第五章 結論 - 岩手大学学術トピックス

第五章
結論
1. 陽 圧 換 気 方 式 無 窓 豚 舎 の 空 気 分 布 に 関 す る 研 究
小屋組妻面に設けられた換気 扇から屋根裏空間に空気を導入
し 、 天 井 に 設 け ら れ た 2列 の ス リ ッ ト か ら 舎 内 に 空 気 を 送 り 込
み、両側側壁下部に設けられたスリットから空気を排出する陽
圧換気方式の無窓豚舎の模型実験から得られた結果は次の通り
である
O
(1) 換 気 量 の 多 い 場 合 、 吹 出 気 流 速 の 奥 行 き 方 向 に よ る 分 布 は
屋根裏空聞が大きいため、スロット開度に関係なく、 不 均ー で
あった。特に換気扇近くでは、屋根裏空間に吹き込まれた気流
の誘導現象によって、舎内空気が屋根裏空間へ逆流する可能性
がある 。
(2) 夏 期 条 件 に お け る 気 流 分 布 は 、 主 に 、 吹 出 気 流 方 向 に よ っ
て左右される 。
(3) 奥 行 き 方 向 の 舎 内 の 気 流 分 布 お よ び 温 度 分 布 は 天 井 ス ロ ッ
トからの吹出気流速を同じにすることにより均 ー になる
O
(4) 冬 期 条 件 に お け る 無 次 元 温 度 分 布 は 換 気 回 数 が 少 な い 方 が
均 ー になる
O
舎内代表温度と吹出温度との差が大きくなると、
豚房付近はより 高温になるが、この温度差が舎内全体に及ぼす
影響は小さい
O
(5) 換 気 扇 位 置 か ら 遠 く 、 吹 出 気 流 速 が 大 き い 所 で の 舎 内 無 次
元温度は小さくなる
O
2
.通 風 式 二 重 被 覆 無 窓 豚 舎 に 関 す る 研 究
夏期における測定結果からは次のことがわかった
O
(1) 舎 内 気 温 は 外 気 温 に 対 し て 日 中 で 約 1K 、 夜 間 で 1.5K か ら
1.9K そ れ ぞ れ 上 昇 し て い た
O
舎内気温は外気温に追従して変
化しており、日射が、 直接的に、舎内気温に影響しない
1
3
9
O
(2) 舎 内 熱 収 支 か ら 、 日 中 の 土 壌 が 舎 内 気 温 上 昇 抑 制 に 大 き く
影響することがわかった
O
また、飼 育 密度の調節によって、夜
間の舎内外気温差の調節はできるが、日中はあまり効果がない
O
(3) 外 側 被 覆 材 の 吸 収 放 射 熱 量 が 少 な い こ と 、 お よ び 外 側 被 覆
材から内側被覆材へ伝達される対流熱量の一部が通気層空気に
よって外部へ排出されるために、二重被覆壁体構造と従来型豚
舎に用いられる部材とで壁体からの舎内取得熱量は同程度であ
る
O
(4) 日 中 、 舎 内 外 気 温 差 を 約 lK以 下 に 抑 え る に は 、 換 気 回 数 は 、
最 低 で も 、 約 20回/hが 必 要 で あ る
O
(5) 舎 内 気 流 分 布 は 吹 出 口 1穴 が 、 そ れ 以 上 の 吹 出 口 数 と 比 較 し
て、良い結果をもたらす
O
吹 出 口 1穴 で も 、 気 流 誘 導 シ ー ト 有
りは、気流誘導シート無しと比較して、豚に均 一 な気流を 当て
ることができる。
冬期における測定結果からは次の結果が得られた
O
(6) 舎 内 発 生 顕 熱 量 3950w、 換 気 回 数 4回 /hの 条 件 下 で 、 舎 内
平 均 気 温 は 、 外 気 温 よ り 、 平 均 6.9 i
: 0.9K高 く な っ た
動係数は
O
その変
o.
