Constructii Agricole

1. Tema

Sa se proiecteze o constructie agricola destinata pentru vaci cu lapte avand urmatoarele caracteristici:

structura de rezistenta: Tip 1;

deschiderea: L=15.00m;

traveea: T=6.00m;

destinatie: vaci cu lapte;

organizarea interioara a adapostului: boxe colective

eliminarea dejectiilor: mecanic

mod de furajare: tractor cu remorca.

2. Descrierea

Organizarea adapostului este stabulatia libera. Aceasta reprezinta sistemul de intretinere a animalelor nelegate, formandu-se grupuri de animale sensibil egale intre ele ca stari fiziologice si randament in productie, intretinute in spatii denumite boxe. In functie de tehnologia adoptata in ceea ce priveste separarea intre zonele de furajare-circulatie si zonele de odihna, stabulatia libera poate fi: in boxe nediferentiate in zone, pe pardoseala, in boxe nediferentiate, pe gratare de pardoseala, diferentiata in zone de odihna si zone de furajare circulatie.

Colectivul format trebuie sa respecte anumite conditii din STAS si astfel in cazul nostru avem 3 colective a cate 15 de vaci de lapte care respecta conditiile de adapare (2 adapatoare), suprafata minima pe animal ( 4.43m² per animal).

Eliminarea dejectiilor se realizeaza mecanic , utilizand un tractor cu lama de buldozer. Pentru deplasarea tractorului am proiectat un acces de 3.50m cu o intrare pe o usa de 3.50 x 2.40m.

Furajarea se realizeaza cu un tractor cu remorca, pe un acces de 3.50 m cu o intrare si o iesire de 3.50m x 2.40m.

Adaparea animalelor se face cu adapatoare automate.

Sistemul de recoltare a laptelui este in constructia auxiliara, la care animalele au un acces de 2.30m.

► Pardoseala in zona de circulatie si in zona de odihna : pardoseli din beton cu strat de uzura din mortar de ciment.

►Acoperisul este format din:

- invelitoare ;

- termoizolatie (vata minerala);

- suport termoizolatie ;

- grinda prefabricata;

3. Dimensionarea instalatiilor de ventilare naturala.

La stabilirea prin calcul a volumului de aer necesar a fi schimbat, in decurs de o ora, se au in vedere urmatoarele: necesitatea asigurarii unei concentratii maxime admise de bioxid de carbon, necesitatea asigurarii unei umiditati relative maxime admise si necesitatea sigurarii eliminarii excesului de caldura.

a) Volumul de aer necesar pentru inlaturarea surplusului de bioxid de carbon.

in care:

C - cantitatea de bioxid de carbon eliminata de animale din adapost;

Constructia adaposteste 90 de vaci de lapte si conform STAS o vaca de lapte elibereaza de caldura libera, rezulta: ;

C₁ - cantitatea de bioxid de carbon maxima admisa in adaposturi;

In cazul nostru ;

C₂ - cantitatea de bioxid de carbon continuta in aerul exterior considerata .

b) Volumul de aer necesar pentru inlaturarea execesului de umiditate.

in care:

U - cantitatea de vapori de apa eliminata de animale din adapost, la care se adauga 10% vapori proveniti din alte surse.

Constructia adaposteste 90 de vaci de lapte si conform STAS o vaca de lapte elibereaza de vapori de apa, rezulta: ;

U₁ - umiditatea absoluta a aerului interior. La temperatura optima de 12sC si umiditate relativa optima de 70%, ;

U₂ - umiditatea aerului exterior calculata in functie de tempereatura exterioara pe timp de iarna si umiditatea relativa de 80%. In Oradea, pe timp de iarna avem -12sC si la umiditatea relativa de 80%, .

c) Volumul de aer necesar pentru eliminarea excesului de caldura.

in care:

Q_A - cantitatea de caldura degajata de animale din adapost.

Constructia adaposteste 90 de vaci de lapte si conform STAS o vaca de lapte elibereaza de caldura libera , rezulta: ;

Q_E - cantitatea de caldura ce se pierde prin elementele de constructii;

Ii si Ie - cantitatea de caldura continuta intr-un m³ de aer din interior, respectiv exterior.

Numarul de schimburi orare de aer rezulta din raportul dintre valaorea amxima de aer necesar a se ventila si volumul adapostului.

Viteza de circulatie a aerului prin cosurile de ventilatie se determina astfel:

in care:

H - diferenta de inaltime intre deschiderile pentru intrarea si iesirea aerului, H=5.00+3.50-1.50=7.00m;

Gi, Ge - greutatea aerului interior, respectiv exterior, in acest caz la 12sC si umiditate relativa de 70%.

