125 封闭鸡舍的室内环境现场实测与分析9909.docx
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1、封闭鸡舍的室内环境现场实测与分析德和威工程程咨询(上上海)有限限公司 韩星星上海建科建建筑节能技技术有限公公司 马克华华,郭玉锦,董怡平摘要:家禽禽集中养殖殖过程中,养殖密度大,禽舍环境封闭,空气环境参数对禽类产能影响很大。本文以鸡舍为例,介绍了鸡舍内空气环境的各参数对鸡只的影响及相关标准,阐述了鸡舍环境控制系统的发展过程以及目前鸡舍环境控制的常用系统形式。针对江苏南通地区的某鸡舍,于2009年8、9月对鸡舍环境进行现场实测,根据测试结果,分析鸡舍内部的温度、湿度以及CO2的分布规律,并通过计算得到了不同风机开启台数下的风量,鸡舍内鸡群的散热量、散湿量,CO2发生量,及冬季鸡舍负荷情况。分析了
2、现阶段鸡舍内环境存在的问题,并指出了鸡舍环境改造的方向。关键词:鸡鸡舍 环境境控制 现现场实测 通风 节节能Fieldd tesst annd annalyssis oof cllosedd chiickenn houuse iindooor ennviroonmenntHan XXing11, Maa Kehhua2, Guoo Yujjin2, Donng Yiipingg2(1 DHHV Enngineeerinng Coonsulltanccy (SShangghai) Co., Shhanghhai, 2002233)(2 Shhanghhai RReseaarch Insttitu
3、tte off Buiildinng Scciencces, Shannghaii, 20000322)Abstrract: Thee inddoor enviironmment inflluencces tthe ppoulttry pproduuctivvity greaatly due to ppreseent rreferrencee. In thhis ppaperr, diifferrent indooor eenvirronmeent pparammeterrs annd reelateed sttandaards are intrroducced ttheirr imppact
4、 on cchickken, and the indooor eenvirronmeent ccontrrol ssysteem arre sttudieed. IIn Auug annd Seep inn 20009, ffieldd tesst weere ccarriied oout iin a chiccken housse inn Nanntongg. Accorrdingg to the testt ressultss, thhe veentillatioon aiir fllow rrate, CO22 gennerattion, andd heaatingg loaad inn
5、 winnter are anallyzedd. At laast, the probblemss in pressent chiccken housses aare ppointted oout, and posssiblee sollutioons aare ppreseentedd forr thee furrtherr stuudy.Key WWordss: Chhickeen hoousess, Ennviroonmennt coontrool, FFieldd tesst, VVentiilatiion, Enerrgy cconseervattion1 概述我国的养禽禽业己经过过
