(м2)Коровы и телята до 6 месяцев130- 250Телята старше 6 месяцев50- 70
Определяем необходимую площадь по формуле:
= n1f1 + n2f2 + … + nnfn, где
общая площадь территории фермы, м2,; n2; nn- количество животных по видам голов;норма площади на одно животное, м2=36 х 200 + 18 х 70 = 8460 м2
.2 Конструктивные элементы и расчет помещения
Фундамент -несущая опорная конструкция, предохраняющая здание от почвенной влаги и промерзания.
Место перехода фундамента в стену называется цоколем, который является основой стены и исполняется из влагоизоляционных материалов.
Стены - возводят из дерева, кирпича, шлакобетона, цементно- известковых блоков, панелей. Строительный материал, его теплоустойчивость, конструкцию и толщину выбирают в соответствии с климатическими зонами страны. В нашем помещении стены деревянные брусчатые толщиной 200 мм, к ( коэффициент теплопередачи) равен 0,77 вт/м2 0к; R= 1,14 м2 0к/ вт.
Потолки- строят из материала, хорошо удерживающего тепло в помещении. В зонах с холодным и влажным климатом потолки не совмещают с крышей и между ними оборудуют чердачное помещение, способствующее утеплению здания. Совмещение покрытия с утепленной керамзитобетоном, пенопластом, без чердаков устраивают в зонах с теплым, умеренным и умеренно- холодным климатом. Температура в нашей климатической зоне - 14 0С. Поэтому в своем помещении потолок с бесчердачным перекрытием, с деревянным настилом с рулонной кровлей и утеплителем- пенобетоном, толщиной 140 мм к( коэффициент теплопередачи)- 0,87 вт/ м2 0к;
Полы- с точки зрения теплопроводности лучшим считается пол, меньше поглощающий тепло тела животного. Полы животноводческих помещений строят в соответствии с технологическими, ветеринарными, зоотехническими требованиями. При боксовом содержании животных содержат на решетчатых полах без подстилки или с минимальным ее количеством. К (коэффициент теплопередачи) равен 0,45 вт/ м2 0к.
Оконные проемы- животноводческие здания строят с довольно большими оконными проемами, часто с одинарным остеклением. В районах с расчетной температурой наружного воздуха ниже -20 0С, где перепады температур внутреннего и наружного воздуха в зимний период более 250С, необходимо двойное остекление.
Высота от пола до нижнего края оконного проема должна быть в коровниках при беспривязном содержании 1,8- 2,4м. расстояние от потолка до верхней кромки окна 0,2- 0,6м. в нашем помещении двойное остекление,
к= 2,7 вт/м2 0к;
Двери- это наружные ограждения, через которые происходит теплообмен с окружающей средой. В данном хозяйстве ширина 2 м, высота 2 м. Используются сплошные деревянные одинарные двери.
.3 Расчет площади и объема помещения
Для данного расчета необходимо составить план размещения животных, с учетом производственных и возрастных групп животных.
Объем помещения по внутренним размерам рассчитывают о формуле:
(м3)= a * b * h
кормление животное помещение освещенность
Где а- ширина пола, мдлина пола, мвысота помещения, м (2,8 м)
Ширина пола рассчитывается по формуле:
А=x1n1+х2n2+…+xnnn,
Где А - общая ширина помещения
х1 - ширина одного элемента оборудования или конструкции, м; n1 - количество оборудования или конструкции одного элемента, установленных по ширине здания, м;
х2 - ширина второго элемента оборудования или конструкции, м; n2 - количество оборудования или конструкции второго элемента, установленных по ширине здания, м;
xn - ширина другого элемента оборудования или конструкции, м;
nn - количество оборудования или конструкции другого элемента, установленных по ширине здания, м;
А=1*2+0,3*2+2,9*2+1,5=10 м.
Длина пола рассчитывается по формуле:
b=y1n1+y2n2+…+ynnn,
где b - общая длина стены;
y1-n - длина элементов оборудования или конструкций ориентированных по длинной стороне здания, м;
n1-n - количество элементов ориентированных по длиной стороне здания, м.
b=15+0,5+1*2+2,7+4,8=25 м.
