湿帘冷风机-纤维风管通风系统对妊娠猪猪舍的降温效果

吴中红，陈泽鹏，臧建军，王美芝，杨 皓，任方杰，刘继军※，冯广军



湿帘冷风机-纤维风管通风系统对妊娠猪猪舍的降温效果

吴中红1,2，陈泽鹏1,2，臧建军1,2，王美芝1,2，杨 皓1，任方杰1，刘继军1,2※，冯广军3

（1.中国农业大学动物科技学院，北京 100193；2.动物营养学国家重点实验室，北京 100193；3.青岛新良牧农业科技有限公司，青岛 266000）

夏季高温严重影响母猪生产性能，为缓解空怀妊娠母猪夏季热应激，该文采用湿帘冷风机-纤维风管通风系统，以风管定点送风、开孔喷射出风的模式，将冷风输送至妊娠猪活动区域进行局部降温试验，对照猪舍采用自然通风模式。试验结果表明：在舍外日平均最高气温39.9 ℃，平均温度31.5 ℃、湿度85.6%时，试验舍和对照舍日平均温度、日平均最高温度分别为27.7、29.6和30.2、32.5 ℃（<0.01），湿度分别为87.5%和82.5%（0.05）；试验舍风管纵向开孔出口平均风速为7.23 m/s，风管下风速从高往低逐渐衰减，母猪活动区域风速为0.99 m/s，对照舍风速为0.16 m/s（<0.01）。试验舍和对照舍CO2浓度分别为1 849和2 444 mg/m3（<0.05），NH3浓度分别为1.48和4.96 mg/m3（<0.01）。试验舍和对照舍平均温湿度指数分别为70.4和73.6（<0.01），有效环境温度分别为12.1和19.5 ℃（<0.01），试验舍全天均处于舒适范围。母猪平均皮温分别为33.3和34.1 ℃(<0.05)，呼吸频率分别为72.3和87.5 次/min (<0.05)。从生产性能来看，试验舍和对照舍6~9 月母猪采食量分别为81.0和72.0 kg/（头·月），试验舍显著高于对照舍（<0.05），7~11 月试验舍和对照舍母猪分娩率分别为89.3%和78.9%，窝产活仔数分别为12.6和11.7 头/窝，出生窝质量分别为18.0和17.1 kg/窝，以上指标均差异显著（<0.05）。结果表明，湿帘冷风机-纤维风管系统的局部降温和风冷效果好，可有效改善舍内热环境，缓解母猪热应激。

温度；湿度；通风；射流；湿帘冷风机-纤维风管；猪舍

0 引 言

母猪的皮下脂肪厚，汗腺不发达，体热调节能力弱，对高温的耐受能力差。长期处于热应激状态下的母猪不发情、发情异常或屡配不孕，受胎率显著降低，胚胎存活率下降，分娩窝质量减少[1-3]。有研究表明，高温会减少母猪卵母细胞的成熟和排出，胚胎在附植前后对热应激的敏感度高，而且处于热应激状态下的妊娠母猪会从胎儿中摄取营养物质以维持体温，从而造成胚胎死亡。这部分产前胚胎损失约占排卵数的30%～40%，所以生产中减少配种至妊娠阶段的胚胎死亡是提高产仔数量的关键[4-5]。因此研究空怀妊娠猪舍的降温技术在生产上有重要意义。

