Подвижность и охлаждающая способность воздуха, роза ветров

Движение воздуха в горизонтальном и вертикальном направлениях зависит от неравномерного нагревания земной поверхности солнечными лучами. Вследствие неодинакового скопления воздушных масс и разности атмосферного давления в различных точках земной поверхности возникают восходящие и нисходящие точки воздуха, которые перемещают воздушные массы как в горизонтальном, так и вертикальном направлениях. Скорость ветра (горизонтальное перемещение воздушных масс) измеряется расстоянием, пройденным массой воздуха в единицу времени и выражается в метрах в секунду (м/с). Направление ветров на местности определяется точкой горизонта, откуда дует ветер и обозначается в румбах (С, Ю, З, В и N, S, W, O).

Графическое изображение повторяемости направления ветра на местности за определенный промежуток времени называется "розой ветров". Эту особенность необходимо учитывать при планировке животноводческих ферм, расположении помещений, лагерей, стойбищ для животных.

Постоянно передвигаясь в различных направлениях по помещению, воздух оказывает значительное влияние на тепловой баланс организма животного – охлаждающая способность воздуха (катаиндекс). В процессе движения он сменяет нагретую воздушную оболочку вокруг тела и оказывает охлаждающее действие, вызывая снижение температуры сначала на поверхности волосяного покрова, затем в толще его и на поверхности кожи (конвективная теплопередача). При этом усиливается отдача тепла и за счет испарения. Если температура окружающего воздуха выше температуры тела и воздух насыщен влагой, то его движения уже не дает охлаждающего эффекта, а, наоборот, способствует повышению температуры тела. Однако большие скорости движения воздуха при низкой его влажности и высокой температуре могут вызвать высыхание кожных покровов и оказать отрицательное влияние на организм в целом. Повышение скорости движения при низких температурах и высокой влажности воздуха приводит к переохлаждению тела животного и возникновению легочных заболеваний. Аналогичное явление отмечается при отсутствии движения воздушных масс в помещении при низкой температуре и высокой влажности ввиду нарушения процессов терморегуляции, что сопровождается повышенной теплоотдачей. Застойный воздух при высокой температуре и влажности, наоборот, ведет к перегреванию организма, что также неблагоприятно сказывается на состоянии и продуктивности животных.

Таким образом, в жаркое время года высокие скорости движения воздуха могут благоприятно влиять на организм, способствуя удалению излишков тепла;

зимой, напротив, это вызывает переохлаждение животных. При активном их моционе вне помещений умеренные ветры оказывают бодрящее, тонизирующее действие. Продолжительный сильный ветер, который сопровождается шумом, возбуждает животных. При скорости 5-7 м/с, проявляется раздражающее действие, а зимой большие скорости движения воздуха приводят к обморожению и резкому ухудшению общего состояния организма животного.

В условиях животноводческих помещений большое значение имеют сквозняки, опасность которых заключается в действии их на ограниченные участки тела, вследствие чего охлаждение бывает мало ощутимым и не вырабатывает достаточных защитных реакций со стороны организма.

В зимнее время скорость движения воздуха в животноводческих помещениях не должна превышать 0,3 м/c (при сквозняках она 0,5 м/с и выше). Если в помещении низкая температура, резко увеличивается теплоотдача, обмен веществ, охлаждается поверхность тела, что приводит к неоправданной трате кормов. При скорости 4,0 м/с теплоотдача выше на 25%, чем при 0,25 м/с.

Измеряют скорость движения воздуха при помощи анемометров крыльчатых и чашечных, а охлаждающую способность воздуха при помощи кататермометров.

Нормативы охлаждающей способности воздуха (катаиндекс) в помещении с быками должна быть - 7,2 - 9,5 мкал/см2*с.

3.4. обоснование естественной и искусственной освещённости. Расчёт светового коэффициента, количество и расположение оконных проёмов, электроламп (схема). Источники и режимы УФ- и ИК-облучения.

Солнечные лучи являются единственным источником лучистой энергии для земной поверхности и атмосферы. Поглощаясь поверхностью земли и водой, солнечные лучи превращаются в тепловую энергию, а в растениях – в химическую энергию органических соединений.