Высоту помещения принимают по существующим рекомендациям в нормах и требованиях зоогигиены. В данном хозяйстве высота помещения составляет 3 м.
V=10 x 25,0 x 3,0= 750,0 м3.
Расчет освещенности
Дневное освещение или площадь остекления проектируемой постройки определяют по геометрической освещенности (СК)- световому коэффициенту или коэффициенту естественной освещенности (КЕО).
При расчете высоты окон используют формулу:
= hcm- hbc- hhc , где
- высота оконного проема, м;высота стены от пола до потолка, м; (3,0)- высота стены от нижней кромки окна до пола (1,8- 2,4)- высота стены от верхней кромки окна до потолка (0,2- 0,6м).= 3,0- 0,2- 1,8= 1,0 м.
Ширину (длину) окна определяем эмпирическим путем, т.е. длину выбираем произвольно = 1,0 м.
Тогда площадь одного окна будет равна: 1 х 1,= 1,0 м2.
Площадь всех окон равна: 250,0 м2 : 10= 25,0 м2, где
,0 м2 - площадь пола; 1:10- нормы светового коэффициента ( т.е. окна составляют 1/10 часть от площади пола).
Определяем количество окон: 25,0 м2 : 1,0 м2 = 25 окон.
.4 Расчет искусственной освещенности
Установку ламп накаливания или люминесцентных планируют по существующим приближенным нормам удельной мощности, вт/м2 или искусственной освещенности в люксах.
Для определения общей мощности искусственной освещенности пользуются формулой:
об.= q * F пола, где
об. - общая мощность всех источников освещенности, вт;норма удельной мощности, вт/м2 (3,5- 4,5 вт/м2)пола - площадь пола, м2.об. = 5 * 250,0= 1250,0 вт
Количество осветительных приборов определяют по формуле:
= Nоб. : n, где
К- количество осветительных приборов, шт;об. - общая мощность освещенности, вт/м2;мощность одного осветительного прибора,вт;= 1250вт : 100вт = 13 лампочек по 100 Вт
5.5 Расчет площади выгульных и кормовых дворов, площадок
Площади выгульных, кормовых и выгульно- кормовых дворов рассчитывают по принятым нормам (м2)
Рассчитываем выгульно- кормовые дворы по формуле:
=f1 n1 + f2 n2 + ….. fn nn , где
общая площадь выгульно- кормового двора, м2; f2; fn - нормы площади на одно животное каждой производственной и возрастной группы, м2; n2 ;nn - количество животных в каждой производственной и возрастной группе, гол= 15 х 30гол + 5 х 4гол + 2 х 2гол + 10 х 18гол = 654,0 м2
При беспривязном содержании животных выгульно- кормовые дворы оборудуются групповыми кормушками и поилками. Выгульно- кормовые площадки разгораживают, согласно производственным групп животных.
5.6 Расчет потребности кормов, площадей пастбищ и пахотных угодий
Для расчета кормов необходимо составить суточный рацион для имеющихся в хозяйстве видов, производственных групп животных.
Рационы для крупного рогатого скота.
КормаКоровы дойныеСухостойные коровы и нетелиТелятаСено злаково- бобовое161424Силос кукурузный20104,5Солома яровая11-Корнеплоды15102Концентраты2,341Травяная мука---
А) Определяем количество каждого вида корма на сутки и на стойловый период (ПСП= 195 дней);
Требуется сена: 6кг х 17 + 7кг х 3 + 2кг х 20= 163 х 195дн = 31785кг
% запас кормов 3178кг, следовательно, сена надо заготовить:
кг + 3178кг = 34963кг.
Переведем полученное количество сена в зеленую массу. На долю воды приходится: 80% - 17%= 63%
%- влажность сена
% влажность травы
кг - 100%
Х - 63%
Х= 22027 кг
Или 220ц
Согласно индивидуальному заданию урожайность зеленой массы 70ц/га;
Значит для заготовки сена необходимо земли:
,14 га
ц : 70ц =
Б) определяем необходимое количество силоса и травяной муки:
(20кг х 17 + 10кг х 3 + 4,5кг х 20 + 1кг х 2) х 195дн = 90090кг
+ 10% запас составит: 9009,0 кг.
