NYDX农业生物环境工程ppt课件之第5章畜禽舍环境控制.ppt
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1、第五 章畜禽舍环境控制,第五章 畜禽舍环境控制,主要内容,5-0 我国畜禽养殖业的发展5-1 畜禽舍环境调控的要求5-2 畜禽舍通风换气5-3 畜禽舍的光照5-4 畜禽舍的温度环境调控与节能5-5 畜禽舍环境调控系统设计要点,第五 章畜禽舍环境控制,5-0 我国畜禽养殖业的发展,一、我国畜禽业的发展二、畜禽舍建筑三、畜禽舍环境调控技术四、环境调控与动物福利五、环境调控与健康养殖六、畜禽养殖环境调控的研究方向,第五 章畜禽舍环境控制,一、我国畜禽养殖业的发展,中国肉鸡年产量,第五 章畜禽舍环境控制,1、畜禽业发展历史及现状,全国农产品人均占有量(kg),数据来源:中国农业年鉴,第五 章畜禽舍环境
2、控制,建筑形式开敞式、半开敞式、密闭式、连栋式、大棚式,结构形式砌体结构、钢结构、其他结构(板式),建筑材料砖石、混凝土、钢材、塑料、新型板材等,二、畜禽舍建筑,第五 章畜禽舍环境控制,开敞式牛舍,第五 章畜禽舍环境控制,半开敞式鸡舍(有窗式),密闭式鸡舍,第五 章畜禽舍环境控制,大型连栋鸡舍,连栋鸡舍,第五 章畜禽舍环境控制,第五 章畜禽舍环境控制,第五 章畜禽舍环境控制,密闭式鸡舍,第五 章畜禽舍环境控制,畜禽舍环境调控的内容?,第五 章畜禽舍环境控制,三、畜禽舍环境调控技术,空气温度 土壤温度 空气湿度 物理环境 热辐射 气流 光照 噪声 水份 空气成份:O2、CO2、H2S、NH3 化
3、学环境 根圈物质:各种肥份、有害物质成份 同类生物群体(生物的社会环境)生物环境 空气、土壤与水中的微生物 其他生物,环境,第五 章畜禽舍环境控制,畜禽舍空气温度调控,保温、隔热、加温、降温,第五 章畜禽舍环境控制,空气温度调控保温,畜禽舍常用保温措施?朝向、材料、构造、管理,第五 章畜禽舍环境控制,空气温度调控隔热,畜禽舍常用隔热措施?材料、构造,第五 章畜禽舍环境控制,空气温度调控加温,1、加温(采暖)能源 燃煤、燃油、天然气、电能、太阳能、地热能、风能、生物质能;2、加温(采暖)方式(1)根据采暖范围分类:全面采暖;局部采暖(2)根据采暖设备分类 热水采暖;蒸汽采暖;热风采暖 电热采暖;
4、辐射采暖;火炉采暖,第五 章畜禽舍环境控制,鸡舍的加温,第五 章畜禽舍环境控制,第五 章畜禽舍环境控制,第五 章畜禽舍环境控制,空气温度调控降温,1、通风降温 常用通风方式?2、降温设备 常用降温方式?,第五 章畜禽舍环境控制,鸡舍降温,第五 章畜禽舍环境控制,畜禽舍空气湿度调控,通风除湿加湿,第五 章畜禽舍环境控制,畜禽舍气流调控,调控目标:流量、速度、分布调控措施:通风,第五 章畜禽舍环境控制,畜禽舍光照调控,调控目标:光照度、光照时间调控措施:采光、遮光,第五 章畜禽舍环境控制,畜禽舍气体环境调控,调控目标:有害气体浓度、粉尘浓度调控措施:通风、生产管理、湿度调节,第五 章畜禽舍环境控制
5、,第五 章畜禽舍环境控制,随着计算机技术的普及,数据采集系统和专家管理系统在畜禽舍环境控制中的应用越来越广泛。,第五 章畜禽舍环境控制,四、环境调控与动物福利,1976年开始人们提出动物福利的概念,将其定义为:动物与它的环境相协调一致的精神和生理完全健康的状态;1990年,台湾学者将动物福利概述为:善待活着的动物,减少动物死亡的痛苦。,第五 章畜禽舍环境控制,四、环境调控与动物福利,英国“畜禽福利协会”提出畜禽应享受以下权利(动物福利的标准):免受饥渴;避免过冷热和生理上的不适;防止疼痛、伤害和疾病;免除惊吓和精神打击;能够展示自然的生活习性。,第五 章畜禽舍环境控制,水果贮藏库排气通风系统,
