張海云 肖棠 吳海峰 金顯明 王斌

摘要 高原氣候寒冷，為在高原建設(shè)日光溫室型生態(tài)豬舍，主要設(shè)計方案為豬舍陽面采用日光溫室結(jié)構(gòu)，陰面采用傳統(tǒng)豬舍結(jié)構(gòu)，地面建發(fā)酵床培養(yǎng)有益發(fā)酵微生物菌，實(shí)現(xiàn)自然養(yǎng)豬。豬舍的陽面即日光溫室結(jié)構(gòu)的前屋面為一次成型溫室骨架且呈東西走向間距為1 200 mm排列設(shè)置，前屋面一端固定設(shè)置在前墻的上端，前屋面的另一端固定設(shè)置在橫梁上方，陰面的后屋面前端固定設(shè)置在橫梁上方，后屋面的后端固定在后墻的上端；

立柱按東西方向固定設(shè)置在屋內(nèi)中部，立柱頂部按東西方向固定連接1根熱軋槽鋼制成的橫梁，前屋面和后屋面搭接固定在橫梁上方，后屋面、山墻、后墻、前墻為200 mm的聚苯板，聚苯板內(nèi)外層噴涂設(shè)置自噴高強(qiáng)度保溫復(fù)合材料制成的復(fù)合保溫層。該設(shè)計方案下建造的豬舍具有優(yōu)良的保溫性和蓄熱性，適合在高寒、高海拔地區(qū)推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 日光溫室型生態(tài)豬舍；PE編織布保溫被；發(fā)酵床；復(fù)合保溫層

中圖分類號 S26 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）04-0205-03

The Structure and Design of Plateau Solar Greenhouse Hog Ring

ZHANG Hai-yun， XIAO Tang， WU Hai-feng* et al （Qinghai Institute of Mechanical Science， Xining， Qinghai 810021）

Abstract The main design scheme for constructing solar greenhouse hog ring in plateau was： adopting solar greenhouse structure at sunny side， using traditional hog ring structure at dark side， establishing fermentation bed to cultivate the beneficial microorganism and realize the natural pig raising. The sunny side of hog ring is once formed greenhouse skeleton presenting east-west with spacing of 1 200 mm， one end of the front roof is fixedly arranged on the upper end of the front wall， the other end is fixedly arranged on the cross beam， the front end of dark side is fixed on the crossbeam， the other end is fixed on the back wall；The upright column in the east-west direction are arranged in the middle house connected with a hot-rolled steel beam， the front roof and rear roof are fixed on the cross beam， rear roof， head wall， backwall and front wall are 200 mm polystyrene board. Hog ring with excellent thermal insulation and heat preservation is suitable for application in high cold and high altitude area.

Key words Solar greenhouse type hog ring；PE woven fabric insulation quilt；Fermentation bed；Composite insulation layer

目前，在高原寒冷地區(qū)建造豬舍因沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，建造隨意性大，建設(shè)的豬舍五花八門，大多數(shù)的養(yǎng)豬專業(yè)戶依然采用普通的豬舍，不利于抗寒和采光，更不能保證實(shí)現(xiàn)建造豬舍的各項(xiàng)性能指標(biāo)。此外，普通豬舍因糞便的污染，達(dá)不到環(huán)境保護(hù)和促進(jìn)生豬健康生長的要求。鑒于上述現(xiàn)有豬舍建造技術(shù)存在的不足原因，提供一種適合高海拔、寒冷地區(qū)氣候特點(diǎn)的高原生態(tài)豬舍已迫在眉睫。

