Результат интеллектуальной деятельности: Свинарник

Изобретение относится к области сельскохозяйственного производства, а конкретнее, к свиноводческим зданиям.

Одной из важнейших проблем строительства зданий для свиноводства является минимизация их первоначальной стоимости. Современные свинарники снабжены навозосборниками и ямами-накопителями, выполненными с заглублением в грунт. Это обусловливает усложнение конструктивного решения свинарника и увеличение его первоначальной стоимости за счет подземной части, которая составляет 25-40% от общих затрат на возведение объекта в зависимости от условий строительства. При этом наибольшая часть затрат на возведение подземной части приходится на земляные работы по отрывке котлованов. В этой связи представляется важным упрощение конструкции свинарника, снижение объема земляных работ при выполнении обязательных условий ветеринарно-гигиенического содержания животных и экологической безопасности производственно-технологического процесса их содержания.

Известно техническое решение свинарника малогабаритного (Патент РФ на изобретение №2356219 A01K 1/02, опубликовано 27.05.2009. Бюл. №15), включающего яму-накопитель подстилочного навоза и надземную часть - передвижной каркас с тентовой крышей ангарного типа, стенами, воротами, самокормушкой и автопоилкой, и имеющий две ямы-накопителя подстилочного навоза, при этом его надземная часть - передвижной каркас, смонтированный на жесткой раме в виде полозьев с возможностью перестановки и поочередного размещения над каждой из них, причем самокормушка и автопоилка установлены на стене с возможностью их периодического подъема по мере накопления в яме-накопителе подстилочного навоза.

Недостатком указанного технического решения является необходимость устройства в подземной части ямы-накопителя с предварительной отрывкой котлована под нее. Яма-накопитель (навозосборник) подвального типа усложняет конструкцию и требует значительных первоначальных затрат на возведение всего свинарника.

Известен малогабаритный свинарник для содержания животных на глубокой подстилке (Патент РФ на полезную модель №149256 A01K 1/02. Опубликовано 27.12.2014. Бюл. №36). Свинарник выполнен в виде строительного вагончика с входной дверью с одной стороны, двумя окнами и лазами, расположенными с другой стороны, разделенного на два бакса с кормушками и поилками, лазы сопряжены с выгульными площадками с ограждениями, при этом строительный вагончик выполнен с теплоизолированными ограждающими конструкциями, а по периметру оснований стен вагончика жестко крепятся пластины заподлицо с внутренней поверхностью стен вагончика с равным шагом по периметру этих стен, к которым жестко крепятся оголовки, установленные ответно пластинам, винтовые сваи, заглубленные ниже глубокой долго несменяемой подстилки, которая заглублена на ее толщину.

Недостатком указанного технического решения является невозможность устройства подстилки без ее заглубления в грунт, т.е. бесподвальной подстилки, как навозосборника.

Известно техническое решение малогабаритного свинарника (Патент РФ на полезную модель №132681 A01K 1/02. Опубликовано 27.09.2013. Бюл. №27), выполненного в виде строительного вагончика с входной дверью с одной стороны, двумя окнами и лазами, расположенными с другой стороны, разделенного на два бокса с кормушками и поилками, емкостью для сбора навоза, лазы сопряжены с выгульными площадками с ограждениями, строительный вагончик выполнен с теплоизолированными ограждающими конструкциями, на теплоизолированном полу и нижней части стен выполнена гидроизоляция, на уровне которой решетчатый настил, а дно прямоугольной навозоприемной ванны малогабаритного свинарника выполнено в виде перевернутой четырехгранной пирамиды без основания, при этом грань пирамиды, имеющая наибольшую длину медианы, опущенной из вершины пирамиды, имеет наклон к горизонтальной плоскости 0,02-0,03°, а вершина пирамиды совпадает с местом отбора навоза при его выгрузке из навозоприемной ванны.

Недостатком данного технического решения является невозможность его реализации без отрывки котлована для навозосборной ванны.

