Оптимизация режима вентиляции в коровнике на 200 голов в городе Костанай. 2

Министерство образования и науки Республики Казахстан

 

Костанайский государственный университет имени А. Байтурсынова

 

Кафедра ветеринарной санитарии

 

 

 

Курсовая работа

На тему: «Оптимизация режима вентиляции в коровнике на 200 голов в городе Костанай»

 

                                      

                                             Дисциплина Ветеринарная гигиена

Специальность   5В120200 – Ветеринарная санитария

 

    

Выполнила:                                           Байдаулетова М.., студентка 3 курса

                                                                                    очной формы обучения

 

Руководитель:                                       Гершун В. И., д.в.н., профессор  

                                                                        _____________________

                                                               Защита курсовой работы

                                                               состоялась ___ _______2012 г.

                                                               оценка_________________

 

 

 

                          

                                        

 

                                                 

 

 

Костанайский государственный университет им. А. Байтурсынова

Кафедра ветеринарной санитарии

 

Дисциплина: Ветеринарная гигиена

Специальность: 5В120200 – Ветеринарная санитария

Программа и форма обучения: основная образовательная  программа, очная форма обучения

Курс: 3 

                                                    

 

 

ЗАДАНИЕ

на выполнение курсовой работы

студентке Байдаулетовой Магие Какимжановне

 

Тема: Оптимизация режима вентиляции в коровнике на 200 голов в городе Костанай.

 

Целевая установка: Освоить методику расчета объемов вентиляции и разработать проект вентиляции в коровнике для привязного содержания на 200 голов в городе Костанай.

 

Основные вопросы, подлежащие разработке (исследованию):

1) Изучение влияния микроклимата  на организм животных и их  продуктивность;

2) Способы улучшения и  поддержания факторов микроклимата  в животноводческом помещении (в  том числе вентиляция);

3) Освоение методики расчета часового объема вентиляции.

 

Основная литература: согласно приложению

Объем курсовой работы: не менее 25-30 машинописных листов

Срок доклада руководителю о ходе разработки курсовой работы:

1) доклад о собранном  материале и ходе разработки  курсовой работы до                   ___  ________ 2012 г.

2) доклад о ходе написания  курсовой работы до ___ _____ 2012 г.

Срок сдачи курсовой работы до ____  _________ 2012 г.

Руководитель курсовой работы _________________  В. И. Гершун 

___ __________ 2012 г.

 

 

 

 

Костанайский государственный университет им. А. Байтурсынова

 

 

Кафедра Ветеринарной санитарии_____________________________________

Специальность: 5В120200____________________________________________

Программа и форма обучения: основная. очная__________________________

Курс: III___________________________________________________________

 

 

 

РЕЦЕНЗИЯ

на курсовую работу (проект)

Ф.И.О. студента __Байдаулетова М.К.____________________________________

Дисциплина Ветеринарная гигиена____________________________________

Тема работы (проекта) Оптимизация режима вентиляции в коровнике на 200 голов в городе  Костанай____________________________________________

 

Рецензент (Ф.И.О) Гершун В. И________________________________________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рецензент _________________________               В. Гершун

                                подпись                                            И.Ф.

 

 

 

 

Работа (проект) допущена к защите   ____    ____________   2012 г.

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

   Введение

1. Обзор литературы
1. Воздушная среда и микроклимат  помещения
1. Микроклимат коровника
2. Способы снижения концентрации газов в помещении

1.2  Влияние влажности на организм животного

1.3  Влияние температуры на организм животных

2. Проектная часть

2.1  Методика

2.2  Задание на проектирование

2.3 Расчет вентиляции

      2.4 Определение фактического воздухообмена в помещении

      2.5 Обсуждение результатов

    Заключение

    Список  использованной  литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Скотоводство вслед за птицеводством вступил на интенсивный путь развития, который предполагает выращивание и содержание животных в течение продолжительного стойлового периода, а иногда и постоянно в закрытых помещениях. Неудовлетворительное состояние воздушной среды в животноводческих помещениях нередко препятствует развитию этих отраслей и является одной из причин текучести кадров на фермах и комплексах.

Оптимальный микроклимат на животноводческих фермах и комплексах — важное звено в профилактике болезней животных и повышении их продуктивности.

Практика эксплуатации животноводческих ферм и комплексов нередко свидетельствует о том, что микроклимат их зданий по многим показателям не соответствует существующим нормативам в результате недостаточности воздухообмена.

Применение интенсивных способов содержания животных, при которых создается высокая концентрация поголовья в помещениях, приводит к резкому увеличению в воздушной среде вредных газов, водяных паров, пылевой и бактериальной загрязненности воздуха.

