環(huán)境限制對農(nóng)業(yè)建筑的重要性范文

本站小編為你精心準(zhǔn)備了環(huán)境限制對農(nóng)業(yè)建筑的重要性參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

本文作者：羅里.L.艾斯美單位：密西根州立大學(xué)

1.前言

A.環(huán)境改善:外界環(huán)境的改善對大多數(shù)農(nóng)業(yè)建筑案_說是,一個最基本的條件。如1釋一周年沒有適宜的環(huán)境條件,環(huán)境控制對家禽家畜的飼養(yǎng)、作物生長、農(nóng)產(chǎn)品貯藏和機婦憶設(shè)備保護等都是十分必要的、•要達到這個目的‘,應(yīng)孩對人工氣候(水一水蒸汽的關(guān)系)的基礎(chǔ)知識,必需的物理科學(xué)和物理伎術(shù)參數(shù)有一定的了解.在有的地方,_某些季節(jié)溫度過高,某些季節(jié)溫度過低,故溫和的適宜條件時間很短.熱帶國家有比較穩(wěn)定的溫度.濕度和太陽輻射,但如果不加以控制,對家禽家畜的詞養(yǎng)卻通常過高。所以,在熱帶國家為改變環(huán)境而搭一個棚子是最基本的需要,而象完全封閉,隔絕和熱器通風(fēng)等結(jié)構(gòu)只有在寒冷氣候條件下才必要。與寒冷氣候條件相比,炎熱氣候條件下的貯藏品必須有不同結(jié)構(gòu)上和環(huán)境七的保護。野生動物和鳥類為達到生存的目的,可通過遷徙來選擇其能接受的環(huán)境條件。許多鳥類為適宜的環(huán).境而在一個季節(jié)里遷飛數(shù)千英里。一些動物卻采用越冬的方法淞適應(yīng)寒冷的季節(jié),但.這種方法夜率較低,因不僅要減輕體重,還會因一些月素造成死亡。家養(yǎng)動物和一鳥類總是把它們限定在一定的地方和一定的環(huán)境條件。人們還從氣候條件較適宜的地方引進有發(fā)展前途的家禽進行飼養(yǎng)。所以,為了世界不同地區(qū)進行許多動植物伺蕎栽培,環(huán)境控制是非常必要的。農(nóng)業(yè)工程師和技術(shù)儀員應(yīng)該與動植物學(xué)家和生產(chǎn)者合作,研究設(shè)計出在實踐和經(jīng)濟_卜都行之有效的環(huán)境控制系統(tǒng)。環(huán)境控制的結(jié)果可能不是物里學(xué)的最佳條件,似必須在任何條件下符合生產(chǎn)者的經(jīng)濟意義。科學(xué)工作者和生產(chǎn)者要考慮的因素有:

1.動物和鳥類獲得遺傳的可能性?2.在特殊條件下能生產(chǎn)多少牛扔、蛋、肉或纖維?

3.控制環(huán)境的費用能否通過增加效益得到補償?

4.改變環(huán)競的仆么類型和到什么程度?

要回答這些問題,動植物專家,農(nóng)業(yè)工程師和技術(shù)人員必須緊密聯(lián)系,對其它專業(yè)領(lǐng)域的知識有一定了解•農(nóng)物工程師除要掌握環(huán)‘境變化規(guī)律外,還應(yīng)對物理定理,功逍物習(xí)性有所了解。農(nóng)業(yè)工作者(包括科學(xué)家、管理人員和李產(chǎn)者)也應(yīng)有一些環(huán)境變化規(guī)律,•動植物習(xí)性方面的知識。

B.環(huán)境因子:

