Метеорологические показания по некоторым пунктам России (по СНиП)

Таблица 1

Метеорологические показания по некоторым пунктам России (по СНиП).

Наименования пунктов	Среднемесячная температура воздуха, 0С	Средняя абсолютная влажность воздуха (по месяцам), г/м3
Самого холодного месяца	Самого жаркого месяца	январь	март	ноябрь
1	2	3	4	5	6
Архангельск	-12,5	15,6	1,95	2,50	3,40
Астрахань	-6,8	25,3	2,70	3,70	4,60
Барнаул	-17,7	19,7	1,10	2,00	2,25
Благовещенск	-24,3	21,4	0,60	1,65	1,50
Братск	-23,6	18,2	0,75	1,50	1,60
Брянск	-8,5	18,4	2,50	3,10	4,00
Великие Луки	-8,2	17,2	2,60	3,00	4,20
Владивосток	-14,4	20,0	1,10	2,50	3,00
Владикавказ	-5,0	19,7	2,90	4,00	4,80
Владимир	-11,4	18,1	2,30	2,70	3,50
Волгоград	-9,2	24,2	2,25	3,40	4,00
Вологда	-11,7	17,1	1,90	2,30	3,30
Воркута	-20,3	11,7	1,10	1,30	1,80
Воронеж	-9,3	19,9	2,25	3,00	3,80
Грозный	-3,6	23,8	3,15	4,50	5,60
Енисейск	-22,0	18,4	0,90	1,60	1,05
Иваново	-11,8	17,4	1,95	2,55	3,40
Иркутск	-20,9	17,6	0,80	1,20	1,90
Казань	-13,5	19,0	1,65	2,30	3,15
Калининград	-3,4	17,4	3,45	3,70	5,20
Калуга	-10,0	17,6	2,20	2,35	3,70
Вятка	-14,2	17,8	1,65	2,80	2,90
Комсомольск-на-Амуре	-25,6	19,9	0,50	1,65	1,80
Краснодар	-1,8	23,2	5,25	4,50	5,40
Курск	-8,6	19,3	2,50	3,20	4,05
Магадан	-21,6	12,6	0,80	1,10	1,40
Москва	-14,2	19,3	2,20	2,90	3,70
Мурманск	-25,6	22,4	1,90	2,25	3,30
Нижний Новгород	-1,8	18,1	1,95	3,55	3,30
Новгород	-8,6	17,30	2,50	2,70	4,10
Новороссийск	-2,6	23,7	4,70	5,00	6,80
Новосибирск	-19,0	18,7	1,05	1,90	2,10
Омск	-19,2	18,3	1,05	2,00	2,30
Оренбург	-14,8	21,9	1,50	2,50	2,75
Пенза	-12,1	19,8	1,90	2,60	3,30
Пермь	-15,1	18,1	1,50	2,20	2,60
Петрозаводск	-9,8	16,6	1,90	2,30	3,70
Ростов-на-Дону	-5,7	22,9	3,15	5,30	5,00
Рязань	-11,1	28,8	2,10	2,80	3,52
Самара	-13,8	20,7	1,65	2,60	3,15
Санкт-Петербург	-7,7	17,8	2,55	2,70	4,10
Саратов	-12,0	21,5	1,90	2,80	3,45
Смоленск	-8,6	17,6	2,40	3,00	4,00
Тамбов	-10,8	20,2	2,05	2,85	3,60
Тверь	-10,4	17,2	2,25	2,70	3,70
Тула	-10,1	18,4	2,18	2,90	3,70
Ульяновск	-13,8	19,6	1,75	2,40	3,20
Уфа	-14,0	19,3	1,60	2,25	2,60
Челябинск	-15,5	18,8	1,20	2,20	2,40
Чита	-26,6	18,8	0,50	1,31	1,35

Примечание. 1мб*0,75 = 1г/м3

2.Тепловой баланс в животноводческих помещениях

Тепловой баланс-это подсчет поступления и расхода теплоты в здании. Его рассчитывают при проектировании и реконструкции зданий, выборе строительных конструкций и материалов, определении типа, мощности, числа вентиляционных и отопительных установок.

. Он может быть положительным, когда приход тепла больше расхода, отрицательным, когда расход тепла больше прихода и нулевым, когда приход тепла равен его расходу.

На тепловой режим здания влияют: объемно-планировочные решения, климатические условия, вид, живая масса, физиологическое состояние и продуктивность животных, плотность их размещения, объем здания, мощность отопительных установок, кратность воздухообмена.

