新型节能环保猪舍及其环境评价

■远德龙 于光辉 孙朋朋 宋春阳 宋修瑜

（1.青岛农业大学动物科技学院，山东青岛 266109；2.青岛派如环境科技有限公司，山东青岛 266216）

遗传、营养和环境是影响猪生长的重要因素。该研究将新型环境控制工艺技术应用于猪生产的全过程，使生猪养殖业随着科技的发展进步发生了质的变化，猪场环境也得到有效改善，经济效益明显提高。试验以青岛派如环境科技有限公司生产的新型节能环保猪舍为研究对象，通过对猪舍内外温度、湿度、有害气体浓度以及通风量等数据进行测定分析，对新型猪舍环境控制功能进行评价，从而为生猪规模化、标准化养殖创造有利的条件。

1 新型节能环保猪舍建造技术

1.1 新型节能环保猪舍构成

新型节能环保猪舍，也称积木式节能环保猪舍，该节能环保猪舍主要由可移动式钢构蓄粪池，可拆装式保温隔热墙面板、屋面板，全自动环境控制系统，全自动饮水饲喂设备及粪污发酵设备等组成。

1.1.1 可移动蓄粪池

采用猪舍专用型材或普通H型钢材制作猪舍蓄粪池，蓄粪池的最大长度14 m，最大宽度6～7 m(非移动猪舍尺寸可加大），保育、产房蓄粪池深0.6 m，其他猪舍池深0.8 m，蓄粪池做密封、防腐和隔热保温处理，蓄粪池上方铺设全漏缝塑料地板。钢构蓄粪池可实现工厂化生产，大大节约了建造成本，猪舍设置漏缝地板，采用尿液泡粪工艺，不需要人工清粪，节省了人工成本，同时不需要用水冲栏，大大减少污水产生，从根本上解决污染问题。

1.1.2 保温隔热墙面和屋面

墙面板和屋面板采用特质彩钢聚苯复合板，彩钢板厚度0.5 mm，墙面苯板100 mm，屋面苯板150 mm，密度达18 kg/m3以上（其他质材能满足保温隔热效果的保温板亦可）。要求猪舍做好密封性，这样的猪舍冬暖夏凉，匹配全自动环境控制系统，就可实现冬天不用烧煤取暖，夏天不用湿帘降温，降低了冬天取暖和夏天降温的运行成本。

1.1.3 智能全自动环境控制系统

采用变速风机和智能环境控制器，组成全自动智能环境控制系统，变速风机转速范围为0～1 400 r/min，智能环境控制器可以根据舍内环境温度需要，设定温度值和温度偏差，舍内自动感应探头采集温度数据，通过智能环境控制器PC机，调整变速风机转速来自动调节通风量，以维持舍内恒温。即当舍内温度升高时，变速风机转速自动加快，增加通风量，舍内多余热量被排出，使舍内温度降低至设定值；当舍内温度降低时，变速风机转速自动降低，减小通风量，利用猪体余热，使舍内温度升高至设定值。猪体产生的余热都聚集在舍内上部，而氨气等有害气体，都是舍内下部地面和蓄粪池中粪污产生的，我们在漏粪地板底部和蓄粪池液面间设置通风管道，并在通风管道上按一定比例距离设通风口，以保证整栋猪舍的废气排出均匀。因此，排风机与设在漏缝地板下方的通风管道连接，而进风口可直接设在猪舍墙面顶部或在猪舍顶部单独设进风道，进风道也需要按照一定比例距离开通气口，以保证整栋猪舍进气均匀。在春秋冬季节，当舍内氨气等有害气体被从底部通风管道排出，在负压作用下，舍外新鲜空气从舍内上部的进风口或进风管道进入舍内，首先与舍内顶部的猪体余热进行热交换后下降到猪体位置，最后从漏缝地板下方排风管道排出舍外，形成了进风下排风的立体通风。实现了冬天不用烧煤取暖，彻底解决了冬季通风与保温的矛盾，节约了燃煤，避免燃煤对大气污染和炉渣对环境污染，同时节省了锅炉工人工成本；夏天只要把猪群产生的热量排出舍外，并根据舍内温度通过加大通风量的方式来降低猪群体感温度，实现夏天降温，避免夏天水帘降温产生的湿热空气，对猪群的健康危害。变速风机与环境控制器的智能化，一年四季24 h持续的排风换气形成舍内外空气微循环，使舍内的氨气等有害气体被徐徐排出，在保持舍内恒温的前提下，改善了舍内空气质量，为猪群提供了一个良好的舒适生长环境，避免猪群因春秋冬季节通风换气产生的冷应激，猪群健康，抗生素用量大大减少，降低了药残，提高了肉品质量，食品安全从根本上得到了保证，同时饲料转化率得以提高，节省饲料成本，提供养殖效益。

