新型節能環保豬舍及其環境評價

■遠德龍 于光輝 孫朋朋 宋春陽 宋修瑜

（1.青島農業大學動物科技學院，山東青島 266109；2.青島派如環境科技有限公司，山東青島 266216）

遺傳、營養和環境是影響豬生長的重要因素。該研究將新型環境控制工藝技術應用于豬生產的全過程，使生豬養殖業隨著科技的發展進步發生了質的變化，豬場環境也得到有效改善，經濟效益明顯提高。試驗以青島派如環境科技有限公司生產的新型節能環保豬舍為研究對象，通過對豬舍內外溫度、濕度、有害氣體濃度以及通風量等數據進行測定分析，對新型豬舍環境控制功能進行評價，從而為生豬規?；?、標準化養殖創造有利的條件。

1 新型節能環保豬舍建造技術

1.1 新型節能環保豬舍構成

新型節能環保豬舍，也稱積木式節能環保豬舍，該節能環保豬舍主要由可移動式鋼構蓄糞池，可拆裝式保溫隔熱墻面板、屋面板，全自動環境控制系統，全自動飲水飼喂設備及糞污發酵設備等組成。

1.1.1 可移動蓄糞池

采用豬舍專用型材或普通H型鋼材制作豬舍蓄糞池，蓄糞池的最大長度14 m，最大寬度6～7 m(非移動豬舍尺寸可加大），保育、產房蓄糞池深0.6 m，其他豬舍池深0.8 m，蓄糞池做密封、防腐和隔熱保溫處理，蓄糞池上方鋪設全漏縫塑料地板。鋼構蓄糞池可實現工廠化生產，大大節約了建造成本，豬舍設置漏縫地板，采用尿液泡糞工藝，不需要人工清糞，節省了人工成本，同時不需要用水沖欄，大大減少污水產生，從根本上解決污染問題。

1.1.2 保溫隔熱墻面和屋面

墻面板和屋面板采用特質彩鋼聚苯復合板，彩鋼板厚度0.5 mm，墻面苯板100 mm，屋面苯板150 mm，密度達18 kg/m3以上（其他質材能滿足保溫隔熱效果的保溫板亦可）。要求豬舍做好密封性，這樣的豬舍冬暖夏涼，匹配全自動環境控制系統，就可實現冬天不用燒煤取暖，夏天不用濕簾降溫，降低了冬天取暖和夏天降溫的運行成本。

1.1.3 智能全自動環境控制系統

采用變速風機和智能環境控制器，組成全自動智能環境控制系統，變速風機轉速范圍為0～1 400 r/min，智能環境控制器可以根據舍內環境溫度需要，設定溫度值和溫度偏差，舍內自動感應探頭采集溫度數據，通過智能環境控制器PC機，調整變速風機轉速來自動調節通風量，以維持舍內恒溫。即當舍內溫度升高時，變速風機轉速自動加快，增加通風量，舍內多余熱量被排出，使舍內溫度降低至設定值；當舍內溫度降低時，變速風機轉速自動降低，減小通風量，利用豬體余熱，使舍內溫度升高至設定值。豬體產生的余熱都聚集在舍內上部，而氨氣等有害氣體，都是舍內下部地面和蓄糞池中糞污產生的，我們在漏糞地板底部和蓄糞池液面間設置通風管道，并在通風管道上按一定比例距離設通風口，以保證整棟豬舍的廢氣排出均勻。因此，排風機與設在漏縫地板下方的通風管道連接，而進風口可直接設在豬舍墻面頂部或在豬舍頂部單獨設進風道，進風道也需要按照一定比例距離開通氣口，以保證整棟豬舍進氣均勻。在春秋冬季節，當舍內氨氣等有害氣體被從底部通風管道排出，在負壓作用下，舍外新鮮空氣從舍內上部的進風口或進風管道進入舍內，首先與舍內頂部的豬體余熱進行熱交換后下降到豬體位置，最后從漏縫地板下方排風管道排出舍外，形成了進風下排風的立體通風。實現了冬天不用燒煤取暖，徹底解決了冬季通風與保溫的矛盾，節約了燃煤，避免燃煤對大氣污染和爐渣對環境污染，同時節省了鍋爐工人工成本；夏天只要把豬群產生的熱量排出舍外，并根據舍內溫度通過加大通風量的方式來降低豬群體感溫度，實現夏天降溫，避免夏天水簾降溫產生的濕熱空氣，對豬群的健康危害。變速風機與環境控制器的智能化，一年四季24 h持續的排風換氣形成舍內外空氣微循環，使舍內的氨氣等有害氣體被徐徐排出，在保持舍內恒溫的前提下，改善了舍內空氣質量，為豬群提供了一個良好的舒適生長環境，避免豬群因春秋冬季節通風換氣產生的冷應激，豬群健康，抗生素用量大大減少，降低了藥殘，提高了肉品質量，食品安全從根本上得到了保證，同時飼料轉化率得以提高，節省飼料成本，提供養殖效益。

