elementy konstrukcyjne systemu wentylacyjnego dla porodówki

Jako podstawowy element łączący operacje na początku i na końcu procesu hodowli świń, system wentylacji porodówki musi być zaprojektowany tak, aby spełniał wymagania środowiskowe loch, a jednocześnie uwzględniał potrzeby prosiąt.

W praktyce system wentylacji porodówki stanowi środowisko wzajemnie ograniczające: lochy są wrażliwe na ciepło, a prosięta na zimno. Koordynacja tego środowiska produkcyjnego ma kluczowe znaczenie dla laktacji loch, rui poporodowej, późniejszego wzrostu i kondycji prosiąt, przeżywalności prosiąt po odsadzeniu, a nawet ogólnej rocznej wydajności stada. W oparciu o wzajemne ograniczenia między lochami i prosiętami, poniżej przedstawiono i przeanalizowano elementy konstrukcyjne systemów wentylacji porodówki.

Tryby wentylacji:

1. Wentylacja porodówki może być zorganizowana jako nadciśnienie, podciśnienie, równe ciśnienie (lub niewielkie nadciśnienie) lub wentylacja naturalna. Tryby nadciśnienia i równego (lub niewielkiego nadciśnienia) ciśnienia są odpowiednie dla systemów filtrowanych; istnieją również tryby podciśnienia stosowane z filtracją. Wentylacja naturalna ma zastosowanie w tradycyjnych niezależnych budynkach i obecnie jest mniej powszechna w nowoczesnych gospodarstwach. Niniejszy artykuł przedstawia głównie powszechnie stosowany system wentylacji porodówki bez filtracji, oparty na podciśnieniu.
2. W przypadku podciśnienia bez filtrowania metody poboru powietrza różnią się: pobór z dachu, pobór z dachu chłodzonego wkładem wyparnym oraz tryb kombinowany poboru z dachu i podłużnego (tunelowego) poboru z wkładem. W północnych, zimnych regionach naszego kraju, gdzie letnie temperatury zewnętrzne nie przekraczają lub tylko nieznacznie przekraczają 30°C, można stosować tryby wlotu dachowego lub wlotu dachowego chłodzonego wkładem. W innych regionach o gorącym lecie zaleca się stosowanie kombinacji wlotu dachowego i podłużnego (lub wlotu dachowego chłodzonego wkładem). Tryb ten wymaga zastosowania materiałów termoizolacyjnych zarówno dla dachu, jak i sufitu podwieszanego i musi zapewniać wystarczającą objętość wentylacji zgodnie z lokalnymi warunkami.

Konstrukcja budynku i układ boksów:

1. Projekt wentylacji porodówek nie może być oddzielony od konstrukcji budynku i układu boksów. Należy wziąć pod uwagę skalę gospodarstwa, ukształtowanie terenu, koszty inwestycji, rytm produkcji, rotację świń i inne czynniki. Nowoczesne gospodarstwa rolne często stosują połączone projekty budynków z przepływem pracy typu „duży budynek, małe jednostki, wszystko na zewnątrz”. Rozpiętość budynków inwentarskich wynosi zazwyczaj do 30 m. W przypadku większych gospodarstw hodujących lochy, aby zaoszczędzić miejsce, dwa budynki o rozpiętości ponad 20 m można połączyć w jeden budynek porodowy o rozpiętości 50 m, z jednostkami porodowymi rozmieszczonymi symetrycznie wzdłuż centralnego korytarza.
2. W przypadku układu boksów, gdy w gorące lato stosuje się wentylację podłużną (tunelową) z wyparowaniem, zaleca się, aby każdy rząd nie przekraczał 12 lub 13 boksów, ponieważ różnice temperatur między końcami wylotu i wlotu wpływają na laktację loch na końcu rzędu i następną ruję. Różnica ta wynika z faktu, że objętość wylotu i prędkość wiatru w porodówce nie powinny być zbyt duże, aby uniknąć stresu termicznego u prosiąt ssących, a jednocześnie zapewnić odpowiednie warunki dla loch w okresie laktacji. Dlatego też rozpiętość wentylacji tunelowej jest stosunkowo niewielka. Gdy każdy rząd przekracza 14 boksów, zaleca się stosowanie trybu wentylacji dachowej z chłodzeniem wyparnym, ponieważ w tym trybie otwory wlotowe są równomiernie rozmieszczone na podwieszanym suficie między jednostkami porodowymi, co zapewnia brak martwych stref i poprawia kontakt świeżego powietrza ze stadem.
3. Niezależnie od konstrukcji budynku lub układu boksów, budynek musi być dobrze uszczelniony, a w miarę możliwości należy stosować izolacyjne materiały budowlane o dobrych właściwościach termicznych.