Расчет теплового баланса здания позволяет оценить теплотехнические свойства ограждающих конструкций, определить пути теплопотерь и способы поддержания в помещении оптимальных параметров микроклимата.

Потери теплоты через ограждающие конструкции (стены, потолки, ворота, окна) зависят от теплопроводимости и толщены слоев ограждения, а теплопроводимость - от вида, структуры и влажности материала. При увеличении объемной массы и влажности материала возрастает его теплопроводность.

Единица теплопроводности (К) равна количеству теплового потока, проходящего через стену толщиной 1 м за 1час при разности температур на двух противоположных поверхностях в 1°С, кДж/(чЧм2Ч0С). Для определения теплопроводности строительных материалов пользуются специальными таблицами.

Помещения, в которых содержится животные, подразделяются на неотапливаемые и отапливаемые.

Неотапливаемые - это помещения, где температурный режим поддерживается за счет тепла выделяемого животными.

Отапливаемые - это помещения, где температурный режим поддерживается и за счет дополнительных источников тепла.

2.1. Расчет теплового баланса животноводческого помещения.

Расчетную температуру воздуха в помещении (tB) для холодного периода года принимают по зоогигиеническим нормативам (см. Таблица 1).

Расчетная температура наружного воздуха (tH) зависит от климатических условий местности, берется средняя температура самого холодного месяца в году (январь). По этому же месяцу для расчета объема вентиляции берется среднемесячная абсолютная влажность(q2).

Приход тепла в неотапливаемых помещениях определяется количеством свободного тепла (Qж. св.), выделяемого животными, размещенными в помещении. Количество этого тепла зависит от вида животных, породы, массы, пола, физиологического состояния и других особенностей.

Расход тепла состоит из:

-тепла, идущего на обогрев приточного (наружного) воздуха (QB);

-тепла, теряемого через ограждающие конструкции здания (Qorp);

-тепла, идущего на испарение влаги с поверхности ограждений (пола, стен, потолка и т. д.) (Qиcп).

Упрощенно формулу расчета теплового баланса можно записать так:

Qж. св. = Qв +Qогр+Qисп

Левая часть формулы отражает приход тепла, правая - теплопотери. Расчет теплового баланса ведут по следующей формуле:

Qж. св = Дt(LЧpЧc+УKF)+2,5ЧWзд., где

Qж. св. - свободное тепло, выделенное в окружающую среду всеми животными;

Дt - разность между температурой воздуха внутри помещения и температурой наружного воздуха самого холодного месяца (для Омска январь -19,2°С (табл. 1);

р (ро) - удельная масса 1м3 воздуха при нормированной температуре;

L - часовой объем вентиляции, рассчитанный для января, м3/ч;

с - теплоемкость воздуха в кДж, или количество тепла для нагрева 1кг

воздуха на 1 градус, кДж/кг = 1;

К-коэффициент теплопередачи через ограждающие конструкции, кДж/(ч*м2*°С) - Таблица;

F-площадь ограждающих конструкций, м2;

У - показатель суммы произведений (коэффициента теплопередачи на ее площадь по каждой части ограждающих конструкций (стены, окна и т. д.), затем все результаты суммируются);

2,5 - коэффициент теплопотерь на испарение 1г влаги с мокрых поверхностей, кДж/г;

Wзд - количество водяных паров в граммах, которое испаряется с мокрых поверхностей, г/ч, берется 10-30% от всех паров, выделенных животными в зависимости от способа навозоудаления, санитарного режима и прочее, для нашей задачи - 10%.

ЗАДАЧА. В коровнике  размером 120Ч12Ч3м на привязи содержится 200 коров, из них 100 лактирующих средней массой 400 кг с удоем 10 кг, 60 лактирующих средней массой 600 кг с удоем 15 кг и 40 сухостойных - средней массой 600 кг.

Стены коровника керамзито-бетонные, толщиной 30 см, перекрытие совмещенное 120х15м. Окна двойные, количество - 36 шт., размер 1,2Ч1,0 м. Ворота двойные, между ними тамбур 3,0Ч2,7м.

Система навозоудаления - каскадно-сплавная. Нормированная температура в коровнике зимой +100С, относительная влажность 75%. Климатическая зона - Омская область. Содержание коров привязное, помещение неотапливаемое.

РАСЧЕТ

Qж. св. = Qв +Qогр+Qисп

Расчет прихода тепла.

