王 陽(yáng)，鄭煒超，李絢陽(yáng)，李保明，萬(wàn)代富

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西北地區(qū)縱墻濕簾山墻排風(fēng)系統(tǒng)改善夏季蛋雞舍內(nèi)熱環(huán)境

王 陽(yáng)1,2,3，鄭煒超1,2,3，李絢陽(yáng)1,2,3，李保明1,2,3※，萬(wàn)代富4

（1. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)部設(shè)施農(nóng)業(yè)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；2. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院，北京 100083； 3. 北京市畜禽健康養(yǎng)殖環(huán)境工程技術(shù)研究中心，北京 100083；4. 福康源禽業(yè)責(zé)任有限公司，烏魯木齊 830001）

為研究應(yīng)用于中國(guó)西北地區(qū)的縱墻濕簾山墻排風(fēng)系統(tǒng)對(duì)蛋雞舍內(nèi)熱環(huán)境的改善狀況，該試驗(yàn)選取了西北地區(qū)縱墻濕簾山墻排風(fēng)與傳統(tǒng)縱向通風(fēng)2種通風(fēng)系統(tǒng)的蛋雞舍，通過對(duì)舍內(nèi)熱環(huán)境的連續(xù)監(jiān)測(cè)，探究了2種通風(fēng)系統(tǒng)下蛋雞舍內(nèi)的熱環(huán)境及熱應(yīng)激狀況，并比較了2種通風(fēng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)投入成本。結(jié)果表明：縱墻濕簾山墻排風(fēng)與傳統(tǒng)縱向通風(fēng)系統(tǒng)蛋雞舍內(nèi)溫度最大波動(dòng)幅度分別為2.7、10.3 ℃，縱墻濕簾山墻排風(fēng)系統(tǒng)舍內(nèi)水平與垂直方向溫度差異不顯著（>0.05），傳統(tǒng)縱向通風(fēng)蛋雞舍內(nèi)水平與垂直方向溫濕度差異顯著（<0.05）；傳統(tǒng)縱向通風(fēng)蛋雞舍內(nèi)無(wú)熱應(yīng)激狀態(tài)比試驗(yàn)舍低9.9%，輕度、中度、高度熱應(yīng)激狀態(tài)分別比縱墻濕簾山墻排風(fēng)系統(tǒng)舍內(nèi)高2.7%、7.2%、0.1%；但相同飼養(yǎng)條件下蛋雞舍采用縱墻濕簾山墻排風(fēng)降溫系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)投入成本是傳統(tǒng)縱向通風(fēng)降溫系統(tǒng)成本的1.6倍。綜合2棟蛋雞舍內(nèi)熱環(huán)境空間分布、溫濕指數(shù)等認(rèn)為，縱墻濕簾山墻排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)用于中國(guó)西北炎熱干旱地區(qū)蛋雞舍可降低舍內(nèi)溫差及熱應(yīng)激程度，為更好的緩解舍內(nèi)局部熱應(yīng)激并將該降溫系統(tǒng)在西北地區(qū)蛋雞養(yǎng)殖中推廣，建議在風(fēng)機(jī)相對(duì)側(cè)山墻上也安裝濕簾小窗。

溫度；濕度；降溫；蛋雞舍；熱應(yīng)激；通風(fēng)系統(tǒng)

0 引 言

蛋雞舍夏季通風(fēng)降溫一般為縱向通風(fēng)型山墻濕簾風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)，濕簾一般安裝于雞舍一側(cè)山墻或兩縱墻端頭增加側(cè)墻濕簾[1-3]。但縱向通風(fēng)型山墻濕簾風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)應(yīng)用于中國(guó)西北地區(qū)蛋雞養(yǎng)殖中，舍內(nèi)熱環(huán)境不均勻、濕簾端與風(fēng)機(jī)端溫差大等問題是制約西北地區(qū)蛋雞產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要屏障。中國(guó)西北地區(qū)屬溫帶大陸性氣候，氣候炎熱干燥、晝夜溫差最大可達(dá)20～30 ℃[4-5]。西北地區(qū)夏季白天干濕球溫差大，濕簾降溫下溫降快且幅度大，當(dāng)舍內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定溫度后，舍內(nèi)通風(fēng)量減小，致使雞舍送、排風(fēng)口溫差大，靠近風(fēng)機(jī)端雞群易遭受熱應(yīng)激；夜間氣溫低，排除舍內(nèi)余熱所需通風(fēng)量小，縱向通風(fēng)系統(tǒng)下舍內(nèi)濕簾端與風(fēng)機(jī)端溫差大[6-8]。蛋雞舍內(nèi)熱環(huán)境不均勻、局部冷熱應(yīng)激會(huì)影響蛋雞健康以及生產(chǎn)性能[9-13]，合理的通風(fēng)降溫系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)舍內(nèi)溫度場(chǎng)及氣流組織均勻的關(guān)鍵[1-2]。

