II. Розрахунок об’єму вентиляції вівчарні по вмісту вологи у повітрі.

Визначаємо кількість вологи, яку виділяють 1000 гол вівцематок живою масою 60 кг. Кожна вівцематка виділяє за годину 78 г Н₂О (див. табл. 17). Відповідно 1000 вівцематок виділять вологи:

1000 гол × 78 г/год Н₂О – 78000 г/год Н₂О.

Одна підсисна вівцематка живою масою 50 кг виділяє за 1 годину 146 г/год Н₂О, а 200 таких вівцематок виділяють:

200 гол × 146 г/год Н₂О = 29200 г/год Н₂О.

Таким чином, усі тварини, розташовані у вівчарні, виділяють за 1 годину вологи: 78000 г/год Н₂О + 29200 г/год Н₂О = 107200 г/год Н₂О.

Визначаємо кількість вологи, яка надходить у вівчарню при випаровуванні з огороджуючих конструкцій, 10% вологи від виділеної усіма вівцематками:

107200 г/год Н2О – 100%
Х – 10%

Визначаємо кількість вологи, яка надходить у вівчарню від вівцематок та з огороджуючих конструкцій:

107200 г/год Н₂О + 10720 г/год Н₂О = 117920 г/год Н₂О.

Визначаємо абсолютну вологість повітря вівчарні, температура у вівчарні +5°С, максимальна вологість = 6,53 г/м³ (табл. 1)

6,53 г/м3 - 100%,
q1 - 50%

Визначаємо абсолютну вологість атмосферного повітря при t = -23 максимальна вологість 0,58 г/м³, відносна вологість 70%, (табл. 3) тоді:

0,58 г/м3 - 100%,
q2 - 70%

Підставляємо одержані дані у формулу:

2. Визначаємо об’єм вентиляції з розрахунку на 1 голову за формулою:

(при нормі 15 м³/год/ц)

3. Визначаємо об’єм вентиляції з розрахунку на 1 центнер живої маси тварини за формулою:

4. Визначаємо частоту повітрообміну, при цьому об’єм вентиляції розділимо на кубатуру приміщення:

41087,1м³/год : 5120 м³ = 8,02 раз/год

5. Визначаємо загальну площу перетину витяжних шахт, котра забезпечить розрахований об’єм вентиляції (повітрообмін)

6. Визначаємо площу перетину припливних каналів, вона дорівнює 80% від загальної площі перетину витяжних шахт, тобто:

7,32 м² × 0,8 = 5,86м²

7. Визначаємо площу перетину однієї витяжної шахти та припливного каналу та їх кількість. Площа однієї витяжної шахти 0,8 м × 1 м = 0,8 м², тоді:

7,32 м² : 0,8 м² = 9 шт.

Площа перетину одного каналу дорівнює 0,1 м × 0,3 м – 0,03 м², тоді:

5,86 м² : 0,03 м²=195 шт.

ІІІ. Розрахунок теплового балансу вівчарні

Визначаємо надходження вільного тепла у приміщенні.

Одна суягна вівцематка живою масою 60 кг виділяє 134 ккал/год (табл. 17), а 1000 голів відповідно виділяють вільного тепла:

1000 гол × 134 ккал/год = 134000 ккал/год.

Одна підсисна вівцематка живою масою 60 кг виділяє за 1 годину 29 ккал/год, а 200 голів таких маток виділять:

200 гол × 352 ккал/год = 70400 ккал/год.

Усі тварини, розташовані у приміщенні, за 1 годину виділяють вільного тепла: 134000 ккал/год + 70400 ккал/год = 204400 ккал/год.

Визначаємо витрати тепла з приміщення:

а) Розрахуємо тепловитрати на нагрівання вентиляційного повітря. Об’єм повітрообміну за 1 годину дорівнює 41087,1 м³/год. Щоб розрахувати тепловитрати на нагрівання 41087,1 м³/год, необхідно визначити масу вентиляційного повітря. 1 м³ при температурі -23°С та барометричному тиску 745 мм рт.ст. (див. табл. 5) має масу 1,366 кг, таким чином:

41087,1 м³ × 1,366 кг/м³ = 56124,98 кг.

Для нагрівання 1 кг повітря на 1°С витрачається 0,24 ккал, тоді

56124,98 кг/год × 0,24 ккал = 13470 ккал/год.

