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封闭鸡舍的室内环境现场实测与分析德和威工程咨询（上海）有限公司韩星上海建科建筑节能技术有限公司马克华，郭玉锦，董怡平摘要：家禽集中养殖过程中，养殖密度大，禽舍环境封闭，空气环境参数对禽类产能影响很大。本文以鸡舍为例，介绍了鸡舍内空气环境的各参数对鸡只的影响及相关标准，阐述了鸡舍环境控制系统的发展过程以及目前鸡舍环境控制的常用系统形式。针对江苏南通地区的某鸡舍，于2009年8、9月对鸡舍环境进行现场实测，根据测试结果，分析鸡舍内部的温度、湿度以及CO2的分布规律，并通过计算得到了不同风机开启台数下的风量，鸡舍内鸡群的散热量、散湿量，CO2发生量，及冬季鸡舍负荷情况。分析了现阶段鸡舍内环境存在的问题，并指出了鸡舍环境改造的方向。关键词：鸡舍环境控制现场实测通风节能FieldtestandanalysisofclosedchickenhouseindoorenvironmentHanXing1,MaKehua2,GuoYujin2,DongYiping2(1DHVEngineeringConsultancy(Shanghai)Co.,Shanghai,200233)(2ShanghaiResearchInstituteofBuildingSciences,Shanghai,200032)Abstract:Theindoorenvironmentinfluencesthepoultryproductivitygreatlyduetopresentreference.Inthispaper,differentindoorenvironmentparametersandrelatedstandardsareintroducedtheirimpactonchicken,andtheindoorenvironmentcontrolsystemarestudied.InAugandSepin2009,fieldtestwerecarriedoutinachickenhouseinNantong.Accordingtothetestresults,theventilationairflowrate,CO2generation,andheatingloadinwinterareanalyzed.Atlast,theproblemsinpresentchickenhousesarepointedout,andpossiblesolutionsarepresentedforthefurtherstudy.KeyWords:Chickenhouses,Environmentcontrol,Fieldtest,Ventilation,Energyconservation1概述我国的养禽业己经过了近20多年的迅速发展，家禽的饲养持续保持了快速增长的势头，80年代后期，我国家禽业生产更是迎来了一个高速增长时期，中国禽蛋生产连续十几年保持世界第一，全国家禽存栏量53亿只。据统计，2002年我国禽蛋生产量达到2535万吨，目前居世界第一位，占世界总量的40%以上，人均禽蛋占有量巧15.4kg，禽肉产量1350万吨，居世界第二位，人均禽肉占有量9公斤，接近世界平均水平（农业部畜牧兽医局畜牧处，2004）。目前，大多数规模养鸡场，由过去采用开放式、半开放式鸡舍饲养方式转入封闭式人工环境控制鸡舍饲养，其目的是可以为鸡只提供更舒适的生活环境，使之更符合鸡的生理要求，充分发挥其遗传潜力（杨恒广，2002）。封闭鸡舍通过鸡舍建筑将鸡只与外部环境完全隔离，通过环境控制系统调节鸡舍内的空气参数，从而使鸡只保持较高的产能。随着肉鸡生产规模化程度的不断提高，环境对生产的制约作用越来越大（崔治中，2003），环境好坏已成为鸡只生产的关键性制约因素。甚至有人认为，环境改善与控制的重要性已大大超过了传统的品种改良和饲养管理，特别是鸡群生产力表型性状有50%-95%取决于环境条件（杨宁，1994）。