Санитарно-гигиеническая оценка вентиляции и теплового баланса птичника на 20 000 голов по типовому проекту 805-17

1 курица выделяет за час 7,7 л углекислоты. Следовательно, 20000 голов -154000 л/ч. Подставив полученные. данные в формулу определения объема вентиляции, получил:

 

L = K/(С_1-С₂₎,

 

Где  K - количество CO₂, которое выделяют все животные, находящиеся в этом помещении;

С₁ - ПДК СО₂ в помещении - 2,5 л/м³;

С₂ – CO₂ в атмосферном воздухе - 0,3 л/м³.

L = 154000 л/час  / (2,5л/м³- 0,3л/м³⁾ = 70000 м³ /час

 

2. Определяем кратность воздухообмена:

 

Кр = L/V

 

Где L - часовой воздухообмен;

V - объем помещения.

V = 72 м х 18 м х 2,8 м =3628,8 м³

Полученные данные заносим в  формулу:

Кр = 70000 м³/час /3628,8м³ = 19,26 ≈ 20 раз в час

3628,8 м³

3.Определяем воздухообмен  на 1 голову:

 

L’=L/N

 

L - часовой воздухообмен;

n - количество голов.

L’ кг = 70000 м³/ч / 20000 голов = 3,5 м³/час на 1 голову

 

4.Определяем воздухообмен  на 1 кг:

 

L’’ = L/m

 

где L - часовой воздухообмен;

m - масса всех животных.

L’’= 70000 м³/ч / 34000 кг = 2,05 м³/час/кг

 

5.Определяем режим работы  вентиляторов:

1 вентилятор производительностью  11200 м³ /час, КПД 0,7, их 24.

1в = 11200 м³/час х 0,7 = 7840 м³/час, а

24в = 7840 х 24 = 188160 м³/час

188160 м³/час - 60

70000 м³/час - х

х = 70000 м³/час х 60 / 188160 м³/час = 22,3

 

Для того, чтобы объем вентиляции соответствовал требуемой, надо, чтобы вентиляторы работали 23' в час, но чтобы не использовать все вентиляторы, достаточно 9 вентиляторов, время их работы должно быть в течение часа.

70000 м³/час : 7840 м³/час = 9 вентиляторов в час.

 

РАСЧЕТ ВЕНТИЛЯЦИИ ПО ВЛАЖНОСТИ

 

1. Определяем часовой воздухообмен:

 

L = Q / q_{1 –} q₂

 

Q - количество водяных паров от животных, испарение влаги с пола 10-25%;

q₁ - абсолютная влажность атмосферного воздуха в помещении;

q₂ - абсолютная влажность на улице.

Птица живой массой 1,7 кг выделяет за 1 час 5,1г водяных паров. Следовательно 20000 голов выделяют : 5,1 г х 20000 = 102000 г/ч. Влага поступает в помещение за счет испарения с поверхности пола, кормушек и другого оборудования (примерно 10% количества влаги, выделяемой животными). Значит, дополнительно в помещение поступает 10200 г/ч влаги. Общее количество влаги, которая поступает в помещение, 102000 + 10200 = 112200 г/ч.

Чтобы рассчитать воздухообмен, необходимо определить абсолютную влажность помещения q при расчетной влажности 69%

Максимальная влажность  при температуре +20°С равна 17,39 г/м , тогда:

17,39 - 100%

х – 69%

х= 17,39 х 69 / 100% = 12 г/м³

 

Определяем абсолютную влажность внешнего воздуха.

По условию задачи самая  холодная пятидневка в Харьковской  области составляет -23^о С, а его относительная влажность 0,76 г/м³

Максимальная влажность  – 0,58 г/м³

0,58 – 100%

q₂ - 76%

q₂ = 0,58х76/100 = 0, 44 г/м³

 

Подставив полученные данные в формулу определения объема вентиляции, получим:

L = 112200 г/ч / (12 г/м³ – 0,44 г/м³) = 9706 г/ч

 

2.Определяем частоту обмена  вентиляции:

 

Кр = L/V

 

L - часовой воздухообмен;

V - объем помещения (72 х 18 х 2,8 = 3628,8 м )

Кр = 9706 м³/ч / 3628,8 м³ = 2,7 ≈ 3 раза в час

 

3.Определяем воздухообмен  на 1 голову:

 

L’ = L/N

 

L – часовой воздухообмен;

n - количество голов.

