王 陽，鄭煒超，石海鵬，涂 江，李保明

?

夏季雞舍屋頂隔熱改善舍內(nèi)熱環(huán)境及蛋雞生產(chǎn)性能

王 陽，鄭煒超，石海鵬，涂 江，李保明※

（1. 中國農(nóng)業(yè)大學農(nóng)業(yè)部設(shè)施農(nóng)業(yè)工程重點實驗室，北京 100083；2. 中國農(nóng)業(yè)大學水利與土木工程學院，北京 100083； 3. 北京市畜禽健康養(yǎng)殖環(huán)境工程技術(shù)研究中心，北京 100083）

雞舍屋頂夏季所接收輻射熱最多，屋頂內(nèi)表面與舍內(nèi)空氣對流換熱作用較強，舍內(nèi)垂直溫差加劇，造成局部熱應(yīng)激影響蛋雞生產(chǎn)性能。為探究屋頂隔熱對蛋雞舍內(nèi)熱環(huán)境及蛋雞生產(chǎn)性能的影響，該文對比研究試驗舍（100 mm保溫玻璃棉氈彩鋼板屋頂）與對照舍（200 mm加氣混凝土屋頂）2種不同材料屋頂對雞舍內(nèi)環(huán)境及生產(chǎn)性能的影響，并討論雞舍屋頂成本與養(yǎng)雞經(jīng)濟效益的關(guān)系。結(jié)果表明：1）試驗舍內(nèi)溫濕度波動比對照舍內(nèi)小，試驗舍內(nèi)平均溫度比對照雞舍低2.3 ℃，對照舍內(nèi)溫度空間上呈垂直分布且溫差大于3 ℃，由地面向屋頂逐漸升高且距離地面3.2 m高度水平面溫度與0.8、1.6、2.4 m高度水平面溫度差異極顯著（＜0.01）；2）試驗舍內(nèi)熱應(yīng)激程度低于對照舍，對照舍內(nèi)溫濕指標正常水平比試驗舍內(nèi)低15.7%，輕度熱應(yīng)激程度高12.1%，中度熱應(yīng)激程度高1.7%，高度熱應(yīng)激程度高0.9%。對照舍內(nèi)3.2 m平面上蛋雞受到不同程度的熱應(yīng)激，高度熱應(yīng)激占2.5%；3）試驗舍蛋雞產(chǎn)蛋率比對照雞舍高1.5%，平均蛋質(zhì)量高1.9 g。對照舍3.2 m平面上蛋雞產(chǎn)蛋率與距離地面0.8、1.6、2.4 m平面蛋雞產(chǎn)蛋率差異極顯著（＜0.01），周死淘率差異顯著（＜0.05）；試驗舍和對照舍0.8 m平面上蛋雞平均蛋質(zhì)量最高，對照舍底層0.8 m平面上蛋雞平均蛋質(zhì)量與距離地面1.6、2.4、3.2 m平面蛋雞的平均蛋質(zhì)量差異極顯著（＜0.01），但破蛋率之間差異不顯著（＞0.05）；4）對照舍屋頂?shù)睦湄摵煞逯凳窃囼炆嵛蓓斃湄摵煞逯档?.1倍，對照舍屋頂內(nèi)表面溫度比試驗舍高3 ℃。試驗雞舍采用隔熱屋頂1～1.5 a可收回投入成本，維持舍內(nèi)熱環(huán)境以提高蛋雞養(yǎng)殖戶的收入。該研究可為集約化密集型飼養(yǎng)模式下蛋雞舍的環(huán)境調(diào)控及節(jié)能措施提供參考。

輻射；溫度；濕度；熱應(yīng)激；冷負荷；產(chǎn)蛋性能；死淘率

0 引 言

蛋雞全舍飼、高密度飼養(yǎng)環(huán)境下，蛋雞品種、環(huán)境、營養(yǎng)及防疫等因素共同決定了蛋雞的生產(chǎn)力水平，且環(huán)境質(zhì)量是影響雞群健康、福利、生產(chǎn)性能的重要因素[1-2]。但眾多環(huán)境因素中，溫度是影響雞群健康和生產(chǎn)性能最基本、最顯著的因素且占30%～40%的影響。舍內(nèi)適宜溫度條件下，濕度對家禽的體溫調(diào)節(jié)影響不顯著[3-5]。舍內(nèi)氣溫過高過低會對機體造成冷熱應(yīng)激，機體抵抗力下降，影響蛋雞生產(chǎn)性能、蛋品質(zhì)、抗病能力、飼料轉(zhuǎn)化率等，從而直接導(dǎo)致雞場經(jīng)濟效益的下降[6]。因此，在蛋雞的養(yǎng)殖生產(chǎn)中必須將舍內(nèi)環(huán)境溫度控制在適宜范圍內(nèi)。

