基于雷达图的蛋鸡舍综合环境舒适度评价及应用(4)
图6所示为8月1日试验鸡舍内CEI及THI的变化趋势图。环境综合评价系统中CEI阈值设置为2.316,即图中的警示线(Warning Line,WL)。可以看出,8月1日试验鸡舍CEI均处于WL之下,说明全天环境条件均在舒适区间内。CEI指数在6:00及17:00左右降到最低,舍内环境达到一天之中最舒适的状态;而在12:00-16:00指数则接近阈值,说明该时段需要特别关注。
图6 2019年8月1日舍内综合环境舒适度指数与温湿指数变化Fig.6 CEI and THI variations in the layer house on August 1, 2019
在夏季,由于太阳辐射及空气对流等原因,鸡舍白天与夜晚的环境条件存在较为明显的区别,最大温差为13 ℃。6:00-18:00,由于舍外温度最高上升至34 ℃,热湿环境成为影响鸡舍舒适度的关键因素。在此时段内,CEI与THI对环境的评价结果应呈现高度的相似性。实际上,在6:00-10:00时段,虽然CEI与THI的结果已开始呈现相似的变化趋势,由于CEI将除温度、湿度之外的风速、CO2及NH3的浓度也纳入监测的范围,而鸡舍内环境因素相互影响,使得环境变化存在延时性,其对舍内环境的评价结果与THI仍存在区别,说明CEI可以更加灵敏地体现舍内环境综合舒适度的变化。10:00-18:00,在热湿环境在评价体系中占据主导地位的情况下,CEI与THI的变化几乎一致。18:00以后,随着舍外温度下降至23℃,舍内通风量逐步降低,CO2、NH3等空气污染物浓度逐步增高,舍内空气质量环境对整体舒适度的影响增大,因此CEI与THI的评价结果差别显现。1:00-5:00,温度下降对环境舒适度产生正面影响,同时舍内CO2浓度由950 mg/m3上升至1 400 mg/m3左右,对综合环境舒适度的负面作用增强。此时段内 THI呈阶段式下降,而CEI由于CO2浓度的上升出现小幅升高后也开始下降,整体上比THI更能体现舍内综合环境质量的变化。
2.2.2 冬季舍内综合环境舒适度变化分析
在冬季,基于舍内维持温度及空气质量的需要,需要保证最小通风量。此时温度和CO2浓度的权重分别为0.429和0.283。关注舍内风速及CO2浓度的变化,有利于精准控制舍内空气流通速度,在保证温度的前提下,防止CO2浓度过高造成鸡只呼吸困难或NH3浓度升高导致空气环境质量下降等问题。图7所示为1月15日试验鸡舍内CEI的变化。1月15日属于冬季时间,应将系统CEI阈值设置为1.877。由于1月15日整天CEI均远低于阈值,故在图中不表示警示线。
图7 2019年1月15日舍内综合环境舒适度指数Fig.7 CEI variations in the layer house on January15, 2019
从图7中可以看出,在温度相对稳定的0:00-6:00,CEI不断上升,说明夜间舍内风速虽然保证了温度,但通风量不足导致空气流通速率降低,CO2浓度不断上升,舍内综合舒适度下降。6:00-7:00,温度开始回升,鸡只呼吸速率加快导致CO2浓度急速上升,迅速达到了2 680 mg/m3。在7:00 CEI出现拐点,数据显示此时环境温湿度、CO2浓度都出现了下降的情况。试验鸡舍设定风机依据温度变化调整通风量,温度上升则系统自动增大风速,空气更新速度加快。风速的变化使得CO2浓度下降了720 mg/m3,温度下降了0.7 ℃,说明适当增加风速可以有效改善冬季舍内空气环境质量,提升综合舒适度。8:00-9:00,舍内温度在12:00达到21.8 ℃,经历短暂上升后逐渐下降,总体保持在21 ℃左右。CO2浓度稍回弹后在下午1时下降至1 604 mg/m3,直至16:00后开始缓慢回升至1820 mg/m3。因此,温度和CO2的共同作用使CEI在8:00-11:00间保持平稳,温度的不断升高使CEI在12:00-14:00达到峰值,随后由于CO2浓度的持续下降,CEI又呈现下降的态势。
冬季CO2的浓度在环境因素中的权重是夏季的3.48倍,对CEI的贡献显著上升。与夏季舍内的CO2浓度相比,冬季的浓度上升了60%左右。白天CO2的浓度在1 600~1 800 mg/m3间浮动,夜间则升高至1 800~2 000 mg/m3,最高达到2 680 mg/m3。CO2的环境浓度阈值为1 800 mg/m3,当舍内浓度超过此数值时,系统会显示CO2单项环境预警,提醒工作人员注意改善通风状况。
另外,空气环境中NH3、CO2等的浓度往往随风速的改变而呈现相似的变化趋势,同时白天清粪等舍内环境管理行为,使得各气体浓度对舍内环境综合舒适度的影响更加显著[5,19]。因此,冬季时期应使用CEI对环境进行综合评判,有助于管理人员更加及时而准确地了解舍内环境情况,并做出相应判断,精准调控舍内环境。
2.3 夏季舍内综合环境舒适度评价指数变化
试验鸡舍所处地区属于季风性气候,季节更替时外部环境的变化,如暴雨、大风等,亦会对舍内环境产生影响。对以年为单位的环境数据变化进行分析,可以提前计划,合理安排鸡舍环境管理所需人力及水电等资源,避免特殊环境变化对生产造成较大影响。目前,鸡舍环境管理主要面临的挑战发生在夏季,故本文将试验鸡舍2019年夏季7-8月的CEI在此进行重点分析。
文章来源:《四川动物》 网址: http://www.scdwzzs.cn/qikandaodu/2021/0728/1604.html