Разработка нормативных параметров системы жизнеобеспечения животных в телятнике на 1000 голов

 

Новорожденным телятам дают кипяченую воду (до 28-30 ºС) спустя 1,5-2,5 ч после первой выпойки молозива. Телятам в возрасте до 2 месяцев  следует давать воду температурой 22-25 ºС, до 4 месяцев - 16-18, старше 4 месяцев - 10-12 ºС. До месячного возраста телятам воду кипятят, а со второго месяца их жизни поят сырой доброкачественной водой.

 

Таблица 4 - Физические, химические и биологические показатели качества воды

Показатель и содержание

 

химических элементов По ГОСТу 

По европейскому

 

стандарту

Запах при температуре 20 ºС и нагревании до температуры 60 ºС, баллы, не более 2 -

Вкус и привкус при  температуре 20 ºС, баллы, не более 2 -

Цветность, ЕИЦ* 20 -

Мутность по стандартной  шкале, мг/дм3, не более 1,5 4 НЕМ**

Водородный показатель (рН) 6,0-9,0 6,5-8,5

Сухой остаток, мг/дм3, не более 1000 1500

Аммоний, мг/дм3, не более - 0,5

Хлориды, мг/дм3, не более 350 250

Сульфаты, мг/дм3, не более 500 250

Железо общее, мг/дм3, не более 0,3 0,3

Марганец, мг/дм3, не более 0,1 -

Медь, мг/дм3, не более 1,0 -

Цинк, мг/дм3, не более 5,0 5,0

Остаточный алюминий, мг/дм3, не более 0,5 0,2

Полифосфаты остаточные, мг/дм3, не более 3,5 -

Общая жесткость, мг·экв/дм3, не более 7,0 -

Бериллий, мг/дм3, не более 0,0002 -

Молибден, мг/дм3, не более 0,25 -

Мышьяк, мг/дм3, не более 0,05 0,05

Нитраты, мг/дм3, не более 45,0 50

Нитриты, мг/дм3 - 0,1

Свинец, мг/дм3 - 0,05

Селен, мг/дм3, не более 0,001 0,01

Стронций, мг/дм3, не более 7,0 -

Фтор, мг/дм3, не более 1,5 1,5

Хлор свободный, мг/дм3 0,3-0,5 -

Хлор связанный, мг/дм3 1,8-1,2 -

Цианиды, мг/дм3 - 0,05

*ЕИЦ - единицы интенсивности  цвета.

**НЕМ - нефелометрические  единицы мутности.

 

 

2.5 Расчет годового выхода  навоза и площади навозохранилища 

 

Система удаления навоза - стационарная.

 

Способ удаления навоза - с использованием транспортеров.

 

Годовой выход навоза определяется по формуле 13:

 

Qгод = D · (qк + qм + П) · n, (13)

 

где Qгод - выход навоза, кг;

 

D - продолжительность накопления  навоза, сут, = 365;

 

qк - количество фекалий от 1 животного в сутки, кг;

 

qм - количество мочи от одного животного в сутки, кг;

 

П - Суточная норма подстилки  на одно животное, кг;

 

n - число животных в помещении.

 

Qгод = 365 × 10 кг · 1000 гол. = 3650000 кг = 3650 т.

 

Площадь навозохранилища  рассчитывается по формуле 14:

 

Sн = Qгод / (h · ρ), (14)

 

где Sн - площадь навозохранилища, м2;

 

h - высота укладки навоза, м;

 

ρ - объемная масса навоза, кг/м3.

 

Sн = 3650000 кг / (2 м × 1000 кг/м3) = 1825 м2 .

 

Способы обеззараживания  навоза:

 

Тепловой метод. Применяют  его для обеззараживания бесподстилочного жидкого навоза или сточных вод и осуществляют с помощью огневых установок с погруженными в жидкость горелками и перегретым водяным паром. Этот метод используют для обеззараживания сточных вод ветеринарных учреждений, предприятий биологической промышленности. Сущность его заключается в том, что сточные воды собирают в рехервуары большой емкости и прогревают до 130 ºС в течение 30 мин паром, который вводят в жидкую массу под давлением 0,2 МПа. Производительность установки зависит от оборудования и может быть в пределах от 6 до 100 м3/ч.

