華北地區(qū)新式豬場(chǎng)保育舍冬季通風(fēng)量的研究

李修松　王啟超　閆之春　陳鋒劍　楊新春　戴永強(qiáng)　覃立立

（1青島大牧人機(jī)械股份有限公司畜牧研究院，山東青島 26600；2新希望六和股份有限公司，北京　100083；3唐人神集團(tuán)股份有限公司，湖南株洲 412000）

近10年，為了進(jìn)一步保障食品安全、提高管理和生產(chǎn)效率，生豬的設(shè)施飼養(yǎng)環(huán)境得到了巨大改善[1]，生豬飼養(yǎng)水平得以提升，更有利于豬只的健康生長(zhǎng)。隨著現(xiàn)代養(yǎng)豬技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用，養(yǎng)豬場(chǎng)在豬舍通風(fēng)處理方面有了新的改進(jìn)，如豬的產(chǎn)熱量和產(chǎn)濕量等參數(shù)的變化，較過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)有所不同。豬舍的冬季通風(fēng)需要確定最小通風(fēng)量，最小通風(fēng)量可以通過(guò)排出的多余水汽、CO2或熱量來(lái)計(jì)算。在冬季，通過(guò)排出多余水汽計(jì)算得到的通風(fēng)量通常可以同時(shí)滿足通風(fēng)換氣的其他功能，例如供氧、排出CO2和NH3以及粉塵等[2]。原有的關(guān)于通風(fēng)量的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)為國(guó)外研究機(jī)構(gòu)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境和畜禽條件經(jīng)計(jì)算或依據(jù)養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)所得，而隨著豬只產(chǎn)濕量等參數(shù)變化，冬季豬只最小通風(fēng)量的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)也應(yīng)該有所改變。本文以華北地區(qū)典型保育豬舍為例，以新的豬只產(chǎn)濕量等參數(shù)重新計(jì)算保育豬舍所需的豬只最小通風(fēng)量，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證所得通風(fēng)量參數(shù)的可行性，旨在為我國(guó)規(guī)模化豬場(chǎng)的通風(fēng)設(shè)計(jì)提供一定的參考。

1　材料和方法

1.1　試驗(yàn)豬舍

邯鄲地區(qū)某保育豬舍：豬只數(shù)量400頭，62日齡。測(cè)試期間豬舍的豬只以及供暖等條件保持不變。舍內(nèi)現(xiàn)配有地溝變速風(fēng)機(jī)1臺(tái)，24變速風(fēng)機(jī)1臺(tái)，36變速風(fēng)機(jī)2臺(tái)。

1.2　最小通風(fēng)量的確定

⑴根據(jù)原有經(jīng)驗(yàn)值確定的最小通風(fēng)量（見(jiàn)表1）。

由表1可知，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值取豬只最小通風(fēng)量為5.1 m3/小時(shí)·頭，試驗(yàn)豬舍最小通風(fēng)量為L(zhǎng)1=2 040m3/小時(shí)。

⑵根據(jù)最新豬只產(chǎn)濕量等參數(shù)確定的最小通風(fēng)量（見(jiàn)表2）。

表1　不同生長(zhǎng)階段豬只的推薦通風(fēng)量 [3-5]

本文依據(jù)表2數(shù)據(jù)進(jìn)行通風(fēng)量計(jì)算。

根據(jù)濕度平衡計(jì)算公式[2]如下：

式中W—畜禽舍內(nèi)需要排出的多余水汽量，kg/小時(shí)；ρa(bǔ)—空氣密度，按照排風(fēng)量計(jì)算時(shí)取353/（ti+273），kg/m3，其中ti為畜禽舍內(nèi)氣溫；di—舍內(nèi)空氣的含濕量，kg/kg干空氣；do—舍外空氣的含濕量，kg/kg干空氣。

式中Wa—畜禽散發(fā)的水汽量，kg/小時(shí)；We—舍內(nèi)各種表面水汽蒸發(fā)量，kg/小時(shí)（豬舍中，We按照豬只產(chǎn)生水汽總量的25%計(jì)算[6]）。

經(jīng)上述公式及表2、表3的數(shù)據(jù)計(jì)算，得到豬只最小通風(fēng)量約為7.8 m3/小時(shí)·頭，整舍最小通風(fēng)量為L(zhǎng)2=3 120m3/小時(shí)。

1.3　試驗(yàn)方法

針對(duì)試驗(yàn)豬舍，選取每日最冷時(shí)間段（2018年1月6—7日的5：00—7：00） （以最冷時(shí)間段可驗(yàn)證最小通風(fēng)量，其余時(shí)間段可設(shè)置環(huán)控器自動(dòng)調(diào)控舍內(nèi)環(huán)境）測(cè)試舍內(nèi)溫度、NH3濃度以及粉塵，對(duì)比不同通風(fēng)量設(shè)置下的舍內(nèi)環(huán)境，并依據(jù)國(guó)標(biāo)和飼養(yǎng)要求判斷舍內(nèi)環(huán)境質(zhì)量。