因此，研究封闭鸡舍的舍内环境控制问题，对降低鸡只死亡率、提高生产能力，促进我国养禽业发展，有着重要的意义。2鸡舍环境控制系统鸡舍内需要控制的环境参数主要包括污染物浓度、温度和湿度等。鸡舍内的污染物主要由鸡只本身、粪便以及垫料产生，会对鸡只的健康产生影响，从而影响鸡只的死亡率和产能。一般通过通风的方式控制室内的污染物浓度，以保证鸡只的安全。同时由于通风量较大，鸡舍内的温湿度受到室外气象条件的影响，所以需要使用暖风机和冷却器来控制室内温湿度。2.1鸡舍环境对鸡只的影响2.1.1污染物浓度对鸡只的影响鸡舍内对鸡只影响较大的污染物主要有二氧化碳、氨气和硫化氢。二氧化碳主要是由于鸡的呼吸产生的。二氧化碳本身并无毒性，大气中二氧化碳的浓度对畜禽都没有影响，但在鸡舍中，鸡的呼吸排出量大于其他家畜，如果鸡舍通风不良，二氧化碳浓度过高，持续时间过长会造成缺氧，引起慢性中毒，表现为精神萎靡、食欲减退、增重缓慢、体质下降、生产力降低、对疾病的抵抗力减弱等（李庆康，2000；汪植三，1995；侯加林，1998；杜芳义，2001）。因此，禽舍中二氧化碳浓度的高低将影响家禽的生长，其浓度以1500ppm为限（Bakker，1996；赵洁，1987；史清河，2000）。鸡舍内的氨气主要由禽类粪便发酵分解而成。氨气主要由尿液中的尿素和粪便或者土壤中的尿素酶结合、水解而形成。当氨气浓度达到20ppm，持续6周以上时，鸡肺部产生明显病变；达到50ppm时可引起流泪和鼻涕；60-80ppm时，可引起粘膜充血、水肿，发生结膜、角膜和气管炎，产蛋量明显减少；肉鸡在25ppm环境中，增重和饲料利用率显著降低。氨气还容易引起鸡中毒，使其食欲减退或废绝，严重时造成死亡（布仁，2001；邓建国，2001；东北农学院，2000）。鸡舍空气中硫化氢含量高于6.6ppm时，家禽容易畏光流泪，咽部灼伤，易发生鼻炎、气管炎，甚至引起肺水肿。另外，硫化氢易溶于水，与禽呼吸道粘膜接触后和其中的钠离子结合为硫化钠，其强烈的刺激作用可引起眼炎和呼吸道炎症。硫化钠进入血液后，又被水解放出硫化氢，对细胞呼吸具有窒息作用，从而引起机体组织缺氧，导致呼吸麻痹，窒息死亡。2.1.2温、湿度对鸡只的影响通常蛋鸡的适温区在21～26℃，当环境温度超过32℃时,家禽很容易出现热应激反应,美国曾因高温而导致560万只肉鸡和100多万只蛋鸡与商品鸡死亡,由此可见温度是导致家禽出现热应激的首要环境因素。热应激使机体产生一系列的生理生化反应，降低鸡的采食量、日增重、产蛋率，降低饲料利用率，进而蛋形变小、破壳蛋和软壳蛋增多，严重时导致热衰竭，给蛋鸡养殖带来极大的危害。因此，对蛋鸡的热应激进行有效的调控，越来越受到学者和生产者重视和探索。热应激可显著降低家禽的生产性能，其中以采食量减少最为主要。据报道,在21-30℃，每升高1℃采食量下降1.5%，在32-38℃，每升高1℃采食量下降4.6%（陆应林等,1999）。许多试验均表明高温显著降低鸡各阶段的采食量（呙于明等,1998；姜礼胜等,1999）。影响家禽热应激的另一环境因素是空气湿度。湿度在家禽生产中经常被忽视，鸡群最适湿度为50%-70%。低湿的环境易使禽只体内水分大量散失，饮水量增加，采食量减少；高湿使鸡只体内热量容易散失(低温)或散不出去(高温)，前者使机体抵抗力下降，后者往往造成热应激或中暑，严重者造成死亡或疾病的发生。2.1.3目前鸡舍环境标准目前关于鸡舍环境的主要标准包括ASAE（AmericanSocietyofAgriculturalengineers，美国农业工程师协会）的EP270.5，我国的畜牧业行标《NY/T388-1999畜禽场环境质量标准》，河北省地方标准《DB13/T548-2004蛋鸡舍环境卫生规范》等。2.1.4鸡舍环境的研究现状张妮娅等人（张妮娅，2008）通过调查得到了不同鸡舍类型下的夏季蛋鸡采食量和产蛋率情况。卢真真等人（卢真真，2008）通过实测和计算研究保证鸡舍降温效果时鸡舍必需的通风量。