《家畜环境卫生学及牧场设计》 | 第一章 温热环境（第五节 气流和气压）

一、气流

（一）气流的成因及其变化规律

1．气流的成因　空气的流动产生风，称之为气流。在一定的地理范围内，空气由于温差产生气压差，从而引起空气的流动，这就是大气气流的成因。

畜舍内气流有自然通风和机械通风两种形成原因。自然通风又有风压通风和热压通风两种成因（图1.2、图1.3）。

图1.2 风压通风示意图

图1.3 热压通风示意图

所谓风压，是指大气流动时作用于建筑物表面的压力。所谓风压通风就是当风吹向建筑物时，迎风面形成正压，背风面形成负压，空气就会从建筑物迎风面开口（一般是窗户）流向建筑物的背风面开口（一般也是窗户），形成对流通风。所谓热压通风，是指畜舍由于家畜散热等原因使得空气加热上升，畜舍上部压力加大，舍内热空气经畜舍上部（一般是畜舍窗户、屋顶缝隙、屋顶通风孔等）流向畜舍外，下部空气形成负压，使得畜舍外空气经畜舍下部（一般是畜舍窗户、门窗缝隙等）流向畜舍内，从而形成畜舍内外空气循环流动的过程。自然通风节约设备和电力，但要受天气的制约。机械通风就是用机械电力的办法，人为地形成畜舍内外的气压差，从而达到使空气流动的目的。机械通风有正压通风、负压通风和联合通风三种形式。正压通风就是送风，将送风机安置在单侧壁、双侧壁或屋顶下，风机的转动使得畜舍内压力增加，空气流向压力小的舍外，如图1.4。

图1.4 正压通风示意图

负压通风就是排风，将排风机安置在单侧壁、双侧壁或屋顶下，风机的转动使得畜舍内压力降低，畜舍外空气流向压力小的畜舍内，如图1.5。

图1.5 负压通风示意图

联合式通风就是在畜舍的对侧分别安置送风机和排风机，使得畜舍内外的压差增大，畜舍内通风量增加。

2．气流指标　测定气流的指标有风向、风速和风量等。所谓风向就是风吹过来的方向。例如西北风就是指从西北面吹向东南面的风。风向也常常用风向玫瑰图来表示，就是某地一定时期内风向频率的气候统计图解，一般统计十六个方位的风向频率，形似玫瑰，故称风向玫瑰图，也称风向频率图，如图1.6（北京地区全年风向玫瑰图）。

图1.6 北京地区全年风向玫瑰图

风速是单位时间内空气流动的距离（m/s）。也可以用风级来表示风速的大小，即以陆地物候变化特征表示风速大小。如点烟烟雾垂直向上，风级为零；烟雾轻轻飘向一个方位，风级为1级；风吹树叶摇动，风级为2级；风吹树枝摇动，风级为3级……陆地上最大风级为10级。风量是指畜舍单位时间内的通风换气量（立方米/小时或次/h），一般为设计或管理封闭式畜舍时使用的通风指标。

3．气流变化规律　在地球表面，各地的气温和海拔差异较大。气温高的地区，气压较低；气温低的地区，气压较高。海拔高的地区，气压较低；海拔低的地区，气压较高。高气压地区的空气会向低气压地区流动。两地气压差越大，距离越近，则风速越大。我国大陆处于亚洲东南季风区域，受海洋气温影响较大。夏季海洋气温低，陆地气温高，故盛行东南风；冬季海洋气温高，陆地气温低，故盛行西北风或东北风。畜舍内气流变化受畜舍设计和饲养管理的影响，一般封闭舍受人工影响较大，开放舍或半开放舍受大气影响较大。畜舍气流以自然通风或机械通风为主。自然通风如果能够形成穿堂风，则气流速度较大，通风效果较好。机械通风以联合通风效果较好，气流速度较大。在冬季，封闭式畜舍门窗等处的缝隙容易形成贼风，即一丝从缝隙吹进来的细而冷的风，对家畜的影响较大，很容易引起家畜的感冒或冻伤。

（二）气流对家畜的影响

1．气流对畜体热调节的影响

（1）气流对蒸发散热的影响　气流主要影响家畜的对流散热和蒸发散热，其影响程度因温度、湿度和气流速度的不同而不同。在高温环境中，气流能够及时带走吸热后的水蒸气，使得家畜的蒸发散热量增加；在适温下，气流使得对流散热量增加，家畜表皮水汽压降低，因而皮肤蒸发散热量减少；在低温时，气流能够增加机体产热量，使得蒸发散热量增加。例如，乳牛在12.8℃气温以下，随着风速增大，机体蒸发散热量增加；在12.8℃以上的一定范围内，风速增加，机体蒸发散热量反而减少。