6、了近200多年的迅迅速发展,家家禽的饲养养持续保持持了快速增增长的势头头,80年年代后期,我我国家禽业业生产更是是迎来了一一个高速增增长时期,中中国禽蛋生生产连续十十几年保持持世界第一一,全国家家禽存栏量量53亿只只。据统计计,20002年我国国禽蛋生产产量达到22535万万吨,目前前居世界第第一位,占占世界总量量的40%以上,人人均禽蛋占占有量巧115.4kkg,禽肉肉产量13350万吨吨,居世界界第二位,人人均禽肉占占有量9公公斤,接近近世界平均均水平(农业部畜畜牧兽医局局畜牧处,20044)。目前,大多多数规模养养鸡场,由由过去采用用开放式、半半开放式鸡鸡舍饲养方方式转入封封闭式人工工环
7、境控制制鸡舍饲养养,其目的的是可以为为鸡只提供更舒舒适的生活活环境,使使之更符合合鸡的生理理要求,充充分发挥其其遗传潜力力(杨恒广广,20002)。封闭鸡舍舍通过鸡舍舍建筑将鸡鸡只与外部部环境完全全隔离,通通过环境控控制系统调调节鸡舍内内的空气参参数,从而而使鸡只保保持较高的的产能。随随着肉鸡生生产规模化化程度的不不断提高,环环境对生产产的制约作作用越来越越大(崔治治中,20003),环境好坏坏已成为鸡鸡只生产的的关键性制制约因素。甚甚至有人认认为,环境境改善与控控制的重要要性已大大大超过了传传统的品种种改良和饲饲养管理,特特别是鸡群群生产力表表型性状有有50%-95%取取决于环境境条件(杨杨
8、宁,19994)。因此,研研究封闭鸡鸡舍的舍内内环境控制制问题,对对降低鸡只只死亡率、提提高生产能能力,促进进我国养禽禽业发展,有有着重要的的意义。2 鸡舍环环境控制系系统鸡舍内需要要控制的环环境参数主主要包括污污染物浓度度、温度和湿度等。鸡鸡舍内的污污染物主要要由鸡只本本身、粪便便以及垫料料产生,会会对鸡只的的健康产生生影响,从从而影响鸡鸡只的死亡亡率和产能能。一般通通过通风的的方式控制制室内的污污染物浓度度,以保证证鸡只的安安全。同时时由于通风风量较大,鸡舍内的温湿度受到室外气象条件的影响,所以需要使用暖风机和冷却器来控制室内温湿度。2.1 鸡鸡舍环境对对鸡只的影影响2.1.11 污染物物
9、浓度对鸡鸡只的影响响鸡舍内对鸡鸡只影响较较大的污染染物主要有有二氧化碳碳、氨气和和硫化氢。二氧化碳主主要是由于于鸡的呼吸吸产生的。二二氧化碳本本身并无毒毒性,大气气中二氧化化碳的浓度度对畜禽都都没有影响响,但在鸡鸡舍中,鸡鸡的呼吸排排出量大于于其他家畜畜,如果鸡鸡舍通风不不良,二氧氧化碳浓度度过高,持持续时间过过长会造成成缺氧,引引起慢性中中毒,表现现为精神萎萎靡、食欲欲减退、增增重缓慢、体体质下降、生生产力降低低、对疾病病的抵抗力力减弱等(李李庆康,22000;汪植三,11995;侯加林,11998;杜芳义,22001)。因此,禽舍中二氧化碳浓度的高低将影响家禽的生长,其浓度以1500ppm
10、为限(Bakker,1996;赵洁,1987;史清河,2000)。鸡舍内的氨氨气主要由由禽类粪便便发酵分解解而成。氨氨气主要由由尿液中的的尿素和粪粪便或者土土壤中的尿尿素酶结合合、水解而形形成。当氨气浓度度达到200ppm,持持续6周以以上时,鸡鸡肺部产生生明显病变变;达到500ppm时时可引起流流泪和鼻涕涕;60-880ppm时时,可引起起粘膜充血血、水肿,发发生结膜、角角膜和气管管炎,产蛋蛋量明显减减少;肉鸡在225ppmm环境中,增增重和饲料料利用率显显著降低。氨氨气还容易易引起鸡中中毒,使其其食欲减退退或废绝,严严重时造成成死亡(布布仁,20001;邓邓建国,22001;东北农学学院,