6、第五 章畜禽舍环境控制,第五 章畜禽舍环境控制,减少异常行为,环境丰富度,第五 章畜禽舍环境控制,环境丰富度,减少异常行为,第五 章畜禽舍环境控制,第五 章畜禽舍环境控制,五、环境调控与健康养殖,健康养殖 包括动物养殖全过程的安全、健康和动物性产品的安全、健康两方面;安全、健康的动物性产品,是靠健康养殖“养”出来的,而不是靠检验检疫手段“检”出来的;健康养殖的关键控制点是动物、病原体和养殖环境。,第五 章畜禽舍环境控制,六、畜禽养殖环境调控的研究方向,基于节能减排的环境调控方向 畜禽设施养殖的臭味控制室外环境设施及通风等环控设备的节能技术基于动(植)物良好生产的环境控制模式 环境优化控制模型(
7、良种场)基于动(植)物健康生长的环境控制模式 产品质量安全模型(商品场)基于动(植)物生产成本效益的环境控制模 生产效益管理模型,第五 章畜禽舍环境控制,农业生物环境工程通过一定的技术、手段、设备、设施,为动植物的生产提供更加适于其生长的环境。,学习目的,第五 章畜禽舍环境控制,第五章 畜禽舍环境控制,5-1 畜禽舍环境调控的要求,一、畜禽环境因素及其影响二、各类畜禽舍环境调控要求,主要内容,一、畜禽舍环境因素及其影响,温度、湿度、太阳辐射、气流、空气质量、噪声,一、畜禽舍环境因素及其影响(1)温度,体温调节恒温动物在不同的环境中据环境温度的变化进行调节,来维持正常的体温;有物理调节和化学调节
8、,一、畜禽舍环境因素及其影响(1)温度,物理调节(散热调节)依靠皮肤血管舒缩来增减皮肤血液量、改变皮肤温度;如加强或减弱汗腺和呼吸活动、改变姿势等。,化学调节(产热调节)通过增加或减少体内营养物质的氧化,来调节机体产热量。,一、畜禽舍环境因素及其影响(1)温度,B-临界温度,B 过高温度,C-体温开始下降温度,C 体温开始上升温度,冷应激,热应激,一、畜禽舍环境因素及其影响(1)温度,繁殖:高温会降低公畜禽精液的数量和品质,抑制母畜禽的发情,影响排卵和受精,影响胎儿的生长,生长育肥:高温会使采食量下降、从而影响生长育肥率;低温会使采食量增加,但消化率和利用率下降,不经济。,产乳产蛋:过高和过低
9、的温度都会降低产乳和产蛋量。,畜禽健康:温度过高或过低,会引起或诱发疾病,如肺炎、痢疾、肠痉挛、口蹄疫、乳房炎等疾病,降低动物的抗病能力;影响到病原体和媒介生物的存活和繁殖;,一、畜禽舍环境因素及其影响(1)温度,环境温度对育肥猪生产性能的影响,一、畜禽舍环境因素及其影响(1)温度,环境温度对猪、鸡、牛生产性能的影响农业生物环境工程P235表5-1表5-3,一、畜禽舍环境因素及其影响(2)湿度,常用指标的概念、用途相对湿度(%)含湿量(kg/kg(DA)干球温度()湿球温度()露点温度(),干球温度、湿球温度、相对湿度日变化曲线,一、畜禽舍环境因素及其影响(2)湿度,低温高湿:低温环境中,对流
10、、传导、辐射为主要散热方式。较湿空气以及含水量高的皮毛的导热性大,会导致非蒸发散热量增加,产生湿冷的感觉。,高温高湿:各种散热均受到限制,为维持体温的恒定,代谢有可能下降,产热量减少。,高湿:高湿环境也会促进病原性微生物的繁殖、感染和传播。,一、畜禽舍环境因素及其影响(2)湿度,研究结果28+75%RH31+50%RH 33+30%RH蛋鸡产蛋率相同说明蛋鸡耐受高温的程度随相对湿度的升高而下降,一、畜禽舍环境因素及其影响(3)太阳辐射,太阳辐射是一种电磁波,具有光热效应,热辐射、光强、光质、光照时间、光周期,一、畜禽舍环境因素及其影响(3)太阳辐射,辐射照度(能量)单位面积上所接受的光辐射强度