蛋雞舍建筑外圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能是保障舍內(nèi)溫度環(huán)境的關(guān)鍵[7]，屋頂作為雞舍建筑外圍護結(jié)構(gòu)的主要組成部分，冬季存在比任何朝向墻面都大的長波輻射散熱，再加上對流換熱，會嚴重降低屋頂?shù)耐獗砻鏈囟?；夏季在太陽直射時所接收的輻射熱最多，從而導(dǎo)致室外綜合溫度最高，造成其室內(nèi)外溫差傳熱在夏季都大于各朝向外墻，屋頂內(nèi)表面與舍內(nèi)空氣對流換熱作用較強，且熱空氣密度較小，屋頂隔熱性能差會加劇舍內(nèi)垂直溫差，致使雞舍上部溫度較高，不但造成局部熱應(yīng)激影響蛋雞生產(chǎn)性能，還造成額外冷損耗，增加雞舍內(nèi)溫度調(diào)控成本[8-9]。Reece等[10]對比研究隔熱與非隔熱屋頂?shù)沫h(huán)控室內(nèi)環(huán)境對8周齡肉雞死淘率影響，以確定高溫炎熱天氣屋頂隔熱對肉雞死淘率影響，結(jié)果表明屋頂?shù)妮椛錈釙@著影響肉雞的死淘率，非隔熱屋頂環(huán)境室內(nèi)死淘率比隔熱屋頂?shù)沫h(huán)境室內(nèi)死淘率高18 %。但目前國內(nèi)外學者的研究主要集中在不同通風模式下蛋雞舍內(nèi)溫熱環(huán)境的測試與模擬[11-13]；環(huán)境因素對蛋雞健康、生產(chǎn)性能的影響等[14-15]。但對于研究屋頂隔熱性能對蛋雞舍內(nèi)熱環(huán)境的影響及對蛋雞生產(chǎn)性能的研究較少。

因此，確定雞舍屋頂?shù)母魺嵝阅軐Φ半u舍內(nèi)溫熱環(huán)境及對蛋雞生產(chǎn)性能的影響是有待研究的問題。本文對比研究試驗舍（100 mm保溫玻璃棉氈彩鋼板屋頂）與對照舍（200 mm加氣混凝土屋頂）2種不同材料屋頂對雞舍內(nèi)環(huán)境及對生產(chǎn)性能的影響，并分析討論雞舍屋頂隔熱對舍內(nèi)溫熱環(huán)境的影響及雞舍屋頂成本與養(yǎng)雞經(jīng)濟效益的估算，以期從生產(chǎn)應(yīng)用角度探討屋頂保溫隔熱對蛋雞舍環(huán)境的影響，為集約化密集型飼養(yǎng)模式下蛋雞舍的環(huán)境調(diào)控及節(jié)能措施提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗雞舍

該試驗在某大型蛋雞場進行，試驗雞舍飼養(yǎng)“海蘭褐”商品代蛋雞，單棟存欄2萬只，采用4層疊層籠養(yǎng)、四列五走道布局、乳頭飲水器自動飲水、傳送帶自動清糞系統(tǒng)等。試驗雞舍和對照雞舍間距離為15 m，且均為南北走向的密閉式雞舍，長97 m，寬11 m，高5 m（檐高3.85 m）；墻體結(jié)構(gòu)均為370抹灰磚墻，地面為普通水泥地面；側(cè)墻小窗64個，規(guī)格為長0.65 m、寬0.25 m；濕簾、風機安裝位置及效率均一致，通風系統(tǒng)采用AC2000自動控制系統(tǒng)調(diào)控。試驗雞舍和對照雞舍的區(qū)別為：試驗雞舍屋頂為輕鋼結(jié)構(gòu)，采用100 mm厚的保溫玻璃棉氈彩鋼板；對照雞舍屋頂為200 mm厚加氣混凝土。

1.2 試驗方法

2017年06月08日－2017年07月18日對試驗舍、對照雞舍內(nèi)的溫濕度、產(chǎn)蛋性能等進行連續(xù)的對比試驗測試，試驗預(yù)試期1周，正試期4周。

1.2.1 雞舍內(nèi)溫濕度測試

試驗期間用 HOBO U23-001型（美國Onset HOBO公司）溫濕度采集記錄儀采集蛋雞舍內(nèi)外溫、濕度，每5 min采集存儲1次，蛋雞舍外溫、濕度檢測點設(shè)在2棟雞舍之間?？紤]到雞舍夏季采用山墻加側(cè)墻濕簾縱向通風方式，舍內(nèi)氣流及溫度分布具有一定的對稱性，因此試驗舍與對照舍內(nèi)溫濕度測點設(shè)在同一側(cè)3列走道各層雞籠雞活動高度位置（圖1），在雞舍長度方向上分別距離濕簾端25、50、75 m處垂直斷面布置測點，由底層至最頂層雞籠雞活動高度分別距離地面0.8、1.6、2.4、3.2 m，試驗舍與對照舍內(nèi)分別設(shè)36個測定點。

圖1 蛋雞舍內(nèi)溫濕度測定點布置圖

1.2.2 諧波法雞舍屋頂冷負荷的計算

為簡化計算，諧波反應(yīng)法計算屋頂冷負荷的公式[8]簡化為

=D?