高原日光溫室生態(tài)豬舍的結(jié)構(gòu)設(shè)計，其技術(shù)方案為：對豬舍陽面前屋面參照日光溫室的結(jié)構(gòu)建造，使其具有抗寒冷、采光強(qiáng)的功能，冬天用前屋面給豬舍采光增溫，豬舍陰面采用傳統(tǒng)豬舍結(jié)構(gòu)，但所有墻體和后屋面都采用200 mm的聚苯板，聚苯板內(nèi)外層噴涂設(shè)置自噴高強(qiáng)度保溫復(fù)合材料制成的復(fù)合保溫層，依靠復(fù)合保溫層及豬舍的保溫措施進(jìn)行豬舍四周保溫，地下依靠發(fā)酵床的自然發(fā)熱增溫，發(fā)酵池床面的平均溫度為20 ℃左右，極端天氣依靠保溫?zé)粼鰷氐母咴展鉁厥倚蜕鷳B(tài)豬舍。

高原日光溫室型生態(tài)豬舍從豬的生理習(xí)性出發(fā)，參照生物學(xué)特點(diǎn)，在溫度、濕度、光照、通風(fēng)等環(huán)境因素方面創(chuàng)造出既滿足豬的生長發(fā)育需要，又能增強(qiáng)豬的抵抗力的環(huán)境條件，達(dá)到養(yǎng)豬增效的目的而設(shè)計建造。

1 發(fā)酵床設(shè)計

發(fā)酵床養(yǎng)豬是微生物菌種通過不同途徑，把按一定比例混合的鋸木屑、稻殼、輔助材料、營養(yǎng)添加劑、水、豬的糞便所組成的墊料進(jìn)行發(fā)酵，消除糞便的污染，達(dá)到保護(hù)環(huán)境和促進(jìn)生豬生長的一種養(yǎng)殖模式[1]。

1.1 發(fā)酵床的位置

按墊料位置劃分，發(fā)酵床可分為地下式、地上式和半地下式。該研究的設(shè)計采用地下式發(fā)酵床，墊料層位于地平面以下，床面與地面持平，這種設(shè)計，由于發(fā)酵池位于地下，不僅有利于發(fā)酵床的冬季保暖，更有利于豬轉(zhuǎn)群以及運(yùn)送飼料。

1.2 發(fā)酵池的深度 一般情況下，發(fā)酵池的深度決定有機(jī)墊料的量，與豬的糞便產(chǎn)生量及飼養(yǎng)密度有關(guān)，根據(jù)豬飼養(yǎng)階段的不同而不同。一般來說，保育豬發(fā)酵池的深度為600～800 mm，中大豬發(fā)酵池的深度為800～1 000 mm。該研究設(shè)計的高原日光溫室生態(tài)豬舍主要用于育肥豬，因此，發(fā)酵池深度確定為800 mm；發(fā)酵池內(nèi)部四周用磚砌筑，磚墻水泥砂漿抹面，發(fā)酵池底部為自然土地面。

1.3 發(fā)酵床的優(yōu)勢 發(fā)酵床豬舍能有效提高舍內(nèi)環(huán)境溫度和地面溫度，有利于北方寒冷季節(jié)豬舍的保溫；并且能顯著降低豬舍氨氣含量，在寒冷季節(jié)通風(fēng)條件差時，能有效控制豬舍的氨氣排放，有利于保持豬舍小環(huán)境空氣質(zhì)量和減少仔豬發(fā)病[2]。

2 豬舍的結(jié)構(gòu)設(shè)計思路

2.1 日光溫室型生態(tài)豬舍建筑方位

由于豬舍陽面采用了日光溫室結(jié)構(gòu)，所以豬舍建造應(yīng)坐北朝南、東西延長，有利于冬季接受較多的太陽輻射熱。在此基礎(chǔ)上，向南適當(dāng)偏西，可增加下午的光照強(qiáng)度，有利于提高夜間的豬舍溫度；豬舍建筑方位應(yīng)采用當(dāng)?shù)卣掀?°[3]。