廣義上講,環(huán)境可解釋為能影響功物、鳥類、植物和生物產(chǎn)品貯藏灼所有外界條件。對動物和鳥類的圈巢‘來說,環(huán)境可分為社會的、物理的和熱能的因子‘,社會因子包括功物和鳥類的習(xí)性,如涌擠、長幼尊卑次序等。物理因子包括光照、聲音、t圈、籠、柳條箱、棚欄、地板和其它設(shè)備。熱能因子包括溫度和能量,如空氣溫度、濕度和空氣討流。這聲文章主要解釋熱能條件和其它影響動物,鳥類、植物和貯藏品因子的規(guī)律。熱能的傳導(dǎo)、對流和輻射等途尾與水蒸發(fā)起包含在環(huán)境控制過程和系統(tǒng)之中。動植物的最佳生一長發(fā)育需要將環(huán)境控制茬貓窄的熱量范圍內(nèi),一為保持貯藏鉆的天然品質(zhì),貯藏品需要的溫度范圍刊更嚴(yán)•格.和人類一樣,aii化動物屬于恒溫動物,所以,它們在任何時候都竭力維持自己的體溫。因此,動物的環(huán)境必須在一個適合的溫濕度范圖內(nèi),以便體內(nèi)新陳代謝產(chǎn)生的能量不易散失,也便于其不增加或降低休溫。

2人工氣候:

八.汽一水控制人工潮濕空氣是建立在環(huán)境與家一禽家畜圈巢的關(guān)系了解的基礎(chǔ)一L,蒸發(fā)到空氣中的濕度除炎熱的特殊氣候,在任何時候都是勸物和鳥類的熱量散失卜分重要的工具。水蒸汽在家禽家畜建筑物中的排除一直是冬季環(huán)境控制的問題,相反,在炎熱氣候條件下,為達到蒸發(fā)降溫的目的,可采用噴灑水的方法。因一此,空氣中的水分是農(nóng)業(yè)建筑最佳環(huán)境控制灼一種媒介。在一定溫度下,從沒有水到.水分充是的任何地方都有空氣與水的混合物。自然條件下的空氣總是含有一:定的水蒸汽‘在自然溫度范圍內(nèi),空氣一中水蒸汽隨溫度每增高10’C,「L乎增加一倍。及工氣候圖是基于空氣含水蒸量與溫度的關(guān)系的記錄情況的,其它濕潤空氣的熱力學(xué)性貢也在人工氣候圖上得到表現(xiàn)。

3.熱電和濕度的排除

A,熱量和濕度的平衡如果一定的溫度和火分保留在一個封閉的結(jié)構(gòu)中(家畜建筑、貯藏結(jié)構(gòu)和植物生長結(jié)構(gòu)),從建筑物中移出的熱量和水分必定等于傳儀建冼物和,其中產(chǎn)生的量,;大個平衡的任何變化都會使建筑物里面的溫濕度發(fā)生改變,存活的生物‘有機體(如動物、鳥類和貯藏品)都會產(chǎn)生熱量和水分。在寒冷的氣候條件下,排除水蒸汽還存在著問題,如果不通過適當(dāng)?shù)目諝饨粨Q來排-除水分,水分就會增加積累過多。在寒冷的氣候條件F,適當(dāng)?shù)臒崃渴潜匾?為保持建筑物一定的溫度,可回收遺失節(jié)d外界寒冷環(huán)境中的熱量。在炎熱的氣候條件下,排除熱量也存在著問題,如果不排除,又會使熱氯聚集增加過高。最好的途徑是采用自然的-(如空氣對流)或人為的(如機器)空氣交換來排除。如果水分較高,可在建筑物中適當(dāng)刊用熱量來達到蒸發(fā)冷卻的目的,液休水一蒸汽的轉(zhuǎn)換過程中需要一定的熱量,在這個過程中的恢量可從可利用熱能轉(zhuǎn)換成潛在熱能,然后順利地通過自然的和儀為的方法排除到建筑物內(nèi)。

