Обоснование естественной и искусственной освещенности. 
Расчёт светового коэффициента, количество и расположение оконных проемов, электроламп. 
Источники и режимы УФ-и ИК-облучения

Под светом понимают видимую часть излучения, которая вызывает зрительное ощущение, позволяет видеть окружающие предметы и ориентироваться в пространстве. Свет воспринимают не только глаза, но и фоточувствительные элементы поверхности кожи, нервных клеток и головного мозга. Считают даже, что свет поглощается непосредственно кровью благодаря присутствию в ней вещества гематопорфирина, подобно хлорофиллу растений.

Видимые лучи света влияют на функции ЦНС через зрительный аппарат клетки и через неё рефлекторно на функции других органов. Суточный ритм активности животных и большинство физиологических процессов связаны рефлекторным путем с естественным режимом освещения дня и ночи. Многие биологические процессы в организме животных (наступление течки, охоты, линька и рост волос, изменение интенсивности обмена веществ и др.) — результат его приспособления к условиям внешней среды. в том числе и видимому свету.

При различных физиологических состояниях требуется различная интенсивность освещения. Так для роста, в период лактации и т. д. нужен сильный свет.

Видимый свет оказывает тепловое, эритемное, тонизирующее и антирахитное действие.

Продолжительность естественного и искусственного освещения в сутки на фермах крупного рогатого скота при содержании лактирующих коров- 16−18 часов при 75 лк.

Под влиянием видимого света у животных увеличивается содержание гемоглобина и количество эритроцитов в крови, повышается активность окислительных ферментов и усиливается газообмен.

При недостаточной освещенности в помещениях у животных могут возникнуть анемия, остеомаляция, рахит и др. Видимый свет оказывает бактерицидное и мутагенное действие в зависимости от интенсивности освещения, его длительности. Особенно эти действия проявляются в комбинации с УФи ИКлучами.

При длительном пребывании животных под солнечными лучами летом, в дни с высоким уровнем инсоляции могут возникнуть ожоги на коже (непигментированных участках), заболевания глаз, перегрев, солнечный удар и пр. Интенсивный солнечный свет, отраженный от снега, может вызвать фотоофтальмию, сопровождающуюся гиперемией и оттеком конъюнктивы, раздражение сетчатки, роговицы глаза и повреждение хрусталика.

Солнечный удар возможен вследствие сильного и продолжительного перегревания ИКлучами преимущественно твердой оболочки головного мозга. Такое состояние может закончится гибелью животного вследствие паралича паралича дыхательного центра или остановки сердца. Наиболее опасен солнечный удар при наличии теплового.

Помещения для животных освещаются естественным светом через окна, которые устраиваются в стенах (переднее или боковое освещение), в крыше (верхний свет). Главное назначение окон — обеспечить в помещениях для животных внутренний световой климат, а также способствовать повышению производительности труда безопасности животноводов. Степень освещенности зависит от высоты стояния солнца, облачности, ориентации здания по сторонам света, состояния площади перед окнами, формы, величины размещения окон, цвета внутренних поверхностей потолка, стен. Белая оштукатуренная или побеленная стена отражает 85%, свежее дерево и кирпич — 40% и загрязненное дерево — 20% лучей. Поэтому в помещениях для животных, в доильных залах и других комнатах, должны быть стена окрашены в светлые тона.

Окна большого размера, вытянутые по высоте и расположенные выше на стене, дают большую освещенность и на большую глубину, что особенно важно для широкогабаритных построек. Расстояние от пола до подоконника принимается 1,2−1,5 метра. При таком расположении лучше освещается срединная часть помещения.

Искусственное освещение.

Из общего количества электроэнергии, потребляемого в сельском хозяйстве, на освещение в животноводстве затрачивается до 25%. Особенность освещения животноводческого комплекса для дойных коров заключается в том, что оно должно обеспечивать нормальную видимость предметов и в то же время способствовать нормальному течению физиологических процессов в организме животных.

Однако искусственному освещению придается недостаточное внимание: мощность ламп не соответствует нормативам, неправильно эксплуатируются светоустановки, которые подчас не выключаются круглосуточно. Продолжительность освещенности помещения для коров должна быть не более 18 часов.

Поскольку уход и наблюдение за животными проводятся как в дневное время, так и в ночное, то необходимо предусматривать дежурное освещение, составляющее 15−20% от общего. Распределение светильников в помещениях с привязным содержанием должно быть таким, чтобы обеспечивать максимальную освещенность зоны стойла. Поэтому их целесообразно устанавливать вдоль навозных проходов и частично над кормовыми. Очень часто светильники устанавливают вдоль кормовых проходов и тем самым зона работы доярки оказывается недостаточно освещенной.