Б) Визначаємо тепловитрати через огороджуючі конструкції (Р х К на

огороджуючі конструкції	F(м2)	К (ккал/м2/год/°С) F × K (ккал/год/°С)
1. Підлога	1600,0	0,30	480
2. Перекриття	1600,0	0,58	928
3. Вікна (одинарні)	120,0	5,00	600
4. Ворота (одинарні)	33,6	4,00	134,4
5. Стіни (без урахування площі вікон та воріт)	588,8	1,11	653,6
Усього тепловитрат			2796

У залежності від розташування будівлі до напрямку пануючих вітрів по сторонам світу та рельєфу місцевості приміщення втрачає додатково за рахунок обдування ще приблизно 13% тепла від тепловитрат через вікна, ворота та стіни, тобто:

(600 ккал/год + 134,4 ккал/год + 653,6 ккал/год) × 0,13 = 180,4 ккал/год.

Усі тепловитрати через огороджуючі конструкції на 1°С дорівнюють:

2796 ккал/год + 180,4 ккал/год = 2976,4 ккал/год.

в) Визначаємо тепловитрати на випаровування вологи з поверхні огороджуючих конструкцій (W_вип)- Кількість цієї вологи у вівчарні дорівнює 10% її загальної кількості, яку виділяють усі вівці, це 10720 г/год Н₂О (див. розрахунок об’єму вентиляції по вологості). На випарування 1 г води витрачається 0,595 ккал тепла, звідси:

W_вип = 10720 г/год × 0,595 ккал/год = 6378,4 ккал/год.

г) Підставляємо одержані дані у формулу теплового балансу приміщення.

∆t = t_вн - t_зовн = +5°С – (-23°С) = 28°С

204400 ккал/год = 28 × (13470 + 2976,4 + 6378,4 ккал/год

204400 ккал/год = 466877,6 ккал/год

Теплонадходження дорівнює 204400 ккал/год, тепловитрати – 466877,6 ккал/год. Розрахунок доводить, що тепловитрати перевищують теплонадходження на 262477,6 ккал/год, що свідчить про від’ємний тепловий баланс у вівчарні.

Згідно зоогігієнічних вимог до теплового балансу приміщені допускається коливання 10% від нульового теплового балансу. Розрахуємо відсоток нестачі тепла:

204400 ккал/год - 100%,
262477,6 ккал/год - Х

Розрахунок ∆t теплового балансу:

У зв’язку з тим, що у вівчарні передбачена нормативна температура +5 С, розрахуємо зовнішню температуру повітря, при якій буде працювати система вентиляції без впливу на цю температуру:

∆t = t_вн - t_зовн 12,04°=5°С – Х, Х=+5°С – 12,04°С = -7,04°С

Розрахунок природнього освітлення ведеться за формулою:

S_вікон = 80 шт × (1,5 м × 1 м) = 120 м²

S_{підлоги} = 100 шт × 16 м = 1600 м²

при нормі 1 : 20

Приклад розрахунків для пташника

Задача: У пташнику (Харківська обл.) розташовано 30 тис. курей-несучок з середньою живою масою 1,7 кг, утримання кліткове. Температура повітря у пташнику = +18°С, відносна вологість = 70%, зовнішня температура = -23 °С, відносна вологість 50%. Довжина пташника 76 м, ширина – 24 м, вишина – 3 м, стіни цегляні 0,5 м товщиною, перекриття суміщене: 15 см залізобетонні плити, 10 см граншлак, 1 см асбоцементні аркуші уніфікованого профілю (шифер). Пташник безвіконний. Двері подвійні 2 шт., розмір 1,8 × 0,3 м, ворота дерев’яні подвійні 2 шт., розмір 3,0 × 2,2 м. Підлога бетонна. Пташник освітлюється лампами розжарення потужністю 100 ват кожна, всього ламп 120 шт. Витяжна вентиляція — примусова — вентилятори ВON7 — 24 шт., номінальна продуктивність кожного 12 тис. м³/год, КДД = 0,8. Свіже повітря надходить через шахти перетином 1 × 1 м, висотою 0,5 м – вони відіграють пасивну роль, всього шахт 12 шт.

1.Розрахуємо годинний об’єм вентиляції по вуглекислоті, користуючись формулою:

Визначаємо кількість вуглекислоти, яку виділяють усі кури-несучки, розташовані у пташнику. Користуючись табл. 19 прикладання, знаходимо, що одна курка з живою масою 1,7 кг за годину виділяє 7,7 л СО₂, а 30 тис. таких птахів виділять: 7,7 л/год × 30000 гол = 231000 л/год.

Визначаємо С₁ – відомо, що ГДК СО₂ = 0,25%, тобто у м³ допускається вміст 2,5 л.

Визначаємо С₁ – відомо, що у повітрі сільської місцевості вміст вуглекислоти дорівнює 0,03%, тобто у м³ буде 0,3 л.

