Микроклимат животноводческих помещений для крупного рогатого скота

2. Требования  к ограждающим  конструкциям

    При строительстве помещений для содержания животных необходимо предусмотреть в них надлежащий микроклимат. Здания строят из элементов, несущих основную нагрузку и ограждающих, обеспечивающих в помещении необходимый микроклимат. К конструктивным элементам здания относят фундамент, стены, пол, покрытия и перекрытия, крышу, ворота, двери, тамбуры, окна.

    Так, стены здания могут быть из самонесущих двухслойных панелей, выполненных из керамзитобетона с защитным слоем или же из навесных стеновых панелей облегченной конструкции, состоящих из деревянного каркаса с обшивкой асбоцементными листами и утеплителем из минераловатных полужестких плит.

Фундамент служит опорой для несущих конструкций. Он предохраняет стены от почвенной влаги, промерзания и должен быть прочным. Возводят его из кирпича или бетона. Чаще применяют свайные фундаменты, так как они имеют целый ряд преимуществ, а именно: обеспечивают малые осадки зданий в эксплуатационный период, снижают стоимость работ нулевого цикла на 25—50%, позволяют механизировать процессы их строительства, что обеспечивает в 2—10 раз снижение трудоемкости, особенно при высоком уровне грунтовых вод, плывунах, вечной мерзлоте, а также в зимнее время. В последние годы все чаще применяют буронабивные фундаменты.

    Место перехода фундамента в стенку (цоколь) является основой стен. Он защищает их от атмосферной и почвенной влаги, для чего между ним и основанием стены закладывают слой водоизоляционного материала (толь, битум, цементная прослойка и т. п.). Наименьшая высота цоколя — 20— 30 см, а при стенах из землистых материалов — 50—70 см. Глубина залегания фундамента зависит от свойств грунта, но не должна быть менее 50—70 см. При проектировании и устройстве фундаментов следует соблюдать требования СНиП. К фундаменту предъявляют следующие гигиенические требования: его закладывают ниже линии промерзания и на глубину, предупреждающую проникновение грызунов-переносчиков инфекционных заболеваний.

    Стены — ограждающие и несущие элементы здания. Возводят их из кирпича, шлакобетона, легкого бетона, цементно-известковых блоков и панелей, керамзитобетона, реже — дерева. Железобетонные, керамзитобетонные и другие подобные материалы используют для возведения стен только тех животноводческих помещений, в которых предусмотрено искусственное отопление или подогревание воздуха (приточного) в холодный период года. Если этих условий не соблюдают, то в зимний период стены промерзают, на них и на совмещенном покрытии конденсируется влага. В таких помещениях создается неудовлетворительный микроклимат и, как следствие, животные расходуют много кормов для поддержания уровня теплообмена в организме, у них часто возникают респираторные болезни.

Установлено, что монолитные бетонные конструкции малопригодны для животноводческих построек, если они не снабжены утеплителем. В этом случае даже обогрев приточного воздуха не меняет положения, так как в зимний период года перепад температуры сохраняется и обогрев только воздуха приводит к усилению конденсации влаги на внутренних поверхностях ограждающих конструкций.

    Для возведения стен часто используют облегченные конструкции: асбестоцементные, керамзитобетонные, алюминиевые панели с минераловатным или полистирольиым утеплителем. Стена из асбошиферных плит с пенополистирольным утеплителем толщиной 8 см по теплотехническим свойствам эквивалентна кирпичной стене толщиной 51 см, а масса ее в 15 раз меньше.

Применение асбестоцементных панелей, утепленных пенопластом, способствует не только улучшению теплозащитных качеств стен, но и значительно повышает их экономичность— уменьшается масса на 96 и стоимость на 56%, повышается эффективность по приведенным затратам на 58 %.

    За рубежом в качестве ограждающих конструкций широко применяют стальные, алюминиевые и древесные материалы. Так, в Нидерландах большинство зданий коровников (разработано восемь типов) строят с применением дерева для каркаса и ограждающих конструкций. В основном наблюдается тенденция к увеличению теплозащитных свойств ограждающих конструкций с уменьшением их толщины. При сооружении ограждающих конструкций все шире используют полимерные материалы. Они дешевы, удобны, по многим показателям отвечают гигиеническим требованиям. Однако использовать их необходимо только после тщательной токсикологической, химической и ветеринарно-гигиенической оценки, согласовав их применение в животноводстве с Министерством здравоохранения

    Пол – ограждающая конструкция животноводческого здания – оказывает существенное влияние на условия содержания животных. Очень часто в одном и том же животноводческом помещении целесообразно применять несколько видов полов. Например, в стойлах и станках требуется теплый и относительно мягкий пол с поверхностью, легко очищаемой от навозной жижи, а в проходах, где происходит интенсивное движение животных и транспорта, нужен более прочный пол, способный выдержать ударные нагрузки.

