作为一个传统的农业大国,中国一直秉持着“猪粮安天下”的理念。近年来,随着我国各行各业的蓬勃发展,养猪业也迎来了新的发展高峰。特别是针对当前集约化、规模化、智能化的整体发展趋势,行业内出现了许多创新。从传统的负压通风模式到正压通风模式、隧道通风模式等;从传统的干清粪模式到机械清粪模式、尿泡粪模式;从传统的单栋独立模式到多栋联排模式、多层楼房模式,单位面积内的养殖密度得到了大幅提升,有效解决了养猪业面临的土地资源问题。
早在上世纪60—70年代,国内外就开始探索楼房养猪模式。随着行业的发展,特别是近几年的发展趋势,“楼房养猪”已成为一个高频热词,也是养猪行业在探索过程中取得的显著成果之一。据不完全统计,全国约有160个楼房养猪项目,涉及产能达到约6 000万头的年出栏量,已投产规模约为3 000万头。主要集中在广西、广东、四川、江浙等土地资源紧缺或山地较多的地区。目前的楼房养猪项目楼层多在4~10层之间,以4~7层为主,最高达26层。
然而,楼房养猪在近几年才快速发展,短时间内尚未形成标准化的建设模式。在众多楼房养猪的实践过程中,业内人士各显其能,开创了许多从零到一的创新。本文对现有的楼房养猪内部通风模式进行总结和概述,以期让更多的人了解楼房养猪的通风模式。
1 常规通风模式
新鲜的空气是预防呼吸道疾病最好的药物,而楼房养猪,对于舍内环境控制的目标仍未改变,依然秉持将新鲜空气输入、将废气输出的原则,通风的目的是给猪只提供良好的生长环境减少呼吸道疾病的发生。
1.1 负压通风模式
多数楼房猪场采用时下比较流行的负压通风模式(见图1),这种模式在平层养猪场比较多见,通过风机提供动力,带动空气通过猪舍整体空间,实现猪舍内部气体更换的目的。而用在楼房养猪上,一般形成楼房一侧全是风机,另一侧则是降温水帘的结构(见图2)。尤其在一些对空气要求比较高的核心场或母猪场,在湿帘进风口前端还有一层空气过滤系统,以达到过滤灰尘、以及灰尘携带病源的目的。
这种模式在传统的独立猪舍中较为有效,但应用于集约化的多层楼房养猪时,面临着挑战。如图2所示,大量风机集中排列,所产生的废气汇聚成一股强大的气流,处理起来更为复杂。此外,这种集中排放容易在局部区域形成气流回旋,增加了废气重新流入饲养区域的风险,从而可能影响猪只的生长环境。
图1 常见的负压通风模式
图2 楼房养猪中的风机端外墙
1.2 正压通风模式
正压通风,顾名思义是向猪舍空间内正向输送新鲜空气,而随着猪舍内外的压力差,使猪舍内实现气体更换。这种通风模式在美式猪场内应用比较广泛。正压通风模式在内部设计差异比较大,很多猪场设计时充分考虑了空气的流动及分层原理,以及猪只的需求,通过地沟通风或隧道通风,能精准地把新鲜空气输送到猪只需求的区域(见图3)。
图3 正压通风模式
常规正压通风模式重点是靠内外压力差,使舍内空气与外界形成交换,达到更换废气的目的。出风口处于一个较大范围的弥散性分布区域,很难做到统一收集处理。与负压通风模式同理,新鲜冷风从一端冷却后进入猪舍内部,逐步通过舍内所有区域,吸收猪只体表辐射、对流、传导等散热方式散发出来的热量,所以随着运行的距离越远,其温度逐步升高。在负压以及正压通风中,近湿帘端与远湿帘端温差达到5~7℃。同理,由于风机与湿帘间隔距离限制,单栋猪舍长度最大值最好不超过80 m,以30~50 m为最佳,否则达不到理想的降温效果。
2 新型楼房养猪通风模式
2.1 楼房隧道通风
