位角按以下各式计算 h0 90 sinh sin sin cos cos cos sinA cos sin cosh式中 h0 为当地正午的太阳高度角 h 为当地任意时间的太阳高度角 A 为当地任意时间的太阳方位角 当地的地理纬度 赤纬 时角 上午为负 下午为正 n 12 15n 为按24小时计算的当地时间 如下午16时 时角 16 12 15 60 由于一天中太阳辐射强度 在9 10时以后才达到较大值 而一年中最冷时间是在大寒前后 根据防寒要求设计南窗上 下缘高度时 为使冬季直射阳光投照在所需的舍内位置上 建议按大寒日10时或14时计算 夏季为了南窗遮阳而设计屋檐挑出长度 畜舍出檐长度一般不宜超过0 8米 从而使直射阳光不照进南窗 建议按大署日10时或14时计算 如图8 24所示 2 窗口面积计算可按采光系数 窗地比 计算 A K Fd 式中 A 为采光窗口的总面积 K 为采光系数 查表8 8 Fd 为舍内地面面积 米2 为窗扇遮挡系数 单层金属窗为0 80 双层金属窗为0 65 单层木窗为0 70 双层木窗为0 50 一般可按一间畜舍面积进行计算 同时要考虑夏季通风要求 如不能同时满足 应取二者的大值进行设计 3 窗的数量 形状和布置根据当地气候确定南北窗面积比例 炎热地区南北窗面积之比可取1 2 1 夏热冬冷和寒冷地区可取2 4 1 为使采光均匀 要求窗间墙的宽度不能大于窗宽的2倍 在窗户面积一定时 增加窗户的数量 可以减小窗间距 从而提高舍内光照均匀度 如图8 25 二 人工光照利用人工光源发出的可见光进行照明 称为人工照明或人工光照 1 光源主要有白炽灯与荧光灯 日光灯 两种 2 卫生要求 1 照度足够应满足畜 禽最低照度要求 蛋鸡 种鸡10Lx 肉鸡与雏鸡为51Lx 其他家畜地面照度以10Lx为宜 2 照度均匀鸡舍内装设白炽灯应以40 60W为宜 不可过大 灯泡与灯之间的距离 应为灯高度的1 5倍 舍内如果装设两排以上灯泡 应交错排列 靠墙的灯泡同墙的距离 应为灯泡间距的一半 3 其他要求设置灯罩 既可防止灯泡变脏 又可通过反射 增大光照强度 设置可调变压器 使电灯在开 关时 有渐亮 渐暗的过程 灯泡不可使用软线吊挂 以防被风吹动 使鸡受惊 三 畜舍光照的控制人工控制畜舍光照的目的在于 1 畜舍光照强度应适宜 不可过高或过低 2 光照时间应合理 不可过长或过短 3 光色符合家畜生产的要求 一方面有利于畜禽生长发育和健康 另一方面要便于畜群管理 尽管不同色的光对家畜生产有影响 但由于其影响小 且不利于人工操作 因而在生产中 仍用白炽灯和荧光灯作光源 第七节畜舍的通风换气 一 通风换气原则1 排除舍内过多的水汽 使空气中的相对湿度保持在适宜状态 防止水汽在物体表面上凝结 2 维持适宜的气温 不使其发生剧烈的变化 3 要求舍内气流稳定 均匀 无死角 不会形成贼风 4 消除空气中的微生物 灰尘以及舍内产生的氨 硫化氢 二氧化碳等有害气体和恶臭 二 通风换气目的换气 夏季降温 冬季除湿 三 通风换气量的确定确定合理的通风换气量是组织畜舍通风换气的最基本的依据 无论采取何种通风换气方式 通风设计的任务都是要保证畜舍的通风换气量 并合理组织气流 使气流在舍内分布均匀 冬季通风主要是为了排除舍内多于的水汽和有害气体 同时要尽量少地带走热量 所以规定了畜舍最小冬季通风量 夏季通风的重点是排除畜舍内的余热 在节约能源的前提下 要尽可能多地排除余热 在家畜周围形成一定的气流 使家畜有舒适感 所以规定了畜舍最大夏季通风量 最小冬季通风量和最大夏季通风量是选择通风设备时最关心的参数 一般采用自然通风系统时 在北方寒冷地应以最小冬季通风量来确定通风管道面积 而采用机械通风时 