為了解決縱向通風(fēng)系統(tǒng)下蛋雞舍內(nèi)熱環(huán)境不均勻、溫差大等問題，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開展了許多研究[14-18]。Mutaf等[14-17]通過對(duì)整棟舍間歇噴霧、噴淋等措施緩解舍內(nèi)熱環(huán)境不均勻；Chepete 等[16-17]研究表明間歇噴霧、噴淋降溫可緩解舍內(nèi)熱應(yīng)激，降低雞體溫上升、致死熱負(fù)荷閾值和死亡率等；Timmons等[18]研究建議進(jìn)一步研究改善噴霧、噴淋降溫系統(tǒng)后再推廣應(yīng)用，應(yīng)實(shí)現(xiàn)蛋雞舍內(nèi)雞活動(dòng)區(qū)域的精準(zhǔn)噴霧降溫而非整棟雞舍的噴霧。因噴霧、噴淋降溫的同時(shí)會(huì)淋濕飼喂設(shè)備、飼料和雞糞等，長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)降低設(shè)備的使用壽命，并不利于舍內(nèi)微生物環(huán)境的控制。因此間歇噴霧、噴淋等措施未在西北地區(qū)蛋雞養(yǎng)殖中推廣應(yīng)用。

調(diào)研中發(fā)現(xiàn)為緩解舍內(nèi)熱環(huán)境不均勻問題，西北地區(qū)夏季蛋雞舍應(yīng)用了一種新的通風(fēng)降溫方式：將降溫濕簾均勻的安裝在雞舍的兩縱墻上并與縱墻小窗共用進(jìn)風(fēng)口，外側(cè)為濕簾，內(nèi)側(cè)為縱墻小窗，風(fēng)機(jī)安裝在一端山墻上。根據(jù)溫度變化切換通風(fēng)模式，溫度高于設(shè)定值時(shí)，濕簾水泵開啟且內(nèi)側(cè)進(jìn)風(fēng)小窗為全開狀態(tài)，運(yùn)行縱墻濕簾降溫山墻排風(fēng)模式；溫度低于設(shè)定值時(shí)，濕簾水泵關(guān)閉且縱墻小窗根據(jù)溫度調(diào)控開啟角度，運(yùn)行縱墻小窗進(jìn)風(fēng)山墻排風(fēng)模式?？v墻進(jìn)風(fēng)山墻排風(fēng)系統(tǒng)在西北地區(qū)蛋雞養(yǎng)殖中大量應(yīng)用，但縱墻進(jìn)風(fēng)山墻排風(fēng)系統(tǒng)的研究工作相對(duì)薄弱，尚沒有學(xué)者對(duì)該通風(fēng)系統(tǒng)蛋雞舍內(nèi)的熱環(huán)境做過測(cè)試分析。

為研究應(yīng)用于中國(guó)西北地區(qū)的縱墻濕簾山墻排風(fēng)系統(tǒng)對(duì)蛋雞舍內(nèi)熱環(huán)境的改善情況，本試驗(yàn)選取了西北地區(qū)典型的縱墻濕簾山墻排風(fēng)與傳統(tǒng)山墻濕簾風(fēng)機(jī)降溫2種通風(fēng)系統(tǒng)的蛋雞舍，通過對(duì)舍內(nèi)熱環(huán)境的連續(xù)監(jiān)測(cè)，探究了2種通風(fēng)系統(tǒng)蛋雞舍內(nèi)的熱環(huán)境及熱應(yīng)激狀況，并比較了2種通風(fēng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)投入成本及維護(hù)問題，以期為優(yōu)化西北地區(qū)夏季蛋雞舍通風(fēng)降溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及自動(dòng)化控制提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 雞場(chǎng)外環(huán)境

試驗(yàn)雞場(chǎng)位于阜康市（87°46￠E、43°45￠N），屬中溫帶大陸性干旱氣候[4]，夏季酷熱，晝夜溫差大，年均氣溫為6.7 ℃，年極端最高氣溫有48 %的年份出現(xiàn)在8月上、中旬，日最高氣溫大于35 ℃，平均日較差12.7 ℃。

1.2 試驗(yàn)雞舍

該試驗(yàn)中試驗(yàn)舍與對(duì)照舍分別采用縱墻濕簾山墻排風(fēng)系統(tǒng)、傳統(tǒng)縱向通風(fēng)降溫系統(tǒng)，2棟蛋雞舍均坐北朝南，東西走向，長(zhǎng)96 m、寬11.5 m、檐高3 m；2棟雞舍均采用3層全階梯籠養(yǎng)、四列五走道布置、傳送帶清糞、乳頭飲水器飲水、行車喂料系統(tǒng)。試驗(yàn)舍與對(duì)照舍風(fēng)機(jī)型號(hào)及安裝臺(tái)數(shù)一致，清糞周期為每天1次。

