猪舍温度控制技术应用的研究

用不同的冬季采暖和夏季降温技术可获得不同的环境条件。该文分别就热风炉采暖、湿帘风机系统降温与火炉采暖自然通风降温的分娩舍、保育舍二种猪舍进行了对比试验。结果表明，试验舍的环境条件明显好于对照舍；试验舍哺乳仔猪断奶成活率冬季、夏季分别为96.37%和95.36%，比对照舍分别提高4.28和6.97％；冬季试验舍保育猪的平均育成率为98.09%，日增重0.409kg／d·头，分别较对照舍提高5.27％和30.67%，料肉比为1.472∶1，下降13.25%，而夏季湿帘风机系统对保育舍猪的生产性能没有明显影响。     

湿帘-风机系统对北京育肥猪舍的降温效果

北京市夏季高温将对猪的生产造成严重影响,夏季猪舍环境温度控制尤为重要。该试验研究比较了湿帘-风机和单纯风机在北京猪舍的降温效果,设计了风机风量测量系统并实测了猪舍通风量,每天定时分别测定两猪舍内温度、湿度、风速和舍外温、湿度并进行比较分析。结果表明:试验期间,湿帘-风机猪舍和单纯风机舍6个断面风速范围分别为0.51~0.84和0.51~0.68 m/s,整体风速差异不显著(P0.05)。湿帘-风机舍舍内温度显著低于单纯风机舍(P0.05),湿帘-风机舍和单纯风机舍舍内温度高于30.0℃的小时数占比分别为5.0%和20.2%。湿帘-风机舍同一时刻断面1(湿帘端)温度低于断面6(风机端)温度0.4~2.2℃,单纯风机舍各时刻不同断面的温度差异不显著(P0.05)。单纯风机舍内的猪只呼吸频率均显著高于湿帘-风机舍内呼吸频率3.82次/min(12:00)和3.05次/min(14:00)(P0.05)。湿帘-风机舍降温系统日用水量为1.20~6.27 m~3。北京地区猪舍使用湿帘-风机系统降温效果优于单纯风机降温效果,但湿帘-风机降温将耗用一定水资源。     

不同气候区猪舍最大通风量确定及湿帘降温系统应用效果

热应激会对猪产生不利影响,为探究猪舍适宜的夏季通风条件和合理的降温需求,该研究利用环境气象资料,结合能质平衡方程,对围护结构传热及通风散热占比进行了分析,构建了保育及育肥舍夏季最大通风量的计算公式,对五大气候区的典型城市：长春、北京、南宁、武汉、贵阳的保育及育肥舍夏季最大通风量取值进行了规范,并对这些城市的110 m×15 m的模型猪舍的热湿环境进行了分析。结果表明,5个地区使用湿帘的时长：南宁>武汉>北京>贵阳>长春;使用湿帘后舍内温度仍高于27 ℃的时长：南宁>武汉>北京>贵阳>长春;使用湿帘后的平均降温幅度：北京>长春>武汉>南宁>贵阳;使用湿帘后平均相对湿度增量：北京>长春>武汉>南宁>贵阳;使用湿帘后舍内温度降至27 ℃以下时间占比：长春>北京>贵阳>武汉>南宁。通过分析以上数据,该研究对五大气候区湿帘降温系统的购置及使用提出了建议,同时该研究为不同气候区商品猪舍的夏季小气候估算及湿帘降温系统运行使用效果评估提供了参考。     

湿帘-风机降温下的温室热/流场模拟及降温系统参数优化

为提高温室夏季降温环境性能,提出了一种基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)的温室湿帘-风机系统的降温环境优化设计方法。采用太阳射线追踪法来模拟太阳辐射对夏季温室内流场环境的影响,并结合温室内作物的多孔介质模型,构建并求解温室三维非稳态模型,模拟了湿帘-风机降温下的温室内部温度场与速度场分布情况。模拟结果与试验测量的温度值和风速值进行了对比,其平均误差分别在4%和6%以内,验证了建立的温室CFD模型的准确性。结合正交试验方法,基于CFD模型对不同温室长度、湿帘面积和风机速度参数条件下的室内降温环境进行了优化设计。根据模拟优化获得的不同配置方案结果,建立了温室长度、湿帘面积和风机速度参数的拟合结果,为夏季华东沿海地区Venlo型温室湿帘-分机降温系统的设计提供了可靠的理论依据。     

