高海拔地區暖棚建筑與其溫熱環境的關系

陳曉英 巴桑旺堆 張成福 曹涵文 信金偉 姜輝

摘 要：針對牦牛不易過冬這一問題，為了給圈舍優化設計及現有圈舍的通風系統改造提供理論依據，以暖棚牛舍為研究對象，從2019年3月到2020年3月，通過對那曲市羅馬鎮半舍飼牛圈、普通暖棚和太陽能暖棚3種不同牛舍的環境指數監測與評價，主要從溫度、濕度、有害氣體H2S、NH3、溫室氣體CO2幾個方面研究確定不同牛舍舍內環境影響因素，研究分析不同時間段牛舍內環境變化情況。經分析，太陽能暖棚牛舍把畜舍的氣溫控制在家畜的等熱區之內，使之借物理調節維持熱調節的平衡，將畜體的代償性消耗降到低，從而達到節約飼草飼料的目的，提高家畜的生產力、飼料利用率和抗病力的。同時利用太陽能取暖，即節約能源，又降低了成本，有利于環境保護，在太陽能取暖的暖棚內飼養的牛膘情和生長速度明顯好于沒有棚圈和不取暖的牦牛，同時，利用夏天在圈舍內種植牧草和蔬菜，最大限度的提高了暖棚的利用率，冬季解決了牦牛的保畜保鏢，在一定程度上儲備了一定量的牧草，也解決了當地農牧民夏季吃菜難的問題，增加了防災抗災的意義。

關鍵詞：牛舍;氣溫;濕度;畜舍設計;環境;評價

一、環境的變化對畜牧業發展的影響

研究表明[1]，家畜的生產力大約20%取決于遺傳，40%～50%取決于飼料，30%～40%取決于環境條件。而遺傳和營養的優勢只有通過健康的家畜才能得到充分發揮。在飼料中所提供地養分也是重要組成部分，大量的事實證明環境條件的改善可以使飼料的效果和家畜生產力水平顯著提高。按照現代生物學的觀點，給家畜創造一個良好的生產與生活條件，是增進家畜健康、提高其生產力等方面的決定性因素。另外，根據資料反映[3]，由于環境因素而使家畜發病的要比由于細菌傳染而發病的多得多。因此，環境因素對畜牧業的影響、已貫穿到家畜疾病的發生、發展和消亡地全部過程，并直接關系到家畜的健康和生產力，從而制約了畜牧業的發展，減少了經濟效益。

1? 試驗材料與方法

1.1 試驗材料與主要儀器。那曲市羅馬鎮半舍飼牛圈、普通暖棚和太陽能暖棚3種不同牛舍。L92-1溫濕度記錄儀（請標明具體那個廠家生產）、便攜式智能氣體檢測報警儀（請標明具體那個廠家生產）

1.2? 試驗方法。結合半舍飼牛圈、普通暖棚和太陽能暖棚3種不同牛舍，研究分析不同時間段牛舍內環境變化情況。溫度和濕度的測試采用L92-1溫濕度記錄儀;利用便攜式智能氣體檢測報警儀（ CO2、NH3、H2S） 進行牛舍外其他養殖場內氣體濃度的檢測，針對高寒地區牦牛暖棚做環境調控的研究。

主要針對牦牛不易過冬這一問題，為了給圈舍優化設計及現有圈舍的通風系統改造提供理論依據，以暖棚牛舍為研究對象，主要從溫度、濕度、有害氣體NH3、H2S、溫室氣體CO2幾個方面研究確定不同牛舍舍內環境影響因素。通過試驗檢測，比較和分析不同時間、舍內不同高度時，主要環境影響因素溫濕度、有害氣體、溫室氣體的變化情況。同時選取年齡、性別、體質量、健康狀況基本一致的牦牛，在3種圈舍分群飼養，進行生產性能對比試驗，為提高牛舍內環境質量、提高牛肉的產量和品質提供依據。

項目分3次對三種牛舍內不同高度、不同時間舍內外溫濕度、溫室氣體濃度等進行測量，并對暖棚進行綜合評價，同時選取年齡、性別、體質量、健康狀況基本一致的牦牛，在3種圈舍分群飼養，進行生產性能對比試驗。

