标准化猪舍风机选择原理及通风程序的设计和光照

标准化猪舍风机选择原理及通风程序的设计和光照
吕国邦1，朱继章2，李吉元1，张建民3，王正新4
（1.西安国邦兽药有限公司 陕西西安 714000；2.蒲城县东城畜牧兽医站 陕西渭南 715500；3.蒲城县畜牧兽医局 陕西渭南715500；4.富平县畜牧兽医局 陕西渭南 711700）

摘要：标准化养猪就是在集约化的基础上进行标准化生产（详细阐述请参考吕国邦主编的《标准化技术手册》（陕西正大有限公司，2004年6月-2009年8月版）。在标准化养猪中，要对猪舍环境进行人工控制，给猪只一个最适宜生长发育和最大发挥母猪生产繁殖潜力的环境非常重要。标准化养猪要求猪舍采取封闭式建筑，猪舍安装风机，定时控制通风换气，水帘降温，使猪舍内空气、湿度和温度最适合猪只需求，人为控制养猪环境。标准化养猪中从圈舍设计到开始饲养，风机的选择和使用非常重要，本文重点介绍标准化猪舍风机选择原理及通风程序的设计和光照，以供养殖场和技术人员参考。
关键词：标准化；猪舍；风机；设计；光照

1 什么叫机械通风
1.1 由于自然通风受许多因素，特别是气候与天气条件的制约，不能保证封闭式畜舍经常充分的换气。因此，为了建立良好的畜舍环境以保证家畜健康及生产力的充分发挥，在畜舍中应实行机械通风。机械通风也叫强制通风，但是机械通风系统对畜舍温度的控制有很高的要求，要求畜舍必须有良好的隔热性能。否则，即使实现机械通风也无法保证良好的环境。
1.2 畜舍中常用的电动风机主要是轴流式畜牧专用风机。

2 什么叫负压通风
负压通风（也叫排气式通风或排风）：这种排风系统是用风机抽出舍内污浊空气，由于舍内空气被抽出，形成空气稀薄的空间，压力相对小，舍外新鲜空气通过进气口流入舍内而形成内外空气交换，故称负压通风。畜舍通常采用负压通风。

3 标准化猪舍风机如何选择
3.1 风机选择的原则：选择风机所依据的总原则是经济效益。就是说，选用哪种风机合适，必须对安装和使用该风机与改善环境条件而得到的经济效益相比较来确定。
在此基础上，必须考虑以下几点：
① 为了避免通风时气流太强，引起舍温剧烈变化，采用负压通风时，选用多数风量比较小的风机比安装少数大风量风机合理。
② 为了节省电力，降低管理费用，提高工作效率高，在满足风量的基础上选用每马力输出风量最大的风机，企图用加大转速来增加风量的办法是极不经济的。
③ 夏季通风量和冬季通风量差异很大，故在选择风机时应能保证全年内根据需要进行风量调节。一是选用变速风机。二是选用风机组合的办法，即选用一部风量能满足冬季通风量，也就是最低通风量的风机，全年连续运转；再选一部补充风机，与之配合使用使风量达到夏季风量，这两种风机配对组合。
④ 由于畜舍中多尘、潮湿，故应选择带全密封电动机的风机，而且最好装有过热保险，以避免过热烧坏电机。
⑤ 为减少噪声危害，应选用振动小、声音小的风机。
⑥ 风机应具备防锈、防腐蚀、防尘等性能，并坚固耐用。
3.2 风机功率的确定：
① 风机功率的选择要根据畜舍总通风量与风机用途而定。
② 畜舍总通风量一般以夏季通风量为依据，即根据各种家畜的夏季通风量参数乘以舍内最大家畜头数。畜舍要求的总通风量要换成风机总风量。由于气流通过风口时有阻力，总通风量减去约15%~20%的损耗，剩下的即为风机总风量。通风的目的是供给新鲜空气，排除污浊空气，故一般选轴流畜牧专用风机。
3.3 风机选择还应注意：
① 风机选择在畜舍机械通风系统设计过程中是一个重要因素，不容忽视。
② 畜舍实行机械通风，所选用风机应具备一定静压（水柱）以克服舍内外的压力差，此压力差最大约为40~50 Pa。一般安装在墙壁的轴流风机的静压基本在此范围内，常选用30 Pa静压。
③ 畜舍通风选直径大，转速慢的风机。