1.1.4 全自动饮水和饲喂设备

采用全自动泉涌式饮水器，该饮水器可根据猪的需求，设置不同的饮水水位深度，当水位低于设置水位，饮水器自动进水；当水位达到设置水位时，饮水器自动停止供水。智能泉涌式饮水器不仅减少了水资源浪费，同时减轻了污水处理负担；采用绞龙或塞盘式自动投料设备，可根据猪群不同的生长阶段设置自动投料，大大降低了劳动强度和劳动成本，同时也节约了饲料成本和喂料应激。

1.1.5 猪粪发酵设施

猪粪发酵设施有两种，一是先将粪污固液分离，固态粪便采用全封闭塔式发酵罐，进行好氧搅拌发酵处理；液态粪便采用罐状发酵池或混凝土发酵池进行曝气耗氧发酵处理。这样粪污经过分别好氧发酵处理，做成固体有机肥和液体有机肥；第二种方法是直接建设一个半封闭的隧道式发酵池，发酵池的底部预留余液泄露管道和打气管道，采用立式绞龙搅拌机，以节约用电，搅拌机主轴带有进气管道，边搅拌边打气，发酵均匀速度快，发酵池内预先装上木粉、稻壳或经过粉碎的秸秆等填充料，将粪污直接喷洒到填料上，并进行耗氧搅拌发酵，发酵池底部泄露的液体粪污，被余液存储池内的污水泵，循环喷洒至发酵池内，这样粪污将会100%做成有机肥，实现猪场粪污零排放。

1.2 新型节能环保猪舍优点

该新型猪舍设施配套完善，猪舍蓄粪池可工厂化生产，能大大节约建筑成本；墙面屋面隔热保温板和全自动环境控制设备及特殊的通风结构，可实现冬天不用烧煤取暖，夏天不用湿帘降温，减少能量消耗，既节能又环保；舍内环境实现自动控制，为猪群提供舒适的生长环境，减少药物等使用量，降低了药残，从养殖环节提高了肉品质量，保证食品安全；全自动饲喂设备减少了人工成本和饲料消耗；粪污不损坏土地，环境无污染，100%成为有机肥，实现猪场粪污零排放，猪场可持续发展成为可能。

2 新型节能环保猪舍环境评价

2.1 试验猪舍选择

试验选择威海市西楼集团养殖场引进的青岛派如环境科技有限公司生产的该新型积木式节能环保猪舍作为研究对象。猪舍基本情况见表1。

表1 试验猪舍基本情况

2.2 测定指标与方法

试验测定2012年12月～2013年11月（试验期）中每周二8：00、14：00、20：00的即时温度、湿度、风速、氨气浓度等指标。猪舍外温度用温度计测定；猪舍内温度、风速、氨气浓度等根据智能环境控制器显示数据读取记录，电费、燃煤费依据2013年度该新型试验猪舍实际使用量计算。

2.3 数据处理

试验数据采用Excel 2003预处理，采用统计软件SPSS 17.0的单因素方差分析（One-way ANOVA）过程进行数据分析，用LSD法进行多重比较，统计显著性水平为P＜0.05。试验数据以“平均值±标准差”表示。

2.4 结果与分析

2.4.1 冬春季节试验猪舍环境控制测定结果（见表2）

表2 冬春季节试验猪舍环境控制测定结果

由表2可知，冬春季节猪舍外温度8：00与14：00、14：00与20：00比较均差异极显著(P＜0.01)、8：00与20：00比较差异不显著。猪舍内温度设定值为（23.00±1.00）℃，3个时间点猪舍内温度呈现先上升后下降的趋势，湿度呈现逐渐下降趋势，风机风速呈现先上升后下降的趋势，氨气浓度呈现先下降后上升的趋势，但猪舍内温度、湿度、风速、氨气浓度均差异不显著（P＞0.05）。2.4.2 夏秋季节试验猪舍环境控制测定结果（见表3）