В солнечном спектре различают следующие лучи: инфракрасные (невидимые тепловые) с длиной волны от 760 до 3400 нм; световые (видимые) – от 400 до 760 нм; ультрафиолетовые (невидимые) – от 5 до 400 нм (лучи с длиной волны короче 280 нм поглощаются верхними слоями атмосферы). В организм лучи проникают на разную глубину: инфракрасные и красные – на несколько сантиметров, световые - на несколько миллиметров., а ультрафиолетовые – только на 0,7-0,9 мм.

Атмосфера служит фильтром естественной солнечной радиации. Если на границе земной атмосферы ультрафиолетовая часть солнечного спектра составляет 5%, видимая часть 52%, инфракрасная часть – 43%, то у поверхности земли состав солнечной радиации иной. Ультрафиолетовая часть равняется 1%, видимая – 40%, а инфракрасная – 59%. Количество задерживаемых атмосферой солнечных лучей тем больше, чем меньше угол падения их на землю, то есть чем ниже к горизонту находится Солнце.

В течение дня и по сезонам года меняется интенсивность и продолжительного естественного освещения. Максимальное количество света на земную поверхность падает летом, а наименьшее – зимой. Интенсивность освещенности нарастает с утра к полудню и снижается к вечеру. Самый короткий день бывает в декабре, а самый длинный – в июне. Аналогичная динамика в освещении наблюдается и в животноводческих помещениях.

Видимый свет имеет большое значение в жизни животных. Благодаря этому животные приобретают возможность ориентироваться в пространстве и осуществлять разнообразные акты поведения. В этом отношении особо важное значение имеет прием корма, так как большинство видов животных принимают корм на свету.

Воздействие света в организме животных вызывает значительные биохимические и физиологические изменения. В результате этого происходит перестройка организма, сопровождающаяся целым комплексом изменений, степень которых во многом зависит от возраста животных. Видимые лучи света оказывают влияние на функцию центральной нервной системы и через нее

рефлекторно на функции других органов. Видимый свет повышает функцию эндокринных органов, которые вырабатывают в значительных количествах гормоны с многообразным действием, в том числе и на половые железы.

Под влиянием солнечного освещения у животных повышается активность окислительных ферментов, углубляется дыхание, улучшается работа органов пищеварительной системы, усиливается отложение в тканях белка, жира, минеральных веществ, пополняются запасы некоторых витаминов, что благоприятно сказывается на их здоровье и продуктивности. Солнечные лучи угнетают или убивают микроорганизмы, яйца и личинки возбудителей паразитарных заболеваний, способствуют повышению защитных факторов крови самих животных.

Недостаток естественного света может вызвать у животных стрессовое состояние. У них развивается вялость, уменьшается аппетит, угнетается половая деятельность, снижается общая резистентность организма. Такие животные более предрасположены к различным заболеваниям.

Естественное освещение может применяться следующих видов: боковое – через окна в наружных стенах, верхнее – через световые фонари и проемы в покрытии, а также через проемы в местах перепадов высот, смежных пролетов зданий и комбинированное, когда к верхнему освещению добавляется боковое.

При обеспечении естественного освещения следует помнить, что гигиеническое значение естественного освещения (рассеянного света неба и прямых солнечных лучей) определяется интенсивностью освещения и спектральным составом света, проникающего в помещение.

Естественная освещенность внутри животноводческих зданий нормируется двумя способами: светотехническим и геометрическим. Светотехническое нормирование основывается на определении коэффициента естественной освещенности (КЕО), который представляет собой отношение горизонтальной освещенности в данной точке внутри помещения (Е вн.) к одновременной наружной освещенности горизонтальной площади на открытом месте (Е нар.), освещенном диффузным светом всего небосвода.

Геометрическое нормирование, или световой коэффициент (СК) устанавливает отношение остекленной площади поверхности окон к площади пола освещаемого помещения.

Между тем, в практике строительства животноводческих помещений в основном применяется геометрический метод нормирования освещенности. При этом способе не берутся в расчет световой климат местности, ориентация окон по отношению к сторонам света, наличие в помещении отраженного света от поверхности конструкций, затемняющее влияние противостоящих

помещений, конструктивные особенности здания, размещение внутри помещения оборудования, светопотери при прохождении светового потока через остекленный световой проем и др.