4 不同规格风机的相关参数（见表1）
风机型号 24 in
36 in
20 in

叶轮直径（mm）
（1 in=25.4 mm）
630 900 500
外形直径（mm）
750×750 1050×1070 590×590
参考价格（元） 约850 约1250 约750
电机功率（kW）
0.25 0.45 0.18
静态
力值
m3/h
0 Pa
10500 20100 7470
12 Pa
9990 19000 7140
25 Pa
9650 18000 6870
32 Pa
9310 17300 6670
38 Pa
9000 16700 6240
45 Pa
8630 16000 5760
55 Pa
8100 15100 5060
表1 不同规格风机的相关参数

5 畜舍通风量怎么计算
5.1 根据二氧化碳计算通风量：
二氧化碳作为家畜营养物质代谢的尾产物，即废气物，代表空气污浊程度。各种家畜的二氧化碳呼出量可查资料求得。原理：根据家畜产生二氧化碳总量，求出每小时需由舍外导入新鲜空气量，可将舍内聚积的二氧化碳冲淡至家畜环境卫生学规定范围。其公式为：
L=mK/(C1-C2）
L为该舍所需通风换气量（m3/h）；m为畜舍内畜禽头数；K为每头家畜产生的二氧化碳量(L/h）；C1为舍内二氧化碳允许含量（L/m3）；C2为舍外大气中二氧化碳含量（L/m3）。
5.2 根据水蒸气计算通风换气量：
家畜在舍内不断的产生大量水汽，并且潮湿物体上也有水分蒸发。所以，这些水分如不排出会聚积下来，导致舍内潮湿，故需借通风换气系统不断将水汽排出。其公式：
L=（Q1+Q2）/（q1-q2）
L为排除舍内产生水汽需导入的新鲜空气量（m3/h）；Q1为畜禽在舍内产生的水汽量（g/h）；Q2为潮湿物体表面蒸发的水汽量（g/h）；q1为舍内空气湿度保持适宜范围时所含的水蒸气（g/m3）；q2为舍外大气中所含水蒸气（g/m3）。由潮湿物体表面蒸发的水汽，通常按家畜产生水汽总量的10%（猪舍按25%）计算。
用水蒸汽计算的通风量，一般大于二氧化碳算得的量，故在潮湿、寒冷地区用较合理。
5.3 根据热量计算通风量：
家畜在呼出二氧化碳，排出水蒸气的同时，还要不断的向外散发热能。因此，在夏季为了防止舍温过高，必须通过通风将过多的热量驱散。而冬季既要有效的利用这些热能温热空气，又要保证不断的将舍内产生的水汽、有害气体、灰尘等排出，这就需要根据热量计算通风量。其公式：
L=（Q-∑KF×△t-W）/（0.24×△t）
Q为家畜产生的可感热（J/h）；△t为舍内外空气温差（℃）；L为通风换气量（m3/h）；0.24为空气的热容量[J/（m2•℃）]；∑KF为通过外围护结构散失的总热量[J/（m2•℃）]；K为外围护结构的总传热系数[J/（m2•h•℃）]；F为畜舍外围护结构的面积（m2）；∑为各外围护结构失热量相加符号；W为由地面及其他潮湿物体表面蒸发水分所消耗的热能（J/h）,按家畜总产热的10%（猪按25%）计算。
根据热量计算通风量，实际是根据舍内的余热计算通风换气量，这种通风量只能用于排出多余的热能，不能保证在冬季排出多余的水汽和污浊空气。但用热平衡这种计算办法来衡量保温性能的好坏，所确定的通风量是否能符合需要等，具有重要意义。
5.4 根据通风换气参数确定换气量：
近年来，一些技术发达国家根据计算，制订了各种家畜通风换气系统的设计参数，为大型家畜通风系统的设计提供了依据。下面引用一些国家推荐的猪舍通风换气技术参数，仅供参考（见表2）。
表2 猪的必须换气量参数（每头）
类别 周龄 体重（kg）
换气量（m3/min）

冬季 冬季 夏季
最低 正常 正常
哺乳猪 0-6 1~9
0.6 2.2 5.9
肥 猪 6-9 9~18
0.04 0.3 1.0
9-13 18~45
0.04 0.3 1.3
13-18 45~68
0.07 0.4 2.0
18-23 68~95
0.09 0.5 2.8
种母猪 20-23 100~115
0.06 0.6 3.4
种公猪 32-52 115~135
0.08 0.7 6.0
52 135~230
0.11 0.8 7.0

6 120头育肥猪排风量如何计算
计算方法：
① 育肥猪45~68 kg的必须换气量：夏季为2.0 m3/min，冬季68~95 kg的育肥猪为0.5 m3/min。
② 计算最大通风量：120×2.0×60×1.5=21600 m3/h。
计算最小通风量：120×0.5×60×1.5=5400 m3/h。
③ 故最大风机应选：21600-5400=16200 m3/h，36 in风机在静压38 Pa时排风量为16700 m3/h，因此选一台36 in大风机。另选一台满足最小通风量5400 m3/h，20 in风机在55 Pa时排风量为5060 m3/h，不能满足，24 in风机在静压55 Pa时排风量为8100 m3/h，故另一台选用24 in小风机。所以120头育肥猪舍应选用36 in和34 in共两台畜牧专用风机。

