8502

Рис. 4.4. Расчетные эпюры давлений при устойчивой инфильтрации воздуха

Воздушный баланс животноводческого помещения в холодный период года при горизонтальной поровой вентиляции (приток через наружные

где Gдоп – приток воздуха через окна, ворота, двери, кг/ч.

Количество инфильтрующегося воздуха через наружную стену пло-

где Rи – сопротивление воздухопроницанию конструкции, (м2 ч Па)/кг. Средний перепад давлений у наветренной стены равен (рис. 4.4):

70

При известном избыточном давлении на отдельные элементы оболочки здания (окна, двери, ворота) инфильтрационный приток воздуха (Gдоп) в помещение определяется по формуле:

Сопротивление воздухопроницаемости окон Rи.ок определяется по действующим нормам, а для наружных дверей и ворот животноводческих зданий принимаются Rи.дв = 0,3 (м2 ч Па)/кг [16]. Один из авторов разработок и инициаторов строительства животноводческих зданий с воздухопроницаемыми наружными стенами В.М. Валов рекомендует использовать панели из крупнопористого керамзитобетона, сопротивление воздухопроницанию которых Rи = 0,5…4,5 (м2 ч Па)/кг [16].

Суммарная площадь сечения вытяжных шахт рассматриваемых систем естественной вентиляции в холодный период года равна:

ния наружного воздуха при поровой инфильтрации года принята середина высоты наружной стены (0,5h); Σξ – сумма местных сопротивлений при движении воздуха по шахте; D = 2ab /(a + b) − эквивалентный диаметр, м; a и b –размеры сечения шахты, м.

71

Воздухообмен с использованием вытяжных шахт горизонтальных систем естественной вентиляции целесообразно осуществлять в холодный период года из рабочей зоны, т.е. нижним срезом шахты, опущенным в зону содержания животных. При такой компоновке системы обеспечивается удаление вредностей из зоны их образования, сохранение «тепловой» подушки под покрытием, устойчивая равномерная инфильтрация через воздухопроницаемые наружные стены. Такой вариант компоновки вытяжной шахты показан пунктиром на рис. 4.4. Вытяжные шахты, используемые для горизонтальной вентиляции, должны быть утеплены и иметь в нижнем сечении шибер для ручной регулировки расхода удаляемого воздуха.

4.1.3. Системы естественной вентиляции Системы гравитационной вентиляции. Простейшей системой грави-

тационной вентиляции в животноводческом помещении является шахтная, удаляющая воздух из верхней зоны через утепленные шахты и подающая наружный воздух через подоконные или надоконные приточные щели, освобожденные от сена или соломы (рис. 4.5).

Рис. 4.5.Схема шахтной вентиляции: 1 – подоконный приточный проем; 2 – надоконный приточный проем; 3 – поддон; 4 – утепленная шахта; 5 – дроссель-клапан

72

Плотность наружного воздуха ρн принимается при средней температуре между tнр и tнmax.е (рис. 3.3). В большинстве случаев за tнmax.е принимается минимально допустимая температура внутреннего воздуха в помещении, лежащая в пределах tвmin = 6 – 8 ºС. Плотность внутреннего воздуха ρв определяется при расчетной температуре в переходный период года tв = 10 – 14 ºС. Расчетная высота hш равна разности высот устья шахты и центра приточной щели (на рис. 4.5 показана высота от подоконной щели). В переходный период года при работе гравитационной вентиляции окна и ворота закрыты.

При нахождении площади поперечного сечения Fш и устья отметки шахты hш задаются по объемно-планировочным или технологическим соображениям одной из этих величин и по ней находят другую.

Системы активной естественной вентиляции (аэрации). Системы активной естественной вентиляции (аэрации) используются в теплый период года при привязном содержании скота. Зона использования таких систем на рис. 3.3 расположена между точками Б и В. Активная аэрация эффективна при температурах наружного воздуха от tнmax.е , когда гравитационного давления для создания расчетного воздухообмена становится недостаточно, до температуры tн.е , соответствующей максимальной температуре наружного воздуха, при которой сумма естественных источников воздухообмена для ассимиляции теплоты и влаги в помещении исчерпана.

