根據(jù)新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《實(shí)驗(yàn)（experiment)動(dòng)物環(huán)境及設(shè)施》(GB14925 2001) 規(guī)定,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物房設(shè)備環(huán)境主要分為普通環(huán)境(Open system) (適用于飼育教學(xué)等用途的普通級(jí)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物) ,屏障環(huán)境(Barrier sys2tem) (適用于飼育清潔實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和無(wú)特定病原體(SPF) 動(dòng)物) ,隔離環(huán)境( Insulation system) (適用于飼育無(wú)特定病原體、悉生、無(wú)菌實(shí)驗(yàn)動(dòng)物) 。其中屏障環(huán)境動(dòng)物繁育,生產(chǎn)設(shè)施環(huán)境指標(biāo)（target aim)詳見表1。某制藥公司實(shí)驗(yàn)動(dòng)物房建筑面積約2 400m2 ,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物品種比較多,有豚鼠、小鼠、熱源兔、免疫兔等,具有科研、新藥開發(fā)、藥品質(zhì)（Character)量配套檢驗(yàn)等功能,要求按照屏障環(huán)境技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)將介紹該工程潔凈空調(diào)系統(tǒng)的劃分及其做法,有利于大家對(duì)《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境及設(shè)施》( GB14925 2001) 的理解及實(shí)施。

表1 　生產(chǎn)(Produce)設(shè)施環(huán)境指標(biāo)(靜態(tài))
項(xiàng)目屏障環(huán)境(SPF 級(jí)) 指標(biāo)（target aim)
溫度( ℃) 20～26
相對(duì)濕度( %) 40～70
換氣次數(shù)(次/ h) 10～20
氣流速度(m/ s) 0. 1～0. 2
壓強(qiáng)梯度(Pa) 20～50
空氣潔凈度級(jí)7
噪聲dB(A) ≤60
工作光照強(qiáng)度(Lx) 150～300
動(dòng)物照度(Lx) 15～20
1 　潔凈空調(diào)系統(tǒng)劃分
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物房?jī)?nèi)環(huán)境控制因素(factor)除了空氣潔凈級(jí)別外,空氣的溫濕度、壓力梯度、氨濃度、氣流速度均對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的機(jī)體熱平衡影響較大。一些實(shí)驗(yàn)用動(dòng)物(如小鼠、豚鼠、兔子等) 對(duì)聲音也比較敏感,噪聲太高,會(huì)影響動(dòng)物的飼養(yǎng),從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。另外,一些實(shí)驗(yàn)用動(dòng)物(例如SPF 用小鼠感染實(shí)驗(yàn)室) ,應(yīng)采用全新風(fēng)直流系統(tǒng),排風(fēng)集中通過高效過濾器(HEPA) 處理后排入大氣。本工程根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)動(dòng)物房的特點(diǎn)及其不同潔凈級(jí)別的要求劃分為3 個(gè)潔凈空調(diào)系統(tǒng)。
1. 1 　豚鼠飼養(yǎng)間、小鼠實(shí)驗(yàn)間、觀察室等區(qū)域?yàn)镵j 1 系統(tǒng),空調(diào)系統(tǒng)原理見圖1。房間潔凈度為7 級(jí), 換氣次數(shù)為20 次/ h ,采用全新風(fēng)加熱回收裝置的方式。送風(fēng)經(jīng)過初效、中效、高效過濾器三級(jí)過濾送入房間(高效送風(fēng)口擴(kuò)散板采用小孔形式) 。氣流組織為上送、側(cè)下回方式。排風(fēng)口設(shè)置粗效過濾器,有效去除動(dòng)物的毛發(fā),因考慮到系統(tǒng)采用全新風(fēng)直流系統(tǒng)能耗較大,故設(shè)計(jì)了板式顯熱回收裝置(效率約為60 %) ,排風(fēng)經(jīng)顯熱回收裝置后排至室外,最大限度地回收了能量,空調(diào)送風(fēng)機(jī)(Draught Fan)和排風(fēng)機(jī)均采用變頻調(diào)速控制,實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。
