王美芝，趙婉瑩，劉繼軍，安 濤，易 路，王 剛，吳中紅※

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，北京 100193；2.動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193；3. 中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)，北京 100012）

濕簾-風(fēng)機(jī)系統(tǒng)對(duì)北京育肥豬舍的降溫效果

王美芝1,2，趙婉瑩1，劉繼軍1,2，安 濤1，易 路1，王 剛3，吳中紅1,2※

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，北京 100193；2.動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193；3. 中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)，北京 100012）

北京市夏季高溫將對(duì)豬的生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響，夏季豬舍環(huán)境溫度控制尤為重要。該試驗(yàn)研究比較了濕簾-風(fēng)機(jī)和單純風(fēng)機(jī)在北京豬舍的降溫效果，設(shè)計(jì)了風(fēng)機(jī)風(fēng)量測(cè)量系統(tǒng)并實(shí)測(cè)了豬舍通風(fēng)量，每天定時(shí)分別測(cè)定兩豬舍內(nèi)溫度、濕度、風(fēng)速和舍外溫、濕度并進(jìn)行比較分析。結(jié)果表明：試驗(yàn)期間，濕簾-風(fēng)機(jī)豬舍和單純風(fēng)機(jī)舍6個(gè)斷面風(fēng)速范圍分別為0.51～0.84和0.51～0.68 m/s，整體風(fēng)速差異不顯著（P＞0.05）。濕簾-風(fēng)機(jī)舍舍內(nèi)溫度顯著低于單純風(fēng)機(jī)舍（P＜0.05），濕簾-風(fēng)機(jī)舍和單純風(fēng)機(jī)舍舍內(nèi)溫度高于 30.0 ℃的小時(shí)數(shù)占比分別為 5.0%和 20.2%。濕簾-風(fēng)機(jī)舍同一時(shí)刻斷面 1(濕簾端)溫度低于斷面6（風(fēng)機(jī)端）溫度0.4～2.2 ℃，單純風(fēng)機(jī)舍各時(shí)刻不同斷面的溫度差異不顯著（P＞0.05）。單純風(fēng)機(jī)舍內(nèi)的豬只呼吸頻率均顯著高于濕簾-風(fēng)機(jī)舍內(nèi)呼吸頻率3.82次/min（12:00）和3.05次/min（14:00）（P＜0.05）。濕簾-風(fēng)機(jī)舍降溫系統(tǒng)日用水量為 1.20～6.27 m3。北京地區(qū)豬舍使用濕簾-風(fēng)機(jī)系統(tǒng)降溫效果優(yōu)于單純風(fēng)機(jī)降溫效果，但濕簾-風(fēng)機(jī)降溫將耗用一定水資源。

風(fēng)機(jī)；降溫；風(fēng)速；濕簾-風(fēng)機(jī)系統(tǒng)；豬舍

王美芝，趙婉瑩，劉繼軍，安 濤，易 路，王 剛，吳中紅. 濕簾-風(fēng)機(jī)系統(tǒng)對(duì)北京育肥豬舍的降溫效果[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2017，33(7)：197－205.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.07.026 http://www.tcsae.org

Wang Meizhi, Zhao Wanying, Liu Jijun, An Tao，Yi Lu, Wang Gang, Wu Zhonghong. Cooling effect of water pad-fan system for fattening pig houses in Beijing[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(7): 197－205. (in Chinese with English abstract)doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.07.026 http://www.tcsae.org

0 引 言

高溫將影響育肥豬的熱應(yīng)激、豬的福利和生產(chǎn)性能[1]。高溫下，育肥豬將通過(guò)對(duì)生產(chǎn)性能不利的熱調(diào)節(jié)機(jī)制包括行為、生理和代謝等調(diào)整來(lái)維持其體溫，比如通過(guò)減少采食量減少產(chǎn)熱量，由此帶來(lái)生長(zhǎng)速率的下降[2]。生長(zhǎng)育肥豬在熱應(yīng)激條件下，采食量會(huì)顯著下降，Renaudeau 等[3]試驗(yàn)測(cè)定 28、32、36 ℃溫度下育肥豬的平均日采食量逐漸下降。同時(shí)，豬舍內(nèi)溫度越高，氨氣排放量越高[4]。

20世紀(jì) 50年代美國(guó)科學(xué)家研究開(kāi)發(fā)了濕簾降溫系統(tǒng)。濕簾-風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)利用水蒸汽吸熱實(shí)現(xiàn)冷卻[5-6]。濕簾-風(fēng)機(jī)降溫技術(shù)是溫室多種降溫技術(shù)中最有效而且最為經(jīng)濟(jì)的降溫方式[7]。濕簾-風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)在溫室降溫方面的效果已有較多研究[8-10]，研究人員對(duì)該降溫方式下溫室降溫參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化[11]，并對(duì)濕簾-風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)安裝高度對(duì)降溫效果的影響進(jìn)行了研究[12]。在上海等濕度較大地區(qū)，在室外相對(duì)濕度大于80%時(shí)，濕簾-風(fēng)機(jī)和遮陽(yáng)綜合措施可使溫室內(nèi)溫度比室外降低2～3 ℃[13]。濕簾-風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)在高溫干燥地區(qū)降低舍內(nèi)溫度較為高效，研究人員利用模糊數(shù)學(xué)的方法理論評(píng)價(jià)了中國(guó) 9個(gè)城市地區(qū)禽舍采用濕簾-風(fēng)機(jī)降溫的適宜性[14]。龔建軍等[15]研究了四川地區(qū)妊娠豬舍采用濕簾-風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)時(shí)風(fēng)機(jī)安裝位置不同對(duì)降溫效果的影響及該降溫期間豬舍內(nèi)環(huán)境狀況。蒲洪州等[16]在重慶地區(qū)安裝濕簾-風(fēng)機(jī)的妊娠豬舍高溫季節(jié)降溫結(jié)果表明，濕簾風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)受濕度影響，在濕度大于 90%條件下，最大降溫幅度為 1 ℃，在低濕條件下雖其最大降溫幅度可達(dá) 9 ℃，但在極端高溫情況下很難將舍內(nèi)溫度降到適宜溫度范圍內(nèi)。盧真真等[17]通過(guò)試驗(yàn)和理論分析相結(jié)合，分析了北京地區(qū)雞舍利用濕簾-風(fēng)機(jī)降溫時(shí)在保證一定降溫幅度時(shí)的必需通風(fēng)量。綜上可知，濕簾-風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)的降溫效果受不同地區(qū)的氣候條件影響較大，并且不同動(dòng)物種類(lèi)及飼養(yǎng)密度的產(chǎn)熱量不同也會(huì)對(duì)降溫效果產(chǎn)生影響。

