基于雷达图的蛋鸡舍综合环境舒适度评价及应用(9)
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。
分析7-8月试验鸡舍内CEI的变化情况可知,2019年夏季7月22日-8月12日CEI较高,在1.5上下浮动,需要引起特别关注。由于外界环境温度在7月下旬-8月上旬处于全年的最高峰,7月29日前后,THI达到85左右,鸡只已处于中度热应激,舍内CEI超过WL,最高在7月29日达到了2.48,说明舍内综合环境已经达到不舒适的状态。系统中会显示红色预警,以提醒工作人员注意调控舍内环境。此时应注意环境调控模式的转变,根据实际情况使用湿帘和风机,降低鸡只体感温度,避免热应激带来的生产受损及动物福利降低等问题。
夏季由于通风量大,舍内空气环境一般较为舒适。此时,调控舍内环境的措施主要是依据实际环境湿度操控湿帘的运行,并维护风机的正常运作。本研究将风速传感器布点在全舍风速最低的地方,通过蛋鸡舍环境舒适度评价系统对舍内环境的监控,在风机运行出现问题时,能够及时警报,避免由于通风问题导致鸡只出现热应激甚至死淘率突然上升的情况。另外通过对舍内湿度的监测,在雨季环境湿度已经很高的情况下,管理人员可以关闭湿帘减少不必要的能源浪费。
图8 7—8月舍内综合环境舒适度指数变化Fig.8 CEI variations in henhouse in July to August
3 结 论
本文针对蛋鸡舍环境舒适度评价系统进行了设计与应用,得出以下结论:
1)通过对温度、湿度、CO2、NH3、风速5项环境因素值的归一化及模糊拟合,引入夏冬两季权重,建立了蛋鸡舍综合环境舒适度评价指数(CEI)。利用雷达图分析法对环境舒适度进行表达,并通过设定不同的CEI阈值对环境舒适度进行评判及预警。
文章来源:《四川动物》 网址: http://www.scdwzzs.cn/qikandaodu/2021/0728/1604.html