L’ = 9706 м³/ч / 20000 гол. = 0,49 м³/ч

 

4. Определяем воздухообмен  на кг:

 

L’’ = L/m

 

L - часовой воздухообмен;

m - масса всех животных

 

L’’ = 9706 м³/ч / 1,7кг х 20000гол. = 0,29 м³/ч

5.Определяем режим работы  вентиляторов:

1 вентилятор производительностью  11200 м³/ч и КПД 0,7 производит фактически:

11200x0,7 = 7840 м³/ч,

а 24 вентилятора - 7840x24 = 188160 м³/час

188160 м /ч – 60'

9706 м /ч – х

х = 9706 х 60 / 188160 = 3,1'

Чтобы режим вентиляции был достаточным, но не использовать все

вентиляторы, достаточно:

9706 : 7840 = 1,2 ≈ 2 вентилятора

2 х 7840 = 15680 м³/час. Время их работы 37' в час.

15680 м³/ч - 60'х = 9706 х60'/ 15680 = 37'

9706 м³/ч – х

 

РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО  БАЛАНСА

 

1. Определяем количество тепла от птицы.

1 курица живой массой 1,7 кг за 1 час выделяет 6,8 ккал/ч, а 20000 голов - 20000 х 6,8 = 136000 ккал/час. Т.е. от всей птицы в помещение поступает свободного тепла (Qж) 136000 ккал/час. Приход тепла в помещение от других источников незначителен, поэтому в расчет не принимается. Приход тепла от солнечной радиации в зимний период не учитывается.

2.Определяем расход в помещении.

а) рассчитываем теплопотери в помещении на обогрев вентиляционного воздуха ( ∂ х 0,24 ) х ∆t. Объем воздуха в час составляет 70000м ³/час (см. расчет вентиляции по СО₂).

Чтобы рассчитать теплопотери на нагревание 70000 м³/час, необходимо объемные единицы перевести в весовые: 1м воздуха при t - 21°С и среднем барометрическом давлении 750 мм.рт.ст. весит 1,383 кг, следовательно 70000 м³ будут весить - 70000 х 1,383 = 96810 кг. Для нагрева воздуха на 1°С затрачивается 0,24 ккал, для нагрева 96810 кг х 0,24 = 23234,4 ккал/час, для нагрева от -21°с до + 20°С (∆t = 41°) будет затрачено тепла 23234,4 х 41 = 952610,4 ккал/час.

б)определяем теплопотери на обогрев ограждающих конструкций (Fx К на1°С)

 

Площадь ограждающих конструкций	F, м2	К Ккал/ч/оС	F х К Ккал/ч
1.Стены	504	-	-
2. Пол	1296	0,3	388
3. Перекрытие	1296	1,07	1388
4.Двери 2 шт. 1,8х 1,2	4,32	2	9
5.Ворота 3,0 х 2,7	16,2	2	32
6. Чистая площадь стен	483	1,10	531,3
ВСЕГО ТЕПЛОПОТЕРЬ			2348,3

В зависимости от расположения здания к направлению господствующих ветров, по сторонам света и рельефу  местности, помещение теряет дополнительно за счет обдувания еще ≈ 13% тепла от теплопотерь ограждающих конструкций, т.е. (531,3 + 32 + 9 + 1388) х 0,13 = 254,84 ккал/час.