在众多楼房养猪中,多数采用负压通风模式,其中也有采用一种新型的通风模式,它集成了正压通风与负压通风,同时为了便于做空气净化,以及空气过滤,将整栋楼的进气口、出气口各自集中,便于对气体进行处理(见图4),即为隧道通风,也可以理解为靶向通风。一方面,在进气口花相对较少的成本即可达成空气过滤的效果,让猪只呼吸到的是过滤的“干净”空气(见图5),“干净”等级取决于空气过滤系统的过滤效率;另一方面,整栋楼的出气口也集中在同一处,更利于对排放气体中的臭气、有害气体进行工业处理,以达到排放标准,降低环保压力。
图4 楼房正压通风模式(隧道通风)
图5 猪舍内部进风口
而隧道模式设计,充分利用了空气动力学。猪只活动所产生的热量以及混有有害气体的热空气向上漂浮,直接从排气口进行排放。整体设计在确保猪只呼吸到充足新鲜空气的前提下,又保证了最短路径地排出废气,降低长距离的热量交换而导致远端与近端的温度差异(见图6)。
图6 楼房外部展示(扬翔桂妃山楼房猪场)
隧道通风系统借鉴了自然界的压差原理,如同真实的隧道环境,仅需极小的驱动力即可促使空气自然流动。在压差的驱动下,空气快速流通,从而大幅降低了能源消耗,实现了高效节能的目的。
2.2 隧道通风关键点
不论是采用正压通风还是负压通风,猪舍内的空气循环主要依赖于内外气压差异,辅以风机作为关键驱动力实现空气更新。这种通风策略包含两个核心要点:首先,鉴于对电力的高度依赖,不能单纯依靠单一电力系统供电,必须配置至少两套与主电力系统同等功率的备用发电机,以备不时之需;其次,为了维持猪舍内外必要的气压差,猪舍的密封性至关重要,必须确保进气口和排气口的独立性和完整性,避免其他部位出现泄漏,因为任何漏洞都会降低空气交换效率,造成电力资源的浪费。
隧道式的通风模式在传统的平层猪场内运用有限,基本很难实现单元联通。而多层楼房养猪恰好符合条件,可以做到集中的进风口,集中的出风口,与多层楼房养猪模式特别契合。
3 楼房养猪展望
在疾病方面,一般意义上的楼房养猪还是存在层间废气交叉的情况,尤其是在风机端形成的废气回流的小循环,使刚抽出的废气又被吸入栋舍内部。而隧道式通风模式中,层与层之间空气流通处于相对独立,鲜少存在层间交叉的情况(见图4)。但由于各层间的物资电梯、转猪电梯、人员电梯等通道是相通的,必须要保证电梯井处于负压状态,减少由于电梯井所导致的层间空气窜流的问题。
由于楼房养猪的优点在于单位面积内饲养密度“无限”扩大,使单位面积内的产出增加,分布集中,这也给目前蓬勃发展的智能化提供了较好的温床,大大降低了智能化成本,促进了智能化的发展。
同时由于多层楼房养猪上层与下层存在的垂直落差,在污水收集方面有很大的优势,大大缩短了污水的转运距离,降低了环保运维费用。
同样地,随着单位面积饲养密度的提升,该区域内的猪只在生长和繁殖各阶段的数量也随之增加,导致同面积内所需饲料种类显著增多。依赖人工来管理如此大量且多样化的饲料转运,难以确保饲料分配的精确性。因此,楼房养猪模式加速了智能供料系统的发展。智能供料系统的工作原理是依据猪只不同的生长时期、健康状况和个体需求,通过智能化计算,将精确配比的营养饲料直接输送至每头猪的位置,从而实现精细化饲养的目标。
尽管楼房养猪模式的一大挑战在于较高的初期建设成本,但这并未能遏制其发展趋势,尤其是伴随着楼房猪场建设标准的日益规范。展望未来,随着更多行业专家和创新者的参与,楼房猪场无疑将演变成一种主流趋势,并在设计理念与实施上趋向更高度的科学性和完善性。