Силоса и травяной муки необходимо заготовить: 90009кг + 9009= 99099кг
Переведем полученное количество в зеленую массу:
%- 55%= 25% ( 55% влажность сенажа)
кг - 100%
Х- 25%
Х= 24775кг
Количество зеленой массы равно: 99099 + 24775= 123874кг или 1238ц
Урожайность зеленой массы составляет 70ц/га, значит для заготовки сочных кормов необходимо выделить земли: 1238ц : 70ц= 17,68га.
В) расчет потребности концентратов за сутки:
,3 х 17 + 4кг х 3 + 1кг х 20 + 4,5кг х 2= 80,1кг
Потребление концентратов за год составит:
,1кг х 365дн = 29237кг + 10% запас
кг = 32160кг или 322ц
Соотношение кормов в концентратах:
Ячменя- 3 части
Овса- 3 части
Пшеницы- 2 части
Сои - 1 часть
Всего 9 частей, на 1 часть приходится: 322ц : 9 = 35,1ц
5.7 Рассчитаем площадь, необходимую для посадки зерновых культур
Ячмень - на долю ячменя приходится 3 части от всех концентратов, что соответствует- 3 х 35,1ц= 105,3ц
Урожайность ячменя (по заданию 23 ц/га). Значит площадь участка под посадку ячменя: 105,3 : 23= 4,58га
Овес - на долю овса приходится 3 части от всех концентратов, что соответствует 3 х 35,1 = 105,3ц
Урожайность овса- 20ц/га. Необходимая площадь под посадку овса:
,3 : 20= 5,27га
Урожайность пшеницы 15ц/га. Необходимая площадь под посадку пшеницы: 70,2ц : 15ц = 4,68га
Соя- на долю сою приходится 1 часть, что соответствует35,1ц. урожайность сои 15ц/г. Необходимая площадь под посадку сои:
,1ц : 15ц = 2,34га
Итого под посадку зеленой массы и зерновых культур необходимо:
,14 + 17,68 + 4,58 + 5,27 + 4,68 + 2,34 = 37,7га ≈ 38га
5.8 Расчет потребности воды
Расход воды рассчитывается по существующим нормам суточной потребности в питьевой воде животным всех производственных и возрастных групп.
Расчет ведем по формуле:
=(e1 n1 d1 + e2 n2 d2 + ... + en dn nn ) : 1000, где
количество воды, требуемое на нужды животноводства в течение года, т;e2 en - суточная норма воды на одно животное, 1/сут;d2 dn - количество дней в году содержания данной группы животных, дн.;n2 nn - количество животных в данной группе, гол.;
Е= 100л *25 + 70л * 5+ 20л х 24 = (3330,0 х 365дн) : 1000= 1215,5 тонн
В том числе на поение:
Е= 65 х 25 + 65 х 5 + 10 х 24 = (2190,0 х 365дн) : 1000 = 799,35 тонн
.9 Обеспечение оптимального микроклимата
Определение часового объема и расчеты системы вентиляции.
Процесс смены воздуха называется часовым объемом вентиляции. Часовой объем рассчитывается по углекислому газу, который накапливается в помещении в процессе дыхания всех животных в течение часа и по водяным парам, выделенным всеми животными в течение часа и испарения с влажных предметов.
А) Определяем объем вентиляции по углекислому газу (СО2)
ССО2 = -------- ,где
С1 - С2
СО2 - необходимое количество атмосферного воздуха, которое нужно ввести в помещение, для поддержания допустимого предела СО2 , м3/час;
С- количество СО2, выделенное всеми животными в течение одного часа; л/час
С- допустимая концентрация СО2 в воздухе помещения (0,25% или 2,5 л/м3)
С1 - содержание СО2 в атмосферном воздухе (0,04% или 0,4 л/м3)
С = 157л/час *16 + 138л/час * 9 + 152л/час * 5 + 23 * 1гол + 63л/час * 3гол +61*2+ 67л/час * 18 = 6054л/час
6054л/часСО2 =------------- = 2883м3/час
2,5л/м3 - 0,4л/м3
Б) Расчет объема вентиляции по водяным парам.
