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西北地区纵墙湿帘山墙排风系统改善夏季蛋鸡舍内热环境

2018-11-05郑炜超李绚阳李保明万代富

农业工程学报 2018年21期
关键词:湿帘山墙排风

王 阳,郑炜超,李绚阳,李保明,万代富



西北地区纵墙湿帘山墙排风系统改善夏季蛋鸡舍内热环境

王 阳1,2,3,郑炜超1,2,3,李绚阳1,2,3,李保明1,2,3※,万代富4

(1. 中国农业大学农业农业部设施农业工程重点实验室,北京 100083;2. 中国农业大学水利与土木工程学院,北京 100083; 3. 北京市畜禽健康养殖环境工程技术研究中心,北京 100083;4. 福康源禽业责任有限公司,乌鲁木齐 830001)

为研究应用于中国西北地区的纵墙湿帘山墙排风系统对蛋鸡舍内热环境的改善状况,该试验选取了西北地区纵墙湿帘山墙排风与传统纵向通风2种通风系统的蛋鸡舍,通过对舍内热环境的连续监测,探究了2种通风系统下蛋鸡舍内的热环境及热应激状况,并比较了2种通风系统的经济投入成本。结果表明:纵墙湿帘山墙排风与传统纵向通风系统蛋鸡舍内温度最大波动幅度分别为2.7、10.3 ℃,纵墙湿帘山墙排风系统舍内水平与垂直方向温度差异不显著(>0.05),传统纵向通风蛋鸡舍内水平与垂直方向温湿度差异显著(<0.05);传统纵向通风蛋鸡舍内无热应激状态比试验舍低9.9%,轻度、中度、高度热应激状态分别比纵墙湿帘山墙排风系统舍内高2.7%、7.2%、0.1%;但相同饲养条件下蛋鸡舍采用纵墙湿帘山墙排风降温系统的经济投入成本是传统纵向通风降温系统成本的1.6倍。综合2栋蛋鸡舍内热环境空间分布、温湿指数等认为,纵墙湿帘山墙排风系统应用于中国西北炎热干旱地区蛋鸡舍可降低舍内温差及热应激程度,为更好的缓解舍内局部热应激并将该降温系统在西北地区蛋鸡养殖中推广,建议在风机相对侧山墙上也安装湿帘小窗。

温度;湿度;降温;蛋鸡舍;热应激;通风系统

0 引 言

蛋鸡舍夏季通风降温一般为纵向通风型山墙湿帘风机降温系统,湿帘一般安装于鸡舍一侧山墙或两纵墙端头增加侧墙湿帘[1-3]。但纵向通风型山墙湿帘风机降温系统应用于中国西北地区蛋鸡养殖中,舍内热环境不均匀、湿帘端与风机端温差大等问题是制约西北地区蛋鸡产业发展的主要屏障。中国西北地区属温带大陆性气候,气候炎热干燥、昼夜温差最大可达20~30 ℃[4-5]。西北地区夏季白天干湿球温差大,湿帘降温下温降快且幅度大,当舍内温度达到设定温度后,舍内通风量减小,致使鸡舍送、排风口温差大,靠近风机端鸡群易遭受热应激;夜间气温低,排除舍内余热所需通风量小,纵向通风系统下舍内湿帘端与风机端温差大[6-8]。蛋鸡舍内热环境不均匀、局部冷热应激会影响蛋鸡健康以及生产性能[9-13],合理的通风降温系统是实现舍内温度场及气流组织均匀的关键[1-2]。

为了解决纵向通风系统下蛋鸡舍内热环境不均匀、温差大等问题,国内外已经开展了许多研究[14-18]。Mutaf等[14-17]通过对整栋舍间歇喷雾、喷淋等措施缓解舍内热环境不均匀;Chepete 等[16-17]研究表明间歇喷雾、喷淋降温可缓解舍内热应激,降低鸡体温上升、致死热负荷阈值和死亡率等;Timmons等[18]研究建议进一步研究改善喷雾、喷淋降温系统后再推广应用,应实现蛋鸡舍内鸡活动区域的精准喷雾降温而非整栋鸡舍的喷雾。因喷雾、喷淋降温的同时会淋湿饲喂设备、饲料和鸡粪等,长时间使用会降低设备的使用寿命,并不利于舍内微生物环境的控制。因此间歇喷雾、喷淋等措施未在西北地区蛋鸡养殖中推广应用。