表3 夏秋季节试验猪舍环境控制测定结果

由表3可知，夏秋季节，室外温度变化较大，8：00与14：00比较差异极显著（P＜0.01）8：00与20：00比较差异显著（P＜0.05）,14：00与20：00比较差异不显著。猪舍内部温度设定值为（23.00±1.00）℃，3个时间点间均差异不显著，猪舍内湿度呈现先下降后平稳的趋势，3个时间点间差异不显著；猪舍内风速呈现先上升，后下降的趋势，且8：00与14：00、14：00与20：00比较差异均达到极显著水平（P＜0.01），8：00与20：00之间比较差异不显著。氨气浓度呈现先降低后升高的趋势，且8：00与14：00、14：00与20：00比较均差异极显著（P＜0.01），8：00与20：00比较差异不显著。

2.4.3 试验猪舍电费、燃煤费使用情况

试验期新型试验猪舍与传统猪舍电费、燃煤费使用情况分别见表4、表5，由表4可知，试验猪舍额外费用主要为风机耗电所产生的电费，满足猪舍内设定温度值时，冬季不需要烧煤取暖。

表4 试验期新型试验猪舍电费、燃煤费使用情况

表5 试验期传统猪舍电费、燃煤使用情况

2.5 讨论

2.5.1 试验猪舍温度环境控制评价

目前，传统猪舍环境控制技术主要分夏季防暑降温与冬季保温通风，畜舍的防暑降温主要从两方面体现：即减少产热和增加散热。加强畜舍外围护结构的隔热设计是畜舍防暑降温的基础，合理利用自然通风与机械通风，实行绿化和遮阳，减少太阳辐射，以实现自身结构的防暑降温设计；其次在炎热的夏季需要增加人工降温措施，包括湿帘风机降温、喷水喷雾降温、地面洒水降温、空调降温、地源热泵降温等，或者通过减少饲养密度，来减少热量的产生。肖良荣等（2001）研究发现湿帘风机系统可使猪舍降温幅度达到 5～7℃，同时蚊蝇明显减少，畜舍环境大大改善。曹丹等（2010）研究表明，采取立体降温的猪舍比自然通风的猪舍至少低2.25℃，同时育肥猪日增重提高 13.9%，饲料转化率提高 8.4%。但是极大地增加了猪舍的相对湿度，使猪体自身散热更加困难，同时有利于病原微生物的滋生，提高了猪群患病的风险。

畜舍冬季保温通风亦主要从两方面呈现：即加强保温和增加供暖。加强保温主要从畜舍的墙体材料、隔热设计、日常管理工作方面来实现；增加供暖主要从增大猪群饲养密度、加盖塑料暖棚、运用红外线灯、电热板或地暖等人工供暖方式进行。刘春燕等（2003）试验结果表明大棚猪舍在温湿度、气流、有害气体要求等方面均优于有窗砖结构猪舍；周道雷等（2005）研究表明暖床能有效地满足哺乳仔猪的躺卧行为；李娜等（2010）比较地热舍、发酵床舍和热风供暖舍指出，最为经济实用的是地热舍，其温度高、湿度低、猪生长速度快；其次是发酵床舍，而不建议应用热风供暖舍。

威海市地处山东半岛最东部属北暖温带季风型大陆性气候，试验猪舍研究表明，夏季不使用湿帘降温系统，冬季不使用烧煤取暖提高舍温。可以看出，一年四季试验猪舍外温度变化随气温变化而变化显著，但猪舍内温度在自身控制系统的影响下，始终维持在（23.00±1.00）℃的设定值，这说明猪舍建筑材料保温隔热效果良好，环境温度控制系统精准可靠。

2.5.2 试验猪舍湿度环境控制评价

湿度对猪只的影响是建立在温度基础上的，主要表现在猪的蒸发散热方面，夏季高温的情况下，蒸发散热的快慢取决于湿度的大小。在温度适宜的范围内，即使相对湿度相对较高，对生产性能也无明显影响。研究表明，猪舍湿度不宜过高，高湿有利于病原微生物的繁殖，削弱猪只的抵抗力，患皮肤病的风险增加；猪舍湿度也不宜过低，低湿容易导致猪只皮肤干裂、猪舍粉尘过多；猪舍的湿度一般控制在60%～80%为宜（张俊辉等，2012），而保育猪宜维持在60%～70%（颜培实等，2011）；环境湿度对猪的体温有显著影响（汪开英，2003），当环境温度低于25℃时，相对湿度对猪的生长性能没有显著的影响；当环境温度为30℃时，相对湿度从20%上升至90%，日增重即下降16%；当环境温度高于33℃时，相对湿度从30%上升至80%时，日增重即下降29%，料重比增加21%（邵燕华，2002）。本研究猪舍相对湿度维持在60%左右且不受外界温度、风速的影响，环境相对湿度适宜，利于猪群健康成长。

