做好猪舍的隔热、合理利用风机和水帘系统可避免热应激

阎玉东

（正大预混料 （天津）有限公司，天津 300457）

对于猪场的管理者来讲，夏季的热应激对于猪只的危害具有麻痹性和滞后性。如发现猪群受精率和产仔率下降后，才意识到这是由于几周前甚至几月前配种舍/公猪舍的高温高湿引起的。针对夏季猪场，避免高温高湿，需要保持猪舍合适的隔热性能，配置合理的风机数量，配套的水帘降温系统、自动化的电脑控制系统以及应急后备电源及报警系统等。

1 高温高湿 （热应激）的危害

猪只对于外部环境有较强的适应能力，因此在生产中鲜有热应激引起猪只大批死亡的情况，这也造成一些猪场疏忽了猪舍的隔热性能以及配套合理的通风降温设施。高温可能不会致使猪只立即死亡，但对于后续猪只的生长和猪场的效益也许是致命的。热应激影响母猪的受胎率、初生仔猪数和仔猪体重。1967年，Tompkins及其合作者[1]研究表明，母猪在配种后第1天处在热应激环境下，并持续5天，其胚胎存活率为39%，而正常环境下母猪的胚胎存活率为69%。Omtvedt IT等[2]研究发现，配种后102～110天怀孕前母猪发生热应激后，初生活仔数减少，初生仔猪均重和平均窝仔重降低，产房表现不如正常环境下母猪，见表1。另外，热应激还影响到猪只的采食并导致饲料报酬降低甚至减重。公猪也可能在热应激之后的2～3周时间内发生性欲减退和精液质量下降的情况，并延续8～9周左右[3]。

表1 配种后102～110天怀孕前母猪发生热应激后产房表现

2 舍饲猪只的适宜温度及区间

猪只所需的理想温度取决于其品种、年龄及体重大小。美国国家猪肉委员会2003年的猪护理手册[4]，推荐了猪只的最佳温度范围及上限干预温度点，控制舍温不超过其上限干预温度，可以避免热应激，见表2。

3 设计建造或改造隔热性能良好的猪舍

隔热性能良好并配置合理风机和水帘系统的猪舍，在夏季舍外39℃甚至更高的温度下，其舍内猪只的体感温度亦可在其适宜温度范围。体感温度是根据所处环境中空气的温度、相对湿度、风速3个温热因素的主观感觉制定的指标。猪只的体感温度（ET）可以由以下公式计算得出：ET＝0.65 Td+0.35 Tw。式中Td为干球温度，Tw为湿球温度[5]。在夏季降低猪舍内较高的温度，本质上就是消除猪舍内的余热量，主要是猪只的自身发热量和进入猪舍的太阳辐射热量。笔者通过如下几个数学公式来表示猪舍内外的热传递关系：

表2 舍饲猪只的最佳温度范围及上限干预温度点

猪舍夏季的余热量＝猪只主动散热量+进入猪舍的太阳辐射综合热量；

进入猪舍的太阳辐射综合热量＝猪舍的传热面积（屋顶+墙体）×传热系数×温差（舍外温度-舍内温度）；

传热系数＝1/热阻（R）；

热阻（R）＝材料厚度（δ）÷导热系数（λ）

通过上述计算关系可知，降低猪舍屋顶和墙体建筑材料的传热系数，可以减少进入猪舍的太阳辐射综合热。在某一地区大小规格相同的2个猪舍，传热系数较小亦或者热阻较大的猪舍内外温差较大，也就是隔热性能较好。沈金山[6]1981年研究发现，取室外极端温度35℃，舍内短时间32℃时，全国范围内的鸡舍屋顶传热系数 （K） 适宜为 0.5 Kcal/（m2·h·℃），其屋顶的综合热阻（R）为1.72 m2·℃/W。在现今时期的猪舍建造中，若其屋顶采用外钢板为0.6 mm，内钢板为0.5 mm，内夹容量为120 kg/m3，岩棉芯材厚度在100 mm时，其综合热阻（R）为4.53 m2·℃/W左右。此处，屋顶内外表面热阻（R）采用（外0.0537、内0.1433 m2·℃/W），岩棉的热阻（R）为4.35 m2·℃/W。而当采用厚度150 mm的岩棉时，其综合热阻（R）为6.62 m2·℃/W，其对应综合传热系数（K）为 0.13 Kcal/（m2·h·℃）。因此，隔热良好的猪舍，其内外温差可达5℃甚至8℃以上，就像山洞一样冬暖夏凉，可有效避免夏季猪只的热应激。在选择猪舍的隔热材料时，建议猪场根据当地冬季和夏季气候条件，参照工业企业采暖通风空调设计规范以及猪只的上下限临界温度考虑。