调研中发现为缓解舍内热环境不均匀问题,西北地区夏季蛋鸡舍应用了一种新的通风降温方式:将降温湿帘均匀的安装在鸡舍的两纵墙上并与纵墙小窗共用进风口,外侧为湿帘,内侧为纵墙小窗,风机安装在一端山墙上。根据温度变化切换通风模式,温度高于设定值时,湿帘水泵开启且内侧进风小窗为全开状态,运行纵墙湿帘降温山墙排风模式;温度低于设定值时,湿帘水泵关闭且纵墙小窗根据温度调控开启角度,运行纵墙小窗进风山墙排风模式。纵墙进风山墙排风系统在西北地区蛋鸡养殖中大量应用,但纵墙进风山墙排风系统的研究工作相对薄弱,尚没有学者对该通风系统蛋鸡舍内的热环境做过测试分析。

为研究应用于中国西北地区的纵墙湿帘山墙排风系统对蛋鸡舍内热环境的改善情况,本试验选取了西北地区典型的纵墙湿帘山墙排风与传统山墙湿帘风机降温2种通风系统的蛋鸡舍,通过对舍内热环境的连续监测,探究了2种通风系统蛋鸡舍内的热环境及热应激状况,并比较了2种通风系统的经济投入成本及维护问题,以期为优化西北地区夏季蛋鸡舍通风降温系统的设计及自动化控制提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 鸡场外环境

试验鸡场位于阜康市(87°46¢E、43°45¢N),属中温带大陆性干旱气候[4],夏季酷热,昼夜温差大,年均气温为6.7 ℃,年极端最高气温有48 %的年份出现在8月上、中旬,日最高气温大于35 ℃,平均日较差12.7 ℃。

1.2 试验鸡舍

该试验中试验舍与对照舍分别采用纵墙湿帘山墙排风系统、传统纵向通风降温系统,2栋蛋鸡舍均坐北朝南,东西走向,长96 m、宽11.5 m、檐高3 m;2栋鸡舍均采用3层全阶梯笼养、四列五走道布置、传送带清粪、乳头饮水器饮水、行车喂料系统。试验舍与对照舍风机型号及安装台数一致,清粪周期为每天1次。

试验舍与对照舍的区别为:1)试验开始时,试验舍饲养京红一号父母代123日龄蛋鸡,母鸡14 600只、公鸡730只;对照舍内饲养京红一号商品代123日龄蛋鸡,存栏量15 500只。对照舍内母鸡比试验舍多900只,公鸡少730只,对照舍与试验舍内鸡群的显热产热量差异较小[11],因此忽略鸡群数量对试验造成的误差。2)试验舍与对照舍安装的湿帘为相同材质。试验舍湿帘安装于两侧纵墙上(图1),外侧为湿帘,内侧为进风小窗,湿帘与纵墙小窗共用进风口,进风小窗的开启度为0~100%,两纵墙各有26个湿帘小窗,湿帘小窗的窗间距为3.3 m,纵墙进风湿帘小窗尺寸为长0.70 m、宽0.70 m、厚0.15 m。试验舍内空气温度高于设定阈值,湿帘水泵开启,运行纵墙湿帘山墙排风模式;温度低于设定值,湿帘水泵关闭,运行纵墙小窗进风山墙排风模式。对照舍湿帘安装于一侧山墙与两纵墙端头,山墙湿帘尺寸为长10 m、宽2.55 m、厚0.15 m,两纵墙湿帘尺寸分别为长1.5 m、宽2.55 m、厚0.15 m。对照舍内空气温度高于设定阈值,湿帘水泵开启,运行山墙湿帘进风山墙排风模式;温度低于设定值,湿帘水泵关闭,通风模式不变。

图1 纵墙进风山墙排风系统

1.3 试验方法

2016年8月8日—2016年8月20日对试验舍与对照舍内的温度、湿度等进行连续的测试,试验预试期5 d,预试期检测鸡舍内温热环境变化大致规律,确定舍内温热环境检测方案;正试期8 d,按照方案进行连续的测试。