試驗(yàn)舍與對(duì)照舍的區(qū)別為：1）試驗(yàn)開始時(shí)，試驗(yàn)舍飼養(yǎng)京紅一號(hào)父母代123日齡蛋雞，母雞14 600只、公雞730只；對(duì)照舍內(nèi)飼養(yǎng)京紅一號(hào)商品代123日齡蛋雞，存欄量15 500只。對(duì)照舍內(nèi)母雞比試驗(yàn)舍多900只，公雞少730只，對(duì)照舍與試驗(yàn)舍內(nèi)雞群的顯熱產(chǎn)熱量差異較小[11]，因此忽略雞群數(shù)量對(duì)試驗(yàn)造成的誤差。2）試驗(yàn)舍與對(duì)照舍安裝的濕簾為相同材質(zhì)。試驗(yàn)舍濕簾安裝于兩側(cè)縱墻上（圖1），外側(cè)為濕簾，內(nèi)側(cè)為進(jìn)風(fēng)小窗，濕簾與縱墻小窗共用進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)小窗的開啟度為0～100%，兩縱墻各有26個(gè)濕簾小窗，濕簾小窗的窗間距為3.3 m，縱墻進(jìn)風(fēng)濕簾小窗尺寸為長(zhǎng)0.70 m、寬0.70 m、厚0.15 m。試驗(yàn)舍內(nèi)空氣溫度高于設(shè)定閾值，濕簾水泵開啟，運(yùn)行縱墻濕簾山墻排風(fēng)模式；溫度低于設(shè)定值，濕簾水泵關(guān)閉，運(yùn)行縱墻小窗進(jìn)風(fēng)山墻排風(fēng)模式。對(duì)照舍濕簾安裝于一側(cè)山墻與兩縱墻端頭，山墻濕簾尺寸為長(zhǎng)10 m、寬2.55 m、厚0.15 m，兩縱墻濕簾尺寸分別為長(zhǎng)1.5 m、寬2.55 m、厚0.15 m。對(duì)照舍內(nèi)空氣溫度高于設(shè)定閾值，濕簾水泵開啟，運(yùn)行山墻濕簾進(jìn)風(fēng)山墻排風(fēng)模式；溫度低于設(shè)定值，濕簾水泵關(guān)閉，通風(fēng)模式不變。

圖1 縱墻進(jìn)風(fēng)山墻排風(fēng)系統(tǒng)

1.3 試驗(yàn)方法

2016年8月8日—2016年8月20日對(duì)試驗(yàn)舍與對(duì)照舍內(nèi)的溫度、濕度等進(jìn)行連續(xù)的測(cè)試，試驗(yàn)預(yù)試期5 d，預(yù)試期檢測(cè)雞舍內(nèi)溫?zé)岘h(huán)境變化大致規(guī)律，確定舍內(nèi)溫?zé)岘h(huán)境檢測(cè)方案；正試期8 d，按照方案進(jìn)行連續(xù)的測(cè)試。

1.3.1 雞舍內(nèi)溫?zé)岘h(huán)境測(cè)試

試驗(yàn)期間蛋雞舍內(nèi)、外溫濕度用HOBO U23-001型溫濕度采集記錄儀（美國(guó)Onset HOBO公司）自動(dòng)采集，每5 min采集存儲(chǔ)1次。舍外2個(gè)溫濕度檢測(cè)點(diǎn)設(shè)在2棟雞舍間。因2棟雞舍內(nèi)熱環(huán)境由雞舍中間列雞籠向兩縱墻方向程對(duì)稱分布，所以只在雞舍的一側(cè)3列雞籠雞活動(dòng)高度位置布置溫濕度測(cè)點(diǎn)（圖2）。為保證試驗(yàn)舍與對(duì)照舍測(cè)試數(shù)據(jù)的可比性，對(duì)照舍內(nèi)測(cè)點(diǎn)與試驗(yàn)舍測(cè)點(diǎn)布置一致，每個(gè)測(cè)點(diǎn)處安裝2個(gè)相同溫濕度采集記錄儀。舍內(nèi)水平與垂直方向布置溫濕度測(cè)點(diǎn)以分析2棟蛋雞舍內(nèi)熱環(huán)境的空間分布。舍內(nèi)溫濕度測(cè)點(diǎn)沿雞舍長(zhǎng)度方向上分別距離風(fēng)機(jī)相對(duì)側(cè)山墻23、52、80 m處斷面布置，用L23、L52、L80表示；舍內(nèi)垂直測(cè)點(diǎn)設(shè)在每層蛋雞籠雞活動(dòng)高度位置，由底層至最頂層雞籠雞活動(dòng)高度分別距離地面0.45、0.85、1.25 m，用H0.45、H0.85、H1.25表示。試驗(yàn)雞舍內(nèi)共設(shè)27個(gè)溫濕度測(cè)定點(diǎn)（圖2）。

