Расчетная часть

I. Расчет естественной освещенности.

В данном птичнике по проекту не предусмотрены оконные проемы, поэтому расчет естественного освещения не приводиться.

II. Расчет искусственной освещенности

Для искусственного освещения птичника применяют лампы накаливания главным образом для обеспечения уровней освещенности менее 5 лк и люминистцентные лампы. Для определения искусственной освещенности подсчитывают:

• число ламп в помещении

• удельную мощность ламп

• освещенность

Площадь помещения птичника составляет 1620 м², который освещается 24 лампами накаливания мощностью 100 Вт и 36 люминесцентными лампами мощность 40 Вт.

Определяем общую мощность всех искусственных источников света:

Nобщ.₁ = количество ламп * их мощность = 24 * 100 = 2400 Вт

Nобщ.₂ = количество ламп * их мощность = 36 * 40 = 1440 Вт

Удельная мощность помещения:

N_{уд. п.} = N_общ. / S_пола

N_{1 уд. п.} = Nобщ. / площадь помещения = 2400 / 1620 = 1,4 Вт/ м²

N_{2 уд. п.} = Nобщ. / площадь помещения = 1400 / 1620 = 0,8 Вт/ м²

Удельную мощность помещения переводим в люксы:

Значение коэффициента «е»:

№ лампы	Лампы накаливания	Люминесцентные лампы
Больше 100 Вт	2,5	8,0
Меньше 100 Вт	2,0	6,5

х₁ = 1,4 * 2,5 = 3,5 лк

х₂ = 0,8 * 6,5 = 5,2 лк

Таким образом, общая искусственная освещенность составляет:

Лк

Для молодняка птиц этого не достаточно, т.к. норма должна составлять не ниже 10 лк при освещении лампами накаливания и 75 лк – люминесцентными лампами.

III. Обоснование и расчет воздухообмена по влажности воздуха и диоксиду углерода.

Одним из условий обеспечения требуемого воздушного режима в помещениях для сельскохозяйственных животных и птицы является расчет и устройство эффективной вентиляции. При нормальном воздухообмене предупреждается конденсация водяных паров на ограждающих конструкциях и оборудовании, создается хороший микроклимат.

Исходной величиной при расчете эффективности вентиляции является часовой объём вентиляции. Часовой объем вентиляции - это величина, определяющая какое количество чистого воздуха в кубических метрах необходимо вводить в данное помещение с данным поголовьем, чтобы обеспечить в нем требуемый по нормативам воздушный режим.

В связи с тем, что летний период в помещениях накапливается избыток теплоты, а в зимний – избыток диоксида углерода и влаги, воздухообмен рассчитывают для каждого конкретного периода. Для холодного и переходного периодов воздухообмен для животноводческих помещений следует рассчитывать по влаге с проверкой на углекислый газ, для теплого – по теплоизбыткам с проверкой на влажность. В помещениях для цыплят во все сезоны года – по углекислому газу с проверкой по теплоизбыткам.

Необходимый воздухообмен при повышенной концентрации диоксида углерода определяют по формуле:

L = K / (C₁ – C₂).

где L — часовой объем вентиляции или количество воздуха, которое надлежит вводить (или удалить) в помещение в каждый час, м³;

К - количе­ство углекислоты, выделяемое при дыхании всеми животными за 1 час, л/ч;

С₁ - допустимое количество углекислого газа в 1 м³ воздуха помещения - 2,5 л/м³ (или 0,25 %);

С₂ - количество углекислого газа в 1 м³ атмосферного воз­духа - 0,3 л/м³ (или 0,03 %).

• В птичнике содержится 30000 голов цыплят - 15, 16, 19, 20 дневного возраста, средней живой массой по 0,250 кг.

• Внутренняя кубатура помещения составляет 6480 м³.

• Плотность посадки составляет 13 цыплят на 1 м2.

• Температура воздуха в помещении составляет +32 ⁰С, наружная -5 ⁰С.

• Высота вытяжных труб 4 м, площадью сечения 0,81 м² (0,9 х 0,9). Площадь сечения приточных каналов 0,09 м² (0,3 х 0,3)

• Относительная влажность 73%.

Определяем количество углекислоты, выделяемой всеми цыплятами. Для этого определяем:

1. Определяем количество углекислоты, выделяемой цыплятами за 1ч.

Цыплята живой массой 0,250 кг выделяет за 1 час 2,2 л углекислоты. Следовательно, 30000 цыплят выделяют углекислоту

К₁ = 30000 * 2,3* 0,25 = 17250 л/ч.

Определяем объем вентиляции

L = K / (C₁ – C₂) = 17250л/ч / (2, 5 л/м³ – 0, 3 л/м³) = 7841 м³/ч

Таким образом, для того чтобы содержание СО2 не превышало 2,2л в данный птичник надо водить 7841м³/ч воздуха.