В режиме работы активной естественной вентиляции открыты все шахты, щелевые отверстия в стенах, окна, ворота, наружные двери. В данном режиме, используя ветровое и гравитационное давление в классическом виде, у архитекторов и инженеров появляется возможность проявить

73

свой талант по объемно-планировочным и конструктивным решениям животноводческих зданий для интенсификации процессов воздухообменов.

Рассмотренные выше расчетные закономерности и способы естественной вентиляции относятся к помещениям крупного рогатого скота, коневодческим предприятиям, помещениям содержания овец и коз, звероводческим хозяйствам по выращиванию кроликов, нутрий и т.п.

4.1.4. Области применения систем механической вентиляции

Наличие механической вытяжной вентиляции вызывает необходимость применения приточных систем с подогревом наружного воздуха в холодный период года. Такие системы предусматриваются в случае повышенных технологически заданных температурно-влажностных параметров внутреннего воздуха: при привязном содержании элитного КРС; в помещениях свинарников-маточников; в помещениях молодняка животных. Приточный воздух нагревается в местных теплогенераторах, работающих на газе, твердом или местном топливе (в т.ч. на биогазе). В помещениях молодняка животных, помимо наличия подстилки, желательно иметь постоянно подогреваемые полы.

Удаление воздуха из животноводческих зданий естественным путем через шахты, фонари, ворота не всегда позволяет решить стоящие перед системами технологического микроклимата задачи. В животноводческих помещениях различного назначения выделяется много тяжелых вредных газов, и их удаление требует организации механических систем вентиляции с вытяжкой воздуха из нижней зоны, в частности из верхней зоны технологических каналов навозоудаления.

В зависимости от назначения помещения и принятой технологии содержания животных свежий приточный воздух можно подавать как в верхнюю, так и нижнюю зону помещения. Пода чу наружного приточного воздуха в помещения, где находятся животные, следует предусматривать

74

так, чтобы воздух поступал равномерно в зону размещения животных, исключая непосредственное воздействие на них воздушных струй, имеющих скорость, превышающую рекомендуемую по действующим нормам.

Выбор способов распределения воздуха определяется аэродинамическими характеристиками приточных струй, конструктивнопланировочными решениями помещения. Схема вентиляции, приведенная на рис. 4.6 а, рекомендуется для коровников, имеющих чердачное перекрытие, при двухрядном стойловом содержании животных. Эта система состоит из двух приточных механических систем с воздуховодами равномерной раздачи воздуха. Приточный воздуховод располагается по оси здания под потолком. Загрязненный воздух удаляется через шахты прямоугольного сечения, расположенные над стойлами в шахматном порядке. Приведенная на рис. 4.6 б схема системы вентиляции рекомендуется для помещений, в которых находится крупный рогатый скот при четырехрядном содержании. Имеется два параллельных воздуховода равномерной раздачи обработанного в приточной камере воздуха, расположенные под потолком или в опорных конструкциях чердачного перекрытия. Удаляется загрязненный воздух через две группы шахт, попарно расположенных в обеих частях помещения.

Система вентиляции, схема которой изображена на рис. 4.7 а, рекомендуется для свинарников-маточников. Она состоит из механической приточной системы, с помощью которой нагретый в калориферах наружный воздух подается по воздуховодам равномерной раздачи из верхней зоны помещения. Загрязненный воздух удаляется механической вытяжной вентиляционной системой по каналам, расположенным под полом рядом с каналами для удаления навоза. Забор загрязненного воздуха этими системами производится из верхней части канализационного канала через щели или отверстия, расположенные выше уровня жидкости в канале не менее чем на 200 мм. Эта вытяжная система позволяет удалять вредные газы

75

непосредственно из мест их выделения и тем самым предотвращает распространение их по всему помещению. Механическая вытяжка из подпольных канализационных каналов предусматривается при содержании животных на решетчатых полах. В этом же помещении необходимо в верхней зоне устраивать вытяжные шахты, расположенные равномерно по всей кровле.