Temperatura klimatu i jakość powietrza:

1. Po wybraniu trybu wentylacji, konstrukcji budynku i układu boksów zgodnie z procesami produkcyjnymi i warunkami inwestycyjnymi, projekt wentylacji musi być dostosowany do lokalnego klimatu i wymagań środowiskowych panujących w oborze porodowej. Szerokość geograficzna, wysokość nad poziomem morza, opady i inne czynniki determinują lokalne warunki klimatyczne, które z kolei wpływają na warunki panujące wewnątrz obory. Chociaż wentylacja mechaniczna i interwencja człowieka mogą kontrolować środowisko wewnętrzne, to jednak wiele czynników ogranicza możliwość osiągnięcia zamierzonych celów wentylacji lub zaspokojenia potrzeb środowiskowych stada.
2. Projektując wentylację porodówki, należy stosować odpowiednie parametry temperatury, wilgotności i jakości powietrza. Typowe temperatury docelowe to: lochy karmiące 16°C do 18°C, nowo narodzone prosięta 35°C do 37°C i prosięta karmione mlekiem matki 30°C do 34°C. Wilgotność względna wynosi zazwyczaj od 60% do 80% i ma zastosowanie w większości chlewni. W gorące lata wysoka wilgotność zmniejsza skuteczność chłodzenia przez wyparowanie i pogarsza stres cieplny; w mroźne zimy wysoka wilgotność zwiększa utratę ciepła przez zwierzęta, wpływając na termoregulację i pogarszając stres wywołany zimnem. Wysoka wilgotność powoduje również wzrost stężenia szkodliwych substancji w powietrzu, sprzyja rozwojowi mikroorganizmów i przyspiesza psucie się paszy, co negatywnie wpływa na zdrowie stada. Niska wilgotność jest mniej szkodliwa niż wysoka wilgotność, ale gdy wilgotność względna spadnie poniżej 40%, może to spowodować pękanie skóry i wzrost ilości cząstek unoszących się w powietrzu, co prowadzi do problemów skórnych lub oddechowych. Gdy temperatura jest odpowiednia, ekstremalne wartości wilgotności są mniej krytyczne; podwyższenie temperatury lub zwiększenie wentylacji może złagodzić wysoką wilgotność. Nadmierna kontrola wilgotności może zakłócać kontrolę temperatury i dopływ świeżego powietrza oraz obniżyć ogólną jakość powietrza, dlatego jako punkt odniesienia należy stosować wartości wilgotności względnej.
3. Ponadto szkodliwe gazy, lotne związki obornika i moczu, pasza i pył organiczny oraz aktywność zwierząt powodują powstawanie zapachów, mikroorganizmów i cząstek stałych, które wpływają na zdrowie stada i warunki w oborze. Ogólnie wymagane limity to CO2 do 3000 mg/m3, NH3 15 mg/m3 i H2S 5 mg/m3. Limity te są nieco bardziej rygorystyczne niż w przypadku innych chlewni, ponieważ prosięta są bardziej wrażliwe. W gorące letnie dni w pomieszczeniu porodowym powinno się osiągać co najmniej 80 wymian powietrza na godzinę; w mroźne zimowe dni wentylacja na lochę z prosiętami powinna wynosić co najmniej 45 m3/h, aby zapewnić odpowiednią ilość świeżego powietrza i jego dobrą jakość.

Wyposażenie pomocnicze:

1. Wentylacja wyciągowa:
   Aby zapewnić, że objętość wywiewanego powietrza z pomieszczenia przekracza ilość świeżego powietrza doprowadzanego, wytworzyć podciśnienie wewnątrz pomieszczenia i zapewnić dużą wentylację przy umiarkowanym podciśnieniu dla uzyskania dobrej wydajności, zaleca się stosowanie wentylatorów osiowych. Obudowy wentylatorów dostępne na rynku są głównie wykonane ze stali ocynkowanej lub włókna szklanego; obudowy z włókna szklanego są bardziej odporne na korozję i trwalsze, ale też droższe. Typowe modele to wentylatory z napędem bezpośrednim o średnicy 18″, 24″ i 36″; w porodówkach rzadko stosuje się wentylatory z napędem pasowym o średnicy od 50″ do 54″, ponieważ wentylatory o średnicy powyżej 50″ mają dużą wydajność wywiewu, a nagły przepływ powietrza podczas uruchamiania może powodować stres termiczny u prosiąt. Porodówki są zazwyczaj niewielkie, dlatego preferowane są wentylatory średnie i małe. Przy obliczaniu objętości wywiewanego powietrza należy stosować krzywe wentylatorów przy ciśnieniu statycznym 12,5 Pa lub 25 Pa; wyższe ciśnienie statyczne powoduje mniejszy przepływ powietrza i większe zużycie energii. Biorąc pod uwagę szczelność obory, dokładność danych producenta wentylatorów i strukturę wnętrza, bezpieczniejsze i dokładniejsze jest stosowanie przepływu powietrza odpowiadającego ciśnieniu statycznemu 25 Pa.
   Ponadto podczas zimowej eksploatacji przy niskiej wentylacji skutecznym sposobem na ograniczenie szkodliwych oparów z gnojowiska, które mają negatywny wpływ na prosięta, jest stosowanie wentylacji rynnowej (z gnojowiska). Latem, przy zwiększonej wentylacji i częstotliwości wymiany powietrza, względny wpływ wentylacji rynnowej jest mniejszy.
2. Wlot:
   Po usunięciu zużytego powietrza świeże powietrze musi być dostarczane za pomocą dwóch trybów wlotu: przez sufit podwieszany lub przez ściany końcowe. W trybie wlotu sufitowego małe okna wlotowe w suficie są otwierane w dół. Przy niskich prędkościach wentylacji żaluzja otwiera się nieznacznie, a przepływ powietrza przylega do sufitu i powoli miesza się z powietrzem w pomieszczeniu, zanim opadnie do kojców. Przy wyższych prędkościach wentylacji kąt żaluzji zwiększa się, a strumień powietrza wpada do pomieszczenia ukośnie. Aby uniknąć bezpośrednich pionowych przeciągów, które mogą zaszkodzić prosiętom lub wzniecić szkodliwe gazy z gnojowic, należy ograniczyć i kontrolować kąt żaluzji. Wloty sufitowe powinny być równomiernie rozmieszczone, aby zwiększyć zasięg świeżego powietrza i uniknąć martwych stref, a także nie powinny kolidować z karmnikami, kablami zasilającymi lub oświetleniem.
   Tryb wlotu ściennego stosuje się do letniej wentylacji tunelowej. Prędkość wiatru w sekcji porodówki zazwyczaj nie przekracza 1 m/s; powierzchnię wlotu tunelowego oblicza się przy użyciu prędkości wiatru w wlocie od 3 m/s do 4 m/s. Otwory wlotowe można regulować za pomocą napędzanych paneli PCV lub automatycznie w oparciu o objętość wydmuchu wentylatora.
3. Chłodzenie:
   Chłodzenie za pomocą wyparowania oparte na zasadzie parowania jest sprawdzoną i niezawodną metodą chłodzenia. Woda zwilża materiał wypełniający z góry; gorące powietrze zasysane przez materiał pod ciśnieniem ujemnym styka się z wilgotnym materiałem i jest chłodzone przez parowanie, jednocześnie zwiększając wilgotność w pomieszczeniu. Prędkość wiatru w wentylacji tunelowej dodaje efekt chłodzenia wiatrem, aby osiągnąć pożądane temperatury. Jednak skuteczność chłodzenia materiałem zmniejsza się wraz ze wzrostem wilgotności względnej otoczenia.
   Zazwyczaj stosuje się wkład o grubości 15 cm i kącie falistości (np. 45/15 stopni), aby zapewnić płynny dopływ powietrza i wydłużyć czas kontaktu powietrza z wkładem. Powierzchnię wkładki oblicza się przy użyciu prędkości przepływu przez wkładkę wynoszącej od 1,7 m/s do 1,9 m/s; wyższe prędkości przepływu zwiększają straty ciśnienia i zmniejszają przepływ powietrza przez wentylator. Ponieważ w budynkach porodowych unika się nadmiernych prędkości powietrza i często mają one ograniczoną liczbę wentylatorów, praktycznym rozwiązaniem jest zwiększenie powierzchni wkładki i wybranie niższej prędkości przepływu przez wkładkę.
4. Ogrzewanie:
   Oprócz lokalnego ogrzewania miejsc odpoczynku prosiąt za pomocą lamp grzewczych, w zimnych porach roku w pomieszczeniach porodowych potrzebne są dodatkowe źródła ciepła, aby zrównoważyć straty ciepła spowodowane wentylacją i osiągnąć docelową temperaturę. Opcje ogrzewania to zazwyczaj systemy wodne i grzejniki gazowe. Ogrzewanie wodne ma niższe koszty eksploatacji, ale wolniej reaguje; ogrzewanie gazowe jest droższe, ale może natychmiast podnieść temperaturę w oborze. W większych gospodarstwach hodujących lochy grzejniki gazowe mogą skrócić czas suszenia po dezynfekcji i poprawić rotację pomieszczeń porodowych.
5. Automatyka:
   Celem wentylacji jest utrzymanie odpowiedniej temperatury dla loch i prosiąt, dlatego obsługa urządzeń nawiewnych, wywiewnych, chłodniczych i grzewczych wymaga precyzyjnego sterowania automatycznego, a nie ręcznej interwencji. Należy wybierać precyzyjne regulatory środowiskowe, aby uniknąć dużych wahań wentylacji, które powodują fluktuacje temperatury szkodliwe dla prosiąt, oraz aby osiągnąć dobrą efektywność energetyczną. W systemach sterowania podciśnieniem niezbędne są funkcje alarmowe, zwłaszcza alarmy sygnalizujące nieprawidłowości temperatury w porodówkach.