Dağtekin等人（Dağtekin，2009）研究了在地中海气候下采用湿帘蒸发冷却对肉鸡舍降温的效果，对实际系统进行了实测，得到了每次测试的湿帘效率和温度降低值。Blanes-Vidal等人（Blanes-Vidal，2008）采用CFD和实测的方法研究了某禽舍内的气流组织，并且通过对比CFD和实测结果，指出了较佳的CFD边界条件。OliveraEcim-Djuric等人（OliveraEcim-Djuric,inpress）采用CFD方法研究了采用自然通风和机械通风方式的牲畜舍内的气流组织。Seo等人（Seo，2009）通过CFD方法研究了采用自然通风的肉鸡舍内冬季的气流组织，同时计算了冬季的热负荷。除了气流组织外，还有学者考虑到鸡舍空气中的颗粒物，MingChai等人（MingChai,2009）研究了利用静电除尘装置洁净鸡舍空气时的除尘效率和较优的工作电压。以上文献主要集中在鸡舍内部的气流组织或者是湿帘降温等局部环节的理论研究上，对于鸡舍的机械通风系统缺乏较为系统的论述和现场实测资料。本文希望能够就鸡舍的机械通风系统进行实测，从而为鸡舍内环境研究和节能评估提供基础。2.2鸡舍环境控制系统形式2.2.1鸡舍通风系统鸡舍进行通风的目的包括两个：一是控制鸡舍内部的污染物浓度，二是控制鸡舍内部的温湿度，使鸡舍内的环境条件满足较优的鸡只生长产蛋条件。当增大鸡舍通风量时，鸡舍内污染物浓度下降，同时空气将室内鸡只产生的余热、余湿带走。在过渡季节，由于室外空气温湿度较为适宜，控制室内污染物浓度对通风量的需求和控制室内温湿度对通风量的需求是统一的，即增大通风量对控制两种参数都有好处。在冬季，由于室外空气温度较低，在风量较大时，用于加热通风气流的能量需求大，因此，为了减小冬季能耗，只能在满足污染物浓度要求的基础上，尽可能的减小风量。在夏季，室外空气温湿度较高，同时由于送风量大，不能经过空调处理，所以其送风温湿度也较高，所以，目前夏季一般通过增大通风量的方法，尽可能减小室内的温度升高，此时，在较大的通风量下，虽然室内温度依然不低，但是只比送风温度高1~2℃。2.2.2湿帘降温系统湿帘——风机降温是近年来应用较多，效果比较理想的一种降温方法。自50年代美国学者开始研究开发以来，湿帘装置逐步实用和成熟并得到推广，尤其是波纹材料的湿帘出现后，这一系统便逐步推广到日本、欧美及中东等许多国家。后来将之使用于畜禽舍的夏季降温，取得了较好的效果，多用于鸡舍的降温。我国自80年代初通过对国外引进的湿帘风机降温系统的消化吸收和改进设计，被列入国家级新产品向全国推广应用，在北方干燥地区使用得到了较好的降温效果。湿帘降温系统与近年来推广应用的纵向通风技术相结合，已成为目前农业建筑夏季通风降温的普遍模式，这一系统在国外及我国北方地区已得到广泛应用，其技术成熟可靠。湿帘——风机降温系统是应用蒸发降温的原理，利用湿帘蒸发水气吸收通风空气中的显热量，达到降温的目的。湿帘风机降温系统主要由湿帘风机，水循环系统和自动控制装置组成，其核心部分是湿帘。湿帘装在封闭鸡舍的一端山墙或侧墙上，风机装在另一端山墙或侧墙中，风机抽风时，舍内产生负压的使舍外末饱和的空气穿过湿润的湿帘表面进入舍内，并导致水分蒸发，从而使舍内空气温度下降。这是一种物理现象，水转化成水蒸汽需要吸收周围的热从而使周围环境温度下降。水分蒸发的多少与空气的饱和水气压差成正比关系，空气越干燥，温度越高，经过湿帘的空气降温幅度越大，效果越显著。2.2.3通风与降温控制系统目前，一般通过监测鸡舍内的温度来控制风机开启的数量。当鸡舍内的温度超过一定温度时（如28℃），则打开湿帘降温系统。图1通风与降温控制系统示意图2.2.4通风模式封闭鸡舍的通风系统根据季节的变化有三种不同的运行模式。夏季采用纵向通风，如图1所示。采用这种通风模式的原因是，夏季室外温度较高，需要经过湿帘降温后送入室内，所以室外空气会通过鸡舍一端的湿帘统一处理后送入室内，沿鸡舍纵向流动，从另一侧排出。这种通风方式的优点是集中