式中為屋頂冷負荷，W；為圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)，W/(m2·K)；為圍護結(jié)構(gòu)計算面積，m2；D?為不同時刻下，圍護結(jié)構(gòu)的冷負荷計算溫差，℃。

1.2.3 雞舍溫濕指數(shù)的計算

溫濕指數(shù)（temperature-humidity index，THI）通常用來形容畜禽養(yǎng)殖過程中是否處于熱應(yīng)激狀態(tài)及其程度，是氣溫和氣濕兩者結(jié)合來評價動物熱應(yīng)激狀態(tài)的指標[16-18]。當THI≤74時，表明動物尚未處于熱應(yīng)激狀態(tài)；當THI位于75～78之間時，表明動物處于輕度熱應(yīng)激狀態(tài)；當THI位于79～83之間時，表明動物處于中度熱應(yīng)激狀態(tài)；當THI≥84時，表明動物處于高度熱應(yīng)激狀態(tài)。THI的計算如下式[19-20]：

THI=(1.8×db+32)?[(0.55?0.0055×RH)×(1.8×db?26)]

式中THI為溫濕指數(shù)；RH為相對濕度，%；db為干球溫度，℃。

1.2.4 雞舍生產(chǎn)性能測試

預(yù)試期和正試期每天記錄2列蛋雞籠具各層籠架上雞的總產(chǎn)蛋數(shù)、破蛋個數(shù)、總蛋質(zhì)量、存欄量和死淘率情況[21]，每天記錄數(shù)據(jù)為1個重復(fù)。

1.2.5 數(shù)據(jù)分析處理

應(yīng)用Origin 軟件（Ver.8，Origin Lab）進行分析，結(jié)果以平均值±標準差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗舍和對照舍內(nèi)溫熱環(huán)境測試結(jié)果與分析

本試驗對試驗與對照兩蛋雞舍內(nèi)氣溫的空間分布特征做測試分析，試驗結(jié)果如表1和圖2所示，雞舍外空氣平均溫度、相對濕度分別為(30.2±3.45)℃、(57.9%±14.8%)，舍外最高溫度可達36.2 ℃，晝夜溫差為10.3 ℃。試驗舍和對照舍內(nèi)空氣的平均溫度、相對濕度分別為(22.9±0.94) ℃、(25.1±0.79) ℃；(63.1%±2.49%)、(71.2%±1.75%)。試驗舍和對照舍內(nèi)空氣溫度隨著外界環(huán)境溫度的變化而變化，但整個測試期內(nèi)變化幅度較小，變化規(guī)律也較為穩(wěn)定。

表1 蛋雞舍內(nèi)環(huán)境參數(shù)垂直分布差異顯著性分析

注：表中同列大寫字母不同表示在<0.01水平差異極顯著，小寫字母不同表示在<0.05水平差異顯著。

Note: Values within a column with different capital letters were highly significant difference in<0.01 level, values within a column with different lowercase was significant difference in<0.05 level.

圖2 試驗舍、對照舍內(nèi)和舍外溫度、相對濕度垂直方向變化

本試驗結(jié)果表明試驗舍內(nèi)溫熱環(huán)境優(yōu)于對照舍，試驗舍內(nèi)溫濕度波動比對照舍小，試驗舍內(nèi)平均溫度比對照雞舍低2.3 ℃，對照舍內(nèi)溫度空間上呈垂直分布，由地面向屋頂方向逐漸升高，距離地面3.2 m高度水平面的空氣溫度與0.8、1.6、2.4 m高度水平面溫度差異極顯著（<0.01），且最底層0.8 m水平面雞活動高度溫度至最頂層3.2 m雞活動高度的溫差大于3 ℃，Abbas等[6,15]發(fā)現(xiàn)密閉式雞舍內(nèi)溫差超過3 ℃，會對蛋雞的生產(chǎn)性能、健康等產(chǎn)生不利影響。對照雞舍內(nèi)空氣平均溫度比試驗雞舍高2.3 ℃，但平均相對濕度高8.1%，其原因可能為舍內(nèi)溫度高于27 ℃時，會自動啟動噴霧降溫系統(tǒng)致使舍內(nèi)相對濕度偏大。試驗雞舍內(nèi)溫濕度波動比對照雞舍內(nèi)小，舍內(nèi)溫度空間上也呈垂直分布，但底層0.8 m高度水平面的溫度與距離地面1.6、2.4、3.2 m高度水平面的空氣溫度差異不顯著。