为减少母猪热应激，生产中多采用湿帘风机负压通风系统、湿帘冷风机、喷雾冷风机、喷雾降温、滴水和喷淋降温等方式。湿帘-风机负压通风系统降温效果较好，但降温范围覆盖整栋舍，对舍的密闭性要求高，在相同养殖密度时，在空间较大的畜舍要求更大的通风量，或者在密闭性差的畜舍舍内不能形成有效负压，均影响降温效果。而且，目前北方地区许多有窗式猪舍的湿帘-风机负压通风系统没有采用自动化控制，存在养殖人员管理不规范，湿帘-风机系统运行时开启窗户等情况。滴水和喷淋降温能促进母猪体表蒸发散热，但未与通风相结合时，无对流过程，效果有限；喷雾降温主要降低空气温度，易导致舍内湿度高，且无空气对流，降温效果不明显；喷雾冷风机尽管将蒸发与对流散热相结合，但将水雾直接送入舍内，舍内湿度较高[6]；湿帘冷风机结合纤维风管向舍内正压送冷风，达到降温的目的，虽比湿帘-风机负压通风系统降温效果略差，但因其对畜舍密闭性和运行管理要求不高，可以应用在密闭性差、结构开放、空间较大、自动化程度不高的猪舍，具有定点送冷风、局部空间降温的优势[7]，一定程度上提高了养殖人员工作效率。该系统开孔射流分布均匀，送风简单稳定，局部吹风感舒适，同时能增大送风面积与空气均匀性[8-9]。国内对湿帘冷风机-纤维风管系统在肉牛舍中的效果做了大量研究，发现降温效果显著，一定程度上缓解了肉牛的热应激情况[10-12]。针对该系统的不同开孔方案对肉牛舍的降温效果影响发现，3 排开孔直径分别为2.79、2.79和2.12 cm时，对肉牛舍的降温效果最好[13]。同样，上置置换通风模式对缓解肉牛热应激、改善舍内环境也有显著作用[14]。另外，该系统能显著缓解奶牛热应激，降低直肠温度，增加奶牛产奶量[15]。但该系统应用于猪舍的研究较少。国外对该系统应用于分娩猪舍做了一定研究，发现该系统能极显著降低母猪在分娩和哺乳阶段皮温和呼吸频率，增加采食量，减少体质量损失、缩短断奶至发情间隔，提高产仔数量和出生窝质量[16-17]。但国内外尚未见到该系统在妊娠母猪舍降温效果的研究，也未见到对风管开孔和满足猪只需求的风速设计的相关报道。

本文针对开放猪舍或密闭性差、空间较大的妊娠猪舍降温困难的问题，拟采用湿帘冷风机-纤维风管系统进行局部送风降温，满足妊娠母猪局部环境要求，主要对风管开孔、空间风速分布以及对母猪舍的降温效果进行分析，以期为湿帘冷风机-纤维风管系统在妊娠母猪舍的应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 猪舍基本情况和饲养管理

选择山东省威海市某猪场（37.09 °N,121.31 °E）建筑结构形式基本相同的2 栋妊娠母猪舍。2 栋舍均为东西朝向，试验舍采用湿帘冷风机-纤维风管系统通风，对照舍为自然通风。2 栋猪舍的建筑尺寸均为66 m × 10.7 m × 2.9 m，墙体为240 mm厚砖墙，窗户为单层塑钢窗。东西侧纵墙各有31 个1.5 m× 1.5 m的窗户和11 个0.8 m× 0.4 m的地窗，窗台高1.1 m，地窗窗台高0.2 m。南北侧端墙上各有3 个2 m×1 m的门。猪舍内布局为三列猪栏四列走道，走道宽度1.1 m，每列猪栏下各有1 条粪沟，宽度0.2 m、深度为0.15 m。母猪单栏饲养，采用料线上料、水线上水，食槽存料存水，母猪自由饮食，人工干清粪。舍内有母猪定位栏286 个，猪栏尺寸为2.1 m× 0.65 m× 1 m。栏内实体地面宽为1.7 m，漏缝地板宽为0.4 m。试验舍与对照舍内均饲养妊娠母猪286 头，每头平均体质量为200～260 kg，母猪品种为大白。试验舍和对照舍饲喂相同的饲料，饲料各营养成分含量见表1。

表1 饲料成分

1.2 猪舍通风量确定、湿帘冷风机选型及安装

猪舍的总通风量需求按式（1）计算[18]。试验舍根据猪栏布置和70%风机效率确定并安装6 台湿帘冷风机（西墙4台，东墙安装2台），风机型号为LM18-ZS112A，风量18 000 m3/h、功率1.1 kW、风压180 Pa；匹配6根风管，风管直径700 mm，底部有孔间距170 mm的3列开孔，小孔直径分别为26、22和26 mm，纵向孔间距85 mm。风管底部距离舍内地面1.5 m，设计射流辐射范围1.5 m、送至母猪活动区域风速1 m/s。对照舍通过窗户和地窗自然通风。式（1）为猪舍总通风量计算。

