Составление задания на проектирование помещения для содержания быков-производителей на 100 голов

  Ширина помещения складывается из: длины стоила (2м) расположенных в 4 ряда,  2 пристеночных и 1 межстойлового прохода (по 1м), 2 кормовых проходов (по 4,6м), ширины навозных лотков (их 4 по 0,2м). Ширина помещения составляет 21м ((2*4)+(1*3)+(4,6*2)+(0,2*4)).

  Стены выполнены из обыкновенного кирпича на легком растворе (в 2,5 кирпича) толщиной 0,525м, их высота 3м, перекрытие не совмещенное, высота здания в коньке – 5,5м. Таким образом площадь помещения составляет: 21м*40м=840м².

  Объем (V) помещения составляет: 21м*40м*3м+1/2*21*(5,5-3)*40=3570м

  В помещении имеется  4 двойных ворот ( соответственно 4 тамбура ), размером: высота 3м, ширина 4,5м.

  Полы в помещении не должны быть скользкими. В стойлах первое покрытие целесообразнее делать из асфальта или бетона с уклоном 3 – 3,5⁰ в сторону латка, второе - из  деревянных щитов, с щелевой зоной в средней трети щита. Несмотря на уклон первого покрытия, горизонтальное положение обеспечивается конструкцией лаг.

  Фекалии и моча удаляются из помещения с помощью двух скребковых навозных транспортеров (1 на два ряда) в навозный тамбур, откуда они наклонным транспортером удаляются в мобильный транспорт и отвозятся в навозохранилище для обеззараживания.

  Перегородки в стойлах, также другие ограждающие конструкции делают из прочных материалов(металлических труб диаметром 100-70мм), вмонтированных в бетон на 50см.

  

 

 

 

 

 

 

 

 

Раздел 5. Расчет объема вентиляции помещения

 

   Вентиляция помещений   производится с целью создания благоприятного микроклимата для здоровья и продуктивности животных, а также для сохранения строительных материалов и конструкций зданий. Если воздух животноводческих помещений не обменивается с наружным воздухом , то он быстро приобретает вредные свойства: в нем накапливается много тепла и водяных паров, повышается концентрация пыли и микроорганизмов, углекислого газа, аммиака, сероводорода, метана и др. При отсутствии или плохой вентиляции на внутренних поверхностях ограждений происходит усиленное образование конденсата, часто обусловливающее преждевременное разрушение потолочных перекрытий, стен, кровли. В результате сокращается срок службы зданий, увеличиваются затраты на ремонт постройки. Правильно организованная вентиляция устраняет все эти экологические факторы.

   В районах с влажным климатом Республики Беларусь, расчет вентиляции проводим по накоплению водяных паров в переходный период года (ноябрь – март).

   Для расчета объема вентиляции необходимо: рассчитать часовой объем вентиляции, кратность воздухообмена, воздухообмен на центнер живой массы, общую площадь и количество вытяжных шахт и вытяжных каналов.

   Рассчитываем часовой объем вентиляции(L)

                                                         Q+%

                                                   L =---------

                                                         q1-q2       , где:

L – часовой объем вентиляции- объем воздуха,  который необходимо ввести в  помещение в течении часа для того чтобы температура и  относительная влажность поддерживалась в пределах нормативов , м3/ч;

Q - количество водяных паров  (в г),  выделяемое поголовьем  в течении часа, г в час;

% - процентная надбавка от количества  водяных паров, ушедших на испарение  с ограждающих конструкций, г в час;

q1 -  абсолютная влажность воздуха  в помещении (в г/м ), при которой  относительная влажность поддерживается в пределах норматива;

q2 - абсолютная влажность наружного  воздуха (в г/м ) вводимого в  помещение в переходный период (ноябрь и март) по данной климатической зоне.

  Найдем Q. Q определяем по  таблице: «Нормы выделения тепла, углекислоты и водяных паров».

Q 1 = 20x846 =16920  г/ч

Q 2 = 30x715 = 21450 г/ч

Q 3 = 40x715 = 28600 г/ч 

Q 4 = 10x 846= 8460   г/ч

Q = Q1+Q2+Q3+Q4 = 16920+21450+28600+8460=75430 г/ч

  Для определения процентной надбавки используем таблицу: «Процентные надбавки к количеству влаги, выделяемой животными на испарение воды с пола, кормушек, поилок, стен и перегородок». При отсутствии подстилки и удовлетворительном санитарном состоянии процентная надбавка составляет 25%. А ее значение:

                                      Q - 100%

                                                % -  25%

 % = Q*25/100 = 75430*0,25=18857,5г/ч

   Нормативной для данного помещения является температура 10⁰C.