必需根据最大夏季通风量来确定总的风机风量 正确地组织气流并使其分布均匀 必需合理设计自然通风的进风口和排风口的面积 数量 形状和位置 合理设计机械通风的风机流量 风机和进风口的数量和位置 确定合理的通风换气量是组织畜舍通风换气的最基本的依据 通风换气量的计算一般有如下5种方法 1 根据舍内产生的二氧化碳计算通风换气量二氧化碳是家畜物质代谢的最终产物之一 它在空气中的含量 可代表空气的污浊程度 用二氧化碳计算通风换气量的原理在于 根据舍内家畜产生的二氧化碳总量 求出每小时由舍外导入多少新鲜空气 可将舍内聚舍的二氧化碳冲淡至家畜环境卫生学所规定的范围内 其计算公式为 其中 L为换气量 m3 h k为每头动物的CO2产生量 L h 头 m为畜舍内动物的数量 C1为畜舍内最大允许CO2浓度 1 5L m3 C2为舍外空气中的CO2浓度 0 3L m3 通常 根据舍内二氧化碳量所算得的通风量 往往不足以排除舍内产生的水汽 仅适用于温暖 干燥地区 在潮湿地区 尤其是寒冷地区 应根据水汽和热量来计算通风换气量 2 根据水汽计算通风换气量依据是由舍外导入比较干燥的新鲜空气来置换舍内的潮湿空气 根据舍内外空气中所含水分的差异 求得排除舍内多余水汽所需要的通风换气量 其公式为 其中L为换气量 m3 h Q为家畜及潮湿物体产生的水汽量 g h q1为畜舍空气湿度适宜时 空气的含水量 g m3 q2为舍外大气含水量 g m3 用水汽算得的通风换气量 一般大于二氧化碳算得的量 故在潮湿 寒冷地区用水汽计算通风换气量较为合理 3 根据热量计算通风换气量家畜在呼出二氧化碳 排出水汽的同时 还在不断地向外放散热能 在夏季为了防止舍温过高 必须通过通风 将过多的热量驱散 在冬季 应有效地利用这些热能温热空气 以保证不断地将舍内产生的水汽 有害气体 灰尘等排出 这个通风换气量 只能用于排除多余的热能 不能保证在冬季排除多余的水汽和污浊的空气 根据热量计算通风换气量 实际上是根据舍内的余热计算通风换气量 根据热量计算通风换气量的方法也叫热平衡法 即畜舍通风换气必须在适宜的舍温环境中进行 其公式是 Q t L 1 3 KF W式中 Q 家畜产生的可感热 kJ h t 舍内外温差 L 通风换气量 m3 h 1 3 空气的热容量 KJ m3 KF 各部传热系数与相应面积乘积的总和即通过外围护结构散失的总热量 KJ h W 地面及潮湿物体蒸发消耗的热能 一般按总热能的10 猪舍按25 计算 此公式可变化求通风换气量 用热平衡法计算的通风换气量 是对其他方法的补充 并可用于检验畜舍的保温隔热性能的好坏 畜舍的保温隔热性能好 则通风换气量能保证 畜舍的保温隔热性能不好 则通风换气量不能得到保证 所以 畜舍建筑良好的保温隔热设计 不仅是保证通风换气顺利进行的关键 也是建立理想畜舍环境的可靠保证 这在我国黄河以北地区 尤其是在东北 内蒙古自治区北部更为重要 4 根据通风换气参数确定通风换气量近年来 一些国家为各种家畜制定了通风换气量技术参数 这对畜舍通风换气系统的设计 提供了方便依据 各种家畜的通风换气量技术参数见 李p160表8 5安p281 282表11 11 11 12 11 13 关于鸡的通风量标准 也有的按地区气候不同 制定出每小时 每公斤体重 鸡只的最大通风量如下 雏鸡3 8 5 6 7 5m3 种鸡5 6 7 5 9 4m3 肉鸡3 8 4 7 5 6m3 上列通风量的低值适用于寒带 高值适用于热带 中间值适用于温带 5 根据换气次数确定通风换气量 换气次数 是指在1小时内换入新鲜空气的体积为畜舍容积的倍数 一般规定 畜舍冬季换气每小时应保持3 4次 不超过5次 L 畜舍通风换气次数 