需=（1）

式中需为舍内母猪需求总通风量，m3/h；为每头妊娠母猪需求通风量，m3/h，取255 m3/h[18]；为母猪的头数，头。

1.3 环境指标测定

试验舍平面布置图及环境指标测点水平示意图见图1a，对照舍布置基本相同。测点高度0.6 m。

1.3.1 风管通风量与风速分布的测定

连续3 d进行通风量与风管风速分布的测定，测点布置见图1b，a1~a4、b5~b8共8 个测点，测定风管出风口风速，根据出风口面积和出风口风速计算每台湿帘冷风机的实际送风量，计算如公式（2）[18]。同时，在距离地面设置3个高度1.2 m（A）、0.9 m（B）、0.4 m（C），在风管射流辐射范围1.5 m内每隔0.5 m取1排测点，水平方向取4排点，分别为A1~A4、B1~B4、C1~C4，测点分布如图1c所示。试验期间每日测量母猪活动区域的风速，测量高度0.6 m，测点布置如图1a，测定时间为每日08:00、14:00、20:00。平均风速为试验期间测量数据的平均值。风速测定采用热敏式风速仪（型号MODEL6004，精度为±0.1 m/s）。式（2）为湿帘冷风机的实际送风量计算。

=进=出=3 600（2）

式中为通风量，m3/h；为出风口总面积，m2；为出风口的平均风速，m3/h。

1.3.2 其他环境指标的测定

骨盆修复(如图一)一词起源于日本,它是日本一种帮助产妇恢复身体机能和保持完美身材的方法。骨盆修复仪也称为髋骨仪或骨盆仪,它是一种利用物理按摩的方法来矫正骨盆的仪器。通常,骨盆修复仪主要用于产妇的产后骨盆恢复,对产后妈妈骨盆快速恢复,保持身材以及增强自信心非常有帮助。在日本和韩国的一些地区,通过骨盆修复仪用来骨盆保养的理念已经逐渐被该地区人们所认可,因此同样也受到很多健身爱好者,白领阶层人士的喜爱。

其他环境指标测定内容包括温度、相对湿度、CO2和NH3浓度。每日08:00、14:00、20:00在猪栏上方距离地面0.6 m处测定CO2和NH3浓度，平均CO2和NH3质量浓度为试验期间各时刻整体测量数据的平均值。CO2质量浓度测定采用二氧化碳检测仪（型号TES-1370，精度为±50 ppm），NH3测定采用氨气检测仪（SZ-JSA8-NH3，精度为≤±3%）。采用温湿度自动记录仪（型号Apresys179-TH，艾普瑞精密光电有限公司，精度分别为±0.3 ℃，±3%RH）连续测定温湿度，温湿度记录仪悬挂位置距离猪舍地面高度1.2 m。

1.3.3 温湿度指数（THI）和有效环境温度（EET）

温湿度指数（temperature humidity index, THI），是综合温度、湿度的热环境评价指标[19-21]。计算公式为

THI=(1.8+32)-[0.55×(RH/100)]×[(1.8+32)-58] （3）

式中为干球温度，℃；RH为相对湿度，%。THI≤74表示适宜环境水平，THI为75~78表示轻度热应激水平，THI为79~83表示中度热应激水平，THI≥84表示重度热应激水平[19-21]。

有效环境温度（effective environmental temperature，EET）是综合考虑温度、舍内气流速度以及围护结构辐射和传导来评价辐射散热、传导散热和对流散热对猪影响的热环境指标[22]。根据本文2个猪舍确定的有效环境温度影响因子与调整系数见表2，调整系数根据猪舍水泥地面类型、中等围护结构以及相应气流速度确定[23]。根据该猪舍母猪体重计算可得出，妊娠母猪发生热应激的EET为15~16.1 ℃。

将试验舍和对照舍自动记录仪测量到的温湿度数据按同一时刻平均（每一时刻平均值为所有测点测得数据的平均值），根据式（3）与表2计算出THI与EET。

1.4 生理指标与生产性能测定

母猪生理指标测定内容包括皮温与呼吸频率。在图1每个测点处选取1 头母猪，即每舍取15 头母猪测量母猪腹部皮肤温度。皮温测定采用红外测温仪（HT-833，精度为±2%）。呼吸频率测定方法为记录1 min内母猪侧腹部起伏次数。

a.温湿度和风速测点平面布置

a. Plan arrangement of temperature, relative humidity and wind speed measuring points

b.CO2和NH3浓度测点平面布置

b. Plan arrangement of CO2and NH3concentrationmeasuring points

注：●代表温湿度自动记录的测点位置。´代表风速测点位置，a1~a4是风管a的开孔处风速测点，b5~b8是风管b的开孔处风速测点，D1~D8代表风管正下方距离地面0.6 m高度处风速测点。♦代表CO2和NH3浓度的测点位置。

Note:●are measuring points location of temperature and humidity;´are measuring points location of wind speed, a1~a4are measuring points of openings wind speed on duct a, b5~b8 are measuring points of openings wind speed on duct b, D1~D8 are measuring points directly below the duct and 0.6 m high from the floor;♦ are measuring points location of CO2and NH3.