7 猪舍进风口面积的计算
① 进风口是机械通风最容易被忽视的部分。风量的调节，气流的速度，气流在舍内均匀分布以及整个通风换气效果与进气口的设计都有关。
② 进风口面积，据美国的相关资料，一般按1.05~1.3 m3/h的通风量需1 cm2的进气口面积来计算。由于通风量随季节调节，故进气口也必须调节。进气口外侧加百页，内侧设调节板。

8 120头育肥猪进气口的计算
计算方法：
② 120头育肥猪21600 m3/h通气量。
② 21600÷1.05=20571 cm2=2 m2，故需2 m2进风口。
③ 在安装水帘时，若用纸水帘选6 m2即可；若用空心砖要考虑实心部分，应加大3~3.5倍。

9 猪舍通风的控制
9.1 机械通风的调节：自控调节，畜舍机械通风系统通过附加的自动调节装置可以达到风机启动或转速变化，以调节风量，控制环境。
9.2 温控装置：最小换气风机常开，另外一台风机安装温度控制器，设定要求温度，当温度超过设定温度后，风机自动开机降温。
9.3 时间及电器控制：按计算出来的时间表在每个定点时间开机或关机。

10 猪舍通风程序的设定
10.1 温控装置设定通风程序：
最小换气风机常开，另外控制风机安装温度控制器，设定要求温度，当温度超过设定温度后，风机自动开机降温。
10.2 时间及电器设定：
① 在生产中用换气次数确定通风换气量。
② 换气次数：是指在1 h内换入新鲜空气的体积相当于畜舍容积的倍数。一般规定冬季换气应保持3~4次，不超过5次，这种方法只是粗略估计。

11 120头育肥猪通风程序怎样设定
11.1 推算方法：
① 根据表2可查120头猪9~18 kg最小换气量为：0.3×120×60×1=2160 m3/h。
120头育肥猪猪舍容积为：23×8.5×2=391 m3/h。
② 换气次数为：2160÷391=6次/h。
③ 根据必须换气量理论,猪只平均体重达到95 kg时风机全天启动换气。
④ 故9~18 kg应9 min通风1 min，18~45 kg应8 min通风2 min，48~68 kg应7 min通风3 min，68~95 kg应6 min通风4 min。
11.2 120头育肥猪通风程序：
① 由于气流通过风口时有阻力，通过风量约有15%的损耗，因此把通风时间设为1.5 min。
② 根据以上推算120头育肥猪通风程序为：
10 kg以前20 min通风1.5 min。
10~20 kg（6-8周，即进猪后第1-3周）10 min通风1.5 min。
20~45 kg（9-12周，即进猪后第4-7周）6 min通风1.5 min。
45~68 kg（13-17周，即进猪后第8-12周）7 min通风3 min。
68~95 kg（18周，即进猪后第13周-出栏）5 min通风2 min（夏季带水帘）。
后期全开。

12 猪舍内光照强度应以多少为宜
大量实验证明，母猪舍内的光照强度以60~100 lx为宜，肥猪则以40~50 lx为最好。目前一般认为，在育肥期内，过强的光照会引起精神兴奋，减少休息时间，增加甲状腺的分泌，提高代谢率，从而影响增重和饲料利用率，因此应减弱光照强度。据试验，光照强度可影响猪的行为，光照强度为0.5 lx时，站立和活动时间较短，睡眠和躺卧的时间较长；光照强度为40 lx时，猪的活动量增多，休息减少（见表3）。
因此，在标准化育肥舍中，根据试验测定，猪舍的光照强度应以看清舍内全貌为宜。另附各阶段猪只其他生长的理想环境条件（见表4）。

表3 光照强度对猪行为的影响（各行为在单位时间内的次数）
光照强度（lx）
活动 站立 采食 躺卧和睡眠
0.5 11.2 4.3 21 6.3
4 2.8 23.1 24.1 24.8

表4 猪生长的理想环境条件
阶段 适宜温度℃ 所需空间（m2）

乳猪 28~33
0.3
断奶仔猪 26~30
0.5
生长猪（15~60 kg）
18~25
0.7
育肥猪（60~90 kg）
18~24
0.9
公猪 18~22
9.0
母猪 18~22
1.8

本文全文刊于《中国动物保健》2014年2月刊