大型自然通风奶牛舍空气颗粒物浓度监测方法中测点数和位置优化

对奶牛舍颗粒物浓度和分布进行实时连续监测,是评估其环境风险和制定科学减排措施的前提。随着大型奶牛舍的快速发展,对尽可能少且科学地布置测点数量和位置并能够对舍内颗粒物浓度进行精准监测,提出了新的挑战。为探究测点优化布置方案,该研究基于物联网技术在大型自然通风奶牛舍内3个相邻饲养区域布置17个采样点,对总悬浮颗粒物(total suspended particle,TSP)和细颗粒物(PM2.5)浓度进行了连续6个月监测,得到舍内浓度平均值(视为“真值”);利用系统聚类和误差分析方法得到优化的测点方案,并将其颗粒物浓度结果与6种传统测点方案进行对比,以确定最优的测点数量和位置方案。结果表明,舍内3个饲养区域内颗粒物浓度分布均匀,PM2.5浓度在不同采样高度上无统计差异(P>0.05),而TSP浓度在屋顶通风口下方(9.0 m)明显低于1.5和2.5 m高度(P<0.05)。与真值相比,优化测点方案的TSP和PM2.5浓度监测误差绝对值之和分别为6.4%~22.6%和4.7%~14.2%,均低于传统测点方案。综合考虑优化方案的科学性和传统方案的易操作性,确定最优测点方案为:在奶牛舍中央屋顶通风口下方1.0~2.0 m处布置1个测点,在奶牛卧床上方2.5 m高度布置2个测点,上述3个测点按奶牛舍斜对角线进行布置;另外,分别在挤奶通道、饲喂通道、清粪通道上方2.5 m高度处各布置1个测点;共计6个测点。该优化测点方案可满足监测准确性和易操作性要求。

冀中平原典型奶牛舍环境质量状况研究

选择冀中平原地区3类典型奶牛舍,对春季(无应激期)、夏季(热应激期)、冬季(冷应激期)各舍内外温热环境及其他环境质量状况评价指标进行检测,研究不同建筑结构奶牛舍环境质量状况,指导该地区奶牛舍设计改造和环境改善。结果表明,相同试验期内,各舍外环境温度、相对湿度和THI均无显著差异(P>0.05);舍2温度均为最高(P<0.05)。春季、夏季各舍相对湿度均无显著差异(P>0.05),冬季舍1最低(P<0.05)。春季各舍THI无显著差异(P>0.05),夏季舍2最高(P<0.05),冬季舍3最低(P<0.05)。春季、夏季各舍PM 2.5、PM 10含量差异均不显著(P>0.05),冬季舍2最高(P<0.05)。相同试验期内,舍2屋顶温度、地面温度、NH 3、CO 2、空气中细菌含量均显著高于其他舍(P<0.05);各舍风速、噪音强度、人工光照强度均无显著差异(P>0.05),自然光照强度为舍3>舍1>舍2(P<0.05)。冀中平原地区奶牛舍的设计、改造及管理应注意兼顾夏季的防暑降温、冬季防寒保暖和通风换气,改善牛舍内环境质量。

标准化奶牛舍的建设和实施

牛舍的标准化建设有助于奶牛的科学化养殖和绿色养殖业的发展,只有基础设施标准化的推行才能有助于保持奶牛机体的健康、维持高产奶牛的产奶量并实现可持续的生态化养殖。标准化牛舍的建设和实施是基础,也是生态化养殖的基本要求,本文通过对标准化牛舍的建设进行综合概述,对推进绿色现代农业养殖业的发展具有一定意义。

高寒地区冬季奶牛舍环境调控方法研究

我国高寒地区饲养奶牛如果能够切实落实饲养舍的环境调控措施,就可以确保现有乳制品企业处于高寒条件下同样具备健康统筹奶牛的优势,与此同时对于维持奶牛自身产能的稳定性比较有效,当前的经济市场环境中不仅可以为整体企业的产量供应搭建保护平台,还能避免奶牛因为冷应激的刺激而引发疾病的不良情况,否则容易导致所产乳制品质量在不同程度上受到一定影响。本文主要从冬季奶牛舍的环境影响情况入手分析,根据多年的实践工作经验而确定有效的处理措施,以期为高寒地区冬季饲养奶牛针对饲养舍环境的调控工作提供可靠的理论依据,供参考。