表2　最新豬產(chǎn)熱產(chǎn)濕量表

表3　試驗(yàn)豬舍最小通風(fēng)量計(jì)算參數(shù)表

36變速風(fēng)機(jī)、24變速風(fēng)機(jī)、地溝變速風(fēng)機(jī)的風(fēng)量分別為19 600、9 600和9 000m3/小時(shí)，經(jīng)驗(yàn)最小通風(fēng)量（L1）為2 040 m3/小時(shí)，經(jīng)計(jì)算最小通風(fēng)量（L2）為3 120m3/小時(shí)。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值取最小通風(fēng)量（L1）配置風(fēng)機(jī)為開啟20%地溝變速風(fēng)機(jī)（配置1）；根據(jù)最新產(chǎn)濕量計(jì)算得到最小通風(fēng)量（L2）配置風(fēng)機(jī)為開啟40%地溝變速風(fēng)機(jī)（配置2）。

變速風(fēng)機(jī)調(diào)整幅度為10%，試驗(yàn)期間為對(duì)比不同最小通風(fēng)量下的豬舍環(huán)境，關(guān)閉了豬舍環(huán)控器自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。

表4　試驗(yàn)結(jié)果及相關(guān)參數(shù)表

2　結(jié)果與分析

在維持供暖條件不變的前提下，試驗(yàn)結(jié)果為兩日不同測(cè)點(diǎn)測(cè)試結(jié)果的平均值，由表4可知，兩種風(fēng)機(jī)配置下舍內(nèi)的溫度和NH3環(huán)境有所區(qū)別：配置2（最小通風(fēng)量7.8m3/小時(shí)）的溫度環(huán)境維持在目標(biāo)溫度上下，并滿足國(guó)標(biāo)要求；配置1（最小通風(fēng)量5.1m3/小時(shí)）的溫度環(huán)境高于目標(biāo)溫度，并存在超過(guò)國(guó)標(biāo)高臨界的現(xiàn)象。兩種配置下的NH3環(huán)境均滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，配置1的NH3環(huán)境相對(duì)較高（7.58～8.10mg/m3），不能滿足目標(biāo)要求（針對(duì)NH3環(huán)境的目標(biāo)選擇為試驗(yàn)豬場(chǎng)人員要求：當(dāng)NH3濃度低于5mg/m3時(shí)，舍內(nèi)異味較輕；當(dāng)NH3濃度在5～10 mg/m3范圍時(shí)，舍內(nèi)異味出現(xiàn)刺鼻現(xiàn)象；當(dāng)NH3濃度高于10mg/m3時(shí)，舍內(nèi)異味明顯刺鼻），配置2的NH3環(huán)境相對(duì)較低（4.10～5.14 mg/m3），豬場(chǎng)人員能夠接受。配置1的粉塵含量明顯高于配置2但均低于國(guó)標(biāo)要求，相差50%左右。配置2的整體環(huán)境優(yōu)于配置1，各項(xiàng)指標(biāo)可以滿足目標(biāo)飼養(yǎng)要求及國(guó)標(biāo)要求。

3　總結(jié)

經(jīng)計(jì)算和試驗(yàn)驗(yàn)證，推薦我國(guó)華北地區(qū)保育豬舍冬季最小通風(fēng)量取值為7.8m3/小時(shí)·頭，并可根據(jù)不同氣候和不同豬只階段等因素調(diào)整。隨著現(xiàn)代化養(yǎng)豬設(shè)施設(shè)備的進(jìn)步和提升，豬只的產(chǎn)熱和產(chǎn)濕量高于過(guò)去，通風(fēng)量的各項(xiàng)計(jì)算參數(shù)也應(yīng)隨之變化，不同地區(qū)不同豬舍的冬季最小通風(fēng)量需根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂颉⒇i個(gè)體大小等計(jì)算得到，不建議完全按照經(jīng)驗(yàn)參數(shù)取值，現(xiàn)階段以經(jīng)驗(yàn)參數(shù)設(shè)計(jì)通風(fēng)配置的方法存在較大誤差。

[1]Lu Y,Hayes M,Stinn J,et al.Evaluating ventilation rates based on new heat and moisture p roduction data for swine p roduction[J].Transactions of the ASAE(American Society of Ag riculturalEngineers),2017,60(1)：237-245.

[2]馬承偉,苗香雯.農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程 [M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2005.

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[4]斯蒂芬.豬舍通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及模式[J].今日養(yǎng)豬業(yè),2009(2)：41-43.

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[6]安立龍.家畜環(huán)境衛(wèi)生學(xué)[M].北京：高等教育出版社,2004.

[7]GB/T 17824.3-2008,規(guī)模豬場(chǎng)環(huán)境參數(shù)及環(huán)境管理[S].