生态畜牧区温室羊舍建筑规划

雁门关生态畜牧区地处山西省的北部和西北部高寒区,所辖28个市县,是山西省重要的畜牧业生产区,拥有丰富的牧业资源。但是,该区养羊经营粗放,从2001年开始山西省委、省政府做出建设雁门关生态畜牧经济区的重要决策,以规模养殖场和标准化养殖小区建设为重点,积极推进散养放牧的粗放经营方式向集约化、标准化、产业化经营方式转变。禁牧舍饲是该生态区今后发展的出路。日光温室羊舍的提出,旨在为舍饲养羊提供一种设计科学、投资成本低、使用效果好的新型羊舍。

1雁门关生态畜牧区气候特征及设计依据

雁门关生态畜牧区地处山西省的北部和西北部高寒区,介于北纬37°~40°,东经110°~114°之间;年均气温在3.7℃~8.8℃之间,无霜期100d~130d,年均降水400mm~500mm,雨量分布不均,气候干燥寒冷,昼夜温差大。1.1光能利用影响光能充分利用的主要因素是透光率,而透光率又与阳光的入射角有直接关系。当入射角在0°~40°,40°~60°和60°~90°范围内时,其透光率随入射角的增大分别表现为略有下降、明显下降和急剧下降。所以日光温室羊舍透光面的南侧屋面角在设计时,要保证阳光入射角不要超过60°。影响光能利用的另一个重要因素是保温,在设计上,采光屋面越大,晴天白天增温越快,但夜间降温也越快,所以必须要用草苫覆盖以利寒冷季节夜间保温。1.2通风与防暑羊喜干燥、怕潮湿、怕闷热,所以在热天良好的通风和降暑,则是建舍中重点考虑的问题,在本设计中南侧通风口面积占墙面达35%,北侧通风口面积占墙面的21%,充分实现了对流通风。在斜坡采光屋面上热天用草苫完全覆盖,可起到良好的降暑作用。

2羊舍建筑设计参数

1)跨度:指北墙至南墙内侧间距,为8m。2)高度:指四面墙壁高度和斜坡棚面高度,北墙高为2.2m,南墙高为1m,东西山墙高为2.2m。斜坡棚面北沿高2.2m,南沿高1.5m。3)长度:没有硬性规定,以25m~60m为宜。4)采光屋面角:采光屋面角是指日光温室采光屋面与地面形成的夹角。屋面角的大小直接影响光线的入射角,从而也就影响了透光率。北方地区一般以10°~30°为宜。5)后屋面仰角:后屋面角度大于严寒季节(立冬至立春)上午的太阳高度角时,太阳光可照满温室后墙,使墙体能吸蓄较多热量。冬至日至立春期间要使太阳光照满温室后墙,后屋面角最好大于当地冬至太阳高度角7°~8°。6)方位角:温室方位东西延长,坐北朝南,偏东偏西以不超过10°为宜。偏东,可多利用上午太阳光,有利于室内升温;偏西,有利于提高夜温。山西省冬季早晨温度较低,时而有雾,不能早揭草帘,温室应偏西5°~10°为宜。7)墙壁厚:以红砖为准,北墙与东西山墙为0.37m,南墙为0.24m。8)通风窗:北墙上设有上下两排通风窗。上窗口尺寸1m×1m,窗与窗间距为3m;下窗口尺寸为0.5m×0.5m,窗与窗间距为1.5m。下窗口下沿距地面为0.3m,上下窗间距为0.1m。南墙上沿距棚面南沿间距为0.5m,是完全开放式通风口。9)北屋面:靠近北墙,宽度为1.5m,高度为2.2m,由2.5cm厚木板铺设,上压防雨和保温层,是卷放草苫的作业部位。在其上每隔8m装一个冬季换气天窗,天窗尺寸为0.3m×0.3m。10)南屋面:是透光面,由塑料薄膜和拱架及压膜杆组成,拱架用铁管、竹杆、木杆均可,功能是支撑薄膜,拱架间距为1m。压膜杆用料与拱架相同,间距为1m。11)入舍门:入舍门开在山墙,高度为1.8m,宽为1.5m。12)运动场:它是羊舍必要的附属设施,是指用围栏封闭的羊圈。有条件的可搭置凉棚用于遮阳和避雨。运动场的面积一般按羊舍面积的2倍~3倍设计。13)地面:羊舍与羊圈的地面要求平整、干燥,以沙土最好,不要用水泥地面。

