基于當地氣候選擇豬舍環控方案

文/高 巖

基于當地氣候選擇豬舍環控方案

文/高 巖

近年來豬舍環境控制越來越受到國內養豬從業人員的重視，但在實際生產中，豬場項目的環控方案選擇和運行還存在一些問題。有些項目仍然存在環控方案同項目所在地氣候條件不匹配的情況。為了能夠更好地對豬舍進行環境控制，養殖者在建造或者改造豬場前應該考慮這樣幾個問題。

1 緯度不是好指標

筆者參與過黑龍江省哈爾濱市附近的一個母豬場的設計，在豬舍環控方案討論階段有人提出哈爾濱同歐洲一些國家緯度接近，可以按照歐洲的通風設計模式和設備配置方案。緯度是選擇環控方案的好指標嗎？答案是否定的。由圖1和圖2可知，對比分析哈爾濱地區和法國布雷斯特地區的氣候，哈爾濱全年溫度波動幅度很大，從-28.7℃～32.8℃，而相對哈爾濱緯度更靠北的法國布雷斯特溫度波動只在-4℃～29℃。

圖1 哈爾濱標準氣象年氣溫3D分布圖（北緯45.78°）

圖2 法國布雷斯特氣溫3D分布圖（北緯48.45°）

其實只要了解基本的地理知識，就可以知道相近緯度區域可能屬于完全不同的氣候類型。歐洲養豬集中區域很多屬于溫帶海洋性氣候，氣溫波動很小，沒有極熱、極寒天氣，同我國東北大部分區域存在較大差異，所以具體豬舍環控方案的選擇一定要基于當地的氣候條件，不能盲目套用所謂發達國家的成熟方案。

2 豬舍是否用濕簾

在豬舍濕簾使用方面，美國艾奧瓦州立大學的Steven Hoff教授給出了他的判斷方法。圖3是美國不同區域的氣溫指標，三個溫度數據由上到下分別是頻率1%的低溫、頻率1%的高溫、對應頻率1%高溫的濕球溫度。濕球溫度可以理解為通過蒸發降溫使空氣濕度達到100%時可以降到的最低氣溫。

判斷是否使用濕簾可以基于頻率1%的高溫和對應頻率1%高溫的濕球溫度兩個指標做出判斷。以美國中西部地區為例，頻率1%的高溫為33℃，對應的濕球溫度是23℃。通過蒸發降溫的最大幅度為10℃。考慮濕簾的蒸發效率，如果濕簾的蒸發效率為70%，則豬舍使用濕簾后蒸發降溫最大可降7℃，因此通過濕簾后豬舍可降溫至26℃。Steven Hoff教授認為最大降溫幅度超過10℃即比較適宜使用濕簾。中西部的情況僅僅依靠濕簾降溫還無法達到某些階段豬只的理想溫度需求，還需要考慮配套風速降溫。

國內各地方頻率1%的高溫和對應頻率1%高溫的濕球溫度這兩個指標相對較難獲取，我們可以通過空調室外干球計算溫度和空調室外濕球計算溫度來做簡單判斷，我國夏季空調室外計算干、濕球溫度分別采用歷年平均不保證50小時的干、濕球溫度，兩個指標沒有對應關系，但可以簡單做初步判斷。

如，哈爾濱夏季空調室外計算干、濕球溫度分別為30.3℃和23.4℃，濕簾蒸發降溫大體在5℃左右，可降溫至約25℃，夏季設置濕簾基本可以滿足大部分情況的降溫需求。

再如，武漢夏季空調室外計算干、濕球溫度分別為35.2℃和28.2℃，濕簾蒸發降溫也在5℃左右，可降溫至約30℃，夏季設置濕簾還需配套風速降溫或噴淋滴水降溫的方式。

圖3 美國不同地區溫度數據

3 嚴寒區域應關注通風

豬舍環境控制系統應為豬的活動區域提供適宜的溫度、濕度，并降低有害氣體濃度。不同環境條件下通過通風要同時滿足這些要求，實現溫度、濕度和有害氣體的平衡。通風指標具體同下面幾點有關：

（1）豬舍維護結構的保溫隔熱性能；

（2）豬舍內溫度、濕度和有害氣體產生量的平衡；

（3）豬舍內環境指標：設定溫度、相對濕度、有害氣體濃度；

（4）豬舍外環境指標：溫度、相對濕度、有害氣體濃度。

豬舍通風量隨著這些條件的不同各有不同，但整體遵循圖4所示的規律。室外溫度較低時，通風量是由有害氣體平衡和濕度平衡確定的，當室外溫度低于Td（需加熱溫度）時，舍內提供輔助加熱是必須的。

在寒冷地區，為了滿足豬舍內濕度和有害氣體濃度的要求，即便在室外零下30℃以下的環境下仍然需要通風。寒冷地區通風的有效性和圍護結構的保溫性能很大程度上決定了能耗水平，通風的有效性還決定了舍內環境的質量。例如某項目妊娠舍供暖設計溫度-24℃，妊娠舍設定溫度16℃，存欄2 780頭母豬。按照較高圍護結構保溫水平，吊頂R30、墻體R20通過圍護結構散失熱量65 KW左右。如果圍護結構保溫水平較差，按照吊頂傳熱系數0.5 W/m2.K（瓦/（平方米·度））、墻體傳熱系數1.5 W/m2.K試算，通過圍護結構散失熱量200 KW左右。做好圍護保溫可以大大減少能耗。

如果冬季進風氣流模式不好，舍內空氣質量較差，需要每頭母豬34 m3/小時的通風量來維持舍內空氣質量，通風熱損失達到34 m3/小時×2 780頭×1.29 kg/m3×40℃=488 KW，而如果通過通風模式的調整和舍內環境的改善可以將頭均母豬通風量降低至25 m3/小時，通風熱損失則只需要25 m3/小時×2 780頭×1.29 kg/m3×40℃=358 KW。通過冬季進風的良好控制同樣可以大幅減少能耗。

對于寒冷地區，在關注圍護結構保溫的同時，更應該關注通風系統的配置和調控，這對節能和保證舍內空氣質量有重要意義，做好了通風也就做好了保溫。

圖4 豬舍通風量示意圖

4 結語

目前國內絕大部分豬舍項目的環控方案沒有基于當地氣候條件進行計算和設備選配，方案套用情況普遍存在，這不可避免會帶來投資或運行費用的浪費，甚至影響生產成績。本文提出一些思路和想法供大家討論，希望后續有更多專業人員參與完善國內的豬舍環控設計。例如根據我國不同地區的氣候特點制定氣候分區，提出不同氣候分區內豬舍圍護結構的保溫標準和通風模式的適用范圍，這將大大方便豬場的設計工作。國內豬舍環控發展尚不成熟，還有很多工作需要完善。

高巖，福建傲農生物科技股份有限公司建設設計總監，歷任河南省新大牧業股份有限公司畜牧規劃設計師，法國Cooperl中國區技術服務經理、工程項目總監，2011年開始從事豬場設計工作并積累了豐富的實踐經驗。