Для сельскохозяйственных животных наиболее эффективен полный спектр освещенности. В зоне размещения быков освещенность должна составлять 75 лк (при продолжительности 14 ч в сутки). Искусственное электрическое освещение следует применять для восполнения естественного освещения, продолжительности светового дня зимой и в переходные периоды года. Нормативное искусственное освещение в животноводческих помещениях следует осуществлять люминесцентными светильниками типа ПВЛ (пылевлагозащищенные лампы) с газоразрядными лампами ЛДЦ (улучшенного спектрального состава), ЛД (дневные), ЛБ (белые), ЛХБ (холодно-белые), ЛТБ (тепло-белые) и др. Мощность люминесцентных ламп – от 15 до 80 Вт; в практике животноводства используют лампы на 40 и 80 Вт. Спектральные характеристики света этих ламп приближаются к спектральным характеристикам дневного света (естественного).

Для искусственного освещения помещений применяются также лампы накаливания, главным образом для обеспечения уровня освещенности менее 50 лк. Они просты по устройству и надежны в работе. Однако эти лампы характеризуются низкой световой отдачей, дают малый световой коэффициент полезного действия и чрезмерную яркость света. Для большинства ламп накаливания общего назначения средняя продолжительность горения составляет 1000 ч, а в условиях животноводческих помещений срок их службы не превышает 700 ч.

Источники и режим УФ- и ИК- облучения.

Значение солнечной инсоляции будет неполным, если не сказать о роли ультрафиолетовых лучей, являющихся составной частью солнечного спектра. Под их влиянием в организме животных происходит ряд физиологических изменений, характеризующихся усилением обмена азота, фосфора, кальция, липидов, сахаров, повышением уровня окислительно-восстановительных процессов. Ультрафиолетовое облучение является одним из действенных способов профилактики рахита, остеомаляции, и других заболеваний животных, связанных с нарушением обмена кальция и фосфора в организме. Под влиянием умеренного ультрафиолетового облучения происходит повышение естественной резистентности организма и продуктивности животных. Ультрафиолетовое излучение служит мощным адаптогенным агентом, широко используемым в животноводческой практике для сохранения здоровья и повышения продуктивности животных и птицы. Ультрафиолетовая

радиация оказывает не только общебиологическое влияние на все системы и органы, но и специфическое действие, свойственное определенному диапазону волн. Известно, что ультрафиолетовая радиация с диапазоном волн от 400 до 320 нм вызывает эритемно-загарное действие (область А), с диапазоном волн от 320 до 275 нм – антирахитическое и слабобактерицидное действие (область В), а коротковолновая ультрафиолетовая радиация с диапазоном волн от 275 до 180 нм (область С) оказывает повреждающее действие на биологическую ткань. На поверхности земли биологические объекты не подвергаются губительному действию коротковолновой ультрафиолетовой радиации, так как в верхних слоях атмосферы происходит рассеяние и поглощение волн с длиной 290 нм.

В практике животноводства широко применяется искусственное облучение с помощью ламп различного типа. Однако следует помнить о необходимости строгого дозирования облучения.

При УФ облучении нужно знать плотность эритемного потока, падающего на животное на расстоянии 1 м от излучателя, т.е. эритемную облученность, которая характеризуется отношением падающего эритемного потока к площади облучаемой поверхности.

Однако действие УФ излучения зависит не только от уровней эритемного потока и эритемной облученности, но и от продолжительности облучения. Поэтому общая доза ультрафиолетовых лучей (УФЛ) измеряется в мВт×ч/м2.

Дозы облучения для быков составляют 250-270 мВт×ч/м2.

Дозы УФ облучения можно контролировать уфиметрами-УФИ-65 или расчетным путем.

При увеличении расстояния от лампы с 1 до 1,5 м эритемная облученность уменьшается в 2 раза, а на расстоянии 2 м от источника — в 4 раза. Это нужно учитывать при подвеске ламп над животными. Необходимо учитывать сроки их использования (1000-1500 ч). С увеличением времени использования интенсивность ультрафиолетового излучения ламп снижается. УФ лампы необходимо подвешивать на расстоянии, недоступном для животного, с защитной сеткой.

В хозяйстве используют лампы ДРТ-400, их подвешивают на расстоянии 1,2 м от уровня спины животного и облучают по 25-30 мин раз в 2-3 дня.

