做好豬舍的隔熱、合理利用風機和水簾系統可避免熱應激

閻玉東

（正大預混料 （天津）有限公司，天津 300457）

對于豬場的管理者來講，夏季的熱應激對于豬只的危害具有麻痹性和滯后性。如發現豬群受精率和產仔率下降后，才意識到這是由于幾周前甚至幾月前配種舍/公豬舍的高溫高濕引起的。針對夏季豬場，避免高溫高濕，需要保持豬舍合適的隔熱性能，配置合理的風機數量，配套的水簾降溫系統、自動化的電腦控制系統以及應急后備電源及報警系統等。

1 高溫高濕 （熱應激）的危害

豬只對于外部環境有較強的適應能力，因此在生產中鮮有熱應激引起豬只大批死亡的情況，這也造成一些豬場疏忽了豬舍的隔熱性能以及配套合理的通風降溫設施。高溫可能不會致使豬只立即死亡，但對于后續豬只的生長和豬場的效益也許是致命的。熱應激影響母豬的受胎率、初生仔豬數和仔豬體重。1967年，Tompkins及其合作者[1]研究表明，母豬在配種后第1天處在熱應激環境下，并持續5天，其胚胎存活率為39%，而正常環境下母豬的胚胎存活率為69%。Omtvedt IT等[2]研究發現，配種后102～110天懷孕前母豬發生熱應激后，初生活仔數減少，初生仔豬均重和平均窩仔重降低，產房表現不如正常環境下母豬，見表1。另外，熱應激還影響到豬只的采食并導致飼料報酬降低甚至減重。公豬也可能在熱應激之后的2～3周時間內發生性欲減退和精液質量下降的情況，并延續8～9周左右[3]。

表1 配種后102～110天懷孕前母豬發生熱應激后產房表現

2 舍飼豬只的適宜溫度及區間

豬只所需的理想溫度取決于其品種、年齡及體重大小。美國國家豬肉委員會2003年的豬護理手冊[4]，推薦了豬只的最佳溫度范圍及上限干預溫度點，控制舍溫不超過其上限干預溫度，可以避免熱應激，見表2。

3 設計建造或改造隔熱性能良好的豬舍

隔熱性能良好并配置合理風機和水簾系統的豬舍，在夏季舍外39℃甚至更高的溫度下，其舍內豬只的體感溫度亦可在其適宜溫度范圍。體感溫度是根據所處環境中空氣的溫度、相對濕度、風速3個溫熱因素的主觀感覺制定的指標。豬只的體感溫度（ET）可以由以下公式計算得出：ET＝0.65 Td+0.35 Tw。式中Td為干球溫度，Tw為濕球溫度[5]。在夏季降低豬舍內較高的溫度，本質上就是消除豬舍內的余熱量，主要是豬只的自身發熱量和進入豬舍的太陽輻射熱量。筆者通過如下幾個數學公式來表示豬舍內外的熱傳遞關系：

表2 舍飼豬只的最佳溫度范圍及上限干預溫度點

豬舍夏季的余熱量＝豬只主動散熱量+進入豬舍的太陽輻射綜合熱量；

進入豬舍的太陽輻射綜合熱量＝豬舍的傳熱面積（屋頂+墻體）×傳熱系數×溫差（舍外溫度-舍內溫度）；

傳熱系數＝1/熱阻（R）；

熱阻（R）＝材料厚度（δ）÷導熱系數（λ）

通過上述計算關系可知，降低豬舍屋頂和墻體建筑材料的傳熱系數，可以減少進入豬舍的太陽輻射綜合熱。在某一地區大小規格相同的2個豬舍，傳熱系數較小亦或者熱阻較大的豬舍內外溫差較大，也就是隔熱性能較好。沈金山[6]1981年研究發現，取室外極端溫度35℃，舍內短時間32℃時，全國范圍內的雞舍屋頂傳熱系數 （K） 適宜為 0.5 Kcal/（m2·h·℃），其屋頂的綜合熱阻（R）為1.72 m2·℃/W。在現今時期的豬舍建造中，若其屋頂采用外鋼板為0.6 mm，內鋼板為0.5 mm，內夾容量為120 kg/m3，巖棉芯材厚度在100 mm時，其綜合熱阻（R）為4.53 m2·℃/W左右。此處，屋頂內外表面熱阻（R）采用（外0.0537、內0.1433 m2·℃/W），巖棉的熱阻（R）為4.35 m2·℃/W。而當采用厚度150 mm的巖棉時，其綜合熱阻（R）為6.62 m2·℃/W，其對應綜合傳熱系數（K）為 0.13 Kcal/（m2·h·℃）。因此，隔熱良好的豬舍，其內外溫差可達5℃甚至8℃以上，就像山洞一樣冬暖夏涼，可有效避免夏季豬只的熱應激。在選擇豬舍的隔熱材料時，建議豬場根據當地冬季和夏季氣候條件，參照工業企業采暖通風空調設計規范以及豬只的上下限臨界溫度考慮。

