В условиях энергодефицита вопросам экономии теплоты в животноводческих помещениях должно придаваться большое значение. В типовых проектах свинарников-маточников предусматривается чрезвычайно большая удельная кубатура – до 60–65 м³/гол., в то время как ученые – зоогигиенисты рекомендуют снижать ее до 16–20 м³/гол. С целью экономии энергоресурсов тенденция к снижению кубатуры зданий наблюдается сейчас во всем мире. Для свинарников-маточников это имеет большое значение, учитывая, что в них необходимо поддерживать повышенную температуру воздуха (18-20°С, а в зоне локального обогрева 30-32°С).
Внутренняя отапливаемая кубатура зданий зависит от их высоты и площади пола. На тепловые характеристики помещений влияют также степень рационального использования внутренней площади и размеры ограждающих конструкций. В этой связи практический интерес представляет изучение наиболее эффективных способов размещения станков в свинарниках-маточниках с целью выявления менее затратных и более теплоэкономных.
Рис. 1. Схемы размещения станков на свиноводческой ферме
1 – двухрядная с одним средним кормонавозным проходом; 2 – двухрядная с двумя боковыми проходами; 3 – двухрядная с тремя проходами; 4 – трехрядная с двумя проходами; 5 – четырехрядная с двумя проходами; 6 – четырехрядная с тремя проходами
Цель исследований
- Изучить все существующие схемы размещения станков;
- Путем моделирования зданий выяснить наиболее благоприятную схему размещения.
Для достижения поставленной цели нами были решены следующие задачи:
- Проведена оценка вместимости свинарников-маточников на 60 гол. свиноматок, живая масса – 150 кг; количество подсосных поросят – 10 голов.
- Проведен расчет размеров свинарников по разной схеме размещения станков в соответствии с технологическими нормами.
Методом моделирования спроектировали свинарники с учетом технологических норм. В них предусмотрели одинаковое устройство и теплозащиту всех конструкций (на уровне современных требований), чердачное перекрытие. Станок – 2,5х3 м, высота – 2,6 м, СК 1:12, окна тройные. Изучено шесть схем размещения станков (рис. 1).
Результаты исследований приведены в таблице 1. Как видно, в зданиях с 1-й и 5-й схемами размещения станков меньше удельная кубатура, более экономно и рационально используется площадь, и лучшие тепловые характеристики. Следовательно, в климатических условиях Урала эти здания не только теплоэкономны, но и при прочих равных условиях являются более дешевыми при возведении, поскольку имеют минимальный показатель удельной площади ограждающих конструкций.
В свинарниках, оборудованных по схемам 2 и 3, расходуется больше тепла, и сметная стоимость строительства выше, так как, по сравнению со схемой 5, площадь всех ограждающих конструкций у них больше соответственно на 21 и 27%. Остальные свинарники (4-й и 6-й) по изучаемым показателям занимают промежуточное положение.
Отрицательную радиацию в свинарниках 1 и 5 можно уменьшить путем оптимальной теплозащиты наружных стен и организации зон локального обогрева с применением инфракрасных излучателей, ковриков, электрообогрева пола.
Установлено, что за счет снижения площади маточных станков с 7,5 м² до 6,5 м² и внутренней высоты с 2,6 м до 2,2 м в зданиях со схемами 1 и 5 можно уменьшать отапливаемую кубатуру до 19 м³/гол., в то время как при схемах 2 и 3 она снижается только до 23–24 м³/гол. Это очень важно для небольших свиноводческих ферм в крестьянских (фермерских) и подсобных хозяйствах.