Инфракрасное излучение также называют «тепловым» излучением, так как инфракрасное излучение от нагретых предметов воспринимается кожей как ощущение тепла. Таким образом все источники тепла, например калориферы, являются источниками ИК-излучения.

Для взрослых животных специальное ИК-облучение не применяется.

Вреднодействующие газы

В воздухе помещений для животных могут скапливаться углекислый газ, аммиак, сероводород, а также оксид углерода.

Углекислый газ (СО2) – бесцветный, без запаха, не горюч. Со слабокислым привкусом, является физиологическим возбудителем дыхательного центра, обеспечивает ритмичную работу легких и играет тем самым большую роль в жизни животных. Для нормальной их жизнедеятельности в крови поддерживается необходимое парциальное давление углекислого газа в результате образования его в процессе обмена веществ.

Основной источник накопления углекислого газа в животноводческих помещениях – сами животные. Так, быки выделяют около 250-300 г или 114-162л СО2 в час.

В производственных условиях концентрация углекислого газа в воздухе животноводческих помещений бывает обычно нетоксичной. Но длительное содержание животных в закрытых помещениях в условиях повышенной концентрации этого газа, хотя и в токсических количествах, способствует возникновению в их организме ацидотического состояния, нарушению обмена веществ, сдвигам в буферной системе. Животные вялые, неохотно поедают корма, защитные силы их организма снижаются, что, естественно, неблагоприятно сказывается на продуктивности. Увеличение концентрации СО2 в воздухе до 0,5% и выше вызывает повышение кровяного давления, учащение дыхания и пульса, создает излишнюю нагрузку на сердце и дыхательные органы.

Наряду с непосредственным действием на организм животных содержание СО2 в воздухе помещений имеет косвенное гигиеническое значение. Углекислота накапливается в воздухе параллельно с загрязнением его другими газообразными выделениями, пылью, микроорганизмами и пр. В связи с этим он служит показателем санитарного качества воздушной среды и используется при исчислении потребности животных в вентиляции и кубатуре помещения.

Для уменьшения концентрации СО2в воздухе нужно правильно организовать вентиляцию, особенно в зоне нахождения животных (с устройством воздухозабора в нижней части помещения).

В животноводческих помещениях предельно допустимая концентрация углекислого газа, при которой в санитарном отношении воздух считается чистым – не более 0,25%.

Аммиак (NH3) –газ без цвета, с резким запахом, сильно раздражающий слизистые оболочки. В помещениях для животных образуется в результате

разложения органических остатков, содержащих азот (моча, кал, загрязненная подстилка).

Наиболее высокая концентрация аммиака наблюдается обычно вблизи пола и в первую очередь в зоне расположения каналов для сбора навоза и лотков для стока навозной жижи.

При низкой температуре и высокой относительной влажности воздуха аммиак поглощается подстилкой, холодными поверхностями пола и стен, а при повышении температуры происходит обратное явление – аммиак выделяется в воздух.

В благоустроенных животноводческих помещениях, где соблюдается санитарный режим, концентрация аммиака в воздухе редко превышает допустимую норму.

Для здоровья животных аммиак особо опасен. Легко растворяясь в воде, он адсорбируется в верхних дыхательных путях. Вызывая болезненный кашель, слезотечение, а затем и развитие слизисто-гнойного конъюктивита, отек легких и другие явления. Попадая через легкие в кровь, аммиак образует с гемоглобином щелочной гематин, вследствие чего снижается содержание гемоглобина и эритроцитов, развивается анемия и блокируется дыхательная функция крови. В повышенных концентрациях аммиак сильно возбуждает центральную нервную систему, что сопровождается спазмами голосовой щели, трахеальной и бронхиальной мускулатуры, отеком легких и параличом дыхательного центра. Аммиак, содержится в воздухе закрытых помещений, способствует распространению туберкулеза и других инфекционных болезней, поскольку нарушается резистентность организма животных. Ослабляется местная и общая сопротивляемость, ухудшается морфологический и биохимический состав крови, снижается усвояемость протеина, жиров и клетчатки. У коров резко снижаются удои на 25-28%.

