CC BY
23
УДК 631.22
ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МОДУЛЯ ПРИ НОВОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ КОРОВНИКОВ
В.В. Гордеев, кандидат технических наук, доцент, зав. отделом В.Е. Хазанов, кандидат технических наук, зав. сектором
ФГБНУ «Институт агроинженерных и экологических проблем с.-х. производства» E-mail: сс^-82пп@уапёех.ш
Аннотация. Стойловое оборудование для животных размещают в секциях рядами. Каждая секция включает зоны отдыха, дефекации и кормления животных. Поперечное сечение секции называется технологическим модулем. Параметры модуля определяются способом содержания скота и механизации производственных процессов и размерами технологических элементов. Размеры технологических элементов, в свою очередь, зависят от вида, массы и возраста животных, а также от типа и габаритов применяемых средств механизации для раздачи кормов, внесения подстилки и уборки навоза. Наши исследования показали, что возможны всего семь вариантов технологических модулей. В зависимости от ширины и конструктивной схемы помещения в нём можно разместить один, два, и более модулей в разных сочетаниях. Расчёты показывают, что, если, например, используются два смежных модуля, то возможны 45 различных вариантов планировки помещения, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки. По критериям эффективного использования площади помещения и фронта кормления обоснован оптимальный технологический модуль для коров и молодняка при беспривязно-боксовом способе содержания.
Ключевые слова: коровник, содержание коров, проектирование, технологический модуль.
Введение. Стойловое оборудование для животных размещают в секциях рядами. Каждая секция включает зоны отдыха, дефекации и кормления. Две смежные секции обычно имеют один, общий для обеих секций, технологический проход. Чаще всего общим является кормовой проход, что облегчает и ускоряет раздачу кормов скоту, позволяет более экономно использовать производственную площадь помещения.
Беспривязно-боксовый способ характерен тем, что в секции, выделенной для данной технологической группы животных, предусмотрены индивидуальные боксы для отдыха каждого животного и общие для всех животных этой группы зоны дефекации, кормления и поения.
Поперечное сечение одной секции называется технологическим модулем [1]. Параметры модуля определяются способом содержания скота и механизации производственных процессов и размерами технологических элементов. Размеры технологических элементов, в свою очередь, зависят от вида, массы и возраста животных, а также от типа и габаритов применяемых средств механиза-
ции для раздачи кормов, внесения подстилки и уборки навоза [2].
Методология проведения работ. Одним из непременных условий применения всех разновидностей беспривязного способа содержания скота является постоянное наличие корма в кормовой зоне. При соблюдении этого условия животные поедают корм неодновременно, что позволяет сократить удельный фронт кормления и разместить в секции с одной кормовой зоной до четырех рядов боксов. Как показал анализ, возможны всего семь технологических модулей, отличающихся друг от друга взаимным расположением зон отдыха, дефекации и кормления животных (рис. 1). Удельная ширина модуля - показатель его экономичности - определяется частным от деления общей ширины модуля на количество рядов боксов в модуле. Для многорядных модулей эта величина меньше удельной ширины модуля в расчете на голову, т.к. количество боксов в секции определяется не только количеством их рядов, но также количеством и шириной поперечных скотопрогонов для прохода животных в зону кормления.
В связи с этим для более объективной оценки использования тех или иных модулей в данном помещении целесообразно определять площадь одного скотоместа. Для определения этого критерия нужно предварительно вычертить в масштабе план помещения с выбранными модулями и скотопрогонами для животных.
111
М2
МЗ
Мб
1
□ ь С
с
, 1=1' 2а' Ь С
2 а"
В зависимости от ширины и конструктивной схемы помещения в нём можно разместить один, два и более модулей или их сочетаний. Расчёты показывают, что, если, например, используются два смежных модуля, то возможны 45 различных вариантов планировки помещения, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки.
2зд для тракто-эдит в модуль, >1ТЬ общим для >ина этого про-тами применяв для доставки юстью кормле-:роме секций с зпредусматри-н центральный ад и по одному [и (рис. 2). Эти обходимы для збежать тупи-IX угнетаемые ут быть трав-;ерами. Кроме >ти торцевые существенно эт проведение инарных мероприятий.