注：Ÿ●代表风管下风速测点位置，A、B、C代表风速测点的3个高度，1~4代表水平方向的4排测点；a1~a4、b5~b8代表风管上各截面开孔处测点。

Note:Ÿ ●are measuring points of wind speed below the duct, A, B and C are 3 height levels of wind speed measuring points, 1~4 are 4 rows measuring points in the horizontal direction, a1~a4 and b5~b8are measuring points of duct openings on each sections.

c.风管风速测点分布

c. Distribution of wind speed measuring points for ducts

图1 试验舍各环境指标测点布置

Fig.1 Arrangement of environmental items measuring points in experiment barn

母猪生产性能指标是综合整个夏季设备运行期间的生产数据，采食量、发情率和妊娠率采用6~9 月份数据，分娩率、窝产活仔数和出生窝质量采用7~11 月份数据。详细记录妊娠母猪采食量，每周进行发情和妊娠的检查，日常管理中记录分娩母猪数量，母猪分娩后记录仔猪个数并称量出生窝质量。

1.5 数据处理

试验数据中风速分布和热环境数据采用SPSS20.0统计软件进行单因素方差分析，猪舍有害气体和母猪生理指标采用双因素方差分析，母猪生产性能采用卡方检验和单因素方差分析。

表2 有效环境温度的影响因子与调整系数

2 结果与分析

2.1 风管实测通风量与风速分布

2.1.1 实测通风量和开孔风速

根据每头妊娠母猪的需求通风量和母猪头数由式（1）计算出母猪总通风量需求为72 930 m3/h。试验舍风管开孔平均风速如表3，根据风管开孔面积和平均开孔处风速由公式（2）得出每台风机的通风量，6台风机的总通风量为73 602.80 m3/h。因此，6 台风机的通风量基本满足试验舍妊娠母猪的夏季需求。

表3 风机和风管参数

试验舍纤维风管开孔处风速如表4。从a1~a4、b8~b5，即逐渐远离风机端的方向上，开孔处风速呈略微降低的趋势，但差异不显著（>0.05）。因此，风管开孔处风速纵向分布均匀。

2.1.2 空间射流风速与母猪活动区域风速

试验舍内纤维风管空间射流风速分布和母猪背部（风管正下方距地面0.6 m高度处）水平方向风速分布如图2所示。

a.风管射流区域垂直方向风速分布(8:00)

a. Distribution of wind speed in vertical direction of ducts jet zone at 8:00

b.风管射流区域垂直方向风速分布(14:00)

b. Distribution of wind speed in vertical direction of ducts jet zone at 14:00

c.风管射流区域垂直方向风速分布(20:00)

c. Distribution of wind speed in vertical direction of ducts jet zone at 20:00

d.母猪活动区域风速水平方向分布（风管正下方距地面0.6 m高度处）

d. Distribution of wind speed in the horizontal direction of sows’ movement area (directly below the air duct and 0.6m above the floor)

注：同一测点不同小写字母表示差异显著（<0.05）。

Note: Different lowercase letters in the same column indicate significant difference (<0.05).

图2 风管射流区域垂直方向和母猪活动区域水平方向风速分布

Fig.2 Distribution of wind speed in vertical direction of the ducts jet zone and in the horizontal direction of sows’ movement area

风管的射流辐射范围设计为1.5 m宽度，风管的风速以中心轴向左右2个方向呈现对称性分布。1.2 m高度辐射边缘点A1和A4平均风速均为0.42 m/s，辐射中心区域点A2和A3处平均风速分别为1.20和1.19 m/s。边缘点与中心点之间差异极显著（<0.01）；0.8 m高度边缘点B1和B2处平均风速分别为0.44和0.42 m/s，中心点B2和B3处平均风速分别为0.93和0.90 m/s，差异极显著（<0.01）；0.4 m高度边缘点C1和C4处分别为0.39和0.35 m/s，中心点C2和C3处分别为0.58和0.57 m/s，差异显著（<0.05）。另外，不同高度中心点之间风速随高度变化差异显著（<0.05），不同高度边缘点之间风速随高度变化差异不显著（>0.05）。在湿帘冷风机-纤维风管系统100 %功率运行时，试验舍与对照舍风管正下方距地面0.6 m高度的母猪活动区域风速呈现差异极显著（0.01），舍内各测点风速差异不显著。试验舍平均风速为（0.99±0.11）m/s，对照舍平均风速为（0.16±0.05） m/s。试验舍风速符合GB/T 17824.3-2008推荐的妊娠母猪舍夏季通风风速标准（1 m/s）[24]。

表4 风管开孔处风速

注：同行不同小写字母表示差异显著（<0.05）。

Note: Different lowercase letters in the same line indicate significant difference (<0.05).