4 配置合理的風機和水簾降溫系統

4.1 利用風冷效應 （wind chill）配置合理的風機

人類在一定氣溫但不同風速下感知的寒冷程度不同。例如，開啟風扇，人的感知溫度低于不用風扇的溫度，此為風冷效應。對于豬只來講，根據美國愛荷華州立大學Steven J.Hoff博士所著在舍溫69℉（20.6℃）時，1頭體重18 kg（40 磅）的豬，在過其體表風速 0.8 mph（0.36 m/s），其體感溫度下降大約5℉(2.8℃)；在2 mph（0.89 m/s）時，其體感溫度下降大約10℉（5.6℃）；而當4.5 mph（2 m/s）時，其體感溫度下降大約15℉（8.4℃），見圖1。

圖1 舍溫69℉ （21℃）下體重18 kg豬只不同風速的體感溫度示意圖 （風冷效應）

就如隨著室溫升高，人類需要逐步增加風扇檔位，即增大風速，但達到一定溫度時，最大檔位的風扇也不能降低人類的感知溫度，此為風冷效應失敗。對于豬只來講，當周邊溫度高于其體溫（豬只的正常體溫為38.7～39.8℃）時，例如在40℃（104℉）的舍溫下，體重 220 lb（100 kg）的豬只，風速在 4.5 mph（2 m/s）時，其體感溫度不僅沒有下降，反而升高了0.1℉。因此，達到風冷效應上限溫度時，就需要考慮其他的降溫方式，比如水簾降溫。

不同階段豬只體重大小不同，小豬的身體表面積與體重占比系數大于成年豬只，其對風冷效應更加敏感。關于豬舍風冷效應所對應的舍內風速，因分娩舍和保育舍的特殊性，需要豬場詢問有資質的豬場設計專家。隔熱材料合適的育肥、配種和懷孕豬舍，均可參照1.7～1.9 m/s的豬舍截面風速來配套風機，且采用25 Pa負壓下的風量來計算。

4.2 配置合理的水簾降溫系統

舍外高溫、低濕空氣經過濕簾時，水從上到下噴淋到特殊的波紋狀水簾紙表面，空氣與水大面積接觸，利用水從液態變成氣態要吸收大量熱量的汽化熱特性，致使通過的空氣溫度冷卻后進入豬舍。水簾降溫系統因制作工藝和質量不同，降溫效率不同，低的有52.1%，高的有90.1%。但在同一塊水簾紙上，當設計過簾風速在2 m/s時，其降溫效率為75%時，若風速減為1 m/s時，其降溫效率會提高，甚至可達90%。筆者通常在給豬場設計時，會選擇高質量的15 cm厚的水簾紙，南方高溫高濕區域的過簾風速在1.75～1.78 m/s，降溫效率在78%～80%左右；北方低濕度區域，過簾風速在2 m/s，降溫效率在75%左右。豬場可根據水簾供應商提供的不同規格水簾紙，選擇合理的過簾風速。

舉例：取海南海口2018年6月18日下午1點的最高溫度（干球）32℃，相對濕度63%，按照海拔高度100 m，根據美國采暖、制冷與空調工程師學會的空氣焓濕圖查出其濕球溫度為25.3℃。則水簾可降溫度＝（干球溫度-濕球溫度）×降溫效率＝（32-25.3）×80%＝5.36℃，當過豬體表風速為1.9 m/s，對于體重100 kg的育肥豬，根據Czarick M和Fairchild BD的研究，其風冷效應大約為5℃（9℉）[7]，則其體感溫度大約＝32-5.36-5＝23.34℃。而天津（海拔5 m）2018年7月31日下午3點時，其高溫在37℃，相對濕度為44%，濕球溫度為24.5℃，則水簾可降溫度＝（37-24.5）×75%＝9.375℃，當風冷效應仍然為5℃時，則豬只的體感溫度為22.63℃。