Для искусственного освещения применяют лампы накаливания, излучение которых на 10- 40% состоит из видимого света, а также газоразрядные люминесцентные лампы.

Газоразрядные люминесцентные лампы отличаются от ламп накаливания более высокой (в 2- 2,5 раза) световой отдачей, значительно меньшей (в сотни раз) и большим сроком службы (до 10 000 часов) Расчёт светового коэффициента, количество и расположение оконных проемов, электроламп.

В практике проектирования и строительства животноводческих помещений основным критерием нормирования и оценки естественного освещения является световой коэффициент (СК), который определяется геометрическим методом. Этот показатель выражает отношение суммарной площади чистого стекла оконных рам (У S_{чист.ст.}) к площади пола помещения для животных (S_пола) и показывает, какая площадь пола приходится на 1 м² остекления.

СК= У S_{чист.ст} / S_пола

Существуют нормативные значения СК для животноводческих помещений. Для коровника оно равно 1:10.

Суммарную площадь чистого стекла, которое обеспечивает нормативную освещенность определяют из формулы:

У S_{чист.ст} = S_пола / СК Площадь пола равна длине помещения, умноженной на ширину. Длина помещения 77 м, ширина 21 м S_пола = 77*21= 1617 м² .

У S_{чист.ст} = 1617/ 10= 161,7 м^2.

Размер одного оконного проема: 1,6×2 м, следовательно площадь одного окна- 3,2 м²

Чтобы узнать количество окон, данного размера, необходимое для обеспечения нормальной естественной освещенности надо общую площадь окон разделить на площадь одного окна: 161,7/ 3,2= 50 .

В коровнике 50 окон (1,6×2 м), которые располагаются по 25 на каждой продольной стене, на высоте 1,2 м над полом.

Освещенность участков одного и того же помещения устанавливают определением углов падения. Угол падения образуется двумя линиями идущими от определенного места: одна линия направлена горизонтально к окну, втораяк верхнему краю окна. Чем больше этот угол тем выше освещенность. По нормам он должен быть не менее 27є.

Для определения угла падения необходимо знать расстояние от кормушки до окна, в данном случае равное 3,3 м, и высоту окна по верхнему краю осветленной поверхности- 2,5 м.

Угол падения (б) = 2,8/ 3,3= 0,8 (tg0,8); б= 39 (по таблице).

Искусственное освещение.

Искусственное освещение на данном предприятии обеспечивается люминесцентными лампами мощностью 100 Вт.

Для определения количества ламп, необходимо умножить площадь пола на норму удельной мощности и полученную величину разделить на мощность одной лампы.

Удельная мощность ламп для коровника- 4,5 Вт/ м² .

Значит: (1617*4,5)/ 100= 72.

В коровнике необходимо 72 люминесцентные лампы при мощности одной лампы 100 Вт, которые располагаются в 4 ряда по 18 в каждом.

УФоблучение.

Ультрафиолетовое облучение обладает большой энергией квантов, которая достаточна для того, чтобы вызвать возбуждение молекул белков, нуклеиновых соединений, включающих аминокислотные остатки. Происходящий при этом фотолиз (распад) белковых молекул сопровождается образованием физиологически активных комплексов типа гистамина, холина и других, активизирующих симпатокоадреналиналовую систему, обмен веществ и трофические процессы. Улучшается функционирование органов дыхания и кровообращения, кислородное питание тканей. Также эти лучи вызывают общее стимулирующие эритемное действие на организм за счет расширения кроветворных сосудов, которое начинается в коже. При этом усиливается рост волос, активизируется функция сальных и потовых желез, утолщается роговой слой, уплотняется эпидермис. Вследствие перечисленного, повышается сопротивляемость кожи, усиливается регенерация тканей, заживление язв и ран. В базальном слое образуется меланин. Ультрафиолетовые лучи усиливают гемопоэз, иммуногенез и естественную сопротивляемость организма у действию инфекционных и токсических агентов. УФ-лучи служат мощным адаптогенным агентом, широко используемым в животноводстве. Под влиянием фотохимического действия УФ-лучей эргостерон, поступающий из кормов, в поверхностных слоях кожи превращается в кожном сале в 7,8-дегидрохолетстерин, из которого образуется холекальциферол — витамин Д₃, обладающий антирахитичным действием. При действии УФ-излучения на нуклеиновые кислоты микробной клетки наступает ослабление их жизнеспособности (бактерицидный эффект по отношению ко многие патогенным микроорганизмам). Облучение дойных коров повышает их удойность на 13% при сохранении жирности молока на том же уровне или даже при некотором его увеличении.