據(jù)北京市1971－2015年的氣象資料顯示，北京市夏季極端最高氣溫可達(dá)41.9 ℃[18]。調(diào)查顯示，北京地區(qū)的豬舍夏季多數(shù)沒(méi)有降溫措施[19]，北京豬舍有必要增加降溫措施。濕簾-風(fēng)機(jī)降溫和單純風(fēng)機(jī)降溫在北京市氣候條件下對(duì)豬舍的降溫效果比較尚未見(jiàn)報(bào)道，本試驗(yàn)選擇濕簾-風(fēng)機(jī)降溫育肥豬舍和單純風(fēng)機(jī)降溫育肥豬舍作為研究對(duì)象，通過(guò)比較兩者各環(huán)境指標(biāo)的差異，研究濕簾-風(fēng)機(jī)系統(tǒng)和單純風(fēng)機(jī)系統(tǒng)對(duì)北京地區(qū)夏季豬舍的降溫效果，以期對(duì)北京地區(qū)豬舍夏季降溫方式的選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)豬舍基本情況

選擇北京市大興區(qū)某豬場(chǎng)建筑形式相同的兩棟育肥豬舍。其中一棟為濕簾-風(fēng)機(jī)舍，另一棟為單純風(fēng)機(jī)舍。兩棟豬舍的建筑尺寸均為60.4 m×8.9 m×3.55 m，墻體材料為 240 mm厚磚墻內(nèi)外抹灰，四面墻體材料及厚度相同，窗戶(hù)為單層塑鋼窗。南側(cè)縱墻和北側(cè)縱墻各有20個(gè)1.48 m×1.48 m 的窗戶(hù)，南側(cè)窗戶(hù)下沿距離舍內(nèi)地面0.93 m，北側(cè)窗戶(hù)下沿距舍內(nèi)地面0.85 m。豬舍內(nèi)為單列豬欄單列走道布置方式，走道寬度 1.37 m。舍內(nèi)有豬欄12個(gè)，豬欄尺寸為7.40 m×4.67 m，鋼欄桿豬欄高0.99 m。欄內(nèi)實(shí)體地面寬為2.6 m，漏縫地板寬為4.8 m。每棟豬舍漏縫地板下有4個(gè)糞坑，坑深0.7 m，清糞方式為拔塞式水泡糞方式。每個(gè)豬舍有 1個(gè) 2.1 m(高)× 0.9 m(寬)的門(mén)。試驗(yàn)舍設(shè)計(jì)飼養(yǎng)育肥豬420頭（豬欄面積為414.70 m2，每頭育肥豬占床面積為0.8～1.2 m2[20]），由于條件限制，濕簾-風(fēng)機(jī)降溫舍和單純風(fēng)機(jī)降溫舍各有育肥豬94頭，種類(lèi)為長(zhǎng)白和大白混合飼養(yǎng)，平均每頭體質(zhì)量為100～110 kg。屋頂為彩鋼夾芯板（厚度為100 mm）雙坡屋頂，豬舍設(shè)有2.47 m高單層彩鋼板吊頂。2棟豬舍均為南北朝向，濕簾位于東墻上，風(fēng)機(jī)位于西墻上。大濕簾尺寸為 2.6 m(寬)×1.8 m(高)× 0.15 m(厚)，小濕簾尺寸為1.3 m(寬)×1.8 m(高)×0.15 m(厚)，濕簾底部距離舍內(nèi)地面0.37 m。風(fēng)機(jī)共有4個(gè)，型號(hào)共有2個(gè)，2種型號(hào)的風(fēng)機(jī)型號(hào)分別為1.18 m×1.18 m(大) 和0.86 m×0.86 m(小)。2個(gè)大風(fēng)機(jī)底部距離舍內(nèi)地面分別為0.55 m和0.63 m，2個(gè)小風(fēng)機(jī)底部距離舍內(nèi)地面分別為0.85和0.93 m。

試驗(yàn)期為2015年7月24日－8月11日。試驗(yàn)期間兩棟豬舍的風(fēng)機(jī)每天均24 h開(kāi)啟。單純風(fēng)機(jī)舍每天24 h靠近濕簾一側(cè)的南側(cè)縱墻上 2個(gè)窗戶(hù)開(kāi)啟（推拉窗，實(shí)際每個(gè)窗戶(hù)開(kāi)啟面積為窗戶(hù)面積的一半），每天08:00－18:00東墻上的一個(gè)門(mén)開(kāi)啟。濕簾-風(fēng)機(jī)舍內(nèi)濕簾人工開(kāi)啟時(shí)間為 10:00－18:00，濕簾開(kāi)啟時(shí)門(mén)窗全部關(guān)閉，每日18:00－次日10:00門(mén)窗開(kāi)啟同單純風(fēng)機(jī)舍。

兩棟試驗(yàn)豬舍平面圖及測(cè)試點(diǎn)布置示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 單純風(fēng)機(jī)舍和濕簾-風(fēng)機(jī)舍的測(cè)量點(diǎn)分布圖Fig.1 Measuring points of fan pig house and water pad-fan pig house

1.2 試驗(yàn)測(cè)定指標(biāo)及方法

1.2.1 豬舍通風(fēng)量的測(cè)定

豬舍風(fēng)機(jī)通風(fēng)量及濕簾配置的合理性是研究單純風(fēng)機(jī)降溫和濕簾-風(fēng)機(jī)降溫效果的基本條件。因試驗(yàn)豬舍及環(huán)境控制設(shè)備為既有豬舍和既有設(shè)備，現(xiàn)有風(fēng)機(jī)的通風(fēng)量等技術(shù)參數(shù)標(biāo)識(shí)已毀損，為確定豬舍風(fēng)機(jī)目前狀態(tài)下的通風(fēng)量，需對(duì)風(fēng)機(jī)通風(fēng)量進(jìn)行實(shí)測(cè)。通風(fēng)量的確定比較困難，通風(fēng)量的確定方法有風(fēng)機(jī)斷面實(shí)測(cè)法、風(fēng)速斷面法、二氧化碳質(zhì)量平衡法、示蹤氣體法和熱平衡法[21]。本試驗(yàn)采用風(fēng)機(jī)斷面實(shí)測(cè)法確定單臺(tái)風(fēng)機(jī)通風(fēng)量，借鑒美國(guó)農(nóng)業(yè)部南部家禽實(shí)驗(yàn)室研制的（FANS）風(fēng)機(jī)風(fēng)量測(cè)試系統(tǒng)[22]，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。

