一、概述
在生命科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天，實驗動物學(xué)成為了生命科學(xué)的重要研究基礎(chǔ)，受到了高度重視和廣泛關(guān)注。隨著我國GMP的深入實施，作為保證藥品生產(chǎn)質(zhì)量的配套檢驗設(shè)施之一的實驗動物房成了實施GMP的重要內(nèi)容之一。
二、潔凈空調(diào)系統(tǒng)劃分
實驗動物房內(nèi)環(huán)境控制因素除了空氣潔凈級別外，空氣的溫濕度、壓力梯度、氨濃度、氣流速度均對實驗動物的機體熱平衡影響較大。一些實驗用動物例如小鼠、豚鼠、兔子等對聲音也比較敏感，噪聲太高，會影響動物的飼養(yǎng)，從而影響實驗結(jié)果。另外一些實驗用動物例如SPF用小鼠(感染實驗室)，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)以上實驗動物房的特點及其不同潔凈級別的要求劃分為3個潔凈空調(diào)系統(tǒng)：
(1) 豚鼠飼養(yǎng)間，小鼠實驗間，觀察室等區(qū)域為Kj-1系統(tǒng)，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，高效過濾器三級過濾送入房間。(高效送風(fēng)口擴散板采用小孔形式)。氣流組織為上送、側(cè)下回風(fēng)方式。排風(fēng)口設(shè)置粗效過濾器，有效去除動物的毛發(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，最大限度的回收了能量，空調(diào)送風(fēng)機和排風(fēng)機均采用變頻調(diào)速控制，實現(xiàn)節(jié)能運行。
(2)小鼠實驗室(感染實驗室)及SPF動物飼養(yǎng)區(qū)域為Kj-2系統(tǒng)，換氣次數(shù)為20次/h，采用全新風(fēng)直流系統(tǒng)，其中小鼠實驗室(有弱毒性)相對于非感染房間保持負壓，防止室內(nèi)微生物擴散出去，在小鼠實驗室排風(fēng)道內(nèi)設(shè)置高效過濾器，方便日常維護及更換過濾器，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。
(3)熱源兔飼養(yǎng)間，實驗觀察室等區(qū)域為Kj-3系統(tǒng)，換氣次數(shù)為15次/h?？照{(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)計回風(fēng)，既滿足了系統(tǒng)的要求，又節(jié)省了能量。
三、設(shè)計中采取的有效措施：
(1) 動物房的潔凈區(qū)域的氣流流向與普通潔凈空調(diào)不同，它有兩個性質(zhì)不同的走廊，一個是潔凈走廊，另一個是污染走廊。具體的壓差梯度控制為：清潔走廊>飼養(yǎng)間>污染走廊，形成50~40Pa—40~30 Pa—30Pa~20Pa—20Pa~10 Pa的壓力降，即清潔走廊壓強最高，污染走廊壓強最低，這樣的壓差可防止室外或鄰室的細菌經(jīng)過天花板、地板、墻、窗等縫隙侵入室內(nèi)，也可防止動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)為了有效去除動物產(chǎn)生的臭味和氨氣，氨濃度控制在15mg/m3(動態(tài)指標)以下，設(shè)計中加大新風(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%以上。
(3)由于動物房空調(diào)要求24小時連續(xù)運行，因此空調(diào)機組的送風(fēng)機采用一用一備，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)機即可投入運行。
(4)實驗動物對氣流速度及其聲音很敏感，設(shè)計中應(yīng)嚴格控制風(fēng)口速度和合理設(shè)計氣流組織，高效送風(fēng)口擴散板宜采用小孔形式，動物使用的籠架應(yīng)避開送風(fēng)口，防止空調(diào)風(fēng)直接吹到動物籠架上，回風(fēng)口(帶過濾網(wǎng))盡可能設(shè)置于墻角，且與動物飼養(yǎng)架也應(yīng)保持-定的距離。
(5)空調(diào)機組，風(fēng)冷冷凍機組，通風(fēng)機及冷水泵等均采用低噪音設(shè)備，施工過程中做好設(shè)備的減振，爭取達到一個良好的運行狀態(tài)，送風(fēng)、回風(fēng)、排風(fēng)管均設(shè)微穿孔板消聲器，振動設(shè)備遠離實驗動物飼養(yǎng)區(qū)域。
四、設(shè)計體會：
動物房的潔凈空調(diào)設(shè)計與普通的潔凈空調(diào)設(shè)計有所不同，應(yīng)注意以下方面：
(1)壓差設(shè)計：
本實驗動物房空調(diào)設(shè)計按屏障環(huán)境設(shè)計，對于不同潔凈級別的區(qū)域之間的壓差設(shè)計很重要，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)域里設(shè)置壓差表，通過監(jiān)測壓差，可以直觀地監(jiān)測送風(fēng)量的變化，從而可估計過濾器的積塵，阻力變化及房間潔凈度的變化。
(2)空調(diào)送風(fēng)量設(shè)計：
實驗動物房空調(diào)送風(fēng)量主要由兩方面決定： 一是滿足潔凈級別的要求;二是滿足室內(nèi)溫、濕度要求。當采用屏障系統(tǒng)時，其技術(shù)指標規(guī)定室內(nèi)換氣次數(shù)為10~20次/小時，這一值主要是基于室內(nèi)氣味的控制要求，通過計算，其結(jié)果一般都超過維持室內(nèi)熱、濕平衡和其他參數(shù)所需的空氣量。雖然實驗動物本身的發(fā)熱量也是一個重要因素，但動物的發(fā)熱量與其活動情況有關(guān)，發(fā)熱量普遍較小，一般來說，滿足潔凈級別的送風(fēng)量可以滿足設(shè)計要求，保持室內(nèi)空氣的新鮮。
板式顯熱換熱器的設(shè)計：
實驗動物房空調(diào)基本上為全新風(fēng)直流系統(tǒng)，原則上應(yīng)設(shè)置熱回收裝置，本設(shè)計采用了板式顯熱回收裝置，有效地防止了新風(fēng)與排風(fēng)的交叉污染，其節(jié)省的能量是可觀的，尤其是冬季的熱回收較為明顯。經(jīng)計算夏季節(jié)省冷量約為15%。冬季節(jié)省熱量約為27%。
(4)由于實驗動物房空調(diào)基本上為全新風(fēng)直流系統(tǒng)，本設(shè)計除了感染實驗室的排風(fēng)做了高效過濾處理，其余的排風(fēng)均直接排到大氣，有無更好的處理方式有待商榷。
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