Известно техническое решение свинарника (Кутухтин Е.Г., Коробков В.А. Конструкции промышленных и сельскохозяйственных зданий и сооружений. М.: Стройиздат. 1995. С.217-220. Листы 158-160), состоящего из надземного каркаса с ограждающими стеновыми конструкциями, окнами, воротами, крышей. В подземной части здания расположены навозосборные и навозоотводящие устройства в виде лотков каналов, перекрытых решетчатым полом. Закладные и соединительные изделия лотков каналов навозоудаления покрыты слоем цинка, тремя слоями лака по грунтовке. Антикоррозионная защита внутренних поверхностей лотков каналов навозоудаления выполнена из двух слоев битмуно-латексно-кукерсольной мастики. Внутри помещения поверхности железобетонных конструкций покрыты гидрофобизирующими кремнийорганическими соединениями.

Недостаток указанного технического решения заключается в том, что в нем предусмотрен навозосборник подвального типа, а его реализация возможна только при наличии котлована.

Прототипом заявляемого технического решения является свинарник Прототипом заявляемого технического решения является свинарник (Патент РФ 2584446 A01K 1/02. 20.05.2016. Бюл. №14), содержащий колонны, установленные на фундаменты, стеновые панели, закрепленные на колоннах, прогоны, кровельные плиты, щелевой пол, устройство для сбора и отведения навоза, которое выполнено в виде прямоугольного заглубления в грунт, как одно целое под всей площадью помещения. Две вертикальные противоположные поверхности прямоугольного заглубления укреплены подпорными стенами, две другие вертикальные противоположные поверхности укреплены листовыми элементами или подпорными стенами. Днище заглубления выполнено из уплотненного грунта и совместно со стенами образует ванну, которая облицована изолирующим ковром из устойчивого к воздействию свиного навоза материала и накрыта щелевым полом, панели которого опираются на горизонтальную поверхность подпорных стен ванны и на балки опорного каркаса. Столбики опорного каркаса установлены на фундаментные плиты, размещенные под облицовочным изолирующим ковром, как отдельные закладные элементы заподлицо с уровнем поверхности уплотненного грунта основания днища ванны, выполненного с уклонами от 0,01 до 0,1 к отверстиям в опорных плитах навозоприемных воронок. Опорные плиты установлены в основание днища ванны, как отдельные закладные элементы. Наименьшее расстояние от наружной поверхности щелевого пола до поверхности облицовочного изолирующего ковра на днище ванны больше суммарного размера толщины панели щелевого пола и балки опорного каркаса. Навозоприемные воронки соединены с трубопроводом навозоудаления, выполненным из устойчивого к воздействию свиного навоза материала. Трубопровод расположен в основании днища ванны с уклоном от 0,001 до 0,01 в сторону выпуска. Перед выпуском на трубопроводе в пределах ванны установлен патрубок с заглушкой, а на противоположном от выпуска конце трубопровод имеет вертикальный участок, торец которого расположен над уровнем щелевого пола на высоте от 50 до 1300 мм и снабжен съемной заглушкой.

Недостатком прототипа является расположение устройства для сбора и отведения навоза (навозосборника) в заглублении в грунт (в подземной части здания). Это связано с необходимостью выполнения земляных работ по устройству котлована для устройства для сбора и отведения навоза (навозосборника), что сопряжено с повышенной первоначальной стоимостью объекта.

Технический результат заключается в снижении первоначальной стоимости здания, улучшении ветеринарно-гигиенических условий содержания животных, а также в обеспечении экологической безопасности эксплуатации свинарников.

Технический результат достигается за счет того, что свинарник состоит из колонн, установленных на фундаменты, цокольных и стеновых панелей, закрепленных на колоннах, прогонов, кровельных плит, щелевого пола, устройства для сбора и отведения навоза. При этом устройство для сбора и отведения навоза установлено на поверхности грунта, а по наружному контуру цокольных панелей на уплотненный грунт уложен теплоизолирующий слой шириной, равной или большей глубины промерзания грунта. Один край теплоизолирующего слоя заведен под цокольную панель на всю ее толщину, а сверху теплоизолирующего слоя расположена отмостка, снабженная гидроизоляционным слоем. Один край гидроизоляционного слоя закреплен на цокольной панели, а в примыкании отмостки к цокольной панели установлен плинтус, закрепленный одной стороной к цокольной панели со свободным опиранием на отмостку другой стороной.