2? 結果與分析

通過3次對自治區重點研發項目“藏北高原新型牦牛暖棚設計與母牦牛高效養殖技術集成示范”實施點-那曲市色尼區羅馬鎮西熱村（普通牦牛暖棚牛舍）和加貢村（太陽能牦牛暖棚牛舍）以及牧戶（半舍飼牛舍）的溫熱環境和舍內空氣質量的測定表明，在室外氣溫-6℃～5℃、8℃～17℃、-14℃～4℃（測量三日當地氣象臺預報的平均數值）三種牛舍內三次的平均溫度分別為14.1℃、17.6℃、12.1℃（第1次），17.4℃、20.7℃、17.3℃（第2次），16.3℃、19.5℃、13.4℃（第3次）;平均濕度分別為37.6%、36.2%、36.6%（第1次），35.8%、34.7%、34.3%（第2次），36.5%、35.6%、36.7%（第3次）;有害氣體三次測定的CO2、NH3、H2S未超標，濃度均低于中華人民共和國國家標準 GB/T18407·3—2001 《農產品安全質量無公害畜禽肉產地環境要求》的指標（NH3：20 mg/m3、H2S：8 mg/m3、CO2：1500 mg/m3）。結果顯示，普通暖棚的溫度高于牧戶的半舍飼牛舍，加貢村的太陽能暖棚溫度最高且最適合牦牛生長，三種牛舍三次的濕度測定結果均適合牦牛生長發育，有害氣體濃度均低于中華人民共和國國家標準，起到了防寒抗災的目的。同時，通過對牦牛生產性能進行對比試驗，得出在太陽能暖棚種生長過冬的牦牛借物理調節維持熱調節的平衡，將畜體的代償性消耗降到低，從而達到節約飼草飼料的目的，家畜的產奶量平均提高了10%左右，飼料利用率提高了8%左右，幼畜成活率提高約2%。

（二）2.2? 環境管理、通風方式對溫熱環境的影響。簡單傳統牛舍的通風與保溫往往存在矛盾，主要是在春秋季和冬季當舍外氣溫在零下10度以下時尤為突出。由于該原因，選擇正確的牛舍通風方式顯得更加重要。監測過程中發現，舍內溫熱狀況不良除了與牛舍隔熱性能差有關外，還與牛舍的通風換氣存在相關：①寒冷氣候狀況下應要有必要的間接通風設計;②冬季負壓通風方式將大量熱能直接損失;③在清晨舍外溫度較低、濕度較高時進行通風換氣。

3? 結論

本試驗證明，太陽能暖棚的設計總思路為最大限度的利用太陽的輻射熱能，即利用太陽的高度角與塑料棚面垂直射入和畜舍朝向，用太陽的短波輻射透過塑料薄膜提高畜舍內的溫度，其產生的熱量被棚舍的外圍結構吸收（有一定的厚度，導熱系數小），在晚上釋放，使圈舍內保持一定的溫度。這樣使家畜在等熱區之內生存，借物理調節維持熱平衡，將畜體的代償性消耗降低，從而達到節約飼草飼料的目的，提高家畜的生產力、飼料利用率和抗病力。同時利用太陽能取暖，這樣即節約能源，又降低了成本，有利于環境保護。在太陽能取暖的暖棚內飼養的牛膘情和生長速度明顯好于沒有棚圈和不取暖的牦牛，同時，利用暖棚適宜的溫濕度春夏季在舍內種植部分牧草和蔬菜，最大限度的提高了暖棚的利用率，解決了牦牛冬季的保畜保鏢，在一定程度上儲備了一定量的牧草，也解決了當地農牧民夏季吃菜難的問題，增加了防災抗災的意義。

4? 建議

為進一步優化現有牛舍的設計，提高牛舍利用率，通過對幾種牛舍建筑和環境指數的監測分析發現，牛舍設計需要進一步改進：一是將牛舍之間的間距增大到10m左右，有利于通風防暑，冬季可采用保溫簾幕減小通風量降低舍內熱損耗;二是重視舍屋頂保溫隔熱設計，把房屋跨度增加到9～10m，加大外圍護結構的厚度，將牛舍凈高降低至2.1～2.4m;三是采用專門的保溫墻板或采用空心磚、空斗墻設計，提高保溫舍的保溫性能，地面保溫防潮設計和管理也應注意;四是采用橡膠、寬皮帶片等對排污口進行封閉，阻擋冷風入侵，結合舍內適當的采暖設施提高舍內氣溫，防止水汽在外圍護結構和地表凝結，保證舍內適宜的有效溫度;五是冬季通風換氣應采取低處排氣，高處進氣的方式，以免高處的熱空氣流失，且換氣時間應選在中午氣溫較高，濕度較低時進行。

參考文獻

[1] 王思珍，武迎紅，王維，盧鳳芹.北緯43°地區日光暖棚牛舍的設計及其環境評價[J].中國畜牧雜志，2006（17）：54-56.

[2] 白林，李學偉，喬紹權.四川規模化豬場豬舍建筑與其溫熱環境的關系[J].西南農業學報，2000（S1）：91-98.

[3] 溫海霞，楊冬有，王紅，郭偉婷，張偉濤.論環境對肉羊及產業的影響[J].北方牧業，2019（18）：19-20.

[4] 溫海霞，楊冬有，王紅，郭偉婷，張偉濤.論環境對肉羊及產業的影響[J].北方牧業，2019（18）：19-20.

基金項目：藏北高原新型牦牛暖棚設計與母牦牛高效養殖技術集成示范（XZ201801NB41）

作者簡介：陳曉英（1981-），女，副研究員，碩士，研究方向為牦牛遺傳育種