注：L23、L52、L80分別表示沿雞舍長(zhǎng)度方向上分別距離風(fēng)機(jī)相對(duì)側(cè)山墻 23、52、80 m斷面布置溫濕度測(cè)點(diǎn)；H0.45、H0.85、H1.25分別表示沿垂直方向由底層至最頂層雞籠雞活動(dòng)高度分別距離地面0.45、0.85、1.25 m斷面布置溫濕度測(cè)點(diǎn)，下同。

1.3.2 雞舍溫濕指數(shù)的計(jì)算

溫濕指數(shù)（temperature-humidity index，THI）通常用來(lái)形容畜禽養(yǎng)殖過程中是否處于熱應(yīng)激狀態(tài)及其程度，是氣溫和氣濕2者結(jié)合來(lái)評(píng)價(jià)動(dòng)物熱應(yīng)激狀態(tài)的指標(biāo)[19]。當(dāng)THI≤74時(shí)，表明動(dòng)物尚未處于熱應(yīng)激狀態(tài)；當(dāng)THI位于75～78之間時(shí)，表明動(dòng)物處于輕度熱應(yīng)激狀態(tài)；當(dāng)THI位于78～83之間時(shí)，表明動(dòng)物處于中度熱應(yīng)激狀態(tài)；當(dāng)THI≥84時(shí)，表明動(dòng)物處于高度熱應(yīng)激狀態(tài)[19-20]。THI的計(jì)算如下式[19-21]：

THI=(1.8′T+32)–[(0.55–0.0055′RH)′(1.8′T–26)]

式中THI為溫濕指數(shù)；RH為相對(duì)濕度，%；T為干球溫度，℃。

1.3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

為更好的分析2種通風(fēng)系統(tǒng)蛋雞舍內(nèi)熱環(huán)境及熱應(yīng)激狀況，試驗(yàn)選取正試期舍外晝夜溫差最大的一天分析，應(yīng)用Origin 軟件(Ver.8，Origin Lab)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及繪圖，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方式為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，<0.05為差異性顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)舍和對(duì)照舍內(nèi)溫濕度測(cè)試結(jié)果與分析

蛋雞舍外熱環(huán)境測(cè)試結(jié)果如圖3所示，舍外空氣的平均溫度、相對(duì)濕度分別為25.7 ℃、38.7%；舍外空氣 溫度、相對(duì)濕度的波動(dòng)范圍分別為15.8～35.8 ℃、24.8%～57.7%。溫度是影響雞群健康和生產(chǎn)性能最基本、最顯著的因素，在適宜溫度條件下，濕度對(duì)家禽的體溫調(diào)節(jié)影響不顯著[22-23]，適宜蛋雞生產(chǎn)的溫度范圍為13～28 ℃[24-25]。

圖3 蛋雞舍外環(huán)境溫濕度變化

試驗(yàn)舍與對(duì)照舍內(nèi)空氣的平均溫度、相對(duì)濕度測(cè)試結(jié)果如圖4所示。

圖4 試驗(yàn)舍與對(duì)照舍內(nèi)環(huán)境溫濕度變化

由圖4可知，試驗(yàn)舍與對(duì)照舍內(nèi)空氣的平均溫度、相對(duì)濕度分別為（25.2±0.66）℃、（25.8±1.13） ℃；（50.9%±3.70%）、（54.9%±3.75%）；試驗(yàn)舍與對(duì)照舍內(nèi)空氣溫度、相對(duì)濕度的波動(dòng)范圍分別為23.2～25.9 ℃、19.3～29.6 ℃；45.2 %～69.6%、44.8 %～66.1%。

蛋雞舍內(nèi)溫度隨舍外溫度的波動(dòng)而變化，本試驗(yàn)測(cè)試中10:00舍外溫度達(dá)到27.3 ℃，雞舍內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定閾值，蛋雞舍濕簾水泵開啟，試驗(yàn)舍與對(duì)照舍都根據(jù)舍內(nèi)空氣溫度切換通風(fēng)模式。試驗(yàn)舍運(yùn)行縱墻濕簾山墻排風(fēng)模式；對(duì)照舍運(yùn)行山墻濕簾進(jìn)風(fēng)山墻排風(fēng)模式。21:00蛋雞舍內(nèi)溫度低于設(shè)定閾值，試驗(yàn)舍縱墻降溫濕簾水泵關(guān)閉，運(yùn)行縱墻小窗進(jìn)風(fēng)山墻排風(fēng)模式；對(duì)照舍濕簾水泵關(guān)閉，但通風(fēng)模式不變。