Расчет ведем по формуле:
Q1 + Q2вл.--------------- , где
q - q1
вл. - необходимое количество атмосферного воздуха, которое нужно ввести в помещение в течение одного часа с целью поддержания нормированной относительной влажности (75%); м3/ час.- количество водных паров, выделенных всеми животными в течение одного часа (г/час), определяется по формуле:
= n ɓ1 * к + ɓ2 ,где
ɓ1 - количество водяных паров, выделенных одним животным в течение одного часа, г/час.количество животных в данной производственной группе, гол;
к- коэффициент, показывающий изменение выделенных водяных паров, в зависимости от t0 воздуха
ɓ2 - добавочное количество водяных паров, выделенное всеми животными в течение одного часа, (3% от нормы)= 505г/час * 16 + 440г/час *9 + 489г/час * 5 + 74г/час х 1 + 202г/час х 3 +131 г/час *2+ 216г/час х 18 = 19315,0г/час * к(1,24) = 23951г/час
ɓ2= 23951г/час -100% х= 719г/час
х- 3%= 23951 + 719= 24670г/час
24670 + 2467,0 27137в1 = --------------------- = ---------- = 4998 м3/час
6,93 - 1,5 г/м3 5,43
Справка:
- Q1 - 10% от 24670 г/час
- T0 - в помещении 130 С, при этой t0 в воздухе содержится 9,24 г водяных паров
9,24 - 100% х= 6,93 г/час
Х= 75%
Совместимость рассчитанного воздухообмена с нормативными требованиями проверяется по количеству его приходящегося на 100кг живой массы всех животных; определяем по формуле:
Lвл.
Х= ------ х 100, где
М
Х- количество воздуха, приходящееся на 100кг живой массы животных, м3/час
М- живая масса всех животных, находящихся в помещении (12020кг);
4998м3/час
Х= ---------------- * 100= 26,5м3/ц
18920кг
Определим кратность воздухообмена по формуле:
Lвл. 4998м3/час
К= ------- = ------------------ = 6,5 раз
V 750,0 м3
Где: L- часовой объем вентиляции, м3/час;объем помещения, (м3)
Если кратность воздухообмена от 5 до 7 раз, то приток воздуха или его выведения осуществляется механическим побудителем, или воздух может подаваться при помощи естественных приточных каналов. Значит, система вентиляции комбинированная.
5.10 Расчет теплового баланса
(обеспечение температурного режима в помещении).
Для зимнего периода тепловой баланс рассчитывают по средним статистическим показателям температуры и абсолютной влажности атмосферного воздуха самого холодного месяца года (января). По заданию ТХМ- равна -190С и определяем по формуле:
т.б. = Qпост. - Qт.п. , где
т.б. - результат расчета теплового баланса (отрицательный- тепловые потери больше, чем поступившее тепло от животных; нормальный- поступившее тепло от животных расходуется на покрытие тепловых потерь в равной мере; положительный- животного тепла больше, чем тепловых потерь.).пост. - поступление тепла в помещение, кДж/час;т.п. - тепло теряется из помещения.
- Определяем (Qпост.) - поступление тепла в помещение от всех животных. (см. таб. 3-3а).
Одна лактирующая корова весом 500кг и удоем 15л выделяет 3266 кДж/час х 17 = 55522 кДж/час
Одна сухостойная корова весом 600кг- 2805 кДж/час
Одна нетель весом 600кг выделяет 3069 кДж/час х 2 = 6138 кДж/час
Один теленок весом 40кг - 469 кДж/час х 5 = 2345 кДж/час
Один теленок весом 130кг - 1264 кДж/час х 10= 12640 кДж/час
Один теленок весом 180кг- 1357 кДж/час х 5= 6785 кДж/час
Итого в воздух помещения поступит: 90883 кДж/час
,25 кВт
- Определяем Qт.п. - тепло, теряющееся из помещения. Определяется из расхода тепловой энергии, идущее на: нагрев воздуха, поступающего в помещение при вентиляции; расхода тепла через ограждающие конструкции (стены, окна, потолок, пол, двери, ворота); испарение с влажных поверхностей; выдувание господствующими ветрами.