11、20000)。鸡舍空气中中硫化氢含含量高于66.6pppm时,家家禽容易畏畏光流泪,咽咽部灼伤,易易发生鼻炎炎、气管炎炎,甚至引引起肺水肿肿。另外,硫硫化氢易溶溶于水,与与禽呼吸道道粘膜接触触后和其中中的钠离子子结合为硫硫化钠,其其强烈的刺刺激作用可可引起眼炎炎和呼吸道道炎症。硫硫化钠进入入血液后,又又被水解放放出硫化氢氢,对细胞胞呼吸具有有窒息作用用,从而引引起机体组组织缺氧,导导致呼吸麻麻痹,窒息息死亡。2.1.22 温、湿湿度对鸡只只的影响通常蛋鸡的的适温区在在21226,当环境温温度超过332时, 家禽很很容易出现现热应激反反应, 美国曾曾因高温而而导致5660万只肉肉鸡和1000多万
12、只只蛋鸡与商商品鸡死亡亡,由此可见见温度是导导致家禽出出现热应激激的首要环环境因素。热应激使机机体产生一一系列的生生理生化反反应,降低低鸡的采食食量、日增增重、产蛋蛋率,降低低饲料利用用率,进而而蛋形变小小、破壳蛋蛋和软壳蛋蛋增多,严严重时导致致热衰竭,给给蛋鸡养殖殖带来极大大的危害。因因此,对蛋蛋鸡的热应应激进行有有效的调控控,越来越越受到学者者和生产者者重视和探探索。热应激可显显著降低家家禽的生产产性能,其中以采采食量减少少最为主要要。据报道道, 在211-30,每升高11采食量下下降1.55%,在32-38,每升高11采食量下下降4.66%(陆应应林等,19999)。许多多试验均表表明高
13、温显显著降低鸡鸡各阶段的的采食量(呙呙于明等,19988;姜礼胜胜等,19999)。影响家禽热热应激的另另一环境因因素是空气气湿度。湿湿度在家禽禽生产中经经常被忽视视,鸡群最最适湿度为为50%-70%。低低湿的环境境易使禽只只体内水分分大量散失失,饮水量量增加,采采食量减少少;高湿使鸡鸡只体内热热量容易散散失(低温温)或散不不出去(高高温),前前者使机体体抵抗力下下降,后者者往往造成成热应激或或中暑,严严重者造成成死亡或疾疾病的发生生。2.1.33 目前鸡鸡舍环境标标准目前关于鸡鸡舍环境的的主要标准准包括ASSAE(AAmeriican Sociiety of AAgriccultuural
14、engiineerrs,美国国农业工程程师协会)的的EP2770.5,我我国的畜牧牧业行标NNY/T3388-11999畜畜禽场环境境质量标准准,河北北省地方标标准DBB13/TT548-20044蛋鸡舍环环境卫生规规范等。2.1.44 鸡舍环环境的研究究现状张妮娅等人人(张妮娅娅,20008)通过过调查得到到了不同鸡鸡舍类型下下的夏季蛋蛋鸡采食量量和产蛋率率情况。卢真真等人人(卢真真,22008)通过实测测和计算研研究保证鸡鸡舍降温效效果时鸡舍舍必需的通通风量。Dateekin等等人(Dattekinn,20009)研究了在在地中海气气候下采用用湿帘蒸发发冷却对肉肉鸡舍降温温的效果,对对实际
15、系统统进行了实实测,得到到了每次测测试的湿帘帘效率和温温度降低值值。Blanees-Viidal等等人(Blannes-VVidall,20008)采用用CFD和和实测的方方法研究了了某禽舍内内的气流组组织,并且且通过对比比CFD和和实测结果果,指出了了较佳的CCFD边界界条件。Oliveera EEcim-Djurric等人人(Olivvera Ecimm-Djuuric, in presss)采用CFFD方法研研究了采用用自然通风风和机械通通风方式的的牲畜舍内内的气流组组织。Seo等人人(Seo,22009)通过CFFD方法研研究了采用用自然通风风的肉鸡舍舍内冬季的的气流组织织,同时计计算
16、了冬季季的热负荷荷。除了气流组组织外,还还有学者考考虑到鸡舍舍空气中的的颗粒物,MMing Chaii等人(MMing Chaii, 20009)研研究了利用用静电除尘尘装置洁净净鸡舍空气气时的除尘尘效率和较较优的工作作电压。以上文献主主要集中在在鸡舍内部部的气流组组织或者是是湿帘降温温等局部环环节的理论论研究上,对对于鸡舍的的机械通风风系统缺乏乏较为系统统的论述和和现场实测测资料。本本文希望能能够就鸡舍舍的机械通通风系统进进行实测,从从而为鸡舍舍内环境研研究和节能能评估提供供基础。2.2 鸡鸡舍环境控控制系统形形式2.2.11 鸡舍通通风系统鸡舍进行通通风的目的的包括两个个:一是控控制鸡舍内