При неудовлетворительном микроклимате продуктивность сельскохозяйственных животных снижается на 25—30%, повышается расход кормов на 15—20%, значительно снижается естественная резистентность животных к различным болезням. [1]

Неудовлетворительный микроклимат — результат недостаточной вентиляции животноводческих помещений, которая обусловлена неправильной эксплуатацией вентиляционных сооружений. В связи с этим контроль за их работой имеет важное практическое значение.

Неудовлетворительный микроклимат животноводческих помещений приводит к снижению срока службы зданий и технологического оборудования и оказывает отрицательное влияние на условия труда обслуживающего персонала и его производительность.

Создание оптимального микроклимата в животноводческих помещениях осуществляется прежде всего за счет обмена воздуха помещения и атмосферы, т.е за счет вентиляции.

Основными параметрами, характеризующими состояние воздушной среды в помещении и подлежащими непосредственному регулированию, следует считать температуру и относительную влажность. 

Стабилизировать параметры микроклимата можно различными  способами, но, с точки зрения зоогигиенистов, наиболее приемлем способ непрерывного пропорционального регулирования, поскольку параметры воздуха в животноводческом помещении должны поддерживаться в определенных пределах, а температурно-влажностный режим внутри помещения находиться в прямой зависимости от вида и возраста животных, а также от наружных параметров воздуха.[2]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1    Воздушная  среда и микроклимат  помещения

Микроклимат животноводческих помещений определяют следующие факторы:  физические (температура и влажность  воздуха, окружающих конструкций здания, скорость  и направление  воздушных потоков  в зоне обитания  животных, электрозарядность газовых частиц воздуха, уровень концентрации  пыли в воздухе  помещений, освещенность  зоны размещения животных и др.);  химические (концентрация вредно действующих газов);  биологические (уровень микробного загрязнения).

Гигиеническое значение воздушной среды определяется в основном ее влиянием на тепловой баланс организма животных. Температура для теплокровных животных отличается стабильностью и не зависит от температуры окружающей среды.

В процессе эволюции у животных  установился максимум и минимум температуры тела, за пределами которых жизнь  их становится практически невозможной. Постоянство температуры тела обусловлено соответствием между теплопродукцией и теплоотдачей благодаря терморегуляции.

Как образование, так и отдача тепла находятся в прямой зависимости от температуры окружающей среды и регулируются центральной нервной системой.  Главный центр терморегуляции находится в гипоталамической области головного мозга.  Сюда по нервным волокнам непрерывно поступают  сигналы об изменениях температуры в самом организме и в окружающей его среде.  Поставляют эту информацию терморецепторы, которыми обильно оснащен организм.

Hapядy c кopмлeниeм и пoeниeм  вaжнeйшeй пpeдпocылкoй экoнoмичecкoгo ycпexa в coвpeмeннoм коровнике являeтcя микpoклимaт в помeщeнияx для coдepжaния живoтныx. Koмпьютepнoe yпpaвлeниe микpoклимaтoм yжe включaeт в ceбя нe тoлькo peгyлиpoвaниe пpитoчной и вытяжнoй вeнтиляции, нo и пoддepжaниe oптимaльнoй тeмпepaтypы в  коровниках, в тoм чиcлe в жapкиe лeтниe дни.

 

 

 

 

 

 

1. Микроклимат коровника

 

Оптимальный микроклимат в коровнике является важным звеном профилактики болезней коров.

Низкая или высокая температура окружающей среды значительно снижает резистентность организма коров и прирост их массы, повышает расход кормов, заболеваемость и отход коров.

Аммиак (NH3) – газ с едким запахом, сильно раздражающий слизистые оболочки. В атмосферном воздухе чаще находится в виде углекислых, азотисто- и азотнокислых солей; при наличии белковой пыли встречается также альбуминоидный аммиак.

В помещении для животных, где своевременно удаляют навоз и жижу, а вентиляция хорошо устроена и бесперебойно работает, содержание аммиака сводится к нулю. При недостаточности санитарно-гигиенических мероприятий в воздухе коровника может содержаться в весьма высоких концентрациях (0,03% и выше), что значительно превышает максимально допустимую концентрацию (0,026%).[5]

При повышенной влажности и пониженной температуре аммиак растворяется в конденсате, адсорбируется стенами, предметами а также подстилкой, а при высоких температурах происходит обратное выделение аммиака в воздух.