2.2 結(jié)構(gòu)尺寸

由于發(fā)酵床養(yǎng)豬技術(shù)的特殊性，因此要求豬舍有一定的跨度和脊高，以便創(chuàng)造出較大的空間環(huán)境，有利于豬舍內(nèi)氣體充分交換，避免潮濕環(huán)境對豬的不利影響。為此，該研究設(shè)計的生態(tài)豬舍的跨度設(shè)計成10.0 m；豬舍的舉架高度以發(fā)酵池面計3.5 m；豬舍長度為 70.0 m；豬舍建筑面積為700 m2；豬舍陽面為半圓形一次成型冷彎鋼架，骨架間距為1.2 m，墻體和后坡面結(jié)構(gòu)由新型復(fù)合一次型噴涂復(fù)合高強(qiáng)度保溫板組成，芯層為200 mm厚聚苯乙烯泡沫板，內(nèi)外層噴涂設(shè)置自噴高強(qiáng)度保溫復(fù)合材料制成的復(fù)合保溫層外層。

2.3 新型材料的應(yīng)用

一種自噴高強(qiáng)度保溫復(fù)合材料與苯板組合用于高原日光溫室型生態(tài)豬舍的墻體及后屋面，其主要原材料為粉煤灰、氯化鎂、聚乙烯醇、無機(jī)膠凝劑、玻璃纖網(wǎng)、聚苯板。主要的工藝流程見圖1。

由圖1可知，將粉煤灰、氯化鎂、聚乙烯醇、無機(jī)膠凝劑等材料按一定配合比例混合配好，放置在噴涂設(shè)備中，首先固定好圖2和圖3中高原日光溫室型生態(tài)豬舍后坡面及后墻體、山墻、前墻的聚苯板，聚苯板厚200 mm，然后用噴涂設(shè)備對后坡面及所有墻體分2次均勻噴涂，每次噴涂厚度為50 mm，最后形成噴涂復(fù)合保溫層，噴涂層厚不小于100 mm。

3 高原日光溫室生態(tài)豬舍結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)方案

由圖2和圖3可見，前屋面為一次成型溫室骨架且呈東西走向間距為1.2 m排列設(shè)置，前屋面一端固定設(shè)置在前墻的上端，前屋面的另一端固定設(shè)置在橫梁上方，后屋面前端固定設(shè)置在橫梁上方，后屋面的后端固定在后墻的上端；立柱按東西方向固定設(shè)置在屋內(nèi)中部，立柱頂部按東西方向固定連接1根熱軋槽鋼制成的橫梁，前屋面和后屋面搭接固定在橫梁上方。

前墻外側(cè)地面至前屋面的上端之間設(shè)置呈直角狀的卷簾機(jī)支撐架，中置式電動卷簾機(jī)固定在卷簾機(jī)支撐架上端；前屋面的一次成型溫室骨架之間設(shè)置的橫拉桿采用鍍鋅彈簧卡與前屋面連接，前屋面上覆蓋無滴長壽膜層，無滴長壽膜層上覆蓋黑色PE編織布保溫被，PE編織布保溫被與中置式電動卷簾機(jī)連接。

豬舍屋內(nèi)居中位置設(shè)置豬柵欄，豬柵欄外圍設(shè)置邊走道。

豬柵欄沿東西方向兩內(nèi)側(cè)各設(shè)置乘涼臺，一側(cè)乘涼臺與豬柵欄側(cè)兩段設(shè)置食槽，兩段食槽之間設(shè)置飲水器，飲水器一側(cè)設(shè)置可從乘涼臺通往邊走道的柵欄門；乘涼臺內(nèi)側(cè)豬柵欄的下方設(shè)置發(fā)酵池。

兩山墻中部各設(shè)置負(fù)壓風(fēng)機(jī)，屋內(nèi)山墻負(fù)壓風(fēng)機(jī)的風(fēng)口處設(shè)置降溫濕簾；后屋面上端橫梁一側(cè)設(shè)置無動力屋頂通風(fēng)器；后墻上部設(shè)置后通風(fēng)窗，后通風(fēng)口外側(cè)設(shè)置小鐵門。

