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    猪场建设中最关键环节—通风系统设计

    2016-07-06 17:03:59   来源:天源饲料   点击:

    猪场建设中最关键环节—通风系统设计

      猪在饲养过程中有众多因素会影响猪的生长水平和饲养成绩:第一,猪场管理,优秀的管理可以提高猪的生长、福利以及高效的生产流程;第二,基因,一个与种猪生产性能相关联的遗传育种学科;第三,营养;第四,健康保健;第五,猪场设计,可分为通风设计、喂料系统设计,以及栏体设计。深入分析发现其中猪场管理、基因、营养、动物保健这前四个为猪场饲养过程中的变化因素,随着饲养水平及管理的提高均可得到提升,而猪场设计一旦确认建成后,所需要服务的便是20~30年,影响的不是一个批次的猪而是一个饲养体系;所以从猪舍建设方面分析,猪场建设是一个重要的前提。随着国内外交流日益频繁与深入,越来越多的猪场投资人意识到猪舍建设以及相关系统的设计扮演越来越重要的角色。本文即对猪场建设中最关键环节——通风系统设计做详细分析。

      1.通风系统设计原理

      通风系统是使用一定的设备装置调节舍内温度从而达到舒适生活环境的系统。猪舍环境包括两个方面:第一,舍外环境,即季节环境具体来说是户外温度、湿度等参数;第二,舍内环境,即舍内温度、湿度有没有一些有毒有害气体等等;通风的目的就是在一个舍外大环境背景下,通过一定的设备装置创造舍内所需要的适宜环境;对于猪群来说,环境的管理将变得复杂很多,因为猪只在舍内完成了生活的全部,包括饮食、休息、排泄以及排泄物储藏等,所以复杂的舍内环境对通风系统的设计提出了更多、更高要求。

      通风能够控制房间在一定的适宜温度范围内,另外因为猪群每天产生大量的粪便会发酵产生大量的有害气体比如氨气、硫化氢、一氧化碳、甲烷还有呼吸产生大量的二氧化碳、用水以及尿液产生一定的湿度、粪便干燥后,猪的皮毛,饲料分解产生大量的粉尘颗粒,所以猪舍的环境也需要将这些有害气体、湿度及粉尘控制在一定的理想范围值之内。通风就是为了维持舍内的适宜温度,同时排出有害气体、湿气及粉尘,并补充足够的新鲜空气(见表1)。适宜的温度降低了猪群的冷应激和热应激,保证了饲料的高效利用及猪群的生长速度,这些都意味着优秀的投资回报。

      2.猪舍的通风设计

      通风系统通常是建立在一系列的设备装置基础之上,比如风机、屋顶进风窗、墙面PVC板进风窗、水帘、喷雾装置、加热器、卷帘布等等,这些设备通通听命于舍内的智能通风控制器;控制器根据房间温度的要求,具体指令是否需要降温、加热、加大/减少通风量等;通风装置联系了户外的季节环境,创造了房间内的温度环境并减少了有害气体的排放。根据气候特征通风分为冬季、春秋季、夏季模式。

      2.1冬季通风模式

      冬季户外温度很低,猪群的呼吸量将会减小,为了维持房舍内适宜温度,需要补充一定的热量(加热器)同时还需要兼顾舍内有害气体的排放和氧气的补充,鉴于以上因素,冬季整体通风需要使用的设备为风机、进风窗、加热器;因为通常风量偏小的关系,风机通常为变速风机来维持整个系统;另外因为户外寒冷,舍外的新鲜空气也是很寒冷的,所以需要将先进的风进行预热处理并确保这些新鲜空气能够均匀地进入舍内并有效分布;一般称这类通风模式称为冬季最小通风。

      冬季最小通风--通风原理:舍外的寒风经过侧墙屋檐口进入房舍阁楼(通常阁楼温度略微高于舍外,因为有阳光照射原因及阁楼相对密闭),舍内设计吊顶,冷风经过吊顶上实现安装的屋顶进风窗进入舍内,寒风从进风窗快速吸进舍内的一刹那便与舍内上层热空气(房舍内部空气上层为热空气,往下温度越低)进行预热,然后被预热的空气均匀地向四周扩散,待降落到猪只高度时,已经没有寒冷的应激了,最后随着风机排除舍外(图2)。

      冬季通风/建筑设计要点:一是房舍需要设计为屋檐口敞开,具体南北方的模式也是有差异的;二是设计有吊顶和吊顶的保温/隔热层(重要性以下章节有介绍);三是屋顶进风窗的摆放位置和间距有严格要求,这点国内一些猪场存在此类问题;四是最小通风风机通常为变速风机,根据猪群规模和类别选择最小风机大小;五是加热器的摆放与所需热能大小。

      冬季通风需要确保寒风计入舍内的预热(具体预热模式的设计有多种方案,针对中国不同区域),风机的选择与使用都很关键,这样可以充分确保舍内有害气体控制在(表1)之内。

      2.2春秋季通风模式

      春秋季,户外温度忽冷忽热,猪群呼吸量随着温度的变化而变化,为了维持房舍内适宜温度,有时需要增加通风、有时需要减少通风,但是需要确保这些新进入的新鲜空气能够均匀地进入舍内并平均分布,同时排除舍内的有害气体。我们一般将这类通风模式称为温和通风。

