一、概述
在生命科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天,實(shí)驗(yàn)動(dòng)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(guó)GMP的深入實(shí)施,作為保證藥品生產(chǎn)質(zhì)量的配套檢驗(yàn)設(shè)施之一的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物房成了實(shí)施GMP的重要內(nèi)容之一。
二、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)物例如小鼠、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) 豚鼠飼養(yǎng)間,小鼠實(shí)驗(yàn)間,觀察室等區(qū)域?yàn)?/span>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(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)下回風(fēng)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,最大限度的回收了能量,空調(diào)送風(fēng)機(jī)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。
(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)?/span>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(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。
(3)熱源兔飼養(yǎng)間,實(shí)驗(yàn)觀察室等區(qū)域?yàn)?/span>Kj-3系統(tǒng),換氣次數(shù)為15次/h。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)省了能量。
三、設(shè)計(jì)中采取的有效措施:
(1) 動(dòng)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(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(qiáng)最高,污染走廊壓強(qiáng)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)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,設(shè)計(jì)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(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%以上。
(3)由于動(dòng)物房空調(diào)要求24小時(shí)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。
(4)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)氣流速度及其聲音很敏感,設(shè)計(jì)中應(yīng)嚴(yán)格控制風(fēng)口速度和合理設(shè)計(jì)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))盡可能設(shè)置于墻角,且與動(dòng)物飼養(yǎng)架也應(yīng)保持-定的距離。
(5)空調(diào)機(jī)組,風(fēng)冷冷凍機(jī)組,通風(fēng)機(jī)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(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,振動(dòng)設(shè)備遠(yuǎn)離實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼養(yǎng)區(qū)域。
四、設(shè)計(jì)體會(huì):
動(dòng)物房的潔凈空調(diào)設(shè)計(jì)與普通的潔凈空調(diào)設(shè)計(jì)有所不同,應(yīng)注意以下方面:
(1)壓差設(shè)計(jì):
本實(shí)驗(yàn)動(dòng)物房空調(diào)設(shè)計(jì)按屏障環(huán)境設(shè)計(jì),對(duì)于不同潔凈級(jí)別的區(qū)域之間的壓差設(shè)計(jì)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(cè)壓差,可以直觀地監(jiān)測(cè)送風(fēng)量的變化,從而可估計(jì)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(jì):
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。當(dāng)采用屏障系統(tǒng)時(shí),其技術(shù)指標(biāo)規(guī)定室內(nèi)換氣次數(shù)為10~20次/小時(shí),這一值主要是基于室內(nèi)氣味的控制要求,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)所需的空氣量。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,一般來說,滿足潔凈級(jí)別的送風(fēng)量可以滿足設(shè)計(jì)要求,保持室內(nèi)空氣的新鮮。
板式顯熱換熱器的設(shè)計(jì):
實(shí)驗(yàn)動(dòng)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(jì)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(jì)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(shí)驗(yàn)動(dòng)物房空調(diào)基本上為全新風(fēng)直流系統(tǒng),本設(shè)計(jì)除了感染實(shí)驗(yàn)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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