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《家畜环境卫生学及牧场设计》 | 第七章 畜牧场的设计(第一节 畜牧场规划设计概论)

发布日期:2020-06-08 17:01 来源:重庆出版集团

【本章学习要点】

1.畜牧场的场址选择

2.畜牧场生产工艺方案设计

3.畜牧场建筑构造常识

4.畜牧场建筑初步设计

【教学案例41】兔场的问题

在重庆某地一家养兔场夏天频繁出现兔子拉稀、生长不良、肉兔死亡、怀孕母兔流产等现象,该兔场建在一个山凹处,三面环山,兔场前面有一条河流,河水浑浊发臭,附近还有一垃圾处理场。兔舍的房顶高度大约2.5m,饲养员采用冲洗方式降温和清除粪便。夏天兔场内地面潮湿阴暗,兔场无隔热设施。

提问:1.造成该兔场肉兔死亡的原因是什么?

2.兔场建场选址时应注意什么问题?

3.该兔场还可以有什么更好的改进方案?

本章主要介绍牧场生产工艺方案的设计、场址的选择、场地规划布局,以及各类畜舍设计与配套设备设施的选择。

畜牧场是集中饲养家畜的场所,现代畜牧场具有生产专业化、品种专门化、产品上市均衡化和生产过程机械化的特点。在这种大规模、高密度、高水平的生产过程中,只有采用现代环境控制技术,从幼畜开始即对畜舍温热环境因子、光照、有害气体、噪声、微粒和病原微生物等实行控制,才能生产出安全、优质产品,获取高额经济效益。而现代畜牧场的科学规划设计,是实现上述目标的保证,它可以使畜牧场建设投资少、生产流程通畅、劳动效率高、生产潜力得以发挥、生产成本较低。合理的畜牧场规划设计是组织实施无公害养殖、使畜牧生产达到社会效益、经济效益、生态效益“三效统一”的基础。反之,不合理的规划设计将使得畜牧场经济效益降低,直接亏损,甚至破产。

畜牧场的规划设计、生产、经营管理都需要很强的专业知识,涉及动物生产工艺、动物饲养、建筑物与设施工程、环境控制工程、设备选择与维护改造等专业技术,一般的畜牧技术人员缺乏建筑、设备等工程技术知识,承担不了畜牧场的全部设计任务,而具备建筑或机械工程知识的技术人才又不具备畜牧生产技术。因此本章节的主要任务是让畜牧技术人员掌握现代设施畜牧业的生产工艺设计,并了解畜牧场规划设计的主要程序、内容与方法,运用文字与绘图技术来完整而准确地表达畜牧场规划建设思想,为建筑工程设计人员进行技术设计、结构设计和施工图设计提供有用的设计依据,并与机械工程技术人员密切配合,以期获得牧场建设的最佳效果。

一、畜牧场的概念与分类

畜牧(animal husbandry)是进行家畜管理,从事家畜生产经营的活动。而畜牧场(animal farm)就是集中进行家畜生产和经营活动的场所。工厂化畜牧场是指采用工业生产的方式,把家畜当作机器设备,采用高密度和高强度的饲养以获得标准化、低成本的大量畜产品的生产场所。工厂化畜牧场的实质仍是家畜的饲养、繁殖、管理和经营,只不过其设备更先进,畜群规模更大,流程化作业而已。生态畜牧场,则是运用生态学的生物共生和物质循环再生原理,运用系统工程方法将畜牧生产技术与生态技术有机结合,以陆生动物饲养为中心,将农、牧、草、林、副、渔业以及畜产品加工、粪污处理与利用等环节因地制宜地衔接,形成生产体系,以充分挖掘场内生产潜力,进行无污染生产,以实现经济效益、生态效益和社会效益协调统一的现代畜牧生产经营模式。