風(fēng)機(jī)B由一個(gè)780 mm（長(zhǎng)）× 800 mm（寬）× 350 mm（厚）的鍍鋅板底座框和一個(gè)780 mm（長(zhǎng)）×800 mm（寬）×200 mm（厚）的風(fēng)速計(jì)安裝框架組成測(cè)試系統(tǒng)，5個(gè)自動(dòng)記錄式風(fēng)速儀在水平測(cè)試桿上等距安置，風(fēng)速儀距扇葉31 cm，距外框邊界9 cm。風(fēng)機(jī)A由一個(gè)1 080 mm（長(zhǎng)）×1 150 mm（寬）×550 mm（厚）的鍍鋅板底座框和一個(gè)1 080 mm（長(zhǎng)）×1 150 mm（寬）×200 mm（厚）的風(fēng)速計(jì)安裝框架組成測(cè)試系統(tǒng)，風(fēng)速儀距扇葉39 cm，距外框邊界9 cm。上下改變測(cè)試桿位置，對(duì)測(cè)試框架內(nèi)不同測(cè)點(diǎn)（風(fēng)機(jī)A共25個(gè)測(cè)點(diǎn)，風(fēng)機(jī)B共20個(gè)測(cè)點(diǎn)）的風(fēng)速進(jìn)行監(jiān)測(cè)，計(jì)算框架斷面平均風(fēng)速，根據(jù)框架斷面平均風(fēng)速和斷面面積得到單臺(tái)風(fēng)機(jī)通風(fēng)量。

風(fēng)速風(fēng)量測(cè)試框架中安裝的自動(dòng)記錄式風(fēng)速儀采用北京天建華儀科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的WFWZY-1萬(wàn)向風(fēng)速風(fēng)溫記錄儀，該儀表的風(fēng)速分辨率為0.01 m/s，量程為0.05～30 m/s。

試驗(yàn)豬舍西端墻從北向南共4臺(tái)風(fēng)機(jī)：風(fēng)機(jī)A、風(fēng)機(jī)B、風(fēng)機(jī)B′和風(fēng)機(jī)A′，其中風(fēng)機(jī)A和風(fēng)機(jī)A′型號(hào)相同，風(fēng)機(jī)B和風(fēng)機(jī)B′型號(hào)相同，先通過(guò)測(cè)試風(fēng)機(jī)A和風(fēng)機(jī)B的斷面平均風(fēng)速和斷面面積得出二者的通風(fēng)量，然后通過(guò)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與通風(fēng)量的關(guān)系公式（1）[23]求得風(fēng)機(jī)A′和風(fēng)機(jī)B’的通風(fēng)量。

式中Q1，Q2為風(fēng)機(jī)1和風(fēng)機(jī)2的通風(fēng)量，m3/h；N1，N2為風(fēng)機(jī)1和風(fēng)機(jī)2的轉(zhuǎn)速，r/min。

風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速采用自行設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試，轉(zhuǎn)速測(cè)試儀的設(shè)計(jì)原理為：選擇漫反射式光電開(kāi)關(guān)作為轉(zhuǎn)速測(cè)量傳感器，采用市場(chǎng)上較為普遍、性能穩(wěn)定的AT89C51作為核心微處理器，對(duì)由傳感器傳來(lái)的信號(hào)進(jìn)行處理、計(jì)算，將計(jì)算后的轉(zhuǎn)速顯示到LED數(shù)碼管上。風(fēng)速轉(zhuǎn)速測(cè)試儀的連接示意圖見(jiàn)圖2。

圖2 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)試儀連接示意圖Fig.2 Connecting schematic diagram of speed tester of fan

漫反射式光電開(kāi)關(guān)在測(cè)量范圍內(nèi)檢測(cè)到目標(biāo)物體（即風(fēng)機(jī)扇葉時(shí)），會(huì)產(chǎn)生一個(gè)由低電平至高電平的跳變信號(hào)，從而觸發(fā)單片機(jī)的外部中斷，進(jìn)入至中斷函數(shù)體中對(duì)變量 Num進(jìn)行加‘1’操作。與此同時(shí)開(kāi)啟單片機(jī)定時(shí)器，當(dāng)定時(shí)器計(jì)時(shí)1 min時(shí)對(duì)Num變量進(jìn)行處理，計(jì)算出每分鐘的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min），并將轉(zhuǎn)速值顯示至LED數(shù)碼管上。

1.2.2 舍內(nèi)、外環(huán)境指標(biāo)和濕簾用水量的測(cè)定

舍內(nèi)環(huán)境指標(biāo)主要測(cè)定溫濕度和風(fēng)速。舍外環(huán)境指標(biāo)主要測(cè)定溫濕度。豬舍內(nèi)不同斷面溫、濕度及風(fēng)速監(jiān)測(cè)：每隔兩豬欄為一監(jiān)測(cè)斷面，從濕簾端到風(fēng)機(jī)端共設(shè)6個(gè)斷面（見(jiàn)圖1），且每一監(jiān)測(cè)斷面分豬欄和走道2個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)高度略高于育肥豬豬背高度。

舍內(nèi)、外溫濕度監(jiān)測(cè)儀器采用Apresys 179A-TH溫濕度自動(dòng)記錄儀24 h 自動(dòng)記錄（精度分別為±0.2 ℃，相對(duì)濕度±1.8%），每30 min記錄1次，舍內(nèi)溫濕度自動(dòng)記錄儀每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置1個(gè)，共12個(gè)溫濕度監(jiān)測(cè)點(diǎn)。舍外溫、濕度自動(dòng)記錄儀布置 3個(gè)，放置在氣象專(zhuān)用百葉箱中，測(cè)點(diǎn)高度采用中國(guó)氣象站的測(cè)定高度（1.5 m），百葉箱置于室外空曠無(wú)遮陰處。舍外溫度取 3個(gè)舍外溫度計(jì)的平均值。

舍內(nèi)不同斷面風(fēng)速的測(cè)定采用MODEL6004熱線(xiàn)式風(fēng)速儀測(cè)定，該風(fēng)速儀測(cè)量范圍0.1～20 m/s，測(cè)定精度0.1 m/s或指示值的5%。測(cè)量舍內(nèi)風(fēng)速時(shí)1個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)記錄30個(gè)數(shù)據(jù)，取平均值，每棟豬舍內(nèi)共布置12個(gè)風(fēng)速監(jiān)測(cè)點(diǎn)。舍內(nèi)風(fēng)速測(cè)試時(shí)間為2015年7月25日－8月11日，每日測(cè)定時(shí)間為 08:00、10:00、12:00、14:00、16:00和 18:00。

舍內(nèi)豬只呼吸頻率的測(cè)定是在環(huán)境溫度較高的12:00 和14:00時(shí)進(jìn)行的，測(cè)定方法為采用人工秒表數(shù)出1 min計(jì)數(shù)側(cè)腹起伏次數(shù)[24]。

濕簾用水量監(jiān)測(cè)：在濕簾進(jìn)水端安裝水表，監(jiān)測(cè)濕簾每日用水量，每日上午08:00讀數(shù)1次。每日上午08:00的水表讀數(shù)減去前1天該時(shí)刻的讀數(shù)為前1天的濕簾用水量。

2 結(jié)果與分析

2.1 豬舍通風(fēng)量試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)測(cè)得4臺(tái)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和風(fēng)機(jī)A和風(fēng)機(jī)B的斷面平均風(fēng)速，見(jiàn)表1。根據(jù)公式（1）和2種型號(hào)風(fēng)機(jī)的斷面平均風(fēng)速和斷面面積得出4臺(tái)風(fēng)機(jī)的通風(fēng)量，見(jiàn)表1。

