东北地区地处中纬度,气候为典型的大陆性季风气候,其特点是夏天湿度较低,太阳辐射较高,夏季定义为高温天气;冬季气温极低,山区可达-40 ℃,冬季定义为严寒天气｡东北地区的气候特点成为断奶仔猪成活率偏低的主要原因之一｡同时,夏季高温､冬季寒冷的气候导致东北地区生猪养殖成本高于温暖地区,市场竞争力低,进而影响东北地区生猪养殖业的发展｡笔者针对东北地区气候特点进行仔猪舍节能建筑设计,颠覆传统猪舍结构的同时利用太阳能光伏发电､发酵沼气的方法进一步节能,从而降低生猪生产环境调控成本,提高仔猪成活率｡

1　建筑设计

1.1　整体设计

建筑层数为地上二层,整体平面为圆形,建筑面积693.6平方米,占地面积123.2平方米｡檐高8.5米,首层层高3.0米,二层层高5.5米,屋顶层高2.8米｡西侧设有长2.5米､宽7.2米的外围辅助空间｡南侧设有3.0米×3.0米进出口缓冲间,人走楼梯外设｡仔猪进出设有吊车｡

1.2　构造设计

1.2.1　屋面设计　屋顶采用六坡屋顶形式,钢筋混凝土屋面板,坡度2∶5｡外设太阳能光伏板｡层次分布为:素水泥浆,20毫米1∶3水泥砂浆找平,隔热防水膏,20毫米1∶3干硬水泥砂浆,25毫米(最薄处)1∶1∶4混合砂浆｡

1.2.2　外墙设计　390毫米混凝土小型空心砌块墙,刷界面处理剂,10毫米1∶0.5∶3水泥石灰膏砂浆打底扫毛或划出纹道,8毫米1∶0.2∶2水泥石灰膏砂浆找平,素水泥浆,外墙涂料｡

1.2.3　间隔墙设计　190毫米混凝土小型空心砌块墙,素水泥浆,7毫米1∶2.5水泥砂浆打底扫毛或划出纹道,7毫米1∶2.5水泥砂浆压实赶光｡

1.2.4　一层地面设计　素土夯实,压实系数≥0.9;60毫米C15混凝土垫层;素水泥;20毫米1∶3水泥砂浆找平;基层处理剂;1毫米 合成高分子防水涂料;35毫米C15细石混凝土;素水泥浆;35毫米C15细石混凝土;20毫米1∶2水泥砂浆抹面压实(不赶光)｡

1.2.5　二层地面设计　40毫米现浇钢筋混凝土楼板,20毫米1∶2水泥砂浆抹平,基层处理剂,1.5毫米合成高分子防水涂料,35毫米 C20细石混凝土找坡,20毫米1∶2水泥砂浆压实(不赶光)｡

2　室内布局

2.1　圈栏布设

仔猪舍为上下两层,每层在正中心位置设6个圈栏,总体呈放射状,圈栏面积约为8.0平方米,饲养仔猪12头,外围过道宽1.36米｡

2.2　排水沟布设

地面坡度为1%,坡向于排水沟｡每2个圈栏设置1个排水沟,位于相邻栏杆位置,上铺漏缝地板,宽度200毫米,坡度1%,坡向为正中心,每层共设置3个,汇于中心,通过中心立管排到地下沼气池,用于沼气发酵｡

2.3　工作间布设

一层西侧设有2.5米×7.2米工作间,为消毒､配电和临时使用｡同样,二层相应的位置布设2.5米×3.0米的休息间,休息间东侧设有长1.5米､高1.2米的观察窗,随时监控饲养区的情况｡

仔猪舍设计及详细情况见图1~6(单位均为毫米)｡

图1　正立面

图2　侧立面

图3　剖面

图4　六坡屋顶平面

图5　基层平面

图6　二层平面

3　节能设计分析

3.1　圆形设计

现有猪舍多为东西走向,北侧墙体面积过大,而东北地区冬季冷风多为西北偏北向,冷风正对北侧墙体形成空气滞留,造成北墙温度过低,不利于猪舍保温｡本设计改变这种传统墙体思路而设计成圆形,无论是何风向,均不会造成空气滞留,利于仔猪舍冬季保温｡

3.2　太阳能利用

仔猪舍屋顶为六坡屋顶,均设太阳能光伏板,面积约为138.5平方米,年接受太阳辐射量约为6.65万兆焦,年发电量约为1.48万千瓦时｡不仅能满足本仔猪舍用电量要求,还可以供给养殖场使用｡

3.3　沼气应用

仔猪舍地下建筑2.4米×2.4米×2.4米的方形拱顶沼气池,产生的沼气可用于养殖场沼气发电｡进料口与猪舍内排污口相连,出料口位于室外｡沼气池冬季温度低于发酵温度时,启动电加热系统,保证猪舍排污-沼气系统四季正常运行｡另外,其加热电源来自太阳能光伏发电｡

4　结论

二层圆形仔猪舍针对东北寒地气候设计｡猪舍采用圆形设计,避免冬季冷风滞留,有利于猪舍保温｡双层建筑节省土地使用面积,提高单位面积养殖数量｡六坡屋顶设有太阳能光伏板发电,该仔猪舍使用的同时可供给养殖场部分电量,节约能源｡仔猪舍地下设沼气池,其位置利于沼气池冬季保温,当温度不够时可启动电加热系统;猪舍排粪沟用中心立管使上下两层连接,同时与沼气池进料口相连,使产生的污染物质直接进入沼气池,利于舍内卫生防疫;而产生的沼气可用于养殖场发电,节约能源｡

作者 | 于洪艳　王丹宏　郝景锋

吉林农业科技学院水利与土木工程学院

吉林农业科技学院动物科学学院

来 源

《黑龙江畜牧兽医》2017年11期下第53-55页，文章原题目：《东北寒地二层圆形仔猪舍建筑设计与节能分析》