Расход тепла определяем по формуле:
т.б. = ∆ t х (ɓ х 1,51 + Σк х F) + Wзд. + (13% от ∆tΣк х F),
∆t - разница температуры воздуха внутри помещения и атмосферного;
∆t = 130 - (-140 ) = 270С
С- средняя температура в помещении
С - температура самого холодного месяца (по заданию)
ɓ х 1,51- тепло, необходимое для нагрева массы воздуха, поступающего в помещение за счет вентиляции. Для этого расчета необходим объем вентиляции,м3/час, перевести в ɓ, кг/час;
Массу воздуха находим по формуле:
ɓ=L х Ɣ, где
в1 - часовой объем вентиляции, м3/час;
Ɣ- объемная масса воздуха, м3/кг (см. таб. №27)
ɓ = 3586 х 1,230 = 4443,0кг
ɓ х 1,51= 4443,0 х 1,51 = 6709,0 кДж/час : 3600 = 1,86 кВт/час
Определяем Σк х F- тепло теряющееся через ограждающие конструкции, по формуле:
Σк х F = к1 F1 + к2 F2 + … кn Fn , где
к1 к2 кn - коэффициенты теплопередачи: стен, пола, потолка, окна, двери, ворот.F2 Fn - площадь отдельных элементов ограждающих конструкций;
Σ знак суммирование тепловых потерь через ограждающие конструкции;
К(стен) = 0,77 вт/м2 0к; к(потолка)- 0,87 вт/м2 0к; к(пола)- 0,45 вт/м2 0к;
К(окна)- 2,7 вт/м2 0к; к(ворот, двойных)= 2,3 вт/м2 0к; к(ворот, одинарных)= 4,7 вт/м2 0к;- общая площадь стен равна (5,6м х 2) х 2 +(39 х 2) х2= 178,4м2стен без площади окон, дверей, ворот = 178,4 - 21,84 - 21,42 = 135,14 м2пола равна 218,4м2потолка равна 218,4м2окон равна 21,84м2ворот двойных 10,08м2ворот одинарных 11,34м2
Σk х F = 0,77 х 135,14 + 0,87 х 218,4 + 0,45 х 218,4 + 2,7 х 21,84 + 2,3 х 10,08 + 4,7 х 11,34 = 104,0 + 190,0 + 98,3 + 59,0 + 23,2 + 53,3 = 527,8
∆tΣk х F = 270 х 0,15 = 4,05 кВт/час 527,8 кДж0к : 3600 = 0,15 кВт/час
Определяем Wзд.- количество тепловой энергии, идущее на испарение воды с влажных поверхностей и др.
зд = Q1 х 2,45 = 1770 х 2,45 = 4337 кДж/час : 3600 = 1,2 кВт/час
Где Q1 - 10% надбавка от всей влаги, выделенной животными
,45- количество тепловой энергии, расходуемой на испарение 1г воды, кДж/час;
Определяем 13% от ∆tΣk х F- тепло теряющееся за счет инфильтрации через ограждающие конструкции
,05 -100%
4,05 х 13%
Х= ------------------ = 0,53 кВт/час
100%
Х= 13%
Подставляем полученные данные в формулу:т.б. = 270С х (1,86 + 0,15) + 1,2 + 0,53 = 56 кВт/час
т.б. = Qпост. - Qт.п. = 25,25 кВт/час - 56 кВт/час = 30,75 кВт/час
Баланс тепла отрицательный, так как расход тепла больше, чем его поступление. Необходим дополнительный обогрев помещения.
5.11 Расчет нулевого теплового баланса
Этот расчет необходим для определения предельно низкой температуры атмосферного воздуха, при которой не вызывается резкое нарушение теплового баланса и еще возможна беспрерывная работа системы вентиляции.
