畜禽舍设计.doc

畜禽舍通风换气可以避免热、湿、粉尘及有害气体等因素对畜禽生长的不良影响，是畜禽生产过程中必不可少的重要环节。然而在冬季北方寒冷地区，由于畜禽舍室内外空气温差的存在，冬季通风换气本身将消耗大量的一次能源。将新鲜空气由室外状态处理至室内状态所消耗掉的热能是相当可观的，而室内空气的排放又导致大量的热能被浪费掉。为了充分利用畜禽台通风系统的余热，降低通风能耗，畜禽舍可采用高效热回收装置，以减少畜禽舍供热系统的热负荷。

8.1 围护结构的隔热设计
8.1.1 围护结构隔热要求
建筑类型。在自然通风条件下，据实测，一般夏季室内平均温度比室外平均气温高1.0~1.5℃，室内最高气温约与室外最高气温接近。对多数不设空调的建筑，夏季主要是隔热太阳辐射热的影响，使内表面温度不高于室外空气温度，并且使室内热量能很快地散发出去。
对于设有通风降温设备的畜禽舍，为了减少夏季机械通风的负荷，要求屋顶要有较高的隔热能力。京、津地区大型蛋鸡舍采用200mm厚加气混凝土条板屋顶（水泥砂浆找平层20mm厚，二毡三油防水层10mm厚），外表面作浅色处理（ρ=0.5），则屋顶的热惰性指标D=3.29，总衰减倍数νov=19.11，总延长时间7.2h。
气候特点。在干热地区，由于昼夜温差大、干燥，要求防热严密，控制通风，重点是隔热，宜采用总衰减倍数大的比较厚重的围护结构，这样有利于日间隔热降温。对于昼夜温差小，湿度大的南方湿热地区，则要求散热迅速，充分通风，围护结构的衰减倍数相对可低一些，主要利用通风来降温。
建筑朝向。围护结构受太阳辐射最强，最多的部位是屋顶，因此隔热的重点是屋顶，其次是西墙、东墙，再次为南墙。畜禽舍通常为坐北朝南，东西延长。方位角可以偏东或偏西，但无论偏东或偏西都不宜超过10°。
8.1.2 围护结构的隔热措施
减少辐射热对建筑物的影响。绿化周围环境，也可在屋顶上铺10cm厚土层。，种植草皮；或铺20cm锯屑或者膨胀蛭石种植花卉、蔬菜等作物；利用浅色外表减少对太阳辐射的吸收，采用浅色粉刷、涂料等。
设置通风间层。通风屋顶，或通风墙，靠通风带走辐射热负荷，隔热好散热快。通风屋顶的长度不宜超过15m，间层高度以20cm左右为宜。基层应该有适当的隔热层。
利用蒸发降温。在屋顶蓄水，利用蒸发降温原理，有效地减少屋顶辐射传热量。一般蓄水屋顶水深20cm，对于有水浮莲、木藤菜、水葫芦及白色漂浮物的遮阳蓄水屋顶，水深可小于20cm。
选用适当的材料和结构，使围护结构具有一定的隔热能力。如采用双排或三排孔混凝土或轻骨料混凝土空心砖快做墙体；空斗墙内填充焦砟，其隔热性能也比二四墙好。
8.2 生态型畜禽舍的保温
8.2.1 外围护结构的保温要求
冬季畜禽舍所需要的正常温度是靠外围护结构的保温和设备采暖相互配合来保证的。外围护结构对室内小气候的影响，主要是通过内表面温度的高低来体现的。内表面温度太低，不仅影响人和畜禽的适宜环境，还会产生表面结露和内部冷凝，并降低结构的耐久性。
生态型畜禽舍围护结构冬季保温和基本要求是：
（1）外围护结构必须有一定的总热阻值，以减少房屋的热量损失，使建筑物土建投资和采暖设备、燃料消耗等费用获得最经济的组合。
（2）外围护结构内表面温度不能太低，与室内温度差有一定的限制。以免产生冷辐射，造成不良的生理影响，甚至在内表面产生结露现象。
（3）控制外围护结构由于蒸汽渗透而产生过多的内部冷凝，否则会减弱结构的保温性能，甚至造成破坏。
（4）减少通过外围护结构（包括门窗）缝隙渗入室内的冷空气量。
8.2.2 地面的保温设计
与屋顶、墙壁相比，地板的热量损失虽然不大，但是畜禽在地面上活动，地板的保温性能也直接影响畜禽的生长发育。大多数畜禽舍冬季室内温度维持在10~15℃，而地板下的土壤温度都低于室内温度。因而为了控制热量损失和维持一定的地面温度，地板应采取一定的保温措施。
图是在畜禽舍混凝土地面下设置保温层，一般由找平层，保温层，防潮层，砂垫层和硬底层组成。找平层在地表面起保护作用，应坚硬耐磨，常采用3~5cm厚水泥砂浆层找平。保温层采用空心砖、波纹瓦、加气混凝土或聚苯乙烯等材料，加气混凝土保温层的强度较低，容易塌陷，不如采用空心砖较为靠谱。加气混凝土的收缩性较大，可预制成砌块来解决实际施工中的伸缩缝问题。防潮层采用聚苯乙烯薄膜，施工方便，但要注意防止尖石，工具等硬物挤压、碰击而损失渗水。砂浆层一般厚5~10cm，硬底层采用15cm厚的砾石，应铺平压实。