（2）气流对非蒸发散热的影响　在低温时，气流速度上升，对流散热增加。但当气温高于皮温时，气流上升，家畜通过气流从环境中得热。据测定，3.6m/s的风速，与无风时比较，牛的非蒸发散热量增加了1/3。

（3）气流对家畜产热量的影响　低温时，气流速度上升，家畜的散热量增加，为维持体温恒定，使得家畜的产热量上升；适温和高温时，风速对产热量无影响。例如，气温在18.3℃以上，风速大小对欧洲牛产乳量都没有影响。但在0℃时，风速由0.2m/s增加到0.7m/s，其产热量增加6%。

2．气流对家畜生产力的影响

气流对家畜生长肥育、产乳量、产蛋量的影响主要通过体热调节来进行，所以气流速度对家畜生产力的影响与气流速度对家畜热调节的影响是一致的。例如，在气温为32.4℃的运动场内，吹向凉棚的气流由0.3m/s增加到1.6m/s，体重300～350kg的阉牛，日增重由0.64kg增加到1.06kg，每千克增重的饲料消耗量由1.33kg降到0.924kg。结论是：在高温条件下，增加气流速度有利于提高家畜的生产力；在低温条件下，增加气流速度不利于提高家畜的生产力；但在气温超过家畜皮温，且环境高湿的情况下，气流不利于家畜的热调节，因而不利于提高家畜的生产力。

3．气流对家畜健康的影响

气流对家畜健康的直接影响，主要体现在寒冷的环境中。低温潮湿的气流（尤其是贼风）可引起家畜冻伤、肌肉和关节炎症、感冒、肺炎甚至死亡；低温气流不利于热调节，可使家畜体温下降，导致死亡。气流还可以通过热调节间接影响家畜的健康。例如，在适度的高温环境中，增加气流速度有利于家畜热调节，也就有利于家畜保持健康的活力。

【教学案例10】供港猪是如何生产出来的？

广西是香港的重要活猪供应基地。2014年6月20日，某记者随广西出入境检验检疫局工作人员，来到广西某猪场，感受供港活猪的养殖环境和严格的检疫监管。

由于进入猪舍必须经过消毒隔离，记者只能登上附近特设的“观望楼”眺望分有多个功能区的猪场。据介绍，供港生猪全部封闭养殖，全自动喂食，采取机械通风与水帘降温技术，夏季舍内温度控制在28℃以下。该猪场供港活猪3.4万头，占广西供港活猪总量的88%。据介绍，为了让香港居民吃上“放心肉”，每一头供港猪均由出入境检验检疫部门全程监管。出入境检验检疫局每个月两次都会对该猪场活猪抽尿样和不定期检测饲料卫生指标。检验合格的活猪在输港过程中，不同猪场的不得混装，肉猪和其他动物不得混装。

提问：1．该猪场是如何控制猪舍的温度环境的？

2．水帘降温技术的原理是什么？

3．机械通风有哪几种方式？

二、气压

地球表面空气的重量对地球表面物体形成的压力，称之为大气压（Atmospheric pressure）。在0℃条件下，纬度为45°的海平面上的1个标准大气压，相当于1.01325mb或760mmHg的压力。大气压与天气状况和海拔高度有关。天空无云，空气干燥，无大风的天气为好天气，此时的气压高；而低气压时，云量大，有降水，有雾有风。天气变化引起的气压变化不大，对家畜没有直接的影响。气压的变化与海拔高度的关系最大。所谓海拔高度（Altitude）就是以大海平均海平面为基点的相对高度。在我国大陆是以青岛黄海平均海平面为海拔高度的基点。海拔越高，空气越稀薄，气压越小。

在高山高原地区，随着海拔的升高，大气压力呈几何级数下降，大气中氧气的含量也迅速减少，导致动物肺泡氧气不足，动脉血液氧气含量减少，引起动物的“高山病”。表现为皮肤血管和口腔、鼻腔、耳部黏膜血管扩张，甚至破裂出血，呼吸、心跳加快，多汗，机体疲乏，精神萎靡等。慢性“高山病”还表现为右心室肥大，胸下部水肿，肺动脉高血压等。“高山病”影响家畜的长途贩运、异地引种与繁殖。

家畜对低气压也可以逐步适应。其适应机制为通过提高肺通气量以提高微血管中氧气的含量；减少血液的储存量和增加血液的生成量，以增加血液循环量；加强心脏活动，提高氧气利用率。海拔高度差异较大的异地引种，可以采取海拔逐级向上变化，每级适应半年左右时间后再向更高海拔引种的方式进行。当然，海拔高度的适应是有一定限制的，超过4000m以上的海拔，动物生存都很困难。

（作者：蒲德伦 朱海生）