前屋面下方距橫梁1/3處設(shè)置保溫?zé)?；前墻的一?cè)邊設(shè)置保溫門，保溫門內(nèi)側(cè)設(shè)置保溫門簾，保溫門內(nèi)側(cè)地面設(shè)置消毒池；消毒池左側(cè)山墻墻面上設(shè)置紫外線燈。

后屋面、山墻及后墻、前墻里設(shè)置厚為200 mm的聚苯板，聚苯板外層噴涂設(shè)置自噴高強(qiáng)度保溫復(fù)合材料制成的復(fù)合保溫層。

4 豬舍的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點(diǎn)

高原日光溫室型生態(tài)豬舍，豬舍陽面的建造采用日光溫室結(jié)構(gòu)，陰面的建造采用傳統(tǒng)豬舍結(jié)構(gòu)，地面采用建發(fā)酵床培養(yǎng)有益發(fā)酵微生物菌，實(shí)現(xiàn)自然養(yǎng)豬，達(dá)到零排放，生態(tài)環(huán)保，與傳統(tǒng)豬舍相比具有較多優(yōu)勢。高原日光溫室型生態(tài)豬舍因面向高海拔、寒冷地區(qū)建造，所以抗寒冷是設(shè)計該豬舍的主要因素，對前屋面參照日光溫室的結(jié)構(gòu)建造，最大限度地利用太陽光進(jìn)行紫外線消毒，并把太陽光以熱能形式儲存起來，進(jìn)行舍內(nèi)增溫，冬天白天在開通風(fēng)設(shè)施的情況下，高原日光溫室型生態(tài)豬舍室內(nèi)可以達(dá)到20～26 ℃；依靠豬舍的保溫措施進(jìn)行保溫，主要措施為：每個后通風(fēng)口都裝有密封性極好的小鐵門；為了應(yīng)對冬季可能出現(xiàn)的極端天氣，在豬舍內(nèi)裝有保暖燈；為了增強(qiáng)豬舍的保溫效果，后屋面用面層為自噴高強(qiáng)度保溫復(fù)合材料，芯層200 mm厚聚苯板組合成一整塊保溫板建造；前墻、后墻、2個山墻面層用自噴高強(qiáng)度保溫復(fù)合材料，芯材用200 mm厚聚苯板組合成一整塊保溫板建造；豬舍門采用密閉保溫門，為了不受進(jìn)門而灌入冷風(fēng)的影響，保溫門里面掛保溫門簾；為了在打開前通風(fēng)口時防止寒冷的掃地風(fēng)影響豬，在前通風(fēng)口處設(shè)置了距地500 mm的保溫前墻；前屋面除了用無滴長壽膜加強(qiáng)保溫外，采用保溫率85%以上的EPE黑色PE編織布保溫被進(jìn)行保溫[4]。豬只的適宜溫度范圍：育成中后期豬（101～160 d）14～20 ℃[5]。

發(fā)酵池的池面溫度常年保持在 25 ℃左右，提高了豬舍冬季溫度。通過這些措施整個豬舍的保溫性能優(yōu)于傳統(tǒng)豬舍。

合理安排通風(fēng)口位置，以加大舍內(nèi)氣流速度，并保證氣流均勻且能通過豬體周圍[6]。前屋面骨架處開有前通風(fēng)口和屋頂?shù)臒o動力通風(fēng)器以及后通風(fēng)窗、后通風(fēng)口加上2個山墻的負(fù)壓風(fēng)機(jī)，整個豬舍的通風(fēng)換氣系統(tǒng)非常完善，時刻將污濁空氣排出舍外，將新鮮空氣引入舍內(nèi)，防止豬患呼吸道病和皮膚病，可避免豬得高熱病的風(fēng)險。

生態(tài)豬舍采用保溫率85%以上的EPE黑色PE編織布保溫被，保溫被的鋪蓋卷起采用中置式電動卷簾機(jī)控制。該保溫被抗紫外線特強(qiáng)，在寒冷的冬季用它來御寒保溫，在炎熱的夏天用它來遮陽降溫。