Аммиак – ядовитый газ. При длительном вдыхании воздуха, содержавшего незначительное количество этого газа (0,1 мг/л), отрицательно влияет на здоровье и продуктивность. После непродолжительного вдыхания воздуха с наличием аммиака организм освобождается от него, превращая в мочевину. Продолжительное вдыхание нетоксических доз аммиака, даже если и не вызывает непосредственно патологических процессов, ослабляет сопротивляемость организма к действие вредных факторов, подготовляя почву для различных легочных заболеваний.

Аммиак хорошо растворяется в воде, вследствие чего в первую очередь адсорбируется слизистыми оболочками носоглотки, верхних дыхательных путей и конъюнктивой глаз, вызывая сильное их раздражение. Появляются кашель, чихание, слезотечение с последующим воспалением слизистых оболочек. При высоком содержании NH3 у животных наблюдаются спазмы голосовой щели, трахеальных и бронхиальных мышц, смерть наступает от отека легких или паралича дыхания.

При поступлении аммиака через легкие в кровь он превращает гемоглобин в щелочной гематин, вследствие чего снижается количество гемоглобина и число эритроцитов, наблюдается явление анемии, а также повышается свертываемость крови.

Непрерывное и длительное воздействие на животных аммиака при концентрации его в 0,15% и больше ухудшает общее состояние, плохо усваивается корм,  увеличивается количество заболеваний органов дыхания. При более высоких концентрациях вызывает острое отравление, сопровождающееся быстрой гибелью животных.

Максимальная концентрация аммиака для коров в помещении допускается не выше 0,02 мг/л, или 20 мг/м3.

Повышенное содержание аммиака (33—36 мг/м3) в воздухе коровников снижает среднесуточный прирост массы за период откорма на 7,7—10,2%-ний вызывает снижение прироста живой массы телят (на 7-10%), повышение их заболеваемости (на 24—28%) и падежа (на 9-10%).[2]

В воздухе закрытых помещений нередко содержатся аммиак, сероводород, клоачные газы и другие токсические продукты гниения и брожения органических веществ (индол, скатол, меркаптан, кетоны, жирные кислоты, этанол, метанол, пропан, бутан, сульфиды, органические кислоты и другие).

На ухудшение газового состава воздуха помещений оказывает влияние воздух, выдыхаемый животными, если недостаточны воздухообмен и вентиляция.  Выдыхаемый воздух содержит по сравнению с атмосферным больше чем в 100 раз углекислого газа и меньше (примерно 25%) кислорода; коровы, будучи травоядными животными, выделяют кроме того, в значительных количествах метан и водород. Продолжительное пребывание животных в помещениях, где имеется большое скопление углекислого газа, аммиака, сероводорода и клоачных газов, оказывает токсическое влияние на организм: у животных снижается продуктивность, устойчивость к заболеваниям, а в ряде случаев возникают серьезные патологические процессы [3,4].

Углекислый газ (СО2) – бесцветный, без запаха, кислый на вкус. Источниками его являются: выделения из почв и недр земли, гниение органических веществ, процессы горения, дыхание животных и ночное дыхание растений. В хорошо оборудованных помещениях для животных при соответствующей чистоте, наличии вентиляции и нормальном размещении животных содержание СО2 повышается не более чем в 2-3 раза по сравнению с атмосферным воздухом. При неудовлетворительной работе вентиляционной и канализационной систем в помещении при скученном содержании животных может происходить его увеличение в 20-30 раз. Например, корова массой 600 кг с суточным удоем 30 кг выделяет в час 200 л этого газа. Поэтому основным источником СО2 является выдыхаемый воздух.

В определенных концентрациях этот газ является раздражителем дыхательного центра.

Снижение его концентрации  СО2 в воздухе не опасно, так как нужное для нормальной работы организма парциальное давление СО2 в крови обеспечивается в результате образования его в процессе обмена веществ.

Воздух закрытых помещений с высоким содержанием СО2  с гигиенической точки зрения нельзя считать безвредным для здоровья животных и их продуктивности. При таких условиях в организме подавляются окислительные процессы, снижается температура тела, повышается кислотность тканей, что ведет к выраженным ацидотическим отекам и деминерализации костей. Увеличение концентрации СО2 до 0,5% и выше уже не безразлично для организма: она вызывает повышение кровяного давления, учащение дыхания и пульса, создающих лишнюю нагрузку на сердце и дыхательные органы. При концентрации 4-5% газ раздражает слизистые оболочки верхних дыхательных путей, при этом значительно учащаются дыхание и пульс; животные становятся вялыми, у них снижается аппетит и отмечается исхудание. При более высоких концентрациях наступает асфиксия вследствие недостатка кислорода.

