مرغداری‌های قاب فولادی: مقاوم در برابر شرایط آب‌وهوایی شدید

چرا ساخت‌وساز با قاب فولادی برای مرغداری‌های مقاوم در برابر آب‌وهوا ضروری است

تأثیر آب‌وهوا و شرایط جوی بر زیرساخت‌های مرغداری

ضربه مالی ناشی از آب‌وهواهای شدید به مراکز پرورش طیور در ایالات متحده حدود ۷۴۰ میلیون دلار در سال است که بر اساس داده‌های وزارت کشاورزی آمریکا (USDA) در سال ۲۰۲۳ گزارش شده است. بیشتر این مشکلات ناشی از سازه‌های ساختمانی چوبی است که حدود ۸۳ درصد از تمام فروشدهای مرتبط با آب‌وهوا را تشکیل می‌دهند. تأسیسات با قاب فولادی حفاظت بهتری در برابر این مشکلات ارائه می‌دهند، زیرا از موادی ساخته شده‌اند که به راحتی نمی‌سوزند و تحت فشار تغییر شکل نمی‌دهند. این سازه‌ها تقریباً هر چیزی را که طبیعت به آنها وارد می‌کند، تحمل می‌کنند و در دماهای بین ۴۰- درجه فارنهایت تا ۱۲۰ درجه فارنهایت، سطوح رطوبتی بالاتر از ۹۰ درصد و سرعت بادهای پایدار تا ۱۳۰ مایل در ساعت مقاومت می‌کنند. چوب معمولی در اینجا اصلاً نمی‌تواند رقابت کند. زمانی که میزان رطوبت از ۱۲ درصد فراتر رود — که اساساً نقطه‌ای است که پس از تنها شش ماه قرار گرفتن در معرض عوامل جوی، تجزیه بیشتر چوب‌ها آغاز می‌شود — فولاد بدون هیچ نشانه‌ای از ضعف، محکم و پایدار باقی می‌ماند.

پوشش حرارتی و تاب‌آوری آب‌وهوایی در ساختمان‌های پرورش طیور

وقتی صحبت از حفظ آسایش پرندگان در آب‌وهوای سرد می‌شود، ساختمان‌های فلزی چیزی را ارائه می‌دهند که ساختمان‌های سنتی پرورش طیور نمی‌توانند به آن دست یابند. ثبات حرارتی به لطف سیستم‌های عایق‌کشی مداومی که امروزه شاهد آن هستیم، حدود ۴۷ درصد بهتر است و معمولاً شامل دیواره‌های با ضریب مقاومت حرارتی R-30 و حتی سقف‌های بهتر با ضریب R-38 می‌شود. کشاورزان از فناوری پیشرفته مانع بخار نیز بهره می‌برند که مشکلات تراکم رطوبت را قبل از شروع متوقف می‌کند و رطوبت داخلی را کمتر از ۷۰ درصد نگه می‌دارد؛ این موضوع بسیار حیاتی است، زیرا هر مقدار بالاتر از این سطح، سیستم تنفسی پرندگان را تحت فشار جدی قرار می‌دهد. آزمایش‌های انجام‌شده در هوای سرد نیز نتایج چشمگیری نشان داده‌اند. در دمای منفی ۲۰ درجه فارنهایت، ساختمان‌های فلزی پرورش طیور حرارت را حدود دو و نیم برابر بهتر از معادل چوبی خود حفظ می‌کنند. این بدین معناست که صرفه‌جویی واقعی در هزینه‌ها برای مزارعی که در زمستان‌های سخت فعالیت می‌کنند رخ می‌دهد و هزینه‌های گرمایشی را طبق تحقیقات منتشرشده در سال گذشته در مجله پرورش طیور، تقریباً ۴۰ درصد کاهش می‌دهد.

استحکام و دوام بالای سازه‌های فولادی تحت تنش

چارچوب‌بندی فولادی که استانداردهای گواهی‌نامه را رعایت می‌کند، قادر است بارهای برف حدود 0.7 کیلونیوتن بر متر مربع را طبق آیین‌نامه‌های ساختمانی چین در سال 2022 و همچنین نیروهای باد برداشته شده بیش از 150 پوند بر فوت مربع را تحمل کند. این مقدار در واقع دو برابر آن چیزی است که سازه‌های چوبی معمولی که مطابق با آیین‌نامه ساخته شده‌اند می‌توانند تحمل کنند. از نظر دوام بلندمدت، قطعات فولادی گالوانیزه در طی پنجاه سال تنها حدود 0.003٪ از یکپارچگی خود را از دست می‌دهند. در مقایسه، چوب تحت فشار تیمار شده در عرض تنها پانزده سال حدود 12٪ از استحکام خود را از دست می‌دهد. آزمایش‌های عملی تنش نشان می‌دهند که سالن‌های مرغداری فولادی حتی در شرایط بارگذاری 200 پوند بر فوت مربع، با حرکتی کمتر از نیم اینچ پایداری خود را حفظ می‌کنند. این نوع پایداری ساختاری باعث می‌شود تجهیزات مهم مزرعه به‌صورت نرم و بدون مشکل کار کنند و جریان تهویه مناسب حفظ شود، صرف‌نظر از اینکه چه نوع شرایط آب‌وهوایی شدیدی به منطقه حمله کند.