2.2 試驗舍和對照舍溫濕指數(shù)結(jié)果與分析

溫濕指數(shù)是評價動物熱應(yīng)激狀態(tài)及其程度的重要指標，動物不同程度熱應(yīng)激下臨床癥狀不同，會出現(xiàn)不同程度的呼吸、心率、飲水、采食量等的變化。通過對比試驗舍和對照舍內(nèi)溫濕指數(shù)值發(fā)現(xiàn)（表2），試驗舍內(nèi)熱應(yīng)激程度低于對照舍，對照舍內(nèi)溫濕指數(shù)正常水平比試驗舍低15.7%，輕度熱應(yīng)激高12.1%，中度熱應(yīng)激高1.7%，高度熱應(yīng)激高0.9%；對照舍內(nèi)溫熱指數(shù)平均值為74.1±1.6，舍內(nèi)頂層3.2 m平面上蛋雞受到不同程度的熱應(yīng)激，高度熱應(yīng)激比占2.5%，蛋雞表現(xiàn)為張口呼吸、急劇熱喘息、飲水頻率增多、雙翅下垂、雞冠發(fā)白及經(jīng)常蹲伏在籠底等癥狀[5]。試驗舍內(nèi)溫熱指數(shù)平均值為(70.2±1.1)，舍內(nèi)蛋雞輕度熱應(yīng)激占3.3%，輕度熱應(yīng)激主要分布在1.6、2.4、3.2 m高度水平面上，但舍內(nèi)蛋雞未受到高度熱應(yīng)激影響；這是因為對照舍內(nèi)上層溫度受舍外太陽輻射熱及對流換熱作用較強，且熱空氣密度較小，屋頂內(nèi)表面溫度高于舍內(nèi)空氣溫度并以對流換熱方式將熱量散發(fā)給空氣，加劇雞舍內(nèi)溫度的垂直分布致使蛋雞受到不同程度的熱應(yīng)激。

表2 蛋雞舍內(nèi)垂直方向溫熱指數(shù)分析

2.3 試驗舍和對照舍內(nèi)蛋雞產(chǎn)蛋性能結(jié)果與分析

試驗舍和對照舍內(nèi)垂直方向蛋雞生產(chǎn)性能分析結(jié)果如表3，試驗雞舍比對照舍蛋雞的產(chǎn)蛋率高1.5%，平均蛋質(zhì)量高1.9 g；試驗舍和對照舍底層0.8 m平面上蛋雞的產(chǎn)蛋率最高，試驗雞舍垂直方向蛋雞產(chǎn)蛋率差異不顯著（>0.05）；對照舍頂層3.2 m平面上蛋雞產(chǎn)蛋率與距離地面0.8、1.6、2.4 m高度水平面蛋雞的產(chǎn)蛋率差異極顯著（<0.01）；試驗舍和對照舍底層0.8 m平面上平均蛋質(zhì)量最高，與距離地面1.6、2.4、3.2 m高度水平面對照舍蛋雞的平均蛋質(zhì)量差異極顯著（<0.01），但試驗舍蛋雞的平均蛋質(zhì)量差異顯著（<0.05）；試驗舍和對照舍蛋雞不同籠層高度0.8、1.6、2.4、3.2 m水平面的破蛋率之間差異不顯著（>0.05）；對照舍內(nèi)頂層3.2 m平面上蛋雞周死淘率與距離地面0.8、1.6、2.4 m高度水平面蛋雞的周死淘率差異顯著（<0.05）。

朱慶等[5]指出環(huán)境溫度在21～25 ℃時，每升高1 ℃，產(chǎn)蛋率降低0.5%；在25～30 ℃時，每升高1 ℃，產(chǎn)蛋率降低1.5%，每只蛋質(zhì)量減輕0.3 g；Webster等[11]通過將雞舍垂直方向劃分為不同區(qū)域研究溫度波動對蛋雞生產(chǎn)性能、蛋質(zhì)量的影響，研究結(jié)果表明最底層雞籠產(chǎn)蛋平均蛋質(zhì)量最大。本試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)對照舍內(nèi)垂直方向溫度對平均蛋質(zhì)量、產(chǎn)蛋率的影響顯著，且最底層雞籠蛋雞產(chǎn)蛋平均蛋質(zhì)量最大，這與其他學者的研究結(jié)果一致，但本研究結(jié)果表明垂直溫差大于3 ℃環(huán)境下，平均蛋質(zhì)量減小1.9 g，但破蛋率無顯著影響，主要原因可能與蛋雞的品種有關(guān)及正試期為4周，試驗周期非飼養(yǎng)過程全周期，試驗結(jié)果僅能反應(yīng)一定的變化規(guī)律但不能完全量化溫熱環(huán)境對蛋雞產(chǎn)蛋性能的影響，全周期試驗及研究溫熱環(huán)境對蛋品質(zhì)的影響是下一步研究的方向。