畜禽舍的地面不同于一般的工业与民用建筑，特别是采用地面的畜禽舍，畜禽的采食、饮水、休息、排泄等生命活动和一切生产活动，均在地面上进行；畜禽舍必须经过进行冲洗消毒；猪、牛、马等有蹄类家畜对地面有破坏作用，而太坚硬的地面又容易造成家畜的蹄部伤病和滑跌等。因此，畜禽舍地面既要坚固、保温、防滑，又要无造成外伤的隐患，有一定的弹性、坡度，防水，便于清洗消毒和耐长期的粪尿污水腐蚀。
畜禽舍地面分为实体地面和缝隙地板两类。根据使用材料的不同，实体地面分素土夯实地面、三合土地面、砖地面（实心砖或空心砖）、混凝土地面、沥青地面；缝隙地板有混凝土地板、塑料地板、铸铁地板、金属网地板。素土夯实地面、三合土地面和砖地面保温性能好，不坚硬而有一定的弹性，造价低、吸水性强，但不坚固，易破坏，在家畜和羊等畜禽的小型养殖场中应用较多。混凝土地面和缝隙地板除保温性能和弹性不理想外，其他性能均可满足畜禽舍的要求，造价也不高，目前运用较多，但最好增加保温和防滑等措施来弥补其缺陷。沥青地面各项性能具佳，但沥青中含有某些有害物质，可能会危及动物健康，须慎重使用。混凝土缝隙地板除了保温和弹性性能差外，在畜禽的踩踏下缝隙边沿易被破坏，造成局部缝隙增大而伤及畜禽的肢蹄；铸铁地板在长期的粪尿环境里易发生锈蚀；高强度的塑料地板各项性能都较好，在国外已大量使用，我国也已经有专门的厂家生产，是我国畜禽舍缝隙地板今后的主要发展方向。
实体地面的构造做法包括基层、垫层和面层，地面设计强度应满足下表的要求。在土质较好时混凝土地面可以直接以素土夯实为基层，否则应铺碎砖、炉渣、砂石等作基层，然后浇50~80mm厚的混凝土作垫层，再用1：2水泥砂浆做20~25mm厚的面层，但不能抹光，而是抹成麻面，或做防滑条纹。为了提高混凝土地面的保温性能，在满足强度要求的情况下，在垫层下设白灰炉渣、空心砖等保温层。
表2 畜禽舍地面（地板）的设计荷载
家畜种类
缝隙地板（g/m，板条）
实地面积（kg/m²）
牛奶及牛肉
犊牛：≤140㎏
圈栏区
公、母羊
育肥羊
马
猪：≦22㎎
≦90㎏
≦180㎏
≤225㎏
火鸡
鸡（含平养）
372.0
223.2
372.0
178.6
148.8
372.0
74.4
148.8
223.2
253.0
37.2
22.3
488.3
244.1
293.0
244.1
195.3
488.3
170.9
244.1
317.4
341.8
146.5
97.5

8.3 围护结构保温层设置
8.3.1 单设保温层
由导热系数很小的材料做保温层，主要起保温作用，不起承重作用。如图：

8.3.2 封闭空气间层保温结构
封闭的空气间层有良好的保温作用，围护结构中的空气间层厚度一般取2~5cm为宜，可以在砖、混凝土砌块之间夹空气间层，在畜禽舍的框架墙和轻型屋顶结构中广泛应用了空气间层。如图