1で 、 舎 内 外 気 温 差 は 日 射 に 影 響 さ れ な い 。 こ れ か
ら、通風式二重被覆構造壁体は従来の豚舎壁体と同程度以上の
断熱性能を備えている。
(7) 壁 体 の 断 熱 性 が 優 れ て い る こ と か ら 、 冬 期 に お い て 舎 内 気
温上昇に関係する熱量は豚体からの発生熱である
O
(8) 放 射 冷 却 に よ る 損 失 熱 は 、 通 気 層 空 気 の 熱 量 で 補 わ れ 、 さ
らに、それは内側被覆材から舎内へも熱を伝える
O
(9) 舎 内 温 度 分 布 、 舎 内 気 流 方 向 お よ び 舎 内 無 次 元 温 度 分 布 か
ら 、 冬 期 に お い て は 、 吹 出 口 2穴 が 舎 内 環 境 に 適 し て い る
O
気
流誘導シート有りの利点が大きくないことから、気流誘導シー
ト 無 し 、 吹 出 口 2穴 が 冬 期 に は 適 し て い る
O
(10) 東 側 壁 体 に 透 過 性 部 材 を 用 い る こ と に よ り 、 日 中 の 直 達 日
140
射の取得熱があるが、夜間の放射冷却によって熱が損失するこ
とから、そのメリットはない
待できない
O
また、透過日射の土壌蓄熱は期
O
3
.舎 内 気 温 予 測 数 学 モ デ ル に 関 す る 研 究
(1) 数 学 モ デ ル に よ る 計 算 値 と 実 験 に よ る 測 定 値 を 比 較 し た 結
果 、 両 者 の 差 は 0.1 :
t0.6Kと な り 、 計 算 値 と 測 定 値 は ほ ぼ 一 致
した
O
したがって、ここで提案するモデルが有用であるといえ
るO
(2) 暑 熱 対 策 に つ い て 検 討 し た 結 果 、 換 気 回 数 と 舎 内 外 気 温 差
の逆数は、
2次 曲 線 的 な 傾 向 を 示 す
O
(3) 年 間 の 計 算 結 果 か ら 、 透 明 壁 体 を 用 い る こ と に よ っ て 、 日
中、舎内気温を上昇させるが、夜間、放射冷却で舎内気温を下
げ、また土壌蓄熱効果も期待できないことなどから日射を透過
させる意味はない
O
(4) 通 風 式 二 重 被 覆 構 造 豚 舎 を 東 西 棟 と 南 北 棟 に し た 場 合 の 舎
内気温を比較した結果、両者の差は認められない
O
これは壁体
構造が日射の影響を受けにくいことからもたらされている
O
(5) 通 風 式 二 重 被 覆 構 造 豚 舎 を 全 国 に 普 及 さ せ る た め に 、 各 地
での舎内環境の計算結果から、関東以南の地域では冬期に補助
暖房無しで、北海道、東北地方では補助暖房を用いれば生産豚
舎としての管理ができる。
4. 今 後 の 課 題
本研究は、舎内の温度環境および気流環境について考察した
O
しかし、豚の健康状態にエアロゾルが関係することから、今後、
エアロゾル環境についても検討する必要がある。また、長期間
に渡って実際に豚を肥育した場合に、どの様な反応を豚が示す
か検討する必要がある
O
通風式 二 重被覆無窓豚舎で豚を実際に
1
4
1
飼育する場合、床面にオガクズを敷いて、糞尿 等 をオガクズに
吸収させる方法が考えられる
O
その場合、舎内の湿度環境およ
びせん虫発 生等の問題が考えられる
O
しかし、これらの問題は、
実際に豚を肥育しなければ、わからない点が多いので、今後の
検討を要する
O
さらに、豚舎構造面では通風層に外部からの風が逆流する場
合があるので、その対応について検討する必要がある
O
材料で
は、壁体にフィルムを用いているために、半永久的に使用でき
るという物ではない
O
そこで、フィルム等の耐久年数を考慮、し
て経済性について検討する必要が今後、必要であると考えられ
るO
温度環境および気流速環境の検討から、通風式ニ 重被覆無窓
豚舎の実用は可能であると考えられる 。 しかし、より適した環
境を作るには、以上の課題を解決することが望まれる
1
4
2
O
謝辞
本研究を遂行するにあたって、岩手大学大 学 院連合農学研究
科生物環境科学専攻生産環境学講座、教授
懇切丁寧な御指導を終始賜わった
O
原
道宏博士、山形大
小林四郎博士、弘前大学農学部教授
博士、岩手大学農学部助教授
導と御助 言 をいただいた
す
賞博士には
また、本論文の御閲覧をし
ていただいた、岩手大学農学部助教授
学農学部教授
伊藤
O
ト蔵健治
黒田栄喜博士には、貴重な御指
ここに、慎んで感謝の意を表わしま
O
本研究における実験に際しては、農林水産省農業工学研究所
農業施設環境制御研究室長
谷敏郎博士、同研究官
奈良
誠博士、同主任研究官
大
奥島里見氏、北海道農業試験所室長
佐瀬勘紀博士の御協力を賜わりました
O
厚く感謝いたします
O
研究の端緒を開いて下さった、筑波大学農林工学系名誉教授
相原良安博士、同教授
士、同講師
佐原侍三博士、同助教授
山口智浩氏、同助手
瀬能誠之博
池口厚男博士、多方面から
の御助 言 をしてくださった株式会社ケンコーマヨネーズ筑波研
究所研究員
益氏、同
藤田世界氏、筑波大学大学院農学研究科
福田直哉氏の方々に御礼申し上げます
黄
O
平成五年 二 月
岩手大学大学院連合農学研究科
生物環境科学専攻
田中
章浩
裕
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)池口厚男・相原良安 (1988)
要素法による気流分布の予測
無窓分娩豚舎の舎内気動に関する研究 (I
II)有限
その 2
. 昭和 63年度農業施設学会大会講演要旨集:
35-36
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2
)池内俊策・山本あや・山本禎紀 (1984)豚の生理反応に及ぼす環境温度と風速
の影響および風速を含めた体感温度表示の試み. 日本畜産学会会報, 55(11): 815820
空衛工学会方式動的熱負荷計算プログラ
3
3
)石野久弥 (1988) :HASP/ACLD/8001 (
ム・第 3版)解説.空調設備の動的熱負荷計算入門,第 1
版 〈日本空調衛生設備士協
5
7
8
.