2.2 热环境指标

试验舍和对照舍温湿度、THI与EET结果见图3。妊娠母猪等热区为13~27 ℃，相对湿度应不高于85%[24]。试验期间舍外日平均温度为31.5 ℃，日最高温度平均值为39.9 ℃。试验舍日平均温度为27.7 ℃，最温度为29.6 ℃，对照舍日平均温度为30.2 ℃，最高温度为32.5 ℃，试验舍与对照舍最大温度差为3.2 ℃，试验舍与舍外最大温差为9.4 ℃。试验舍日平均温度显著低于对照舍（<0.01），夜晚（17:00~次日10:00）试验舍与对照舍湿度无显著差异，白天（10:00~17:00）差异显著。

试验期舍外日平均湿度为85.6%，最高为96.1%。试验舍日平均湿度为87.5%，最高为91.5%。对照舍日平均湿度为82.5%，最高为 89.0%。试验舍白天10:00~17:00的相对湿度均低于85%，但是早晨和夜晚湿度接近或超过85%（图3 a）。

试验舍通过湿帘冷风机—纤维风管降温，全天平均THI为70.4，对照舍全天平均THI为73.6，差异极显著（<0.01）。试验舍全天THI均处于舒适范围，而对照舍白天10:00~18:00 THI均超过75，处于轻度热应激状态。试验舍白天10:00~18:00的平均THI值为72.2，对照舍为76.4，试验舍夜晚18:00~次日8:00的平均THI值为69.4，对照舍为71.9，2 栋舍昼夜THI均差异极显著（<0.01）（图3 b）。

试验舍的平均EET为12.1 ℃，对照舍的平均EET为19.5 ℃，差异极显著（<0.01）。试验舍白天10:00~18:00的平均EET值为13.4 ℃，对照舍为21.2 ℃，差异极显著（<0.01）。试验舍全天EET均处于舒适范围，而对照舍EET都处于热应激状态（图3 c）

注：THI为温湿度指数，THI≤74表示适宜环境水平，THI为75~78表示轻度热应激水平，THI为79~83表示中度热应激水平。EET为有效温度，EET为8.3 ~16.1 ℃表示适宜水平，EET≥16.1 ℃表示热应激水平。风机全天开启，早上8:00~晚上21:00为最大功率运行，晚上21:00~次日8:00为20%功率运行，下同。

2.3 猪舍有害气体浓度

试验舍与对照舍内各个时刻平均CO2和NH3质量浓度如表5。由表5可知，试验期间各时刻试验舍CO2、NH3浓度均呈现显著性差异（<0.05）。试验舍在8:00时的 CO2、NH3浓度显著高于其他时刻（<0.05）。试验舍内各时刻NH3浓度显著低于对照舍（<0.05）。试验舍的NH3浓度较低（1.48±0.51）mg/m3，对照舍平均NH3浓度（4.96±2.98）mg/m3，各各各舍NH3浓度没有超过猪舍有害气体限量标准[24]。

2.4 母猪生理指标

试验舍与对照舍各个时刻母猪平均皮温和呼吸频率如表6。由表6可知，试验期间试验舍和对照舍各时刻母猪皮温均呈现显著性差异（<0.05）。8:00、14:00和20:00试验舍母猪皮温分别比对照舍低0.8、0.8和0.7 ℃，试验舍和对照舍母猪平均皮温分别为(33.3±1.4)和(34.1±1.0) ℃。

试验舍与对照舍各时刻母猪呼吸频率均存在显著性差异（<0.05）。8:00、14:00和20:00试验舍母猪分别比对照舍低13.0、14.6和18.1 次/min。试验舍和对照舍母猪平均皮温分别为(72.3±10.7)和(87.5±6.2) 次/min。