目前,畜牧场没有统一的分类标准,一般以其封闭程度、经营方式和饲养的家畜品种来分类,从而反映畜牧场的性质、任务、封闭程度和饲养管理水平。

(一)按封闭程度分类

畜牧场的封闭程度,是指畜牧场与外界是否有明显隔离的屏障,如深沟、铁丝网、林带屏障、天然山体、河流以及各种材料砌成的围墙等。这些屏障既反映与外界的封闭程度,又反映了牧场对防疫的重视程度与畜牧业生产的水平。—般来说,封闭严密的畜牧场集约化经营的程度高,经济效益也大。然而以放牧为主的绵羊、山羊、马匹、肉牛及奶牛等养殖场,一般封闭程度都不太高。

1.开放式畜牧场

开放式畜牧场也称之为草原(草山)畜牧场、游牧式畜牧场、传统式畜牧场。这类畜牧场与外界无明显的屏障,或者屏障极为简陋。这类畜牧场主要在广阔的草原、草山草坡饲养食草家畜。这类畜牧场以放牧饲养为主,有广阔的牧草地、简单的畜舍与设施设备,家畜的生长和生产受自然环境条件影响较大,家畜的生产力水平较低。

2.封闭式畜牧场

封闭式畜牧场与外界有明显的屏障,往往是集约化经营的畜牧场,用坚固而高大的砖石筑砌围墙,仅以1~2个大门与外界相通,人和动物的出入受到严格的管制。在这类畜牧场,不但有配套的生产性建筑和辅助建筑,而且具有完善的防疫设施和制度。场内面积小,家畜饲养密度大,劳动生产率高。如集约化的养鸡场、养猪场、养兔场、养牛场等。

3.半封闭畜牧场

半封闭畜牧场是指利用界沟、铁丝网、林带、天然山丘,河流等简单的屏障与外界封闭,这些封闭屏障并不牢靠,随时都可能被破坏而成为开放牧场。场内有牧地,也有许多建筑物。这类畜牧场可作为饲料厂或兽药厂产品研发试验场、畜产品加工厂暂养场、学校教学实习基地等小规模饲养场,也适用于肉牛、乳牛、鹿、兔等动物的饲养。

(二)按经营目标分类

1.商品性畜牧场

商品性畜牧场是提供市场所需畜产品(如肉、奶、蛋等)的畜牧场,如肥猪饲养场、肉鸡饲养场、蛋鸡场、肉牛场、奶牛场等。这类畜牧场一般生产品种单一,场内畜群结构不复杂、场内建筑物及设备设施专业化,家畜饲养密度大,要求较高的饲养管理水平,劳动生产率也高。商品场畜牧场需要的生产用的家畜一般由繁殖场提供。

2.繁殖场

繁殖场是饲养种畜以繁殖商品代仔畜的畜牧场,故又称为父母代场,所提供的家畜多为商品性畜牧场需要的杂交后代。如果本场饲养自繁的商品家畜,则多为“自繁自养商品场”,多见于猪场。

3.种畜场

种畜场包括原种场、扩繁场等。其中,原种场是指以选育优良家畜品种为目标的畜牧场,包括专门化品系的选育和维持、专门化品系的配套杂交、新品种的选育等环节。扩繁场是以纯种繁殖优良品种或品系,扩大优良品种或品系规模的畜牧场。种畜场不但家畜品种、年龄、性别结构复杂,而且建筑物多样化、配套化。种畜场为繁殖场提供优良种畜或精液。

(三)按专业化程度高低分类

1.专业性畜牧场

专业性畜牧场只饲养一种家畜或同一品种某一年龄阶段的家畜,所需饲料依靠专业饲料厂提供,有的甚至除粪、清扫卫生和消毒以及产品销售都“外包”。专业性畜牧场技术水平高、畜舍建筑单—,管理人员少,劳动生产率相当高,产品标准化和商品化程度高。这类畜牧场以美欧等发达国家为最多,国内也逐步发展了更多的专业性畜牧场。由于专业性畜牧场经济效益显著,值得大力提倡和发展,但不同类型的专业性畜牧场和配套的服务企业需按产业化的要求彼此配合,形成完善的生产体系,才能提高国家畜牧业的整体发展水平。

