Одним из важнейших элементов животноводческого помещения является конструкция пола в местах отдыха животных. Только с полом происходит непосредственный контакт у животного. Теплопотери через пол могут достигать 41,9 Дж на 1 м2 с поверхности животного в час, а при продолжительности контакта с полом в течение 12 ч потери тепла животного соответствуют калорийности 2–3 л молока. Для восполнения этих потерь животным приходится расходовать большее количество энергии, что приводит к увеличению расхода кормов и, следовательно, себестоимости продуктов животноводства.

Полы животноводческих помещений находятся в условиях постоянного воздействия воды, что определяет повышенное внимание к вопросу водопоглощения, водостойкости и водопроницаемости материалов полов.

От влажности пола зависят теплофизические характеристики. Например, влажность покрытий полов, находящихся в эксплуатации, может быть для бетона 6-10 %, кирпича 10–20 %, древесины 20–55 %. Кроме того, в водопроницаемых полах могут сохраняться и размножаться возбудители многих опасных заболеваний, а их дезинфекция практически невозможна, поэтому часто приходится удалять не только пол, но и грунт на достаточную глубину. Из этого следует, что полы должны иметь минимальное водопоглощение, чтобы их можно было легко и эффективно дезинфицировать.

Пол должен быть ровным и не скользким. В то же время пол не должен быть слишком абразивным, чтобы не вызвать повреждения копыт и кожных покровов. Излишне жесткий пол вызывает общую усталость животных, хромоту и снижает их продуктивность. В помещениях с эластичными полами животные охотнее и дольше лежат, что положительным образом влияет на их состояние. Допустимыми для эксплуатации в животноводческих помещениях можно считать материалы покрытий полов, имеющие среднее значение сцепления в пределах 0,37—0,8 МПа и истираемость копытного рога в пределах 0,1–0,2 г/см2.

В настоящее время в животноводческих зданиях применяют в основном деревянные, бетонные, асфальтовые, кирпичные полы и полы из грунтовых материалов.

Самые распространенные — деревянные полы. Существуют различные типы этих полов. Дощатые полы по бетонному или глиняному основанию представляют собой настил из досок, прибитых к лагам, втопленным в подготовку из утрамбованного слоя глины или бетона. Подготовка должна быть значительной глубины и достаточно плотная. Толщина досок должна быть не менее 40 мм. Однако эти полы имеют существенные недостатки: срок службы их не превышает 2–3 года, а частичный ремонт необходим уже через несколько месяцев после начала эксплуатации; для деревянных полов требуется большое количество древесины хвойных пород; при сильном увлажнении древесина становится скользкой.

Известны торцовые полы из обрезков древесины хвойных или твердых пород, однако из-за высокой стоимости и сложной технологии их применение ограничено.

Оценкой условной классификации полов на «теплые» и «холодные» может быть коэффициент относительного теплопоглощения еот, представляющий отношение количества тепла, поглощенного 1 м2 пола при пребывании на нем сельскохозяйственного животного, к количеству тепла, выделяемому 1 м2 поверхности животного за определенное время. При этом для холодных полов значение еот больше единицы, а для теплых — менее единицы, что дает возможность классифицировать уровни качества пола по этому показателю:

□ менее 0,7 — отлично;

□ от 0,7 до 0,9 — хорошо;

□ от 0,9 до 1,1 — удовлетворительно;

□ от 1,11 до 1,31 — плохо;

□ более 1,31 — недопустимо.

Для сухих деревянных полов значение коэффициента еот равно или меньше 0,7, т. е. древесина действительно является достаточно качественным материалом, отвечающим требованиям прочности и малой теплопроводности. Однако в животноводческих помещениях под влиянием климатических, биологических, эксплуатационных и механических факторов деревянные полы разрушаются в течение одного-полутора лет, а для лиственных пород срок службы не превышает одного года.

При внедрении технологии модификации древесины малотоксичными фенолформальдегидными смолами (вакуумирование в течение 0,5–1 ч, сквозная пропитка полимерным составом при избыточном давлении до 0,2–0,5 МПа в течение 3–5 ч с последующим отверждением модификатора при повышенной температуре от 60 до 80 °C в течение 3–4 ч с возможным повторением цикла и окончательной термообработкой при температуре 110–130 °C) увеличились прочностные свойства полов, твердость и ударная вязкость. Значительно повысилась стойкость древесины к агрессивным воздействиям животноводческих помещений, т. к. полимер, заполняя структуру древесины при сквозной пропитке, резко снижает скорость и уровень увлажнения, повышает огнестойкость, атмосферостойкость, химическую и биологическую устойчивость. Технология устройства полов из модифицированной древесины не отличается от общепринятой традиционной. Срок службы таких полов составляет не менее 15 лет и может быть значительно увеличен при внесении некоторых конструктивных решений и дополнительных мероприятий.

Примером таких конструктивных решений могут быть полы в виде щитов размером на стойло, что позволило организовывать проветривание и дезинфекцию основания, а также производить замену полов секциями в зависимости от их состояния. Конструкция щитов выполнена на специальных самозаклинивающихся элементах и защищена авторским свидетельством на изобретение.

Разновидностью деревянных полов являются полы с теплоотражающим экраном, позволяющие предотвратить отток тепла от сельскохозяйственных животных и снизить тепловые и энергозатраты. Данная разработка также защищена патентом.

Содержание животных на дощатых полах менее эффективно по сравнению с технологией по методу инженера А. И. Орехова — автора разработки содержания сельскохозяйственных животных на платформе с применением решетчатых полов и автоматизированной системой уборки навоза дельта-скрепером. Такая технология позволяет повысить производительность труда обслуживающего персонала, сократить падеж скота, снизить энергозатраты животных, уменьшить расход кормов. Однако пребывание животных на металлических решетках отрицательно сказывается на их здоровье, а используемые пластмассовые и деревянные решетки недолговечны.