会コンビュータ・フログラム委員会) , 日本空調衛生設備士協会, 4
3
4
)板硝子協会編 (1
9
8
5
) :HASP-L
利用者マニュアル,
日本建築設備士協会, 8
5
8
9
.
勝目高司・土屋喬雄 (1967):室内空気分布の模型実験法について.日本建築学会論
3
5
)
2
7
.
文報告集,号外:5
3
6
)空気調和・衛生工学会 (1971)
計算機による動的空調負荷計算法.空調負荷計
算に関するシンポジウムテキスト,空気調和・衛生工学会, 4
6
(
3
)
,3
3
7
.
3
7
)空気調和・衛生工学会 (1972)
手計算による最大負荷計算法.空調負荷計算に
関するシンポジウムテキスト,空気調和・衛生工学会, 4
6
(
3
)
,3
9
7
6
.
3
8
)空気調和・衛生工学会 (1972)
手計算による最大負荷計算法.空調負荷計算に
関するシンポジウムテキスト,空気調和・衛生工学会, 4
6
(
3
)
,70-71
.
3
9
)空気調和・衛生工学会 (1981)
空気調和・衛生工便覧(第 10版)第 2巻,空気
調和・衛生工学会, 1
1
3
2
4
0
.
1
9
5
9
):室内の熱対流の近似相似則.日本建築学会論
4
0
)前田敏男・石黒一 郎・松本衛(
文報告集,第 63号 :
1
7
2
0
.
4
1
)
前田敏男・石黒一郎 (
1
9
6
0
)
:強制換気のある室の熱対流の近似相似則. 日本建築学
1
4
6
・
ー~--_.
会論文報告集,第 6
6号 :
7
3
7
6
.
42
帰 浦 邦 男 (1
9
7
4
)
建築環境工学 1
,初版,朝倉書庖, 2
8
.
版 〈渡 辺 一
4
3
)皆 川 秀 夫 (1987) 湿 り 空 気 線 図 の 使 い 方 . 農 業 環 境 実 験 法 , 第 1
郎) .サイエンスハウス, 2
3
2
2
3
6
.
9
8
9
)
4
4
)森山則男・五十嵐員哉・石塚明・徳、重英明 (1
豚産肉性の選抜に及ぼす気
4
4
0
.
温の影響. 日本畜産学会北陸支部会報, 59:3
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)
誠・小綿寿志 (
1
9
8
9
)
生産補助エネルギーを利用した施設園芸加温シス
テムのシミュレーション.北部地域における自然エネルギーの効率的利用による栽
7
3
2
8
5
.
培植物生産システムの開発.農林水産技術会議事務局, 2
4
7
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.
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6
9) 建築設計資料集成 6,丸善, 2
6
.
4
8
)日本建築学会編 (1
4
9
)西 川 兼 康 ・ 北 方 直 方 (1990)
図解伝熱工学の学び方,第1
版,オーム社, 1
9
5
-
205
5
0
)農 林 統 計 協 会 (1991) 農 業 白 書 附 属 統 計 表 , 平 成2年度版.農林統計協会, 8
9
1
0
0
5
1
)沼 田 尚 登 ・ 菅 野
勇・土倉道之 (
1985)
簡易吸排気装置による豚舎の換気とそ
の効果,畜産の研究, 3
9
(
9
)
:6
7
6
8
.
5
2
)岡 田 光 弘 (1986)
豚の知識と豚舎構造.畜舎設計資料,第1
版.全国農業協同
I3
5
.
組合連合会施設・資材部,環境I
5
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瀬能誠之・中村善光・沢口勝一・皆川秀夫 (1988)
6
0
)
農業施設空間内における浮
9(
1
)
, 1
6
21
.
