Из данных таблицы следует, что урожайность большинства культур (кроме рапса, картофеля, корнеплодов, кукурузы, многолетних трав) в 2003 году была ниже чем в 2004, что говорит о положительной тенденции в развитии кормовой базы хозяйства.

2.1 Размещение фермы и ее построек

Ферма расположена так, что соблюдены нормы разрыва между зданиями до железных и автомобильных дорог (более 300 метров)

Участок, на котором расположена ферма сухой, несколько возвышен, не затопляем поводками и ливневыми водами, относительно ровный. Территория участка хорошо освещается солнечными лучами и проветривается.

Доильные и молочные отделения расположены между коровниками. Родильное отделение сблокировано с телятником. Выгульная площадка расположена сбоку от зданий, что защищает животных от сильных или холодных ветров во время прогулки. Она защищена изгородью. Навозохранилище расположено с подветренной стороны, ниже по рельефу от коровников.

Все поголовье крупного рогатого скота составляет 6417 голов. Структура стада представлена в таблице 3.

Таблица3

Поголовье крупного рогатого скота

Производимая в хозяйстве продукция отличается высоким качеством. Животные дают высокие удои с жирностью молока не меньше 4%. Технологические свойства молока отвечают европейским стандартам, в связи с чем продукция реализуется в Россию в французскую фирму “Данон”.

В связи с соблюдением санитарно-гигиенических норм, а также высоким уровнем кормления и содержания животные обладают крепкой конституцией и хорошей резистентностью. Это лишний раз подчеркивает весомость внешних факторов, оказывающих влияние на организм животных, регулируя которые можно реализовать заложенный в генотипе животных потенциал.

2.2 Размеры проектируемого здания, ограждающих конструкций и оборудования

Изучаемое помещение имеет длину 62 метра, ширину 21 метр, внутреннюю высоту 3 метра, высоту в коньке 5,5 метра. Общая площадь помещения 1302 м2.

Стены кирпичные в 2 кирпича с внутренней штукатуркой в 1,5 см на легком растворе. Потолок совмещен с крышей. Покрытие железобетонное сборное с рулонной кровлей и утеплителем.

Полы бетонные, обладает высокой прочностью, легко очищать и дезинфицировать, однако он обладает высокой теплопроводностью. В местах лежания животных используется подстилка.

В помещении 4 секции, в каждой по 50 стойл. Размер стойла 1,1м х 1,9 м. Имеется 41 окно размером 110 см х 165 см. Ворота железные, ширина - 3,1 м, высота - 3м, всего 4 шт. Двое дверей размером 1,8 х 1,6 м.

2.3 Технологические процессы в проектируемом помещении

Для поения животных применяют поилки, используются автоматические поилки, которые могут подогревать воду. Наличие таких поилок позволяет животным принимать воду в необходимом количестве в любое время. На ферме используются индивидуальные клапанные поилки ПА - 1А.

Доение коров проводится в стойлах в переносные ведра. При использовании доильных установок с переносными ведрами операторы работают с двумя доильными аппаратами. Группу коров из 20-30 гол. закрепляют за дояркой на длительный срок. В группу входят дойные и сухостойные коровы, нетели.

Раздача кормов автоматизирована. Используются кормораздатчики КР-Ф-10, раздача кормов осуществляется на одну сторону, после чего трактор МТЗ-82 разворачивается и осуществляет раздачу на другую строну.

Для удаления навоза используют скребковые транспортеры открытого типа (ТСН-2), расположенные в неглубоком канале. Но значительная часть экскрементов попадает на пол стойла и загрязняет его, их приходится убирать вручную.

3. Расчетная часть

3.1 Расчет потребности в воде

Рассчитаем потребность в воде за сутки. Согласно ГОСТу норма водопотребления на одну голову коров составляет 80 л/сут.