1. 2 　小鼠實(shí)驗(yàn)室(感染實(shí)驗(yàn)室) 及SPF 動(dòng)物飼養(yǎng)區(qū)域?yàn)镵j 2 系統(tǒng),空調(diào)系統(tǒng)原理見圖2。房間潔凈度為7 級(jí),換氣次數(shù)為20 次/ h ,采用全新風(fēng)直流系統(tǒng),其中小鼠實(shí)驗(yàn)室(有弱毒性) 相對(duì)于非感染房間保持負(fù)壓,防止室內(nèi)微生物(Micro-Organism)擴(kuò)散出去,在小鼠實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)道內(nèi)設(shè)置高效過濾器,方便日常維護(hù)及更換過濾器,其余房間的排風(fēng)則集中通過高效過濾器處理后排入大氣。由于本系統(tǒng)送風(fēng)量較小,雖為全新風(fēng)直流系統(tǒng),故未設(shè)板式顯熱回收裝置。
1. 3 　熱源兔飼養(yǎng)間,實(shí)驗(yàn)觀察室等區(qū)域?yàn)镵j 3系統(tǒng),房間潔凈度8 級(jí),換氣次數(shù)為15 次/ h。實(shí)驗(yàn)臺(tái)框架一般采用C型方型鋼，可靠焊接，經(jīng)酸洗磷化、電泳后，實(shí)驗(yàn)臺(tái)表面經(jīng)環(huán)氧樹脂高壓靜電粉沫噴涂，高溫固化處理。具有良好的防腐性能，緊密強(qiáng)固，承重力強(qiáng)。空調(diào)系統(tǒng)除了免疫兔間、熱源兔飼養(yǎng)間、熱操作間、觀察室采用全新風(fēng),其它房間(如潔凈走廊、操作間、緩沖間等) 盡量設(shè)計(jì)回風(fēng),既滿足了系統(tǒng)的要求,又節(jié)省(spare)了能量。
2 　實(shí)施中采取的有效措施
2. 1 　動(dòng)物房潔凈區(qū)域的氣流流向與普通潔凈空調(diào)不同,它有兩個(gè)性質(zhì)不同的走廊,一個(gè)是潔凈走廊,另一個(gè)是污染走廊。具體的壓差梯度控制（control)為:清潔走廊> 飼養(yǎng)間> 污染走廊,形成40～30Pa —30～20Pa —20～10Pa 的壓力梯度,即清潔走廊壓力最高,污染走廊壓力最低,這樣的壓差可防止室外或鄰室的細(xì)菌經(jīng)過天花板、地板、墻、窗等縫隙侵入室內(nèi),也可防止動(dòng)物房的臭氣向外散出,以及控制臭氣的流向,防止交叉污染。進(jìn)入飼養(yǎng)室的人員應(yīng)遵循單向的原則,在處理工作完成后從污染走廊走出,從而將污染控制在最小的范圍內(nèi)。
2. 2 　為了有效去除動(dòng)物產(chǎn)生的臭味和氨氣,氨濃度控制在15mg/ m3 (動(dòng)態(tài)指標(biāo)) 以下,應(yīng)加大新風(fēng)量甚至于全新風(fēng),氣流分布普遍采用亂流式,目的是為了保證新鮮空氣的均勻分布,同時(shí)能將臭氣和氨氣迅速排掉。本工程空調(diào)系統(tǒng)基本為全新風(fēng)方式,有回風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)比大于50 %。
2. 3 　由于動(dòng)物房空調(diào)要求24h 連續(xù)運(yùn)行,因此,空調(diào)機(jī)組的送風(fēng)機(jī)采用一用一備, 供電須納入系統(tǒng)應(yīng)急電源內(nèi),一旦發(fā)生故障,備用風(fēng)機(jī)即可投入運(yùn)行。
2. 4 　實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)氣流速度及其聲音很敏感,應(yīng)嚴(yán)格控制（control)風(fēng)口風(fēng)速及合理的氣流組織,高效送風(fēng)口擴(kuò)散板宜采用小孔形式,動(dòng)物使用的籠架應(yīng)避開送風(fēng)口,防止空調(diào)風(fēng)直接吹到動(dòng)物籠架上,回風(fēng)口(帶過濾網(wǎng)) 盡可能（maybe)設(shè)置于墻角,且與動(dòng)物飼養(yǎng)架也應(yīng)保持一定的距離。