1.3.1 鸡舍内温热环境测试

试验期间蛋鸡舍内、外温湿度用HOBO U23-001型温湿度采集记录仪(美国Onset HOBO公司)自动采集,每5 min采集存储1次。舍外2个温湿度检测点设在2栋鸡舍间。因2栋鸡舍内热环境由鸡舍中间列鸡笼向两纵墙方向程对称分布,所以只在鸡舍的一侧3列鸡笼鸡活动高度位置布置温湿度测点(图2)。为保证试验舍与对照舍测试数据的可比性,对照舍内测点与试验舍测点布置一致,每个测点处安装2个相同温湿度采集记录仪。舍内水平与垂直方向布置温湿度测点以分析2栋蛋鸡舍内热环境的空间分布。舍内温湿度测点沿鸡舍长度方向上分别距离风机相对侧山墙23、52、80 m处断面布置,用L23、L52、L80表示;舍内垂直测点设在每层蛋鸡笼鸡活动高度位置,由底层至最顶层鸡笼鸡活动高度分别距离地面0.45、0.85、1.25 m,用H0.45、H0.85、H1.25表示。试验鸡舍内共设27个温湿度测定点(图2)。

注:L23、L52、L80分别表示沿鸡舍长度方向上分别距离风机相对侧山墙 23、52、80 m断面布置温湿度测点;H0.45、H0.85、H1.25分别表示沿垂直方向由底层至最顶层鸡笼鸡活动高度分别距离地面0.45、0.85、1.25 m断面布置温湿度测点,下同。

1.3.2 鸡舍温湿指数的计算

温湿指数(temperature-humidity index,THI)通常用来形容畜禽养殖过程中是否处于热应激状态及其程度,是气温和气湿2者结合来评价动物热应激状态的指标[19]。当THI≤74时,表明动物尚未处于热应激状态;当THI位于75~78之间时,表明动物处于轻度热应激状态;当THI位于78~83之间时,表明动物处于中度热应激状态;当THI≥84时,表明动物处于高度热应激状态[19-20]。THI的计算如下式[19-21]:

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

式中THI为温湿指数;RH为相对湿度,%;T为干球温度,℃。

1.3.3 数据统计分析

为更好的分析2种通风系统蛋鸡舍内热环境及热应激状况,试验选取正试期舍外昼夜温差最大的一天分析,应用Origin 软件(Ver.8,Origin Lab)进行数据分析及绘图,数据呈现方式为平均值±标准差,<0.05为差异性显著。

2 结果与分析

2.1 试验舍和对照舍内温湿度测试结果与分析

蛋鸡舍外热环境测试结果如图3所示,舍外空气的平均温度、相对湿度分别为25.7 ℃、38.7%;舍外空气 温度、相对湿度的波动范围分别为15.8~35.8 ℃、24.8%~57.7%。温度是影响鸡群健康和生产性能最基本、最显著的因素,在适宜温度条件下,湿度对家禽的体温调节影响不显著[22-23],适宜蛋鸡生产的温度范围为13~28 ℃[24-25]。

图3 蛋鸡舍外环境温湿度变化

试验舍与对照舍内空气的平均温度、相对湿度测试结果如图4所示。

图4 试验舍与对照舍内环境温湿度变化

由图4可知,试验舍与对照舍内空气的平均温度、相对湿度分别为(25.2±0.66)℃、(25.8±1.13) ℃;(50.9%±3.70%)、(54.9%±3.75%);试验舍与对照舍内空气温度、相对湿度的波动范围分别为23.2~25.9 ℃、19.3~29.6 ℃;45.2 %~69.6%、44.8 %~66.1%。

蛋鸡舍内温度随舍外温度的波动而变化,本试验测试中10:00舍外温度达到27.3 ℃,鸡舍内温度达到设定阈值,蛋鸡舍湿帘水泵开启,试验舍与对照舍都根据舍内空气温度切换通风模式。试验舍运行纵墙湿帘山墙排风模式;对照舍运行山墙湿帘进风山墙排风模式。21:00蛋鸡舍内温度低于设定阈值,试验舍纵墙降温湿帘水泵关闭,运行纵墙小窗进风山墙排风模式;对照舍湿帘水泵关闭,但通风模式不变。