2 Определяем кратность воздухообмена по формуле:

К_р = L / V = 7841 / 6480 = 1,2 раза в 1 час

где: L – часовой оббьем вентиляции

V – кубатура помещения (V= 90*18*4 = 6480)

3 Определяем объем вентиляции на одного цыпленка м³ / ч:

V₁ = L/n = 7841 / 30000 = 0,2 м³ /ч

где: n- количество голов.

4 Определяем общую площадь сечения вытяжных труб, которая обеспечивает расчетный объем вентиляции:

S₁ = L / (n * t) =7841 м³/ч / (1, 59 м/с * 3600с) = 1,3 м²

где S - искомая площадь сечения вытяжных труб, м²;

L - часовой объем вентиляции, м³/ч;

n - скорость движения воздуха в вентиляционном канале, м/с;

t - расчетное время 1 час или 3600 секунд.

При t = 32 ^оС и высоте вытяжных шахт 4м v = 1,59 м/с

5 Определяем необходимое количество вытяжных труб:

N_т = S₁ / S_{отдельной вытяжной трубы} = 1,3 м² / 0, 81 = 2 трубы.

6 Определяем общую площадь сечения приточных каналов и их количество, установлено, что площадь пртиочных каналов составляет 70% от общей площади вытяжных труб:

1,3 м² – 100%

S₂ – 70%

S₂ = 70% * 1,3 / 100% =0,9 м²

7 Определяем необходимое количество приточных каналов:

N_п = S₂ / S_{отдельной приточных каналов} = 0,9 м² / 0, 09 м² = 10 каналов.

Таким образом, для того, чтобы поддерживать количество углекислого газа на оптимальном уровне, необходимо ежедневно вводить в помещение 7841 м³ свежего воздуха, удалять такое же количество отработанного, для чего надо иметь 2 вытяжные трубы с сечением 0,9 х 0,9 м и 10 приточных каналов с сечением 0,3 х 0,3 м при двукратной смене воздуха ежечасно.

IV. Расчет часовой вентиляции по накоплению Н₂О (водяных паров).

Степень влажности воздуха в птицеводческих помещениях имеет исключительно важное значение в создании нормального и здорового мик­роклимата для молодняка птиц. В подавляющем большинстве случаях повышенная влажность неблагоприятно действует на терморегуляцию организма. При низкой температуре воздуха организм быстро охлаждается и, как следствие этого, проявляются простудные заболевания, главным образом у молодняка. В соответствии с этим расчет вентиляции в птицеводческих помещениях лучше производить не по углекислоте, а по влажности воздуха помещений. Водяные пары поступают в помещение при дыхании животных и испарении влаги (это основной источник - до 75 % от общего количества влаги в помещении), при испарении воды с поверхности пола, а также с атмосферным воздухом.

Часовой объем вентиляции по накоплению водяных паров определяют по формуле:

L = Q / (q₁ – q₂)

где L - часовой объем вентиляции, необходимый для поддержания влажности воздуха помещения в пределах оптимальных норм (не более 70 %) м³/ч;

Q — количество водяных паров, которую выделяют находящиеся в по­мещении животные и птцы за 1 час. Следует к этому количеству добавить 10-25% водяных паров, поступающих в воздух вследствие испарения из влажных по­верхностей (пол, кормушки, поилки, система канализации и др.).

q₁ - абсолютная влажность воздуха помещения при относительной влажности 70 %, г/м³.

q₂ - абсолютная влажность вводимого в помещение атмосферного воз­духа при температуре около минус 5°С составляет в январе (Казанская кли­матическая зона) 2,1 г/м³ (см. приложение, табл. 9).

В птичнике содержится 30000 цыплят средней живой массой по 0,250 кг. Внутренняя кубатура помещения 6480 м³. Температура воздуха в помещении +32 ⁰С, наружная -5⁰С. Высота вытяжных труб 4 м, площадью сечения 0,81 м² (0,9 х 0,9). Площадь сечения приточных каналов 0,09 м² (0,3 х 0,3) Относительная влажность 73%.

1 Определяем количество водяных паров, выделяемое молодняком:

30000 * 6,6 = 198000 г/ч (Q1)

Q2 составляет 10% от общего количества влаги выделяемого молодняком птиц

198000 г/ м³ – 100%

х – 10%

х = (198000 * 10) / 100% = 19800 г/ м³

итого: 198000 + 19800 = 217800

Абсолютная влажность помещения q1 при t= 32° составит 31,37 (при 100% влажности).

31,37 – 100%

x – 73%

x = 31,37* 70/ 100 = 21,9

q2 = 2,2

L= 217800/ (22,9 – 2,2) = 10521 м³/ч

Таким образом, для того чтобы в помещение влажность воздуха не превышало 70%, туда ежечасно следует водить 10521 м³/ч воздуха.