 

Обработка формальдегидом. является одним из наиболее эффективных методов  обеззараживания жидкой фракции  навоза. В собранную в резервуары при помощи дозирующих устройств, в  нее вводят 40 % -й раствор формальдегида (формалина) из расчета 1 л препарата на 1 м3 жидкой фракции навоза. Массу периодически гомогенизируют (перемешивают) в течение 3 ч и выдерживают сутки. В случае проявления острозаразных болезней дозу формалина увеличивают до 10-12 л на 1 м3 жидкой фракции навоза, гомогенезируют в течение 6 ч и выдерживают 3 суток. При использовании формальдегида достигается нейтрализация вредно и дурно пахнущих веществ.

 

Сжигание навоза. Это мероприятие  обязательно при получении навоза от животных, больных сибирской язвой, эмфизематозным карбункулом и при  особо опасных болезнях, определенных соответствующими инструкциями. Для  сжигания навоза роют траншею глубиной 75 см, шириной до 1 м. На высоте 50 см от дна поперек траншеи укладывают металлические брусья. Под ними помещают горючий материал, а сверху навоз, перемешанный с сухим мусором  для лучшего возгорания. На некоторых  железнодорожных дезпромывочных станциях оборудованы специальные печи для сжигания навоза.

 

2.6 Расчет естественной  и искусственной освещенности 

 

Естественное освещение  помещения осуществляется через  оконные проемы. Общая площадь  остекления оконных проемов определяется исходя из значения светового коэффициента (СК). В нашем проекте СК = 1/10, следовательно  на 1 м2 остекленной поверхности окон должно приходиться 10 м2 площади пола. Отсюда общая площадь остекления оконных проемов составит: 126 м  х 18 м / 10 = 226,8 м2.

 

Необходимое количество окон рассчитывается по формуле 15:

 

Nок = Sост / Sок, (15)

 

где Nок - необходимое количество оконных проемов, шт;

 

Sост - общая площадь остекления, м2.

 

Sок - площадь остекления одного окна, м2.

 

Nок = 226,8 м2/ (1,2 м × 1,8 м) = 105 шт.

 

Уровень искусственного освещения  планируется на основании существующих норм для различных видов и  половозрастных групп животных и  птицы.

 

Необходимое количество ламп накаливания для технологического освещения рассчитывается по формуле 16:

 

Nл = Sпом х Lx / (P х r), (16)

 

где Nл - необходимое количество ламп, шт; Lх - нормативный уровень искусственной освещенности в помещении, лк; P - мощность одной лампы, Вт; r - коэффициент для перевода удельной мощности ламп в люксы.

 

Nл = 2268 м × 60 лк / (80 Вт × 2) = 850 шт.

 

При расчете количества ламп для дежурного освещения исходят  из того, что они должны составлять 10 % от количества ламп для технологического освещения - в помещениях для размещения поголовья основного стада и 15 % - для родильных отделений.

 

Необходимое количество ламп для обеспечения требуемого уровня дежурного освещения рассчитывается по формуле 17:

 

Nл. деж = Nл х 0,10, (17)

 

где Nл. деж - количество ламп для обеспечения требуемого уровня дежурного освещения, шт.

 

Nл. деж = 850 шт. × 0,10 = 85 шт.

 

 

2.7 Расчет часового объема  вентиляции 

 

Часовой объем вентиляции рассчитывается по выделяемому углекислому  газу и по образующимся в помещении  водяным парам.

 

Часовой объем вентиляции по выделяемому углекислому газу рассчитывается по формуле 18:

 

LСО2 = С / (с1 - с2), (18)

 

где LСО2 - часовой объем  вентиляции, м3/ч;

 

С - количество углекислого  газа, выделяемого животными, л/ч;

 

с1 - ПДК углекислого газа в воздухе помещения, л/м3;

 

с2 - концентрация углекислого  газа в атмосферном воздухе, л/м3.

 

Количество углекислого  газа, выделяемого животными рассчитывается по формуле 19:

 

С = Сн х k, (19)

 

где Сн - количество углекислого газа, выделяемого животными при нормативной температуре воздуха в помещении, л/ч;

 

k - поправочный коэффициент, зависящий от температуры воздуха в помещении.

 

С = (250 гол×26 л/ч +250 гол × 32 л/ч + 500 гол × 38 л/ч) × 1,19 = 39865 л/ч.

 

LСО2 = 39865 л/ч / (2,0 л/м3 - 0,03 л/м3) = 20236 м3/ч.

