Компьютерная симуляция для коровников
1. Введение
Климатические условия внутри коровника с различным строительством и различными внешними климатическими условиями могут быть симулированы с помощью модели ANIPRO[1]. С помощью модели ANIPRO были сделаны расчеты для коровников с теплоизоляцией и без нее с внешней температурой от +10 C до -28C и с относительной влажностью внешнего воздуха в 83%.
Коровник для содержания 120 коров имеет длину в 73 м. и ширину в 17,5 м. Высота боковых стен равна 2,5 м. и высота конька крыши 7,25 м. Молочные коровы дают производительность в 25,5 кг молока в день и в среднем весят 600 кг.
Два типа построек для содержания коров были протестированы:
TA: Строительство с нулевой теплоизоляцией при термостойкости внешних стен в
0,3 м2К/Ватт и крыши в 0,07 м2К/Ватт
TC: Строительство с высокой теплоизоляцией при термостойкости внешних стен в 2,2 м2К/Ватт и крыши в 2 м2К/Ватт
Термостойкость стен:
Нулевая теплоизоляция: неизолированные панели из обшивочного листа – 0,3 м2К/Ватт
Высокая теплоизоляция: Сэндвич-панели с полистиролом в 0,07 м – 2,2 м2К/Ватт
Термостойкость крыши с высокой теплоизоляцией:
Нулевая теплоизоляция: дисперсно-армированные бетонные плиты без теплоизоляции – 0,07 м2К/Ватт
Высокая теплоизоляция: дисперсно-армированные бетонные плиты с полистиролом в 0,07 м – 2,0 м2К/Ватт
Вентиляция коровников создана с помощью естественной вентиляции с эффектом самотяги (дымохода). Эффект самотяги (дымохода) основывается на разнице высоты входа и выхода воздуха. Коровники имеют открытое отверстие в коньке крыши и закрываемые отверстия (окна) в стенах. Рассчитаны две нормы естественной вентиляции:
Норма 1: Низкая вентиляция с воздухозаборными отверстиями в боковых (внешних) стенах в 0,01 м и отверстием в 0,02 м в открытом коньке.
Норма 2: Высокая естественная вентиляция с воздухозаборными отверстиями в боковых (внешних) стенах в 0,8 м и отверстием в 0,8 в открытом коньке.
В таблице 1 показаны рассчитанные комбинации конструкций и нормы вентиляции.
Таблица 1 Комбинации построек и нормы вентиляции.
Теплоизоляция | Нормы вентиляции Низкая Высокая | |
Нулевая | TA1 | TA2 |
Высокая | TC1 | TC2 |
Результаты подсчетов даны в таблицах 2, 3, 4, и 5. при внешних температурах –28, -20, -10, 0 и +10C даются следующие результаты:
2. Результаты
Внутренняя температура (°C) – Температура воздуха внутри коровника
Относительная Влажность (%) – Относительная влажность воздуха внутри коровника
Концентрация CO2 (%) – Концентрация углекислого газа в воздухе внутри коровника
Смена воздуха (/час) – Полная замена воздуха внутри коровника, осуществленная за час
Состояние Крыши – Состояние крыши внутри коровника: Сухо; Конденсация или Обледенение
Таблица 2: Результаты климатических условий внутри коровников без теплоизоляции и с низкой вентиляцией при различной внешней температуре (TA1).
TA1 | Внешняя температура (°C) | ||||
-28 | -20 | -10 | 0 | +10 | |
Внутренняя температура (°C) | -13.8 | -7.9 | 0 | 8.5 | 1.7 |
Относительная влажность (%) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
Концентрация CO2 (%) | 0,40 | 0,40 | 0,43 | 0,47 | 0,57 |
Смена воздуха (/час) | 1,9 | 1,5 | 1,1 | 0,9 | 0,6 |
Состояние крыши | лед | лед | лед | Сыро | Сыро |
Таблица 3: Результаты климатических условий внутри коровников без теплоизоляции и с высокой вентиляцией при различной внешней температуре (TA2).
TA2 | Внешняя температура (°C) | ||||
-28 | -20 | -10 | 0 | +10 | |
Внутренняя температура (°C) | –*) | -15,1 | -5,6 | 4,2 | 14 |
Относительная влажность (%) | –*) | 100 | 78 | 74 | 72 |
Концентрация CO2 (%) | –*) | 0,08 | 0,08 | 0,08 | 0,08 |
Смена воздуха (/час) | –*) | 15,5 | 11,6 | 9,3 | 7,4 |
Состояние крыши | –*) | лед | лед | Сухо | Сухо |
*) выходит за пределы модели
Таблица 4: Результаты климатических условий внутри коровников с теплоизоляцией и низкой вентиляцией при различной внешней температуре (TC1).
TC1 | Внешняя температура (°C) | ||||
-28 | -20 | -10 | 0 | +10 | |
Внутренняя температура (°C) | -7,7 | -1,2 | 7,5 | 16,3 | 24,1 |
Относительная влажность (%) | 100 | 75 | 56 | 55 | 60 |
Концентрация CO2 (%) | 0,23 | 0,22 | 0,21 | 0,21 | 0,20 |
Смена воздуха (/час) | 4,4 | 2,5 | 2,2 | 2,0 | 1,6 |
Состояние крыши | лед | Сухо | Сухо | Сухо | Сухо |
Таблица 5: Результаты климатических условий внутри коровников с теплоизоляцией и высокой вентиляцией при различной внешней температуре (TC2).
TC2 | Внешняя температура (°C) | ||||
-28 | -20 | -10 | 0 | +10 | |
Внутренняя температура (°C) | –*) | -14,8 | -5,2 | 4,6 | 14,5 |
Относительная влажность (%) | –*) | 92 | 72 | 69 | 68 |
Концентрация CO2 (%) | –*) | 0,08 | 0,07 | 0,07 | 0,07 |
Смена воздуха (/час) | –*) | 17,7 | 13,9 | 11,6 | 10,2 |
Состояние крыши | –*) | Сухо | Сухо | Сухо | Сухо |
*) выходит за пределы модели
3. Выводы
При содержании дойных коров в области экстремально низких внешних температур, строительство зданий с высокой теплоизоляцией и низкой нормой вентиляции приводит к самому лучшему результату. Внутренние температуры возрастут и снизится возможность обледенения таких поверхностей, как стены, крыша или пол.
Декабрь 2005
Если вы желаете узнать больше по этому вопросу, свяжитесь с нами или оставьте свои контактные данные, и мы свяжемся с вами.
Herd Health Consultancy
Herd Health Consultancy is a Dutch consultancy firm that specialises in consultancy for dairy farm owners.