    Зоогигиенические требования к полам обусловлены особенностями эксплуатации животноводческих зданий. Полы должны быть низкотеплопроводными, водонепроницаемыми, беспустотными, чтобы не развивались болезнетворные микробы. Материалы для устройства полов должны быть безвредными для животных. К качественным показателям относят: ровность, шероховатость поверхности и его образивность (истирающее воздействие пола на копыта животных).

    Потолки в значительной мере способствуют поддержанию нормального температурно-влажностного режима в помещении. Они должны быть малотеплопроводными, сухими, водонепроницаемыми, гладкими легкими, прочными и маловозгораемыми. Потолки из бетонных и железо-бетонных плит не в полной мере удовлетворяют требованиям гигиены так как при нарушении температурно-влажностного режима в помещении покрываются конденсатом. Поэтому такие потолки необходимо тщательно утеплить со стороны чердака различными теплоизолирующими материалами.

Можно делать потолки из досок или горбылей. В этом случае для достаточной тепло- и влагоизоляции их покрывают слоем толя, рубероида, на который укладывают маты из минерального волокна толщиной 5—6 см, прижимая их рейками к балкам. Если чердак предназначен для хранения подстилки или грубых кормов, то на деревянные лаги, уложенные на маты, настилают пол из досок.

Хотя при современном строительстве такие потолки не предусмотрены в проектном плане, в зонах с суровыми зимами их устройство необходимо шире практиковать. Потолки следует проектировать и устраивать в зданиях для выращивания молодняка, родильных отделениях, профилакториях, телятниках. Совмещенные покрытия все чаще применяют при индустриальном строительстве. Их проектируют и строят только в регионах с теплым, умеренным или умеренно холодным климатом. Для их устройства применяют сборные железобетонные настилы (плиты ПКЖ.ПНСи др., асбестоцементные панели АС и УП, комплексные панели ПК.-ВГ и ПКЖ-У и т, д.). Совмещенную кровлю утепляют различными теплоизоляционными материалами: минеральная вата, керамзит, фибролит, пенопласт, камышит, соломит и др. и покрывают для паро- и гидроизоляции рубероидом, толем, битумом и другими материалами.

При совмещенном покрытии тщательно соединяют кровлю со стенами, а для предохранения стен от атмосферных осадков кровлю выносят за пределы наружной поверхности стен не менее чем на 200 мм, а если стены возведены из влагоемких материалов — не менее чем на 450 мм. В совмещенных покрытиях устраивают каналы для вентиляции теплоизолирующего слоя (удаление влаги, поступающей в покрытие, и поддержание утеплителя в сухом состоянии).

     Фонари для освещения площадей, удаленных от наружных стен, устраивают в покрытиях широкогабаритных зданий (рис.5). 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 5. Коньковые светоаэроционные фонари. 

    Ворота, двери и тамбуры являются наружными ограждениями здания, через которые происходит теплообмен с окружающей средой. Размеры ворот делают с учетом габаритов применяемых машин и механизмов. Величина теплопотерь через ворота зависит от их количества, конструкции, остекления и устройства тамбуров.

Ворота делают достаточно плотными, непромерзаемыми в холодное время года и конденсирующими влагу на внутренней поверхности. Для этого их устраивают с двойной обшивкой, утепляют теплоизоляционным материалом. Они должны плотно закрываться и не иметь щелей, через которые в зимнее время может поступать в помещение холодный воздух. В воротах, как правило, оборудуют калитку для прохода обслуживающего персонала.

    В каждом отделении помещения предусматривают, как минимум, два выхода: один — основной, другой — запасной наружный или через смежное помещение, соединенное внутренними воротами или дверьми; в помещениях, разделенных на секции,— не менее одного выхода из каждой секции, оборудованного дверьми Ворота располагают в торцовых стенах против продольных проходов помещения. В продольных стенах ворота служат для сообщения с подсобными помещениями и как запасные или для выгона животных на выгульные площадки и кормовые дворы. Устраивают их против поперечных проходов в помещении.

    Минимальные размеры ворот для прохода крупного рогатого скота: ширина 2,1 м, высота — 1,8м; ширина двери для прохода крупного рогатого скота — не менее 1 м при высоте 1,8м. Ворота, как правило, проектируют и устраивают двупольные. Двери устраивают однопольные или двупольные с открыванием наружу или по ходу основного движения. Со стороны помещения порог делают на одном уровне с полом, снаружи его приподнимают на 5—8 см с целью предупреждения затекания дождевых и талых вод.

