Составление задания на проектирование коровника на 100 коров

Ширина стойлового помещения  складывается из 2 пристеночных проходов (по 1 м), кормового прохода (2,2 м), ширины 2 стойл (по 1,7 м) и ширины 2 кормушек (по 0,7 м). Она составляет 9 м (2х1+2,2+2х1,7+2х0,7).

Площадь стойлового помещения  находится умножением длинны на ширину 64х9=576 м².

Так как в проектируемом  коровнике имеется чердачное перекрытие, то  кубатуру помещения можно рассчитать путем умножения площади помещения на высоту стен (3,5 м). Она составит 2016 м ³ (576х3,5).

В проектируемом коровнике  содержание беспривязное, в 2 рядах  стойл по 2 в каждом ряду. Возле  стен расположены пристеночные проходы шириной 1 м. Через всю длину здания по центру проходит кормовой проход, который служит для раздачи кормов. Его ширина 2,2 м.

Ряды стойл разделены  между собой центральным проходом, который служит для выхода животных на выгульный дворик и в доильный зал. Его ширина 2 м. Стойла отделены от центрального прохода глухими перегородками высотой 1,5 м.

Кормушки расположены  возле кормового прохода для  удобства раздачи кормов. Ширина кормушки 0,7 м, высота переднего края 0,7 м, заднего  края 0,4 м.

Перекрытие: по балкам, настил из деревянных пластин толщиной 5 см, глинопесчаная смазка 2 см, слой опилок 15 см и сверху слой земли 5 см, без штукатурки. Толщина утеплителя 0,27 м.

Окна: раздельные с двойным  остеклением.

Ворота: сплошные деревянные наружные ворота в количестве 2 двойных размером 2,2х2,2 м и 2 одинарных размером 2,2х2,0 м.

Стены: из обыкновенного  кирпича на тяжелом растворе в 2,5 кирпича. Толщина кирпичей 0,665 м.

Раздача кормов механизирована при помощи 

В стойловом зале поение осуществляется по водопроводу с помощью групповых автопоилок типа АГК-12Б.

Вентиляция осуществляется на естественной тяге. Приток воздуха  через подоконные щели, отток через  вытяжные шахты.

Доение коров проходит в доильном зале, в котором имеется  доильная установка УДС-3А с трехтактным аппаратом «Волга».

Навоз удаляют при  помощи бульдозера Д-444, погрузчика и  бульдозера ПБ-35 на тракторе ДТ-54А или  другими средствами механизации  со специальным оборудованием для  сгребания и погрузки навоза.

 

5. Расчет объема вентиляции помещения

Вентиляция помещений  производится с целью создания благоприятного микроклимата для здоровья и продуктивности животных, а также для сохранения строительных материалов и конструкций  зданий.

В плохо вентилируемых  помещениях у животных более часто  возникают незаразные и заразные заболевания, что бывает связано с большими непроизводительными потерями для хозяйств.

Коровник на 100 животных с беспривязным  содержанием коров.

Поголовье животных:

1 группа - нетели, живой массой 400 кг, их количество 40 голов;

2 группа - коровы стельные, живой массой 600 кг, их количество 25 головы;

3 группа - коровы стельные, живой массой 500 кг, количество 35 животных;

Внутренние размеры  коровника с чердачным перекрытием (без учета тамбуров): длина - 64 м, ширина -9 м, высота стены – 3,5 м, высота в коньке – 3 м.

Животноводческое помещение находится в Волковысском районе. Нормативная температура в коровнике 10 ^ОС, относительная влажность 70%. Температура наружного воздуха в среднем за март и ноябрь месяц для данного района составляет – -1,65 ^ОС, абсолютная влажность – 3,6 г/м ³.

Необходимо определить:

1.   Часовой объем вентиляции (L) по влажности воздуха.

2.   Кратность воздухообмена в час.

3.   Объем воздухообмена на 1 центнер живой массы животного данного помещения (или на 1 голову животного или у кур на 1 кг живой массы).