Для уменьшения концентрации аммиака в воздухе необходимо своевременно удалять мочу, жижу и навоз из помещения, применять влагонепроницаемые прочные полы, правильно использовать воздухообмен в зоне нахождения животных, использовать газопоглощающие подстилки, дезодоранты и препараты (суперфосфат, сернокислый алюминий, соляную и серную кислоты и др.)

Содержание аммиака в воздухе животноводческих помещений допустимо лишь в пределах не более 20 мг/м3.

Сероводород (H2S) – крайне ядовитый газ без цвета, по запаху напоминает запах испорченных яиц. В атмосферном воздухе сероводород отсутствует или содержится в ничтожных количествах и гигиенического значения не имеет.

В животноводческих помещениях сероводород образуется при разложении белковых серосодержащих веществ, а также поступает из кишечных выделений животных. В воздух помещений он может попадать из канала для сбора навоза, особенно в период его уборки, и из жижеприемников при отсутствии в канализационной системе гидравлического затвора.

Сероводород является сильнотоксичным газом и в высоких концентрациях действует наподобие синильной кислоты. Токсичность его усиливается в присутствии других вредных газов, а также при высокой влажности воздуха, поскольку влага способствует фиксации его на слизистых оболочках глаз и дыхательных путей. В результате соединения сероводорода с тканевыми щелочами образуется сульфид натрия или калия, который вызывает воспаление слизистых оболочек. При попадании в кровь сульфидные соединения гидролизуются, освобождая сероводород, который отрицательно действует на нервную систему и вызывает общее отравление организма. В крови сероводород связывает железо гемоглобина, в результате чего образуется сернистое железо. Гемоглобин теряет способность поглощать кислород из воздуха, что приводит к кислородному голоданию и снижению окислительных процессов в организме животного. Токсичность сероводорода начинает проявляться в концентрациях свыше 0,01% (15 мг/м3) и представляет опасность для здоровья людей и животных. Это сопровождается развитием конъюктивитов, катаров верхних дыхательных путей, гастроэнтеритов, нарушением сердечной деятельности, падением продуктивности. При содержании сероводорода в количестве 20-50 мг/м3 наступает общее отравление, выражающееся в потере 15-20% живой массы, аритмии, ослаблении тонов сердца, сужении зрачков. Дальнейшее увеличение концентрации этого газа во вдыхаемом воздухе ведет к воспалению и отеку легких. Однако в современных зданиях для содержания животных высокая концентрация сероводорода может встречаться в отдельных случаях при полном выходе из строя систем вентиляции и канализации, особенно в закрытых (безоконных) помещениях. Наличие сероводорода в воздухе помещений даже в небольших количествах является показателем неправильной эксплуатации зданий и оборудования.

Мероприятия по недопущению накопления сероводорода в помещении необходимо проводить комплексно и постоянно, с учетом ликвидации источников его образования (замена подстилки, оборудование вентиляции и др.). Для очистки воздуха в животноводческих помещениях необходимы: чистота внешнего (атмосферного) воздуха, надежная работа системы вентиляции, надлежащее соблюдение гигиены и ветеринарно-санитарной

культуры на фермах и комплексах, а также четкая работа системы канализации и своевременное удаление навоза.

Предельно допустимая концентрация его в воздухе помещений для животных – не более 5-10 мг/м3.

Оксид углерода, или угарный газ (СО) – продукт неполного сгорания топлива, не имеет цвета, слабого запаха, немного напоминающего запах чеснока, без вкуса, горит синеватым пламенем.

В воздухе животноводческих помещений окись углерода обнаруживается при использовании мобильных систем раздачи кормов, уборке помещения, отдельных систем отопления. В этом случае в воздухе помещений накапливаются незначительные количества окиси углерода и при недостаточном воздухообмене ее можно обнаружить в течение часа. Механизм токсического действия угарного газа заключается в образовании стойкого соединения – карбоксигемоглобина (HbСО). В результате нарушается снабжение тканей, кислородом, быстро развивается аноксемия со всеми негативными последствиями.

Профилактика отравлений угарным газом заключается в предупреждении его образования, недопущении неполного сгорания газа и обеспечении активной вентиляции в зонах нахождения животных.

Предельно допустимая концентрация окиси углерода в помещениях составляет 2 мг/м3.