Все теплопотери ограждающих конструкций от -21°С до + 20°С: необходимо полученные результаты умножить на 41°С (∆t) 2603,14 х 41 = 106728,74 ккал/ч

в) определяем теплопотери на испарение с поверхности тела, ограждающих конструкций и кормушек (Wзд). Количество этой влаги принято считать 110% от общего количества влаги, выделенной всеми животными. Эта величина составляет 10200 г/ч (см. расчет объема вентиляции по влажности), на испарение 1 г влаги затрачивается 0,595 ккал тепла. W_Mисп. = 10200 г/ч х 0,595 = 6069 ккал/час. Суммируем все теплопотери в помещении на обогрев ограждающих конструкций 6069 ккал/ч 23234,4+2603,14+6069 = 31906,54

3.Подставляя полученные данные в формулу определения теплового баланса получим:

 

Qж = ∆t ( х 0,24 + ∑KF) + W_исп,

 

где ∆t - разница между наружной и внутренней температурой, ∂ х 0,24 - расход тепла на обогрев всего вентиляционного воздуха, ∑KF - обогрев ограждающих конструкций, Wисп.- расход тепла на испарение влаги с поверхности пола. 136000 = 41 х (23234,4+2603,14) + 6069

136000 = 1065408,14

Теплопоступления составляют 136000 ккал/ч, а расход тепла1065408,14 ккал/ч.

Расчет показывает, что расход тепла  превышает теплопоступления (1065408,14 - 136000 = 929408,14) на 929408,14 ккал/ч. Это свидетельствует об отрицательном тепловом балансе помещения для животных. Допускаются отклонения ± 10% к расчетным данным. Дефицит тепла составляет:

1065408,14  ккал/ч - 100%

929408,14 ккал/ч - х%

х= 929408,14 х 100 / 1065408,14  = 87,2 ≈ 87%

 

4. Рассчитываем нулевой тепловой баланс:

 

∆t_o = Qжив. Wисп. = 136000 - 6069 / 23234,4 + 2603,14 = 129931/25837,54 = 5^о

 

При ∆t = 5 ^о С баланс будет нулевым.

5. Рассчитываем наружную t°, при которой тепловой баланс будет нулевым:

 

∆t О Т.Б. = t вн -t нар.

 

∆t = 41°C

 

t нар. = t вн - ∆t О.Т.Б.

 

t нар. = 20 - 5

t нар. = 15°C

Тепловой баланс будет нулевым  при наружной t + 15°С.

 

t вн = ∆t О. Т.Б. + t нар.

 

t ви = 5 + (-21)

t ви = - 16°С

Максимально - минимальной t° наружного воздуха, при которой еще возможна непрерывная работа системы вентиляции будет 15°С, а если t наружного воздуха снижается до -21°С, температура воздуха в птичнике составит -16°С.

 

 

РАСЧЕТ ОСВЕЩЕННОСТИ

 

Птичник освещен лампами накаливания  мощностью 60Вт. Всего 1408 ламп. Рассчитываем среднее значение освещенности:

 

Е_ср.= F x N x И ,

S x K x Z

 

F - световой поток источников;

И - коэффициент использования потока света - 0,58;

N - число источников света (ламп) - 108;

S - площадь освещаемого производственного помещения (пола) м² -1296;

К - коэффициент запаса светильника - 1,5;

Z - коэффициент носителя - 1,2.

Показатель формы помещения (или  индекс помещения) рассчитывают по формуле:

 

У= S /Нп (а+в)

 

S - площадь помещения, которую необходимо освещать, м²;

Нп - высота подвески светильника, м;

а, в - длина и ширина помещения, м.

Высоту подвески светильника находят  по формуле:

 

Нп = Н - (h_с - h_p),

 

Н - высота помещения, м;

h_с - расстояние от потолка до светильника, м. Принимают расстояние равное 0,2 - 0,25м от высоты помещения, м;

h_p - высота от пола до рабочей зоны, м.

 

Подставляя все значения в формулу:

 

У = S_

Нп (а+в)

 

Получают значение, индекса помещения (показатель формы помещения.

Нп = 2,8 - (0,6 + 0) = 2,2м

У= 1296 / 2,2Х(72+18) = 1296/198 = 6,55

И=0,58

Е_ср = 715 х 108 x 0.58/1296 x 1,5 x 1,2 = 44787.6/2332,8 = 19,2лк .

Так как, по отраслевым нормам освещение  в птичнике должно быть в пределах 25-30 лк, нам необходимы еще источники  света.