Пв = Нв х К х 365,

где Пв - потребность в воде за год в изучаемом помещении, л;

Нв - норма водопотребления на одну голову коров, л;

К - поголовье коров в изучаемом помещении, гол.

Пв = 80 х 187 х 365 = 5460,4 т

3.2 Расчет выхода навоза и его хранение

С целью надлежащего санитарного состояния территории фермы и сохранения качества навоза необходимо должное внимание уделять его хранению. Площадь навозохранилища рассчитывают по формуле:

F = (m x g x n) / (h x ?),

где F - площадь навозохранилища, м2;

m - число животных в помещении;

g - количество навоза в сутки от одного животного, кг;

n - число суток хранения навоза;

h - высота укладки навоза, м;

? - объемная масса навоза, кг/м3.

Для ориентировочных расчетов принимаются следующие показатели: среднесуточный выход экскрементов у крупного рогатого скота составляет 8-10% от живой массы; объемная масса навоза от крупного рогатого скота составляет примерно 700-800 кг/м3; высота укладки навоза 2,5 метра.

F = (187 х 52 х 150) / 2,5 х 750 = 778 м2

3.3. Расчет естественной и искусственной освещенности

Естественная освещенность зависит от размера помещения, его расположения к частям света, количества и величины окон, их устройства и чистоты, погоды и долготы светового дня на данной территории, разрывов между помещениями и другими объектами.

Рассчитаем световой коэффициент для изучаемого помещения.

СК = Sостекления / Sпола

Sпола = 62 х 21 = 1302 м2

Sостекления = 1,1 х 1,65 х 41 = 74 м2

СК показывает, какая площадь пола приходится на 1 м2 остекления и выражается отношением 1 к какой-то величине, которая находится делением площади пола на площадь остекления. 1302 / 74 = 18. СК 1 : 18

Так как естественная освещенность животноводческих помещений практически нерегулируемый параметр, а в зимний стойловый период очень незначительна, то для устранения дефицита света в помещениях для животных используется искусственная освещенность.

ИО = (количество лампочек ? мощность) / площадь пола, Вт/м2

ИО = (10 х 100) / 1302 = 0,76 Х 2,5 = 1,9 Лк / м2

3.4 Расчет объема вентиляции в животноводческих помещениях

Для того, чтобы провести расчет часового объема вентиляции необходимо найти следующие показатели:

Рассчитаем количество водяных паров выделяемых одним животным, при различной продуктивности и живой массе используя табличные данные о выделении водяных паров от одного животного:

Q = (((a - b) x (d - c2))/ (c1 - c2)) + b + поправка на продуктивность,

где Q - количество водяных паров, выделяемых одним животным за час, г;

a - количество влаги выделяемое животным, с большей живой массой, взятым для расчета, г;

b - количество влаги выделяемое животным, с меньшей живой массой, взятым для расчета, г;

с1 - большая живая масса животного, взятая для расчета, кг;

c2 - меньшая живая масса, взятая для расчета, кг;

d - живая масса данного животного, у которого определяют количество выделяемой влаги, кг. и от всей группы животных:

Qг = Q x P,

где Qг - количество водяных паров выделяемых группой животных за час, г;

Р - размер группы, гол.

Рассчитаем количество водяных паров, выделяемых животными первой группы:

Q1 = (((408 - 377) x (489 - 400)) / (500 - 400)) + 377 + (4 х 14) = 460,6

Q1г = 460,6 х 20 = 9212

Рассчитаем количество водяных паров, выделяемых животными второй группы:

Q2 = (((505 - 455) х (515 - 500)) / (600 - 500)) + 455 + (1 x 14) = 476,5

Q2г = 476,5 х 25 = 11912,5

Рассчитаем количество водяных паров, выделяемых животными третьей группы:

Q3 = (((505 - 455) х (542 - 500)) / (600 - 500)) + 455 + (4 х 14) = 532

Q3г = 532 х 65 = 34580

Рассчитаем количество водяных паров, выделяемых животными четвертой группы:

Q4 = (((440 - 350) x (555 - 400)) / (600 - 400)) + 350 = 420

Q4г = 420 х 42 = 17640

Рассчитаем количество водяных паров, выделяемых животными пятой группы:

Q5 = (((440 - 350) x (447 - 400)) / (600 - 400)) + 350 = 371

Q5г = 371 x 35 = 12985

Рассчитаем количество водяных паров, выделяемых животными всех пяти групп:

Q = Q1г + Q2г + Q3г + Q4г + Q5г,

где Q - количество водяных паров, которое выделяют животные, л.

Q = 9212 + 11912,5 + 34580 + 17640 + 12985 = 86329,5

Найдем абсолютную влажность воздуха внутри помещения при относительной влажности 75%. Для этого по таблице максимальной насыщенности воздуха нашли, что максимальная влажность воздуха при температуре воздуха +5о составляет 7,49 мм рт. ст.

Составляем отношение:

7,49 - 100 g1 = (6,53 х 75) / 100 = 4,89 мм рт. ст.

g1 - 75

Абсолютная влажность (g2) вводимого в помещение атмосферного воздуха при температуре минус 8,2оС составляет 2,55 г/м3.

Проведем расчет часового объема вентиляции:

L = Q / (g1 - g2),

где L - часовый объем вентиляции, м3.

Если применяется механический способ уборки, то к Q добавляем 10%.

L = 86329,5 + 8632,9/ (4,89 - 2,55) = 40582,2 м3/ч

Частоту обмена воздуха в помещении определим путем деления часового объема вентиляции L на внутреннюю кубатуру помещения V.

Кр = L / V;

V = V1 + V2,

где V1 - кубатура первой части здания: 62 Х 21 Х 3 = 3906 м3, а кубатура второй V2 = 21 / 2 Х 2,5 Х 62 = 1627,5 м3

V = 3906 + 1627,5 = 5533,5

Кр = 40582,2 / 5533,5 = 7

Определим объем вентиляции на одно животное (О1) путем деления часового объема вентиляции (L) на количество находящихся в помещении животных (n):

О1 = L / n

O1 = 40582,2 / 187 =217 м3/ч

Определим объем вентиляции на 1 ц живой массы (О2) путем деления часового объема вентиляции (L) на живую массу находящихся в помещении животных (ц):

О2 = L / ц

ц = 4,89 Х 20 + 5,15 Х 25 + 5,42 Х 65 + 5,55 Х 42 + 4,47 Х 35 = 968,4

О2 = 40582,2 / 968,4 = 41,9 м3/ч

Рассчитаем общую площадь сечения вытяжных каналов, которая в состоянии обеспечить расчетный объем вентиляции:

S = L / V x t,

где S - искомая площадь сечения вытяжных каналов, м2;

L - часовой объем вентиляции, м3/ч;

V - скорость движения воздуха в вентиляционном канале, м/с, определяем по таблице ( при ?t = 5 - (-8,2) = 13,2). Высота труб 5 м, тогда V = 1,09 м/с;

t - расчетное время, 1ч = 3600 с.

S = 40582,2 / 1,09 х 3600 = 10,3 м2

Найдем количество вытяжных каналов (м) путем деления площади сечения вытяжных каналов (S) на площадь сечения одного канала (s):

м = S / s

м = 10,3 / 1 = 10 труб

При определении общей площади сечения приточных каналов исходим из того, что она составляет 80% от площади сечения вытяжных каналов, тогда 10,3 х 0,8 = 8,24 м2. Площадь сечения одного приточного канала (0,5 Х 0,5), тогда количество их будет 8,24 : 0,25 = 33 канала.

3.5 Расчет теплового баланса в животноводческих помещениях

Тепловой баланс животноводческих помещений рассчитывается с целью определения возможности обеспечить в них оптимального микроклимата, особенно в холодное время года. При расчете теплового баланса учитывается вид животных, живая масса, продуктивность, физиологическое состояние, возраст.