Приход тепла определяют по формуле:

Qж. св. =(Q1Чn1)+(Q2Чn2)+(Q3Чn3) и т. д., где:

Q1, Q2, Q3 и т. д. - тепло от одного животного, кДж/ч;

n1, n2, n3 и т. д. - количество животных в группе, голов.

Используя данные таблицы 2 норм выделения животными тепла, вредных газов и водяных паров, заполняем формулу. При этом берем показатель свободного тепла, поступающего в помещение, в кДж/ч. Оно составляет 72% от всего образующегося тепла в организме животного. Остальное тепло (28%) расходуется на физиологические процессы внутри организма.

Таблица 2

Группа животных	Живая масса, кг.	Теплота, кДж/ч	Водяные пары, г/ч	Углекислый газ, м3/ч
Общая	Свободная
1	2	3	4	5	6
Крупный рогатый скот
Коровы стельные сухостойные и нетели за 2 месяца до отела.	300	2789	1008	319	100
400	3318	2390	380	118
600	4276	3079	489	139
800	5023	3618	574	179
Коровы лактирующие при уровне лактации, кг.
5	300	2764	1991	316	99
400	3297	2373	377	118
500	3570	2528	408	128
600	4227	3053	485	152
10	300	2974	2142	340	106
400	3532	2541	404	126
500	3977	2864	455	142
600	4414	1919	505	158
15	300	3431	2469	392	123
400	4007	2885	458	143
500	4435	3192	507	158
600	4801	3457	549	171
Волы на откорме	400	4305	3100	493	154
600	5237	3772	599	187
800	6258	4507	715	224
1000	7405	5330	846	226

Продолжение таблицы 2

Группа животных	Живая масса, кг.	Теплота, кДж/ч	Водяные пары, г/ч	Углекислый газ, м3/ч
Общая	Свободная
1	2	3	4	5	6
Крупный рогатый скот
Телята в возрасте
До 1 месяца От 1 до 3 месяцев	30	462	332	53	16,5
40	651	470	74	23,2
50	802	575	92	28,6
80	1180	848	135	42,2
40	680	491	78	24,3
60	990	714	113	55,5
100	1554	1117	177	24,3
130	1764	1268	202	63
От 3 до 4 месяцев	90	1147	823	131	41
120	1705	1226	195	60,9
150	1764	1268	202	89
200	2491	1672	265	53,1
Молодняк от 4 месяцев и старше	120	1487	1071	170	60,9
180	1890	1361	216	67,5
250	2289	1646	264	81,8
350	3007	2163	344	128,3
30	512	370	57	21

Продолжение таблицы 2

1	2	3	4	5	6
Свиньи
Хряки-производители	100	1239	890	142	44,2
200	1701	1226	194	60,8
300	2171	1567	250	77,6
Матки холостые супоросные	100	1021	735	117	36,4
150	1180	848	135	42,2
200	1357	979	156	48,4
Матки тяжелосупоросные (за 7-10 суток до опороса)	100	1210	874	139	48,2
150	1484	1025	164	50,8
200	1613	1159	180	57,6
Матки подсосные с поросятами	100	2453	1764	282	87,5
150	2790	2016	320	99,8
200	3226	2331	370	115
Поросята до 2-месячного возраста	7	262	189	30	9,4
10	364	262	41	14
15	462	332	53	16,5
Поросята-отъемыши	20	506	364	59	18,1
30	607	437	69	21,7
40	709	512	81	25,3
Ремонтный и откормочный молодняк	50	777	559	89	27,8
60	932	676	107	33,3
80	1084	777	124	38,7
90	1147	823	132	41
100	1205	865	138	43
110	1268	911	145	45,3
120	1319	949	151	47,6
Взрослые свиньи на откорме	100	1331	958	153	63
200	1764	1268	202	89
300	2323	1672	267	117

Продолжение таблицы 2

Группа животных	Живая масса, кг.	Теплота, кДж/ч	Водяные пары, г/ч	Углекислый газ, м3/ч
Общая	Свободная
1	2	3	4	5	6
Овцы
Бараны-производители и пробники	50	710	512	79	30
80	932	672	104	39
100	1042	748	116	44
Матки холостые	40	525	378	59	22
50	609	437	69	26
60	693	500	77	30
Матки суягные	40	622	449	69	26
50	710	517	79	30
60	77	559	87	33
Матки подсосные	40	655	470	74	27
50	77	559	87	33
60	865	621	97	37
Ягнята	50	168	122	18	7
10	252	181	28	10
20	403	290	45	16
30	512	370	57	21

Находим приход тепла (Ожсв) по группам животных.