11、(W/m2),太阳常数大气层以外,距太阳的距离为太阳和地球平均距离处,正对太阳的平面即法线面1m2面积上所接受的太阳能,一、畜禽舍环境因素及其影响(3)太阳辐射,太阳辐射的综合透过率,受太阳高度角、大气压、标高、空气温湿度、空气混浊度影响,不同波长的透过率不同。,波长的太阳辐射到达地表面的辐射照度,一、畜禽舍环境因素及其影响(3)太阳辐射,北京7月26日室外水平面日辐射照度实测值(W/m2),一、畜禽舍环境因素及其影响(3)太阳辐射,光照度(亮度)单位面积上所接受的光通量(lx)(1lx=1lm/m2),光照度的强弱对畜禽的生长和繁殖有着较大的影响,比如蛋鸡的产蛋率、肉鸡的生长率、母猪的繁殖力
12、、奶牛的产奶量等。,一、畜禽舍环境因素及其影响(3)太阳辐射,紫外线:380nm以下,约占9%可见光:380-760nm,约占46%红外线:760nm以上,约占45%,光 质一般指太阳辐射中各种光谱的构成太阳辐射的波长范围是200-4000nm,到达地表的太阳光中的各种波长的比例是因地理位置、时间和天气情况等而不同的,一、畜禽舍环境因素及其影响(3)太阳辐射,可见光对鸡生理的影响,一、畜禽舍环境因素及其影响(3)太阳辐射,光照时间指接受太阳照射或人工光源照射的时间,一般是指可见光。,光周期反应指动、植物物根据光照时间长短及其变化所表现出来的生理机能的变化。,光照时间对蛋鸡产蛋率影响的实验,产蛋
13、鸡,每天光照12小时以下,会抑制生殖系统生长发育、减少产蛋,产蛋率 73%,产蛋率 70%,产蛋率 64%,产蛋率 66%,一、畜禽舍环境因素及其影响(4)气流,气流会增加畜禽体表的蒸发散热和对流散热;气流会提高畜禽对高温的耐受力;低温环境中增大气流速度会增加机体产热量;,畜禽舍的通风设计气流速度(通风量)、气流分布(均匀性),一、畜禽舍环境因素及其影响 热环境因素综合评价指标,有效温度(实感温度)评价空气温度、相对湿度、气流速度、以及太阳热辐射综合作用下所产生的综合热感觉指标,用来表示对温热感觉的舒适度。,一、畜禽舍环境因素及其影响 热环境因素综合评价指标,举 例温度相同的房间,冬季的感觉要
14、比夏天冷,这是由于墙体热辐射量的不同;17.8+100%RH+0m/s的舒适感等同于23.5+80%RH+1.0m/s,应 用可以通过调节不同环境因素、为畜禽生产创造一个适宜生长的环境条件,一、畜禽舍环境因素及其影响(5)空气质量,CO2无色略显酸味,无毒;分子量44,密度1.977kg/m3高浓度CO2会造成空气氧含量低下,引起慢性中毒;一头安静状态下的育肥猪每小时可呼出42L;笼养蛋鸡每小时可呼出1.7L。,空气中CO2浓度达到4%时会使猪呼吸加快,10%时猪会昏迷;实际中很少能达到使家畜禽中毒的浓度,其卫生学意义在于用它表明畜禽舍通风状况和空气的污浊程度。,一、畜禽舍环境因素及其影响(5
