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摘要：主要闡述了北京某大學實驗動物房空調(diào)系統(tǒng)設計的一些特點，該動物房實驗動物種類為大鼠和小鼠，建筑面積約2500m2，共設計13間動物房、3間實驗室、1間解剖室和輔助用房及走廊。介紹了該項目空調(diào)系統(tǒng)設計采用的一些措施，包括加濕系統(tǒng)、排風系統(tǒng)、廢氣凈化處理系統(tǒng)和空調(diào)設備備用等措施。

關鍵詞：實驗動物房；空調(diào)系統(tǒng)；濕膜加濕；排風系統(tǒng)

在生命科學技術發(fā)展的今天，實驗動物學已成為生命科學的重要研究基礎和支撐條件，受到各國政府的重視和科學家的關注，在生命科學研究領域內(nèi)，進行實驗研究所需要的基本條件可以總括為：實驗動物、設備、信息和試劑，實驗動物設施（動物房和設備）具有不可替代的作用。隨著《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》GMP要求和國家相關實驗動物國家標準的制定，很多醫(yī)藥行業(yè)和研究部門都需要建造符合規(guī)范的實驗動物設施。在實驗動物房的施工過程中，合理布置各種設施有利于實驗動物房壓差、潔凈度、氨濃度、溫濕度等的控制。有利于防止疾病的傳播對人員、環(huán)境的污染。

1空調(diào)系統(tǒng)

該項目動物房位于北京某大學實驗動物房，建筑面積約2500m2，空調(diào)系統(tǒng)劃分平面如圖1所示。凈化動物房區(qū)域（包括動物房、實驗室、凈化人物流路線及凈化走廊）按照防火分區(qū)，分為3個全空氣凈化空調(diào)系統(tǒng)，即JK-B2-1、JK-B2-2、JK-B2-3；普通非凈化輔助區(qū)域（包括洗滌、庫房、設備間）采用VRV系統(tǒng)加新風系統(tǒng)XK-B2-4。該項目風量控制方式為主要功能間定送變排，其他輔助凈化房間定送定排。動物房及實驗室送風管上安裝定風量閥門CAV，保證房間送風恒定不變；IVC排風管上安裝定風量閥門CAV，IVC籠具排風恒定不變；房間排風，排風支管上安裝定風量閥門CAV，另一根排風支管上安裝變風量閥VAV，調(diào)試時根據(jù)房間檢測風量及壓差調(diào)節(jié)排風量進行整定，如圖2所示。該項目根據(jù)GB50447—2008《實驗動物設施建筑技術規(guī)范》[1]要求和安全考慮，凈化空調(diào)機組設置備用風機，排風機組設置備用風機，且考慮到其中某空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)意外事故時，實驗動物還可以維持一段時間生命，故設計3臺凈化空調(diào)機組互為備用。每臺機組選型風量較本系統(tǒng)設計風量放大30%的余量，保證另外的機組出現(xiàn)事故時其承擔的動物房區(qū)域仍有潔凈送風，保證實驗動物生命安全。機組備用切換采用電動密閉閥ED進行切換，如圖3所示。