表1 四臺(tái)風(fēng)機(jī)的通風(fēng)量Table1 Ventilation rate of four fans

豬舍的通風(fēng)量為 4臺(tái)風(fēng)機(jī)通風(fēng)量之和，因此豬舍的總通風(fēng)量61 441.94 m3/h。濕簾-風(fēng)機(jī)豬舍和單純風(fēng)機(jī)豬舍安裝的風(fēng)機(jī)型號(hào)和數(shù)量相同，在此認(rèn)為兩棟試驗(yàn)豬舍的通風(fēng)量均為61 441.94 m3/h。

2.2 豬舍通風(fēng)量和濕簾配置的合理性校核

育肥豬34～100 kg時(shí)夏季育肥豬舍內(nèi)參考通風(fēng)量為127.35～203.76 m3/(h·頭)[25]，每棟試驗(yàn)舍設(shè)計(jì)飼養(yǎng)育肥豬420頭，則每棟試驗(yàn)舍夏季共需通風(fēng)量為 53 487～85 579 m3/h。實(shí)測(cè)豬舍夏季風(fēng)機(jī)通風(fēng)量為61 441.94 m3/h。實(shí)測(cè)通風(fēng)量滿(mǎn)足豬舍設(shè)計(jì)的基本要求。在蒸發(fā)降溫的情況下，過(guò)簾風(fēng)速設(shè)計(jì)為1.0～1.7 m/s，試驗(yàn)舍的設(shè)計(jì)所需夏季風(fēng)機(jī)通風(fēng)量為53 487～85 579 m3/h，故濕簾面積最小值應(yīng)為53 487×(1.0～1.7)/3 600=8.7～14.0 m2。本試驗(yàn)中濕簾面積為(2.6+1.3) m×1.8 m=7.02 m2，面積稍小于濕簾面積最小值。因此，此濕簾-風(fēng)機(jī)舍的濕簾和風(fēng)機(jī)系統(tǒng)配置基本合理。

2.3 濕簾-風(fēng)機(jī)舍、單純風(fēng)機(jī)舍舍內(nèi)風(fēng)速分布

為對(duì)比濕簾-風(fēng)機(jī)豬舍和單純風(fēng)機(jī)豬舍內(nèi)不同斷面風(fēng)速，選擇數(shù)據(jù)記錄完全的2015年7月25日、2015年7 月27日－7月31日，2015年8月3日－8月9日共13 d，每日 08:00、10:00、12:00、14:00、16:00和 18:00 共 6個(gè)斷面豬欄部位的風(fēng)速值，將同一時(shí)刻 1、2、3、4、5 和6斷面豬欄測(cè)點(diǎn)的風(fēng)速數(shù)據(jù)用SPSS17.0軟件統(tǒng)計(jì)分析同一時(shí)刻、同一試驗(yàn)舍不同斷面之間的風(fēng)速差異性，結(jié)果見(jiàn)表2，風(fēng)速值的表達(dá)方式為平均值±SD。

由表 2可知，濕簾-風(fēng)機(jī)豬舍 6個(gè)斷面風(fēng)速范圍為0.51～0.84 m/s；08:00－10:00時(shí)，濕簾-風(fēng)機(jī)豬舍斷面1（濕簾端）和斷面6（風(fēng)機(jī)端）風(fēng)速差異不顯著（P＞0.05）；12:00－18:00，斷面 1風(fēng)速顯著高于 2～6斷面風(fēng)速（P＜0.05）。斷面1風(fēng)速大于斷面2～6風(fēng)速主要原因?yàn)?0:00－18:00濕簾開(kāi)啟時(shí)間豬舍門(mén)窗全關(guān)閉，新風(fēng)從濕簾端進(jìn)入豬舍，濕簾面積小于該豬舍斷面面積，距離濕簾近的部位因?yàn)檫M(jìn)風(fēng)斷面面積的減小造成該部位附近斷面1風(fēng)速大于遠(yuǎn)離濕簾端各斷面風(fēng)速。

表2 濕簾-風(fēng)機(jī)舍和單純風(fēng)機(jī)舍不同時(shí)刻各斷面豬欄風(fēng)速Table2 Wind speed above pen at different section in water pad-fan and fan pig house at different time m·s-1

單純風(fēng)機(jī)舍試驗(yàn)各時(shí)刻斷面1和斷面6風(fēng)速差異不顯著（P＞0.05），6個(gè)斷面風(fēng)速范圍為0.51～0.68 m/s。單純風(fēng)機(jī)舍 1斷面風(fēng)速在該豬舍進(jìn)風(fēng)端進(jìn)風(fēng)口面積除了沒(méi)有上水的濕簾外，還有打開(kāi)的2扇窗戶(hù)和1個(gè)門(mén)，因此，在通風(fēng)量基本相同情況下，單純風(fēng)機(jī)豬舍斷面 1風(fēng)速（0.58～0.65 m/s）在12:00－18:00小于濕簾-風(fēng)機(jī)豬舍斷面1風(fēng)速（0.74～0.84 m/s）。育肥豬舍內(nèi)夏季風(fēng)速的適宜值為1.0 m/s[26]，該兩棟豬舍內(nèi)風(fēng)速稍低。

利用SPSS20.0對(duì)風(fēng)機(jī)舍和濕簾-風(fēng)機(jī)舍共13 d同一編號(hào)斷面測(cè)得所有風(fēng)速進(jìn)行了差異顯著性分析，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 濕簾-風(fēng)機(jī)舍和單純風(fēng)機(jī)舍同一斷面風(fēng)速對(duì)比Table3 Wind speed at same section in water pad-fan pig house and fan pig house m·s-1

由表3可知，濕簾-風(fēng)機(jī)舍和單純風(fēng)機(jī)舍斷面1風(fēng)速是濕簾-風(fēng)機(jī)舍顯著大于單純風(fēng)機(jī)舍（P＜0.05），兩舍其他斷面均差異不顯著（P＞0.05）。濕簾-風(fēng)機(jī)舍和單純風(fēng)機(jī)舍綜合風(fēng)速差異不顯著（P＞0.05）。

2.4 兩豬舍降溫期間溫濕度對(duì)比

將每一時(shí)刻各舍溫濕度平均值（每個(gè)舍12個(gè)測(cè)點(diǎn)，即 6個(gè)所測(cè)斷面的平均值）和室外溫濕度平均值分別進(jìn)行作圖，見(jiàn)圖3。

圖3 舍內(nèi)外溫濕度對(duì)比Fig.3 Comparison of temperature and relative humidity inside and outside two pig houses

圖3中，試驗(yàn)期間2015年7月24日00:00－8月11 日17:00中，室外溫度范圍17.1～41.1 ℃，舍外相對(duì)濕度范圍33.6%～100%；單純風(fēng)機(jī)舍舍內(nèi)平均溫度范圍19.6～33.8 ℃，相對(duì)濕度范圍48%～100%；濕簾-風(fēng)機(jī)舍舍內(nèi)平均溫度范圍21.3～31.7 ℃，相對(duì)濕度范圍65%～100%。

