最大化生產效能的豬舍通風原則03

畜牧人小李

作者：Steven J. Hoff, Iowa State University

原文地址：http://www.thepigsite.com/articl ... e-pig-productivity/

作者簡介：http://www.abe.iastate.edu/steven-hoff/

譯者：高巖

　　緩解熱應激

　　能否有效緩解熱應激是評價一個通風系統成功還是失敗的最關鍵的一個因素。熱應激會帶來明顯的生產成績的損失，所以我們必須關注豬的需求和環境的散熱能力。我們的研究小組專注于測量系統的開發和控制策略的研究來最大化環境的散熱能力，從而盡可能地最小化熱應力的有害影響。從這個角度看熱應激的緩解與豬的產熱量有關。我們需要測量豬周邊的環境散熱能力并與豬的情況關聯。我們小組開發了一款熱環境陣列傳感器TESA，TESA可以用來廉價地測量干球溫度，相對濕度，風速 ，黑球溫度（實感溫度）。這些變量反過來可以評估環境散熱能力，最終為緩解熱應激提供反饋信息。反饋的環境散熱能力，要可以適應豬的散熱量。舉個例子，一頭分娩母豬會產生430w的全熱（允許采食在熱中性區條件）。周圍的環境散熱能力要至少等于這個水平以避免熱應激。盡量減少熱環境的不利影響是保障豬表達遺傳潛力的關鍵。作為一名通風工程師必須評估分析所有的熱環境影響因素來計算環境散熱能力。動物的福利和生產效率與動物和周圍環境之間的熱能量交換緊密相關。畜禽舍系統發展到到利用這種聯系。我們需要認識到舍養畜禽的遺傳潛力的全部表達要求更嚴格的控制周邊的環境參數，在世界的大部分地區都與減輕熱應激壓力有關。根據TESA提供的全面的環境參數測量數據，我們可以評估空氣溫度，周邊墻體、吊頂、地板溫度，風速，水蒸氣含量的影響，并估算環境散熱能力。下面幾節我們討論下利用TESA進行現代豬舍設計和控制的例子。

　　圖7 熱環境陣列傳感器

　　對流傳熱對現代畜禽舍設計的影響

　　現代畜禽舍的設計收到了對流散熱的很大影響。我們考慮下圖8所示的情況。具體見書籍《Livistock Housing》將豬簡化為圓柱體進行定量估算，圖中顯示了在不同風速下，兩種大小豬的對流傳熱系數(h)的變化，一個是15厘米直徑豬(實心圓),另一個是30厘米直徑豬(實心方形)。小豬比大豬更敏感。風速對傳熱系數的影響不是線性的，隨著風速增大傳熱系數逐漸增大，但增幅逐漸減少。實際上風速超過2m/s，對流傳熱系數的增加幅度就很小了。這也是為什么大多是美式育肥豬舍和妊娠豬舍的設計目標風速為2m/s。（藍色字體為意譯）

　　圖8 風速對對流傳熱系數的影響

　　隧道式通風的設計目標是在豬舍內提供持續的風速以促進對流散熱。（也可以配合噴淋系統）隧道式通風一端進風一端出風，空氣在經過豬舍時會被加溫，按照2m/s的設計風速，如果豬舍過長則升溫過高會影響散熱效果。確定隧道式通風豬舍的最長長度按照2度法則，出風口的溫度比進風口的溫度，升溫控制在2℃內。圖9是一個育肥豬舍的例子，100kg育肥豬，頭均面積0.7平方米。圖中給出了1m/s，2m/s，3m/s的風速下，距離進風口不同距離的溫度。按照2度法則，1m/s，2m/s，3m/s對應的育肥豬舍的最長長度為50m,75m和95m。如果設計風速2m/s的豬舍長度超過75m，為了滿足2度法則我們就需要增加風速，但是增加的風速對于增加對流散熱沒什么效果（是不經濟的）。

　　圖9 隧道式通風育肥舍不同風速對應的升溫幅度

　　養殖業采用的降溫方式可以分為兩種，直接降溫和簡介降溫。間接降溫是指降低空氣溫度，讓動物通過散失顯熱來降溫。常見的兩種簡介降溫的方式是濕簾降溫系統和高壓噴霧降溫系統。這兩種方式水分都不是通過動物體表蒸發，水蒸發降低了空氣溫度但是增加了空氣濕度。這種方式增加空氣濕度會減少動物通過呼吸和體表蒸發散熱的能力。直接降溫是指液體在動物體表蒸發帶走熱量，轉化為潛熱。間接降溫較為常用但不是最有效的方式。下文將討論這兩種方式的降溫能力。通過模擬試算下表對比了不同天氣條件下直接降溫和簡介降溫方式的散熱能力。