Системы климатического контроля помимо температуры воздуха оценивают термическую среду, но важно также знать, как на формирование температуры влияют многочисленные компоненты воздуха.
Отрасль свиноводства с каждым годом становится всё более интегрированной, строятся новые помещения для свиней и, зачастую, в их дизайне допускаются ошибки. В связи с этим возрастает необходимость привязывать дизайн определённого помещения к основным принципам проектирования систем вентиляции, контроля и поддержания оптимальной окружающей среды.
Среда, окружающая свиней - следствие взаимодействия множества факторов, которые трудно оценить. Например, исследования показали, что относительно длительное подвергание свиней действию аммиака лишь в незначительной степени нарушает их репродуктивность. Но стоит к действию аммиака прибавить действие пыли, других газов и высокой влажности, то получится настоящая «гремучая смесь». Синергичное и / или дополняющее действие газов и пыли создаёт угрозу здоровью не только свиней, но и работников фермы.
В данной статье акцент будет сделан на действия термических факторов и воздушных компонентов, традиционно ухудшающих репродуктивность свиней.
Оптимальная термическая среда
Оптимальной для свиньи считается такая среда, при которой ей не приходится затрачивать массу энергии на поддержание своей внутренней температуры. Если в помещении холодно, свиньи начинают прижиматься друг другу, дрожать, потреблять больше корма, т.к. большая часть энергии выходит во внешнюю среду. Когда в помещении жарко, свиньи хрюкают, лежат, распластавшись, на прохладном полу, валяются в грязи и едят меньше, чем обычно.
Какие факторы задействованы
Температура - единственный термический фактор, создающий холодную или жаркую среду. Термин эффективная окружающая температура (ЭОТ) уже много лет применяется учёными, но лишь недавно он «пришёл» в свиноводческую отрасль. ЭОТ включает в себя сочетания многих окружающих факторов, определяющих уровень обмена энергией между свиньей и её внешней средой. Например, при температуре воздуха 21 С и слабом воздушном потоке ведёт себя совершенно по-другому, нежели свинья при той же температуре воздуха но на сильном ветру. Эффективная окружающая среда для свиньи при сильном ветре прохладнее, т.к. свинья теряет больше своего тепла в процессе конвекции, чем в первом случае. Также можно сравнить два помещения для свиней: температура внутри одинаковая, но стены одного помещения изолированы, а другого - нет, соответственно, при слабом ветре на свиней будет оказано различное термическое действие. Стены, не покрытые изоляцией, зимой будут холоднее, поэтому и эффективная окружающая среда для свиней будет более прохладной (т.е. ЭОТ будет ниже).
Скорость воздушного потока
Специфические методы, используемые при расчёте ЭОТ, довольно сложные и остаются за рамками данной статьи, но важна сама концепция: благосостояние и репродуктивность
свиней напрямую зависит от того, насколько быстро (медленно) термическая среда отдаёт (забирает) энергию в виде тепла свинье (у свиньи). Если температура воздуха ниже внутренней температуры свиньи, то в жаркой безветренной среде ЭОТ выше, чем в жаркой, но ветреной. Тем не менее, если температура воздуха выше внутренней температуры свиньи, то в безветренном помещении ЭОТ ниже. Почему? Потому, что при более высокой температуре сильный поток воздуха путём конвекции быстрее «вгоняет» тепло в свинью, нежели слабый. Так, многие свиньи погибли от теплового удара в жаркую погоду при сильном ветре, когда внешняя температура среды сравнялась с их внутренней.
Известно, что молодые свиньи более восприимчивы к ветру, чем зрелые. Интуитивно всё это понятно, а как же с точки зрения обмена энергией? Температура воздуха и его поток влияют на конвекционную передачу тепла. У молодых свиней соотношение площади поверхности тела и веса выше, чем у зрелых, поэтому при любом сочетании температуры и потока воздуха молодые свиньи обмениваются большим количеством тепла с окружающей средой (в соответствии со своим весом, естественно).
Реакция свиньи на окружающую её термическую среду и ЭОТ определяют, как лучше добиться для неё оптимальных термических условий. Например, молодым свиньям, в силу их высокой чувствительности к ветру и высоким температурам, нужна такая система вентиляция, при которой снижается возможность сквозняков. Тем не менее, важно, чтобы система «осознавала» моменты, когда искусственное создание воздушного потока может быть опасным.
Переохлаждение и тепловой удар
Нижняя критическая температура (НКТ) рассматривается как эффективная температура термической среды, при которой свиньи вынуждены потреблять больше корма и группироваться, чтобы сохранить внутреннее тепло.
Верхняя критическая температура (ВКТ) также рассматривается как эффективная температура термической среды, но при которой свиньи вынуждены потреблять меньше корма, чтобы снизить внутреннюю температуру.
Промежуток между НКТ и ВКТ называется и есть ЭОТ свиньи, варьирующейся с возрастом последней. Цель создания и настройки систем климат-контроля - достижение и поддержание ЭОТ, оптимизирующей процесс производства.
Качество воздуха
В литературе вы найдёте до 200 видов соединений, присутствующих в воздухе, которым дышат свиньи в помещении.
Из всех соединений мы выделим наиболее значимые: аммиак, сероводород, метан, моноксид и диоксид углерода (угарный и углекислый газы) и твёрдые частицы.
Пожалуй, одним из немногих «тёмных пятен» в сведениях о свиноводческой отрасли является общее воздействие вышеперечисленных компонентов на организм свиньи. Исследователи подвергали испытуемых свиней разных возрастов длительному воздействию чистого аммиака, но значительных нарушений репродуктивности не обнаружили. Тем не менее, существует много задокументированных опытов, где указывается разрушительное воздействие смеси газов и твёрдых частиц на здоровье свиней.
Для людей, не обладающих повышенной чувствительностью, ощутимы даже менее 25 ч/млн аммиака. Как показывают исследования, для свиней приемлемой дозой аммиака (смешанного с другими соединениями) в воздухе является 7 ч/млн. Труднодостижимый уровень! Смесь аммиака, сероводорода и твёрдых частиц в относительно больших концентрациях приведёт к респираторным заболеваниям свиней.
Можно сказать, что работы ещё не початый край. Необходимо продолжать отслеживать многочисленные соединения в воздухе и изучать их воздействие на здоровье свиней.
Таким образом, можно сделать вывод, что термическая среда и состав воздуха в большой степени определяют здоровый статус свиньи.