آسیب‌پذیری مقایسه‌ای مزارع مرغداری چوبی در مقابل فولادی

مزرعه‌های طیور با سازه چوبی در طول یک دوره ۱۰ ساله به میزان ۶۰٪ نگهداری بیشتری نیاز دارند و در بادهایی با سرعت تنها ۴۰ تا ۵۰ مایل بر ساعت از کار می‌افتد (بررسی ساختاری مزارع وزارت کشاورزی آمریکا، ۲۰۲۳). در مقابل، سازه‌های فولادی این مزایا را دارند:

• ۸۹٪ کاهش خطر فروپاشی سقف تحت بار ۱۲ اینچ برف
• کاهش ۷۲٪ خسارات ناشی از رطوبت در محیط‌های با رطوبت بالا
• طول عمر عملیاتی ۴٫۱ برابر بیشتر (بیش از ۵۰ سال در مقایسه با میانگین ۱۲ سال برای چوب)
  این مزایا با وجود هزینه اولیه بالاتر، فولاد را در طول یک دوره ۲۵ ساله، ۳۴٪ مقرون‌به‌صرفه‌تر از هر فوت مربع نسبت به سایر مواد می‌کند.

مقاومت ساختاری در برابر بار باد، برف و زلزله در مزارع طیور فولادی

عملکرد ساختاری در شرایط باد شدید

مزرعه‌های طیور فلزی که امروزه ساخته می‌شوند، در برابر بادهای شدید به‌طور قابل توجهی مقاومت می‌کنند و اغلب بر اساس مقررات ساختمانی طوری طراحی شده‌اند که بتوانند در برابر پرخاش‌های بادی با سرعت بیش از ۱۲۰ مایل در ساعت مقاومت کنند. استحکام چشمگیر فولاد نسبت به وزن آن به این معناست که کشاورزان می‌توانند سازه‌هایی با اتصالات محکم و طراحی‌های سقفی بسازند که از بلند شدن سازه توسط باد جلوگیری کنند. ساختمان‌های سنتی چوبی در شرایط شدید تمایل به ترک خوردن یا شکستن دارند، در حالی که قاب‌های فولادی حتی زمانی که طبیعت دچار بحران می‌شود نیز به هم متصل می‌مانند. این موضوع اهمیت زیادی دارد، زیرا مرغ‌ها را در داخل ایمن نگه می‌دارد و تجهیزات گرانقیمت مزرعه را در برابر آسیب‌های ناشی از رویدادهای طوفانی غیرقابل پیش‌بینی که به نظر می‌رسد امروزه بیشتر اتفاق می‌افتند، محافظت می‌کند.

ظرفیت بار برف و یکپارچگی سقف در مناطق سردسیر

انبار مرغ فولادی با استفاده از سیستم های تقویت شده و سقف های شیب دار، در برابر بار برف بیش از 40 پی اس اف مقاومت می کند. مهندسی مداوم مسیر بار، توزیع وزن را تضمین می کند و از سقوط سقف در مناطق بارندگی شدید جلوگیری می کند. اجزای فولادی گالوانیزه در برابر خوردگی از نمک های ضد یخ و قرار گرفتن در معرض رطوبت مقاومت می کنند و عملکرد را در طول چرخه های یخ زدگی حفظ می کنند.

مقاومت لرزه ای ساختمان های مزرعه مرغ با قاب فولادی

ماهیت انعطاف پذیر فولاد امکان دفع انرژی کنترل شده را در حوادث لرزه ای فراهم می کند و آسیب های زلزله را در مقایسه با سازه های بتنی 68٪ کاهش می دهد (2023 تحقیقات مهندسی سازه). اتصال های محور محور شده اجازه می دهد تا انعطاف کمی بدون تغییر شکل دائمی داشته باشد، و خانه مرغ را پس از زلزله های متوسط عملیاتی نگه دارد.