 

Расчет часового объема вентиляции по образующимся в помещении водяным  парам рассчитывается по формуле 20:

 

LН2О = Qоб / (q1 - q2), (20)

 

где LН2О - часовой объем  вентиляции, м3/ч;

 

Qоб - количество водяных паров, образующихся в помещении, г/ч;

 

q1 - абсолютная влажность  воздуха, при которой соблюдается  нормативный показатель относительной  влажности, г/м3;

 

q2 - абсолютная влажность  наружного воздуха, л/м3.

 

Количество водяных паров, образующихся в помещении, рассчитывается по формуле 21:

 

Qоб = Qж + Qи, (21)

 

где Qж - количество водяных паров, выделяемых животными, г/ч;

 

Qи - количество влаги, испаряющееся с ограждающих конструкций, г/ч.

 

Количество водяных паров, выделяемых животными, рассчитывается по формуле 22:

 

Qж = Qн х k, (22)

 

где Qн - количество водяных паров, выделяемых животными при нормативной температуре воздуха, г/ч;

 

Количество влаги, испаряющейся с поверхности ограждающих конструкций, рассчитывается по формуле 23:

 

Qи = Qж х Кн, (23)

 

где Кн - коэффициент-надбавка к количеству влаги, выделяемой животными, %; зависит от системы содержания животных и способа уборки навоза.

 

Абсолютная влажность  воздуха, при которой соблюдается  нормативный показатель относительной  влажности, рассчитывается по формуле 24:

 

q1 = R х E / 100, (24)

 

где R - нормативный показатель относительной влажности для  данного помещения, %;

 

E - максимальная влажность  воздуха при нормативном значении  температуры воздуха внутри помещения,  г/м3.

 

q1 = 70 % × 14,53 г/м3/100 = 10,17 г/м3.

 

Qж = (250 гол. ×83 г/ч+250гол. ×113г/ч+500гол. ×121 г/ч) ×1,13 = 123735 г/ч.

 

Qи = 123735 г/ч × 0,07 = 8661,5 г/ч.

 

Qоб = 123735 г/ч + 8661,5 г/ч = 132396,5 г/ч.

 

LН2О = 132396,5 г/ч / (10,17 г/м3 - 1,0 г/м3) = 14438 м3/ч.

 

Расчеты показали, что часовой  объем вентиляции больше по выделяемому  в помещении углекислому газу. Следовательно, расчеты параметров системы вентиляции будем вести  по этому значению.

 

Кратность воздухообмена  рассчитывается по формуле 25:

 

Nкр = L / V, (25)

 

где Nкр - кратность воздухообмена, раз/ч; L - большее значение часового объема вентиляции, м3/ч; V - объем помещения, м3; Nкр = 20236 м3/ч / (126м × 18 м × 3,5 м) = 3 раза/ч.

 

Часовой объем вентиляции на одну голову рассчитывается по формуле 26:

 

Lг = L / n, (26)

 

где Lг - воздухообмен в расчете на одну голову, м3/ч.

 

Lг = 20236 м3/ч / 1000 гол. = 20,24 м3/ч.

 

Часовой объем вентиляции в расчете на единицу живой  массы рассчитывается по формуле 27:

 

Lm = L / Σm, (27)

 

где Lm - воздухообмен в расчете на единицу живой массы, м3/ч;

 

∑m - общая живая масса животных в помещении, кг (или ц).

 

Lm=20236 м3/ (250 гол. ×50кг+250 гол.  ×60кг+500 гол. ×80кг) = 0,3 м3/ч на кг,

 

или 0,3 м3/ч × 100 = 30 м3/ч на ц.

 

Общая площадь вытяжных труб рассчитывается по формуле 28:

 

Sвыт. тр. = L / (v х t), (28)

 

где Sвыт. тр. - общая площадь вытяжных труб, м2;

 

v - скорость движения воздуха в вытяжной трубе, м/с;

 

t - время, с (1 ч = 3600 секунд).

 

Скорость движения воздуха  в вытяжной трубе рассчитывается по формуле 29:

 

V =, (29)

 

где h - высота вытяжной трубы, м;

 

tв - температура воздуха внутри помещения, ºС;

 

tн - температура наружного воздуха, ºС.

 

V =,

 

Sвыт. тр. = 20236 м3/ч / (2,07 м/с × 3600 с) = 2,7 м2.