Sectiunea transversala a cosurilor de ventilatie rezulta in functie de volumul de aer necesar a fi ventilat si viteza de circulatie a aerului prin cosuri:

4. Determinarea indicelui de iluminare.

Pentru asigurarea unei iluminari corespunzatoare, se foloses indicatori de apreciere a iluminarii si anume coeficientul de iluminare naturala si indicele de iluminare naturala.

Indicele de iluminare sau coeficient de luminozitate, reprezinta raportul dintre suprafata vitrata destinata iluminarii si suprafata pardoselii.

Suprafata totala de pardoseala este .

Suprafata vitrata este , adica avem 10 geamuri de lungime 5.00m, de inaltime de 120cm, si cu inaltime parapet de 1.80m.

Conform STAS indicele de iluminare trebuie sa fie minim 0.05.

Pentru o buna iluminare naturala a adapostului, pe langa realizarea raporturilor de iluminare normate, se impun: orientarea corecta a adaposturilor (axul mare pe directia N-S); ferestre mai mici si mai numeroase, amplasate inalt; suprafete interioare netede si de culoare cat mai deschise; reducerea la minimum a peretilor despartitori.

5. Bilantul termic.

Prin bilant termic se intelege echilibrul dintre cantitatea de caldura degajata de animale in procesele de metabolism si pierderile de caldura prin elementele de inchidere, respectiv caldura ce se pierde prin ventilatie.

Cantitatea de caldura degajata de animale se determina ca produs intre numarul de animale din adapost si cantitatea de caldura degajata de un animal in decurs de o ora.

Cantitatea de caldura ce se pierde prin ventilatie se determina cu relatia:

in care:

V - cantitatea de aer ce se ventileaza in decurs de o ora;

Ii si Ie - cantitatea de caldura continuta intr-un m³ de aer din interior, respectiv exterior.

Pierderile de caldura totale prin elementel de constructii reprezinta suma dintre pierderea de caldura prin elementele de inchidere (pereti exteriori, acoperisuri, usi, ferestre etc.), pe conturul constructiei la nivelul solului, si pierderea de caldura prin pardosea, determinandu-se cu relatia:

in care:

m - coeficient de masivitate termica al elementului de constructii, in functie de coeficientul de inertie termica a incaperii;

S - suprafata fiecarui element de constructie;

k₀ - coeficientul de transmisie a caldurii prin elementul de constructie dat;

, - temperatura interioara, respectiv exterioara conventionala; pentru calculul pierderilor de caldura prin pardosea se considera +10sC indiferent de temperatura aerului exterior.

C - conturul laturilor exterioare ale adaposturilor;

k_c - coeficientul de transmisie a caldurii pe contur;

S_p - suprafata pardoselii adapostului, asezata direct pe sol;

k_s - coeficientul de transmisie a caldurii catre sol.

Determinam indicele de inertie termica pentru fiecare element.

in care:

d - grosimea unui strat component al elementului de constructie;

- coeficient de conductivitate termica a materialului;

c - caldura specifica a materialului;

- densitatea aparenta a materialului;

N - coeficient care are valoarea in cazul in care se lucreaza cu unitati SI.

Pereti:

Caramida d=0.30 =0.75 =1675 c=0.87

Tencuiala d=0.02 =0.87 =1700 c=0.84

Ferestre:

Conform STAS

Usi:

d=0.04 =0.23 =800 c=2.51

Acoperis

Invelitoare (azbociment) d = 0.025 λ = 0.35 ρ = 1900 c = 0.84

Termoizolatie (vata minerala) d = 0.10 λ = 0.07 ρ = 2000 c = 0.75

Suport termoizolatie (azbociment) d= 0.01 λ = 0.35 ρ = 1900 c = 0.84

Coeficientul de inertie termica a incaperii se calculeaza astfel:

Pentru I=2.68 rezulta m=1.10

Determinam coeficientul de transmisie a caldurii pentru fiecare element.

in care:

bi - coeficient de calitate a materialuui termoizolator. La noi bi=1;

- coeficientul de transfer termic la suprafata interioara, respectiv exterioara a elementului, in acest caz 8 si respectiv 23.

Pereti:

Caramida d=0.30 =0.75

Tencuiala d=0.02 =0.87

Ferestre:

Conform STAS

Usi:

d=0.04 =0.23

Acoperis

Invelitoare (azbociment) d = 0.025 λ = 0.35

Termoizolatie (vata minerala) d = 0.10 λ = 0.07

Suport termoizolatie (azbociment) d= 0.01 λ = 0.35

R=0.14

Conturul laturilor este

Coeficientul de transmisie a caldurii pe contur pentru grosimea fundatiei peretilor exteriori Sf=0.50m si adancimea panzei de apa freatica h=8m.

Determinam coeficientul de transmisie a caldurii catre sol.

Pardoseala

Mortar ciment d = 0.02 λ = 0.75

Beton d = 0.10 λ = 1.62

Pietris d = 0.10 λ = 0.58

Calculam pierderea de caldura prin elementele de constructie.