Обоснование достижения результата.

Для нормального и продуктивного развития животных содержат в помещениях, образованных шатровым каркасом с ограждающими конструкциями. Такое решение является наиболее технологичным в реализации и наиболее эффективным в эксплуатации. Шатровый каркас образован колоннами, установленными на фундаменты. На колоннах закреплены балки, на которых установлены прогоны. На прогонах уложены и закреплены кровельные элементы. Вертикальные ограждающие конструкции (стены) выполнены из стеновых панелей, закрепленных на колоннах. Такое решение здания свинарника позволяет обеспечить защиту внутреннего пространства от воздействия внешней среды (атмосферных осадков, ветра, температуры воздуха и др.) и создать необходимые микроклиматические условия для реализации технологического процесса содержания животных. Для обеспечения требуемых микроклиматических условий в здании свинарника и теплоэнергоснабжения при его эксплуатации ограждающие конструкции в виде цокольных панелей, стеновых панелей и кровельных элементов выполнены многослойными, снабженными утеплительным слоем. Такой тип ограждающих конструкций позволяет повысить индустриальность и быструю возводимость здания свинарника, сократить сроки строительства и на этой основе уменьшить первоначальные затраты на него. Животных в свинарнике располагают на щелевом полу, который установлен на опорном каркасе. Щелевой пол покрывает всю технологическую площадь свинарника. Образующийся навоз сквозь щели пола попадает в ванну устройства для его сбора и удаления. Через навозоприемные воронки навоз поступает в трубопровод навозоудаления, по которому отводится за пределы здания. Указанное решение позволяет обеспечить надлежащие ветеринарно-гигиенические условия содержания животных в свинарнике. В заявляемом техническом решении предусмотрено устройство для сбора и отведения навоза (навозосборник), которое размещено на поверхности земли без заглубления в грунт в пределах цокольного пространства. Для этого цокольные панели установлены с закреплением на ростверки фундаментов. Ростверки фундаментов расположены на уровне поверхности земли. Устройство для сбора и отведения навоза выполнено в виде изолирующего ковра с отогнутыми вверх краями, закрепленными на элементах, установленных на колоннах и стенах, или на колоннах или на стенах, в зависимости от конструкции здания. Образованная ванна имеет днище, опирающееся на уплотненный грунт. Такое решение устройства для сбора и отведения навоза (навозосборника) позволяет не отрывать котлован и за счет снижения объема земляных работ существенно снизить первоначальную стоимость свинарника при прочих равных условиях. Для предотвращения промерзания в холодный период года грунта и его пучения под зданием свинарника и негативного воздействия отрицательных температур на навозосборник по наружному периметру цокольных панелей на уплотненный грунт уложен теплоизолирующий слой, сверху которого расположена отмостка. Теплоизолирующий слой выполнен из пористого материала, например, пенополистирола, пенополиуретана, пенобетона, газобетона и др. Толщина теплоизолирующего слоя определяется теплотехническим расчетом применительно к условиям строительного объекта. Грунт, расположенный по наружному периметру здания свинарника, служит основанием для теплоизолирующего слоя, защитного слоя и отмостки. Для предотвращения недопустимой деформации основания грунт уплотняют. Это позволяет повысить его несущую способность для восприятия действующих нагрузок. В процессе эксплуатации здания между его цокольной панелью и отмосткой образуется щель, в которую попадает атмосферная вода, стекающая со стены. Для предотвращения указанного недостатка отмостка снабжена гидроизоляционным слоем, один край которого закреплен на цокольной панели. При этом на стыке цокольной панели с отмосткой установлен плинтус, который позволяет предотвратить попадание атмосферной воды в щель и защищает гидроизоляционный слой от возможных механических воздействий, а также от негативного воздействия солнечных лучей на материал гидроизоляционного слоя. Образование и расширение трещины между цокольной панелью и отмосткой происходит в основном за счет перемещения отмостки. Для обеспечения надежного укрытия трещины от атмосферных осадков плинтус закреплен к цокольной панели при свободном опирании на отмостку. При таком техническом решении установки плинтуса обеспечивается укрытие примыкания отмостки к цокольной панели даже при значительных перемещениях отмостки. В холодный период года вследствие промерзания грунта возможно его пучение под элементами здания. Кроме того, вследствие промерзания грунта возможно негативное воздействие на днище ванны навозосборника. Для предотвращения указанного негативного воздействия низких температур по наружному периметру цокольных панелей уложен теплоизолирующий слой. Теплоизолирующий слой заведен под цокольную панель на всю ее толщину, а вся остальная его часть накрыта отмосткой. Такое решение позволяет предотвратить деформации конструкции и грунта из-за значительной разницы между температурами внутри и снаружи здания свинарника. Ширина теплоизолирующего слоя, которая должна быть не менее размера глубины промерзания грунта в районе строительства, обусловлена закономерностями распространения теплового потока (потока холода) в грунтах. Чем дальше от наружной стены, тем путь потока холода через грунт к днищу ванны больше. Можно считать, что на известном расстоянии от наружной стены поступления холода через грунт нет вообще. По известной методике определения теплопотерь через полы по грунту ширина охлаждающей полосы днища ванны составляет участок, ограниченный линией, проведенной под углом 45° из точки, соответствующей глубине промерзания грунта под наружной стеной. Уложенный по наружному периметру цокольных панелей теплоизолирующий слой, ширина которого равна глубине промерзания грунта в районе строительства, отодвигает точку промерзания, из которой под углом 45° определяют путь охлаждения грунта. Таким образом, ширина теплоизолирующего слоя должна быть не менее размера глубины промерзания грунта. Если ширина будет меньше указанного значения, то возможно чрезмерное охлаждение днища ванны с соответствующими негативными последствиями. Если ширина теплоизолирующего слоя будет больше глубины промерзания грунта, то будет просто перерасход теплоизоляционного материала без эффективного его использования.