2.综合性畜牧场

综合性畜牧场是在一个畜牧场内有多种家畜或多个品种,或同一品种家畜自繁自养,场内有各个年龄段的家畜。饲料自产自销,更有甚者畜牧场内进行作物种植、农产品加工、农产品销售等活动。这种畜牧场以小而全或大而全为特点,是中国小农经济的延续。综合化畜牧场专业化程度低、生产水平低,不适合大规模、集约化、专业化畜牧业生产。这类畜牧场主要分布于偏远的地区,其优势是自给自足,便于对特定传染病的预防。

(四)按家畜品种分类

按饲养家畜种类的不同将畜牧场划分为若干类型,如养猪场、养禽场、实验动物场、养马场、养兔场、肉牛场、养羊场、奶牛场等。这种畜牧场从名称上看不出它的集约化程度和饲养水平特征,它既可以是专业化畜牧场,又可以是综合性畜牧场。场内建筑物和设备设施依专业性不同,其数量和复杂性不同。

二、牧场设计的目的和原则

畜牧场设计目的在于为家畜创造一个符合其生理和行为需求的良好生活生产环境条件,为畜牧生产提供方便,以充分发挥家畜的生产性能,控制废弃物对环境的污染,达到用相对较少的投入,获得相对较多的优质畜产品和较大的经济效益的目的。

畜牧场设计的基本原则:

1.畜牧场在设计前必须对畜牧生产项目进行市场预测、财务分析和技术论证,并进行环境评估,以确保项目的可行性。

2.畜牧场建设的资金必须落实到位,而且建设的各个子项目需一次性完成,以确保畜牧场顺利投产并取得预期的效益。

3.坚持畜牧专业与建筑工程专业、机械工程专业的有机结合,最大限度杜绝非专业业设计,以确保畜牧场设计科学的合理性。

4.畜牧场设计必须遵循因地制宜的原则。一方面是根据当地的自然条件(地形地势、土壤土质、水源条件、气象因素等)进行调查研究;另一方面,是根据当地的社会情况(经济发展、居民情况、交通条件、动力来源、基础设施等)综合考虑,科学地进行综合评定,正确地选定场址。根据建场方针按最佳的生产联系和防疫卫生等要求布置有关建筑物,并合理规划场内道路和绿化。这对于合理地利用自然和社会资源条件,科学组织畜牧场的生产,保证居民良好的生活环境和维持牧场正常的生态平衡均有重要的意义。

【教学案例42】高温下的猪场

某养猪场处于热带地区,在一年高温季节,饲养员采用冲洗方式降温和清除粪便,结果出现了大量的外种猪死亡现象。最初只是一些猪不饮不食,精神不好,少数出现死亡。于是饲养员对这一情况进行处理,请了兽医进行治疗,猪有一定的好转。但随着天气的逐渐升温,猪生病的情况又转严重,虽然对猪进行治疗,个别猪情况有所好转,但整体有逐渐严重的趋势。最后大批外种猪出现死亡。该场的房屋高度为2.5m,屋顶采用单层石棉瓦,猪场周围绿化也比较稀少。

提问:1.该猪场的建筑设施是否合理?如何解决?

2.分析大量种猪死亡的主要原因是什么?

3.如何合理设计该猪场的降温、清粪、通风等系统?