Визначаємо годинний об’єм вентиляції, підставивши у формулу відомі дані:

Визначаємо кратність повітрообміну за формулою: —, де

L – годинний об’єм вентиляції (м³/год)

V – кубатура пташника (м³).

Визначаємо кубатуру пташника, помножуючи довжину на ширину та вишину

76 м × 24 м × 3 м = 5472 м³:

Підставляємо дані у формулу:

У зв’язку з тим, що у птахівництві не нормується повітрообмін з розрахунку на 1 голову, визначаємо повітрообмін з розрахунку на 1 кг живої маси птиці. Одна курка-несучка має живу масу 1,7 кг, а 30 тис. мають:

1,7 кг × 30000 гол = 51000 кг.

Визначення повітрообміну на 1 кг живої маси ведеться за формулою:

, де L – годинний об’єм вентиляції (м³/год)

т – жива маса усієї птиці (кг).

Підставляємо дані у формулу:

Згідно вимог (табл. 10) для курей необхідно подавати за 1 годину не менш: у холодну пору року – 0,7 м³/год/кг, у теплу пору року – 4,0 м³/год/кг. У зв’язку з тим, що видалення повітря з приміщення здійснюється за допомогою вентиляторів, необхідно розрахувати фактичну загальну їх потужність та оцінити їх спроможність щодо забезпечення курей свіжим повітрям. Один вентилятор за годину фактично видаляє повітря:

12000 м³/год × 0,8 = 9600 м³/год, а 24 таких вентилятора видаляють щогодини: 9600 м³/год × 24 шт. = 230400 м³/год, тобто з розрахунку на 1 кг живої маси курей це становить:

230400 м³/год : 51000 кг = 4,5 м³/год/кг.

Примусова система видалення повітря спроможна забезпечити курей несучок свіжим повітрям у всі пори року.

2. Розрахуємо годинний об’єм вентиляції по вологості, користуючись формулою:

Визначаємо кількість вологи, яка надходить у повітря пташника за годину від усіх курей, розташованих у приміщенні.

Користуючись табл. 19, знаходимо, що одна курка-несучка з живою масою 1,7 кг за годину виділяє 5,1 г вологи, а 30 тис. таких курей виділять: 5,1 г/год × 30000 гол = 153000 г/год.

Визначаємо кількість вологи, яка випаровується на протязі години з поверхні підлоги, других огороджуючих конструкцій та технологічного обладнання (10%)

153000г/год - 100%,
Х - 10%

У повітря пташника щогодини надходить вологи

153000 г/год + 15300 г/год = 168300 г/год.

Визначаємо абсолютну вологість повітря приміщення. За умовами задачі температура у пташнику = +18°С (при нормативній 16-18°С), а відносна вологість = 70% (при нормативній 65-70%).

Користуючись табл. 1., знаходимо, що максимальна вологість повітря при t = +18°С становить 15,36 г/м³. Звідси:

15,36 г/м3 - 100%,
Х - 70%

Визначаємо абсолютну вологість зовнішнього повітря. За умовами задачі температура самої холодної п'ятиденки у Харківській обл. становить -23 °С (табл.4), а його відносна вологість = 50%.

Користуючись табл. 5 прикладання, знаходимо. Що максимальна вологість повітря при t = -23°С дорівнює 0,58 г/м³. Звідси:

0,58 г/м3 - 100%,
Х - 50%

Підставляємо дані у формулу:

тобто щоб відносна вологість повітря пташника не перевищувала 70%, необхідно щогодини надавати та видаляти з приміщення 16089 м³.

Визначаємо кратність повітрообміну за формулою:

Підставляємо одержані дані

= 2,9 раз / год, тобто 3 рази.

Визначаємо повітрообмін з розрахунку на 1 кг живої маси птахів за формулою:

Згідно вимог (табл. 10) необхідно подавати свіжого повітря за годину не менш: у холодну пору року - 0,7 м³/год/кг, у теплу пору року - 4,0 м³/год/кг.

У зв'язку з тим, що видалення повітря з приміщення здійснюється за допомогою вентиляторів, необхідно розрахувати фактичну загальну їх потужність та оцінити їх спроможність щодо забезпечення курей свіжим повітрям. Один вентилятор за годину фактично видаляє повітря:

12000 м³/год × 0,8 = 9600 м³/год, а 24 таких вентилятора видаляють щогодини: 9600 м³/год × 24 шт = 230400 м³/год, тобто з розрахунку на 1 кг живої маси курей це становить:

230400 м³/год : 51000 кг = 4,5 м³/год/кг.

Система вентиляції спроможна забезпечити курей свіжим повітрям у всі пори року.