Максимальная влажность (таблица: «Максимальная упругость водяного пара в миллиметрах ртутного столба»)  составляет 9,17г/м³.

  Данным максимальной влажности соответствует 100%-ная относительная влажность, а при нормативной 70% относительной влажности,  абсолютную определим:

                                                 9,17- 100%

                                                   q1 -  70%

q1 = 9,17*70/100=6,42г/м³

  Значение q 2 определяем по таблице: «Средние показатели температуры и абсолютной влажности воздуха в различных пунктах Республики Беларусь». Для Брагинского района абсолютная влажность в марте – 3,37г/м³, в ноябре – 4,50 г/м³.

                                            4,50+3,37

                                    q2=-------------- = 3,93 г/м³

                                                   2

 

                                             75430+18857,5

                                      L=------------------------ = 37866,5 м³/ч

                                              6,42-3,93

Теперь рассчитаем воздухообмен на центнер живой массы:

                                       V=L/m (м³/ч/ц жив. м), где

V – объем вентиляции  на 1 ц живой массы, м /ч;

L - часовой объем вентиляции, м/ч; m – вес поголовья животных, ц

m= m1+m2+m3+m4= (900x20)+(850x30)+(800x40)+(1000x20)=85500кг=855ц

m1.2.3.4=ж.масса*количество  голов (одной весовой категории)

V=37866,5/855=44,3м³/ч

  Определяем кратность воздухообмена;

                                       Кр=L\V(раз/ч), где:

Кр - кратность воздухообмена, показывает сколько раз воздух в помещении должен сменится на свежий наружний для того чтобы температура  и относительная влажность воздуха в помещении поддерживалась в пределах норматива.

L - часовой объем вентиляции, м³/ч;

V - объем помещения, м³.

 

                                               37866,5

                                       Кр=--------------- = 10,6 раз в час

                                               3570

Общую площадь и количество  вытяжных шахт и приточных каналов определяем по формуле:

                                        S=L/v*3600, где

S - общая площадь поперечного  сечения вытяжных шахт, м²;

v- скорость движения воздуха  в вытяжной шахте, м/с; 

3600 - количество секунд в одном  часу.

v определяю по таблице Cкорость движения воздуха в вентиляционных трубах (м/с) при разной высоте труб и при: «различных температурах воздуха внутри помещения и наружного воздуха».

Для широкогабаритного помещения v вытяжной шахты принимаем 5м.     Разность температур наружного воздуха и внутри помещения в переходный период определяем по таблице: «Средние показатели температуры и абсолютной влажности воздуха в различных пунктах Республики Беларусь».

t нар=0,9+(-1,3)/2=-0,2⁰С

∆t =tвн-tнар=10-(-0,2)=10,2⁰С

При v вытяжных шахтах 5м и t 10,2⁰С

v =1,05м/c

                                           37866,5

                                    S=----------------- = 10м²

                               1,05 х 3600

Количество вытяжных шахт определим  по формуле:

                                           n=S1/s1  (шт)

S 1- общая площадь сечения  вытяжных шахт, м² ;

s 1- площадь сечения  одной вытяжной шахты, м² .

Эффективнее работают в  данном помещении трубы с сечением большим чем 1 м , поэтому можно установить 5 вытяжных шахт сечением 1,35 м х 1,45 м каждая.

                                                   10

                                           n = ------ = 5 вытяжных шахт

                                                  1,96  

  Общую площадь приточных каналов (S2) принимаем 60 % от общей площади вытяжных шахт и определяется по  формуле:

S2 = Sx0,6                                S2= 10x0,6 =6м²

Количество приточных каналов (n2) рассчитывается по следующей формуле:

n2= S2/s2 ,где

S2- общая площадь сечения приточных  каналов, м²

s2 - площадь сечения одного приточного  канала, м².

В помещении примем приточные каналы в виде форточек размером 0,4м*1,2м, тогда

S2=0,48м2

n2 =6,0/0,48=13 форточек,   которые располагают в шахматном порядке во избежание сквозняков.

  Во избежание аэростазов вытяжные шахты располагаем в шахматном порядке равномерно по форме здания.