濕簾-風(fēng)機(jī)舍降溫幅度較大的 2個(gè)時(shí)刻分別為 2015 年8月10日15:00和16:00。2015年8月10日15:00，舍外溫度和相對(duì)濕度分別為41.1 ℃和33.6%，此刻濕簾-風(fēng)機(jī)舍舍內(nèi)溫度和相對(duì)濕度分別為 28.8 ℃（較舍外降低12.3 ℃）和75.8%；單純風(fēng)機(jī)舍舍內(nèi)溫度和相對(duì)濕度分別為33.5 ℃（較舍外降低7.6 ℃）和48.5%。2015年8月10日16:00，舍外溫度和相對(duì)濕度分別為41.1 ℃和38.0%，此刻濕簾-風(fēng)機(jī)舍舍內(nèi)溫度和相對(duì)濕度分別為28.9 ℃（較舍外降低 12.2 ℃）和 80.4%；單純風(fēng)機(jī)舍舍內(nèi)溫度和相對(duì)濕度分別為33.3 ℃（較舍外降低7.8 ℃）和52.0%。濕簾-風(fēng)機(jī)舍降溫幅度較大的2個(gè)時(shí)刻舍外溫、濕度為試驗(yàn)期間溫度最高和相對(duì)濕度最低的時(shí)刻。濕簾-風(fēng)機(jī)舍最高降溫幅度較舍外降低 12.3 ℃，該時(shí)刻單純風(fēng)機(jī)舍較舍外降低7.6 ℃，二者降溫幅度相差4.7 ℃。

濕簾-風(fēng)機(jī)降溫幅度較低的時(shí)刻為2015年7月27日14:00，該時(shí)刻舍外溫度和相對(duì)濕度分別為 36.5 ℃和60.1%，此刻濕簾-風(fēng)機(jī)舍舍內(nèi)平均溫度為 31.7 ℃（較舍外降低4.8 ℃）和84.5%，單純風(fēng)機(jī)舍舍內(nèi)平均溫度和相對(duì)濕度分別為32.9 ℃（較舍外降低3.7 ℃）和78.0%。

蒸發(fā)降溫是一個(gè)絕對(duì)加濕的過(guò)程，通過(guò)水分的蒸發(fā)降低空氣溫度，在這個(gè)過(guò)程中，顯熱轉(zhuǎn)化為潛熱，并且高濕環(huán)境會(huì)減弱蒸發(fā)降溫的效果，很多的研究表明蒸發(fā)冷卻在干燥高溫地區(qū)有很好的降溫效果。上述結(jié)果表明，在北京地區(qū)，濕簾-風(fēng)機(jī)降溫在高溫、低濕的時(shí)段降溫效果較好。

為分析在北京地區(qū)使用濕簾-風(fēng)機(jī)降溫和單純風(fēng)機(jī)降溫的豬舍在夏季降溫的整體情況，對(duì)試驗(yàn)期間2015年7 月24日00:00－8月11日17:00的450 h內(nèi)兩豬舍的溫度分布范圍進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4可知，在試驗(yàn)期間的450 h中，濕簾-風(fēng)機(jī)豬舍和單純風(fēng)機(jī)豬舍舍內(nèi)溫度低于 28.0 ℃的小時(shí)數(shù)占比分別為 71.6%和 61.8%，高于 30.0 ℃的小時(shí)數(shù)占比分別為5.0%和 20.2%?？梢?jiàn)，濕簾-風(fēng)機(jī)降溫方式在北京地區(qū)使用時(shí)并不能將舍內(nèi)溫度全部控制在 30.0 ℃以?xún)?nèi)，但是與單純風(fēng)機(jī)降溫相比，可以將舍內(nèi)溫度高于 30.0 ℃的小時(shí)數(shù)占比從20.2%降低為5.0%。

表4 單純風(fēng)機(jī)舍、濕簾-風(fēng)機(jī)舍內(nèi)不同溫度分布范圍的時(shí)長(zhǎng)Table4 Hours of different temperature in fan pig house and water pad-fan pig house

2.5 兩豬舍內(nèi)不同斷面溫、濕度對(duì)比

為對(duì)比濕簾-風(fēng)機(jī)豬舍和單純風(fēng)機(jī)豬舍內(nèi)不同斷面溫濕度，選擇濕簾-風(fēng)機(jī)降溫效果較好的2015年7月26日、8月9日和8月10日濕簾和風(fēng)機(jī)均運(yùn)行時(shí)段10:00-18:00的溫濕度數(shù)據(jù)，將同一時(shí)刻1、2、3、4、5和6斷面豬欄和走道各 1個(gè)測(cè)點(diǎn)的溫、濕度數(shù)據(jù)按照同一斷面求平均，將3 d同一時(shí)刻的同一斷面的溫濕度值用SPSS17.0軟件統(tǒng)計(jì)分析不同斷面同一時(shí)刻的溫濕度差異性，結(jié)果見(jiàn)表5和表6。

表5 濕簾-風(fēng)機(jī)舍和單純風(fēng)機(jī)舍各斷面溫度Table5 Temperature at different sections in water pad-fan house and fan pig house at different time ℃

表6 濕簾-風(fēng)機(jī)舍和單純風(fēng)機(jī)舍各斷面相對(duì)濕度Table 6 Relative humidity at different sections in water pad-fan house and fan pig house at different time %

由表5可知，濕簾-風(fēng)機(jī)舍10:00－18:00之間，同一時(shí)刻斷面1溫度比斷面6低0.4 ～2.2 ℃，其中16:00、17:00和18:00三個(gè)時(shí)刻同一時(shí)刻不同斷面溫度差異不顯著（P＞0.05），10:00-15:00同一時(shí)刻斷面1溫度顯著比斷面6低1.2～2.2 ℃（P＜0.05）。

由表5和表6可知，單純風(fēng)機(jī)舍各時(shí)刻不同斷面的溫度差異不顯著（P＞0.05），單純風(fēng)機(jī)舍各時(shí)刻不同斷面的相對(duì)濕度差異不顯著（P＞0.05），濕簾-風(fēng)機(jī)舍在10:00、11:00、12:00、16:00、17:00、18:00時(shí)不同斷面的相對(duì)濕度差異不顯著（P＞0.05），濕簾-風(fēng)機(jī)舍在13:00、14:00、15:00時(shí)不同斷面的相對(duì)濕度差異顯著（P＜0.05）。

利用SPSS20.0對(duì)2015年7月26日－8月11日(全天)風(fēng)機(jī)舍和濕簾-風(fēng)機(jī)舍所有測(cè)點(diǎn)的溫、濕度進(jìn)行了差異顯著性分析，結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 濕簾-風(fēng)機(jī)舍與單純風(fēng)機(jī)舍的溫濕度對(duì)比Table 7 Temperature and relative humidity in water pad-fan pig house, fan pig house