4 配置合理的风机和水帘降温系统

4.1 利用风冷效应 （wind chill）配置合理的风机

人类在一定气温但不同风速下感知的寒冷程度不同。例如，开启风扇，人的感知温度低于不用风扇的温度，此为风冷效应。对于猪只来讲，根据美国爱荷华州立大学Steven J.Hoff博士所著在舍温69℉（20.6℃）时，1头体重18 kg（40 磅）的猪，在过其体表风速 0.8 mph（0.36 m/s），其体感温度下降大约5℉(2.8℃)；在2 mph（0.89 m/s）时，其体感温度下降大约10℉（5.6℃）；而当4.5 mph（2 m/s）时，其体感温度下降大约15℉（8.4℃），见图1。

图1 舍温69℉ （21℃）下体重18 kg猪只不同风速的体感温度示意图 （风冷效应）

就如随着室温升高，人类需要逐步增加风扇档位，即增大风速，但达到一定温度时，最大档位的风扇也不能降低人类的感知温度，此为风冷效应失败。对于猪只来讲，当周边温度高于其体温（猪只的正常体温为38.7～39.8℃）时，例如在40℃（104℉）的舍温下，体重 220 lb（100 kg）的猪只，风速在 4.5 mph（2 m/s）时，其体感温度不仅没有下降，反而升高了0.1℉。因此，达到风冷效应上限温度时，就需要考虑其他的降温方式，比如水帘降温。

不同阶段猪只体重大小不同，小猪的身体表面积与体重占比系数大于成年猪只，其对风冷效应更加敏感。关于猪舍风冷效应所对应的舍内风速，因分娩舍和保育舍的特殊性，需要猪场询问有资质的猪场设计专家。隔热材料合适的育肥、配种和怀孕猪舍，均可参照1.7～1.9 m/s的猪舍截面风速来配套风机，且采用25 Pa负压下的风量来计算。

4.2 配置合理的水帘降温系统

舍外高温、低湿空气经过湿帘时，水从上到下喷淋到特殊的波纹状水帘纸表面，空气与水大面积接触，利用水从液态变成气态要吸收大量热量的汽化热特性，致使通过的空气温度冷却后进入猪舍。水帘降温系统因制作工艺和质量不同，降温效率不同，低的有52.1%，高的有90.1%。但在同一块水帘纸上，当设计过帘风速在2 m/s时，其降温效率为75%时，若风速减为1 m/s时，其降温效率会提高，甚至可达90%。笔者通常在给猪场设计时，会选择高质量的15 cm厚的水帘纸，南方高温高湿区域的过帘风速在1.75～1.78 m/s，降温效率在78%～80%左右；北方低湿度区域，过帘风速在2 m/s，降温效率在75%左右。猪场可根据水帘供应商提供的不同规格水帘纸，选择合理的过帘风速。

举例：取海南海口2018年6月18日下午1点的最高温度（干球）32℃，相对湿度63%，按照海拔高度100 m，根据美国采暖、制冷与空调工程师学会的空气焓湿图查出其湿球温度为25.3℃。则水帘可降温度＝（干球温度-湿球温度）×降温效率＝（32-25.3）×80%＝5.36℃，当过猪体表风速为1.9 m/s，对于体重100 kg的育肥猪，根据Czarick M和Fairchild BD的研究，其风冷效应大约为5℃（9℉）[7]，则其体感温度大约＝32-5.36-5＝23.34℃。而天津（海拔5 m）2018年7月31日下午3点时，其高温在37℃，相对湿度为44%，湿球温度为24.5℃，则水帘可降温度＝（37-24.5）×75%＝9.375℃，当风冷效应仍然为5℃时，则猪只的体感温度为22.63℃。