Тепловой баланс в помещении может быть положительный, отрицательный, нулевой. Положительный, когда тепла выделяется больше, чем расходуется. Отрицательный - выделяется меньше чем его расходуется. Нулевой - приход равен расходу.

Тепловой баланс помещений рассчитывают:

Qж = ?t (G x 0,24 + ?K x F) + Wзд,

где Qж - поступление тепла от животных ккал/ч;

?t - разность между температурой воздуха в помещении и среднемесячной температурой воздуха самого холодного месяца зоны, оС;

G - количество воздуха, удаляемого из помещения или поступающего в него в течение часа, кг;

0,24 - количество тепла необходимое для нагрева 1 кг воздуха на 1оС, ккал/кг;

К - коэффициент общей теплоотдачи через ограждающие конструкции, ккал/м2/град;

F - площадь ограждающих конструкций, м2;

? - показатель суммирования произведения KF;

Wзд - расход тепла на испарение влаги с поверхности пола и других ограждений.

Рассчитаем поступление тепла от указанных групп коров используя табличные данные:

Q1 = (((602-565) x (489-400)) / (500-400)) + 565 + (25x4) = 697,93

Q1г = 697,93 x 20 = 13958 ккал/ч

Q2 = (((757-682) x (515-500)) / (600-500)) + 682 + (25x4) = 793,25

Q2г = 793,25 x 25 = 19831 ккал/ч

Q3 = (((757-682) x (542-500)) / (600-500)) + 682 + 25 = 738,5

Q3г = 738,5 x 65 = 48002 ккал/ч

Q4 = (((757-682) x (555-500)) / (600-500)) + 682 = 723,25

Q4г = 723,25 x 42 = 30376 ккал/ч

Q5 = (((602-565) х (447-400)) / (500-400)) + 565 = 582,4

Q5г = 582,4 х 35 = 20384 ккал/ч

Найдем поступление тепла от всех животных в помещении:

Qж = Q1г + Q2г + Q3г + Q4г + Q5г

Qж = 13958 + 19831 + 48002 + 30376 + 20384 = 132551 ккал/ч

Рассчитаем разность между температурой воздуха помещении и среднемесячной температурой воздуха самого холодного месяца:

?t = 5 - (-8,2) = 13,2оС

При температуре воздуха в коровнике 5оС и среднем барометрическом давлении 755 мм рт. ст. масса 1 м3 кубического воздуха составляет 1,261. Рассчитаем количество воздуха, удаляемого из помещения или поступающего в него в течение 1 часа:

G = L x 1,261

G = 40582,2 х 1,261 = 51174

Ведем расчет теплопотерь через ограждающие конструкции, для этого составляем таблицу.

Таблица 4.

Определение телопотерь через ограждающие конструкции

Рассчитаем площадь:

а) окон

Fокон = 1,1 х 1,65 х 41 = 74,4

б) дверей

Fдверей = 1,8 х 1,6 х 2 = 5,76

в) ворот

Fворот = 3,1 х 3 х 4 = 37,2

г) стен

Fстен = (62 х 3 х 2 - 74,4 - 5,76) + (21 х 3 х 2 + (21/2) х (5,5 -3)) = 444

д) потолка

Fпотолка = v(5,5-3)2 + (10,5)2 = 1326,8

е) пола

F1 = 62 х 2 х 2 + 21 х 2 х 2 = 332

F2 = 58 х 2 х 2 + 13 х 2 х 2 = 284

F3 = 54 х 2 х 2 + 9 х 2 х 2 = 252

F4 = 50 х 9 = 450

Необходимо учесть также расположение здания в отношении направления господствующего ветра, сторон света и рельефа местности, т.к. помещение при этом теряет дополнительно еще 13% тепла от теплопотерь с ограждающих конструкций.