表3 蛋雞舍垂直方向蛋雞生產(chǎn)性能差異顯著性分析

3 討 論

3.1 蛋雞舍屋頂隔熱性能對舍內(nèi)環(huán)境的影響

雞舍屋頂作為建筑外圍護結(jié)構(gòu)的主要組成部分，夏季在太陽直射時所接收的輻射熱最多，從而導(dǎo)致室外綜合溫度最高，造成其室內(nèi)外溫差傳熱在夏季都大于各朝向外墻。雞舍屋頂?shù)脽崃窟^大，不僅造成冷損耗，而且會影響舍內(nèi)溫度場分布和氣流組織。屋頂冷負荷主要包括對流和輻射2部分，在舍內(nèi)外空氣溫差經(jīng)雞舍屋頂傳入的熱量和太陽輻射作用下進入雞舍的輻射熱量是雞舍屋頂主要的熱量，雞舍屋頂在太陽輻射熱作用下溫度會提高，當屋頂內(nèi)表面溫度高于舍內(nèi)空氣溫度時，以對流換熱方式將熱量散發(fā)給空氣，從2棟蛋雞舍屋頂內(nèi)表面紅外熱成像溫度圖（圖3）可以看出，試驗舍屋頂內(nèi)表面溫度比對照舍屋頂內(nèi)表面溫度低3 ℃，對照舍屋頂內(nèi)表面與舍內(nèi)空氣對流換熱作用較強，且熱空氣密度較小，致使雞舍上部溫度較高會造成局部熱應(yīng)激。Reece等[10]的研究表明隔熱屋頂環(huán)控室內(nèi)肉雞死淘率較非隔熱屋頂環(huán)控室內(nèi)肉雞死淘率低18%，說明高溫炎熱天氣屋頂?shù)妮椛錈釙绊懭怆u死淘率。

雞舍建筑屋頂夏季熱工參數(shù)取值參照《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》[22]，試驗舍100 mm厚的保溫玻璃棉氈彩鋼板與對照雞舍200 mm厚加氣混凝土屋頂?shù)膫鳠嵯禂?shù)分別為0.44、0.79 W/(m2·K)。試驗舍和對照舍屋頂諧波法逐時冷負荷如表4所示，試驗舍和對照舍屋頂?shù)睦湄摵膳c太陽輻射熱間存在延遲現(xiàn)象，時間上有所滯后，且對照舍屋頂?shù)睦湄摵煞逯凳窃囼炆嵛蓓斃湄摵煞逯档?.1倍，這是由屋頂材料的蓄熱能力和傳熱衰減系數(shù)決定的，蓄熱能力越強，冷負荷衰減愈大；傳熱衰減系數(shù)越大，建筑屋頂具有較大的惰性對外界擾量反應(yīng)遲鈍，致使冷負荷溫差的日變化很小[23-24]。Morrison等[25]和Aldawood等[26]認為高溫環(huán)境下蛋雞受到熱應(yīng)激，會導(dǎo)致高死淘率，且降低蛋雞生長速度、體質(zhì)量及飼料利用效率等，增大舍內(nèi)空氣的流速來增強空氣對流換熱會降低蛋雞舍內(nèi)有效環(huán)境溫度，Aldawood等[26]研究表明高溫環(huán)境下舍內(nèi)空氣的流速為1.5～3 m/s是較為理想的風速可緩解舍內(nèi)高溫熱應(yīng)激影響，但高密度疊層籠養(yǎng)下，籠養(yǎng)蛋雞舍頂層雞籠雞活動位置保持高風速會增大風機安裝及運行過程中的用電成本及設(shè)備投入[27]，從節(jié)能角度考慮增強空氣流速并不是最佳緩解方案。

圖3 試驗與對照兩蛋雞舍屋頂內(nèi)表面紅外熱成像溫度圖

表4 試驗與對照蛋雞舍屋頂逐時冷負荷變化 Table 4 Variation of cooling load of roof in experiment and control layer houses

注：D?為不同時刻下圍護結(jié)構(gòu)的冷負荷計算溫差，℃。

Note:D?were cooling load calculated temperature difference of building envelope.