استانداردهای مهندسی برای مقاومت در برابر خطرات متعدد

مزرعه‌های طیور فولادی پیشرو، مطابق با استانداردهای IBC (کد ساختمانی بین‌المللی) و ASCE 7-22 برای مقاومت ترکیبی در برابر باد، برف و زلزله عمل می‌کنند. طرح‌های تأییدشده توسط شخص ثالث، خطرات خاص هر محل را از طریق موارد زیر بررسی می‌کنند:

• نقشه‌برداری سرعت باد مختص محل
• محاسبات بار برف بر اساس داده‌های آب‌وهوا در دوره 50 ساله
• نیازمندی‌های فونداسیون تنظیم‌شده با توجه به نوع خاک

این رویکرد یکپارچه، تاب‌آوری در برابر شرایط آب‌وهوایی را تضمین می‌کند و در عین حال عملکرد بهینه تهویه و عایق‌بندی را که برای سلامت طیور حیاتی است، حفظ می‌کند.

سیستم‌های مطمئن سقف‌گذاری برای کاربردهای مزارع طیور در شرایط آب‌وهوایی سخت

محافظت در برابر باد، باران، برف و تگرگ

سقف‌های فولادی که برای مزارع طیور ساخته می‌شوند، می‌توانند شرایط بسیار سختی را تحمل کنند و در برابر بادهایی با سرعت بیش از ۱۴۰ مایل در ساعت مقاومت کرده و از تخریب توسط تگرگ‌هایی به اندازه دو اینچ نیز جلوگیری می‌کنند. این صفحات به گونه‌ای به هم قفل می‌شوند که از نفوذ باران به داخل توسط باد جلوگیری می‌کنند و سازه‌های پشتیبانی بسیار محکم اضافی، سقف را حتی در شرایط انباشتگی برف سنگین در ماه‌های زمستانی نیز سالم نگه می‌دارند. مواد ساختمانی سنتی در هنگام بارش شدید یا یخ‌زدگی آب را جذب می‌کنند، اما فولاد این مشکل را ندارد، چرا که سطح آن هیچ ماده‌ای را جذب نمی‌کند. این ویژگی در طوفان‌ها یا سایر شرایط آب‌وهوایی شدید که نفوذ رطوبت می‌تواند به مرور زمان خسارت جدی ایجاد کند، تفاوت بزرگی ایجاد می‌کند.

مقاومت در برابر خوردگی و فناوری‌های پوشش‌دهی در سقف‌های فلزی

فولاد پوشش‌داده‌شده با روی G90 حدود سه برابر بیشتر از فولاد معمولی که امروزه در سقف‌های مزارع استفاده می‌شود، در برابر زنگ‌زدگی محافظت می‌کند. پوشش‌های جدیدتر PVDF واقعاً در مواردی که ساختمان‌ها در معرض هوای شور نزدیک خطوط ساحلی قرار دارند، برجسته می‌شوند. این پوشش‌های پیشرفته ساختارها را بسیار طولانی‌تر سالم نگه می‌دارند و بر اساس تحقیقات مؤسسه ساختمان‌های کشاورزی در سال 2023، پس از بیست و پنج سال، تخریب فلز را حدود 82 درصد کاهش می‌دهند. این موضوع به‌ویژه برای عملیات مرغداری اهمیت دارد، زیرا زنگ‌زدگی تنها ظاهر بدی ندارد، بلکه واقعاً به ساختار ساختمان نفوذ می‌کند و حفظ استانداردهای بهداشتی مناسب در داخل این مرغ‌سرایها را در طول زمان عملاً غیرممکن می‌سازد.

مزایای هزینه‌ای بلندمدت سیستم‌های سقف‌بندی با دوام

طول عمر ۴۰ تا ۷۰ ساله سقف‌های فولادی، عملکردی ۳۰۰٪ بهتر از جایگزین‌های آسفالته دارد و هزینه‌های نگهداری در طول عمر سازه ۶۰٪ پایین‌تر است. سطوح بازتابنده، مصرف انرژی سرمایشی را هر ساله به میزان ۱۸ تا ۲۵٪ کاهش می‌دهند، در حالی که شرکت‌های بیمه به دلیل مقاومت اثبات‌شده در برابر طوفان، تخفیف ۱۰ تا ۱۵٪ی حق بیمه برای سالن‌های مرغداری با سقف فلزی ارائه می‌دهند.