2濕膜加濕

隨著空調(diào)技術的進步，空調(diào)系統(tǒng)加濕方式多式多樣，加濕效果及精度不一。具體使用哪種方式，應依據(jù)項目設計目的和設計要求選取。本項目應業(yè)主要求，采用濕膜加濕方式。濕膜加濕的基本原理是：水經(jīng)上水泵由管路送至淋水系統(tǒng)，水在重力作用下沿高吸水性濕膜材料向下滲透，水分被濕膜吸收，形成均勻的水膜；當干燥的空氣通過濕膜材料時，水分子充分吸收空氣中的熱量而汽化、蒸發(fā)，使空氣的濕度增加。濕膜加濕一般分為直排水濕膜加濕（如圖4所示）和循環(huán)水濕膜加濕（如圖5所示）2種方式。成氣態(tài)所需要吸收的空氣熱量也較大，濕膜直排加濕往往水還沒有被汽化就從濕膜頂部流到了底部，此時的水溫雖然升高了，但又白白地流走了，造成能源的浪費且又達不到預定的加濕量。而濕膜循環(huán)水加濕，工作一段時間后水溫會較高，此種溫度的水焓值遠高于冬季自來水焓值，故汽化比較容易，加濕效果好。工程上一般都優(yōu)先采用濕膜循環(huán)水加濕器。濕膜加濕方式為，空氣通過濕膜時帶走汽化的水使得濕度增加，同時使得溫度下降，但空氣的焓值保持不變。圖6為本項目空氣處理焓濕圖計算截圖，從圖中可以看出，濕膜等焓加濕，如果要達到室內(nèi)設計狀態(tài)點N，需將溫度加熱至38℃（狀態(tài)點2），這樣導致空調(diào)系統(tǒng)加熱量，較蒸汽加濕或其他電熱式加濕大幅度增加，且加熱設備的選型變大等，均會增加成本造價。濕膜加濕相對于電極（熱）加濕方式，耗電量可縮減90%以上，節(jié)能無噪音。但體積大、加濕量小；有些濕膜容易腐爛，易滋生細菌；直排水濕膜加濕蒸發(fā)效率較低，運行時浪費水；使用自來水時濕膜容易結垢，導致加濕量銳減；潔凈空調(diào)工程一般不建議采用此種加濕方式，宜優(yōu)先選用蒸汽加濕。

3排風系統(tǒng)

實驗動物設施內(nèi)的污染物多種多樣，尤以氨氣為代表。氨對接觸的皮膚組織都有腐蝕和刺激作用，若設施內(nèi)的氨氣不能被及時排除，當質(zhì)量濃度達到一定值時，會對室內(nèi)工作人員和實驗動物造成極大傷害，所以應嚴格控制室內(nèi)空氣中氨的質(zhì)量濃度。GB14925—2010《實驗動物環(huán)境及設施》[2]規(guī)范中動物生產(chǎn)實驗間技術指標要求氨的質(zhì)量濃度應小于等于14mg/m3。本項目中實驗動物均飼養(yǎng)在獨立通風籠具IVC（IndividualVentitaledCage）中，IVC的特點是每個籠盒均具有獨立的送風和排風功能，能保障實驗動物和工作人員相對隔離，防止人與動物、動物與動物間的交叉感染。動物房內(nèi)氨氣的主要來源就是動物的新陳代謝，有此可見IVC籠具產(chǎn)氨量會直接影響到室內(nèi)氨的平均質(zhì)量濃度，同時動物居住稠密會產(chǎn)生大量熱量、污染和氣味，而房間內(nèi)排風相對干凈。本項目設計2套排風系統(tǒng)，房間設置1套獨立排風系統(tǒng)，IVC籠具設置1套獨立排風系統(tǒng)，IVC單獨排風在很大程度上控制了室內(nèi)氨氣的擴散。根據(jù)GB50447—2008《實驗動物設施建筑技術規(guī)范》[1]要求，實驗動物設施排風應不影響周圍環(huán)境的空氣質(zhì)量。本項目中，房間排風相對干凈無臭味，排風不經(jīng)過過濾處理，直接排至屋面高空排放。IVC籠具排風中含氨氣等污染物和異味，排風采用一體擾流噴淋除臭設備，如圖7所示。將IVC排風廢氣導入該設備，先經(jīng)過納米半導體光催化分解，殺滅病原微生物及其氣溶膠、分解大分子有機物和臭味氣體分子；然后采用氣液擾流凈化技術，將小分子氣體、分解后的有機物和臭氣分子、微生物殘體、VOCs降解產(chǎn)物、顆粒物等溶解在噴淋液里，徹底清除目標污染物。

4結語

在實驗動物房空調(diào)系統(tǒng)設計中，應結合實際情況合理規(guī)范地設計。空調(diào)系統(tǒng)的劃分和空調(diào)方式的選擇應經(jīng)濟合理，并有利于清潔消毒、自動控制、節(jié)能運行，避免交叉感染，且空調(diào)系統(tǒng)的設計應滿足人員、動物、設備等的污染負荷及熱濕負荷的要求。

參考文獻：

［1］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.GB50447—2008實驗動物設施建筑技術規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

［2］全國實驗動物標準化技術委員會.GB14925—2010實驗動物環(huán)境及設施［S］.北京：中國標準出版社，2010.

作者：王群芳 單位：建科環(huán)能科技有限公司