高海拔地区暖棚建筑与其温热环境的关系

陈晓英 巴桑旺堆 张成福 曹涵文 信金伟 姜辉

摘 要：针对牦牛不易过冬这一问题，为了给圈舍优化设计及现有圈舍的通风系统改造提供理论依据，以暖棚牛舍为研究对象，从2019年3月到2020年3月，通过对那曲市罗马镇半舍饲牛圈、普通暖棚和太阳能暖棚3种不同牛舍的环境指数监测与评价，主要从温度、湿度、有害气体H2S、NH3、温室气体CO2几个方面研究确定不同牛舍舍内环境影响因素，研究分析不同时间段牛舍内环境变化情况。经分析，太阳能暖棚牛舍把畜舍的气温控制在家畜的等热区之内，使之借物理调节维持热调节的平衡，将畜体的代偿性消耗降到低，从而达到节约饲草饲料的目的，提高家畜的生产力、饲料利用率和抗病力的。同时利用太阳能取暖，即节约能源，又降低了成本，有利于环境保护，在太阳能取暖的暖棚内饲养的牛膘情和生长速度明显好于没有棚圈和不取暖的牦牛，同时，利用夏天在圈舍内种植牧草和蔬菜，最大限度的提高了暖棚的利用率，冬季解决了牦牛的保畜保镖，在一定程度上储备了一定量的牧草，也解决了当地农牧民夏季吃菜难的问题，增加了防灾抗灾的意义。

关键词：牛舍;气温;湿度;畜舍设计;环境;评价

一、环境的变化对畜牧业发展的影响

研究表明[1]，家畜的生产力大约20%取决于遗传，40%～50%取决于饲料，30%～40%取决于环境条件。而遗传和营养的优势只有通过健康的家畜才能得到充分发挥。在饲料中所提供地养分也是重要组成部分，大量的事实证明环境条件的改善可以使饲料的效果和家畜生产力水平显著提高。按照现代生物学的观点，给家畜创造一个良好的生产与生活条件，是增进家畜健康、提高其生产力等方面的决定性因素。另外，根据资料反映[3]，由于环境因素而使家畜发病的要比由于细菌传染而发病的多得多。因此，环境因素对畜牧业的影响、已贯穿到家畜疾病的发生、发展和消亡地全部过程，并直接关系到家畜的健康和生产力，从而制约了畜牧业的发展，减少了经济效益。

1  试验材料与方法

1.1 试验材料与主要仪器。那曲市罗马镇半舍饲牛圈、普通暖棚和太阳能暖棚3种不同牛舍。L92-1温湿度记录仪（请标明具体那个厂家生产）、便携式智能气体检测报警仪（请标明具体那个厂家生产）

1.2  试验方法。结合半舍饲牛圈、普通暖棚和太阳能暖棚3种不同牛舍，研究分析不同时间段牛舍内环境变化情况。温度和湿度的测试采用L92-1温湿度记录仪;利用便携式智能气体检测报警仪（ CO2、NH3、H2S） 进行牛舍外其他养殖场内气体浓度的检测，针对高寒地区牦牛暖棚做环境调控的研究。

主要针对牦牛不易过冬这一问题，为了给圈舍优化设计及现有圈舍的通风系统改造提供理论依据，以暖棚牛舍为研究对象，主要从温度、湿度、有害气体NH3、H2S、温室气体CO2几个方面研究确定不同牛舍舍内环境影响因素。通过试验检测，比较和分析不同时间、舍内不同高度时，主要环境影响因素温湿度、有害气体、温室气体的变化情况。同时选取年龄、性别、体质量、健康状况基本一致的牦牛，在3种圈舍分群饲养，进行生产性能对比试验，为提高牛舍内环境质量、提高牛肉的产量和品质提供依据。

项目分3次对三种牛舍内不同高度、不同时间舍内外温湿度、温室气体浓度等进行测量，并对暖棚进行综合评价，同时选取年龄、性别、体质量、健康状况基本一致的牦牛，在3种圈舍分群饲养，进行生产性能对比试验。