在豬舍發(fā)酵池陽面和陰面都設(shè)有乘涼臺，乘涼臺為水泥地板，在炎熱的夏天豬離開發(fā)酵池到乘涼臺進(jìn)行避暑降溫。

負(fù)壓風(fēng)機(jī)與降溫濕簾，濕簾和風(fēng)機(jī)分別裝在豬舍的山墻上，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動抽風(fēng)時，使豬舍的空氣形成負(fù)壓，一方面迅速排走豬舍內(nèi)的熱氣、廢氣、污氣、氨氣和異味；另一方面，循環(huán)水流經(jīng)水簾，在水簾紙表面形成水膜，風(fēng)快速穿過水簾紙時，產(chǎn)生蒸發(fā)吸熱的物理現(xiàn)象，這樣，清涼、新鮮、含氧量高的空氣就源源不斷地進(jìn)入豬舍內(nèi)并流經(jīng)豬舍每一個角落，解除高溫悶熱。同時，水簾還可過濾掉外來空氣的粉塵、微粒等懸浮物，使豬舍內(nèi)的空氣更新鮮、健康。

高原日光溫室型生態(tài)豬舍解決了養(yǎng)豬業(yè)糞便污染治理難題，利用微生物發(fā)酵，前移污染治理關(guān)口，糞便排泄隨即發(fā)酵，生豬飼養(yǎng)過程自始至終不出現(xiàn)污染，真正實(shí)現(xiàn)了污染物“零排放”標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)酵床的利用提高了豬舍溫度，并把豬和涼地面隔離開來，杜絕了豬著涼腹瀉，解決了寒冷地區(qū)冬季養(yǎng)豬取暖的問題；節(jié)約了飼料，豬只拱食圈底填充料中的有益微生物，補(bǔ)充了飼料中的不足成分，大量維生素和微量元素得到充分利用；節(jié)約了能源，減少了用電、煤、水等的數(shù)量，提高了社會經(jīng)濟(jì)效益；不僅降低了生產(chǎn)成本，而且節(jié)省了勞動力，豬舍不用清除糞便，減輕了工人體力勞作，大幅度提高了勞動生產(chǎn)率；體現(xiàn)了動物福利，優(yōu)化了豬舍環(huán)境，人畜生產(chǎn)生活環(huán)境得到改善，實(shí)現(xiàn)了畜牧養(yǎng)殖業(yè)的太陽能利用；增強(qiáng)了生豬的抵抗能力，減少了疫病發(fā)生，減輕了防疫壓力，降低了藥品、疫苗用量；提高了生豬生長速度；縮短了生產(chǎn)周期，節(jié)約了飼養(yǎng)成本，提高了勞動效率；提高了飼料消化利用率，改善了飼料結(jié)構(gòu)。

整個豬舍骨架制造安裝沒有1個焊點(diǎn)，克服了骨架生銹的弊端；在生態(tài)豬舍進(jìn)入處設(shè)有消毒池和紫外線燈2道消毒防疫措施，日常消毒防疫方便徹底。

5 結(jié)論

高原日光溫室型生態(tài)豬舍的設(shè)計，將傳統(tǒng)豬舍、陽光豬舍、發(fā)酵床豬舍三者的技術(shù)進(jìn)行了集成和創(chuàng)新，因豬舍陽面

的建造采用日光溫室結(jié)構(gòu)，陰面的建造采用傳統(tǒng)豬舍結(jié)構(gòu)，

地面采用建發(fā)酵床培養(yǎng)有益發(fā)酵微生物菌，實(shí)現(xiàn)自然養(yǎng)豬，達(dá)到零排放，生態(tài)環(huán)保，所有墻體和后坡面采用了新型自噴保溫墻板技術(shù)的優(yōu)化組合，從而提高了豬舍優(yōu)良的保溫性和蓄熱性。該研究設(shè)計建造的豬舍有望替代目前市場上主流豬舍，為在高寒、高海拔地區(qū)推廣應(yīng)用建造豬舍提供參考。

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