1.1.4 全自動飲水和飼喂設備

采用全自動泉涌式飲水器，該飲水器可根據豬的需求，設置不同的飲水水位深度，當水位低于設置水位，飲水器自動進水；當水位達到設置水位時，飲水器自動停止供水。智能泉涌式飲水器不僅減少了水資源浪費，同時減輕了污水處理負擔；采用絞龍或塞盤式自動投料設備，可根據豬群不同的生長階段設置自動投料，大大降低了勞動強度和勞動成本，同時也節約了飼料成本和喂料應激。

1.1.5 豬糞發酵設施

豬糞發酵設施有兩種，一是先將糞污固液分離，固態糞便采用全封閉塔式發酵罐，進行好氧攪拌發酵處理；液態糞便采用罐狀發酵池或混凝土發酵池進行曝氣耗氧發酵處理。這樣糞污經過分別好氧發酵處理，做成固體有機肥和液體有機肥；第二種方法是直接建設一個半封閉的隧道式發酵池，發酵池的底部預留余液泄露管道和打氣管道，采用立式絞龍攪拌機，以節約用電，攪拌機主軸帶有進氣管道，邊攪拌邊打氣，發酵均勻速度快，發酵池內預先裝上木粉、稻殼或經過粉碎的秸稈等填充料，將糞污直接噴灑到填料上，并進行耗氧攪拌發酵，發酵池底部泄露的液體糞污，被余液存儲池內的污水泵，循環噴灑至發酵池內，這樣糞污將會100%做成有機肥，實現豬場糞污零排放。

1.2 新型節能環保豬舍優點

該新型豬舍設施配套完善，豬舍蓄糞池可工廠化生產，能大大節約建筑成本；墻面屋面隔熱保溫板和全自動環境控制設備及特殊的通風結構，可實現冬天不用燒煤取暖，夏天不用濕簾降溫，減少能量消耗，既節能又環保；舍內環境實現自動控制，為豬群提供舒適的生長環境，減少藥物等使用量，降低了藥殘，從養殖環節提高了肉品質量，保證食品安全；全自動飼喂設備減少了人工成本和飼料消耗；糞污不損壞土地，環境無污染，100%成為有機肥，實現豬場糞污零排放，豬場可持續發展成為可能。

2 新型節能環保豬舍環境評價

2.1 試驗豬舍選擇

試驗選擇威海市西樓集團養殖場引進的青島派如環境科技有限公司生產的該新型積木式節能環保豬舍作為研究對象。豬舍基本情況見表1。

表1 試驗豬舍基本情況

2.2 測定指標與方法

試驗測定2012年12月～2013年11月（試驗期）中每周二8：00、14：00、20：00的即時溫度、濕度、風速、氨氣濃度等指標。豬舍外溫度用溫度計測定；豬舍內溫度、風速、氨氣濃度等根據智能環境控制器顯示數據讀取記錄，電費、燃煤費依據2013年度該新型試驗豬舍實際使用量計算。

2.3 數據處理

試驗數據采用Excel 2003預處理，采用統計軟件SPSS 17.0的單因素方差分析（One-way ANOVA）過程進行數據分析，用LSD法進行多重比較，統計顯著性水平為P＜0.05。試驗數據以“平均值±標準差”表示。

2.4 結果與分析

2.4.1 冬春季節試驗豬舍環境控制測定結果（見表2）

表2 冬春季節試驗豬舍環境控制測定結果

由表2可知，冬春季節豬舍外溫度8：00與14：00、14：00與20：00比較均差異極顯著(P＜0.01)、8：00與20：00比較差異不顯著。豬舍內溫度設定值為（23.00±1.00）℃，3個時間點豬舍內溫度呈現先上升后下降的趨勢，濕度呈現逐漸下降趨勢，風機風速呈現先上升后下降的趨勢，氨氣濃度呈現先下降后上升的趨勢，但豬舍內溫度、濕度、風速、氨氣濃度均差異不顯著（P＞0.05）。2.4.2 夏秋季節試驗豬舍環境控制測定結果（見表3）