2. 5 　空調(diào)機(jī)組,風(fēng)冷冷凍機(jī)組,通風(fēng)機(jī)(Draught Fan)及冷水泵等均采用低噪音(分貝（dB))設(shè)備,施工過程中做好設(shè)備的減震,爭(zhēng)取達(dá)到一個(gè)良好的運(yùn)行狀態(tài),送風(fēng)、回風(fēng)、排風(fēng)管均設(shè)微穿孔板消聲器,震動(dòng)設(shè)備遠(yuǎn)離實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼養(yǎng)區(qū)域。
2. 6 　Kj 1 系統(tǒng)送風(fēng)量為L(zhǎng) = 19810m3/ h ,采用了全新風(fēng)直流系統(tǒng),為節(jié)省能源設(shè)計(jì)了板式顯熱換熱器。
3 　結(jié)語(yǔ)
動(dòng)物房的潔凈空調(diào)系統(tǒng)與一般的潔凈空調(diào)系統(tǒng)有所不同,實(shí)施中應(yīng)注意以下幾方面。
3. 1 　壓差控制
該實(shí)驗(yàn)動(dòng)物房空調(diào)系統(tǒng)按屏障環(huán)境考慮,對(duì)于不同潔凈級(jí)別的區(qū)域之間的壓差控制（control)非常重要,通常保持10～20Pa 的壓差,即可控制臭氣的流向,在形成壓差的區(qū)域設(shè)置壓差表,通過監(jiān)測(cè)壓差,可直觀監(jiān)測(cè)送風(fēng)量的變化,從而了解過濾器的積塵、阻力變化及房間潔凈度的變化。實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)實(shí)驗(yàn)室過度負(fù)壓，通風(fēng)柜氣體泄漏，實(shí)驗(yàn)室噪音等問題，一直是困擾實(shí)驗(yàn)室工作人員的難題。這些問題給長(zhǎng)期在實(shí)驗(yàn)室中工作的人員，甚至工作在實(shí)驗(yàn)室周圍的管理和后勤人員，造成了身體和心理上的傷害。
3. 2 　空調(diào)送風(fēng)量(定義:單位時(shí)間內(nèi)空氣的流通量)的確定
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物房空調(diào)送風(fēng)量主要由兩方面決定：一是滿足潔凈級(jí)別的要求;二是滿足室內(nèi)溫、濕度要求。實(shí)驗(yàn)室家具實(shí)驗(yàn)室儀器擺放的設(shè)計(jì)是一個(gè)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。實(shí)驗(yàn)儀器的擺放看似簡(jiǎn)單，可實(shí)際上需要考慮的因素非常多。實(shí)驗(yàn)儀器是否可以良好安全地運(yùn)行，是否可以妥善地得到保護(hù)，是否可以將環(huán)境對(duì)其的影響度降到最低，相互之間是否有影響，實(shí)驗(yàn)人員是否可以方便地使用等等問題，都是在考慮實(shí)驗(yàn)室儀器擺放位置的時(shí)候需要關(guān)注的問題。當(dāng)采用屏障系統(tǒng)時(shí),其技術(shù)指標(biāo)（target aim)規(guī)定室內(nèi)換氣次數(shù)為10～20 次/ h ,這主要是基于室內(nèi)氣味控制的要求,通過計(jì)算,其結(jié)果一般都超過維持室內(nèi)熱、濕平衡和其他參數(shù)(parameter)所需的送風(fēng)量。雖然實(shí)驗(yàn)動(dòng)物本身的發(fā)熱量也是一個(gè)重要因素,但動(dòng)物的發(fā)熱量與其活動(dòng)情況有關(guān),發(fā)熱量普遍較小,一般來(lái)說,滿足潔凈級(jí)別的送風(fēng)量即可滿足實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼養(yǎng)的要求,保持室內(nèi)空氣的新鮮。
3. 3 　板式顯熱換熱器的應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物房空調(diào)一般為全新風(fēng)直流系統(tǒng),原則上應(yīng)設(shè)置熱回收裝置,采用板式顯熱回收裝置,有效地防止了新風(fēng)與排風(fēng)的交叉污染,其節(jié)省(spare)的能量是可觀的,尤其是冬季的熱回收較為明顯。經(jīng)實(shí)際使用測(cè)算,夏季節(jié)省冷量約為15 % ,冬季節(jié)省熱量約為27 %。