2  结果与分析

通过3次对自治区重点研发项目“藏北高原新型牦牛暖棚设计与母牦牛高效养殖技术集成示范”实施点-那曲市色尼区罗马镇西热村（普通牦牛暖棚牛舍）和加贡村（太阳能牦牛暖棚牛舍）以及牧户（半舍饲牛舍）的温热环境和舍内空气质量的测定表明，在室外气温-6℃～5℃、8℃～17℃、-14℃～4℃（测量三日当地气象台预报的平均数值）三种牛舍内三次的平均温度分别为14.1℃、17.6℃、12.1℃（第1次），17.4℃、20.7℃、17.3℃（第2次），16.3℃、19.5℃、13.4℃（第3次）;平均湿度分别为37.6%、36.2%、36.6%（第1次），35.8%、34.7%、34.3%（第2次），36.5%、35.6%、36.7%（第3次）;有害气体三次测定的CO2、NH3、H2S未超标，浓度均低于中华人民共和国国家标准 GB/T18407·3—2001 《农产品安全质量无公害畜禽肉产地环境要求》的指标（NH3：20 mg/m3、H2S：8 mg/m3、CO2：1500 mg/m3）。结果显示，普通暖棚的温度高于牧户的半舍饲牛舍，加贡村的太阳能暖棚温度最高且最适合牦牛生长，三种牛舍三次的湿度测定结果均适合牦牛生长发育，有害气体浓度均低于中华人民共和国国家标准，起到了防寒抗灾的目的。同时，通过对牦牛生产性能进行对比试验，得出在太阳能暖棚种生长过冬的牦牛借物理调节维持热调节的平衡，将畜体的代偿性消耗降到低，从而达到节约饲草饲料的目的，家畜的产奶量平均提高了10%左右，饲料利用率提高了8%左右，幼畜成活率提高约2%。

（二）2.2  环境管理、通风方式对温热环境的影响。简单传统牛舍的通风与保温往往存在矛盾，主要是在春秋季和冬季当舍外气温在零下10度以下时尤为突出。由于该原因，选择正确的牛舍通风方式显得更加重要。监测过程中发现，舍内温热状况不良除了与牛舍隔热性能差有关外，还与牛舍的通风换气存在相关：①寒冷气候状况下应要有必要的间接通风设计;②冬季负压通风方式将大量热能直接损失;③在清晨舍外温度较低、湿度较高时进行通风换气。

3  结论

本试验证明，太阳能暖棚的设计总思路为最大限度的利用太阳的辐射热能，即利用太阳的高度角与塑料棚面垂直射入和畜舍朝向，用太阳的短波辐射透过塑料薄膜提高畜舍内的温度，其产生的热量被棚舍的外围结构吸收（有一定的厚度，导热系数小），在晚上释放，使圈舍内保持一定的温度。这样使家畜在等热区之内生存，借物理调节维持热平衡，将畜体的代偿性消耗降低，从而达到节约饲草饲料的目的，提高家畜的生产力、饲料利用率和抗病力。同时利用太阳能取暖，这样即节约能源，又降低了成本，有利于环境保护。在太阳能取暖的暖棚内饲养的牛膘情和生长速度明显好于没有棚圈和不取暖的牦牛，同时，利用暖棚适宜的温湿度春夏季在舍内种植部分牧草和蔬菜，最大限度的提高了暖棚的利用率，解決了牦牛冬季的保畜保镖，在一定程度上储备了一定量的牧草，也解决了当地农牧民夏季吃菜难的问题，增加了防灾抗灾的意义。

4  建议

为进一步优化现有牛舍的设计，提高牛舍利用率，通过对几种牛舍建筑和环境指数的监测分析发现，牛舍设计需要进一步改进：一是将牛舍之间的间距增大到10m左右，有利于通风防暑，冬季可采用保温帘幕减小通风量降低舍内热损耗;二是重视舍屋顶保温隔热设计，把房屋跨度增加到9～10m，加大外围护结构的厚度，将牛舍净高降低至2.1～2.4m;三是采用专门的保温墙板或采用空心砖、空斗墙设计，提高保温舍的保温性能，地面保温防潮设计和管理也应注意;四是采用橡胶、宽皮带片等对排污口进行封闭，阻挡冷风入侵，结合舍内适当的采暖设施提高舍内气温，防止水汽在外围护结构和地表凝结，保证舍内适宜的有效温度;五是冬季通风换气应采取低处排气，高处进气的方式，以免高处的热空气流失，且换气时间应选在中午气温较高，湿度较低时进行。

参考文献

[1] 王思珍，武迎红，王维，卢凤芹.北纬43°地区日光暖棚牛舍的设计及其环境评价[J].中国畜牧杂志，2006（17）：54-56.

[2] 白林，李学伟，乔绍权.四川规模化猪场猪舍建筑与其温热环境的关系[J].西南农业学报，2000（S1）：91-98.

[3] 温海霞，杨冬有，王红，郭伟婷，张伟涛.论环境对肉羊及产业的影响[J].北方牧业，2019（18）：19-20.

[4] 温海霞，杨冬有，王红，郭伟婷，张伟涛.论环境对肉羊及产业的影响[J].北方牧业，2019（18）：19-20.

基金项目：藏北高原新型牦牛暖棚设计与母牦牛高效养殖技术集成示范（XZ201801NB41）

作者简介：陈晓英（1981-），女，副研究员，硕士，研究方向为牦牛遗传育种