三、畜牧场场址选择

避免外界环境对牧场的污染和减少对外部环境的污染是现代集约化畜牧场规划建设与生产经营面临的严峻问题,同时现代化的畜牧生产必须考虑占地面积、场区内外环境、市场状况、交通运输条件、当地基础设施、生产与饲养管理技术水平等因素。场址选择不当,可导致整个畜牧场在生产过程中不但得不到预期的经济效益,有可能因为对周围的大气、水源、土壤等环境污染而遭到周边企业或居民的反对,甚至被诉诸法律。因此场址选择是畜牧场建设可行性研究的重要内容。无论是新建畜牧场,还是在现有设施的基础上进行改建或扩建,选址时必须考虑自然环境、社会经济状况、畜群的生理和行为需求、卫生防疫条件、生产流通及组织管理、环境保护等各种因素,综合择优。

(一)畜牧场场址的基本要求

一个理想的畜牧场址,需具备以下几个条件:

1.满足畜牧场基本的生产和生活需要

包括饲料、水、动力电、燃料的供给和交通运输等基本条件,以及清洁的空气和绿化的环境等畜牧场生产和生活的必需条件。

2.合理的占地面积

用于建设畜舍、贮存饲料、堆放垫草及粪便,控制风、雪和径流,消纳和利用粪便的土地要能够满足需要。同时,选择畜牧场场址时还要考虑畜牧场扩建的需要。当然,在满足生产生活的前提下,还要考虑土地资源的节约使用。

3.适宜的周边环境

周边环境包括地形地势、自然遮护情况、居民区、周边单位、排污渠道、植被与绿化等。风向和太阳光照条件适宜,可合理地使用的附近土地,符合当地的区划和环境距离要求等,也是畜牧场选址要考虑的条件。

(二)场址选择考虑的主要因素

选择场址时,不但要考虑畜牧场的生产任务、性质和规模,还应考虑目标市场的消费观念和消费水平、国家畜牧生产区域布局和相关政策、地方生产发展方向和资源利用情况,从自然条件因素和社会经济条件因素两个方面进行深入细致的调查研究。

1.自然条件因素

畜牧场场址选择考虑的自然条件包括地形地势、水源水质、土壤和气候因素。

(1)地形地势。地形是指场地的形状、范围以及地物(如山岭、河流、道路、草地、树林、居民点)的相对平面位置状况;地势是指场地的高低起伏状况。畜牧场的场地应选在地势较高、平坦,场地干燥、易于排水和向阳通风的地方。

①平原地区一般场地比较平坦、开阔,场址应注意选择在稍有坡度且较周围地段稍高的地方,以利排水。地下水位要低,且以低于建筑物地基深度0.5m以下为宜,以利于牧场的干燥和基础的稳固。

②靠近河流、湖泊的地区,场地要选择在较高的地方,应高出当地水文资料中的历史洪水线,以防水灾隐患给畜牧场带来的致命打击。

③山区建场应选在相对平缓的坡地或平台上,坡面向阳,总坡度不超过25%,建筑区坡度应在8%以内。坡度过大,不但在施工中增加工程量,加大工程投资,而且在建成投产后也会给场内运输和管理工作造成不便,增大营运成本。山区建场还要注意地质构造情况,避开断层、滑坡、塌方的地段,也要避开坡底和谷地以及风口,以免受地震、山洪、泥石流、冷风和暴风雪的袭击。

(2)水源水质。生物不能离开水源而生存,水源水质关系着畜牧场生产和生活用水,要给予足够的重视。选择畜牧场时,首先要了解水源供给量的情况,如地面水(河流、湖泊)的流量,汛期水位;地下水的初见水位和最高水位,含水层的层次、厚度和流向。对水质情况需了解其酸碱度、硬度、透明度,有无污染源和有害化学物质等,并应提取水样做水质的物理、化学、生物和放射性指标的化验分析。选择的水源要满足畜牧场生产、生活和消防用水量的需要,水源水质或经过处理后的水质应符合国家饮用水的卫生标准。

畜牧场可以因地制宜选择江河、湖泊、水库、泉水、井水或城市自来水作为水源,但要满足水量充足、水质良好、取用方便、便于防护的基本原则。如果场地不能满足畜牧场水源要求,应该另选其他场地。