B.換氣髦在通氣系統(tǒng)設(shè)計中,必須注意需要多少空氣交換量的問題,在寒冷時氣候條件下,要從建筑物排除過量的水蒸汽必須有足夠的空氣交換量,在炎熱氣候條件下,從建筑物中排除一定的熱鼠也必須有足夠的空氣交換量。當(dāng)然,最小的空氣交換量應(yīng)該保證動物和鳥類呼吸所必需的氧氣,這意味著二氧化碳不能增加到不適于家禽家靜建筑的程度。盡管氧氣是舉足輕重的,但它可在寒冷氣候條件下排出多于的水蒸汽和灸熱氣候條件下排除多于的熱量而引進的空氣交換中得到滿足。在寒冷與侯條件下,一旦空氣交換量被確定,為保持建筑物里面適當(dāng)?shù)臏囟榷匦璧臒崃抗?yīng)量就可以計算出來,這小熱量平衡的解決必須包含所有的輸入和輸出的熱量,輸入的熱量由動物、鳥類,貯藏物產(chǎn)生的代謝熱和因空氣交換帶進的熱量組成,聚集在建筑物內(nèi)的光照,機械設(shè)備也將產(chǎn)生一定的熱量,在炎熱氣候條件下熱一跳還有一個重要來源,即太陽輻射。這與熱能遺失一樣都取決于建筑物的結(jié)構(gòu)和建筑材料。遺失時熱量由通過建筑物裸露表面散失和通過空氣交換散失的熱量所組成,在許多溫度條件下,如果建筑物隔絕較好,空氣交換控制在排除多于的水蒸汽所必須的量,那么,‘家禽家畜建筑物可能不需要熱屠供哈。在炎熱氣侯條件下,空氣交換漢能使建筑物里面的溫度降到與外界塌度相近的程度,空氣交換量越多,與外界的溫度就越接近。假定外界溫度為30’c,白降溫就難以.進行.所以,比外界高5’c是對降溫比較有利的,用外界溫度來降低里面溫度的唯一途徑是靠機械降溫,但這不符合家禽家畜建充的經(jīng)濟意義。在比較炎熱和干旱l’i{j氣候條件下,蒸發(fā)冷卻可使衛(wèi)面的溫度低于外界溫度。有所這些交換系統(tǒng)設(shè)計的計算可建立在人工氣候應(yīng)用的墓礎(chǔ)上或參照手冊資料。1986年SeeErmay和Dixon寫了一本關(guān)于馴化家禽家畜飼養(yǎng)的不同建筑物及竹理系一統(tǒng)的適宜和潛在熱量的實用手冊。一旦甩外設(shè)計條件確定之后,空氣交換中進出空氣傳遞的熱量和水分就取決于人工氣候圖。如果建筑材料類型確定之后,熱量散失還可以從手冊中計算得到。

4.交換系統(tǒng)的設(shè)計

A.自然空氣移動系統(tǒng)在熱帶亞熱帶氣候條件下,家禽家畜建筑物必需的空氣交換以自然方法(風(fēng)力)來實現(xiàn)比以機誡方法(電風(fēng)扇)來實現(xiàn)要優(yōu)越得多,這七要是從經(jīng)濟觀點來考慮的。因密封費用,環(huán)境控制,裝置費用很高而在多數(shù)情況卜還不能滿意地工作。自然交換裝置都排除了機誡降溫和空調(diào)設(shè)備。空氣流動量為不使建筑物增加過高的空氣溫度而從中排除一定熱能是足夠的。如而所述,空氣流動越多,與外界溫度越接近,空氣的自然流功系統(tǒng)取決于風(fēng)力,!貝此,有的不加控制。為得列最佳結(jié)果,建冼物四周的任何阻礙空氣流動的東西都應(yīng)排除,這包活灌叢,樹林,高大柵欄等結(jié)構(gòu),在寒冷季節(jié)的暖和氣候條件下,需適當(dāng)減少四周的開「1,但也不要完全封閉。當(dāng)少風(fēng)或無風(fēng)的條件下,通過開口而流動的空氣取決于里面空氣變熱而產(chǎn)生的熱能,因為此時里面的空氣輕于外面的空氣。左樣的流動是極少的民取決于建筑物電面的溫度明顯地比外界溫度高這樣不平衡的狀態(tài)。

B.預(yù)防大陽輻射從太陽輻射獲得的熱量在較炎熱的熱帶氣帶條件’一卜可能是多余釣,用金屬鐵皮,石棉瓦等作屋頂材料或無絕緣的建筑是最槽糕的。屋項材料的表面溫.度,無論里面或外面,都出外界溫度l爵2。“3。℃.所以、屋須便充當(dāng)了建筑物占有空間的強大輻射源,輻射熱的影響可采用恰當(dāng)?shù)慕ㄖ牧虾徒ㄖY(jié)構(gòu)的方法來咸少到最低限度,屋項搞一層隔絕材料是十分重要的,這不需要很多人力物力,最好是用薄的膠合板使其與屋頂材料之間留一空隙,鋁金屬板對福射防治沒有鍍鋅的鐵板好,將鼠頂表面泰成白色,與用膠合板一樣,可降低表面溫度和減少太陽輻射。在屋頂涂一層白色無疑比采用膠合板或其它隔絕材料要廉價些,但為使其有效必須是自色,而且在必要時需重漆。