8.3.3 保温与承重结构结相合
空心板、空心砖块、轻质实心砌砖等，既能承重又能保温，它不仅构造简单，而且施工方便。大力发展保温性能好的空心砖和空心砌块，既能节省耕地、减轻自重，又能达到保温要求。
8.4 保温隔热材料
各种建筑材料的导热系数变化很大，钢筋混凝土导热系数为1.74W/（m·℃），而聚氨酯硬泡沫塑料仅为0.033 W/（m·℃），相差50多倍。通常把导热系数小于0.3 W/（m·℃），并能用于绝热工程的材料称为绝热材料。在工程设计中，习惯上把用于控制室内热量外流的叫保温材料，而为防止室外热量进入室内的叫隔热材料。
在畜禽舍建筑上，少用钢材、水泥，充分利用太阳能保温。采用节能设计在畜禽舍建筑中少用水泥和钢材(水泥生产是制造业中二氧化碳最大的排放源)，少用1 t水泥，就可平均少排放二氧化碳0.79 t。少用1 t钢材，就可平均少排放二氧化碳2.539 t。我国现在许多较大的猪场，设计的畜禽舍都是用的“民用建筑标准”，基础、墙体和屋顶都是可以抗8级地震、30年不倒的标准，不但设计费用高而且浪费了许多建材，也多排了许多二氧化碳，完全没有这个必要。从实际出发，一般畜禽舍用10—15年，猪场也在10—15年后换一个地方，这样也有利于疾病控制。现在有许多新的节能保温材料，如煤渣砖、石棉瓦等。在长江三角洲的我国中部地区，如采用合理的畜禽舍设计(北走道，小单元，屋顶无动力通风，产房和保育舍采用仔猪保育箱，可自动调节的地热板，等)，在冬季可不再用煤炉在室内加温，会节省很多能源。据试验，对江西南康市畜牧良种场92 d观察记录，每头母猪每天只要用0.88度电，而一般的规模化万头猪场，仔猪保育用红外灯保暖，每头哺母每天开灯15 h，耗电就达2.25度。

8.5 外围护结构的蒸汽渗透和冷凝
8.5.1 围护结构的表面冷凝和水蒸气渗透
空气的含湿能力主要取决于它的温度，墙体内表面温度不应低于露点温度，否则在墙表面就会出现冷凝现象。室内空气温度与墙体内表面的温度差，取决于墙体的热阻，当各种不同用途的房间内温度确定后，就可以确定围护结构的保温层厚度。如果室内的空气相对湿度高，为防止冷凝所要求的保温层厚度也就较大，而按照不是经常出现的空气相对湿度峰值作为保温设计的依据是不经济的。一般民用住宅的室内相对湿度取65%，潮湿的车间、畜禽舍就要高一些，取75%~85%。墙体表面抹灰或粉刷，在高湿条件下可以吸收一部分冷凝水分，然后再逐渐蒸发掉。在这种情况下，内表面如采用不透水的塑料墙纸或纤维板之类的表面材料是不合理的。
蒸汽扩散是墙体内存在水分的一个主要原因。此外，当墙体表面发生冷凝现象时，表面冷凝水有可能在毛细管作用下向墙体内转移。还有施工时，砂浆和混凝土的初始水分也会留在维护结构内。后两种现象与水蒸气的扩散作用是不同的。室内外空气都含有一定量的水蒸气，当围护结构两侧存在水蒸气分压力差时，水汽分子就会从分压力高的一侧通过围护结构向分压力低的一侧渗透扩散，这种现象叫蒸汽渗透，它是一个连续过程。在冬季，建筑物里存在着水蒸气由里向外传递的趋势。这股向外的蒸汽流，由于逐渐变冷，在围护结构材料层内形成水分的冷凝和积聚。
8.5.2 控制内部冷凝的措施
由于围护结构内部的冷凝过程和湿转移比较复杂，在工程实践中主要依靠采取一些构造措施来改善内部的湿情况。在同一气象条件下，使用相同的材料，但围护结构材料层次布置不同，其内部冷凝的情况也不同。材料层次的布置应尽量在水蒸气渗透的通路上，最多“进难出易”，采用多层围护结构时，宜将蒸汽渗透阻较大的密实材料布置在内侧（蒸汽流入的一侧），将蒸汽渗透阻较小的材料布置在外侧。