由表7可知，舍外溫度和單純風(fēng)機(jī)舍舍內(nèi)溫度差異不顯著（P＞0.05），濕簾-風(fēng)機(jī)舍舍內(nèi)溫度顯著低于單純風(fēng)機(jī)舍舍內(nèi)溫度和舍外溫度（P＜0.05）。濕簾-風(fēng)機(jī)舍舍內(nèi)相對(duì)濕度顯著高于單純風(fēng)機(jī)舍舍內(nèi)相對(duì)濕度和舍外相對(duì)濕度，單純風(fēng)機(jī)舍舍內(nèi)相對(duì)濕度顯著高于舍外相對(duì)濕度。

2.6 兩豬舍豬只呼吸頻率比較

利用SPSS20.0對(duì)單純風(fēng)機(jī)舍和濕簾-風(fēng)機(jī)舍2015年7月25日－8月10日每日12:00和14:00的溫度和豬只呼吸頻率進(jìn)行差異顯著性分析，結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 濕簾-風(fēng)機(jī)舍和單純風(fēng)機(jī)舍的溫度及豬只呼吸頻率Table 8 Temperature and respiration rate of pigs in water pad-fan pig house and fan pig house

由表8可知，在12:00和14:00時(shí)，單純風(fēng)機(jī)舍內(nèi)溫度均顯著高于濕簾-風(fēng)機(jī)舍（P＜0.05），單純風(fēng)機(jī)舍內(nèi)的豬只呼吸頻率均顯著高于濕簾-風(fēng)機(jī)舍舍內(nèi)呼吸頻率3.82 次/min（12:00）和3.05次/min（14:00）（P＜0.05）。

豬只汗腺不發(fā)達(dá)，通過(guò)皮膚蒸發(fā)散熱的能力有限，超過(guò)熱中性區(qū)上限后豬主要靠喘息提高蒸發(fā)散熱量，因此呼吸頻率的變化可以在一定程度上反應(yīng)豬對(duì)溫度變化的適應(yīng)情況。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明在溫度為28 ℃時(shí)，育肥豬的呼吸頻率為 55～56次/min，在環(huán)境溫度為 29～30 ℃時(shí)，豬只的呼吸頻率為60次/min。有研究發(fā)現(xiàn)，80 kg左右的育肥豬在 18～24 ℃時(shí)呼吸頻率無(wú)明顯變化（44.7～47.5次/min），在溫度超過(guò)24 ℃時(shí)呼吸頻率快速增加，平均每升高1 ℃增加3.0～3.3次/min，在環(huán)境溫度為28 ℃時(shí)，呼吸頻率為60.7次/min，環(huán)境溫度為32 ℃時(shí)，呼吸頻率為72.6次/min[27-28]，與本試驗(yàn)研究結(jié)果基本相符。

2.7 濕簾用水量

在試驗(yàn)的19 d中，選取降溫幅度較好的10 d，由濕簾-風(fēng)機(jī)舍濕簾的用水量與最大降溫幅度（舍外溫度-舍內(nèi)溫度）制得表9進(jìn)行比較。

由表9可知，濕簾日用水量為1.20～6.27 m3，最大降溫幅度為4.0～12.3 ℃。由于舍外溫濕度對(duì)降溫幅度的影響，所以最大降溫幅度不一定隨著濕簾用水量的增加而增大。

表9 濕簾用水量及最大降溫幅度Table 9 Water consumption and cooling range of water pad-fan system

3 討 論

試驗(yàn)豬舍中豬只頭數(shù)為94頭，設(shè)計(jì)豬舍滿(mǎn)載頭數(shù)為420頭，為探討飼養(yǎng)密度對(duì)降溫效果的影響，對(duì)試驗(yàn)狀況和滿(mǎn)載情況豬舍新風(fēng)進(jìn)風(fēng)溫度的變化進(jìn)行了理論分析。

一頭100 kg的育肥豬在20 ℃時(shí)的全熱產(chǎn)熱量經(jīng)計(jì)算為215 W，在舍內(nèi)溫度為25 ℃時(shí)，一頭100 kg的育肥豬舍內(nèi)溫度為20 ℃時(shí)全熱量乘以調(diào)整系數(shù)（1+4×10-5(20-t)3=0.995）后為214 W，顯熱量經(jīng)計(jì)算約為全熱的55.5%[29]。試驗(yàn)育肥豬舍滿(mǎn)載420頭豬和試驗(yàn)狀況94頭豬比較，假設(shè)每頭豬平均體質(zhì)量為100 kg，則在舍內(nèi)溫度為25 ℃時(shí)，滿(mǎn)載比試驗(yàn)狀況多產(chǎn)顯熱量為 214 W×(420?94)×55.5%= 38 719 W。試驗(yàn)豬舍體積為 60.4 m×8.9 m×2.47 m= 1 327.77 m3，試驗(yàn)豬舍通風(fēng)量為 61 441.94 m3/h= 17.07 m3/s，通風(fēng)換氣次數(shù)為46次/h。假設(shè)新風(fēng)進(jìn)風(fēng)溫度為tn1=25 ℃，在此狀況下，滿(mǎn)載比試驗(yàn)狀況多產(chǎn)的顯熱量Qs=38 719 W，可提高試驗(yàn)豬舍新風(fēng)進(jìn)風(fēng)溫度，理論公式[30]為：

式中Gw為新風(fēng)通風(fēng)量，kg/s。在此，豬舍內(nèi)空氣密度為1.146 kg/m3[31]，Gw=19.56 kg/s；cp為舍內(nèi)空氣的定壓比熱容，kJ/(kg·℃)，在此為1.013 kJ/(kg·℃)[31]；tn2為豬體產(chǎn)熱將豬舍內(nèi)新風(fēng)通風(fēng)量溫度由25 ℃提高至的溫度，℃；tn1為豬舍新風(fēng)進(jìn)風(fēng)溫度，℃，在此取25 ℃。

由公式（2）可得，滿(mǎn)載豬只時(shí)，現(xiàn)有新風(fēng)通風(fēng)量情況下，與現(xiàn)有飼養(yǎng)密度相比，豬體增加的顯熱量可將新風(fēng)進(jìn)風(fēng)溫度由25提高至27 ℃，即提高2.0 ℃。

可見(jiàn)，在相同的通風(fēng)量時(shí)，飼養(yǎng)密度不同降溫效果不同。試驗(yàn)豬舍在滿(mǎn)載時(shí)若要達(dá)到本試驗(yàn)條件相同的降溫效果，通風(fēng)量需要增大，增大的通風(fēng)量可通過(guò)公式（2）計(jì)算。