試驗(yàn)舍與對(duì)照舍內(nèi)水平與垂直方向的溫濕度差異顯著性分析結(jié)果如表1所示，濕簾水泵開啟時(shí)間段為10:00-21:00，試驗(yàn)舍內(nèi)水平方向距離風(fēng)機(jī)相對(duì)側(cè)山墻 23、52、80 m處3個(gè)斷面內(nèi)溫度與相對(duì)濕度差異不顯著（>0.05），對(duì)照舍內(nèi)相同測(cè)點(diǎn)位置相對(duì)濕度差異顯著（<0.05），對(duì)照舍內(nèi)水平方向距離風(fēng)機(jī)相對(duì)側(cè)山墻80 m處斷面內(nèi)測(cè)定點(diǎn)溫度與距離風(fēng)機(jī)相對(duì)側(cè)山墻23、52 m處2個(gè)斷面內(nèi)測(cè)點(diǎn)溫度差異顯著（<0.05）；對(duì)照舍內(nèi)垂直方向距離地面0.45、0.85、1.25 m處3個(gè)雞活動(dòng)高度水平面溫度差異顯著（<0.05），但試驗(yàn)舍相同測(cè)點(diǎn)位置溫度差異不顯著（>0.05）。濕簾水泵關(guān)閉時(shí)間段為21:00-10:00，試驗(yàn)舍內(nèi)水平方向距離風(fēng)機(jī)相對(duì)側(cè)山墻23、52、80 m處3個(gè)斷面內(nèi)溫度與相對(duì)濕度差異也不顯著（>0.05）。

表1 蛋雞舍水平與垂直方向溫濕度結(jié)果

注：不同小寫字母表示同一時(shí)間段同列數(shù)據(jù)差異顯著（<0.05）；相同小寫字母表示差異不顯著（>0.05），下同。10:00-21:00水泵開啟；21:00-10:00水泵關(guān)閉。

Note: Different lowercases indicate significant difference among the same column in the same time, at<0.05 level, same letters were no significant difference; the same as below. 10:00-21:00 open pump；21:00-10:00close pump.

試驗(yàn)舍與對(duì)照舍內(nèi)溫濕度都隨舍外環(huán)境的變化而產(chǎn)生波動(dòng)，但試驗(yàn)舍內(nèi)溫度變化波動(dòng)幅度較對(duì)照舍內(nèi)溫度變化波動(dòng)幅度小，試驗(yàn)舍與對(duì)照舍內(nèi)溫度波動(dòng)幅度最大分別為2.7、10.3 ℃。濕簾開啟時(shí)間段10:00—21:00與濕簾水泵關(guān)閉時(shí)間段21:00—10:00，試驗(yàn)舍內(nèi)水平與垂直方向溫度的波動(dòng)幅度均小于3 ℃，對(duì)照舍內(nèi)水平與垂直方向溫度的最大波動(dòng)幅度分別為7.2、6.5 ℃。Abbas 等[9]研究發(fā)現(xiàn)密閉式雞舍內(nèi)溫差超過3 ℃，會(huì)對(duì)蛋雞的生產(chǎn)性能及健康等產(chǎn)生不利影響。試驗(yàn)舍與對(duì)照舍內(nèi)熱環(huán)境比較可以看出試驗(yàn)舍內(nèi)溫度波動(dòng)小于對(duì)照舍，試驗(yàn)舍內(nèi)熱環(huán)境更適宜于蛋雞的生長(zhǎng)。

2.2 試驗(yàn)舍和對(duì)照舍內(nèi)溫濕指數(shù)結(jié)果與分析

溫濕指數(shù)反應(yīng)雞只所處熱環(huán)境的舒適程度，并可準(zhǔn)確評(píng)價(jià)雞只所處環(huán)境的熱應(yīng)激程度[10-23,26-28]。比較試驗(yàn)舍與對(duì)照舍內(nèi)溫濕指數(shù)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)（表2），對(duì)照舍內(nèi)不同測(cè)點(diǎn)無(wú)熱應(yīng)激狀態(tài)比試驗(yàn)舍內(nèi)低9.9%，輕度、中度、高度熱應(yīng)激狀態(tài)分別比試驗(yàn)舍內(nèi)高2.7%、7.2%、0.1%，對(duì)照舍內(nèi)蛋雞受到高度熱應(yīng)激的影響。