Отмостка предназначена не только для отведения атмосферной воды непосредственно от цокольной панели и предотвращения ее непосредственного поступления к подземной части здания, но и для защиты теплоизолирующего слоя от повреждения при механических воздействиях. В связи с этим, ширина отмостки должна быть больше ширины теплоизолирующего слоя. В противном случае теплоизолирующий слой, как правило, хрупкий, будет незащищенным от механического повреждения.

Совокупность представленных признаков позволяет получить указанный выше технический результат.

На фиг. 1 представлен поперечный разрез свинарника.

Свинарник состоит из колонн 1, установленных на ростверки 2 фундаментов 3. Фундаменты 3 установлены в грунте 4 без отрывания котлованов под них (в вытрамбованных котлованах или свайные, или свайно-винтовые) или с отрыванием котлована (столбчатые). На колоннах 1 посредством крепежных косынок 5 установлены балки 6. На балках 6 закреплены прогоны 7, на которых установлены кровельные элементы 8. Поверх кровельных элементов 8 установлено кровельное покрытие 9. Балки 6 соединены между собой посредством крепежной косынки 10. Соединения элементов колонн 1, балок 6 выполнены посредством резьбовых элементов. Узлы соединения взаимно расположенных колонн 1 и балок 6 снабжены затяжкой 11, которая шарнирно закреплена на крепежных косынках 5. При этом затяжка 11 закреплена с натяжением. На ростверках 2 фундаментов 3 установлены цокольные панели 12. На колоннах 1 установлены стеновые панели 13. На уплотненный грунт 14 уложен изолирующий ковер 15, отогнутые вверх края которого закреплены на элементах 16, установленных по внутреннему периметру здания на его колоннах 1 и/или стеновых панелях 13, и на опорных балках 17 каркаса щелевого пола 18. По периметру щелевого пола 18 установлены его сплошные (без щелей) панели 19. Уложенный таким образом облицовочный изолирующий ковер 15 представляет собой устройство для сбора и отведения навоза. В днище указанного устройства установлены навозоприемные воронки 20, соединенные с трубопроводом 21 для удаления навоза. По наружному периметру свинарника на уплотненный грунт 14 уложен теплоизолирующий слой 22, сверху которого расположена отмостка 23. На соединении цокольной панели 12 и отмостки 23 установлен плинтус 24 с закреплением на цокольной панели 12 и свободным опиранием на отмостку 23.