شیب بهینه‌سازی‌شده سقف و طراحی زهکشی برای مقاومت در برابر سیل و طوفان

طراحی شیب و زهکشی برای جلوگیری از تجمع آب

م farms مرغداری که در مناطق مستعد سیلاب واقع شده‌اند، باید حداقل دارای شیب ۲٪ در پشت بام خود باشند که این مطابق با آخرین دستورالعمل‌های ASCE 7-22 است. این شیب به زهکشی سریع آب از سطح پشت بام کمک می‌کند. با این حال، ساخت‌وساز همیشه کامل نیست؛ بنابراین این حداقل الزامات برای فرورفتگی‌ها و دره‌های اجتناب‌ناپذیری در نظر گرفته شده است که در غیر این صورت ممکن است آب در آن نقاط جمع شود. انجمن مهندسان عمران آمریکا داده‌های جالب توجهی در این زمینه ارائه کرده است. آنها دریافته‌اند که تنها یک اینچ آب ایستاده، حدود ۵٫۲ پوند بر هر فوت مربع تنش اضافی بر سازه‌های ساختمانی وارد می‌کند. این موضوع زمانی واقعاً مشکل‌ساز می‌شود که طوفان‌های گرمسیری وارد منطقه شوند، چرا که چیزی که به عنوان تجمع جزئی آب آغاز می‌شود، در صورت مدیریت نادرست از ابتدا، به سرعت می‌تواند به یک مشکل ساختاری بزرگ تبدیل شود.

ادغام آبهای فضایی و لوله‌های رهاکننده در مناطق با بارش شدید

سیستم‌های زهکشی با ظرفیت بالا از سرریز شدن در رویدادهای طوفان صدم ساله جلوگیری می‌کنند. سقف‌های ساختمان‌ها در مناطق مستعد طوفان نیازمند آب‌روهایی هستند که برای تحمل نرخ بارش ۷ تا ۹ اینچ در ساعت طراحی شده باشند و همراه با لوله‌های فرعی اضافی که حداکثر هر ۵۰ فوت یکی قرار گرفته‌اند. مطالعات نشان می‌دهند کشاورزانی که از سیستم‌های مطابق با استاندارد میامی-دیده TAS 110 استفاده می‌کنند، ۶۲٪ کاهش در ادعاهای خسارت سیل نسبت به سیستم‌های متداول داشته‌اند.

مطالعه موردی: مزرعه مقاوم در برابر سیل مرغداری در منطقه مستعد طوفان

در سال 2021، یک مزرعه طیور در لوئیزیانا که حدود 30 هزار مرغ را در خود جای داده بود، سقف فولادی با شیب 3 درصد و آب‌ریزهای هشت اینچی در سراسر ملک نصب کرد. وقتی طوفان آیدا در سال 2023 رخ داد، بخش عمده‌ای از ساختمان علیرغم خروش طوفان سالم باقی ماند. مزارع نزدیک که از سازه‌های سنتی چوبی استفاده می‌کردند، مجموعاً بیش از یک میلیون دلار برای تعمیرات خسارات ناشی از سیل هزینه کردند. پس از کاهش آب‌ها، بازرسان تمام قسمت‌های تأسیسات را بررسی کردند و هیچ نشانه‌ای از نفوذ آب به داخل مناطق پرورش جوجه‌ها پیدا نکردند. کشاورزان این حفاظت را مدیون عایق‌بندی خاصی می‌دانند که به سمت لبه‌ها باریک می‌شود و سیستم زهکشی اضافی در ساختار سقف است.

بهره‌وری انرژی و کنترل آب‌وهوای در مزارع طیور با سازه فولادی

ادغام عایق‌بندی با طراحی سازه فولادی

بهره‌وری انرژی در مزارع طیور با سازه فلزی از سیستم‌های عایق‌بندی بهتر ناشی می‌شود که مشکلات انتقال حرارتی (تیرمال بریجینگ) را کاهش می‌دهند. امروزه بسیاری از سازه‌های جدید مزرعه با موادی مانند فوم سلول بسته یا پشم معدنی که بین تیرهای فولادی قرار داده می‌شوند ساخته می‌شوند، که به ایجاد آنچه «پوشش حرارتی پیوسته» حول ساختمان گفته می‌شود کمک می‌کند. طبق تحقیقات منتشر شده در مجله فصلی پرورش طیور سال گذشته، این نوع سیستم می‌تواند انتقال حرارت را در مقایسه با سازه‌های قدیمی چوبی حدود ۴۰ درصد کاهش دهد. نتیجه چیست؟ دمای پایدارتری در داخل سالن‌ها بدون نیاز به استفاده زیاد از سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی، که در بلندمدت منجر به صرفه‌جویی در هزینه‌های برق و انرژی می‌شود.