| Номер здания (схемы) | Удельные величины | Отношение площади станков к площади проходов | Qж | Qж Sогр., ккал/ч/м² | Qж Vзд., ккал/ч/м³ | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| площадь пола, м²/гол | кубатура м³/гол | площадь ограждений, м²/гол | |||||
| 1 | 10 | 26 | 28 | 2.8:1 | 20,4 | 22,3 | — |
| 2 | 13 | 33 | 34 | 1.4:1 | 17,1 | 17,7 | — |
| 3 | 14 | 36 | 37 | 1.1:1 | 15,9 | 16,1 | — |
| 4 | 11 | 29 | 29 | 2.0:1 | 20,2 | 20,0 | — |
| 5 | 11 | 28 | 27 | 2.3:1 | 21,8 | 21,0 | — |
| 6 | 12 | 31 | 29 | 1.7:1 | 20,0 | 18,9 | — |
В результате сравнительной теплотехнической оценки нами было установлено, что наиболее теплым является 5 здание, оно на 6%, 22% и 27% превосходит другие здания по обеспеченности теплом животных, ограждающих конструкций, а критическая температура на 9,90% выше, чем у других. Кроме всего прочего, дефицит тепла, приходящийся на одно животное в этом здании на 3%, 9% и 12% ниже, чем у других. Теплопотери здания, приходящиеся на одно животное, ≈ на 5,3% ниже, чем у других помещений. Обеспеченность теплом = 30%, что на 7% выше, чем во 2 и 3 здании. Недостатком этого здания является то, что удельная кубатура и площадь в нем на 7–9% выше, чем у первого здания, которое по остальным параметрам занимает 2 место, уступая на 9%.
На среднем уровне находятся 4 и 6 здания, они уступают первым двум на 3–10%. Здания 2 и 3 занимают самые последние места, их показатели ниже на 30%.
Из данных таблицы явно видна негативная сторона всех зданий – слишком высокая удельная кубатура – до 36 м³/гол. (вместо 20 м³/гол) и удельная площадь – 14 м²/гол. (вместо 7,4–7,5 м²/гол), а также не высокие коэффициенты использования площади зданий. Для снижения этих показателей мы предприняли и разработали ряд мер:
- Добавили в 4 и 5 здания по два станка, это позволила сделать схема размещения станков;
- Уменьшили площадь станка до 6,25 м² (с 7,5 м²);
- Снизили высоту потолка до 2,2 м (с 2,6 м);
- Уменьшили два продольных прохода в 3 здании до 0,7 м (с 1,2 м).
В результате этих мероприятий снижение удельной площади произошло в среднем на 17%, а удельной кубатуры – на 30%. Наименьшей удельной кубатурой обладают 1 и 5 здания, на II месте 4 здание, III место 2, 3 и 6 здания, имея удельную площадь 8,8 м²/гол и удельную кубатуру 20–19 м³.
Мероприятия по снижению кубатуры положительно повлияли на тепловой баланс. Несмотря на то, что он остался отрицательным, дефицит тепла в среднем уменьшился на 7%, потеря тепла через ограждающие конструкции снизились на 26%. В результате этого общие теплопотери снизились на 5%, КТБ увеличился на 5% и в среднем составил 31%. Соответственно увеличились и остальные параметры.
Таким образом, наилучшей схемой расположения с точки зрения энергосбережения является 5 – четырехрядный с двумя проходами. Схема 1 – двухрядный с одним проходом, практически не уступает 5-й и делит с ней первое место, но имеет большую площадь ограждающих конструкций, на 10%. Схемы 2 и 3 не удовлетворяют зоотехническим требованиям, требуют повышенные затраты технического тепла, в них нерационально используется площадь и кубатура зданий. Трехрядные с двумя проходами и четырехрядные с тремя проходами занимают среднее положение по всем изучаемым показателям, их можно считать удовлетворительным.
Предложения
- При проектировании свинарников-маточников ориентироваться на схемы 1 и 5.
- При использовании в строительстве маточников по схеме размещения станков №1 проводить дополнительное утепление нижней части стен (до уровня подоконника).
- Двухрядные маточники с 2 и 3 проходами не проектировать, как энергоемкие.
- Трехрядные с двумя проходами и четырехрядные с тремя проходами использовать в зонах с наиболее благоприятным климатом, но желательно дополнительно утеплить.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
- Голосов И. М., Кузнецов А. Ф., Гольдинштейн Р. С. Гигиена содержания свиней на фермах и комплексах: учебное пособие. Санкт-Петербург: Колос, 2013. 216 с.
- Савич И. А. Свиноводство и технология производства свинины: учебное пособие. М.: Агропромиздат, 2013. 363 с.
- Панкратов В. Н. Промышленное свиноводство: учебное пособие. Москва: Россельхозиздат, 2011. 205 с.
Авторы:
С. А. Гриценко, доктор биологических наук, доцент, зав. кафедрой кормления, гигиены животных, технологии производства и переработки с.-х. продукции
М. Д. Гриценко, студент
ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ, Троицк, Россия
Источник: Журнал БИО