Свинарник работает следующим образом.

Здание свинарника образовано каркасом, колонны 1 которых закреплены на ростверках 2 фундаментов 3, которые установлены в грунте 4. В качестве фундаментов предусмотрены фундаменты в вытрамбованных котлованах или свайные, или свайно-винтовые, или столбчатые. На колоннах 1 посредством крепежных косынок 5 с уклоном к горизонтали установлены балки 6, которые соединены между собой посредством крепежных косынок 10. Соединения указанных элементов выполнены резьбовыми элементами. Для предохранения коррозии указанные элементы, детали колонн 1 и балок 6, а также крепежные косынки 5, 10 покрыты защитным слоем, например, из цинка. Вертикальные ограждающие конструкции выполнены из установленных на ростверки фундаментов 3 цокольных панелей 12 и установленных на колоннах 1 стеновых панелей 13. Крыша выполнена из элементов в виде снабженных утеплителем кровельных элементов 8, которые закреплены на прогонах 7, установленных на балках 6. Для защиты от атмосферных осадков крыша снабжена кровельным покрытием 9. По наружному периметру цокольных панелей 12 на уплотненный грунт 14 уложен теплоизолирующий слой 22, сверху которого расположена отмостка 23. Для защиты стыка цокольной панели 12 и отмостки 23 от воздействия атмосферных осадков установлен плинтус 24, закрепленный на цокольной панели 12 и свободно опирающийся на отмостку 23. Для обеспечения поперечной жесткости каркаса на взаимно противоположных узлах соединения колонн 1 и балок 6 установлена с натяжением затяжка, которая шарнирно закреплена на крепежных косынках 5 и выполнена из стержня или гибкого троса.

Совокупность указанных несущих и ограждающих конструкций обеспечивает организацию помещения для содержания животных и служит основой для обеспечения надлежащих ветеринарно-гигиенических условий.

Животных содержат в станках или загородках на щелевом полу 18. Одним из результатов жизнедеятельности животных в свинарнике является навоз, который при образовании проваливается в ванну устройства для сбора - и отведения навоза (навозосборника), установленного на поверхности грунта без заглубления. Днище устройства для сбора и отведения навоза уложено на слой уплотненного грунта под щелевым полом 18.

Для поддержания надлежащих ветеринарно-гигиенических условий содержания животных в свинарнике производственный персонал производит мокрую уборку, смывая остатки свиного навоза сквозь щелевой пол 18 в устройство для сбора и отведения навоза. В указанном устройстве навоз, состоящий из жидкой и взвешенной частей, по уклонам днища стекает к навозоприемным воронкам 20. Из навозоприемных воронок 20 свиной навоз поступает в трубопровод 21 навозоотведения.

Днище и стены устройства для сбора и отведения навоза облицованы изолирующим ковром 15 как одно целое по всей поверхности, выполненным из устойчивого к воздействию свиного навоза материала, например, из геомембраны на основе полиэтилена. Устойчивость к воздействию свиного навоза, характеризуемое значительной агрессивностью по отношению ко многим конструктивным строительным материалам, позволяет предотвратить попадание жидкой составляющей навоза в подстилающий грунт 4. Это создает условия для повышения экологической безопасности свинарника.

Нагрузка на днище ванны навозосборника от свиного навоза позволяет ограничиться устройством основания из уплотненного грунта 14, а не из бетона, железобетона или другого строительного материала. Это позволяет значительно снизить стоимость свинарника. Уплотнение грунта 14 с образованием уклонов к навозоприемным воронкам 20 позволяет обеспечить самотечное перемещение свиного навоза к их отверстиям.

Совокупность новых элементов позволяет получать технический результат, заключающийся в снижении первоначальной стоимости здания, улучшении ветеринарно-гигиенических условий содержания животных, а также в обеспечении экологической безопасности эксплуатации свинарников.