Qжсв = (2541Ч100)+(3457Ч60)+(3079Ч40)=254100+207420+123160=

=584680 кДж/ч.

Определение расхода тепла:

Qв +Qогр+Qисп  или

  Дt(LЧpЧc+УKF)+2,5ЧWзд.,

НАХОДИМ QB

Расход тепла на подогрев вентиляционного воздуха, находят по формуле:

QB=ДtЧLЧpЧc, где:

QB - тепло необходимое для подогрева вентиляционного наружного воздуха;

Дt - разность между температурой наружного воздуха и воздуха внутри помещения (в январе для Омска, -19,20С (табл. 1) при температуре внутри помещения +100С);

Таблица 1

Метеорологические показания по некоторым пунктам России (по СНиП).

Наименования пунктов	Среднемесячная температура воздуха, 0С	Средняя абсолютная влажность воздуха (по месяцам), г/м3
Самого холодного месяца	Самого жаркого месяца	январь	март	ноябрь
1	2	3	4	5	6
Архангельск	-12,5	15,6	1,95	2,50	3,40
Астрахань	-6,8	25,3	2,70	3,70	4,60
Барнаул	-17,7	19,7	1,10	2,00	2,25
Благовещенск	-24,3	21,4	0,60	1,65	1,50
Братск	-23,6	18,2	0,75	1,50	1,60
Брянск	-8,5	18,4	2,50	3,10	4,00
Великие Луки	-8,2	17,2	2,60	3,00	4,20
Владивосток	-14,4	20,0	1,10	2,50	3,00
Владикавказ	-5,0	19,7	2,90	4,00	4,80
Владимир	-11,4	18,1	2,30	2,70	3,50
Волгоград	-9,2	24,2	2,25	3,40	4,00
Вологда	-11,7	17,1	1,90	2,30	3,30
Воркута	-20,3	11,7	1,10	1,30	1,80
Воронеж	-9,3	19,9	2,25	3,00	3,80
Грозный	-3,6	23,8	3,15	4,50	5,60
Енисейск	-22,0	18,4	0,90	1,60	1,05
Иваново	-11,8	17,4	1,95	2,55	3,40
Иркутск	-20,9	17,6	0,80	1,20	1,90
Казань	-13,5	19,0	1,65	2,30	3,15
Калининград	-3,4	17,4	3,45	3,70	5,20
Калуга	-10,0	17,6	2,20	2,35	3,70
Вятка	-14,2	17,8	1,65	2,80	2,90
Комсомольск-на-Амуре	-25,6	19,9	0,50	1,65	1,80
Краснодар	-1,8	23,2	5,25	4,50	5,40
Курск	-8,6	19,3	2,50	3,20	4,05
Магадан	-21,6	12,6	0,80	1,10	1,40
Москва	-14,2	19,3	2,20	2,90	3,70
Мурманск	-25,6	22,4	1,90	2,25	3,30
Нижний Новгород	-1,8	18,1	1,95	3,55	3,30
Новгород	-8,6	17,30	2,50	2,70	4,10
Новороссийск	-2,6	23,7	4,70	5,00	6,80
Новосибирск	-19,0	18,7	1,05	1,90	2,10
Омск	-19,2	18,3	1,05	2,00	2,30
Оренбург	-14,8	21,9	1,50	2,50	2,75
Пенза	-12,1	19,8	1,90	2,60	3,30
Пермь	-15,1	18,1	1,50	2,20	2,60
Петрозаводск	-9,8	16,6	1,90	2,30	3,70
Ростов-на-Дону	-5,7	22,9	3,15	5,30	5,00
Рязань	-11,1	28,8	2,10	2,80	3,52
Самара	-13,8	20,7	1,65	2,60	3,15
Санкт-Петербург	-7,7	17,8	2,55	2,70	4,10
Саратов	-12,0	21,5	1,90	2,80	3,45
Смоленск	-8,6	17,6	2,40	3,00	4,00
Тамбов	-10,8	20,2	2,05	2,85	3,60
Тверь	-10,4	17,2	2,25	2,70	3,70
Тула	-10,1	18,4	2,18	2,90	3,70
Ульяновск	-13,8	19,6	1,75	2,40	3,20
Уфа	-14,0	19,3	1,60	2,25	2,60
Челябинск	-15,5	18,8	1,20	2,20	2,40
Чита	-26,6	18,8	0,50	1,31	1,35

Примечание. 1мб*0,75 = 1г/м3

L - часовой объем воздуха в помещении в январе, м3/ч,

р(ро) - масса 1 м3 воздуха при температуре +10°С и среднем барометрическом давлении 755 мм. рт. ст., равна 1,239 кг;

с - теплоемкость воздуха в кДж, или количество тепла для нагрева 1кг воздуха на 1 градус, 1кДж/кг = 1.