丹麦舍饲散养自然通风奶牛舍的空气环境分析

近年来,奶牛全舍饲散养工艺技术被欧美等国家越来越普遍地使用。全舍饲工艺中的舍内空气质量对奶牛的健康和生产性能影响很大,为较深入了解该工艺中热环境与其它有害气体的相应关系,通过对丹麦7个有代表性奶牛场进行温度、含湿量及几种主要有害气体的现场测试,对该工艺下舍内空气环境条件进行分析研究。结果表明:丹麦气候条件下全舍饲的自然通风牛舍,其舍内热湿状况受舍外温湿度及牛体本身的影响,在0～25℃范围内,舍温一般比舍外高1～3℃,舍外温度每升高1℃,舍内温度上升0.8℃,含湿量约增加1000mg/m3;舍内各环境因素之间具有显著的相关性,温度、含湿量的高低对NH3、CO2、CH4浓度均有影响;白天,由于自然通风量较大,这3种气体的平均浓度比夜间低20%左右。而N2O在整个测量过程中并未发现显著变化。

奶牛舍环境中气载微生物含量的检测

【目的】准确地定量奶牛舍环境中气载微生物（细菌和真菌）的含量,并评估其健康风险。【方法】利用国际标准的AGI-30空气采样器,以无菌生理盐水为采样介质,收集奶牛舍空气样品,分别用培养计数法和4,6-联脒-2-苯基吲哚（DAPI）染色法,对奶牛舍环境中气载微生物含量进行计数,比较两种方法的差异,并对气载微生物潜在危害进行评估。【结果】培养计数法测得奶牛舍内气载微生物含量为1.14×105～8.32×106CFU/m3,而DAPI染色法为9.3×105～5.93×107CFU/m3,DAPI染色法所测气载微生物含量约是培养计数法的7～733倍。以染色法测得的奶牛舍内气载微生物含量计算,人与奶牛每min吸入的微生物量分别为1.58×105CFU和3.29×106CFU。【结论】染色计数法更能客观地反映环境中的气载微生物含量,有助于对环境的健康风险进行科学评估。

开放式奶牛舍扰流风机扩散器性能参数优化

为了提高奶牛舍夏季扰流风机的降温效果,在不改变扰流风机外形尺寸以及叶片形状的条件下,通过数值模拟以及现场实验的方法,优化扰流风机扩散器性能参数来提高风机性能。选取扩散器的开合角为90°、120°、150°和180°,以及扩散器的长度为150、250、350、450、550、650 mm,利用CFD数值模拟建立了24种扩散器扰流风机的几何模型,以扰流风机性能、距扰流风机轴心0.5~1.0 m处的流场速度分布以及气流不均匀系数为评价指标,优化了扰流风机扩散器开合角和长度。结果表明,150°/250 mm扩散器使得扰流风机的风量提高了3.80%,能效比增加11%,轴心速度较大,且气流均匀性较好。

新疆冬季奶牛舍的空气环境状况的分析

试验对1栋奶牛舍的空气环境状况进行了观测及分析,结果表明:在舍内0.8、2.0和4.5 m的不同高度层中,氨气的平均浓度分别为14.0、14.8和16.1 mg/m3,各层浓度间差异均不显著(P>0.05);硫化氢的平均浓度分别为0.0096、0.0077和0.0114 mg/m3,各层浓度间差异均不显著(P>0.05);二氧化碳的平均浓度分别为1319、1337和1492 mg/m3,各层浓度间差异均不显著(P>0.05)。舍内NH3、H2S、CO2气体呈现一定的昼夜变化,三种气体白天的平均浓度均低于夜间。试验期间NH3、H2S日平均浓度均低于畜禽环境空气质量标准。此外,舍内各环境因素之间存在一定的相关关系,其中舍内空气湿度和粪便含水量的变化对NH3、H2S、CO2的含量有一定的影响但不显著,而温度高低对舍内NH3与CO2气体的含量有明显的影响,它们之间存在显著的相关性。