試驗(yàn)舍水平方向距離風(fēng)機(jī)相對(duì)側(cè)山墻80 m垂直斷面內(nèi)，蛋雞活動(dòng)高度位置為0.85、1.25 m測(cè)定點(diǎn)處受到輕度、中度熱應(yīng)激狀態(tài)分別為15.4%、14.1%；0、0.1%。試驗(yàn)舍水平方向距離風(fēng)機(jī)相對(duì)側(cè)山墻80 m垂直斷面內(nèi)，蛋雞活動(dòng)高度位置1.25 m處受到高度熱應(yīng)激的影響，原因?yàn)樯醿?nèi)蛋雞的顯熱發(fā)散量較大且熱氣流密度較小，熱氣流往雞舍上層集聚，致使雞舍最頂層蛋雞活動(dòng)高度位置1.25 m處溫度高。顧憲紅等[26]認(rèn)為高溫?zé)釕?yīng)激引起雞只體內(nèi)激素水平及血液生化指標(biāo)的變化，從而對(duì)雞的生產(chǎn)性能和蛋品質(zhì)造成不利影響；Buyse[28]研究60周齡的Hyline蛋雞高溫環(huán)境對(duì)生產(chǎn)性能、蛋品質(zhì)等的影響，研究結(jié)果表明熱應(yīng)激使采食量下降，致使蛋雞產(chǎn)蛋性能、蛋殼質(zhì)量厚度、蛋品質(zhì)下降等。

蛋雞舍夏季通風(fēng)的目的是將舍內(nèi)多余的熱量排除，使氣流通過雞只的不同飼養(yǎng)平面，以利于降低舍內(nèi)溫度和雞只體感溫度，氣流組織應(yīng)盡量避免和縮小通風(fēng)死角的范圍。合理的通風(fēng)降溫系統(tǒng)，舍內(nèi)水平面及垂直面上氣流組織應(yīng)均勻，使整舍內(nèi)蛋雞的活動(dòng)區(qū)域都在適宜的熱環(huán)境內(nèi)。蛋雞舍外空氣經(jīng)小窗濕簾進(jìn)風(fēng)口以射流形式進(jìn)入舍內(nèi)，在舍內(nèi)形成了一定溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果（圖4）可以看出縱墻濕簾山墻排風(fēng)系統(tǒng)能降低舍內(nèi)水平與垂直方向溫差，將舍內(nèi)水平、垂直方向溫差控制在3 ℃以內(nèi)，試驗(yàn)舍內(nèi)不同測(cè)點(diǎn)處蛋雞沒有受到高度熱應(yīng)激的影響，但舍內(nèi)水平方向距離風(fēng)機(jī)相對(duì)側(cè)山墻23 m處斷面測(cè)定點(diǎn)輕度熱應(yīng)激、中度熱應(yīng)激狀態(tài)分別為13.9%、0.5%。試驗(yàn)舍內(nèi)水平方向距離風(fēng)機(jī)相對(duì)側(cè)山墻23 m處斷面測(cè)定點(diǎn)內(nèi)受到熱應(yīng)激的原因可能是舍內(nèi)氣流組織不均導(dǎo)致，從表1中可以看出水泵開啟降溫時(shí)間段與縱墻小窗通風(fēng)時(shí)間段距離風(fēng)機(jī)相對(duì)側(cè)山墻23 m處斷面測(cè)定點(diǎn)內(nèi)溫度略高于距離風(fēng)機(jī)相對(duì)側(cè)山墻53、80 m處斷面測(cè)定點(diǎn)溫度，其原因?yàn)轱L(fēng)機(jī)相對(duì)側(cè)山墻上未安裝小窗濕簾，縱墻上遠(yuǎn)離風(fēng)機(jī)端第一個(gè)濕簾小窗的安裝位置與第一架雞籠具中間處于同一斷面上，在蛋雞舍風(fēng)機(jī)負(fù)壓作用下，冷空氣射流進(jìn)入舍內(nèi)的同時(shí)受到風(fēng)機(jī)作用力逐漸或者迅速向下偏斜，致使舍內(nèi)水平方向距離風(fēng)機(jī)相對(duì)側(cè)山墻23 m處斷面內(nèi)冷氣流回流區(qū)域范圍較小，因此該區(qū)域蛋雞會(huì)受到局部熱應(yīng)激的影響。試驗(yàn)舍內(nèi)熱應(yīng)激狀態(tài)較對(duì)照舍內(nèi)降低，但是試驗(yàn)舍內(nèi)部分蛋雞仍受到熱應(yīng)激的影響，熱應(yīng)激會(huì)對(duì)蛋雞產(chǎn)生不利的影響[23,26-29]，為緩解試驗(yàn)舍內(nèi)存在的局部熱應(yīng)激并將該縱墻濕簾山墻排風(fēng)降溫系統(tǒng)在西北地區(qū)蛋雞養(yǎng)殖中推廣，建議試驗(yàn)舍在風(fēng)機(jī)相對(duì)側(cè)山墻上也安裝降溫濕簾小窗。

表2 蛋雞舍內(nèi)不同測(cè)點(diǎn)溫濕指數(shù)