南方夏季肉牛舍湿帘风机负压通风系统降温效果

为改善南方夏季肉牛舍环境条件,该文对湿帘风机负压通风系统在肉牛舍的降温效果进行了探究。试验以栓系饲养西门塔尔公牛为试验对象,对环境、肉牛生理及增重情况进行测定。结果表明：降温后,试验舍平均温度降低3.2 ℃（P<0.01）,相对湿度增加21.3%（P<0.01）,肉牛附近风速增加0.30 m/s（P<0.01）,肉牛体感温度降低1.8 ℃（P<0.01）;试验牛呼吸频率平均降低13次/min（P<0.01）,皮温降低0.92 ℃（P<0.01）,平均日增质量提高0.13 kg/d（P>0.05）。由此可知,在肉牛舍中采用湿帘风机负压通风系统进行降温,能够有效改善舍内热环境,有助于缓解肉牛热应激,具有技术可行性。     

日光温室正压湿帘冷风降温性能及冷负荷计算模型

负压湿帘风机降温被广泛应用于温室生产中,但存在降温均匀性差、限制温室长度及对温室密闭性要求高等不足。为克服负压湿帘风机降温的局限性,提高日光温室降温能力,该研究设计了日光温室正压湿帘冷风降温系统,其气流组织方式为湿冷空气从南屋面底部进入日光温室,热空气由顶开窗排出室外。在北京地区无作物的日光温室对系统夏季降温增湿效果及性能进行试验,试验结果表明:在典型夏季高温白天,正压湿帘冷风降温系统配合遮阳网可将日光温室试验区内平均气温控制在30.7～33.4℃,比采用自然通风配合遮阳网的对照区低5.4～11.1℃,比室外低2.4～5.4℃,降温效果良好;夜间系统对温室降温幅度减小。该系统可有效缓解低湿胁迫,日光温室试验区空气平均相对湿度为49.8%～62.3%,比对照区及室外分别高13.6%～21.2%和13.6%～24.6%。室内风速0.35～1 m/s,气流分布差异性较小。试验条件下,正压湿帘冷风降温系统的平均降温效率为91%,比传统的负压湿帘风机高10个百分点以上;实际平均耗水量为0.035～0.079 g/(m~2·s),且耗水量与室外空气水蒸气饱和压差(VPD,vapor pressure deficit)呈正相关(P0.01,r=0.64)。同时,研究构建了日光温室冷负荷计算模型及湿帘冷风降温设备合理选型方法,其中冷负荷模型是降温设备选型的基础,普遍适用于各种日光温室降温方法的研究。计算得到日光温室夏季降温冷负荷为299.1W/m~2,应安装的正压湿帘冷风降温系统最大比通风量为0.067 m/s。该研究为日光温室正压湿帘冷风降温方法的工程应用提供了技术参考,为日光温室安全越夏生产环境控制提供了理论基础。     