试验舍与对照舍内水平与垂直方向的温湿度差异显著性分析结果如表1所示,湿帘水泵开启时间段为10:00-21:00,试验舍内水平方向距离风机相对侧山墙 23、52、80 m处3个断面内温度与相对湿度差异不显著(>0.05),对照舍内相同测点位置相对湿度差异显著(<0.05),对照舍内水平方向距离风机相对侧山墙80 m处断面内测定点温度与距离风机相对侧山墙23、52 m处2个断面内测点温度差异显著(<0.05);对照舍内垂直方向距离地面0.45、0.85、1.25 m处3个鸡活动高度水平面温度差异显著(<0.05),但试验舍相同测点位置温度差异不显著(>0.05)。湿帘水泵关闭时间段为21:00-10:00,试验舍内水平方向距离风机相对侧山墙23、52、80 m处3个断面内温度与相对湿度差异也不显著(>0.05)。

表1 蛋鸡舍水平与垂直方向温湿度结果

注:不同小写字母表示同一时间段同列数据差异显著(<0.05);相同小写字母表示差异不显著(>0.05),下同。10:00-21:00水泵开启;21:00-10:00水泵关闭。

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.

试验舍与对照舍内温湿度都随舍外环境的变化而产生波动,但试验舍内温度变化波动幅度较对照舍内温度变化波动幅度小,试验舍与对照舍内温度波动幅度最大分别为2.7、10.3 ℃。湿帘开启时间段10:00—21:00与湿帘水泵关闭时间段21:00—10:00,试验舍内水平与垂直方向温度的波动幅度均小于3 ℃,对照舍内水平与垂直方向温度的最大波动幅度分别为7.2、6.5 ℃。Abbas 等[9]研究发现密闭式鸡舍内温差超过3 ℃,会对蛋鸡的生产性能及健康等产生不利影响。试验舍与对照舍内热环境比较可以看出试验舍内温度波动小于对照舍,试验舍内热环境更适宜于蛋鸡的生长。

2.2 试验舍和对照舍内温湿指数结果与分析

温湿指数反应鸡只所处热环境的舒适程度,并可准确评价鸡只所处环境的热应激程度[10-23,26-28]。比较试验舍与对照舍内温湿指数的结果发现(表2),对照舍内不同测点无热应激状态比试验舍内低9.9%,轻度、中度、高度热应激状态分别比试验舍内高2.7%、7.2%、0.1%,对照舍内蛋鸡受到高度热应激的影响。

试验舍水平方向距离风机相对侧山墙80 m垂直断面内,蛋鸡活动高度位置为0.85、1.25 m测定点处受到轻度、中度热应激状态分别为15.4%、14.1%;0、0.1%。试验舍水平方向距离风机相对侧山墙80 m垂直断面内,蛋鸡活动高度位置1.25 m处受到高度热应激的影响,原因为舍内蛋鸡的显热发散量较大且热气流密度较小,热气流往鸡舍上层集聚,致使鸡舍最顶层蛋鸡活动高度位置1.25 m处温度高。顾宪红等[26]认为高温热应激引起鸡只体内激素水平及血液生化指标的变化,从而对鸡的生产性能和蛋品质造成不利影响;Buyse[28]研究60周龄的Hyline蛋鸡高温环境对生产性能、蛋品质等的影响,研究结果表明热应激使采食量下降,致使蛋鸡产蛋性能、蛋壳质量厚度、蛋品质下降等。