В помещениях для животных углекислый газ никогда не содержится в концентрации, вызывающей токсическое действие. Однако длительное воздействие на организм воздуха с содержанием СО2 1%, может вызвать хроническое отравление.

Помимо прямого влияние на животных, содержание СО2 в воздухе имеет большое косвенное значение. По его количеству можно судить о качестве воздуха в целом и об уровне вентиляционного обмена.

Максимальная концентрация для лактирующих коров  составляет не более 0,25%.[5]

Окись углерода (СО) – бесцветный газ, без запаха. В атмосферный воздух поступает с дымом, копотью, газами промышленных предприятий, рудников и т. д. В отапливаемых помещениях для животных окись углерода может появляться при газовом обогреве, а также в результате плохого отопительного устройства или неправильной топки. Механизм токсического действие заключается  в том, что СО вытесняет кислород гемоглобина, образуя карбоксигемоглобин, стойкое химическое соединение. В результате нарушается снабжение тканей кислородом, возникает аноксемия, снижаются  окислительные процессы в организме и накапливаются недоокисленные продукты обмена. Отравление клинически характеризуется нервными симптомами, учащенным дыханием, рвотой, судорогами, коматозным состоянием. Через 5-10 минут после вдыхания окиси углерода концентрации 0,4-0,5% (0,4-0,5 мл/л воздуха) животные погибают.

Предельно допустимая норма СО в помещении составляет 0,002 мг/л, или 2мг/м3. Сероводород (H2S) –бесцветный летучий газ с резко выраженным запахом тухлых яиц. В атмосферном воздухе содержится в ничтожно малых количествах. Основным источником являются промышленные предприятия, а также гниение содержащих серу органических соединений. Источником накопление сероводорода в воздухе помещений для животных – гниение содержащих серу белковых веществ и кишечные газы животных, особенно при богатом белками кормом или расстройстве пищеварения. H2S может поступать также из жижеприемников, если в канализационной системе нет гидравлических затвором, навозных каналов.

Сероводород токсичен и в высоких концентрациях по действию напоминает синильную кислоту. В кровь H2S всасывается через легкие и слизистые оболочки дыхательных путей. Наличие его в воздухе в концентрациях выше 10 мг/м3 представляет опасность для здоровья животных, вызывая у них аритмию и ослабление тонов сердца, сужение зрачков и рвоту. При воздействии H2S в этих концентрациях длительное время может наступить хроническое отравление, которое выражается общей слабостью, потерей массы, потливостью и гастроэнтеритом. При больших концентрациях сероводорода возникает острое воспаление легких и отек. Если вдыхаемый воздух содержит сероводорода свыше 1 мг/л, то животные погибают молниеносно в результате паралича дыхательного и сосудодвигательного центров.

Механизм действия заключается в том, что H2S соприкасаясь с влажными слизистыми оболочками дыхательных путей и с конъюнктивой, соединяется с тканевыми щелочами; образуется  сульфид натрия (Na2S) или калия  (K2S), которые вызывают воспаление слизистых; затем сульфид всасывается в кровь, гидролизуется и освобождает сероводород, он и действует на нервную систему, что ведет к общему отравлению организма. Сероводород связывает железо, входящее в состав гемоглобина, переводя его в сернистое железо. Лишенный каталитически действующего железа, гемоглобин не поглощает кислород, из-за чего наступает кислородное голодание и тормозятся процессы окисления.

 

2. Способы снижения концентрации газов в помещении

 

Мероприятия, обеспечивающие гигиену воздушной среды, следует проводить комплексно (замена подстилки, оборудование вентиляции и т. д.) с ликвидацией источников образования газов:

1. Уменьшить содержание NH3 в воздухе можно рассыпанием по подстилке простого (молотого) суперфосфата из расчета 250-300 г/м3. Эффективно также применение торфяной подстилки, подстилочного вермикулита. Можно использовать сернокислый алюминий, соляную и серную кислоты (1%-ные растворы). Необходимо предусмотреть своевременное удаление мочи, навозной жижи из помещения, правильную организацию воздухообмена в зоне нахождения животных (в нижней части здания – у пола). Для быстрого снижения его концентрации можно использовать аэрозоль формальдегида. Пары формальдегида помимо дезодорирующих свойств обладает дезинфицирующим действием и намного улучшает гигиеническое состояние внутренней среды помещения. Хотя его действие непродолжительное и составляет всего несколько часов, но и этого достаточно для исправление систем вентиляции или принятия срочных мер.