加装大风量风机对夏季湿帘降温奶牛舍的防暑降温效果分析

低屋面横向通风(Low Profile Cross Ventilated,LPCV)牛舍在华北地区应用,引发高温高湿问题。为解决此问题,该研究选择石家庄某奶牛场的2栋不同尺寸的LPCV牛舍,加装数量不同的轴流风机。结果表明:轴流风机的工作效率受牛舍跨度以及其安装位置的影响,30m跨度牛舍运行更稳定,风速不均匀系数小于0.20;在74m跨度牛舍,南侧湿帘端的风机工作效率更高。舍内环境与奶牛生理指标评价表明:30m跨度舍加装轴流风机后,过帘风速为2.17±0.20 m/s,提升45.6%,舍内卧栏处风速为1.95±0.85 m/s、提升10.8%,进风量增加418339.09 m3/h,舍内平均温度为27.7±1.9℃,相对湿度下降9.2%、平均值为(75.9±6.6)%。74 m跨度舍过帘风速为1.96±0.20 m/s,卧栏处平均风速为1.62±0.91 m/s,进风量为1008568.80 m3/h,平均温度为27.7±1.8℃,舍内平均相对湿度为(74.6±5.8)%;二栋牛舍内平均温度、相对湿度、奶牛呼吸频率与皮肤温度在加装轴流风机后无显著性差异(P>0.05)。综上,加装轴流风机可以显著改善舍内环境,并创造有利于奶牛生存的环境。

寒冷地区自然通风奶牛舍的环境控制

寒冷地区自然通风奶牛舍冬季在环境方面存在的主要问题是通风与保温之间的矛盾,低温高湿的环境对奶牛的健康和生产性能造成了严重的影响。论文分析了国内学者自然奶牛舍在环境调控方面的主要方法,提出了解决我国寒冷地区冬季牛舍环境问题的技术措施。

寒区标准化奶牛舍环境多参数采集系统设计

针对目前寒区标准化奶牛舍普遍存在的有害气体排放造成的环境污染、疾病频繁发生、管理水平落后等问题,设计了一套低功耗、全自动的奶牛舍环境参数采集系统。系统采用MSP430F149超低功耗MCU,以尽可能降低系统能耗。监控中心与牛舍间利用无线收发设备传输数据和控制指令,无需专门架线,节省了人力物力,通过监控中心可实现对奶牛舍内多点空气温湿度、二氧化碳含量、氨气浓度、硫化氢浓度、光照强度等信息的查看,在奶牛舍控制箱的液晶显示屏上也可以随时观察采集的数据,同时利用彩信技术可实现远程查看牛舍内环境数据,具有低功耗、低成本和可靠性高等特点。

河北省北方山区不同建筑类型奶牛舍和犊牛舍冬季有害气体的检测

对河北省北方山区4种建筑类型的奶牛舍和3种犊牛舍在冬季舍内外空气中氨气（NH3）和二氧化碳（CO2）含量进行检测,结果表明：奶牛舍中只有大跨度有窗密闭舍能检测出NH3含量,且NH3的日变化和垂直分布变化明显。早上NH3含量最高,是其他时间段NH3含量（中午、下午和晚上）的2.6～5.0倍,垂直空间分布上高度（0.6～1.8 m）与NH3含量成正比。所测3种犊牛舍中只有密闭性较好、有窗密闭舍能检测出NH3。从CO2检测结果分析,奶牛舍中大跨度有窗密闭舍的CO2含量最高,早晚含量高达约2 660 mg/m^3,而半开放奶牛舍CO2含量最低,约553 mg/m^3,且除了半开放舍,所有奶牛舍一天中的CO2含量均表现为早晚高中午低的日变化规律;各时间段内3种犊牛舍内CO2含量差异均未表现出显著性差异（中午除外）。另外,所有奶牛舍和犊牛舍内的CO2含量均明显高于舍外。该研究可为牛舍的建筑设计提供借鉴。

高寒地区冬季奶牛舍环境调控方法研究

冬季奶牛舍环境调控办法的落实,能够确保现有乳制品企业在高寒状况下具备奶牛健康统筹的优势条件,同时更能够有效维持自身产能稳定性,为整体企业在经济市场中的产量供应搭建了保护平台同时,更避免了奶牛因为冷应激影响造成生病状况出现,从而导致乳制品自身质量条件受到影响。本文基于冬季奶牛舍环境影响展开分析,确定有效的协调处理措施同时,期望为后续高寒地区冬季奶牛舍环境调控工作提供良好参照。