2.3 兩種通風(fēng)降溫系統(tǒng)成本估算

蛋雞舍縱墻濕簾山墻排風(fēng)系統(tǒng)與傳統(tǒng)縱向通風(fēng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)成本主要包括濕簾、風(fēng)機(jī)、水泵、水槽、水管等。采用縱墻濕簾山墻排風(fēng)系統(tǒng)試驗(yàn)舍與傳統(tǒng)縱向通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)照舍為例，計(jì)算比較2種通風(fēng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)投入成本。因蛋雞舍位于同一氣候區(qū)且相同飼養(yǎng)方式，為簡(jiǎn)化分析不考慮風(fēng)機(jī)、安裝施工、日常維護(hù)成本，只考慮2種通風(fēng)系統(tǒng)的投入成本。根據(jù)蛋雞舍夏季排除舍內(nèi)余熱、余濕及保證舍內(nèi)氣流速度可得出該地區(qū)雞舍的必要通風(fēng)量。以新疆烏魯木齊地區(qū)為例，烏魯木齊夏季空調(diào)室外計(jì)算日平均溫度為28.3 ℃，干球溫度為33.4 ℃，濕球溫度為18.3 ℃[30]，濕簾的降溫效率為80 %[31]，蛋雞顯熱產(chǎn)熱量為9.2 W/只[32]，則排除余熱的必要通風(fēng)量為30 241.9 m3/h；為增加雞體的對(duì)流散熱，還需保證一定的舍內(nèi)氣流速度[30]，一般應(yīng)達(dá)到1.0～2.0 m/s，取舍內(nèi)風(fēng)速為1.0 m/s，所需通風(fēng)量按滿足舍內(nèi)通風(fēng)斷面上平均風(fēng)速的要求，計(jì)算可得必要通風(fēng)量為198 720 m3/h。取過簾風(fēng)速為1.7 m/s[30]，則對(duì)照舍縱向通風(fēng)加濕簾降溫系統(tǒng)蛋雞舍的濕簾面積至少為33 m2，本試驗(yàn)中對(duì)照舍濕簾面積至少為33.2 m2, 滿足濕簾安裝尺寸要求。當(dāng)濕簾面積大于30 m2時(shí)，0.15 m鋁合金框架濕簾的單價(jià)為85元/m2；濕簾面積小于30 m2時(shí)，濕簾單價(jià)為95元/m2。試驗(yàn)舍縱墻濕簾山墻排風(fēng)系統(tǒng)與對(duì)照舍傳統(tǒng)縱向通風(fēng)系統(tǒng)中濕簾的成本分別為2 420、2 805元。試驗(yàn)舍縱墻濕簾山墻排風(fēng)系統(tǒng)濕簾均勻安裝在兩縱墻，每側(cè)濕簾獨(dú)立配置一套供水系統(tǒng)但共用同一循環(huán)水池，循環(huán)水泵的價(jià)格為500元/臺(tái)，試驗(yàn)舍縱墻濕簾山墻排風(fēng)系統(tǒng)蛋雞舍輸水系統(tǒng)的水泵吸水管和回水管總長(zhǎng)度約為380 m，是對(duì)照舍傳統(tǒng)縱向通風(fēng)系統(tǒng)水管長(zhǎng)度的9.5倍，輸水系統(tǒng)吸水管和回水管均采用32 mm PVC管材，PVC管材長(zhǎng)度小于200 m時(shí)，單價(jià)為10元/m；長(zhǎng)度大于200 m時(shí)，單價(jià)為8元/m，則試驗(yàn)舍與對(duì)照舍水泵與水管的成本分別為3 540、900元。因此試驗(yàn)舍與對(duì)照風(fēng)2種不同通風(fēng)降溫系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)投入成本分別為5 960、3 705元，試驗(yàn)舍采用縱墻濕簾山墻排風(fēng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)成本投入是對(duì)照舍傳統(tǒng)縱向通風(fēng)山墻濕簾風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)成本的1.6倍。

3 結(jié) 論

1）試驗(yàn)舍內(nèi)溫度波動(dòng)比對(duì)照舍低，試驗(yàn)舍與對(duì)照舍內(nèi)溫度最大波動(dòng)幅度分別為2.7、10.3 ℃，試驗(yàn)舍內(nèi)水平方向溫濕度差異不顯著（>0.05），但對(duì)照舍內(nèi)水平與垂直方向溫濕度差異顯著（<0.05）。

2）對(duì)照舍內(nèi)無(wú)熱應(yīng)激狀態(tài)比試驗(yàn)舍低9.9%，輕度、中度、高度熱應(yīng)激狀態(tài)比試驗(yàn)舍內(nèi)高2.7%、7.2%、0.1%，對(duì)照舍水平方向距離風(fēng)機(jī)相對(duì)側(cè)山墻52、80 m斷面測(cè)點(diǎn)蛋雞受到高度熱應(yīng)激，試驗(yàn)舍內(nèi)蛋雞未受到高度熱應(yīng)激影響。