4 結(jié) 論

1）在豬舍通風(fēng)量和濕簾配置基本合理情況下，豬舍是否使用濕簾對(duì)豬舍整體風(fēng)速無(wú)顯著影響。

2）濕簾-風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)能夠顯著改善北京市育肥豬舍的環(huán)境條件。試驗(yàn)期間，濕簾-風(fēng)機(jī)舍舍內(nèi)溫度顯著低于單純風(fēng)機(jī)舍（P＜0.05）。在北京地區(qū)使用時(shí)，濕簾-風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)與單純風(fēng)機(jī)相比，可以將舍內(nèi)溫度高于 30.0 ℃的小時(shí)數(shù)占比從20.2%降低為5.0%。

3）濕簾-風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)在改善豬舍內(nèi)環(huán)境的同時(shí)，也改變了豬舍內(nèi)部的溫度分布均勻度。在 10:00－15:00舍外溫度較高時(shí)，濕簾-風(fēng)機(jī)舍內(nèi)溫度分布不均勻，從斷面1（濕簾端）到斷面6（風(fēng)機(jī)端）溫度逐漸上升（P＜0.05）。16:00－18:00，濕簾-風(fēng)機(jī)舍舍內(nèi)溫度值均勻，濕簾的使用不會(huì)造成各斷面溫度有較大影響。無(wú)論什么時(shí)間段，只使用風(fēng)機(jī)不使用濕簾時(shí)各斷面溫度值較為均勻。

4）濕簾-風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)能夠顯著改善育肥豬的生理狀況。試驗(yàn)期間，單純風(fēng)機(jī)舍內(nèi)的豬只呼吸頻率均顯著高于濕簾-風(fēng)機(jī)舍舍內(nèi)呼吸頻率3.82次/min（12:00）和3.05 次/min（14:00）（P＜0.05）。

5）濕簾-風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)的最大降溫幅度不一定隨著濕簾用水量的增加而增大。試驗(yàn)期間，當(dāng)濕簾日用水量最大時(shí)（6.27 m3/d），當(dāng)天最大降溫幅度為5.4 ℃；當(dāng)濕簾日用水量為2.76 m3/d時(shí)，當(dāng)天最大降溫幅度達(dá)到試驗(yàn)期間最大值（12.3 ℃）。

[1] Verstegen M W A, Aarnink A J A, Huynh T T T, et al. Effects of floor cooling during high ambient temperatures on the lying behavior and productivity of growing finishing pigs[J]. Transactions of the American Society of Agricultural Engineers, 2004, 47(5): 1773－1782.

[2] Renaudeau D, Gourdine J L, St-Pierre N R. A meta-analysis of the effects of high ambient temperature on growth performance of growing-finishing pigs [J]. Journal of Animal Science, 2011, 89: 2220－2230.

[3] Renaudeau D, Anais C, Tel L, et al. Effect of temperature on thermal acclimation in growing pigs estimated using a nonlinear function[J]. Journal of Animal Science, 2010, 88(11): 3715－3724.

[4] Philippe F X, Cabaraux J F, Nicks B. Ammonia emissions from pig houses: Influencing factors and mitigation techniques[J]. Agriculture, Ecosystems and Environment, 2011, 141(3/4): 245－260.

[5] Kosmos S R, Riskowski G L, Christianson L L. Force and static pressure resulting form airflow through screen[J]. Transactions of the ASAE, 1993, 36(5): 1467－1472.

[6] Arbel A, Yekutieli O, Barak M. Performance of a fog system for cooling greenhouses[J]. Journal of Agricultural Engineering Research, 1999, 72(2): 129－136.

[7] Sethi V P, Sharma S K. Survey of cooling technologies for worldwide agricultural greenhouse applications[J]. Solar Energy, 2007, 81(12): 1447－1459.

[8] 趙淑梅，山口智治，周清，等. 現(xiàn)代溫室濕簾風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)的研究[J]. 農(nóng)機(jī)化研究，2007(9)：147－152. Zhao Shumei, Tomoharu Yaguchi, Zhou Qing, et al. Study on pad and fan cooling system in modern greenhouse[J]. Journal of Agricultural Mechanization Research, 2007(9): 147－152. (in Chinese with English abstract)

[9] 張璐瑤，黃翔，李鑫. 濕簾降溫系統(tǒng)在陜西某溫室的降溫特性[J]. 西安工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，28(3)：333－337.Zhang Luyao, Huang Xiang, Li Xin. Cooling performance of evaporative cooling pad-fan unit in greenhouse in shanxi[J]. Journal of Xi’An Polytechnic University, 2014, 28(3): 333－337. (in Chinese with English abstract)

[10] 王鐵良，李天來(lái)，白義奎，等. 濕簾降溫系統(tǒng)在東北型節(jié)能日光溫室中的降溫效果[J]. 沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007(6)：837－840. Wang Tieliang, Li Tianlai, Bai Yikui, et al. Experimental research on the application of wet screen-air blower cooling system in northeast style energy saving solar greenhouse[J]. Journal of Shenyang Agricultural University, 2007(6): 837－840. (in Chinese with English abstract)

[11] 胥芳，蔡彥文，陳教料，等. 濕簾-風(fēng)機(jī)降溫下的溫室熱/流場(chǎng)模擬及降溫系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2015，35(9)：201－208. Xu Fang, Cai Yanwen, Chen Jiaoliao, et al. Temperature/flow field simulation and parameter optimal design for greenhouse with fan-pad evaporative cooling system [J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE), 2015, 35(9): 201－208. (in Chinese with English abstract)

[12] 張樹(shù)閣，宋衛(wèi)堂，滕光輝，等. 濕簾風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)安裝高度對(duì)降溫效果的影響[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2006，37(3)：91－94. Zhang Shuge, Song Weitang, Teng Guanghui, et al. Cooling effect of different insulation height of wet-curtain fan-cooling system[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Machinery, 2006, 37(3): 91－94. (in Chinese with English abstract)

[13] Xu J, Li Y, Wang R Z, et al. Experimental performance of evaporative cooling pad systems in greenhouses in humid subtropical climates[J]. Applied Energy, 2015, 138(6): 291－301.

[14] Wang C Y, Cao W, Li B M, et al. A fuzzy mathematical method to evaluate the suitability of an evaporative pad cooling system for poultry houses in China[J]. Biosystems Engineering, 2008, 101(3): 370－375.

[15] 龔建軍，雷云峰，何志平，等. 高溫季節(jié)“濕簾-風(fēng)機(jī)”系統(tǒng)降溫效果研究[J]. 家畜生態(tài)學(xué)報(bào)，2016，37(1)：46－52. Gong Jianjun, Lei Yunfeng, He Zhiping, et al. Investigation on cooling effect of cooling pad-fan system during hot season[J]. Acta Ecologiae Animals Domastici, 2016, 37(1): 46－52. (in Chinese with English abstract)

[16] 蒲洪洲，郭宗義，王金勇，等. 濕簾風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)在高溫高濕地區(qū)豬場(chǎng)降溫效果的研究[J]. 豬業(yè)科學(xué)，2016，33(6)：92－93.