基于随机森林的寒区奶牛舍环境因素与产奶量关系研究

寒区奶牛长时间处于非热应激状态,为了了解此阶段影响产奶量的主要环境因素,本文根据连续监测的环境数据,从日均值、百分位值角度研究了牛舍内温度、相对湿度、风速、二氧化碳浓度、氨气浓度、光照强度与奶牛每日头均产奶量之间的关系。同时,以产奶量为预测目标建立了基于环境因素的随机森林回归模型。结果表明光照强度与二氧化碳浓度是影响产奶量两个较为重要的环境因素,尤其是在低温时对奶牛生产影响较大。光照强度日均值250lx与二氧化碳浓度日均值8×10^(-4)可以较为明显地划分高低产奶量。高产奶量样本点同样集中在光照强度第90百分位数高于800lx、二氧化碳浓度第10百分位数低于6×10^(-4)的区域。用于评价回归模型泛化能力的平均决定系数为0.7316,平均均方根误差为1.0370kg。根据结果建议寒区奶牛舍非热应激时期,至少保证每日不低于800lx的光照2.5h,同时控制二氧化碳浓度高于6×10^(-4)的时间不超过2.33h。

关于“奶牛舍外围护结构热工性能的评价”的讨论

通过对文献《奶牛舍外围护结构热工性能的评价》的学习,笔者对文中关于牛舍内露点温度的取值和热阻单位问题,奶牛舍冬季外围护结构的总热阻、夏季外围护结构总热阻、外围护结构总衰减度的计算问题进行了讨论,并通过讨论结果对外围护结构的保温性能进行了评价,最后计算了屋顶的总延迟时间。笔者的计算过程及有关结论与文献有所差异,故提出以供商榷。

新型装配式奶牛舍的设计与研究

设计一种新型装配式牛舍,以适应现代化奶牛场的需要,围绕奶牛生活习惯对环境的需求,着重在采光、通风等因素上采取优选的方法,在不增加造价的情况下,尽可能的达到饲养目的。牛舍主体骨架上采用“几”字钢,通风排湿上采用上下推拉窗和活动顶开窗,调控方式上运用电动或手动相结合。

高寒地区冬季奶牛舍内部空气流场CFD数值模拟

为了确定高寒地区冬季带有卷帘的自然通风开放式奶牛舍内部空气流场的分布情况,进而改进舍内低温高湿的环境,在对黑龙江省齐齐哈尔市克东县飞鹤牧业克东原生态牧场牛舍气流进行现场实测的基础上,采用计算流体动力学CFD(Computational Fluid Dynamic)方法,根据现场实测值和相关参数查询,对高寒地区冬季奶牛舍某一时刻的空气流场进行数值模拟,模拟结果表明,使用CFD对牛舍内温、湿度场模拟是可行的。舍外空气进入牛舍后,在与牛体周围空气进行热质交换后,温度升高近6℃,相对湿度增大至91%以上。在热压的作用下,由出口排出,在带走水蒸气的同时带走了大量的热,是导致牛舍内温度偏低的主要原因。现有的牛生活区域平均温度在-15℃,相对湿度在91%以上,属于低温高湿的环境,对奶牛的产奶性能有一定的影响,应通过增大送风量或增设其他采暖设施改善现有环境。

不同地区奶牛舍的设计与建造

建造奶牛舍的目的就是为奶牛营造一个舒适的小气候环境，它包括温度、湿度、通风、光照、噪音、有害气体、粉尘和微生物等多种因素。在影响奶牛生产效率的四大因素（遗传育种、营养饲料、疾病防治和饲养管理）中，饲养管理是一切生产工作的基础。据B N Cnpobatka（1980）统计，奶牛因为不良气候条件发生应激就可以降低生产力10％-35％，增加饲料消耗量15％-40％，

基于行为舒适的奶牛舍环境优化的探讨——以以色列模式为例

奶牛养殖业在我国国民经济中占有重要地位,奶牛品种和营养等方面都受到了足够重视,然而我国奶牛单产仍然与世界奶业发展强国存在较大的差距,这主要是由奶牛环境需求得不到满足造成的。本文以奶业发达强国以色列模式为例,分析其奶牛环境方面成功的管理措施,并基于我国国情,探索出适宜的奶牛环境管理模式,改善奶牛的舒适度,提高饲料转化效率,对于提高养殖经济效益具有重要意义。