4.   Общую площадь сечения вытяжных и приточных каналов, а также их количество при вентиляции с естественным побуждением.

1.Часовой объем вентиляции (L) по влажности воздуха определяем по формуле:

(1.1), где

 L - количество воздуха (в м³), которое необходимо удалить из помещения за час, чтобы поддержать в нем относительную влажность в пределах нормы (70-85%), м³/ч;

Q - количество водяных паров (в г), которое выделяют находящиеся в помещении животные с учетом влаги испаряющейся с поверхности пола, кормушек, поилок, стен и других ограждений в час, г в час;

% - процентная надбавка от Q на испарение влаги со стен, ограждающих конструкций, пола и т.д.

q₁- абсолютная влажность воздуха помещений (в г/м³), при которой относительная влажность остается в пределах норматива;

q₂- средняя абсолютная влажность наружного воздуха (в г/м³) вводимого в помещение в переходный период (ноябрь и март) по данной климатической зоне.

1.1. Значение Q определяем по таблице: "Нормы выделения тепла, углекислого газа и водяных паров сельскохозяйственными животными и птицами" (средний удой стельных коров примем за 15 л):

одна стельная корова живой массой 600 кг и удоем 15 л выделяет    549 г/ч,

тогда 25 голов выделяют                                                                    13725 г/ч

одна стельная корова живой массой 500 кг и удоем 15 л выделяет   507 г/ч,

а 35 головы                                                                                           17745 г/ч. 

Один нетель живой  массой 400 кг выделяет                                         380 г/ч,

а 40 животных выделяют                                                                    15200 г/ч.

                                                                                                 Итого:  46 670 г/ч.

1.2. Для определения  процентной надбавки используем  таблицу: "Процентные надбавки к количеству влаги, выделяемой животными, на испарение воды с пола, кормушек, поилок, стен и перегородок". При удовлетворительном санитарном режиме, исправно действующей канализации, регулярной уборке навоза и применения соломенной подстилки в коровнике она составляет 10 %. Величину определим составив пропорцию:

Q           -    100 %

x           -     10%              

  (г/ч)

В коровнике температура  воздуха 10°С и относительная влажность 70 % (таблица 1 "Параметры микроклимата помещений для крупного рогатого скота").

1.3. Для расчета абсолютной влажности (q₁) используем таблицу: "Максимальная упругость водяного пара".

 Нормативная температура воздуха в коровнике 10°С. Ей соответствует максимальная влажность 9,17. для определения абсолютной влажности при нормативной 70% составим пропорцию:

9,17 - 100%

q₁     - 70%

Значение q₂ берем из таблицы: «Средние показатели температуры и абсолютной влажности в различных пунктах Республики Беларусь».

Абсолютная влажность  наружного воздуха в Волковысском районе в ноябре 4,87 г/м³, в марте - 3,37 г/м³.

Полученные данные подставим  в формулу (1.1)

2. Кратность воздухообмена в помещении определим по формуле :

(1.2), где

Кр - кратность воздухообмена, показывает сколько раз в течение часа воздух в помещении необходимо заменить на новый, чтобы температура и влажность поддерживались на уровне нормативов;

L - часовой объем вентиляции, м³/ч ;

V - объем помещения, м³.

V = 64х9х3,5 = 2016 м³

 

 раз в час

3. Определение объема вентиляции на 1 ц живой массы производим по формуле :

(1.3), где

V₁ - объем вентиляции на 1 ц живой массы, м³/ч;

L - часовой объем вентиляции, м³/ч;

m - живая масса животных, ц.

m =(4х40)+(6х25)+(5х35) = 485 ц

 

4. Определение общей площади сечения вытяжных и приточных каналов, а также их количество при вентиляции с естественным побуждением.

4.1Общую площадь сечения вытяжных шахт, обеспечивающих расчетный воздухообмен, определяим по формуле :

(1.4), где

S₁ - общая площадь поперечного сечения вытяжных шахт, м²;

 v - скорость движения воздуха в вытяжной шахте, м/с;

3600 - количество секунд в одном часу.