规模化猪场妊娠母猪舍改进湿帘降温系统的环境特性

为研究湿帘与地道结合的改进湿帘降温系统对妊娠母猪舍的环境特性，该研究采取现场测试的方法，选取河南地区某规模化母猪场妊娠舍为试验猪舍，对该猪舍夏季和冬季舍内热环境和空气质量环境进行测试和分析，结果表明：1）改进湿帘降温系统夏季对新风的平均降温功率增加了?84.4 kW，提高了25%的降温效果；冬季对新风的平均加热功率增加了121.6 kW且舍内无需供暖，87%以上的节能效果发生在地下风道前半程。2）试验猪舍舍内温湿度、风速分布均匀，且舍内温度波动低于3.7 ℃；综合猪舍母猪体感有效温度和呼吸频率等应激程度指标，母猪冬季处于舒适状态，夏季有轻度热应激状态现象。3）夏季和冬季舍内氨气（NH3）、二氧化碳（CO2）、和粉尘（PM2.5和PM10）的质量浓度分布均匀，且均小于国家标准规定的妊娠舍空气污染物浓度极限水平。综上所述，改进湿帘降温系统不仅降低妊娠母猪舍热环境调控的能耗并维持舍内空气质量环境良好，对建立环境友好型规模化母猪场具有积极意义。     

北京市种鸡场平养密闭式鸡舍环境因素观测分析

本文通过对北京市种鸡场平养密闭舍1986年夏至1987年春环境因素观测分析,指出该舍内气流速度、气流方向、光照时间及光照度等基本符合鸡的生理要求;但夏季舍内呈现高温、高湿,冬季呈现低温、高湿有待改进。经研究提出措施是:夏季可采用湿帘降温,冬季可根据温、湿度、氨气浓度综合控制风机运转等。     

夏季肉牛舍湿帘风机纵向通风系统的环境CFD模拟

为了研究湿帘风机纵向通风系统应用于肉牛舍的夏季降温效果,该试验在现场环境指标实测的基础上,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)的方法对湿帘风机纵向通风肉牛舍的气流场与温度场进行模拟,并对系统进行改进与优化.模拟时将牛只按与实物原型等比例引入到模型中,结果表明:舍内温度分布均匀,但受牛体挡风的影响,气流分布不均,高风速区主要集中在屋顶及饲喂走道,可达0.9～1.2 m/s;牛活动区域风速较小,均小于0.6 m/s,不能满足饲养标准.在75个风速测定点剔除异常值后,气流场的相对误差范围为0.16％～94.41％,平均相对误差为34.53％,45个温度测点的相对误差范围为0.09％～10.74％,平均相对误差4.71％.通过温度场吻合性结果确定模拟与实测有较好的吻合度.在不改变牛舍围护结构及舍内构造的前提下,对牛舍进行优化,舍内安装导流板,使得温度与气流场的分布均匀性显著提高,降温效果更为显著.该研究可为湿帘风机牛舍的优化设计和环境调控提供参考.     

冷风机-风管对南方开放式牛舍的降温效果

为改善南方夏季开放式肉牛舍环境条件,该文设计湿帘冷风机-纤维风管系统,采用风管定点送风、孔口射流高速出风的模式,将冷风均匀送至肉牛活动区域进行局部降温。该研究以栓系饲养西门塔尔牛为试验对象,对环境、肉牛生理及增质量进行测定。结果表明:测定期间,在肉牛站立(1.3 m高度)和躺卧背部高度(0.7 m高度),与对照舍相比,处理舍的平均温度分别降低2.0和1.8℃,平均相对湿度皆增加10%,平均风速分别增加0.69和0.47 m/s(P0.01);试验舍内氨气和二氧化碳平均质量浓度比对照舍分别降低0.17和81 mg/m3,热负荷指数(heat load index,HLI)均值降低2.84(P0.01);试验牛的呼吸频率降低22次/min、直肠温度降低0.35℃、皮温降低1.04℃,差异均极显著(P0.01)。在整个试验期间,处理舍肉牛未出现患病情况,日增质量为0.92 kg/d;对照舍肉牛患病率高达47%,日增质量为0.54 kg/d,差异极显著(P0.01)。该研究表明在开放式牛舍中进行湿帘冷风机-纤维风管局部降温,有助于缓解肉牛热应激,应用于南方夏季高温高湿天气下技术和经济可行。     

