Общие теплопотери здания за отопительный период, МДж:
sum
Qh 0,0864 KmDd Ae , (3)
где Km – общий приведенный коэффициент теплопередачи здания, Bт/(м2 °C), Aesum – общая площадь внутренних поверхностей наружных ограждающих конструкций, включая покрытие (перекрытие) верхнего этажа и пола нижнего отапливаемого помещения, м2 .
Расчетный удельный расход за отопительный период, МДж/м²:
qhdes Qhy Ah , (4)
где Qhy – расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода, МДж; Ah – отапливаемая площадь здания, м2 .
Результаты сравнения приведены на рисунке 11.
Применение органического утеплителя приведет к повышение энергоэффективности фермы в течение года на 30 %, в течение жизненного цикла здания на 60 %.
Таким образом, использование в фермах конструкции «Сельская стена» приведет к сокращению теплопотерь через стены до 30 %, общих теплопотерь здания за отопительный период до 9 % и снижению удельного расход тепловой энергии за отопительный период до 3 %.
3.2. Оптимальные требования к микроклимату помещений ферм КРС
Анализ структуры затрат электрической энергии на производство молока показал, что наибольший удельный вес в общих затратах занимает энер-
гия, потребляемая на создание и поддержание оптимального микроклимата в животноводческих помещениях. Ее доля, в зависимости от технологии содержания животных, находится в пределах 34,5-36,8 %, что сопоставимо лишь с затратами энергии на приготовление кормосмесей. Поэтому одним из основных направлений сокращения общих затрат энергии на производство молока, а следовательно, и его себестоимости является разработка и внедрение энергосберегающего оборудования для создания и поддержания нормативного микроклимата на животноводческих фермах.
Главное требование к зданиям и помещениям для содержания крупного рогатого скота – отвечать определенным зоогигиеническим требованиям. Прежде всего, в помещениях должны соблюдаться нормативные параметры микроклимата (температура, относительная влажность, скорость движения воздуха, освещенность, концентрация диоксида углерода, аммиака, сероводорода), которые возможно обеспечить лишь соблюдением зоогигиенических норм при проектировании и строительстве (таблица 8).
Для обеспечения оптимального микроклимата в животноводческих помещениях необходим определѐнный объѐм помещения на одну голову, который, согласно, существующих нормативов должен составлять не меньше 30-40 м3 на 1 ц массы животного, а кратность воздухообмена – от 17 м3 час зимой и до 40 м3 летом.
В животноводческих помещениях необходим определенный минимальный воздухообмен для удаления влаги и газов. При более низких температурах скорость воздуха принимается более низкой вследствие возможного охлаждения животных. Минимально допустимая скорость движения воздуха устанавливается равной 0,1 м/с.
Таблица 8
Оптимальные параметры микроклимата для КРС
| Тип помещения и возрастная категория животных | Параметры микроклимата в животноводческих помещениях | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Темпера- тура, °C | Относи- тельная влажность, % | Подвижность воздуха, м/сек | ПДК CO2 % | ПДК H2S NH3 | |||||
| Зима | Весна, осень | Лето | мг/м3 | ||||||
| Коровы и молод- няк старше года | Привязное и беспри- вязное боксовое | 10 (8-12) | 75 (40-85) | 0,3-0,4 | 0,5 | 0,8-1,0 | 0,25 | 20 | 10 |
| Беспривязное на глу- бокой подстилке | 6 (5-8) | 75 (40-85) | 0,2-0,4 | 0,5 | 0,8-1,0 | 0,25 | 20 | 10 | |
| Родильное отделение | 16 (14-18) | 75 (40-75) | 0,2 | 0,3 | 0,5 | 0,15 | 10 | 5 | |
| Профилакторий | 18 (16-20) | 75 (40-85) | 0,1 | 0,2 | 0,3-0,5 | 0,15 | 10 | 5 | |
| Помещение для те- лят в возрасте, дней | 20-60 | 17 (16-18) | 75 (40-85) | 0,1 | 0,2 | 0,3-0,5 | 0,15 | 10 | 5 |
| 60-120 | 15 (12-18) | 75 (40-85) | 0,2 | 0,3 | до 1,0 | 0,25 | 15 | 10 | |
| Коровы и молод- няк старше года | Молодняк 4-12 мес. | 12 (8-16) | 75 (40-85) | 0,3 | 0,5 | 1,0-1,2 | 0,25 | 20 | 10 |
| Телки старше 1 года и нетели | 12 (8-16) | 75 (40-85) | 0,3 | 0,5 | 0,25 | 20 | 10 | ||
| Бычки на откорме | 10 (8-12) | 75 (40-85) | до 1,0 | до 1,0 | до 1,0 | 0,25 | 20 | 10 | |
Газовый состав воздуха производственных помещений влияет на обмен веществ, продуктивность животных и их сопротивляемость заболеваниям. Запыленность и загрязненность воздуха помещений бактериями оказывает неблагоприятное воздействие на технологическое и отопительно-вентиляционное оборудование. Кроме того, органическая пыль является переносчиком болезнетворных микробов. Отмечено, что при переходе на бесподстилочное содержание животных количество пыли в воздухе снижается.
Создание и поддержание микроклимата в животноводческих помещениях связаны с решением комплекса инженерно-технических задач и наряду с полноценным кормлением являются определяющим фактором в обеспечении здоровья животных, их воспроизводительной способности и получении от них максимального количества продукции высокого качества.
Современные технологии содержания животных предъявляют высокие требования к микроклимату в животноводческих помещениях. По мнению ученых, специалистов животноводства и технологов, продуктивность животных на 50-60 % определяется кормами, на 15-20 % – уходом и на 10-30 % – микроклиматом в животноводческом помещении. Отклонение параметров микроклимата от установленных пределов приводит к сокращению удоев молока на 10-20 %, прироста живой массы – на 20-33 %, увеличению отхода молодняка до 5-40 %, уменьшению яйценоскости кур – на 30-35 %, расходу дополнительного количества кормов, сокращению срока службы оборудования, машин и самих зданий, снижению устойчивости животных к заболеваниям.
Ежегодно из помещений животноводческих ферм отрасли требуется удалить 166 млрд. м3 водяных паров, 39 млрд. м3 углекислого газа, 1,8 млрд. м аммиака, 700 тыс. м3 сероводорода, 82 тыс. т пыли, патогенную микрофлору.
Для удаления вредностей, образующихся в животноводческих помещениях, на вентиляцию расходуется около 2 млрд. кВтч электроэнергии в год, на обогрев помещений дополнительно идет 1,8 млрд. кВтч, 0,6 млн. м природного газа, 1,3 млн. т жидкого и 1,7 млн. т твердого топлива. Общие затраты энергии на микроклимат составляют до 3 млн. т у.т. в год, что равняется 32 % всей энергии, потребляемой в отрасли животноводства. Поэтому в общем комплексе задач по экономии и эффективному использованию топливно-энергетических ресурсов одним из важных направлений является разработка и внедрение энергосберегающего оборудования для создания микроклимата в животноводческих помещениях.
3.2.1. Обеспечение требуемой вентиляции КРС
Оптимальный микроклимат на фермах и комплексах создается прежде всего за счет постоянного воздухообмена, заключающегося в непрерывной подаче свежего воздуха и удалении загрязненного. Микроклимат необходим