蛋鸡舍夏季通风的目的是将舍内多余的热量排除,使气流通过鸡只的不同饲养平面,以利于降低舍内温度和鸡只体感温度,气流组织应尽量避免和缩小通风死角的范围。合理的通风降温系统,舍内水平面及垂直面上气流组织应均匀,使整舍内蛋鸡的活动区域都在适宜的热环境内。蛋鸡舍外空气经小窗湿帘进风口以射流形式进入舍内,在舍内形成了一定温度场和速度场,根据试验结果(图4)可以看出纵墙湿帘山墙排风系统能降低舍内水平与垂直方向温差,将舍内水平、垂直方向温差控制在3 ℃以内,试验舍内不同测点处蛋鸡没有受到高度热应激的影响,但舍内水平方向距离风机相对侧山墙23 m处断面测定点轻度热应激、中度热应激状态分别为13.9%、0.5%。试验舍内水平方向距离风机相对侧山墙23 m处断面测定点内受到热应激的原因可能是舍内气流组织不均导致,从表1中可以看出水泵开启降温时间段与纵墙小窗通风时间段距离风机相对侧山墙23 m处断面测定点内温度略高于距离风机相对侧山墙53、80 m处断面测定点温度,其原因为风机相对侧山墙上未安装小窗湿帘,纵墙上远离风机端第一个湿帘小窗的安装位置与第一架鸡笼具中间处于同一断面上,在蛋鸡舍风机负压作用下,冷空气射流进入舍内的同时受到风机作用力逐渐或者迅速向下偏斜,致使舍内水平方向距离风机相对侧山墙23 m处断面内冷气流回流区域范围较小,因此该区域蛋鸡会受到局部热应激的影响。试验舍内热应激状态较对照舍内降低,但是试验舍内部分蛋鸡仍受到热应激的影响,热应激会对蛋鸡产生不利的影响[23,26-29],为缓解试验舍内存在的局部热应激并将该纵墙湿帘山墙排风降温系统在西北地区蛋鸡养殖中推广,建议试验舍在风机相对侧山墙上也安装降温湿帘小窗。

表2 蛋鸡舍内不同测点温湿指数

2.3 两种通风降温系统成本估算

蛋鸡舍纵墙湿帘山墙排风系统与传统纵向通风系统的经济成本主要包括湿帘、风机、水泵、水槽、水管等。采用纵墙湿帘山墙排风系统试验舍与传统纵向通风系统对照舍为例,计算比较2种通风系统的经济投入成本。因蛋鸡舍位于同一气候区且相同饲养方式,为简化分析不考虑风机、安装施工、日常维护成本,只考虑2种通风系统的投入成本。根据蛋鸡舍夏季排除舍内余热、余湿及保证舍内气流速度可得出该地区鸡舍的必要通风量。以新疆乌鲁木齐地区为例,乌鲁木齐夏季空调室外计算日平均温度为28.3 ℃,干球温度为33.4 ℃,湿球温度为18.3 ℃[30],湿帘的降温效率为80 %[31],蛋鸡显热产热量为9.2 W/只[32],则排除余热的必要通风量为30 241.9 m3/h;为增加鸡体的对流散热,还需保证一定的舍内气流速度[30],一般应达到1.0~2.0 m/s,取舍内风速为1.0 m/s,所需通风量按满足舍内通风断面上平均风速的要求,计算可得必要通风量为198 720 m3/h。取过帘风速为1.7 m/s[30],则对照舍纵向通风加湿帘降温系统蛋鸡舍的湿帘面积至少为33 m2,本试验中对照舍湿帘面积至少为33.2 m2, 满足湿帘安装尺寸要求。当湿帘面积大于30 m2时,0.15 m铝合金框架湿帘的单价为85元/m2;湿帘面积小于30 m2时,湿帘单价为95元/m2。试验舍纵墙湿帘山墙排风系统与对照舍传统纵向通风系统中湿帘的成本分别为2 420、2 805元。试验舍纵墙湿帘山墙排风系统湿帘均匀安装在两纵墙,每侧湿帘独立配置一套供水系统但共用同一循环水池,循环水泵的价格为500元/台,试验舍纵墙湿帘山墙排风系统蛋鸡舍输水系统的水泵吸水管和回水管总长度约为380 m,是对照舍传统纵向通风系统水管长度的9.5倍,输水系统吸水管和回水管均采用32 mm PVC管材,PVC管材长度小于200 m时,单价为10元/m;长度大于200 m时,单价为8元/m,则试验舍与对照舍水泵与水管的成本分别为3 540、900元。因此试验舍与对照风2种不同通风降温系统的经济投入成本分别为5 960、3 705元,试验舍采用纵墙湿帘山墙排风系统的经济成本投入是对照舍传统纵向通风山墙湿帘风机降温系统成本的1.6倍。