3.2 雞舍屋頂成本與養(yǎng)雞經(jīng)濟效益的估算

在舍飼環(huán)境下，蛋雞的生產(chǎn)性能只有在適宜的環(huán)境條件下才能充分發(fā)揮遺傳潛力[3]。蛋雞舍內(nèi)氣溫過高過低會對機體造成冷熱應(yīng)激，機體抵抗力下降，影響蛋雞生產(chǎn)性能、蛋品質(zhì)、抗病能力、飼料轉(zhuǎn)化率，從而直接導(dǎo)致雞場經(jīng)濟效益的下降[25-27]。蛋雞養(yǎng)殖經(jīng)濟效益與建筑投入、生產(chǎn)性能、飼料成本、防疫成本等諸多因素有關(guān)。本試驗中，對照舍內(nèi)蛋雞生產(chǎn)性能受熱環(huán)境的影響，試驗雞舍比對照舍內(nèi)蛋雞產(chǎn)蛋率高1.5%，平均蛋質(zhì)量多1.9 g。以蛋雞舍屋頂選用試驗舍與對照舍所述的2種材料、雞舍飼養(yǎng)量2萬只和雞舍規(guī)模尺寸為例，計算雞舍建筑屋頂使用不同隔熱材料的經(jīng)濟投入成本回收周期。Webster等[5,11,14-15]等研究表明熱應(yīng)激下蛋雞飼料轉(zhuǎn)化率降低、飲水量增加。本試驗中飼養(yǎng)管理一致為簡化分析因此不予考慮管理、飼料成本和人工成本，雞蛋價格按北京價格每千克6.0元，每千克雞蛋約14～16個，為簡化計算，只考慮產(chǎn)蛋高峰段27～54周的產(chǎn)蛋收益值（如表5），試驗舍屋頂投入成本比對照舍多2.1～3.0萬元，但試驗舍蛋雞產(chǎn)蛋高峰段總收益比對照舍多2.3萬元，因此試驗雞舍采用隔熱屋頂1～1.5 a可收回投入成本，以維持舍內(nèi)適宜的溫熱環(huán)境保證蛋雞的產(chǎn)蛋性能，增加蛋雞養(yǎng)殖收益。

表5 蛋雞舍建筑不同屋頂材料經(jīng)濟效益估算

4 結(jié) 論

1）試驗雞舍比對照雞舍內(nèi)平均溫度低2.3 ℃，對照舍內(nèi)溫度空間上呈垂直分布，由地面向屋頂垂直方向逐漸升高且垂直溫差大于3 ℃，最底層0.8 m高度水平面空氣溫度與距離地面1.6、2.4、3.2 m高度水平面的空氣溫度差異極顯著（<0.01）；試驗舍內(nèi)溫度空間上也呈垂直分布，但距離地面1.6、2.4、3. 2 m高度水平面的空氣溫度差異不顯著（>0.05）。

2）試驗舍內(nèi)熱應(yīng)激程度低于對照舍，對照舍內(nèi)溫濕指數(shù)正常程度比試驗舍低15.7%，輕度熱應(yīng)激程度高12.1%，中度熱應(yīng)激程度高1.7%，高度熱應(yīng)激程度高0.9%。試驗舍內(nèi)未受到高度熱應(yīng)激，但對照舍內(nèi)頂層3.2 m平面上蛋雞受到不同程度的熱應(yīng)激，高度熱應(yīng)激比占2.5%。

3）試驗雞舍比對照雞舍蛋雞產(chǎn)蛋率高1.5%，平均蛋質(zhì)量高1.9 g。對照舍頂層3.2 m高度水平面蛋雞產(chǎn)蛋率與距離地面0.8、1.6、2.4 m高度的差異極顯著（<0.01），周死淘率間差異顯著（<0.05）；試驗舍和對照舍底層0.8 m高度水平面蛋雞平均蛋質(zhì)量最高，且對照舍0.8 m高度水平面蛋雞的平均蛋質(zhì)量與距離地面1.6、2.4、3.2 m高度水平面平均蛋質(zhì)量差異極顯著（<0.01），但破蛋率之間差異不顯著（>0.05）。

4）對照舍屋頂?shù)睦湄摵煞逯凳窃囼炆嵛蓓斃湄摵煞逯档?.1倍，試驗舍屋頂內(nèi)表面溫度比對照舍屋頂內(nèi)表面溫度低3 ℃。試驗雞舍采用隔熱屋頂1～1.5 a可收回投入成本，有效提高蛋雞養(yǎng)殖收入。

[1] 白士寶，滕光輝，杜曉冬，等. 基于LabVIEW平臺的蛋雞舍環(huán)境舒適度實時監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2017，33(15)：237－244.

Bai Shibao, Teng Guanghui, Du Xiaodong, et al. Design and implementation on real-time monitoring system of laying hens environmental comfort based on LabVIEW[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(15): 237－244. (in Chinese with English abstract)

[2] 楊柳，李保明. 蛋雞福利化養(yǎng)殖模式及技術(shù)裝備研究進展[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2015，31(23)：214－221.

Yang Liu, Li Baoming. Research progress of welfare-oriented breeding mode and technical equipment for laying hen[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(23): 214－221. (in Chinese with English abstract)

[3] Dawkins M S, Donnelly C A, Jones T A. Chicken welfare is influenced more by housing conditions than by stocking density[J]. Nature, 2004, 427(6972): 342－344.

[4] 常玉，馮京海，張敏紅. 環(huán)境溫度、濕度等因素對家禽體溫調(diào)節(jié)的影響及評估模型[J]. 動物營養(yǎng)學報，2015，27(5)：1341－1347.