15、)空气质量,CO2无色略显酸味,无毒;分子量44,密度1.977kg/m3高浓度CO2会造成空气氧含量低下,引起慢性中毒;一头安静状态下的育肥猪每小时可呼出42L;笼养蛋鸡每小时可呼出1.7L。,空气中CO2浓度达到4%时会使猪呼吸加快,10%时猪会昏迷;实际中很少能达到使家畜禽中毒的浓度,其卫生学意义在于用它表明畜禽舍通风状况和空气的污浊程度。,一、畜禽舍环境因素及其影响(5)空气质量,NH3无色刺激性气味;分子量17,密度0.771kg/m3,易溶于水;对眼睛、呼吸道、神经系统有刺激性作用,可引起结膜炎、气管炎、中枢神经系统麻痹等疾病;主要由粪、尿、饲料、垫草等含氮的有机物分解产生。,鸡对
16、氨气最敏感、猪次之;,一、畜禽舍环境因素及其影响(5)空气质量,H2S无色、略挥发、有臭鸡蛋味的有毒气体,易溶于水;分子量34,密度1.539kg/m3;长期低浓度H2S可使畜禽体质变弱、抗病力下降;容易发生肠胃炎、心脏衰竭等;高浓度H2S可使畜禽呼吸中枢麻痹、窒息死亡;来自含硫的有机物的分解,如粪便等。,一、畜禽舍环境因素及其影响(5)空气质量,对眼睛、皮肤、呼吸道都有刺激性;且可能携带病原微生物或吸附有害气体;来自畜禽的活动、以及人为的日常管理活动。,降尘:10 m以上;飘尘:1-10 m;烟:1m以下;雾:10m以下液体颗粒;,微粒(粉尘),一、畜禽舍环境因素及其影响(5)空气质量,PM
17、10可吸入颗粒物,空气动力学当量直径=10m;TSP总悬浮颗粒物,空气动力学当量直径=100m;,一、畜禽舍环境因素及其影响(5)空气质量,微生物高密度饲养的畜禽舍中具有微生物生存和繁殖的环境;如来源于粪便、病畜禽、垫料等。结核病、肺炎、流行性感冒、口蹄疫、猪瘟病、鸡新城疫等,一、畜禽舍环境因素及其影响(6)噪声,噪声的危害会使畜禽受到惊吓、产生烦躁、消化不良等症状,严重的会影响到生长。如鸡的炸群、母鸡产蛋率下降、母猪流产、奶牛停止泌乳等,二、各类畜禽舍环境调控要求,中华人民共和国农业行业标准(NY/T388-1999),二、各类畜禽舍环境调控要求,空气环境质量标准(1),引自中华人民共和国农
18、业行业标准(NY/T388-1999),二、各类畜禽舍环境调控要求,空气环境质量标准(2),引自中华人民共和国农业行业标准(NY/T388-1999),二、各类畜禽舍环境调控要求,空气环境质量标准(2),引自中华人民共和国农业行业标准(NY/T388-1999),二、各类畜禽舍环境调控要求,(一)鸡的生物学特性及鸡舍环境要求,(一)鸡的生物学特性及鸡舍环境要求,鸡的生物学特性:鸡的身体矮小,活动空间有限(500mm以下);体温高,代谢旺盛(41-42);初生雏鸡体温调节能力差(39.6),要求环境温度高(35-36);怕热怕潮湿(呼吸调节体温);对环境变化敏感、胆小(任何突然响动都可能引起惊叫
19、、炸群、跑、跳等行为);喜群居,好争斗,爱模仿(啄肛、啄羽);抗病能力差(生理结构有关);,(一)鸡的生物学特性及鸡舍环境要求,除温度高低外,还应注意温度的分布性,管理上要注意观察鸡群的行为。,鸡舍温度要求,(一)鸡的生物学特性及鸡舍环境要求,注意点:育雏期温度高,要注意保证70%左右的适度,防止雏鸡脱水;避免高温高湿,防止病原微生物的繁殖和疾病的传播避免低温高湿,减少冷应激和疾病,舍内适宜湿度:60%65%70%75%,鸡舍湿度要求,(一)鸡的生物学特性及鸡舍环境要求,鸡舍湿度要求,气流速度:0.11.5m/s(2m/s?)根据生长阶段、季节、天气调节,(一)鸡的生物学特性及鸡舍环境要求,鸡