      春秋季温和通风的通风原理:此时的气候,介于寒冷与温热之间,如果在白天的舍外,是猪群比较理想的环境要求,那么在大密度饲养的密闭猪舍内,仍然需要确认所进入的风是比较温和的,另外需要确定风量增加到猪群理想的要求(表3),对于在交换季节的过渡阶段,风量的变化显得很突然和不确定,此阶段的风有相当一部分是从屋顶进风窗下来的,当不足以满足舍内风量要求时,部分风可以通风墙面PVC板的下降(产房/保育舍)或者通风卷帘布的下降(妊娠舍/育肥舍)得到补充。

      春秋季节通风/建筑设计要点:一是房舍的进风仍然从屋檐口下来;二是多余的风可以需要从PVC板与卷帘布的调控得到补充;三是屋顶进风窗的数量与间距,还有驱动模式和房舍结构及饲养密度有一定的关系。

      舍内屋顶进风窗的设置及摆放能够更有效的提高舍内新鲜空气的均匀补给从而更高效地改善了舍内的空气环境。

      2.3夏季通风模式

      夏季户外温度很高,猪群呼吸量大大增加,为了维持舍内适宜温度,需要充分地为猪群降温,此时通风量将快速增加,舍内的有害气体和粉尘的排放也将更加快速,这种环境下所需要的通风装置有风机、水帘/喷雾、卷帘布等。针对大猪类型房舍比如妊娠舍/育肥舍,房舍较长时,人们习惯性的将这类通风模式称为:夏季隧道通风;针对小猪类型比如产房/保育,房舍较短时,人们习惯性的将这类通风模式称为:夏季纵向通风。具体的对应关系。

      夏季通风—通风原理:舍外酷热,阳光直照着房舍屋顶和墙面,阁楼内温度骤升,高热空气会与吊顶进行剧烈地热交换,导致舍内温度加剧升高,为了给阁楼降温,吊顶必须进行隔热处理,另外在屋顶需要设计屋顶通风帽,这样的设计会让阁楼空间进行一个内部热空气循环,有效降低阁楼温度从而降低了高热空气对舍内温度的影响,此时必须确保屋顶进风窗处于100%关闭状态;产房/保育舍通风,舍外热空气经过水帘降温(有些区域不需要设计,因地制宜),然后经过公共过道(冬季有效的保障了房舍温度)再通过墙面PVC板进风窗,然后纵向穿过房舍,给猪群降温并排除有害气体及湿气(图4);妊娠舍/育肥舍,舍外热空气经过水帘降温(有些区域不需要设计,具体情况具体分析),然后隧道式穿过房舍,给猪群降温并排除有害气体及湿气。

      实践证明夏季这种通风模式能够有效降低舍内温度。

      夏季通风/建筑设计要点:一是房舍的进风不从屋檐口下来,且阁楼需要设计屋顶通风帽;二是夏季通风模式下,屋顶进风窗必须100%关闭;三是如果使用水帘作为降温设备,水帘的开启通风为倒数第二个开启阶段;在具体实施阶段,针对妊娠舍/育肥舍,设计隧道通风模式时房舍的长度不是任意长度,这点需要具体分析;通常来讲,育肥舍房舍最长距离不超过 86 米,妊娠舍房舍最长距离不超过106 米,可以设计成单侧进风模式的隧道通风。

      三种通风模式通风的递进关系

      结合理想的通风模式具体到各类猪舍的设计。

      房舍的密闭性;房舍的密闭直接关系到所设定的进风方向能否在舍内得到使用,舍内的温度的调控与有害气体、湿度及粉尘的排放均与房舍的密闭性有关;在钢结构房舍中尤其要注意屋顶、吊顶即墙体之间的密闭问题,可以通过烟雾测试或者风机开启测试舍内负压做一定程度的检测。

      房舍保温隔热的重要意义:

      举例:武汉,育肥舍,15M X 50M,1,000头猪,25KG进,舍外0℃,理想保持舍内18℃,有吊顶,但是吊顶与墙体的保温在两种不同的条件下,热量传递给猪场造成的费用比较;

      3.过滤系统在通风中的运用

      近年来随着部分区域整体生物安全的顾虑、一些重要的种猪场还有一些公猪站,均在考虑使用过滤系统,给猪群带来更有保障的安全系统;过滤系统一般分为,负压式通风、中性通风、正压式通风;对房舍的建筑要求均比较高;从投资使用角度讲,负压式易于实现,但是对于房舍要求和管理要求均更高;舍内的负压一般设计范围在50~62帕斯卡。

      过滤网从过滤病毒角度讲,过滤原理分为,拦截、惯性、扩散;对于病毒,比如猪流感病毒粒子(0.08μm~0.12μm)、蓝耳病毒粒子(0.05μm~0.065μm)、圆环病毒粒子(0.0017μm~0.0022μm)均可以有效过滤,然而病毒粒子在0.3μm~1μm之间是相对比较困难的。

      使用过滤网后,初效过滤系统只能起到阻隔粉尘的作用,有时粉尘携带一定的病毒,粉尘会造成猪群的呼吸道疾病等,在北方风沙大的区域可以使用;如果过滤病毒则建议使用高效过滤系统。

      过滤系统增加了猪场投资成本,使用过滤系统,风机需要增加及过滤网安装相关配套框架或者导道亦需增加;美国研究发现,使用过滤系统后平均每头母猪需要增加250美元的费用(单母猪区);另外精密过滤网通常3~5年更换一次,初效过滤网6~12个月更换一次;其循环费用较为高昂,即便如此,美国使用过滤系统的猪场逐年在增加,因为猪场主认为这项投资成本比蓝耳病爆发带来的损失小很多。

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