г
1=1' 2а' 6 2а' ь с
Рис. 1. Технологические модули для беспривязно-боксового способа содержания коров:
а - длина пристенного (закрытого с торца) бокса; а' - длина открытого бокса (вследствие особенностей поведения крупного рогатого скота при вставании длина пристенного бокса должна быть несколько
больше, чем открытого: а' = 0,9а); Ь - ширина кормонавозного прохода; с - ширина кормовой зоны; й - ширина навозного прохода между
двумя смежными рядами боксов; й' - ширина навозного прохода для одного ряда боксов: (й' ~ 0,9-й)
\ а" ].. Ь \ с .
При свободно-выгульной системе содержания в секциях с пристенным рядом боксов, например, с модулем М4 (рис. 2), кроме упомянутых необходим ещё и проход на кормовыгульный двор. Ширину проходов из конструктивных соображений принимают равной или кратной ширине боксов в данной секции. Ширина центрального прохода обычно равна утроенной ширине боксов, а торцевых проходов и выходов на кормовы-гульные дворы - ширине боксов.
Journal of VNHMZH №1(17)-2015
73
Рис. 2. Секция коровника с выходом на выгульную площадку
Результаты исследования. С учётом изложенного длина секций Ь для размещения одной технологической группы определяется количеством п и шириной m боксов, числом их рядов в технологическом модуле, а также количеством боксов, замещённых проходами:
Ь = т • (п +1) т • (п + 5)
для модуля М1: для модуля М2:
для модуля М3: для модуля М4: для модуля М5: для модуля М6: для модуля М7:
Ь
Ьз =
Ь
Ь =
Ь =
2
т • (п + 6)
2
т • (п +11)
3
т • (п +15)
3
т •(п + 20)
4
т ■(п +16)
(1) (2)
(3)
(4)
(5)
(6) (7)
Таким образом, для того, чтобы рационально разместить технологическое оборудование для беспривязно-боксового содержания скота в имеющемся здании, нужно «наложить» приведенные на рис. 1 технологические модули для данного вида и возраста животных на поперечное сечение здания, вычерченное в том же масштабе, что и модули. При этом нужно выбрать такой модуль или такое их сочетание, чтобы промежуточные опоры здания не попали в навозные и кормонавозные проходы, а также в проезды для кормораздатчика.
При проектировании нового здания задача размещения поголовья решается в обратном порядке. Сначала выбирают рациональный технологический модуль, исходя из нужной вместимости помещения, вида и возраста животных, способов механизации раздачи кормов, внесения подстилки и уборки навоза, а затем принимают конструктивную схему и размеры здания.
При проектировании нового здания одна из главнейших задач, стоящих перед проектировщиками - создание наиболее комфортных условий для содержания животных. Если взять размеры боксов, навозных и кормо-навозных проходов в строгом соответствии с рекомендациями для каждой возрастной группы, то основным критерием комфортности для животных при разных технологических модулях окажется длина кормового фронта, т.е. длина кормового стола, приходящаяся на одно животное. Очевидно, что длина кормового фронта будет равна: Ь
ЬК .Ф. =
п
(8)
Если принять, что размер технологической группы не превышает рекомендуемых 80 голов, то п=80. Определим кормовой фронт для коров при различных технологических модулях. При ширине боксов для коров т=1200 мм получим следующие значения кормового фронта для основных модулей (мм):
_ 1200 • (80 +1)
для модуля М1 - Ь1КФ -для модуля М2 - Ь2КФ для модуля М3 - Ь3КФ для модуля М4 - Ь4КФ для модуля М5 - Ь5К Ф для модуля М6 - Ь6 К.Ф. для модулей М7 - г
80
1200 • (80 + 5) 2 • 80 1200 • (80 + 6) 2 • 80 1200 • (80 +11)
3 • 80 1200•(80+15)
3^80 1200•(80+20)
4 • 80
= 1200 • (80 +16) " 4^80
=1215;
= 638;
= 645;
= 455;
= 475;
= 375;
= 360.