20、舍光照要求,二、各类畜禽舍环境调控要求,(二)猪的生物学特性及猪舍环境调控要求,(二)猪的生物学特性及猪舍环境要求,猪的生物学特性:胎生、高产、繁殖快、杂食、群居、爱清洁、好拱土、喜探究、听觉嗅觉灵敏、视觉不发达;皮下脂肪厚、汗腺不发达、皮肤散热能力差;小猪怕冷、大猪怕热;不同部位对环境温度要求不同;,(二)猪的生物学特性及猪舍环境要求,(二)猪的生物学特性及猪舍环境要求,(二)猪的生物学特性及猪舍环境要求,不同部位对环境温度的要求,(二)猪的生物学特性及猪舍环境要求,(二)猪的生物学特性及猪舍环境要求,猪群分类:空怀母猪、妊娠母猪、分娩母猪、种公猪、后备猪、哺乳仔猪、断奶仔猪、育成猪、育肥猪
21、。,(二)猪的生物学特性及猪舍环境要求,本表参考家畜环境与设施(第二版)(李保明,2004),二、各类畜禽舍环境调控要求,(三)牛的生物学特性 及牛舍环境要求,(三)牛的生物学特性 及牛舍环境要求,汗腺不发达,体温调节能力差;单位体重体表面积小,皮肤散热困难;采食量大,消化产生大量发酵热;,耐寒怕热,(三)牛的生物学特性 及牛舍环境要求,二、各类畜禽舍环境调控要求,以上猪、鸡、牛舍环境条件中未详尽的光照条件、有害气体以及噪声等控制要求,可参考标准NY/T388-1999。,第五章 畜禽舍环境控制,5-2 畜禽舍通风换气5-3 畜禽舍的光照,5-2 畜禽舍通风换气,一、通风换气的作用二、畜禽舍的
22、热湿平衡三、必要通风量的确定,主要内容,第2节 畜禽舍通风换气,一、畜禽舍通风换气的作用,1、排除余热;2、调节湿度;3、更新空气,根据上述三方面要求确定的通风量即为畜禽舍的必要通风量。,第2节 畜禽舍通风换气,必要通风量 根据设施内气温、湿度和空气成份等方面的控制需求所确定的通风量。设计通风量(设计换气量)设施的通风系统在单位时间内交换的室内外空气体积(设施的设计通风能力)。一般应有:设计通风量 必要通风量,第2节 畜禽舍通风换气,畜禽舍各热源散热示意图,二、畜禽舍的显热平衡,第2节 畜禽舍通风换气,(一)畜禽舍的显热平衡,:畜禽产生的显热量,W;:设备散发的热量,W;(很小,可忽略):采暖
23、设备补充热量,W;:围护结构的散热量,W;:通风排出的热量,W;:室内蒸发消耗的热量,W。,(5-1),第2节 畜禽舍通风换气,(一)畜禽舍的显热平衡,冬季畜禽舍内热平衡公式:夏季畜禽舍内热平衡公式:,?,第2节 畜禽舍通风换气,畜禽产生的潜热量和显热量,其他指标参见农业生物环境工程P240表5-5,注:表中显热值是已经考虑了水汽蒸发后的数值?,第2节 畜禽舍通风换气,围护结构散热量,:外围护结构综合导热系数,W/(m2.);:外围护结构面积,m2;,(5-1),围护结构:屋顶、墙体、门窗、地面等,第2节 畜禽舍通风换气,通风排除的热量,:通风量,m3/s;:空气密度,353/(t+273),
24、kg/m3;:空气定压比热,1030J/(kg.);:舍内温度,;:舍外温度,,(5-2),第2节 畜禽舍通风换气,舍内蒸发所消耗的显热量,W:蒸发的水量,kg/s;2450000:水的汽化热,J/kg;,(5-3),第2节 畜禽舍通风换气,(二)畜禽舍的湿度平衡,:进气含湿量,kg/kg(DA);:排气含湿量,kg/kg(DA);:畜禽散发水汽量,kg/s;按表5-5计算;:舍内各表面散发水汽量,kg/s;估算;,(5-4)(5-5),第2节 畜禽舍通风换气,三、畜禽舍必要通风量的确定,最小通风量(冬季)冬季排除舍内多余水汽、有害气体和粉尘所需要的通风量,最大通风量(夏季)夏季排除舍内多余热
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