 

Необходимое количество вытяжных труб рассчитывается по формуле 30:

 

Nвыт. тр. = Sвыт. тр. / sвыт. тр., (30)

 

где Nвыт. тр. - количество вытяжных труб, шт.;

 

Sвыт. тр - площадь одной вытяжной трубы, м2.

 

Nвыт. тр. = 2,7 м2/ (1,0 м × 1,0 м) = 2,7 = 3 шахты.

 

При расчете общей площади  приточных каналов учитывают, что  для предотвращения возникновения  сквозняков и "мертвых" зон она  должна составлять 60-90 % от общей площади  вытяжных труб (чаще принимают 80 %). Следовательно:

 

Sприт.к. = 2,7 м2 × 0,8 = 2,16 м2.

 

Необходимое количество приточных  каналов рассчитывается по формуле 31:

 

Nприт.к. = Sприт.к. / sприт.к., (31)

 

где Nприт.к. - количество приточных каналов, шт.;

 

Sприт.к. - площадь одного приточного канала, м2.

 

Nприт.к. = 2,16 м2/ (0,2 м × 0,3 м) = 36 каналов.

 

 

2.8 Расчет теплового баланса 

 

В неотапливаемых помещениях основным источником выделяемого тепла являются животные или птица.

 

Расход тепла в помещениях складывается из его потерь на:

 

а) нагрев воздух, подаваемого  в помещение системой вентиляции;

 

б) испарение влаги с  ограждающих конструкций и

 

в) потери через ограждающие  конструкции.

 

Тепловой баланс помещения  можно выразить в виде равенства:

 

Wж = Wв + Wи + Wогр,

 

где Wж - количество свободного тепла, выделяемого животными, ккал/ч;

 

Wв - расход тепла на нагрев воздуха, подаваемого в помещение системой вентиляции, ккал/ч;

 

Wи - расход тепла на испарение влаги с поверхности ограждающих конструкций, ккал/ч;

 

Wогр - потери тепла через ограждающие конструкции, ккал/ч.

 

Количество свободного тепла, выделяемого животными в помещении, определяется по формуле 32:

 

Wж = Wн х К, (32)

 

где Wн - количество свободного тепла, выделяемого всеми животными в помещении в течение 1 часа при нормативной температуре воздуха помещения.

 

Wж = (250 × 124 + 250 × 170 + 500 × 185) × 0,92 = 152720 ккал/ч.

 

Расход тепла на нагрев воздуха, подаваемого в помещение  системой вентиляции, рассчитывается по формуле 33:

 

Wв = 0,31 х L х (tв - tн), (33)

 

где Wв - расход тепла на нагрев воздуха, подаваемого в помещение системой вентиляции, ккал/ч;

 

0,31 - теплоемкость воздуха,  ккал/м3;

 

L - часовой объем вентиляции, м3/ч.

 

Wв = 0,31 ккал/м3 × 20236 м3/ч х (17°С - (-20°С)) = 232107 ккал/ч.

 

Расход тепла на испарение  влаги с поверхности ограждающих  конструкций рассчитывается по формуле 34:

 

Wи = Qи х 0,595, (34)

 

где 0,595 - затраты тепла  на испарение 1 г влаги, ккал/г.

 

Wи = 8661,5 г/ч х 0,595 ккал/г = 5153,6 ккал/ч.

 

Потери тепла через  ограждающие конструкции рассчитывается по формуле 35:

 

Wогр = ∑FKогр х (tв - tн), (35)

 

где ∑FKогр - общие теплопотери через ограждающие конструкции в расчете на 1ºС, ккал/ч.

 

Общие теплопотери через ограждающие конструкции в расчете на 1ºС включают собственно теплопотери через ограждающие конструкции и теплопотери при обдувании здания ветром и рассчитываются по формуле 36:

 

∑FKогр = ∑FK + ∑FKвет, (36)

 

где ∑FK - собственно теплопотери через ограждающие конструкции, ккал/ч;

 

∑FKвет - теплопотери при обдувании здания ветром, ккал/ч. Эта величина принимается равной 13 % от количества теплопотерь через стены, окна и ворота и рассчитывается по формуле 37:

 

∑FKвет = (FKстен + FKокон + FKворот) х 0,13, (37)

 

где FKстен, FKокон и FKворот - теплопотери соответственно через стены, окна и ворота.

 

Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции в расчете на 1ºС приводим в виде таблицы 5.