2 Определяем кратность воздухообмена за 1ч:

К_р = L / V = 10521м³/ч / 6480 м³ = 2 раза в час

3 Определяем объем вентиляции на 1 животное:

V₁ = L / n = 10521м³/ч / 30000 = 0,3 м³/ч

4 Определяем общую площадь сечения вытяжных труб:

S_{1 общ.в.т.} = L / v * t = 10521 м³/ч / 1,05 * 3600 с = 2,7 м²

При t = 14 ^оС и высоте вытяжных шахт 4 м v = 1,05 м/с

5 Определяем количество вытяжных труб, при сечении одной трубы 0,81 м²:

N₁ = S₁ / S_{одной вытяжной трубы} = 2, 7 м² / 0, 81 м² = 3 трубы

6 Определяем общую площадь сечения приточных каналов(70 % от общей площади сечения вытяжных труб):

2,7 м² – 100%

S₂ – 70%

S₂ = (70% * 2, 7) / 100% = 1,8 м²

7 Определяем общее количество приточных каналов, при сечении одного канала 0,16 м²:

N₂ = S₂ / S_{одного приточного канала} =1,8 м² / 0, 16 м² = 11 каналов

В птичнике допустимая по норме влажность. Если влажность превысит норму, то следует провести следующие мероприятия.

· утеплить все щели в птичнике;

· меньше разливать воду;

· организовать подогрев приточного вентиляционного воздуха;

· применить источники тепла – теплогенераторы, инфрокрасные облучатели, газовые горелки и другие источники.

V. Расчет теплового баланса птичника(поступление и расход тепла в помещении).

Создание нормального температурно-влажностного режима в помеще­ниях для животных в различные периоды года решается главным образом путем расчета теплового баланса помещений. Данными теплового баланса корректируются также расчеты воздухообмена, особенно в не отапливаемых помещениях. Недостаток тепла для обогрева поступающего наружного воз­духа, внутреннего оборудования и конструкций зданий может привести к снижению температуры воздуха помещения, к конденсации влаги на внут­ренней поверхности ограждений, а, следовательно, к образованию сырости. Правильно рассчитанный тепловой баланс помещения позволяет заранее предвидеть и своевременно принять меры к утеплению помещения, регули­рованию вентиляции и устранению сырости. Расчеты теплового баланса помогают выявить качество отдельных час­тей ограждающих конструкций. На данных теплового баланса основывается выбор того или иного устройства всех ограждающих конструкций при проек­тировании и строительстве, а также выбор обогревательных установок и рас­чет их количества. Охлаждение воздуха в помещениях для сельскохозяйственных животных зависит от общей площади поверхности здания, толщины стен и покры­тий, от качества строительных материалов ограждающих конструкций, от разности температуры воздуха, от расположения здания по отношению к сторонам света, от количества холодного воздуха, подаваемого в помещение. Для расчета теплового баланса помещения необходимо знать величину поступления тепла в помещение и величину расхода тепла. Поступление теп­ла в помещение определяется количеством тепла, поступающего в помещение от животных, от обогревательных приборов, от электрооборудования и приборов освещения, а в летний период – от солнечной радиации. Расход те­пла определяется количеством тепла, расходуемого на нагревание вентиля­ционного воздуха, обогрев конструкций здания, тепла, необходимого на ис­парение влаги с пола, кормушек, оборудования и конструкций зданий. Под тепловым балансом помещения понимаю количество тепла, которое поступает (без учета отопления) и теряется из него в единицу времени.

Тепловой баланс рассчитывается по формуле:

Q_ж = ∆t * (L * 0, 24 + ∑K * F) + W_зд

где Q_ж - поступление тепла от животных, ккал/ч;

∆t - разность между температурой воздуха внутри помещения и температурой наружного воздуха, °С;

L - количество воздуха, удаляемого из помещения или поступающего в него в течение 1 ч, кг;

0,24 - количество тепла, необходимое для нагрева 1 кг воздуха на 1°С, ккал/кг;

К - коэффициент общей теплопотери через ограждающие конструкции, кг/м² х град.;

F - площадь ограждающих конструкций, м²;

∑ - показатель суммирования произведений К х F;

W_зд.,- расход тепла на испарение влаги с поверхности пола и других ог­раждающих конструкций здания, ккал/ч. С ограждающих конструкций испа­ряется 10% влаги от количества влаги, выделяемой всеми животными.

Температура воздуха в помещении +35 ⁰С, наружная -5 ⁰С.

Длина помещения по наружному периметру длина 90 м, ширина 18 м, высота 4 м.

Внутренняя кубатура помещения 6480 м³.

Площадь коровника: (потолка и пола) 1620 м², площадь ворот 1 * (3 х 4) = 12 м².

В коровнике содержится 30000 цыплят средней живой массой по 0,25 кг.