表5 猪舍内外各时刻平均CO2和NH3质量浓度

注：同列不同小写字母表示数据差异显著（<0.05），同行相同指标不同大写字母表示数据差异显著（<0.05），下同。

Note: Different lowercase letters in the same column indicate significant difference (<0.05), same index in the same row with different capitals differ significantly (<0.05), the same as below

2.5 母猪生产性能指标

试验舍与对照舍妊娠母猪生产性能如表7。由表7可知，试验舍和对照舍母猪采食量、分娩率、窝产活仔数和出生窝重均呈现显著性差异（<0.05）。试验舍妊娠母猪平均采食量比对照舍多9.0 kg/（头·月），平均分娩率比对照舍高10.4%，平均窝产活仔数比对照舍多0.9 头/窝，平均出生窝质量比对照舍重0.9 kg/窝。另外，平均发情率、妊娠率差异不显著（>0.05），试验舍平均发情率比对照舍高1.6%，平均妊娠率比对照舍高1.7%。

表6 各时刻母猪平均皮温与呼吸频率

表7 母猪生产性能

注：同行同月相同指标不同小写字母表示差异显著（<0.05）。

Note: Same index in the same row and same month with different lowercase letters in the same column indicate significant difference (<0.05)

3 讨 论

3.1 环境指标

根据本文风管性能测定结果发现，6 台风机实际测定平均通风量为73 602.80 m3/h，风机效率为68.2 %，基本满足整栋猪舍的通风量需求；从风机端至风管末端，各截面风速分布均匀，差异不显著；在风管下方辐射扇形范围内，从中心向两侧风速呈现对称性分布，从距地面1.5 m高开孔处到距地面1.2 m高处气流辐射扇形范围内衰减幅度大，风速由7.23 m/s降低至1.20 m/s，距地面1.2 m到0.8 m高处衰减速度减慢，但波动变大，由1.20 m/s降低至0.92 m/s，0.4 m处风速达到0.58 m/s；而风管开孔正下方0.6 m高度（即母猪活动区域）平均风速为0.99 m/s，显著高于对照舍（<0.01），同时也符合本研究根据母猪需求设计的风速，气流均匀稳定，对母猪的风冷作用明显。有研究表明，在沿着风管中风速的方向上，为克服管壁阻力，部分动压转化为静压，全压呈现逐渐降低趋势，但基本变化不大[25-26]。因此在沿着气流的方向开孔处风速分布均匀，与距离风机端远近无关，而风管正下方气流聚集，风速最大，两侧开孔处风速较小，在射流方向风速呈现迅速衰减并不断降低[13, 27]。送风的射流部分可分自由射流、汇流、充分发展3段：自由射流段气流速度衰减快，射流自由；汇流段气流掺混，波动明显；充分发展段气流速度慢，衰减较缓[28]。

根据试验舍与对照舍温湿度和THI以及EET结果发现，试验舍温度、THI与EET均与对照舍呈现极显著差异（<0.01）。试验舍日平均温度比对照舍低2.5 ℃，比舍外低3.8 ℃，与对照舍和舍外最大温度差值分别为3.2 ℃和9.4 ℃。试验舍白天10：00~18：00的平均THI值比对照舍低4.2，EET比对照舍低7.8 ℃。THI涵盖温度、湿度对母猪的综合作用，能反应炎热程度，没有考虑高温下风速对炎热的缓解作用，而EET涵盖温度和风速的作用，未考虑湿度，母猪实际体感温度要比EET略高。综合2个指标分析，试验舍降温效果较好，通过湿帘冷风机-纤维风管通风系统降温，8:00~20:00试验舍舍内平均温度比对照舍降低2.5 ℃，母猪活动区域平均风速比对照舍提高0.83 m/s。其他研究表明，湿帘冷风机-纤维风管通风系统在分娩母猪舍应用后降温幅度为2.1 ℃[29]。而在中国南方开放式肉牛舍的降温效果显示，平均温度降低1.8 ℃，由34.2 ℃降至32.4 ℃[10]。

一般来说，湿帘-风机负压通风系统由于能很好的控制过帘风速和湿帘降温效率，因此其降温效果要好于正压送风的湿帘冷风机系统。但湿帘-风机负压通风系统受过帘风速大小、湿帘面积与风量的匹配、舍内负压大小（或畜舍的密闭性）等设计和运行因素的影响，其降温效果差别较大，如使用该降温系统可以比不降温的自然通风妊娠母猪舍温度（舍内平均温度29.9 ℃）平均降低3.0 ℃[30]，在北京地区育肥猪舍湿帘-风机系统降温最大幅度达12.3 ℃[31]。有研究发现肉鸡舍中湿帘-风机系统降温幅度为5.0~7.3 ℃，降温效率达69.2%~72.0%[32]，最大降温幅度可达12 ℃[33]。