3）試驗(yàn)舍采用縱墻濕簾山墻排風(fēng)降溫系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)投入成本是對(duì)照舍傳統(tǒng)縱向通風(fēng)山墻濕簾風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)成本的1.6倍。

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Vertical walls-evaporative cooling pad and gable-exhaust-air- ventilation system improving poultry house thermal environment in Northwest region of China

Wang Yang1,2,3, Zheng Weichao1,2,3, Li Xuanyang1,2,3, Li Baoming1,2,3※, Wan Daifu4

(1.100083,; 2.100083,3.100083,; 4.830001,)

Large temperature variations and non-uniformity of air distribution are founded in the poultry houses by using tunnel ventilation and evaporative cooling systems. Poultry suffer from large variations of temperatures, cold stress near the evaporative cooling pads region and heat stress near fans region. These adverse factors negatively influence poultry health, production performance, mortality rate, and consequently resulting in significant economic losses. In order to improve the welfare of the poultry and mitigate the large variations of air temperatures, heat stress in the poultry occupied zones. The poultry houses were equipped with a new ventilation system-vertical walls intake air and gable exhaust air ventilation system in China Northwest region. The evaporative cooling pads separately and uniformly on both vertical walls and exhausting air through fans located on the gable. When the indoor air temperature was higher than the set-point, the fans created a slightly negative pressure to draw fresh air through the evaporative cooling pad into the poultry houses. This was in contrast to other time in poultry houses which have fresh air directly entering into the poultry houses without cooling through the wall inlets. In order to determine the environmental condition of the poultry house that was equipped with the new ventilation system and its existing problems, this study had been conducted to detect and analyze the thermal environment. The performance of the new ventilation system in an experimental poultry house was evaluated in comparison with the tunnel ventilation and evaporative cooling systems in control poultry house by measuring the thermal environment. Results showed that the maximum air temperature fluctuation in the experimental poultry house and in control poultry house was 2.7 and 10.3 ℃, respectively. The air temperature and relative humidity difference were not significantly different (>0.05) along the horizontal and vertical direction in the experimental poultry house, and the air temperatures and relative humidity difference were significantly different (<0.05) along the horizontal and vertical direction in control poultry house. The heat stress degree in control poultry house was larger than that in the experimental poultry house, and the normal level of no heat stress in the control poultry house was lower by 9.9% compared with in the experimental poultry house, alert level was higher by 2.7%, danger level was higher by 7.2% and emergency level was higher by 0.1%. There was no emergency heat stress in experiment poultry house but the control poultry house was suffered from different degrees of heat stress. The economic cost of using the new ventilation system-sidewall intake air and gable exhaust air ventilation system in the experimental poultry house is 1.6 times the cost of the traditional tunnel ventilation cooling system in control poultry house. Comprehensive evaluation, the new ventilation system can mitigate the large variations of air temperatures, heat stress in the poultry occupied zones in China Northwest region poultry houses. Thus, this new ventilation system of the poultry house is suitable to be promoted and applied in China Northwest region and it is necessary to equipped with evaporative cooling pads in gable wall of the opposite side of the fans. The study expectation was to develop a guideline on ventilation and cooling systems design and automation control for poultry houses under continental climate zones.

temperature; humidity; cooling; poultry house; heat stress; ventilation system

10.11975/j.issn.1002-6819.2018.21.024

S831.7

A

1002-6819(2018)-21-0202-06

2018-04-18

2018-09-20

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2018YFD0500700）；國(guó)家蛋雞產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-40）；北京市基地建設(shè)和人才培養(yǎng)專項(xiàng)（Z171100002217018）

王 陽(yáng)，博士生，研究方向?yàn)樾笄萁】淡h(huán)境及其控制技術(shù)。 Email：wangyang512@cau.edu.cn

李保明，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事畜禽設(shè)施養(yǎng)殖工藝與環(huán)境研究。Email：libm@cau.edu.cn

王 陽(yáng)，鄭煒超，李絢陽(yáng)，李保明，萬(wàn)代富. 西北地區(qū)縱墻濕簾山墻排風(fēng)系統(tǒng)改善夏季蛋雞舍內(nèi)熱環(huán)境[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2018，34(21)：202－207. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.21.024 http://www.tcsae.org

Wang Yang, Zheng Weichao, Li Xuanyang, Li Baoming, Wan Daifu. Vertical walls-evaporative cooling pad and gable-exhaust-air-ventilation system improving poultry house thermal environment in Northwest region of China [J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(21): 202－207. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.21.024 http://www.tcsae.org