(3)土壤土质。畜牧场的土壤应该透气透水,确保畜牧场的地面不积水、干燥、卫生。对施工地段地质状况的了解,主要是收集工地附近的地质勘察资料,地层的构造状况,如断层、陷落、塌方及地下泥沼地层,为建筑设计施工提供依据。

土壤可以根据其颗粒的大小、各种粒径颗粒所占的比例划分为砂土、黏土和砂壤土三种类型。砂土颗粒较大,粒间空隙大,透气透水,易于干燥,有利于畜牧场有机物的分解,但它的导热性大,热容量小,畜舍昼夜温差明显,不适合于建设畜牧场;黏土颗粒细,粒间空隙小,透气透水性弱,易于潮湿泥泞,有利于微生物的繁殖,且黏土地基容易膨胀变形,也不适合于建设畜牧场;砂壤土颗粒大小合适,兼有黏土和砂土的优点,其透气透水性、导热性、热容量、地基抗压性比较优良,适合于建设畜牧场。

(4)气候因素。主要指与建筑设计有关和影响畜牧场小气候的气象资料,如气温、气湿、风力、风向及灾害性天气的情况。拟建地区常年气象变化,包括平均气温、最高与最低气温、绝对湿度、相对湿度、土壤冻结深度、降雨量与积雪深度、最大风力、常年主导风向、风向频率、日照情况等。

当地的气象资料不但影响畜舍的热工设计,而且对畜牧场防暑、防寒措施及畜舍朝向、遮荫设施的设置等均有参考意义。风向、风力、日照情况与畜舍的建筑方位、朝向、间距、排列次序均有关系。

2.社会条件因素

主要考虑畜牧场的地理位置、水电供应、交通运输以及疫情环境等。

(1)地理位置。畜牧场场址应尽可能接近饲料原料产地、饲料加工地和粪便消纳地,靠近产品销售地,确保其有合理的运输半径。畜牧场要求交通便利,特别是大型集约化商品场,其物资需求和产品供销量极大,对外联系密切,故应保证交通方便。畜牧场场外应通有公路,但不应与主要交通线路交叉。为确保防疫卫生要求,避免噪声、粉尘、病原微生物对家畜健康和生产性能的影响,畜牧场与主要干道的距离一船在300m以上。按照畜牧场建设标准,要求牧场距离国道、省际公路500m以上,距省道、区际公路300m以上,距离一般道路100m以上,距离居民区500m。对有围墙的畜牧场,距离可适当缩短。

(2)水电供应。畜牧场供水及排水要统一考虑,水源水质的选择要合理,拟建场区附近如有地方城市供水系统,可以尽量引用。也可以本场打井并修建简易水处理设施和水塔,采用深层水作为主要供水来源或者作为地面水量不足时的补充水源。有条件时,可取用清洁的水库、湖泊、江河水作为畜牧场供水来源。畜牧场的排水一般要求能够雨污分离,可以修建畅通的排污管道,要有可靠的污水处理设施与污水消纳地,牧场雨水可在道路两旁建设明沟排出。

现代畜牧场的生产、生活都要求有可靠的电力来源,一些畜牧生产环节如孵化、育雏、机械通风、饲料加工与传输、环境控制系统等,电力供应必须绝对保证。因此,需了解供电源的位置,与畜牧场的距离,最大供电允许量,是否经常停电,有无可能双路供电等。通常,畜牧场要求自备发电机,以保证场内供电的稳定可靠。应尽可能靠近输电线路,以缩短新线路架设距离,减少投资金额。

(3)防疫环境。选址时避开居民点的污水排出口,可防止畜牧场受到周围环境的污染,也不能将场址选在化工厂、屠宰场、制革厂等容易产生环境污染企业的附近或下风向。不同畜牧场,尤其是具有共患传染病的畜种,两场间必须保持安全距离。一般不要选择废弃的畜牧场作为新建畜牧场的场地。