У облучаемых животных улучшается общее физиологическое состояние, в сыворотке увеличивается содержание кальция и фосфора, а также улучшается соотношение этих элементов, что способствует усилению отложению в костях фосфорно-кальциевых солей. Повышается резервная щелочность крови, количество общего белка и гемоглобина. У крупного рогатого скота усиливается моторика желудочно-кишечного тракта, что может быть использовано при лечении атонии преджелудков.

В качестве источников излучения в установках применяют следующие.

Эритемные люминесцентные ртутные дуговые лампы типа ЛЭ. Представляют собой трубку увиолевого стекла, внутренняя поверхность которой покрыта слоем люминифора, преобразующим ультрафиолетовое излучение области С с длиной 254 нм в излучение спектров В и, А с длиной волны 280−360 нм. Эритемное излучение — УФ излучение с длиной волны в интервале 280−400 нм — оказывает в малых дозах полезное влияние на организм животных; эритмные поток (Фэр) — мощность эритемного излучения, единица измерения эр, которая соответствует потоку излучения с длиной волны 297 нм мощность 1 Вт.

Бактерицидные ртутные дуговые лампы типа ДБ-30, ДБ-60. Этот тип ламп представляет собой трубку увиолевого стекла, хорошо пропускающего УФ-лучи с области С. Электрический разряд в смеси паров ртути и аргона служит источником излучения, большая часть которого приходится на поток излучения с длиной волны 254 нм, соответствующей области наибольшего бактерицидного действия. Бактерицидное излучение — УФ излучение в спектральной области 200−400 нм — вызывает гибель бактерий; бактерицидные поток (Фб) — мощность бактерицидного излучения, единица измерения бакт, которая соответствует потоку излучения с длиной волны 254 нм мощностью 1 Вт.

Дуговые ртутные трубчатые лампы высокого давления типов ДРТ (ДРТ -400 или по новому — ПРК-100) представляют собой трубку из кварцевого стекла, хорошо пропускающего УФ-лучи в области А, В, С и в видимой области спектра; являются мощным источником излучения.

Данные излучатели используются в следующих облучателях.

Эритемный облучатель типа ЭО1−30М предназначен для облучения животных в стационарных условиях, выпускается в пылевлагозащитном исполнении. Выполнен в виде отражателя, где с помощью ламподержателей установлена эритемная лампа ЛЭ-30−1, защищенная металлической стекой. Крепятся с помощью двух подвесок к потолочному перекрытию. Эритемные облучатели ЭО-1 и ЭО-2 также служат для облучения животных в стационарных условиях (ОЭ-1 в обычном, а ОЭ-2 в пылевлагозащитном исполнении).

Светильник-облучатель ОЭСПО2, предназначен для одновременного освещения и УФ-облучения, включает осветительную люминесцентную лампу ЛБР-40, эритемную лампу ЛЭР-40 и отражатель. Лампы включаются раздельно.

Облучатель ртутно-кварцевый ОРК-2. Необходим при использовании УФ-излучения для профилактических и лечебных целей. Состоит из отражателя с лампой ДРТ-400 и питающего пускорегулирующего устройства, которые соединены между собой гибким кабелем длиной 15 м.

Облучатель ртутно-кварцевый ОРКШ на штативе. Отличие от ОРК-2 — перемещение на колесах, а отражатель с лампой ДРТ-400 закрепляется на стойке.

Установка облучения механизированная УО-4 предназначена для облучения животных в стационарных условиях.

Излучатели ДБ-30 и ДБ-60 используют в облучателях типа ОБН и ОБП (облучатель настенный бактерицидный, облучателей бактерицидный настенный).

Нормальной дозой для дойных коров является:

ДРТ-400 -270−290 мЭР*час/м^2, в сутки; время облучения 25−30 минут, ЛЭ-15 и ЛЭ-30 — 270−290 мЭР*час/м², время облучения 5−6 минут.

В хозяйстве используются ЛЭ-15. Животные облучается 2 раза в неделю по 5 минут, с постепенным увеличение продолжительности облучения до 25 минут, высота подвески лампы составляет 1 м от уровня спины животного.

Инфракрасное облучение.

Большая часть территории нашей страны характеризуется холодным осенне-зимним периодом, который (в зависимости от зоны) длится 5 … 8 месяцев и считается наиболее трудным для содержания сельскохозяйственных животных. Особенно необходимо тепло в этот период молодняку, у которого в первые дни жизни механизмы терморегуляции несовершенны.