2.5.3 试验猪舍风速环境控制评价

猪体感觉气流的舒适程度直接取决于外界环境促使猪向环境中取得（或释放）热量的难易程度。气流的主要作用是排除舍内有害气体和影响猪体的散热（Ki Youn Kim等，2007）。气流对猪的影响主要体现在有效环境温度上，有效环境温度的高低取决于温度、湿度与气流等因素。高温情况下，气流越高，有效环境温度越低，猪的对流散热越容易，猪对高气流的感觉是凉爽的；低温情况下，气流越高，有效环境温度更低，猪体感觉到的环境更冷，应激更大。本研究新型试验猪舍采取上进风下排风的方式，变速风机受智能环境控制器的控制，始终维持圈舍内温度、相对湿度稳定，控制模式见图1。室外新鲜空气从舍内上部的进风口进入舍内，与舍内顶部的猪体余热，热交换后下降到猪体位置，再从漏缝地板下方排出舍外，从而减少了猪群对气流、温度的应激。

图1 智能风速环境控制模式

2.5.4 试验猪舍氨气浓度环境控制评价

猪舍内NH3、H2S等有害气体主要来源是猪的呼吸、粪尿和饲料的腐败分解，其中NH3来源于猪舍含氮有机物的分解，具有刺激性的臭味；主要作用于猪呼吸道黏膜和眼结膜，浓度较低时，不会对猪产生不良的影响，但长期处于此种环境，会使猪抵抗力下降，发病率升高，采食量降低，料重比升高（Banhazi等，2008）。高浓度NH3还能够引起猪结膜炎、角膜炎和支气管炎等疾病。Crober（1998）研究认为，NH3对猪产生影响的最小浓度是25 mg/kg，当达到100 mg/kg时对生产性能可产生显著影响。张文博等（2001）将后备母猪(10～28周龄)饲养在不同氨气浓度(5.7 mg/kg和19.7 mg/kg)的环境下，结果低浓度环境下的后备母猪发情率显著高于高浓度环境下的后备母猪（P＜0.05）。本研究中，试验猪舍氨气浓度极大值为12 mg/kg，平均为（7.70±1.68）mg/kg，极显著低于NH3对猪产生影响的最小浓度。表明该试验猪舍内氨气浓度极低，下排风的技术改进利于氨气等有害气体的排出，利于猪群健康。

2.5.5 试验猪舍效益分析

新型试验节能环保猪舍为一栋320头的全密封环保保育猪舍，无湿帘降温无锅炉加热等防暑保温措施，满足猪舍内设定温度值时，单从能源方面来看，与传统猪舍所耗电费、燃煤费相比一栋猪舍成本即可节约2 116.38元，能源成本降低73.26%。

3 小结

积木式节能猪舍工厂化生产完全能够降低猪舍建造成本，优良的隔热保温性能和全自动的环控系统，完全能够实现节能目的；全自动饲喂设备，降低了劳动强度，粪便处理设施，可以使猪场实现零排放，完全能够实现猪场可持续发展的目的。积木式节能环保猪舍，不仅改善了猪的生长环境，同时也从根本上解决了药残超标难题，食品安全从源头上得到保证。

通过对积木式节能环保猪舍舍内外温度、相对湿度、风速、氨气浓度以及经济效益分析认为，积木式节能环保猪舍不仅能够满足夏季不用湿帘降温，冬季不用烧煤取暖的条件，而且智能控制系统稳定、精确，能够及时根据舍内温度控制风量和风速，采用24 h连续通风模式，上进下排的立体通风方式，在保持舍内恒温的前提下，形成舍内外空气微循环，保持猪群健康生长环境，提高食品安全质量、减少环境污染和节省饲养成本具有重要意义，也十分具有推广价值。

（参考文献13篇，刊略，需者可函索）