Qж + Wзд 25,25 + 1,2
∆t0 = ---------------------- = -------------- = 130 С
ɓ х 1,51 + Σк х F 1,86 + 0,15
6. Охрана окружающей среды, удаление навоза из помещения, его обеззараживание и хранение
Навоз из помещения удаляют периодически или непрерывно. На некоторых специализированных фермах при привязном и безпривязно-боксовом содержании скота на щелевых полах для накопления навоза оборудованы подпольные траншеи. Их объем определяют из расчета выхода навоза от одной коровы в течение всего стойлового периода.
Из подпольных траншей навоз убирают 1-2 раза в год в период пастбищного содержания животных. Для этого применяют различные погрузчики: ПБ-35; ПЭ-0,8; ПС-3. Для складирования навоза применяют навозохранилища. В хозяйствах оборудуют наземные, полузаглубленные, заглубленные, а также открытые и закрытые навозохранилища.
Применяют два способа хранения навоза: анаэробный и аэробный. При первом (холодном) способе навоз укладывают плотно и все время увлажняют его. При этом температура в массе навоза достигается 25-300С. При втором (горячем) способе навозную массу укладывают рыхло слоем 2- 2,5м и в течение 4- 7 суток происходит брожение, и t0 в навозе достигает 60 - 700С, при которой большинство бактерий погибает.
Количество навоза от животных за год, определяют по формуле:
М = Д х (qф + qм + П) х m, где
М- годовой выход от навоза, кг;
Д- число суток накопления, сут.;ф - суточное выделение одним животным, кг;м - суточное выделение мочи одним животным, кг;
П- суточная норма подстилки на одно животное, кг;число животных в помещении.
Количество навоза от лактирующих и сухостойных коров:
М= 365 х (20 + 35 + 1,5) х25 = 515563 кг
Количество навоза от нетелей: М= 365 *(10 + 35 + 1,5) * 5 = 84863кг
Количество навоза от телят: М = 365 * (7 + 25 + 1,5) *24 = 293460кг
Итого: 893886кг ≈894тонны
. Рассчитываем площадь навозохранилища, по формуле:
M * q * n= ----------------- , где
h Ɣ
площадь навозохранилища, м2 ;число животных в помещении (54)время хранения навоза в навозохранилище до полного обеззараживания, (180дн.);количество навоза от одного животного в сутки, кг; (в среднем 35,0кг)высота складирования навоза, м; (2,5)
Ɣ- объемная масса навоза, кг/м3 (400- 500);
54 х 35 х 180 340200= ------------------- = ------------- = 340,2 м2
2,5 х 400 1000
Выводы
Обычно для беспривязного содержания животных переоборудуются имеющиеся животноводческие постройки. Стойла, кормушки, поилки и другое оборудования убирают.
При правильной организации беспривязного содержания скота резко снижаются затраты труда на производство продукции, снижаются затраты на капитальное строительство, отпадает необходимость в устройстве индивидуальных поилок, подвесных дорог, привязей и другого дорогостоящего металлоемкого оборудования.
Вместимость помещения увеличивается на 40- 50%.
В проектируемом помещении я рассчитала площадь помещения, его объем. Многорядные индивидуальные боксы в секциях расположены также как стойла при привязном содержании коров.
Необходимо совершенствовать нормы кормления различных видов животных с учетом породы, возраста назначения и физиологического состояния. Также необходимо своевременно удалять из стада заболевших животных. Чтобы предупредить и избежать заболевания, а также получить высококачественную продукцию, нужно регулярно чистить животных.
При беспривязном содержании коров увеличивается расход кормов, поэтому необходимо иметь необходимый запас кормов.
Литература
- Практикум по зоогигиене и основам проектирования животноводческих предприятий Ю.Б. Соловьев, ПГСХА Уссурийск, 2003г.
- Практикум по зоогигиене И.Ф. Храбустовский, М.В. Демчук,
А.П. Онегов М. колос. 1984г.
. Проектирование и строительство животноводческих объектов. Б.В. Ходанович, М. Агропромиздат, 1990г.
. Справочник по ветеринарной гигиене А.Ф. Кузнецов, В.И. Баланин, М, колос, 1984г.