2. Здание для откорма 530 голов крупного рогатого скота. Содержатся животные в возрасте 12-16 месяцев. Поголовье: 220 голов со средней живой массой 200 кг, 150 голов со средней живой массой 300 кг. 160 голов со средней живой массой 350 кг. Размеры здания длина 138 м, ширина 18 м, высота 3,5 м. Стены из двухслойных панелей (К=0,4). Чердачное перекрытие железобетонное из сборных плит с утеплителем толщиной 150 мм. Содержание молодняка в стойлах размером 1х1,65 м. Пол в стойлах деревянный (К=0,2). Пол в проходах бетонный (К-0,3). Четверо двойных ворот размером 3,0х3,0 м и две боковых двойных двери 1.2х2.4 м. Окна с двойными переплётами раздельные, с двойным остеклением площадью 120 м². Высота вытяжных каналов 4 м. размер поперечного сечения канала 0,8х0.8 м; размер поперечного сечения приточного канала 0,2х0,2 м. Климатическая зона 2, район Вологды. Относительная влажность воздуха 70%, температура в помещении +12°С. Наружная температура в январе -12°С. Давление =749 мм рт. ст. 1. Рассчитать воздухообмен. 2. Рассчитать тепловой баланс и Дt нулевого теплового баланса.

1. Расчёт воздухообмена

Для расчёта воздухообмена необходимо определить нормативный расход воздуха на одно животное. В данном случае, для крупного рогатого скота, норматив составляет 150 м³/ч на голову.

Общее поголовье: 530 голов.

Нормативный расход воздуха: \( V_{норм} = 150 \ \text{м³/ч} \times 530 \ \text{голов} = 79500 \ \text{м³/ч} \)

Ответ: Нормативный воздухообмен составляет 79500 м³/ч.

2. Расчёт теплового баланса и Дt нулевого теплового баланса

Для расчёта теплового баланса и Дt нулевого теплового баланса необходимо учесть тепловыделение от животных, теплопотери через ограждающие конструкции и теплопоступления от вентиляции.

Данные для расчёта:

• Поголовье: 530 голов.
• Средняя живая масса: (220 * 200 + 150 * 300 + 160 * 350) / 530 = (44000 + 45000 + 56000) / 530 = 145000 / 530 ≈ 273,6 кг.
• Тепловыделение от одного животного: Примем среднее значение тепловыделения для КРС около 200 Вт/голову (зависит от массы и возраста).
• Общее тепловыделение от животных: \( Q_{животн} = 200 \ \text{Вт/голову} \times 530 \ \text{голов} = 106000 \ \text{Вт} = 106 \ \text{кВт} \)
• Температура в помещении: \( t_{вн} = +12^{\circ}С \)
• Наружная температура в январе: \( t_{нар} = -12^{\circ}С \)
• Разница температур: \( \Delta t = t_{вн} - t_{нар} = 12 - (-12) = 24^{\circ}С \)
• Размеры здания: длина 138 м, ширина 18 м, высота 3,5 м.
• Площадь ограждающих конструкций (примерно): \( S_{стены} \approx 2 \cdot (138 + 18) \cdot 3.5 = 2 \cdot 156 \cdot 3.5 = 1092 \ \text{м²} \)
• Площадь кровли: \( S_{кровли} = 138 \cdot 18 = 2484 \ \text{м²} \)
• Площадь окон: 120 м².
• Площадь ворот: \( 4 \cdot 3.0 \cdot 3.0 = 36 \ \text{м²} \)
• Площадь дверей: \( 2 \cdot 1.2 \cdot 2.4 = 5.76 \ \text{м²} \)
• Общая площадь ограждающих конструкций (примерно, без учёта пола): \( S_{огр} \approx 1092 + 2484 + 120 + 36 + 5.76 \approx 3737.76 \ \text{м²} \)
• Коэффициенты теплопередачи (К): стены (К=0,4 Вт/(м²·°С)), пол в стойлах (К=0,2 Вт/(м²·°С)), пол в проходах (К=0,3 Вт/(м²·°С)), окна (примем К=3 Вт/(м²·°С)), ворота/двери (примем К=2 Вт/(м²·°С)).
• Теплопроводность чердачного перекрытия (толщина утеплителя 150 мм): Уточнение требуются параметры утеплителя.

Теплопотери через ограждающие конструкции:

\( Q_{потерь} = Q_{стены} + Q_{кровли} + Q_{пол} + Q_{окна} + Q_{ворота/двери} \)

Для упрощения, примем условную среднюю площадь и коэффициент теплопередачи для всех ограждающих конструкций.

\( Q_{огр} \approx S_{огр} \cdot \Delta t \cdot K_{средний} \)

Расчёт теплопотерь требует более детальной информации по всем конструкциям.

Теплопоступления от вентиляции:

Объём воздуха, поступающего с вентиляцией, должен соответствовать расчётному воздухообмену (79500 м³/ч). Предположим, что температура приточного воздуха равна наружной температуре \( t_{нар} = -12^{\circ}С \).

\( Q_{вент} = V_{норм} \cdot \rho_{воздуха} \cdot c_{воздуха} \cdot (t_{вн} - t_{нар}) \), где \( \rho_{воздуха} \approx 1.2 \ \text{кг/м³} \), \( c_{воздуха} \approx 1000 \ \text{Дж/(кг·°С)} \)

\( Q_{вент} = 79500 \ \text{м³/ч} \cdot 1.2 \ \text{кг/м³} \cdot 1000 \ \text{Дж/(кг·°С)} \cdot (12 - (-12))^{\circ}С \)

\( Q_{вент} = 79500 \cdot 1.2 \cdot 1000 \cdot 24 = 2294400000 \ \text{Дж/ч} \approx 637.3 \ \text{кВт} \)

Тепловой баланс:

\( Q_{животн} + Q_{вент} = Q_{потерь} + Q_{доп} \)

где \( Q_{доп} \) - дополнительные теплопоступления (например, от освещения, оборудования).

Дt нулевого теплового баланса:

Это разница температур, при которой тепловыделение от животных равно теплопотерям через ограждающие конструкции (без учёта теплопоступлений от вентиляции).

\( Q_{животн} = Q_{потерь} \)

\( 106 \ \text{кВт} = S_{огр} \cdot \Delta t_{0} \cdot K_{средний} \)

Для расчёта \( \Delta t_{0} \) необходим точный расчёт теплопотерь по всем конструкциям и определение \( K_{средний} \).

Примечание: Для точного расчёта теплового баланса и \( \Delta t_{0} \) требуется детальная информация о теплотехнических характеристиках всех ограждающих конструкций (стен, кровли, пола, ворот, дверей, окон), а также сведения о тепловыделении животных в зависимости от их массы и возраста, и наличие дополнительных источников тепла.

Ответ: Расчёт воздухообмена выполнен. Расчёт теплового баланса и Дt нулевого теплового баланса требует дополнительных данных.