Из приведенных расчетов видно, что наиболее комфортным является модуль М1. При использовании модулей М2 и М3 длина кормового фронта позволяет практически всем коровам в группе одновременно подойти к кормовому столу. При использовании остальных модулей длина кормового фронта не позволяет одновременно всем животным в группе подойти к кормовому столу. Следовательно, в таких секциях сильнее сказываются ранговые отношения, возрастает травматизм, угнетаемые животные не дополучают необходимых кормов. И если в модулях М4 и М5 этот отрицательный момент можно сгладить тем, что корма должны лежать на
Выводы. Учитывая, что стоимость капитальных затрат на строительство в первую очередь определяется площадью зданий, то наиболее экономически эффективным является модуль М4. Именно поэтому он получил наибольшее применение при новом строительстве, несмотря на то, что фронт кормления не позволяет одновременно подойти всем животным к кормовому столу.
кормовом столе постоянно, позволяя животным кормиться по очереди, то в модулях М6 и М7 малый кормовой фронт сказывается на продуктивности и сохранности животных.
Вторым критерием оценки модулей может служить эффективность использования площади помещения. Если принять рекомендуемые размеры боксов, навозных и кормо-навозных проходов, то для секции на 80 коров легко определить площадь, приходящуюся на одну корову при различных модулях. Определим удельную площадь секции на одну голову для всех модулей при: а=2500 мм; а'=2300 мм; Ь=3500 мм; d=2700 мм; d'=2200 мм. Результаты расчета сведены в таблицу.
Литература:
1. Хазанов Е.Е., Гордеев В.В. Технология и механизация молочного животноводства. СПб., 2010. 352 с.
2. Хазанов Е.Е., Гордеев В.В. Технологические модули для коров и молодняка при беспривязно-боксовом способе содержания // Вестник ВНИИМЖ. 2005. Т.15.
Literatura:
1. Hazanov E.E., Gordeev V.V. Tehnologiya i mehaniza-ciya molochnogo zhivotnovodstva. SPb., 2010. 352 s.
2. Hazanov E.E., Gordeev V.V. Tehnologicheskie moduli dlya korov i molodnyaka pri besprivyazno-boksovom sposobe soderzhaniya // Vestnik VNIIMZH. 2005. T.15.
Соотношение модулей для секции на 80 коров
№ Ширина Длина секции Кормовой Площадь на одну Процентное соотношение
модуля модуля, м (кормового стола), м фронт, мм корову, м2 удельных площадей модулей
М1 6,0 97,2 1215 7,29 120,5
М2 10,3 51,0 638 6,56 108,4
М3 11,0 51,6 645 7,10 117,3
М4 13,3 36,4 455 6,05 100,00
М5 15,3 38,0 475 7,26 120,0
М6 17,6 30,0 375 6,64 109,7
М7 18,3 28,8 360 6,59 108,9
SUBSTANTIATION OF THE OPTIMAL TECHNOLOGICAL MODULE FOR NEWLY BUILT COW BARNS V.V. Gordeev, cand sc (engineering), assistant professor, head of division V.E. Khazanov, cand sc (engineering), head of sector
Institute for engineering and environmental problems in agricultural production (IEEP)
Abstract. The stable equipment for livestock keeping is place in the cubicles in rows. Each cubicle includes the functional areas for rest, dunging and feeding of animals. The cross-section of a cubicle is defined as a technological module. The technological module dimensions depend upon the housing type of cattle, degree ofprocess mechanization and dimensions of technological elements. The latter, in their turn, depend upon the type, weight and age of animals, and also on type and dimensions of applied machines for feed and bedding distribution and manure removal. According to our research outcomes there are only seven variants of the technological modules. Depending upon the width and structural layout of the animal house the latter may accommodate one, two and more technological modules in different combinations. The calculations show that in case, for example, two adjacent modules are used, 45 various options for the layout of the house are possible, with each one having its strong and weak points. The optimal technological module for free-cubicle housing of cows and young animals was substantiated by the criteria of efficient space occupancy of the animal house and effective use of the feeding space. Keywords: cow barn, cow housing, designing, technological module.
Journal of VNIIMZH №1(17)-2015
75