 

N = Е х К х S х Z .

FИ

 

Е - средняя нормируемая освещенность в производственном

помещении по отраслевым нормам, лк;

К - коэффициент запаса светильников;

S - площадь освещаемого производственного помещения, м²;

Z - коэффициент минимальной освещенности;

F - световой поток принятой стандартной лампы, лк;

И - коэффициент использования светового  потока.

N = 25 х 1.2 х 1296 х 1.5 = 140,6 ≈ 141

715 х 0,58

Чтобы освещение соответствовало  нормам необходимо добавить

(141-108 = 33) 33 лампы.

РЕКОМЕНДАЦИИ

 

1. За расчетный берем максимальный воздухообмен, который составляет 70000 м /час. Потому, что поддерживаются допустимые концентрации СО и относительной влажности. Для этого необходима работа 9 вентиляторов фактической производительностью каждого 7840 м /час. Режим работы их в течение часа, но так как в помещении имеется 24 вентилятора, их можно чередовать.
2. В соответствии с тем, что интенсивность воздухообмена в птичнике высокая (2,05 м /час кг) и отрицательный тепловой баланс, необходим обогрев приточного воздуха. Дефицит тепла в помещении составляет 929408,14 ккал/час. Для покрытия недостающего тепла рекомендуем электрокалорифер, зная, что 1 кВт дает 860 ккал тепла (929408,14 : 860 = 1080 кВт).

На основании этих данных рекомендуем 5 калориферов СФО 25/ГГ.

Включать эти калориферы нужно, если наружная t опускается ниже 15^оC

3. Согласно отраслевым нормам освещения птичников должно быть в пределах 25-30 лк. Для этого необходим увеличить количество светильников на 33 штуки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

 

ПОКАЗАТЕЛИ	РАСЧЕТНЫЕ	НОРМАТИВНЫЕ
Объем вентиляции по СО2:
1. Кратность, раз  в час.	20	5-6
2. Воздухообмен  на 1 кг живой массы, м3/ч	2,05	0,7
Воздухообмен по содержанию влаги
1. Кратность, раз  в час	3	5-6
2. Воздухообмен  на 1 кг живой массы, м3/ч	0,29	0,7
1. Дефицит тепла, %	- 87%	± 10
2.Искусственная освещенность, лк	19,2	25-30

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Аликаев В.А., Петухова Е.А. и др. Справочник по контролю кормления и содержания животных -Москва, Колос, 1982.

2. Бакшеев П.Д., Шневиков В.И., Вовк А.С., Черный Н.В., Прокудин А.Ф. Практикум по зоогигиене с. проектированием и строительством животноводческих объектов - Харьков, 1986.

3. Божко П.Е. Птицеводство. - Москва, Колос, 1986.

4. Голосов И.М. Применение лучистой энергии в животноводстве и ветеринарии-Лениздат, 1971.

5. Ермолаева А.П., Афиян М.А. Выращивание молодняка птицы яичных пород - Москва, Колос, 1976.

6. Жилинский Д.М., Кумин В.Д. Электрическое освещение и облучение - Москва, Колос, 1982.

7. Кузнецов А.Ф., Демчук Н.В. Гигиена сельскохозяйственных животных - Москва, Агропромиздат, Книга 1 - 1991, книга 2 -1992.

8. Методические указания по выполнению курсовой работы по зоогигиене (составители Бакшеев П.Д., Черный Н.В., Прокудин А.Ф.) - Харьков, 1987.

9. Онегов А.П., Храбустовский И.Ф., Черный В.Н. Гигиена сельскохозяйственных животных - Москва, Колос, 1984.

10. Ю.Сметнев СИ. Птицеводство - Москва, Колос, 1978.

11. УстиновД. А.Ультрафиолетовоеоблучение

сельскохозяйственных животных и птицы - Москва, Россельхозиздат, 1974.

12. Храбустовский И.Ф., Демчук И.В., Онегов А.П. Практикум по зоогигиене - Москва, Колос, 1984.

13. Дырков В.А. Влияние света на продуктивность животных -Москва, Россельхозпром, 1991.