但在生产中，中国北方夏季有窗猪舍往往采取机械通风与自然通风相结合的通风方式，2 种通风方式切换需要频繁启闭门窗。而不少湿帘-风机纵向通风系统缺乏自动化控制，或者有自动化控制的湿帘-风机系统并没有联动门窗的自动启闭，湿帘风机和门窗启闭（尤其门窗启闭）更多地依赖于人工控制，其运行效果较大程度上受饲养管理人员综合素质的影响。而湿帘冷风机正压送风系统降温效果虽然不如湿帘-风机负压通风系统，但由于其结合了纤维风管系统定点送风、局部降温的特性，不需要频繁启闭门窗，提高了工作效率，在空间大、密闭性差的妊娠母猪舍中运行效果较好，不但显著降低了舍内平均温度和提高了母猪活动区域风速，试验舍环境全天基本处于舒适水平，极大地减少了母猪的热应激情况，有较好的降温效果和很好的实用性。

舍内CO2浓度过高会引起母猪慢性缺氧，体质虚弱、食欲下降[34]。而NH3浓度持续超过上限值时，会使猪呼吸道和眼粘膜充血、水肿，易感染呼吸道疾病，同时降低饲料利用率，影响母猪生产性能[35-36]。本研究试验舍CO2平均浓度1 849 mg/m3，虽然因为夜晚系统低功率运行，早晨浓度稍高，但均没有超过限量标准，试验舍比对照舍平均低595 mg/m3。试验舍NH3浓度也低于对照舍，证明湿帘冷风机-纤维风管通风系统在舍内形成的正压有效促进了空气流通，舍内空气质量较好。

3.2 母猪生理指标和生产性能

母猪汗腺不发达，体内热量散发缓慢，超过等热区后主要依靠热性喘息提高蒸发散热量，因此呼吸频率在一定程度上反应母猪对于高温的适应情况。本文试验结果显示，试验舍母猪呼吸频率和皮温均显著低于对照舍情况，母猪妊娠期采食量和分娩期的分娩率、窝产活仔数和出生窝质量均显著优于对照舍。表明试验舍的环境较适宜，母猪适应情况良好，胚胎损失减少，保障了正常的繁殖性能。表明在母猪妊娠阶段使用湿帘冷风机-纤维风管通风系统进行降温，对减少早期胚胎死亡、增加产仔数具有一定的现实意义。其他研究表明，该系统相比自然通风能显著提高热散失效率，减少高温对哺乳母猪的负面影响，母猪皮温和呼吸频率均呈现显著性差异[29]。同时可以增加母猪采食量，降低母猪体质量损失和提高其生长性能，减少初产母猪断奶至发情间隔，提高母猪产仔数量和总窝质量[17]。

4 结 论

1）试验舍湿帘冷风机-纤维风管系统实际风机效率为68.2 %，射流至母猪活动区域的平均风速0.99 m/s，风速较适宜。

2）试验舍日平均温度27.7 ℃，平均湿度87.5 %，日平均THI为70.4、EET为12.1 ℃，综合评价，试验舍热环境处于适宜状态。

3）试验舍母猪平均皮温33.3 ℃、平均呼吸频率72.3 次/min，平均采食量81.0 kg/（头·月）、平均分娩率89.3%、平均窝产仔数12.6头/窝，平均出生窝质量（18.0 kg/窝），湿帘冷风机-纤维风管通风系统能显著降低妊娠母猪的皮温与呼吸频率，增加母猪采食量、分娩率、窝产仔数和出生窝质量，有效缓解了母猪的热应激情况，提高了生产性能。

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Cooling performance of wet curtain fan-fabric duct ventilation system in house of pregnant sows

Wu Zhonghong1,2, Chen Zepeng1,2, Zang Jianjun1,2, Wang Meizhi1,2, Yang Hao1, Ren Fangjie1, Liu Jijun1,2※, Feng Guangjun3

(1100193,;2.100193,;3.266000)