(445,8 + 148,8 + 372) х 0,13 = 125,6 ккал/ч

Следовательно общий расход тепла, необходимого на нагрев всех ограждающих конструкций коровника составит 2338,3 + 125,6 = 2463,9 ккал/ч

Далее учитываются потери тепла на испарение влаги с поверхности пола, кормушек и ограждающих конструкций (Wзд). Принято считать что эти теплопотери составляют 10% от общего количества влаги, выделяемой всеми животными. На испарение 1 г влаги затрачивается 0,595 ккал тепла. На Wзд составит:

8632,9 х 0,595 = 5136,5 ккал/ч

Составляем тепловой баланс:

132551 = 13,2( 51174 х 0,24 + 2463,9) + 5136,5

132551 = 199779

Когда дефицит тепла в помещении до 20%, то его можно компенсировать за счет утепления ограждающих конструкций. А когда более 20% , то необходимо в помещении установить теплогенератор и рассчитать режим его работы.

Найдем дефицит тепла:

199779 - 132551 = 67228, что составляет 33%.

Для компенсации дефицита в помещении необходимо установить теплогенератор ТГ-2,5А и рассчитать режим его работы. Если мощность генератора 250000 ккал/ч, то 67228 ккал/ч будет компенсироваться за 16 мин. Следовательно за час он должен 16 минут работать и 44 не работать.

3.6 Расчет ?t нулевого теплового баланса

Определение ?t нулевого баланса животноводческого помещения необходимо для расчета предельно низкой внешней температуры воздуха, при которой еще возможна беспрерывная эксплуатация вентиляции. ?t нулевого баланса рассчитывают по формуле:

?t = (Qж - Wзд ) / (G x 0,24 + ? KF)

?t = (132551 - 5136,5) / (51174 x 0,24 + 2463,9) = 8,6 оС

Получаем: для беспрерывной работы вентиляции разница между температурой воздуха в середине помещения и температурой внешнего воздуха должна быть меньше 8,6оС. Расчет показал, что для того чтобы поддерживать температуру воздуха внутри помещения на уровне 5оС, температура внешнего воздуха не должна опускаться ниже -13,6оС.

Выводы и предложения

Не смотря на высокий уровень ведения хозяйства, в ходе исследований были обнаружены некоторые недостатки, которые можно устранить в ходе проходящей в хозяйстве реконструкции, интенсификации производства.

Изучение помещений и расчеты показали:

1. В коровниках недостаточная естественная освещенность.

2. В помещениях наблюдается дефицит тепла.

3. Отсутствие в некоторых коровниках термометров не позволяет вести постоянный контроль за температурным режимом зданий.

Исходя из данных выводов можно внести следующие предложения по улучшению микроклимата в помещениях:

- необходимо максимально уменьшить потери тепла через ограждающие конструкции помещения путем их утепления;

- установить в коровниках с недостаточно высокой температурой теплогенераторы;

- увеличить естественную освещенность помещений за счет увеличения количества окон, либо путем замены материала окон на более прозрачный;

- повесить в каждом производственном помещении психрометры для определения как температуры так и влажности воздуха.

Соблюдение вышеперечисленных мер приведет к значительному повышению продуктивности животных путем создания оптимальных условий для их организма.

Список литературы

[1] - Баланин В.И. Микроклимат животноводческих зданий. - С.-П.: Профикс, 2003. - 135 с.

[2] - Кузнецов А.Ф., Демчук Н.В. Гигиена сельскохозяйственных животных. М.: Агропромиздат, 1991. -

[3] - Медведский В.А. Гигиена животных. - Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2003. - 601 с.

[4] - Онегов А.П. Гигиена сельскохозяйственных животных. М.: Колос, 1984.

[5] - Шляхтунов В.И. Скотоводство.Мн.: Ураджай, 1997. - 463 с.

Страницы: 1, 2