基于當(dāng)?shù)貧夂蜻x擇豬舍環(huán)控方案

文/高 巖

基于當(dāng)?shù)貧夂蜻x擇豬舍環(huán)控方案

文/高 巖

近年來豬舍環(huán)境控制越來越受到國內(nèi)養(yǎng)豬從業(yè)人員的重視，但在實(shí)際生產(chǎn)中，豬場項(xiàng)目的環(huán)控方案選擇和運(yùn)行還存在一些問題。有些項(xiàng)目仍然存在環(huán)控方案同項(xiàng)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(jìn)行環(huán)境控制，養(yǎng)殖者在建造或者改造豬場前應(yīng)該考慮這樣幾個問題。

1 緯度不是好指標(biāo)

筆者參與過黑龍江省哈爾濱市附近的一個母豬場的設(shè)計，在豬舍環(huán)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(fēng)設(shè)計模式和設(shè)備配置方案。緯度是選擇環(huán)控方案的好指標(biāo)嗎？答案是否定的。由圖1和圖2可知，對比分析哈爾濱地區(qū)和法國布雷斯特地區(qū)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(biāo)準(zhǔn)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(shí)只要了解基本的地理知識，就可以知道相近緯度區(qū)域可能屬于完全不同的氣候類型。歐洲養(yǎng)豬集中區(qū)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(qū)域存在較大差異，所以具體豬舍環(huán)控方案的選擇一定要基于當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，不能盲目套用所謂發(fā)達(dá)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(xué)的Steven Hoff教授給出了他的判斷方法。圖3是美國不同區(qū)域的氣溫指標(biāo)，三個溫度數(shù)據(jù)由上到下分別是頻率1%的低溫、頻率1%的高溫、對應(yīng)頻率1%高溫的濕球溫度。濕球溫度可以理解為通過蒸發(fā)降溫使空氣濕度達(dá)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(yīng)頻率1%高溫的濕球溫度兩個指標(biāo)做出判斷。以美國中西部地區(qū)為例，頻率1%的高溫為33℃，對應(yīng)的濕球溫度是23℃。通過蒸發(fā)降溫的最大幅度為10℃。考慮濕簾的蒸發(fā)效率，如果濕簾的蒸發(fā)效率為70%，則豬舍使用濕簾后蒸發(fā)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(rèn)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(dá)到某些階段豬只的理想溫度需求，還需要考慮配套風(fēng)速降溫。

國內(nèi)各地方頻率1%的高溫和對應(yīng)頻率1%高溫的濕球溫度這兩個指標(biāo)相對較難獲取，我們可以通過空調(diào)室外干球計算溫度和空調(diào)室外濕球計算溫度來做簡單判斷，我國夏季空調(diào)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(biāo)沒有對應(yīng)關(guān)系，但可以簡單做初步判斷。

如，哈爾濱夏季空調(diào)室外計算干、濕球溫度分別為30.3℃和23.4℃，濕簾蒸發(fā)降溫大體在5℃左右，可降溫至約25℃，夏季設(shè)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(diào)室外計算干、濕球溫度分別為35.2℃和28.2℃，濕簾蒸發(fā)降溫也在5℃左右，可降溫至約30℃，夏季設(shè)置濕簾還需配套風(fēng)速降溫或噴淋滴水降溫的方式。

圖3 美國不同地區(qū)溫度數(shù)據(jù)

3 嚴(yán)寒區(qū)域應(yīng)關(guān)注通風(fēng)

豬舍環(huán)境控制系統(tǒng)應(yīng)為豬的活動區(qū)域提供適宜的溫度、濕度，并降低有害氣體濃度。不同環(huán)境條件下通過通風(fēng)要同時滿足這些要求，實(shí)現(xiàn)溫度、濕度和有害氣體的平衡。通風(fēng)指標(biāo)具體同下面幾點(diǎn)有關(guān)：

（1）豬舍維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能；

（2）豬舍內(nèi)溫度、濕度和有害氣體產(chǎn)生量的平衡；

（3）豬舍內(nèi)環(huán)境指標(biāo)：設(shè)定溫度、相對濕度、有害氣體濃度；

（4）豬舍外環(huán)境指標(biāo)：溫度、相對濕度、有害氣體濃度。

豬舍通風(fēng)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(guī)律。室外溫度較低時，通風(fēng)量是由有害氣體平衡和濕度平衡確定的，當(dāng)室外溫度低于Td（需加熱溫度）時，舍內(nèi)提供輔助加熱是必須的。

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

如果冬季進(jìn)風(fēng)氣流模式不好，舍內(nèi)空氣質(zhì)量較差，需要每頭母豬34 m3/小時的通風(fēng)量來維持舍內(nèi)空氣質(zhì)量，通風(fēng)熱損失達(dá)到34 m3/小時×2 780頭×1.29 kg/m3×40℃=488 KW，而如果通過通風(fēng)模式的調(diào)整和舍內(nèi)環(huán)境的改善可以將頭均母豬通風(fēng)量降低至25 m3/小時，通風(fēng)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(jìn)風(fēng)的良好控制同樣可以大幅減少能耗。

對于寒冷地區(qū)，在關(guān)注圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫的同時，更應(yīng)該關(guān)注通風(fēng)系統(tǒng)的配置和調(diào)控，這對節(jié)能和保證舍內(nèi)空氣質(zhì)量有重要意義，做好了通風(fēng)也就做好了保溫。

圖4 豬舍通風(fēng)量示意圖

4 結(jié)語

目前國內(nèi)絕大部分豬舍項(xiàng)目的環(huán)控方案沒有基于當(dāng)?shù)貧夂驐l件進(jìn)行計算和設(shè)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(yùn)行費(fèi)用的浪費(fèi)，甚至影響生產(chǎn)成績。本文提出一些思路和想法供大家討論，希望后續(xù)有更多專業(yè)人員參與完善國內(nèi)的豬舍環(huán)控設(shè)計。例如根據(jù)我國不同地區(qū)的氣候特點(diǎn)制定氣候分區(qū)，提出不同氣候分區(qū)內(nèi)豬舍圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫標(biāo)準(zhǔn)和通風(fēng)模式的適用范圍，這將大大方便豬場的設(shè)計工作。國內(nèi)豬舍環(huán)控發(fā)展尚不成熟，還有很多工作需要完善。

高巖，福建傲農(nóng)生物科技股份有限公司建設(shè)設(shè)計總監(jiān)，歷任河南省新大牧業(yè)股份有限公司畜牧規(guī)劃設(shè)計師，法國Cooperl中國區(qū)技術(shù)服務(wù)經(jīng)理、工程項(xiàng)目總監(jiān)，2011年開始從事豬場設(shè)計工作并積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。