畜舍容积畜舍的容积由于净高不同差异很大 此外 也未考虑家畜的种类 年龄 密度以及饲养管理方式等 只能做粗略的估计 四 畜舍通风换气方法通风换气方法可分为自然通风和机械通风两种 1 自然通风是利用自然界的风压和舍内温度不同所形成的热压差进行的通风 自然通风又分无管道通风与有管道通风两种形式 无管道自然通风是靠门 窗所进行的通风换气 它只适用于温暖地区或寒冷地区的温暖季节 在寒冷地区的封闭舍中 为了保温 必须将门 窗紧闭 需靠专门通风管道进行换气 1 自然通风原理自然通风的动力为风压或热压 风压作用于建筑物的迎风面 空气压力增大 空气就会透过墙上的孔隙进入舍内 而在背风的一侧 形成相对的低压 舍内由于舍外空气不断进入 整个空间的压力不断增大 超过了背风墙外的空气压力 于是 舍内空气通过缝隙向压力小的背风墙处流动 形成舍内外空气交换 通风换气 只要有风 就有自然通风现象 如下图 图7 3畜舍自然通风示意图 热压 是由于舍内不同部位的空气温热不均匀而发生比重 密度 差异 在舍内家畜或其他热源不断向外扩散热量时 进入舍内的外界空气 遇热加温 温热了的空气变轻上升 于是在屋顶天棚处 形成较高的压力区 这时 如果屋顶有空隙 热空气就会逸出舍外 与此同时 畜舍下部空气由于不断变热上升 就成了空气稀薄的空间 压力降低 舍外较冷的空气不断渗入舍内 如此周而复始 形成自然通风 2 自然通风设置在炎热地区 通过门 窗 完全可以保证应有的通风换气 夏季为了消除高温的影响 应充分利用穿堂风 为此 畜舍两侧的门 窗位置应相对设置 便于形成直线穿堂风 还可在纵墙上设通风窗 考虑到家畜在近地面处活动 也有利于缓和高气温的不良影响 而在寒冷地区的封闭舍中 由于结构严密且有一定的厚度 加上越冬门 窗紧闭 故靠门 窗不能保证应有的换气 需装设管道自然通风系统 我国通常采用流入排出式通风系统 这种通风系统 是由均匀地分别设在纵墙上的进气管和屋顶上的排气管组成 在寒冷地区 舍内余热愈多 能从舍外导入的新鲜空气量也愈多 也就是畜舍保温性能愈好 愈有利于通风换气 如果舍内热能不足时 需通过采暖补充热能 以保证通风换气顺利进行 舍内外温差越大 即舍外气温愈低 换气时越易导致舍温迅速下降 所以在寒冷地区 冬季舍内外温差愈大 愈难保证有效的换气 2 畜舍的机械通风机械通风也叫强制通风或人工通风 它与自然通风不同 不受气温和风压变动的影响 能够经常而均衡地发挥作用 1 畜舍中常用的风机主要有轴流式风机 有时也用离心式风机 图7 4轴流式风机 据郭遵然 通风工程 1961 轴流式风机这种风机所吸入的空气和送出的空气的流向 都和叶轴的方向平行 特点是 叶片旋转方向可以逆转 若旋转方向改变 气流方向亦随之改变 而通风量不减少 通风时所形成的压力 一般比离心式风机低 但输送的空气量却比离心式风机大得多 故此种风机即可用于排风 也可用于送风 图7 5离心式风机据郭遵然 通风工程 1961 离心式风机这种风机的特点是进入风机时的空气和叶轴平行 而气流离开风机时 就变成垂直方向 可以利用这个特点 使其自然地适应通风管道90 的转弯 离心式风机不具逆转性 压力较强 在畜舍通风换气系统中 多用于送热风和冷风 2 机械通风方式有三种形式 即负压通风 正压通风和联合式通风 负压通风这种通风系统用风机抽出舍内污浊空气 于是舍内空气变成稀薄的空间 压力相对小于舍外 新鲜空气通过进气口或进气管流入舍内 形成舍内外空气交换 故称负压通风 也叫排风式通风或排风 图7 6负压通风三种形式示意图1 屋顶排风式2 侧壁排风式3 穿堂风式排风 正压通风通过风机将舍外新鲜空气强制送入舍内 使舍内压力增高 舍内污浊空气通过风口或风管自然排走的换气方式 也叫进气式