2. Для очистки воздуха животноводческих помещений от токсических газов необходимо обеспечить чистоту внешнего атмосферного воздуха, надежную работу систему вентиляции (если необходимо, то  принудительной вытяжкой токсических газов из зон их образования), а также надлежащую гигиеническую и ветеринарно-санитарную культуру на фермах и комплексах, в том числе гарантировать четкую работу системы канализации и своевременное удаление навоза.

3. Содержание аммиака и других вредных газов снижается вследствие озонирования и ионизации воздуха помещений. Для предупреждения накопления газов в растворенном состоянии следует применять влагонепроницаемые полы.

Здоровье и продуктивность коров зависят от комплексного влияния всех параметров микроклимата. При неудовлетворительном микроклимате отмечаются значительное снижение резистентности организма коров и прироста массы (на 9—28%), перерасход  кормов (на 12—30%) и повышение заболеваемости (в 1,5—2 раза). При содержании свиней в условиях неудовлетворительного микроклимата коровника как отрасль хозяйства может стать нерентабельным.

 

2. Влияние влажности на организм животного

 

Водяные пары оказывают на коров прямое и косвенное влияние. Летом сухой воздух высушивает кожу животных и слизистые оболочки, что повышает их ранимость и увеличивает проницаемость для микроорганизмов. Например, при температуре воздуха 32О и влажности 40% удои коров уменьшаются на 3,6 кг в день в начале лактации  на 1,1 кг -  конце по сравнению с коровами, содержащимися в помещениях с влажностью 50%. Но повышенная влажность в совокупности с высокой температурой неблагоприятно действует на животных. В данном случае тормозится обмен веществ, снижается продуктивность и устойчивость к инфекционным и незаразным заболеваниям, увеличивается число случаев желудочно-кишечных заболеваний. [6]

Таким образом,  непосредственное действие на организм сводится к воздействию на теплоотдачу животных, к усилению или ослаблению ее вследствие изменения интенсивности испарения влаги из организма, а также изменения теплоемкости и теплопроводимости окружающего воздуха.  Косвенное влияние зависит от ряда предметов и факторов, так или иначе изменяющих свои свойства благодаря влажности воздуха – ограждающие конструкции, развитие микроорганизмов и так далее.

При повышении влажности происходит снижение переваримости питательных веществ, нарушение кроветворения, увеличивается распад эритроцитов и снижение количества гемоглобина в крови. При повышении влажности в коровниках на 10% (с 85 до 95%) удои снижаются на 9-12%.

В сырых постройках более часто возникают заболевания дыхательных путей и органов пищеварения, рахит, кожные болезни, создаются благоприятные условия  для распространения инфекционных заболеваний. Таким образом, регуляции уровня влажности, предотвращает образование на потолке и стенах конденсации и тем самым снижает риск возникновения патогенных микроорганизмов и разрушение конструкций самого здания.

Для предотвращения высокой влажности в помещениях необходимы: рациональный подбор строительных материалов при проектировании и строительстве; соблюдение режимов эксплуатации (ограничивают источники поступления водяных паров, избегают скопления животных, организуют надежную работу систем канализации и вентиляции); использование сухой гигроскопической постилки из соломенной резки или сфагнового моха и вермикулита, применение негашеной извести; организация выгула и летних пастбищ. Так как внесение подстилки и удаление навоза требует большие затраты труда, то это ведет к все большему распространению бесподстилочного способа содержания животных на частично или полностью щелевых полах.. В некоторых хозяйствах пробовали применять кормление животных в отдельных помещениях – так называемых «столовых», но это не нашло применения по ряду причин:

1) это требует дополнительных  затрат труда,

2) перегон животных –  это стресс для них, а стресс  ведет к снижению продуктивности,

3) лишняя трата времени,

4) открывание и закрывание  дверей сводят весь контроль  влажности на ноль. Важную роль в обеспечении нормальной влажности играет системы смыва навоза.

Наиболее современный метод – рециркуляция гидросмыва. Он заключается в следующем. Параллельно стойлам проходит закрытый навозопровод, в который сбрасывается через специальные колодцы навоз и вода. Смесь воды, кала и мочи поступает в навозосборник, в котором масса отстаивается, а надосадочная жидкость используется для смыва навоза.

Большое количество влаги удаляется из воздуха.  Вытяжка влажного воздуха осуществляется двумя путями: 40% удаляется из навозных каналов, а остальные 60% - пятью вытяжными вентиляциями, установленными в верхних вертикальных круглых вытяжках, которые расположены в шахматном порядке. Для удаления влажного воздуха из навозных каналов, к их углублениям проведены воздушные каналы – спуски, соединенные верзними участками вытяжных каналов.