Рис. 4.6. Схемы системы вентиляции коровника: а – при ширине помещения 12 м; б – то же, 18 м; 1 – вытяжные шахты; 2 – приточные воздуховоды;

3 – вентиляционные камеры

На рис. 4.7 б показана другая система вентиляции свинарника-мато- чника. Наружный воздух забирается у продольной стены в центральной части здания и подается в помещение разветвленной механической приточной системой через сеть воздуховодов равномерной раздачи. Удаление воздуха производится через вытяжные приемы, шахты или с помощью вытяжных вентиляторов, расположенных в нижней части стены под окнами.

76

Назначение этих вентиляторов − удаление вредных веществ, поступающих в помещение в виде тяжелых газов, избыточной теплоты, влаги, пыли из зон их непосредственного образования.

Рис. 4.7. Схема системы вентиляции свинарника-маточника:

а – с прокладкой одного приточного воздуховода; б − то же, двух воздуховодов; 1 – вытяжные шахты; 2 – приточные воздуховоды; 3 – вентиляционные каналы; 4 – вытяжные каналы; 5 − вытяжные осевые вентиляторы

Схема установки с расположением в шахтах реверсивных вентиляторов может применяться как в помещениях для КРС, так и в помещениях свиноводческих комплексов и ферм (рис. 4.8). Приточная вентиляционная система обеспечивает подачу предварительно нагретого наружного воздуха через воздуховоды равномерной раздачи в зону пребывания животных.

77

Приточно-вытяжные шахты с реверсивными вентиляторами служат для удаления воздуха из верхней зоны в холодное время и для подачи дополнительного количества свежего наружного воздуха в теплое время года, когда в помещении необходим повышенный воздухообмен. В теплое время года загрязненный воздух из помещения удаляется через открытые оконные проемы. В районах с мягким зимним климатом такие приточновытяжные шахты, оборудованные дополнительно электрокалориферами для подогрева наружного воздуха, могут быть рекомендованы как основные системы вентиляции помещений.

Рис. 4.8. Схема системы вентиляции животноводческого помещения:

1 – приточно-вытяжная шахта; 2 – приточные воздуховоды; 3 – вентиляционная камера

Для вентиляции свинарников-откормочников может быть рекомендована система, состоящая из приточной механической системы и комбинированной естественно-механической вытяжной системы (рис. 4.9). Воздух, забираемый снаружи приточной системой по каналу, расположенному под полом в центральной части помещения, через напольные тумбы с регулируемыми жалюзийными решетками подается к станкам.

Как вариант системы при соответствующей технологии содержания животных и планировке помещений подпольный канал и приточные тумбы

78

могут быть расположены у наружных стен. Воздух в этом случае подается через регулируемую жалюзийную решетку от стены в станок. Удаление воздуха осуществляется радиальным вентилятором из нижней зоны через щелевые полы из воздушного пространства канализационного канала по воздуховоду, выполненному в виде подпольного канала. Из верхней зоны воздух выделяется с помощью крышных осевых вентиляторов, установленных на покрытии.

Рис. 4.9. Комбинированная схема вентиляции свинарника-откормочника:

а– общий вид свинарника; б – крышный вытяжной вентилятор; в – приточная тумба;

г– вытяжной канал

4.2.Расчет энергоэффективных систем микроклимата в птичниках

4.2.1. Способы обработки и очистки воздуха в птичниках

Поддержание требуемых параметров микроклимата в птичниках по сравнению с животноводческими помещениями предъявляет повышенные требования по отклонению расчетных параметров. Это связано с высокой концентрацией птиц в объеме помещения и соответствующим увеличенным выделением количества веществ, особенно при круглосуточном клеточном содержании.

79