3.其他因素

为了确保畜牧场建设的顺利实施和畜牧生产的顺利运行,场址选择时还要考虑土地征用、畜牧场的外观形象、畜牧场与周边环境的协调等问题。

(1)土地征用问题。征用土地可按场区总平面设计图计算实际占地面积。选择场址必须遵守本地区农牧业生产发展总体现划、土地利用发展现划和城乡建设发展规划的用地要求。必须珍惜和合理利用土地,不得占用基本农田,尽量利用荒地和劣地修建建筑物。畜牧场分期建设时,场址选择应一次完成。近期工程应集中布置,征用土地满足本期工程所需面积(表7.1)。远期工程可虚留用地,随建随征。以下区域的土地不应征用:①各级政府部门规定的自然保护区、生活饮用水水源保护区、风景旅游区;②受洪水或山洪威胁及泥石流、滑坡、地震等自然灾害多发地带;③自然环境受到严重污染的地区或可能产生严重污染的地区。

(2)畜牧场外观形象问题。在选择畜牧场场址时就要考虑畜舍建筑和畜牧场的整体的外观形象。例如,选择一种长型建筑,可利用一个树林或一个自然山丘作背景,外加一个修整良好的草坪和一个车道,给人一种美化的环境感觉。在畜舍建筑周围嵌上一些碎石,既能接住屋顶流下的水(比建屋顶水槽更为经济和简便),又能防止啮齿类动物的侵入。

畜牧场的蓄粪池一定要能够避开邻近居民的视线,可能的话,利用树木等将其遮挡起来。不要忽视畜牧场应尽的职责,要考虑建设安全护栏,防止儿童进入,可为蓄粪池配备水久性的盖罩。

(3)畜牧场与周边环境的协调问题。多风地区尤其在夏秋季节的畜牧场,由于通风良好,扩散了畜牧场难闻的气味,但同时污染了大气环境。因此,畜牧场应尽可能远离周围居民区,以最大限度地驱散臭味、减小噪声和降低蚊蝇对居民的干扰。

应仔细核算粪便和污水的排放量,以准确计算粪便的贮存能力,最好是规划一个粪便综合处理利用厂,及时对畜牧场的粪便和污水进行处理,将处理后的粪污还田利用,化害为益。

四、畜牧场设计的一般步骤

畜牧技术人员根据上级或主管部门的设计任务书要求提出畜牧场的生产工艺方案,根据审定后的生产工艺方案选择畜牧场的场址,在选定场址后进入畜牧场设计步骤。畜牧场设计步骤包括规划设计、初步设计、施工图设计三个阶段。

(一)规划阶段

规划阶段主要工作内容有畜牧场的功能分区、建筑物布局、道路和绿化规划等。规划阶段包括规划设计说明书、总平面规划图、道路及其竖向工程规划图、给排水和粪污处理与利用工程规划图、采暖工程规划图、电力电讯工程规划图、绿化工程规划图等资料。

(二)初步设计阶段

初步设计阶段主要工作内容是在畜牧场总平面设计基础上进行畜牧场建筑物的平面设计、立面设计、剖面设计,畜牧场的投资概算和效益估算等。初步设计阶段包括场区总平面图、生产辅助建筑的平面图、主要立面图、剖面图,生产建筑的工艺平面图,粪污处理与利用工程工艺图,投资估算和工程技术经济指标汇总,初步设计说明书等资料。

(三)施工图设计阶段

施工图设计阶段是根据投资决策人和政府有关部门的审批意见修改初步设计资料后,由各专业工种为了工程施工而进行的详细施工图设计,要求所有图纸与设计文件准确、齐全、简明、清晰、统一。施工图设计阶段包括总平面图,所有拟建建筑和设施的施工图(含平面图、立面图、剖面图、建筑构造详图等)、结构施工图、设备施工图(含给排水、采暖通风、电气),各专业的施工图说明书与计算书、工程预算书等资料。

在开始建设以前,应获得国土、市政、建设、环保等有关部门的批准,此外,还必须取得施工许可证。

(作者:蒲德伦 朱海生)