    В районах с расчетной температурой наружного воздуха ниже минус 20°С ворота обязательно оборудуют тамбурами. Они особенно необходимы при мобильной раздаче кормов, удалении навоза, выгоне животных на прогулку, когда часто приходится открывать ворота, в результате чего в холодное время года резко изменяется микроклимат в помещении (понижается температура воздуха, увеличивается его относительная влажность, на стенах и покрытиях помещения образуется конденсат). Тамбуры делают следующих размеров: ширина больше ширины ворот на 1 м, глубина больше ширины открытой створки ворот на 0,5 м.

В районах с расчетной температурой выше минус 20°С, а также в регионах с сильными ветрами тамбуры строят в зависимости от продолжительности и частоты открывания ворот (по заданию на проектирование).

    Оконные проемы. Естественный свет оказывает положительное влияние на здоровье и воспроизводительные функции животных, производительность труда обслуживающего персонала. Однако, как показала практика, целесообразнее больше пользоваться искусственным освещением. Трудности создания интенсивного естественного освещения связаны со строительством зданий с довольно большой площадью, занятой оконными проемами, часто с одинарным остеклением. Через такие проемы, даже при тщательной подготовке оконных блоков и промазке пазов, происходит значительная утечка тепла из помещений (примерно в 6 раз больше, чем через стены). По данным ВНИИВС, сплошное ленточное остекление по всему периметру зданий из стеклопрофилитных блоков нежелательно для широкогабаритных зданий. В зимний период температура внутренней поверхности стеклоблоков бывает на 3,5—7°С ниже температуры внутреннего воздуха и на 2,1—4,9°С ниже температуры внутренней поверхности стен. В результате водяные пары конденсируются в основном на стеклопрофилитных блоках и конденсат стекает по стенам — стены под оконным остеклением в зимний период почти постоянно бывают мокрыми. В переходный период температура поверхности стеклоблоков превышает температуру внутреннего воздуха на 2,7—5,1 °С, препятствуя проводимости излишнего тепла из помещения в атмосферу.

В связи с этим при проектировании и строительстве площадь оконных проемов необходимо сокращать до минимально допустимых нормативных данных.

Высоту от пола до нижнего края окна (подоконника) устанавливают следующую: в коровниках для привязного содержания и телятниках—1,2—1,3 м; в коровниках для беспривязного содержания— 1,8—2,4; в пункте искусственного осеменения—0,8. При таком расположении окон животные меньше охлаждаются, а средняя часть помещения лучше освещается. Часть окон делают открывающимися целиком или в виде верхних откидных фрамуг.

    Теплопотери через окна зависят от количества переплетов (рам) и площади остекления. Коэффициент теплопередачи одинарных окон с деревянной рамой равен 5 ккал/м² -ч- град (по технической системе), или 5,8 вт/м² • °К (в интернациональной системе СИ), двойных окон—2,3 ккал/м² • ч-град (2,67 вт/м² • °К). При сильном ветре потери тепла через окна увеличиваются на 200—300%. В связи с этим в небольших помещениях, родильных отделениях и профилакториях, телятниках и во всех помещениях в регионах страны с суровым климатом необходимо делать окна с двойным остеклением или с двойными рамами. По сравнению с одинарными рамами последние позволяют сократить потери тепла на 70% и улучшить освещение помещений за счет уменьшения образования льда на стеклах.

Помещения с регулируемым искусственным микроклиматом, часто строят без окон с целью предупреждения утечки тепла из помещения и конденсации водяных паров на внутренних поверхностях ограждающих конструкций. На практике подтверждена экономическая эффективность содержания животных в таких зданиях.

    Гигиеническое значение ограждающих конструкций. Они должны обладать хорошими теплозащитными свойствами, характеризующимися низким коэффициентом теплопередачи (теплоотдачи), высоким сопротивлением теплопередаче, достаточной теплоустойчивостью и средней воздухопроницаемостью. Образование конденсата на стенах и покрытиях не допускается.

На эффективность содержания молочных коров и выращивания телят оказывает влияние температура внутренней поверхности стен и воздуха пристенной зоны, особенно в холодный период года, когда температура ограждающих конструкций бывает значительно ниже температуры кожи. В этих случаях теплопотери животных излучением могут достигать 50% и более, что может служить причиной местного или общего переохлаждения организма. Это, в свою очередь, приводит к снижению приростов продуктивности и увеличению числа больных животных. Для животноводческих помещений наиболее эффективный перепад температур «воздух — ограждение» составляет 3—5°С.