遊紛塵と浮遊微生物環境に関する研究(1)乳牛舎の環境特性,農業施設 1
6
1
)瀬能誠之 (1
9
8
8
)
農業施設空間内における浮遊紛塵と浮遊微生物環境に関する
研究(
I
I
)無窓ブロイラー鶏舎の環境特性,昭和 63年度農業施設学会大会講演要旨,
2
9
3
0
6
2
)奏 寛 ・ 小 泉 徹 ・ 宮 崎 元 ・ 阿 部 英 則 ・ 杉 本 亘 之 ・ 藤 田 保 (1986)
環境温
1
0
):7
9
6
8
0
0
.
度に対する群飼離乳子豚の行動と成長の反応. 日畜会報, 57(
6
3
)正田良次・土屋喬雄・市川智章・勝田高司 (
1
9
6
9
)
集会室内の空気分布に関す
3
1
2
3
2
.
る実測および模型実験.日本建築学会大会学術講演梗概集(北海道):2
6
4
)田中章浩 (1
9
8
9
)
無窓豚舎の陽圧換気による環境調節に関する研究,筑波大学
5
2
7
.
農学修士論文, 2
.(
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8
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7
)戸原三郎・川端麻夫・古郡
浩・石井忠雄・鈴木俊二 (1971)
豚舎の構造と機
(
2
)
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3
0
.
能に関する研究,家畜の管理, 6
6
8
)戸原三郎 (1980)
豚の呼吸エネルギー代謝に関する研究
1
4
8
4
)豚の熱発生量に及
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ぼす温度調節の影響,
日畜研報, 1
7
(
3
)
:1
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.
ゆ)戸原三郎 (
1
9
8
7
)
環境と豚のストレス.養豚便り,全国養豚協会, 2
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2
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7
0
)所 和 暢 (
1
9
7
3)寒冷環境が肉豚の生産性に及ぼす影響と防寒対策養豚便り,
2
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4
.
東京天文台 (
1
9
8
7
) 理科年表昭和 6
2
年,丸善株式会社, 2
0
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3
.
7
1
)
7
2
)富 家 武 男 ・ 青 笠 悟 ・ 関 島 忠 人 ・ 林 正 生 ・ 山 内
弘 (
1
9
8
5) 夏季のダクト送
9
(
8
)
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9
7
0
.
風が肉豚の生産性に及ぼす影響,畜産の研究, 3
7
3輝 直 樹 (
1
9
9
0) 湿 気 環 境 工 学 , 初 版 , 朝 倉書庖
, 5
8
6
5
.
7
4
)土屋喬雄・勝田高司・寺沢達二 (
1
9
6
9
)
室内の渦動粘性係数について. 日本建
築学会大会学術講演梗概集〈北海道) :2
2
9
2
3
0
.
7
5
)
字国川光弘 (
1
9
8
6
) 空気調和計算法,第 1
版,オーム社, 7
0
7
3
.
7
6
)山口智治・相原良安 (1
9
7
7
) 換気用多孔膨張ダクトの送風特性.農業施設, 8
(
1
):4
8
5
6
.
7
7
)山口智治・相原良安 (
1
9
7
9
) 畜舎内空気分布に関する研究 無窓鶏舎内気流分
布の数値解析と現場担J
I
定一,昭和 5
4年度農業施設学会大会講演要旨集:5
6
.
7
8
)山口智治・相原良安・奈良
誠・桜井喜十郎 (
1
9
8
0
)
畜舎内空気分布に関する
5年度農業
研究(11) -強 制 換 気 時 の 畜 舎 内 気 流 分 布 に つ い て の 模 型 実 験 昭 和 5
施設学会大会講演要旨集:1
2
.
7
9
)山口智治・相原良安・奈良
誠 (
1
9
8
1) 畜 舎 内 空 気 分 布 に 関 す る 研 究 (I
II
)-
非 等 温 、 強 制 換 気 に お け る 舎 内 温 度 と 気 流 分 布 に つ い て 昭 和5
6年度農業施設学
2
.
会大会講演要旨集: 1
米田裕紀 (
1
9
7
5
) 寒冷地における豚の飼養管理.養豚便り, 2
5,9
11
.
8
0
)
8
1
)
脇本和 昌 (
1
9
9
1
) 統計学,第 1
版
, 日本評論社, 1
4
1
1
5
4
.
8
2
)渡辺
要 (
1
9
6
4
)
暖冷房設計用地中温度,空気調和・衛生工学会, 3
8
(
2
)
:2
3
-
3
2
渡辺要 (1
9
6
5
) 建築計画原論 I
I,丸善, 6
3
6
4
.
8
3
)
1
4
9