Группой ученых НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет) была выполнена работа по созданию решеток из модифицированной древесины, армированных металлическими стержнями, что позволило увеличить срок службы полов в несколько раз. Совместно с ЗапСибНИПИАгроПром разработаны и переданы для реализации типовые проекты различных животноводческих помещений с содержанием животных на платформе и решетчатых полах.

Кроме деревянных полов широкое распространение в Западно-Сибирском и других регионах нашли монолитные и сборные полы из пенополистиролкерамзитобетона, пенополистиролшлакобетона, пенополистиролаглопоритобетона, представляющие собой двухслойную конструкцию из легкого бетона и защитного растворного покрытия из цементосодержащей композиции на основе отходов асбестоцементного производства (рис. 8.1).

Подстилающий слой или основание толщиной 120–150 мм выполняется из легкого бетона прочностью не ниже 7,5 МПа. Плотность таких бетонов с пенополистирольным заполнителем составляет не более 700–900 кг/м3. Защитное покрытие выполняется толщиной 20–30 мм раствором прочностью 10 МПа, водопоглощением не более 2 мас.%.

Полы устраиваются по спрофилированному и утрамбованному грунту или по песчаной подготовке. Поверхность пола имеет уклон в сторону канализационных лотков 1–2 см на 1 м стойла. Полы отличаются высокими теплотехническими показателями, т. к. коэффициент теплопроводности основного слоя составляет не более 0,23 Вт/(м-ºС), а коэффициент тепловой активности при толщине основного слоя 120 мм и защитного слоя 25 мм не превышает 30 кДж/(м2-с1/2-°С), что соответствует показателям полов из древесины в сухом состоянии. Они обладают высокой коррозийной стойкостью, водостойкостью и малой гигроскопичностью, в результате чего во время эксплуатации практически не увлажняются.

Полы могут быть изготовлены по заводской технологии, с доставкой и монтажом их на строящемся объекте и последующей заделкой стыков, или монолитно с использованием на месте строительства обычного бетоносмесителя. Последние устраиваются в два этапа. Сперва расстилается основной слой из пенополистиролкерамзитобетона или другого легкого бетона, а затем устраивается покрытие из раствора с использованием отходов асбестоцементного производства с цементом, гидрофобизирующей и полимерной добавками.

Еще одной отличительной особенностью полов с добавкой пенополистирола и защитного покрытия из отходов АЦП с полимерной и гидрофобизирующей добавками является проявление упругости, что весьма важно при контакте сельскохозяйственных животных с полом. Упругий эффект проявляется за счет специально подобранной рецептуры и технологии вспенивания полистирола, а также определенных режимов укладки слоев пола. Предложенный оригинальный технологический прием устройства полов из бетонов на минеральной связке с упругим или демпфирующим эффектом защищен патентом и отвечает требованиям простоты и доступности в реализации.

Эксплуатируемые в ряде хозяйств Новосибирской и других областей полы по предложенной технологии стоят без ремонта в течение 15–18 лет. Опыт их эксплуатации позволяет сделать вывод о высокой эффективности и достаточной биологической совместимости с нахождением животных на данных полах. В зимнестойловый период температура таких полов не опускается ниже 10–11 °C, в то же время деревянные полы в этих условиях имеют температуру не более 2–3 °C, что объясняется высокой гигроскопичностью обычной немодифицированной древесины. [129, 130]

Для создания более теплого покрытия полов для коровников был предложен способ поризации резинового покрытия.

Способы, дающие резину с открытыми порами, для полов животноводческих помещений были непригодны. Кроме того, пористые резины вследствие развитой внутренней поверхности более подвержены старению.

Выбран способ, лишенный этих недостатков, суть которого заключается во введении суспензионного (бисерного) полистирола в резиновую смесь. При горячей вулканизации заготовки он значительно увеличивается в объеме и создает в резиновой плите покрытия линзообразные (за счет давления пресса на изделия) поры. Наличие пор линзообразной формы заметно снижает теплопотери покрытий полов в местах отдыха животных. Полы с таким покрытием не требуют устройства подготовки из легкого бетона. Повышаются их зоогигиенические свойства, поскольку теплое покрытие препятствует образованию конденсата, что положительно сказывается на физиологическом состоянии животных. Снижается их травматизм в результате меньшего скольжения на полу.

Практика показала, что пол с поризованным покрытием поглощает тепло на 20 % меньше, чем пол с обычным покрытием, что позволяет применять его для бесподстилочного содержания всех половозрастных групп крупного рогатого скота. Кроме того, его можно укладывать на подготовку из тяжелого бетона, что значительно упрощает и удешевляет устройство полов, долговечность которых к тому же значительно возрастает, становясь сравнимой с долговечностью всего здания.

Так, лежание животных на поризованном покрытии было на 1,5–2 ч дольше по сравнению с лежанием на плитах без поризации. Не было случаев скольжения, падения и травм животных, что имело место на полах с традиционным покрытием. Клиникофизиологическое состояние животных было удовлетворительным, а его основные показатели (ректальная температура, частота пульса и дыхания) не превышала нормы. [131]

Одной из последних разработок лаборатории компании «БИРСС» было напольное покрытие для животноводческих комплексов и ферм БИРСС Контакт-Флекс. В его состав в качестве наполнителя входит резиновая крошка, что позволяет значительно улучшить условия содержания животных, а значит, повысить эффективность работы комплекса. [81]