Chang Yu, Feng Jinghai, Zhang Minhong. Effects of ambient temperature, humidity on poultry thermoregulation and the evaluation model[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2015, 27(5): 1341－1347. (in Chinese with English abstract)

[5] 朱慶，陳永華. 環(huán)境高溫對蛋雞生產(chǎn)性能的影響機理[J]. 中國家禽，1997(6)：29－30.

Zhu Qing, Chen Yonghua. The influence mechanism of high temperature environment on the production performance of laying hens[J]. China Poultry, 1997(6): 29－30. (in Chinese with English abstract)

[6] Abbas T E, Yousuf M M, Ahmed M E, et al. Effect of fluctuating ambient temperature on the performance of laying hens in the closed poultry house[J]. Research Opinions in Animal & Veterinary Sciences, 2011, 1(4): 547－560.

[7] 王陽，李保明. 密閉式蛋雞舍外圍護結(jié)構(gòu)冬季保溫性能分析與試驗[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2017，33(7)：190－196.

Wang Yang, Li Baoming. Analysis and experiment on thermal insulation performance of outer building envelope for closed layer house in winter[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(7): 190－196. (in Chinese with English abstract)

[8] Olgun M, ?elik M Y, Polat H E. Determining of heat balance design criteria for laying hen houses under continental climate conditions[J]. Building & Environment, 2007, 42(1): 355－365.

[9] Zhao Y, Xin H, Shepherd T A, et al. Modelling ventilation rate, balance temperature and supplemental heat need in alternative vs conventional laying-hen housing systems[J]. Biosystems Engineering, 2013, 115(3): 311－323.

[10] Reece F N, Deaton J W, Harwood F W. Roof insulation and its effect on broiler chicken mortality in hot weather[J]. Transactions of the ASAE, 1976, 19(4): 733－735.

[11] Webster A B, Czarick M. Temperatures and performance in a tunnel-ventilated, high-rise layer house[J]. Journal of Applied Poultry Research, 2000, 9(1): 118－129.

[12] Albright L D, Scott N R. An analysis of steady periodic building temperature variations in warm weather part i: A mathematical model[J]. Transactions of the ASABE, 1974, 17(1): 88－92.

[13] Albright L D, Scott N R. An analysis of steady periodic building temperature variations in warm weather part ii: experimental verification and simulation[J]. Trans ASAE Gen Ed Am Soc Agric Eng, 1974, 17(1): 93－98.

[14] Xin H, Gates R S, Green A R, et al. Environmental impacts and sustainability of egg production systems[J]. Poultry

Science, 2011, 90(1): 263－277.

[15] Kocaman B, Esenbuga N, Yildiz A, et al. Effect of environmental conditions in poultry houses on the performance of laying hens[J]. International Journal of Poultry Science, 2006, 5(1): 26－30.

[16] Thom E C. The discomfort index[J]. Weatherwise 1959, 12(12): 57－61.

[17] LCI. Patterns of transit losses[C]//Omaha, NE: Livestock Conservation, 1970.

[18] Poultry Pub. Climate in poultry houses[J/OL]. (2017-05-17) [2018-05-23].http://www.poultrypub.org/production/husbandary-management/housing-environment/climate-in-poultry-houses/

[19] Menezes A G, N??s I A, Baracho M S. Identification of critical points of thermal environment in broiler production[J]. Revista Brasileira De Ciência Avícola, 2010, 12(1): 21－29.

[20] Tong X, Hong Se W, Zhao L. Development of upward airflow displacement ventilation system of manure-belt layer houses for improved indoor environment using CFD simulation[C]//Animal Environment and Welfare Proceeding of International Symposium, 2017. Chongqing, 2017: 143－150.

[21] 李巖，詹凱，李俊營，等. 本交籠不同籠層種雞產(chǎn)蛋性能和蛋品質(zhì)研究[J]. 家畜生態(tài)學報，2017，38(1)：39－43.

Li Yan, Zhan Kai, Li Junying, et al. Study on layer performance and egg quality characteristics of layer breeder among different tiers[J]. Acta Ecologiae Animals Domastici, 2017, 38(1): 39－43. (in Chinese with English abstract)

[22] 民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范:GB 50176-93[S].

[23] 張?zhí)熘藦姡S之棟，等. 海口地區(qū)蛋雞高密度疊層籠養(yǎng)工藝飼養(yǎng)效果的實驗研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，1997，13(5)：90－95.

Zhang Tianzhu, Pan Qiang, Huang Zhidong, et al. Feeding effect study on confined high-density stacked-cage laying houses in Haikou[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 1997, 13(5): 90－95. (in Chinese with English abstract)

[24] 潘強，黃之棟，張?zhí)熘?，? 蛋雞高密度疊層籠養(yǎng)工藝的初步研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，1997，13(5)：86－89.