سیستم‌های تهویه مناسب با پوسته‌های فلزی درزگیر

سیستم‌های تهویه خودکار با استفاده از فناوری بازیابی انرژی، به جبران نفوذناپذیری ذاتی ساختمان‌های فلزی می‌پردازند. ونتیلاتورهای عرضی همراه با پنکه‌های دودکشی با سرعت متغیر، دبی هوای 60 تا 80 فوت مکعب در دقیقه به ازای هر پرنده را بدون تأثیر بر یکپارچگی عایق‌بندی حفظ می‌کنند. سنسورها شدت جریان هوا را بر اساس سطوح لحظه‌ای آمونیاک (<1.25 قسمت در میلیون) و دی‌اکسید کربن (<3,000 قسمت در میلیون) بهینه می‌سازند و تضمین می‌کنند که با استاندارد ASHRAE 62.1 برای تأسیسات کشاورزی سازگار باشد.

حفظ ثبات آب‌وهوای داخلی در شرایط حدی خارجی

پایداری فولاد امکان مدیریت نوسانات دمایی حدود دو درجه فارنهایت به صورت مثبت یا منفی را در مزارع مرغداری فراهم می‌کند، حتی زمانی که دمای بیرون در تابستان به ۱۰۰ درجه و در زمستان به منفی ۲۰ درجه فارنهایت برسد. طوفان بزرگ برفی که سال گذشته ایالت آیوا را در هم ریخت را به عنوان مثال در نظر بگیرید. خانه‌های مرغداری که با قاب‌های فولادی ساخته شده بودند، بقای پرندگان خود را تقریباً در حد ۹۸ درصد حفظ کردند، در حالی که خانه‌هایی که از قاب‌های چوبی استفاده می‌کردند تنها به بقای ۸۳ درصدی دست یافتند، زیرا نتوانستند از گرمازدگی جلوگیری کنند. اکثر تأسیسات مدرن امروزه از سیستم‌های چندمنطقه‌ای کنترل آب‌وهوا به همراه ژنراتورهای اضطراری پشتیبانی می‌شوند. این سیستم‌ها امکان ادامه عملیات را تا سه روز متوالی بدون برق فراهم می‌کنند که اهمیت زیادی دارد، زیرا قطع برق به معنای از دست دادن حدود هفت هزار و هشتصد دلار در روز در یک تأسیسات پنجاه هزار پرنده‌ای است.

سوالات متداول

مزایای استفاده از قاب‌های فولادی در مزارع مرغداری چیست؟

قاب‌های فولادی در مقایسه با سازه‌های چوبی، مقاومت بیشتری در برابر شرایط آب و هوایی شدید، هزینه نگهداری پایین‌تر و عمر طولانی‌تری دارند. این قاب‌ها محیطی پایدار را برای طیور در شرایط تغییرات دمایی فراهم می‌کنند.

پوشش حرارتی در ساختمان‌های فلزی چگونه تاب‌آوری آب‌وهوایی را بهبود می‌بخشد؟

پوشش حرارتی در ساختمان‌های فلزی، انتقال حرارت را حدود ۴۰ درصد کاهش می‌دهد، دمای داخلی پایداری را حفظ می‌کند و نیاز به سیستم‌های گرمایشی یا سرمایشی گسترده را کاهش می‌دهد.

چرا برای مناطق با آب‌وهایای سخت، از سقف‌های فولادی استفاده می‌شود؟

سقف‌های فولادی می‌توانند در برابر بادهای شدید، برف سنگین و تگرگ مقاومت کنند و بدون جذب رطوبت عملکرد داشته باشند. همچنین در برابر زنگ‌زدگی مقاوم هستند و بنابراین برای استفاده بلندمدت در شرایط آب‌وهوایی شدید ایده‌آل محسوب می‌شوند.

سازه‌های فولادی چگونه به سلامت طیور کمک می‌کنند؟

سازه‌های فولادی تهویه و عایق‌بندی بهینه را حفظ می‌کنند و از تجاوز رطوبت بیش از ۷۰ درصد جلوگیری می‌کنند که می‌تواند باعث استرس در سیستم تنفسی طیور شود.

قاب‌های فولادی چه مزایای هزینه‌ای برای مزارع طیور ارائه می‌دهند؟

اگرچه هزینه اولیه سازه‌های فولادی ممکن است بیشتر باشد، اما در درازمدت به دلیل نیاز کمتر به تعمیر و نگهداری و عمر مفید طولانی‌تر نسبت به سازه‌های چوبی، مقرون‌به‌صرفه‌تر هستند.