 

 

 

 

Раздел 6.Расчет теплового баланса

 

  Для того чтобы правильно решить вопрос оптиматизации климата животноводческих помещений в холодный период года необходимо провести расчет теплового баланса. Под тепловым балансом помещения понимают – баланс между теплом, которое поступает в помещение и теплом, которое теряется из него. Расчет проводится по самому холодному периоду года (январь). Тепловой баланс бывает положительным, когда приход тепла больше расхода и отрицательным, когда расход тепла больше прихода ,и оптимальный, когда  приход тепла равен расходу тепла. Тепловой баланс помещения можно представить в виде следующего уравнения:

Q жив. = Q вен. + Q исп. + Q зд., где:

Q жив. – количество  свободного  тепла, которое поступает  в помещение от  всего поголовья  животных, ккал/ч;

Q вен. – расход тепла на  обогрев воздуха, поступающего  в помещение, ккал/ч;

Q исп. -  расход тепла на испарение  влаги со стен, потолка и ограждающих конструкций здания, ккал/ч;

Q зд. – расход тепла через  ограждающие конструкции , ккал/ч.

Стены помещения из кирпича на легком растворе в 2,5 кирпича толщиной 0,525 м. Окна двойные размером 2,0 х 1,2 м, количество их 26. Ворота деревянные двойные размером 4,5м х 3,0м, их 4.Бесчердачное перекрытие. Покрытие железобетонное, двухпустотный сборный настил с рулонной кровлей и утеплителем - пенобитоном  толщиной 0,16 м. Температура в помещении +10°С,  относительная влажность - 70%. Район Брагин, средняя температура наружного воздуха в январе - -6,6°С и средняя абсолютная влажность наружного воздуха в январе 2,85 г/м3.

   Поголовье животных:

 Быки-произвадители, живой массой 20 по 900кг, 30 быков по 850кг, 40 быков по 800кг, 10 быков по1000кг, их количество 100 голов;

1.Для расчета количества  тепла поступающего от поголовья  животных (Q жив.) используем таблицу: "Количество тепла, углекислого  газа и водяного пара, выделяемых  сельскохозяйственными животными и птицей" по графе "свободное тепло".

Таблица 1. Определение количества тепла, выделяемого животными.

Количество животных, голов	Живая масса, кг	Свободного тепла от 1 животного, ккал/ч	Всего, ккал/ч
20	900	1269	25380
30	850	1073	32190
40	800	1073	42920
10	1000	1269	12690

                                                  ИТОГО:113180

Q жив. = 113180 ккал/ч

В  расчете дополнительного  тепла, поступающего от обогревательного оборудования, нет. Приход тепла в зимнее время года от солнечной радиации и других источников (электролампочки и др.) незначителен и в расчет не принимается.

2. Расчет расхода тепла  в помещении.

Расчет количества тепла, идущего па обогревание вентиляционного (наружного) воздуха.

Q вен. = 0,24 х G х (tвн.-tнар.), где:

0,24- теплоемкость воздуха,  ккал/кг/град;

G – вес  воздуха  в кг, поступающего в помещения за 1 час, кг/ч;

tвн. – температура  воздуха, удаляемого из помещения,  °С.

tнар. – температура  воздуха, поступающего из помещения,  °С.

Для перевода удаляемого воздуха из объемных единиц в  весовые  используем таблицу: «Объемная масса  воздуха в м3/кг при различной температуре и различном барометрическом давлении». В расчете на 1 м3 воздуха при нормативной температуре 10 0C и нормальном атмосферном давлении 760мм.рт.ст. весит 1,247кг.

Проводим корректировку  расчета часового объема вентиляции на январь: 

 

Q +%

L =---------, где:

q1-q 2

q2 – абсолютная влажность  наружного воздуха, вводимого  в помещение в январе в районе  Минска, определяемая по таблице:  «Средние показатели температуры  и абсолютной влажности воздуха  в различных пунктах Республики  Беларусь».

 

75430+18857,5

                    L=------------------------ = 26411,1 м3/ч

6,42-2,85

 

G = 26411,1 х 1,247 =32935 кг/ч

t нар. Определяем по  таблице: «Средние показатели  температуры и абсолютной влажности  воздуха в различных пунктах  Республики Беларусь», t вн.=10 0C

 ∆t =tвн-tнар=10-(-6,6)=16,6 0С

Q вен. = 0,24 х32935х 16,6 = 131213 ккал/ч

3. Расход тепла на  испарения влаги с пола, потолка,  ограждающих конструкций определяем  по формуле:

Q исп. = %*0,595 (ккал/ч)

0,595  - количество тепла  , которое расходуется  на испарение 1 г воды.

% - процентная надбавка  от Q на испарение влаги с ограждающих  конструкций, полов, стен.