3 结 论

1)试验舍内温度波动比对照舍低,试验舍与对照舍内温度最大波动幅度分别为2.7、10.3 ℃,试验舍内水平方向温湿度差异不显著(>0.05),但对照舍内水平与垂直方向温湿度差异显著(<0.05)。

2)对照舍内无热应激状态比试验舍低9.9%,轻度、中度、高度热应激状态比试验舍内高2.7%、7.2%、0.1%,对照舍水平方向距离风机相对侧山墙52、80 m断面测点蛋鸡受到高度热应激,试验舍内蛋鸡未受到高度热应激影响。

3)试验舍采用纵墙湿帘山墙排风降温系统的经济投入成本是对照舍传统纵向通风山墙湿帘风机降温系统成本的1.6倍。

[1] Dawkins M S, Donnelly C A, Jones T A. Chicken welfare is influenced more by housing conditions than by stocking density[J]. Nature, 2004, 427(6972): 342-344.

[2] Ruzal M, Shinder D, Malka I, Yahav S. Ventilation play an important role in hen’s egg production at high ambient temperature[J]. Poultry Science, 2011, 90(4): 856-862.

[3] 李保明. 鸡舍纵向通风系统设计与应用中的几个问题[J]. 农业工程学报,1993,9(增刊1):82-85. Li Baoming. Discussion on design and application of the tunnel ventilation system for poultry housing[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 1993, 9(Suppl.1): 82-85. (in Chinese with English abstract)

[4] 姜启银.浅谈新疆规模化蛋鸡养殖环境控制技术的应用[J]. 农业开发与装备,2017(5):189-189.

[5] 尹家振,刘文进,张再超. 浅谈新疆规模化蛋鸡养殖环境控制技术的应用及发展趋势[J]. 中国畜禽种业,2015(9):15-17.

[6] Cao G Y, Awbi H, Yao R M, et al. A review of the performance of different ventilation and airflow distribution systems in buildings[J]. Building and Environment, 2014, 73(1): 171-186.

[7] Hui X, Zhu Q, Ni J Q, et al. Effect of cooling pad installation on indoor airflow distribution in a tunnel-ventilated laying- hen house[J]. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 2016, 9(4): 169-177.

[8] Olgun M, Çelik M Y, Polat H E. Determining of heat balance design criteria for laying hen houses under continental climate conditions[J]. Building and Environment, 2007, 42(1): 355-365.

[9] Abbas T E, Yousuf M M, Ahmed M E, et al. Effect of fluctuating ambient temperature on the performance of laying hens in the closed poultry house[J]. Research Opinions in Animal and Veterinary Sciences, 2011, 1(4): 547-560.

[10] 白士宝,滕光辉,杜晓冬,等. 基于LabVIEW平台的蛋鸡舍环境舒适度实时监测系统设计与实现[J]. 农业工程学报,2017,33(15):237-244. Bai Shibao, Teng Guanghui, Du Xiaodong, et al. Design and implementation on real-time monitoring system of laying hens environmental comfort based on LabVIEW[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(15): 237-244. (in Chinese with English abstract)

[11] Green A R, Xin H. Effects of stocking density and group size on heat and moisture production of laying hens under thermoneutral and heat-challenging conditions[J]. Transactions of the ASABE, 2008, 52(6): 2027-2032.

[12] 郝二英,陈辉,赵宇,等. 冷热应激对蛋鸡生产性能、蛋品质的影响[J]. 中国家禽,2015,37(13):39-42. Hao Erying, Chen Hui, Zhao Yu, et al. Effects of cold heat stress on production performance and egg quality of laying hens[J]. China Poultry, 2015, 37(13): 39-42. (in Chinese with English abstract)

[13] Feizi A, Shahazi M, Taifebagerlu J, et al. Effect of heat stress (HS) on production of Hy-Line layers[J]. Research Journal of Biological Sciences, 2012, 7(5): 206-208.

[14] Mutaf S, Kahraman N Ş, Fırat M Z. Surface wetting and its effect on body and surface temperatures of domestic laying hens at different thermal conditions[J]. Poultry Science, 2008, 87(12): 2441-2450.

[15] Hui X, Li B, Xin H, et al. New control strategy against temperature sudden-drop in the initial stage of pad cooling process in poultry houses[J]. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 2018, 11(1): 66-73.