17、内部的污染染物浓度,二二是控制鸡鸡舍内部的的温湿度,使使鸡舍内的的环境条件件满足较优优的鸡只生长长产蛋条件件。当增大鸡舍舍通风量时时,鸡舍内内污染物浓浓度下降,同同时空气将将室内鸡只只产生的余余热、余湿湿带走。在在过渡季节节,由于室室外空气温温湿度较为为适宜,控控制室内污污染物浓度度对通风量量的需求和和控制室内内温湿度对对通风量的的需求是统统一的,即即增大通风风量对控制制两种参数数都有好处处。在冬季季,由于室室外空气温温度较低,在在风量较大大时,用于于加热通风风气流的能能量需求大大,因此,为为了减小冬冬季能耗,只只能在满足足污染物浓浓度要求的的基础上,尽尽可能的减减小风量。在在夏季,室室外空气
18、温温湿度较高高,同时由由于送风量量大,不能能经过空调调处理,所所以其送风风温湿度也也较高,所所以,目前前夏季一般般通过增大大通风量的的方法,尽尽可能减小小室内的温温度升高,此此时,在较较大的通风风量下,虽虽然室内温温度依然不不低,但是是只比送风风温度高112。2.2.22 湿帘降降温系统湿帘风风机降温是是近年来应应用较多,效效果比较理理想的一种种降温方法法。自500年代美国国学者开始始研究开发发以来,湿湿帘装置逐逐步实用和和成熟并得得到推广,尤尤其是波纹纹材料的湿湿帘出现后后,这一系系统便逐步步推广到日日本、欧美美及中东等等许多国家家。后来将将之使用于于畜禽舍的的夏季降温温,取得了了较好的效效
19、果,多用用于鸡舍的的降温。我国自800年代初通通过对国外外引进的湿湿帘风机降降温系统的的消化吸收收和改进设设计,被列列入国家级级新产品向向全国推广广应用,在北方干干燥地区使使用得到了了较好的降降温效果。湿湿帘降温系系统与近年年来推广应应用的纵向向通风技术术相结合,已已成为目前前农业建筑筑夏季通风风降温的普普遍模式,这这一系统在在国外及我我国北方地地区已得到到广泛应用用,其技术术成熟可靠靠。湿帘风风机降温系系统是应用用蒸发降温温的原理,利利用湿帘蒸蒸发水气吸吸收通风空空气中的显显热量,达达到降温的的目的。湿湿帘风机降降温系统主主要由湿帘帘风机,水水循环系统统和自动控控制装置组组成,其核核心部分是
20、是湿帘。湿湿帘装在封封闭鸡舍的的一端山墙墙或侧墙上上,风机装装在另一端端山墙或侧侧墙中,风风机抽风时时,舍内产产生负压的的使舍外末末饱和的空空气穿过湿湿润的湿帘帘表面进入入舍内,并并导致水分分蒸发,从从而使舍内内空气温度度下降。这这是一种物物理现象,水水转化成水水蒸汽需要要吸收周围围的热从而而使周围环环境温度下下降。水分分蒸发的多多少与空气气的饱和水水气压差成成正比关系系,空气越越干燥,温温度越高,经经过湿帘的的空气降温温幅度越大大,效果越越显著。2.2.33 通风与与降温控制制系统目前,一般般通过监测测鸡舍内的的温度来控控制风机开开启的数量量。当鸡舍舍内的温度度超过一定定温度时(如如28),
21、则打打开湿帘降降温系统。目标温度+误差室内温度控制器执行机构降温设备温度传感器图1 通风风与降温控控制系统示示意图2.2.44 通风模模式封闭鸡舍的的通风系统统根据季节节的变化有有三种不同同的运行模模式。夏季采用纵纵向通风,如图1所示。采用这种通风模式的原因是,夏季室外温度较高,需要经过湿帘降温后送入室内,所以室外空气会通过鸡舍一端的湿帘统一处理后送入室内,沿鸡舍纵向流动,从另一侧排出。这种通风方式的优点是集中送风、集中排风,设备安装简单,气流组织形式简单。缺点是空气从一侧进入,另外一侧排出,则空气沿程温度升高,污染物浓度增加,若要保证出口处的温湿度和污染物浓度,需要较大的风量。图2 夏季季的
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