C.蒸發(fā).曝溫一定的熱能轉(zhuǎn)換成潛在熱可使其不產(chǎn)生熱影響,在熱帶氣候條件下,建夭物空間的水蒸發(fā)增加到最大直是十分重要的。遺撼的是,在濕潤氣候條件下,當(dāng)空氣中有相當(dāng)多的水蒸汽時,一增強蒸發(fā)是比較困難的。濕度過高,與i高溫一樣,使人、動物、鳥類產(chǎn)生不安寧感。所以,可能的蒸發(fā)量與空氣濕度肴關(guān),因此,蒸發(fā)降溫只是在干熱氣侯條件下是比較可行而有效的.通過建筑設(shè)備進行較好的空氣交換,在正常炎熱氣候條件下能產(chǎn)生一定的蒸發(fā)量。在炎熱氣候條件下,動物在祈陳代謝過程中要排除大量潛在熱。所以,它們也在有效地利用蒸發(fā)降溫,如不轉(zhuǎn)換成潛在熱,就意味著少量的動物熱能以適當(dāng)?shù)男问皆黾恿丝諝鉁囟?通過建筑設(shè)備較好的交叉空氣輪換流動,在正常條件下可從排泄物等其它潮濕表面蒸發(fā)大量水,這個蒸發(fā)過程可通過噴水在逮筑物中或動物體上而加強。蒸發(fā)爆溫器可與通過設(shè)計一種機械壓力而進入的潮濕雜物系,將交換系統(tǒng)結(jié)合起來,這就是統(tǒng)傳所說的蒸發(fā)降溫建筑,即使蒸發(fā)降溫發(fā)生在所有建物敏個角落,潮濕混雜物降溫系統(tǒng)可獲得75帕的有效率(有效率定義為外界空氣干濕球溫度總差異之比)。蒸發(fā)降溫有效性取決于混雜物的結(jié)構(gòu)和通過混雜物空氣流動的速度。混雜物結(jié)構(gòu)除隨其厚度改變外,還隨不同的纖維材料,里外潮濕的有效性不同而不同。

D.機械降溫空調(diào)和冰箱是機械降溫的必要設(shè)備,所以這是與外界溫退度條件無關(guān)的最丁瞥遍降溫手段,當(dāng)然其費用和可行性必須考慮。因存在有在家禽家畜建筑中保留過濾器分離臟物和殘髓的問題。局部降溫的應(yīng)用已有一些實例,其優(yōu)于包括整個家禽家畜建筑在內(nèi)的環(huán)境降溫,盡管有基礎(chǔ)知識上的限制,最戍功的探索是母豬在母仔房里用奧子降溫,冷空氣直接由鼻管導(dǎo)到每頭幼仔頭部,為豬仔有冷空氣呼吸和一些失周圍局部自勺對流降溫。

E.交換系統(tǒng)的控制通過家禽家畜,植物生長和產(chǎn)品貯藏建筑的空氣交換量可由入口系統(tǒng)和電扇來加以控制,供冶加熱或降溫能否與建房系統(tǒng)聯(lián)系起來,,在溫和的條件下家禽家畜造房的典型事例是既不補給熱量,又不降溫。事實上這是行不通的。在較冷的外界氣候條件下,為最低限度的熱量散失,建筑物的空氣交換是需要嚴(yán)格建造和隔絕喲。這些建筑中的溫度典型地裝有恒溫器,自控電扇,入口的開放通常由控制建筑物l凡外靜態(tài)壓力差的壓力表調(diào)節(jié),當(dāng)壓力表增加時,人口增大,電扁開關(guān)由恒溫器改變壓與差,由此而改變空氣入口。

5.概括

A.分析解決法要獲得空氣解決交換設(shè)計有關(guān)方面的資料,請參閱M.L.ES-may和J.E.Dixon寫的題為《農(nóng)業(yè)工程環(huán)境控度》一書。