[16] Chepete H J, Xin H. Cooling laying hens by intermittent partial surface sprinkling[J]. Transactions of the American Society of Agricultural Engineers, 2000,43(4): 965-971.

[17] Ikeguchi A. Field evaluation of a sprinkling system for cooling commercial laying hens in Iowa[J]. Applied Engineering in Agriculture, 2001, 17(2): 217-224.

[18] Timmons M B, Baughman G R. Experimental evaluation of poultry mist-fog systems[J]. Transactions of the American Society of Agricultural Engineers, 1983, 26(1): 207-210.

[19] Thom E C. The discomfort index[J]. Weatherwise, 1959, 12(12): 57-59.

[20] Menezes A G, Nääs I A, Baracho M S.Identification of critical points of thermal environment in broiler production[J]., 2010,12(1): 21-29.

[21] Tong X, Hong Se W, Zhao L. Development of upward airflow displacement ventilation system of manure-belt layer houses for improved indoor environment using CFD simulation[C]//Animal Environment and Welfare Proceedings of International Symposium 2017. Chongqing, 2017: 143-150.

[22] 常玉,冯京海,张敏红. 环境温度、湿度等因素对家禽体温调节的影响及评估模型[J]. 动物营养学报,2015,27(5):1341-1347. Chang Yu, Feng Jinghai, Zhang Minhong. Effects of ambient temperature, humidity on poultry thermoregulation and the evaluation model[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2015, 27(5): 1341-1347. (in Chinese with English abstract)

[23] Yahav S, Shinder D, Razpakovski V, et al. Lack of response of laying hens to relative humidity at high ambient temperature[J]. British Poultry Science, 2000, 41(5): 660-663.

[24] Al-Saffar A A, Rose S P. Ambient temperature and the egg laying characteristics of laying fowl[J]. World’s Poultry Science Journal, 2002, 58(3): 317-331.

[25] Thornton P A. The effect of environmental temperature on body temperature and oxygen uptake by the chicken[J]. Poultry Science, 1962, 41(4): 1053-1060.

[26] 顾宪红,王新谋. 高温对蛋鸡生产性能和血浆皮质酮、甲状腺素、孕酮水平的影响[J]. 畜牧兽医学报,1995,26(2):109-115. Gu Xianhong, Wang Xinmou. Effect of high ambient temperature on productivity and plasma corticosterone, thyroid hormone, progesterone level in laying hens[J]. Acta Veterinariaet Zootechnica Sinica, 1995, 26(2): 109-115. (in Chinese with English abstract)

[27] Emmans G C, Charles D R. Climatic environment and poultry feeding in practice[J]. Beresit: Revista Interdiciplinar científico-humana, 1976, 38(2): 289-317.

[28] Buyse J. New approach of testing the effect of heat stress on eggshell quality: Mechanical and material properties of eggshell and membrane[J]. British Poultry Science, 2004, 45(4): 476-482.

[29] 李保明,黄之栋. 我国南方炎热地区开放式鸡舍的夏季降温问题[J]. 北京农业工程大学学报,1992(2):42-47. Li Baoming, Huang Zhidong. A summer cooling principle for open-type poultry housing in southern China[J]. Journal of Beijing Agricultural Engineering University, 1992(2): 42-47. (in Chinese with English abstract)

[30] 采暖通风与空气调节设计规范:GB50019-2015[S].

[31] 马承伟. 农业生物环境工程[M]. 北京:中国农业出版社,2005.

[32] Chepete H J, Xin H, Puma M C, et al. Heat and moisture production of poultry and their housing systems: Pullets and layers[J]. ASHRAE Transactions, 2004, 110(2): 286-298.

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

国家重点研发计划(2018YFD0500700);国家蛋鸡产业技术体系(CARS-40);北京市基地建设和人才培养专项(Z171100002217018)

王 阳,博士生,研究方向为畜禽健康环境及其控制技术。 Email:wangyang512@cau.edu.cn

李保明,教授,博士生导师,主要从事畜禽设施养殖工艺与环境研究。Email:libm@cau.edu.cn

王 阳,郑炜超,李绚阳,李保明,万代富. 西北地区纵墙湿帘山墙排风系统改善夏季蛋鸡舍内热环境[J]. 农业工程学报,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

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