3覆盖材料的选择

3.1透明覆盖材料的选择

目前,国内生产的棚膜较多,经棚膜比较试验,聚氯乙烯无滴防老化膜是当前日光温室比较适宜应用的棚膜。它的优点是透光率高,保温性能好,拉伸强度大,易粘合;缺点是比重大,易污染,清洗困难。乙烯—醋酸乙烯三层共聚无滴保温防老化棚膜,功能全,强度好,吸尘少,保温性能好,是一种有较好使用前途的新型棚膜,已开始在山西省示范推广。

3.2夜间保温覆盖材料的选择

温室夜间保温覆盖材料主要有草帘、纸被、不织布等。经试验比较,稻草帘较适合山西省,其次是蒲草帘和蒲草加芦苇帘。稻草帘宽1.5m,长比温室拱面长度长0.5m左右,厚约5cm,保温效果5℃~6℃。雁门关生态畜牧区应覆盖双层草帘。在严寒季节,为弥补草帘保温能力不足,可在草帘下面加盖纸被。纸被是由4层~6层牛皮纸缝制而成,纸被保温效果4℃~5℃。不织布,又叫无纺布、丰收布,是用聚酯原料制成。每平方米20g重的无纺布保温能力只有1℃~5℃,但每平方米100g重的无纺布可增温6℃~8℃。不织布具有一定的吸湿性,所以适于在温室内张挂保温幕。

4复合墙体结构的选型

日光温室墙体的功能除承重和隔热外,还要具有较强的载热功能,白天蓄热,夜间向空气内放热,以延缓室温下降。我们设计研制了以下两种墙体:1)砖砌空心墙体及填充物。内墙厚12cm(半砖),中空36cm,外层墙厚24cm,形成80cm左右的空心墙体。中空层分别填炉渣、锯末、珍珠岩和中空,试验结果表明阻热效果以填珍珠岩的最好,其次是炉渣,距内墙表面10cm内夜间温度始终高于室内气温。而锯末和中空(空气)较差。2)土—土(草)复合墙体。打土板墙厚60cm~70cm,墙外培土或垛草防寒,使墙体复合厚度比当地冻土层大30cm,形成土—土(草)复合墙体。这种墙体成本低,阻热保温性能也较好,缺点是使用年限短,每年需要修补。

5应用分析

山西省农科院畜牧院2006年10月建成日光温室羊舍200m2,用鲁西小尾寒羊100只进行舍饲观察。截止2008年2月统计,舍饲可繁母羊85只,死淘3只,发情受配母羊85只,发情受配率达96.6%,羊群整体发育整齐、健康,对羊舍表现出良好的适应性。冬季舍内的温度变化表现为白天高、夜间低,晴天高、阴天低,在载羊情况下对舍内外温差变化进行测定可知,日光温室羊舍在载羊的情况下,舍内温度在冬季最寒冷的天气里基本接近0℃,一般天气都能保持0℃以上,这就大大降低了严寒对羊群的影响程度。冬季舍内湿度变化,由于白天随着阳光照射,舍温升高时能打开换气口换气,而夜间为了保温要尽量密闭羊舍,所以,舍内湿度是白天低、夜间高,测定结果为:相对湿度白天最高达56%,夜间最高达69%,这种湿度水平接近羊群理想湿度标准。

6结语

日光温室羊舍为了降低北墙高度,减少投资成本,这就使屋面角的扩大受到了限制,只能通过增大透光面提高光能效率,这种设计带来一种弊病,即冬季易在屋面积雪,增加了清雪的负担,这是今后在改进设计中应该考虑的一个问题。