低屋面横向通风牛舍空气流场CFD模拟

低屋面横向通风(low profile cross ventilated,LPCV)牛舍作为中国大型奶牛场一种新的牛舍建筑形式近年来得到了广泛应用,但实际运行中存在舍内气流分布不均匀、夏季高温高湿、冬季低温高湿等环境控制技术瓶颈。为了研究LPCV牛舍空气流场的分布规律,以指导该种牛舍的改进和优化设计,该文在现场实测的基础上,采用计算流体动力学CFD(computational fluid dynamics)方法,根据现场和实验室实测值所确定的风机、湿帘等边界条件,对LPCV牛舍的气流分布进行了三维数值模拟。模拟时将牛只按与实物原型等比例引入到模型中。模拟结果表明:挡风板和颈枷下面矮墙的设置影响了舍内气流分布的均匀性。在既有牛舍挡风板设置和矮墙高度不能改变的情况下对牛舍进行了局部改造,改造后舍内气流分布得到明显改善,平均风速增加了52.8%,气流不均匀性指标降低了41.8%。模拟值与实测值的对比表明,28个测点测试值与模拟值平均相对误差的平均值为17.1%,说明现场实测与数值模拟有较好的吻合度。该研究可为中国LPCV牛舍结构优化设计和环境调控提供参考。     

农业建筑蒸发降温技术研究与应用的现状及展望

农业建筑中夏季蒸发降温技术已开发与研究的有湿垫风机、细雾、喷淋与雾帘等方式。该文评述了国内外研究与应用的现状与发展趋势。湿垫风机发展较成熟,应用广泛,应继续完善,同时应开展对细雾降温等其它方式的研究。     

不同晾房晾制期间温湿度差异及对白肋烟品质的影响

采用5种晾房(黑膜晾房、红瓦晾房、美式晾房、涂泥晾房、钢架晾房)于四川省达州市研究了白肋烟晾制期间的温湿度差异及对晾制后烟叶品质的影响。结果表明, 不同晾房对温度和相对湿度的调节能力有显著差异。晾房内平均温度表现为美式晾房>钢架晾房>红瓦晾房>黑膜晾房>涂泥晾房, 平均昼夜温差表现为钢架晾房>黑膜晾房>涂泥晾房>美式晾房>红瓦晾房, 各晾房的温度控制能力表现为涂泥晾房<黑膜晾房<钢架晾房<美式晾房<红瓦晾房, 从温度方面分析, 钢架晾房和红瓦晾房较好, 黑膜晾房和涂泥晾房较差。晾房内平均相对湿度排序为黑膜晾房>涂泥晾房>美式晾房>红瓦晾房>钢架晾房, 与室外湿差表现为黑膜晾房>涂泥晾房>美式晾房>钢架晾房>红瓦晾房, 从相对湿度方面分析, 钢架晾房和红瓦晾房的排湿效果佳, 黑膜晾房和涂泥晾房的效果较差。不同晾房晾制对晾制后烟叶外观影响不大, 各晾房晾制的烟叶外观品质符合优质白肋烟的要求。不同晾房晾制对烟叶的化学成分有不同程度的影响, 除涂泥晾房糖含量偏高外, 各晾房处理的烟叶化学成分含量基本符合优质白肋烟的品质要求。从不同晾房的建造成本、实用性、保温排湿效果和对化学成分的影响综合分析, 钢架晾房最适合当地调制优质白肋烟的要求。     

Hydrogen sulfide assessment in shallow-pit swine housing and outside manure storage