表3 夏秋季節試驗豬舍環境控制測定結果

由表3可知，夏秋季節，室外溫度變化較大，8：00與14：00比較差異極顯著（P＜0.01）8：00與20：00比較差異顯著（P＜0.05）,14：00與20：00比較差異不顯著。豬舍內部溫度設定值為（23.00±1.00）℃，3個時間點間均差異不顯著，豬舍內濕度呈現先下降后平穩的趨勢，3個時間點間差異不顯著；豬舍內風速呈現先上升，后下降的趨勢，且8：00與14：00、14：00與20：00比較差異均達到極顯著水平（P＜0.01），8：00與20：00之間比較差異不顯著。氨氣濃度呈現先降低后升高的趨勢，且8：00與14：00、14：00與20：00比較均差異極顯著（P＜0.01），8：00與20：00比較差異不顯著。

2.4.3 試驗豬舍電費、燃煤費使用情況

試驗期新型試驗豬舍與傳統豬舍電費、燃煤費使用情況分別見表4、表5，由表4可知，試驗豬舍額外費用主要為風機耗電所產生的電費，滿足豬舍內設定溫度值時，冬季不需要燒煤取暖。

表4 試驗期新型試驗豬舍電費、燃煤費使用情況

表5 試驗期傳統豬舍電費、燃煤使用情況

2.5 討論

2.5.1 試驗豬舍溫度環境控制評價

目前，傳統豬舍環境控制技術主要分夏季防暑降溫與冬季保溫通風，畜舍的防暑降溫主要從兩方面體現：即減少產熱和增加散熱。加強畜舍外圍護結構的隔熱設計是畜舍防暑降溫的基礎，合理利用自然通風與機械通風，實行綠化和遮陽，減少太陽輻射，以實現自身結構的防暑降溫設計；其次在炎熱的夏季需要增加人工降溫措施，包括濕簾風機降溫、噴水噴霧降溫、地面灑水降溫、空調降溫、地源熱泵降溫等，或者通過減少飼養密度，來減少熱量的產生。肖良榮等（2001）研究發現濕簾風機系統可使豬舍降溫幅度達到 5～7℃，同時蚊蠅明顯減少，畜舍環境大大改善。曹丹等（2010）研究表明，采取立體降溫的豬舍比自然通風的豬舍至少低2.25℃，同時育肥豬日增重提高 13.9%，飼料轉化率提高 8.4%。但是極大地增加了豬舍的相對濕度，使豬體自身散熱更加困難，同時有利于病原微生物的滋生，提高了豬群患病的風險。

畜舍冬季保溫通風亦主要從兩方面呈現：即加強保溫和增加供暖。加強保溫主要從畜舍的墻體材料、隔熱設計、日常管理工作方面來實現；增加供暖主要從增大豬群飼養密度、加蓋塑料暖棚、運用紅外線燈、電熱板或地暖等人工供暖方式進行。劉春燕等（2003）試驗結果表明大棚豬舍在溫濕度、氣流、有害氣體要求等方面均優于有窗磚結構豬舍；周道雷等（2005）研究表明暖床能有效地滿足哺乳仔豬的躺臥行為；李娜等（2010）比較地熱舍、發酵床舍和熱風供暖舍指出，最為經濟實用的是地熱舍，其溫度高、濕度低、豬生長速度快；其次是發酵床舍，而不建議應用熱風供暖舍。

威海市地處山東半島最東部屬北暖溫帶季風型大陸性氣候，試驗豬舍研究表明，夏季不使用濕簾降溫系統，冬季不使用燒煤取暖提高舍溫?？梢钥闯?，一年四季試驗豬舍外溫度變化隨氣溫變化而變化顯著，但豬舍內溫度在自身控制系統的影響下，始終維持在（23.00±1.00）℃的設定值，這說明豬舍建筑材料保溫隔熱效果良好，環境溫度控制系統精準可靠。

2.5.2 試驗豬舍濕度環境控制評價

濕度對豬只的影響是建立在溫度基礎上的，主要表現在豬的蒸發散熱方面，夏季高溫的情況下，蒸發散熱的快慢取決于濕度的大小。在溫度適宜的范圍內，即使相對濕度相對較高，對生產性能也無明顯影響。研究表明，豬舍濕度不宜過高，高濕有利于病原微生物的繁殖，削弱豬只的抵抗力，患皮膚病的風險增加；豬舍濕度也不宜過低，低濕容易導致豬只皮膚干裂、豬舍粉塵過多；豬舍的濕度一般控制在60%～80%為宜（張俊輝等，2012），而保育豬宜維持在60%～70%（顏培實等，2011）；環境濕度對豬的體溫有顯著影響（汪開英，2003），當環境溫度低于25℃時，相對濕度對豬的生長性能沒有顯著的影響；當環境溫度為30℃時，相對濕度從20%上升至90%，日增重即下降16%；當環境溫度高于33℃時，相對濕度從30%上升至80%時，日增重即下降29%，料重比增加21%（邵燕華，2002）。本研究豬舍相對濕度維持在60%左右且不受外界溫度、風速的影響，環境相對濕度適宜，利于豬群健康成長。