Для определения скорости движения воздуха в вентиляционной шахте (v) применяют таблицу: "Скорость движения воздуха в вентиляционных трубах (м/с) при разной высоте труб и при различных температурах воздуха внутри помещения и наружного воздуха".

Примем высоту вытяжных шахт 7 м. Разность  температур рассчитаем по формуле: t= t_вн -t_нар, где

t – разность температур;

t_вн - температура воздуха внутри помещения;

t_нар – наружная температура воздуха.

Наружную температуру воздуха  в переходный период определим по таблице: "Средние показатели температуры и абсолютной влажности воздуха в различных пунктах Республики Беларусь".

Средняя температура наружного воздуха в переходный период – 1,7°С в Волковысском районе (ноябрь – 1,8°С, март - -0,4°С, средняя температура ).

Следовательно, разница  этих температур составит:

t = + 10°С -0,7°С =9,3°С.

По таблице "Скорость движения воздуха в вентиляционных трубах (м/с) при разной высоте труб и при различных температурах воздуха внутри помещения и наружного воздуха" определим, что при данной разнице температур (9,3°С) и высоте вытяжной шахты (7 м) скорость движения воздуха составит:

v = 1,12 м/с.

Подставим все значения в формулу 1.4.

Таким образом ,общее  сечение вытяжных шахт равно 5,5 м².

4.2.  Количество вытяжных  шахт (n₁) определяют по следующей формуле :

,    (1.5), где

S₁  - общая площадь сечения вытяжных шахт, м² ;

s₁ - площадь сечения одной вытяжной шахты, м².

Эффективнее работают в  коровнике трубы с сечением большим  чем 1 м², поэтому можно установить 4 вытяжные шахты сечением 1,2 м х 1,25 м каждая.

 вытяжные шахты

4.3. Общая площадь приточных каналов (S₂) составляет 60 % от общей площади вытяжных шахт и определяется по формуле :

                 S₂ = S₁ х 0,6   (1.7)

S₂= 5,5 x 0,6 = 3,3 м²

4.4. Количество приточных каналов (n₂) рассчитывается по следующей формуле :

(1.6), где

S₂- общая площадь сечения приточных каналов, м ²

s₂ - площадь сечения одного приточного канала, м².

В коровнике приточные  каналы могут быть выполнены в виде форточек, подоконных или надоконных щелей. Если подоконная щель имеет площадь 2,35 м х 0,12 м = 0,28 м², то

  подоконных щелей по 6 с каждой стороны, которые располагают в шахматном порядке для избежания сквозняков.

 

6. Расчет теплового баланса.

Для того, чтобы правильно  решить вопрос оптимизации микроклимата в коровнике в холодный период года, проводим расчет теплового баланса. Под тепловым балансом понимают соотношение  прихода (теплопродукции) и расхода (теплопотери) тепла в животноводческом помещении. Тепловой баланс можно представить в виде следующей формулы:

Qж = Qв + Qисп. + Qзд (2.10), где

Qж - количество тепла, поступающего в помещение от животных, ккал/ч;

Qв - количество тепла, расходуемое на нагревание вентиляционного воздуха, ккал/ч;

Qисп. -  количество тепла, необходимое на испарение влаги с пола, кормушек, оборудования здания, ккал/ч;

Qзд - количество тепла, которое теряется через ограждающие конструкции здания в наружную атмосферу, ккал/ч.

1. Расчет прихода тепла в помещении.

Расчет количества тепла, выделяемого животными, ведут по таблице "Количество тепла, углекислого газа и водяного пара, выделяемых сельскохозяйственными животными и птицей".

Определение количества тепла, выделяемого животными.

Таблица 6.1

Количество животных, голов	Живая масса, кг	Продуктивность, л	Свободного тепла от 1 животного, ккал/ч	Всего, ккал/ч
25	600	15	823	20575
35	500	15	760	26600
40	400	нетели	569	22760