[17] 盧真真，吳中紅，王美芝，等. 濕簾風(fēng)機(jī)降溫系統(tǒng)對(duì)雞舍必需通風(fēng)量的影響[J]. 動(dòng)物生產(chǎn)，2008，44(23)：50－54. Lu Zhenzhen, Wu Zhonghong, Wang Meizhi, et al. Effects of pad and fan cooling system on necessary ventilation rate of hen house[J]. Animal production, 2008, 44(23): 50－54. (in Chinese with English abstract)

[18] 中國(guó)氣象局氣象信息中心氣象資料室，清華大學(xué)建筑技術(shù)科學(xué)系. 中國(guó)建筑熱環(huán)境分析專(zhuān)用氣象數(shù)據(jù)集[M]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005.

[19] 王美芝，田見(jiàn)暉，劉繼軍，等. 北京市繁殖豬舍高溫環(huán)境控制狀況[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011，27(10)：222－227. Wang Meizhi, Tian Jianhui, Liu Jijun, et al. Environment control status of high temperature in reproductive piggery in Beijing[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering （Transactions of the CSAE）, 2011, 27(10): 222－227. (in Chinese with English abstract)

[20] 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T 17824.1-2008，規(guī)模豬場(chǎng)建設(shè)[S].

[21] Sun G, Guo H Q, Peterson J, et al. Diurnal odor, ammonia, hydrogen sulfide, and carbon dioxide emission profiles of confined swine grower/finisher rooms lagu?[J]. Journal of the Air & Waste Management Association, 2008, 58: 1434－1448.

[22] Gates R S, Casey K D, Xin H, et al. Fan assessment numeration system (fans) design and calibration specifications[J]. Transactions of the ASAE, 2004, 47(5): 1709－1715.

[23] Blunden J, Aneja V P, Westerman P W, et al. Measurement and analysis of ammonia and hydrogen sulfide emissions from a mechanically ventilated swine confinement building in North Carolina[J]. Atmospheric Environment, 2008, 42: 3315－3331.

[24] Scharf B, Michael J L, Robert L W, et al. Determinants of bovine thermal response to heat and solar radiation exposures in a filed environment[J]. International Journal of Biometeorology, 2011, 55(4): 469－480.

[25] Midwest Plan Service Structures and Environment Handbook[M]. 1983.

[26] 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). GB/T17824. 3－2008，規(guī)模豬場(chǎng)環(huán)境參數(shù)及環(huán)境管理[S].

[27] Brown-brandl T M, Elgenberg R A, Nienaber J A, et al. Thermoregulatory profile of a newer genetic line of pigs[J]. Livestock Production Science, 2001, 71(2/3): 253－260.

[28] Brown-brandl T M, Nienaber J A, Turner L W, et al. Acute heat stress effects on heat production and respiration rate in swine[J]. Journal of Animal Science, 2005, 83(6): 1385－1396.

[29] Pedersen, S & S?llvik, K. CIGR, 4th report of working group on climatization of animal houses heat and moisture production at animal and house levels[C]//Research Centre Bygholm, Danish Institute of Agricultural Sciences: International Commission of Agricultural Engineering, Section II. Denmark, 2002.

[30] 馬最良，姚楊. 民用建筑空調(diào)設(shè)計(jì)[M]. 第2版. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

[31] 孫一堅(jiān). 簡(jiǎn)明通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1997.

Cooling effect of water pad-fan system for fattening pig houses in Beijing

Wang Meizhi1,2, Zhao Wanying1, Liu Jijun1,2, An Tao1, Yi Lu1, Wang Gang3, Wu Zhonghong1,2※
(1.College of Animal Science,China Agricultural University, Beijing100193,China; 2.State Key Laboratory of Animal Nutrition,Beijing100193,China; 3.National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences,Beijing100012,China)

High temperature in summer will cause serious impact on the production performance of pigs. So it is very important to control temperature in the pig houses in Beijing, China. An experiment was conducted to compare the cooling effect of the water pad-fan and only fan in pig house in Beijing from July 24thto August 11th, 2015. Before testing the cooling effect, a manual test system for measuring fan ventilation rate was designed and applied to check if the ventilation rate of the experimental pig houses was appropriate. The water pad-area for the experimental pig house was checked too. A total of 188 finishing pigs (each pig 100-110 kg) were prepared for the experiment and divided into 2 pig houses averagely. Temperature and relative humidity outside the pig houses and temperature, relative humidity and wind speed at 6 sections in the pig houses were monitored. The results showed that the ventilation rate and water pad-area were up to the standard recommended by “Midwest Plan Service Structures and Environment Handbook”. During the experimental period, the wind speed range at Section 1-6 in the water pad-fan pig house and the fan pig house was 0.51-0.84 and 0.51-0.68 m/s, respectively. There was insignificant difference between the water pad-fan pig house and the fan pig house for whole wind speed (P＞0.05). The water pad-fan system could reduce the temperature inside the pig house by 12.3 ℃ at most compared to the temperature outside while the fan system could reduce the temperature inside the pig house by 7.6 ℃ compared to the temperature outside in the same experimental period. But when the temperature and relative humidity outside the pig houses were 36.5 ℃ and 60.1%, respectively, the water pad-fan system could not control the temperature inside the pig house below 31.7 ℃. During the 450 h experimental period, the time percentage for the water pad-fan pig house and fan pig house with indoor temperature of below 28.0 ℃ was 71.6% and 61.8%, respectively, and that above 30.0 ℃ was 5.0% and 20.2%, respectively. The temperature at Section 1 was 0.4-2.2 ℃ lower than that at Section 6 in the water pad-fan pig house while the temperature difference at different sections in the fan pig house was not significant (P＞0.05). The relative humidity difference at different sections both in the water pad-fan pig house and in the fan pig house was not significant (P＞0.05). Respiration rates in the water pad-fan pig house were reduced by 3.82 bpm (breaths per minute) at 12:00 and 3.05 bpm at 14:00 compared to those in the fan pig house (P＜0.05), and respiration rate was affected by temperature (P＜0.05). Being one kind of evaporative cooling method, the water pad-fan system would consume 1.20-6.27 m3water per day during the days with good cooling effect and the temperature was reduced by 4.0-12.3 ℃ compared to the temperature outside the pig houses. The temperature range reduced was not consistent with the water consumption at all time because the relative humidity was not the same in different days. These results indicate that the water pad-fan cooling system is better than the fan cooling system in pig houses in Beijing, China.

fans; cooling; wind speed; water pad-fan system; pig house

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.07.026

S817.3

A

1002-6819(2017)-07-0197-09

2016-07-28

2017-04-12

生豬產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系北京市創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（BAIC02-2016）

王美芝，女，副教授，博士，主要從事畜牧工程與畜牧環(huán)境研究。北京 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，100193。

Email：meizhiwang@cau.edu.cn

※通信作者：吳中紅，女，副教授，主要從事畜禽環(huán)境工程、環(huán)境對(duì)家畜生殖發(fā)育的影響方面的研究。北京 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，100193。

Email：wuzhh@cau.edu.cn