2.5.3 試驗豬舍風速環境控制評價

豬體感覺氣流的舒適程度直接取決于外界環境促使豬向環境中取得（或釋放）熱量的難易程度。氣流的主要作用是排除舍內有害氣體和影響豬體的散熱（Ki Youn Kim等，2007）。氣流對豬的影響主要體現在有效環境溫度上，有效環境溫度的高低取決于溫度、濕度與氣流等因素。高溫情況下，氣流越高，有效環境溫度越低，豬的對流散熱越容易，豬對高氣流的感覺是涼爽的；低溫情況下，氣流越高，有效環境溫度更低，豬體感覺到的環境更冷，應激更大。本研究新型試驗豬舍采取上進風下排風的方式，變速風機受智能環境控制器的控制，始終維持圈舍內溫度、相對濕度穩定，控制模式見圖1。室外新鮮空氣從舍內上部的進風口進入舍內，與舍內頂部的豬體余熱，熱交換后下降到豬體位置，再從漏縫地板下方排出舍外，從而減少了豬群對氣流、溫度的應激。

圖1 智能風速環境控制模式

2.5.4 試驗豬舍氨氣濃度環境控制評價

豬舍內NH3、H2S等有害氣體主要來源是豬的呼吸、糞尿和飼料的腐敗分解，其中NH3來源于豬舍含氮有機物的分解，具有刺激性的臭味；主要作用于豬呼吸道黏膜和眼結膜，濃度較低時，不會對豬產生不良的影響，但長期處于此種環境，會使豬抵抗力下降，發病率升高，采食量降低，料重比升高（Banhazi等，2008）。高濃度NH3還能夠引起豬結膜炎、角膜炎和支氣管炎等疾病。Crober（1998）研究認為，NH3對豬產生影響的最小濃度是25 mg/kg，當達到100 mg/kg時對生產性能可產生顯著影響。張文博等（2001）將后備母豬(10～28周齡)飼養在不同氨氣濃度(5.7 mg/kg和19.7 mg/kg)的環境下，結果低濃度環境下的后備母豬發情率顯著高于高濃度環境下的后備母豬（P＜0.05）。本研究中，試驗豬舍氨氣濃度極大值為12 mg/kg，平均為（7.70±1.68）mg/kg，極顯著低于NH3對豬產生影響的最小濃度。表明該試驗豬舍內氨氣濃度極低，下排風的技術改進利于氨氣等有害氣體的排出，利于豬群健康。

2.5.5 試驗豬舍效益分析

新型試驗節能環保豬舍為一棟320頭的全密封環保保育豬舍，無濕簾降溫無鍋爐加熱等防暑保溫措施，滿足豬舍內設定溫度值時，單從能源方面來看，與傳統豬舍所耗電費、燃煤費相比一棟豬舍成本即可節約2 116.38元，能源成本降低73.26%。

3 小結

積木式節能豬舍工廠化生產完全能夠降低豬舍建造成本，優良的隔熱保溫性能和全自動的環控系統，完全能夠實現節能目的；全自動飼喂設備，降低了勞動強度，糞便處理設施，可以使豬場實現零排放，完全能夠實現豬場可持續發展的目的。積木式節能環保豬舍，不僅改善了豬的生長環境，同時也從根本上解決了藥殘超標難題，食品安全從源頭上得到保證。

通過對積木式節能環保豬舍舍內外溫度、相對濕度、風速、氨氣濃度以及經濟效益分析認為，積木式節能環保豬舍不僅能夠滿足夏季不用濕簾降溫，冬季不用燒煤取暖的條件，而且智能控制系統穩定、精確，能夠及時根據舍內溫度控制風量和風速，采用24 h連續通風模式，上進下排的立體通風方式，在保持舍內恒溫的前提下，形成舍內外空氣微循環，保持豬群健康生長環境，提高食品安全質量、減少環境污染和節省飼養成本具有重要意義，也十分具有推廣價值。

（參考文獻13篇，刊略，需者可函索）