In Saskatchewan, some recent incidents have lead us to believe that certain manure management activities can potentially release high concentrations of H2S into the atmosphere of shallow-pit barns. The objectives of the monitoring project reported here were to evaluate worker exposure to H2S during the completion of the following tasks: emptying of in-barn shallow manure pits, power washing of barn rooms, and agitation and emptying of outdoor manure storage facilities. In-barn monitoring was performed in gestation, farrowing, nursery, and grow-finish sections in the summer of 2001 and the winter of 2002 on four different farms. Plug pulling can generate very high concentrations of H2S. The maximum values recorded during some of the monitored events reached 1,000 ppm. The H2S released as a plug is being pulled does not follow a predictable pattern when considering the level that will be reached, the concentration variations during the event, and the time at which the peak concentration will be observed. Power washing generated lower H2S concentrations than plug pulling. However, as the task to be performed generally takes time, the 15 min time-weighed average of 15 ppm (STEL) can be reached after the task started and can be exceeded for a long period of time, which for some of the monitored events was more than 30 min. Finally, monitoring at the storage facilities showed that the risks of exposure to excessive H2S concentrations during the agitation and emptying of outside manure storage facilities were very limited. Results from this study suggest that pig production buildings involving short-term storage of liquid manure may present H2S exposure risks that have been underestimated until now. All workers should be provided with an H2S monitor and safety equipment to ensure that workers are protected when the H2S concentration rises. As well, engineering controls have to be developed to prevent H2S formation in the manure or H2S emission into the worker/pig space.     

垫料型猪舍春夏育肥季节的氨气和温室气体状况测试

在规模化猪场内选择垫料育肥猪舍作为试验舍,以传统水泥地面育肥猪舍作为对照,利用多气体分析仪对试验舍和对照舍春夏两个育肥季节的NH3、CO2、CH4和N2O含量进行了连续3d的监测。结果表明：试验舍NH3、CO2和N2O的平均含量分别只有对照舍的40%、70%和77%,存在显著性差异（P〈0.05）;夏季由于温度高,垫料易于厌氧发酵,加大了CH4排放,试验舍CH4平均含量高于对照舍,但两者之间无显著差异（P=0.089）,春季试验舍的CH4平均含量低于对照舍,两者之间差异显著（P〈0.05）;试验舍中NH3含量变化在春季和夏季无显著差异（P=0.072）,CO2、CH4和N2O则存在显著性差异（P〈0.05）,夏季试验舍CO2含量低于春季,但NH3、CH4和N2O含量高于春季试验舍。说明垫料型猪舍能够改善舍内环境,减少有害气体排放。     

猪舍夏季降温技术应用研究现状

叙述了国内外猪舍夏季降温技术研究与应用的现状及存在的问题，喷淋、湿垫—风机降温系统、细雾蒸发降温系统一般被应用于降低猪舍内的高温。对于夏季降温技术研究应继续完善已有的降温方法在猪舍的应用，同时要开展针对我国气候特点及猪舍建筑实际的夏季降温方式，特别是南方炎热地区开放型猪舍的降温技术措施的研究。     

长期定位施肥条件下作物光谱特征及养分吸收量预测

为了明确不同施肥条件下典型生育期冬小麦和夏玉米冠层光谱特征差异,该研究以长期定位施肥试验为研究对象,在确定典型生育期作物冠层光谱反射率与收获期作物地上部分主要养分吸收量相关性的基础上,建立收获期作物主要养分吸收量预测模型。结果表明,可见光波段相似生育期夏玉米冠层光谱反射率与冬小麦相近,但在近红外区域平均高于冬小麦8.42%。生育中期2种作物秸秆、籽粒及地上部分氮(N)、磷(P)、钾(K)吸收量与冠层光谱反射率在可见光波段普遍呈极显著负相关关系,在近红外波段呈极显著正相关关系。全生育期夏玉米冠层光谱反射率与作物吸氮量的相关系数在可见光波段基本持平,但在近红外波段平均高于冬小麦0.4152。全生育期夏玉米冠层反射率与地上部分吸磷量的相关系数在可见光波段和近红外区域较冬小麦平均分别低0.3621和0.2072。全生育期夏玉米冠层光谱反射率与地上部分吸钾量相关系数在可见光波段平均低于冬小麦0.1270,在近红外波段高于冬小麦0.0341。除夏玉米吸磷量外,基于冬小麦和夏玉米典型生育期冠层光谱反射率建立的模型均可准确预测收获期作物主要养分吸收量,且对冬小麦养分吸收量的预测精度略高于夏玉米,该结论可以为黄淮海地区冬小麦和夏玉米的长势监测和肥料管理提供科学依据。