使用水簾系統時，要遵循2個“80原則”，其中1個“80原則”是舍外溫度要高于80℉（26.7℃）。溫度高時，相對濕度低；溫度低時，相對濕度高。大部分地區在溫度低于26.7℃時，其濕度會高于80%。此時利用水簾系統降溫會造成舍內高濕，降溫效果也不會好；另外1個“80原則”是在相對濕度高于80%時，避免使用水簾系統。但在某些高溫高濕地區，高于80%的相對濕度時也是可以使用水簾系統的，不過需要間歇式運行，并在當天至少有1個小時的干燥水簾過程，防止藻類生長。

例如：福建泉州（海拔17 m）2018年7月31日早上6點的溫度是27℃，相對濕度為88%，上午9點的溫度32℃，相對濕度為65%。如果早上6點鐘開啟水簾，其濕球溫度為25.3℃，其水簾可降溫度＝（27-25.3）×80%＝1.36℃。而在上午9點時，其濕球溫度為25.7℃，降溫幅度為（32-25.7）×80%＝5.2℃。兩者相比，9點啟動水簾要好過6點。

4.3 優先使用風冷效應

即隨著舍溫上升，逐步增加風機數量，到全部風機運行后，舍溫升高到滿足舍外溫度超過26.7℃，舍溫達到豬只的上限臨界溫度時，才開啟水簾泵，并間歇式運行水簾系統。避免整體長時間運行水簾，造成豬只過冷，濕度超標或者造成水簾紙生長藻類。具體操作可為：達到啟動溫度點時，設定其啟動后運行時間為噴淋水達到水簾表面的85%以上時，停止水泵作業，時間假定為90 s，等待舍溫不再下降，反而上升1～2℃時，重新啟動水簾泵，此時間假定為7 min，則設定停止運行時長為7 min，使水簾泵在啟動溫度點后循環使用水簾系統。

4.4 避免過早和未全部運行風機時啟動水簾

過早和未全部運行風機時啟動水簾，可能導致在舍外溫度低于27℃，或者濕度超過80%，運行水簾系統；由于水簾系統是按照全部運行風機來配置的，當部分風機啟動，意味者過簾風速降低，其降溫效率會從設計時的75%～78%增加到90%左右，從而造成水簾出風端溫度低，且換氣速度不夠，造成熱量堆積在風機端，前后溫差大，同時舍內濕度超標。較低的溫度，空氣含水能力低，造成豬舍相對濕度超標，反而容易使豬只因高濕度產生熱應激。美國佐治亞大學Michael Czarick教授曾在2010年的1次報告中提到，見表3，在溫度為25℃、相對濕度為40%時，空氣的含水能力為0.94 L/100 cm3，相當于溫度為10℃、相對濕度為100%時的含水能力0.91 L/100 cm3。溫度下降，相對濕度上升；反過來，溫度上升，則相對濕度下降。溫度為20℃、相對濕度為90%，其含水能力為1.57 L/100 cm3，低于溫度為30℃、相對濕度為50%的含水能力1.58 L/100 cm3。溫度雖高，但空氣干燥，在高溫環境下，豬只50%左右的散熱靠蒸發，干燥的空氣配合風冷效應更有利于豬只的降溫。

表3 不同溫度、相對濕度下空氣的含水能力 （L/100 cm3）

4.5 避免豬舍高濕問題

在豬舍溫度的干球溫度達到一定程度時，如果豬場沒有安裝濕度傳感器或者忽視該問題，沒有及時提高通風量，則濕度會急劇增大。例如，在舍溫30℃、相對濕度40%時，其濕球溫度為18.9℃，而在相對濕度80%時，其濕球溫度為26.8℃，豬的體感溫度上升值為26.8×0.35-18.9×0.35＝2.77℃。

4.6 關于進入水簾的水溫問題

許多豬場包括很多專家建議水簾系統采用低溫深井水，其實這是常識性誤解。水簾降溫是利用水的汽化熱性能，此時的能量來源于透過水簾的舍外空氣。1加侖水溫度在10℃時，其降溫潛能為8 900 BTUs（英國熱量單位），32.2℃的水溫其降溫潛能為8 700 BTUs，兩者的降溫潛能只有2.3%的差別[8]。因此，豬場可以使用循環水，不需刻意采用低溫水，并經過2～3周或其他合理時間更換和清洗過濾器芯及水池水，避免藻類以及雜質等問題。

綜上，應對豬舍夏季高溫高濕的管理，首先需要隔熱良好的密閉豬舍，其次需要根據舍溫及相對濕度水平逐步啟動風機數量，然后根據溫度啟停水簾的同時，間歇時控運行，由人力來操作該綜合系統相形見絀，配備合理的自動控制系統是必要的。同時，因豬舍高度密閉，輔助電源方案及斷電報警系統也不可或缺。