Молодняку крупного рогатого скота в начальный период выращивания, особенно в период новорожденности, также требуется повышенный тепловой режим.

Низкая температура и высокая влажность воздуха в помещении неблагоприятно отражаются на росте и развитии молодняка, приводят к нарушению обмена веществ, возникновению простудных заболеваний, расстройству пищеварения и даже гибели. Следовательно при выращивании молодняка необходимо соблюдать определенный температурный режим.

Широкое применение в практике сельского хозяйства получил инфракрасный обогрев молодняка, обладающий благотворным биологическим действием на организм животных.

При падении потока излучения на поверхность тела животного часть излучения отражается, остальное поглощается в коже или подкожной ткани, вызывая их нагрев. Тепловое действие инфракрасного излучения основано на том, что при его поглощении в тканях происходит переполнение кровеносных сосудов кровью, нормализуется обмен веществ.

Степень проникновения ИК излучения через кожу зависит от ее состояния (влажности, наличия шерстного или пухо-перьевого покрова, пигментации). Поглощение ИК излучения кожным покровом — весьма сложный биологический процесс, в котором принимает участие весь организм животного с его терморегуляторным аппаратом. Проникая в кожу и подкожные ткани, излучение вызывает общую реакцию организма, которая возникает рефлекторно через тепловые рецепторы. Действуя через кожу на нервную систему, а через нее на внутренние органы, ИК излучение улучшает функции желез, кровоснабжение тканей и органов.

Вследствие неодинаковой глубины проникновения механизм действия длинноволнового (с длиной волны более 1500 нм^*) и коротковолнового (750 … 1500 нм) излучения различен: длинноволновое излучение поглощается поверхностными слоями кожи и вызывает их покраснение, а коротковолновое проникает на глубину до 7 … 8 см и прогревает глубоколежащие ткани. Благодаря этому создается надежный барьер на пути проникновения холода в организм животного, предупреждается его переохлаждение. ИК излучение, проникая в глубоколежащие слои кожи и подкожной клетчатки, посредством реакций кожи и нервной системы улучшает функции желез и общий обмен веществ.

Установлено, что после воздействия ИК излучения на кожу и глубоколежащие ткани в организме животных происходит активация кроветворных органов, в крови увеличивается количество эритроцитов, лейкоцитов, содержание гемоглобина, а также появляются активные продукты распада белков.

Исследования показали, что ИК облучение оказывает положительное влияние на резистентность животных. При облучении в оптимальных режимах в организме увеличивается количество лизоцима, повышается фагоцитарная активность лейкоцитов, их агрессивность, титр нормальных агглютининов, что приводит к активации физиологических отправлений и повышению естественной резистентности организма.

При прерывистом режиме работы ИК излучателей попеременное воздействие высоких и низких температур на животных подвергает их сосудистую систему своеобразной тренировке, происходит закаливание организма.

Таким образом, ИК облучение, в отличие от других средств местного обогрева, не только предохраняет животных от переохлаждения, но и усиливает биологические процессы в их организме, способствует повышению тонуса и естественных защитных сил, положительно сказывается на состоянии, развитии, приросте, а также нa сохранении молодняка.

Специфичность воздействия позволяет также использовать ИК облучение в лечебных целях. В основе терапевтического действия коротковолнового излучения лежит способность вызывать активную гиперемию (тепловую эритему), что улучшает питание тканей, ускоряет рассасывание патологических продуктов. Этим обусловлено применение ИК излучения для лечения различных воспалительных процессов. В подострых и хронических стадиях воспаления при воздействии ИК излучения в гиперемированной области сосредоточивается большое количество ферментных элементов крови, что увеличивает образование продуктов окисления и повышает обмен в тканях. Благодаря этим же процессам усиливается питание поврежденных тканей, регенерация клеток, в результате ускоряется заживление ран, язв и т. д. ИК облучение усиливает испарение влаги, чем объясняется его высушивающее действие, которое используется при лечении мокнущих экзем, дерматитов, ожогов.

Особенно перспективно использование инфракрасного обогрева в комплексе с ультрафиолетовым (УФ) облучением. Исследования показали, что ИК обогрев улучшает условия УФ облучения и такое совместное воздействие позволяет значительно повысить эффективность облучения.

Взрослые животные в хозяйстве не облучаются ИК спектром, для облучения молодняка используются инфракрасные зеркальные лампы ИКЗ 220−500. Режим облучения: один час обогрев, пол часа перерыв.