Pan Qiang, Huang Zhidong, Zhang Tianzhu, et al. Study on high density stacked-cage-raising system of layer[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 1997, 13(5): 86－89. (in Chinese with English abstract)

[25] Morrison W D, Mcmillan I, Bate L A. Effect of air movement on operant heat demand of chicks[J]. Poultry Science, 1987, 66(5): 854－857.

[26] Aldawood A, Büscher W. Air velocity produced by different types of mixing and ceiling fans to reduce heat stress in poultry houses[J]. International Journal of Agriculture and Forestry 2014, 4(3): 145－153.

[27] Christiansen L L, Hellickson M A. Simulation and optimization of energy requirements for livestock housing[J]. International Journal of Bifurcation & Chaos, 1977, 13(3): 617－630.

Roof insulation improving thermal environment and laying performance of poultry houses in summer

Wang Yang, Zheng Weichao, Shi Haipeng, Tu Jiang, Li Baoming※

(1.,,100083,; 2.100083,; 3.100083,)

In confined poultry buildings, the thermal insulation performance of poultry building construction can have positive impacts on the housing comfortable temperature environment. The ceiling as the main part of poultry house building envelope receives the most radiant heat under high solar insolation. Stronger convection heat transfer between roof inner surface and air increased temperature variations along vertical directions in poultry houses, and higher temperature occurs near the roof of poultry house, resulting in heat stress for the birds near the ceiling. Heat stress usually negatively influences the poultry health, welfare of layers and their production performance. Heat stress has resulted in significant economic losses in large-scale egg productions due to the decrease of egg production rate, the increase of hen mortality and the cost of thermal environment control. Experiments were conducted in 2 poultry houses with different roof types, to determine the effects of roof insulation on thermal environment of poultry houses and egg production rate in hot weather. And the relationship between the roof input cost and the economic benefits of the egg production was discussed.The results showed that: 1) Temperature and humidity fluctuations in experimental poultry house were smaller than that in control poultry house, and temperature in control poultry house was 2.3 ℃ higher than that in experimental poultry house. Temperature was in vertical distribution on the space, and the temperature rose gradually from the ground to the roof. At the height of 3.2 m above the ground air temperature difference was significant0.01), and the vertical temperature difference was greater than 3 ℃. The air temperature also showed vertical distribution in experimental house, but the air temperature difference was not significant at the altitude of 1.6, 2.4 and 3.2 m (>0.05). 2) Heat stress degree in control poultry house was serious than that in experimental poultry house, and the normal level of temperature and humid in the former was lower by 15.7% compared with that in the latter, alert level was higher by 12.1%, danger level was higher by 1.7% and emergency level was higher by 0.9%. There was no emergency heat stress in experiment poultry house. But the control poultry house was suffered from different degrees of heat stress, and the emergency thermal stress accounted for 2.5% at the altitude of 3.2 m. 3) The average egg production rates in control poultry house and experimental poultry house were 92.5% and 94.0%, respectively, and the average egg weight in control poultry house was 1.9 g less than that in experimental poultry house. Egg production rate at the 3.2 m level was significantly reduced to various degrees compared with the level of 0.8, 1.6 and 2.4 m, respectively (<0.01), and the mortality rate was very significantly different (<0.05). There was significant difference of average egg weight between bottom level and other levels (<0.01), but no significant difference of broken egg rate (>0.05), and at the bottom level, there was the highest average egg weight. 4) The peak cooling load in control poultry house roof was 2.1 times that in experimental poultry house roof, and the temperature of roof inner surface in the former was 3 ℃ higher than that in the latter. The period of recovery of input cost was 1-1.5 years with insulated roof of experimental poultry house, effectively raising the income of the farmers. This study is expected to provide the theory basis for environmental control and energy saving measures.

radiation; temperature; humidity; heat stress; cooling load; laying performance; mortality; economic

10.11975/j.issn.1002-6819.2018.17.027

S831.7

A

1002-6819(2018)-17-0207-07

2018-04-10

2018-07-11

國家蛋雞產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-40）；北京市基地建設(shè)和人才培養(yǎng)專項（Z171100002217018）。

王 陽，博士生，研究方向為畜禽健康環(huán)境及其控制技術(shù)。Email：wangyang512@cau.edu.cn

李保明，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事畜禽設(shè)施養(yǎng)殖工藝與環(huán)境研究。Email：libm@cau.edu.cn

王 陽，鄭煒超，石海鵬，涂 江，李保明.夏季雞舍屋頂隔熱改善舍內(nèi)熱環(huán)境及蛋雞生產(chǎn)性能[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2018，34(17)：207－213. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.17.027 http://www.tcsae.org

Wang Yang, Zheng Weichao, Shi Haipeng, Tu Jiang, Li Baoming. Roof insulation improving thermal environment and laying performance of poultry houses in summer[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(17): 207－213. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.17.027 http://www.tcsae.org