В начале расчета нужно произвести расчет часового объема вентиляции на самый холодный месяц года (январь), (L),м3:

ХОД РАСЧЕТА:

  a+b 

  L = ----------- --------------

  q1 - q2 

1. Определяем «а» с помощью таблицы 2 (испарения от всех животных).

100х404+60х549+40х489=92900 г\ч

2. Ищем «b», т. е. испарения с ограждений. При каскадно-сплавном навозоудалении они составляют 10% от всего количества паров, выделяемых животными. На нашем примере это

9290 г\ч =92900 г\ч – 10%

3. Абсолютную влажность воздуха коровника (q1) выводим из формулы:

  q1  R Чe

  R=-----Ч100 = q1 = -------------- ,

  e  100

где

q1 – это абсолютная влажность воздуха помещения при которой относительная влажность остается в пределах нормы.

R – это относительная влажность в помещении.

e – это максимальная упругость водяного пара, мм. рт. ст. при температуре 100С (табл. 3).

100 – это коэффициент для перевода в проценты.

  RЧe  75Ч9,17(Таб3)

q1 = -------------- = ------------- = 6,88 г/м3

  100  100

4. Абсолютная влажность атмосферного воздуха в данной климатической зоне за самый холодный месяц находим по таблице 1. Для Омской обл. она равна 1,05 г/м3 q2.

5. Имея все исходные данные, рассчитываем L т. е. часовой объем вентиляции:

  a+b  92900+9290  102190

L = ----------- = ------------------- = ---------- = 17528 м3/ч

  q1 - q2  6,88 – 1,05  5,83

QB=ДtЧLЧpЧc =29,2Ч17528Ч1,239Ч1= 634142 кДж/ч.

Следовательно, теплопотери на нагрев вентиляционного наружного воздуха до нормативной температуры воздуха внутри помещения (для коровника +10°С), составляет 634142 кДж/ч.

Таблица 3

НАХОДИМ Qогр

Расход тепла через ограждающие конструкции находят по формуле:

Qогр = ДtЧУKF

Для этого надо найти сумму произведений KF:

Ограждающие конструкции	F, m2	К, кДж/(ч. м2,0С)	KF, кДж/ч
Пол	120Ч12=1440,0	1,0	1440
Перекрытие	120Ч15=1800,0	2,3	4140
Окна (двойные)	1,2Ч1,0Ч36Ч2=86,4	10,6	916
Ворота	3,0Ч2,7Ч2=16,2	8,4	136
Стены (без учета площ. окон и ворот)	792-59,4=732,6	3,1	2271

  Итого: 8903

Итого сумма теплопотерь (УKF) равна 8903 кДж/ч. Следовательно, теплопотери через ограждающие конструкции с учетом перепада температур (Дt) будут равняться:

Qoгp=ДtЧУ KF=29,2Ч8903=259968 кДж/ч.

НАХОДИМ Qисп

Расход тепла на испарение влаги с поверхности ограждающих конструкций (стен, пола, кормушек, навозных лотков, каналов) рассчитывают по формуле:

Qисп =2,5ЧWзд(b-L),где:

Qисп - тепло, израсходовано на испарения с влажных поверхностей ограждений, кДж/ч;

2,5- коэффициент теплопотерь на испарение 1 г влаги с поверхностей, кДж/г;

Wзд - количество водяных паров (г), поступающее со всех поверхностей, г/ч.

Qисп =2,5Ч9290=23225 кДж/ч

Суммируя все три статьи расхода, получим сумму всех расходов тепла в час:

Qв+Qогр+Qисп = 634142+259968+23225=917335 кДж/ч.

Таким образом, приход тепла составляет 584680 кДж/ч, а расход  917335 кДж/ч.

Зная приход тепла и все статьи расхода, можно определить, существует ли дефицит тепла в данном коровнике, и как оценить его тепловой баланс:

Qдф = Qприх – Qрасх = 584680 – 917335 = - 332655 кДж/ч.

Выводы:

Таким образом, тепловой баланс данного коровника резко отрицательный.

Дефицит тепла в январе составит 332655 кДж/ч.

Необходимы меры по нормализации теплового баланса.

ДЗ: составить список мероприятий по нормализации теплового баланса.