Heat stress caused by high temperature has serious adverse effect on the reproduction performance of breeding and gestation sows, so effective cooling in the sow barn is particularly important in summer. In order to improve the indoor thermal environment of breeding and gestation sows, the wet curtain cooling fan-fabric duct ventilation systems were fitted in experiment barn and their cooling effects were evaluated in this study. Cooled fresh air was delivered with fabric duct and was jetted out to sows’ movement area from openings along the fabric duct to achieve local cooling. Six wet curtain cooling fans were installed on the experiment barn with 4 on the west wall and 2 on the east wall, and the fabric duct 700 mm in diameter with 1 row of22 mm openings on the bottom and 2 rows of26 mm openings on both lower side along the duct was matched based on airflow requirements. The fabric duct was hovered over the sow pen with bottom height of 1.5 m and jet range of 1.5 m wide. Same size barn with natural ventilation was used as control .The results showed that the daily average air temperature in the experiment and control barn were 27.7 ℃ (range from 26.4 to 29.6 ℃) and 30.2 ℃(range from 28.4 to 32.5 ℃) (<0.01), and the air relative humidity was 87.5 % and 82.5 % respectively (>0.05), when the ambient average daily air temperature was 31.5 ℃ (range from 26.5 to39.9 ℃) and the average relative humidity was 85.6%. The fan efficiency was 68.2 %. The average wind speed at the longitudinal outlets of the air duct was 7.23 m/s and was 0.99 m/s in the sows’ movement areas (directly below the air duct and 0.6 m above the floor), meanwhile it was 0.16 m/s in the same area in the control barn (<0.01). Around the air jet zone, the wind speed was higher in the center than in two sides and attenuated gradually as the height decreased. The air speed from the outlets was 7.23 m/s at height of 1.5 m and decreased to 1.20 m/s, 0.93 m/s and 0.58 m/s at heights of 1.2 m, 0.8 m and 0.4 m respectively in the jet zone. The average concentrations of CO2and NH3in the experiment barn were lower than in control barn (1 849 and 1.48 mg/m3vs. 2 444 and 4.96 mg/m3,<0.05). The daily average temperature-humidity index (THI) was 70.4 in the experiment barn and was 73.6 in control barn (<0.01). The thermal environment based on THI was in comfort zone all day in the experiment barn, while it was in alert zone from 10:00 to 18:00 in the control barn. The average effective environmental temperature (EET) was 12.1 ℃ in the experiment barn, which means in the comfort zone all day, while the average EET was 19.5 ℃ in the control barn, which means in the range of heat stress (<0.01). Correspondingly, the skin temperatures of sows were 33.3 and 34.1 ℃(<0.05), and the respiratory rates were 72.3 and 87.5 beats/min in experiment and control barn, respectively (<0.05). As for the reproduction performance of the whole pig farm, the average delivery rates from July to November were 89.3 % and 78.9 %, respectively, and the litter size were 12.6 and 11.7 heads/litter with an average litter weight of 18.0 and 17.1 kg/litter in experiment barn and control barn, respectively (<0.05).No significant difference was found in average estrus and the gestation rate from June to September between experiment barn and no control barn (>0.05). In conclusion, this study shows that the wet curtain fan-fabric duct ventilation system had good cooling and wind chill effect, which could effectively improve the thermal environment and relieve sows’ heat stress.

temperature; humidity; ventilation; jets; wet curtain fan- fabric duct; sow barn

10.11975/j.issn.1002-6819.2018.18.033

S817.3

A

1002-6819(2018)-18-0268-09

2018-05-06

2018-07-21

国家重点研发计划项目，猪舒适环境的适宜参数与限值研究，项目编号：2016YED0500506

吴中红，副教授，主要从事畜禽环境工程、环境对家畜生殖发育的影响方面的研究。Email：wuzhh@cau.edu.cn。

刘继军，教授，研究方向为畜牧环境工程。Email：liujijun@cau.edu.cn

吴中红，陈泽鹏，臧建军，王美芝，杨 皓，任方杰，刘继军，冯广军. 湿帘冷风机-纤维风管通风系统对妊娠猪猪舍的降温效果[J]. 农业工程学报，2018，34(18)：268－276. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.18.033 http://www.tcsae.org

Wu Zhonghong, Chen Zepeng, Zang Jianjun, Wang Meizhi, Yang Hao, Ren Fangjie, Liu Jijun, Feng Guangjun. Cooling performance of wet curtain fan-fabric duct ventilation system in house of pregnant sows[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(18): 268－276. (in Chinese with English abstract) doi: 10.11975/j.issn.1002-6819.2018.18.033 http://www.tcsae.org