使用水帘系统时，要遵循2个“80原则”，其中1个“80原则”是舍外温度要高于80℉（26.7℃）。温度高时，相对湿度低；温度低时，相对湿度高。大部分地区在温度低于26.7℃时，其湿度会高于80%。此时利用水帘系统降温会造成舍内高湿，降温效果也不会好；另外1个“80原则”是在相对湿度高于80%时，避免使用水帘系统。但在某些高温高湿地区，高于80%的相对湿度时也是可以使用水帘系统的，不过需要间歇式运行，并在当天至少有1个小时的干燥水帘过程，防止藻类生长。

例如：福建泉州（海拔17 m）2018年7月31日早上6点的温度是27℃，相对湿度为88%，上午9点的温度32℃，相对湿度为65%。如果早上6点钟开启水帘，其湿球温度为25.3℃，其水帘可降温度＝（27-25.3）×80%＝1.36℃。而在上午9点时，其湿球温度为25.7℃，降温幅度为（32-25.7）×80%＝5.2℃。两者相比，9点启动水帘要好过6点。

4.3 优先使用风冷效应

即随着舍温上升，逐步增加风机数量，到全部风机运行后，舍温升高到满足舍外温度超过26.7℃，舍温达到猪只的上限临界温度时，才开启水帘泵，并间歇式运行水帘系统。避免整体长时间运行水帘，造成猪只过冷，湿度超标或者造成水帘纸生长藻类。具体操作可为：达到启动温度点时，设定其启动后运行时间为喷淋水达到水帘表面的85%以上时，停止水泵作业，时间假定为90 s，等待舍温不再下降，反而上升1～2℃时，重新启动水帘泵，此时间假定为7 min，则设定停止运行时长为7 min，使水帘泵在启动温度点后循环使用水帘系统。

4.4 避免过早和未全部运行风机时启动水帘

过早和未全部运行风机时启动水帘，可能导致在舍外温度低于27℃，或者湿度超过80%，运行水帘系统；由于水帘系统是按照全部运行风机来配置的，当部分风机启动，意味者过帘风速降低，其降温效率会从设计时的75%～78%增加到90%左右，从而造成水帘出风端温度低，且换气速度不够，造成热量堆积在风机端，前后温差大，同时舍内湿度超标。较低的温度，空气含水能力低，造成猪舍相对湿度超标，反而容易使猪只因高湿度产生热应激。美国佐治亚大学Michael Czarick教授曾在2010年的1次报告中提到，见表3，在温度为25℃、相对湿度为40%时，空气的含水能力为0.94 L/100 cm3，相当于温度为10℃、相对湿度为100%时的含水能力0.91 L/100 cm3。温度下降，相对湿度上升；反过来，温度上升，则相对湿度下降。温度为20℃、相对湿度为90%，其含水能力为1.57 L/100 cm3，低于温度为30℃、相对湿度为50%的含水能力1.58 L/100 cm3。温度虽高，但空气干燥，在高温环境下，猪只50%左右的散热靠蒸发，干燥的空气配合风冷效应更有利于猪只的降温。

表3 不同温度、相对湿度下空气的含水能力 （L/100 cm3）

4.5 避免猪舍高湿问题

在猪舍温度的干球温度达到一定程度时，如果猪场没有安装湿度传感器或者忽视该问题，没有及时提高通风量，则湿度会急剧增大。例如，在舍温30℃、相对湿度40%时，其湿球温度为18.9℃，而在相对湿度80%时，其湿球温度为26.8℃，猪的体感温度上升值为26.8×0.35-18.9×0.35＝2.77℃。

4.6 关于进入水帘的水温问题

许多猪场包括很多专家建议水帘系统采用低温深井水，其实这是常识性误解。水帘降温是利用水的汽化热性能，此时的能量来源于透过水帘的舍外空气。1加仑水温度在10℃时，其降温潜能为8 900 BTUs（英国热量单位），32.2℃的水温其降温潜能为8 700 BTUs，两者的降温潜能只有2.3%的差别[8]。因此，猪场可以使用循环水，不需刻意采用低温水，并经过2～3周或其他合理时间更换和清洗过滤器芯及水池水，避免藻类以及杂质等问题。

综上，应对猪舍夏季高温高湿的管理，首先需要隔热良好的密闭猪舍，其次需要根据舍温及相对湿度水平逐步启动风机数量，然后根据温度启停水帘的同时，间歇时控运行，由人力来操作该综合系统相形见绌，配备合理的自动控制系统是必要的。同时，因猪舍高度密闭，辅助电源方案及断电报警系统也不可或缺。