动物房净化空调系统设计参考

随着医药卫生 、生物行业的不断发展 ，动物房的建造在国内有增长的趋势。不同种类和不同作 用的动物对环境 的要求也不同。为使实验动物设施 在设计、施工、检测和验收方面满足环境保护和实 验动物饲养环境的要求 ， 做到技术先进、 经济合理、  使用安全、维护方便，我国出台GB 50477—2008 《 实验动物设施建筑技术规范》 。

       对动物房来说，空调系统是诸多影响因素 中一个至关重要的环节 。有的实验研究需要持续几年的时间，在整个实验过程 中空调系统必须有稳定的环境条件以确保实验结果 不受外部条件影响。

       现在甲方的客户己呈纵深发展趋势 ，不仅有 国内的客户还有欧美客户，因此业主在新造动物房 时就要考虑既符合我 国规范 ( 以下简称 GB ) 要求 又要符合美国A AA LA C ( the A merican Association for A ccreditation of L aboratory A nimal Care) 标准。作为设计者就更需从设计理念和设计思路上符合多 方面的要求。笔者根据 自己的理解对两个规范进行粗浅的对 比。

      同时结合某工程实例对空调系统从系 统的划分 、温湿度 的控制、气流组织的形式、设备 的备用等方面对动物房的空调系统设计如何兼顾两 个规范进行 了探讨，不妥之处诚望指正。

1   G B 和 AAA LAC 的初步对比

( 1 ) 温 湿 度 指标

    从表1 一表 3可以看出，两个规范中的温湿度 指标值的差别，尤其兔的差异较大 。在设计中是需要考虑的。

 ( 2 ) 空气处理方式 、换气次数和压 差

    在 GB 中有普通环境和屏障环境、隔离环境的 区分。对普通环境的动物房，其空气处理可 以只经 过初效和中效两级过滤送入房 间；对屏障环境和隔 离环境则需经过初效、 中效和高效过滤器过滤后送入房间。  在 A A A L A C 中送入房间的空气需要经过初效、中效和亚高效一高效过滤器处理 。 

    在 GB 中普通环境的最小换气次数8 次 /h，屏 障环境的最小换气次数 15 次／h。AA A LA C 规范 中 的建议值 l0 次 ／ l1～ 20 次 ／ l1，15次 ／ ll 采用的频率 高些 。

     最终的设计换气次数值都需要考虑根据冷湿 负荷计算 出来的值再确定。GB 中普通环境没有压差要求，A A ALA C 中均 有压差梯度要求 .

( 3 ) 气 流 组 织

    良好的气流组织方式能有效地控制污染物和动 物毛发对系统的影响。动物丰：发如果控制不好就会 淤塞风阀、传感器和控制器，使空调系统在短 时间 内就 不能正常工作。

     GB 中明确指 出，屏障环境设施净化区的气流 组织宜采用上送下回 (排 ) 方式。回 ( 排) 口下边 沿离地面不宜低 于 0． 1 m，防止将地面 的灰尘卷 起 。回 ( 排 ) 风 口风速不宜大于 2m／ s。回 ( 排 ) 风 口的布置应靠近污染源，并应有过滤功能。 

    A AA LA C 中也明确指出，动物房应上送下排 ，下部排风口需防止在冲洗地面时被水溅到，排风口的位置应布置在笼具附近，离地 300 mm ～ 600 mm的高度 。房间排风口上应安装过滤效率不小于 30％ 的过 滤 器 。 

( 4 ) 动物发 热量 、散湿量

     动物房中的动物数量常常较多 ，一间房间中有的几百只甚至几千只，动物的热湿负荷就成为影 响房 间温湿度 的主要因素，需要详细计算 。但动物 的发热量 、散湿量究竟是什么值 ，笔者根据手头现 有 的资料列 出来供 参考 ( 见表 4 一表 6 ) 。 

( 5 )备 用

    动物房设施用于动物研究 ，而动物研 究延续 的时间长，有时要持续几年。研究需要在连续的环 境条件 下进行 ，这就要 求空调系 统设置备 用 。A A A L A C 中推荐备用整个空调机组和排风机组；GB 中明确指出应设置备用的送风机和排风机 ，当 风机发生故障时，系统应能保证实验动物设施所需 最小换气 次数及温湿度要求 。

1  某工程实例设计方案简介

    现结合工程实例设计方案介绍具体阐述在动物 房设计过程中 的设计思路和理念 。 
( 1 ) 项目情况概述

    此工程2008年底完成设计 ，2009 年底投入使 用，已经取得 GB 和 AA A LA C 证书。工程建筑面积 30050 m2，其中有动物 区、实验区和公用工程区。  动物区分两层，面积约 10000 m ，其 中有大动物房 ( 猴房 、犬房位于 1 层 ) 、大动物解剖室和 小动物 房 ( 鼠房位于二层 )、小动物解剖室。大动物房均为 普通环境，小动物房有普通环境和屏障环境 。

 ( 2 ) 空调系统划分

    动物房空调系统的划分应根据工程 的实际情况 综合考虑 。实验动物实验设施 中，根据不 同实验 内容进行划分；实验动物生产设施和实验动物实验 设施分别设置空调系统。

    在本工程中，对大动物房 的系统划分是按照一个课题 的动物区域划分的。为了节约运行费用，每个解剖室均单独设置一个空调系统，当解剖室不 使用时其空调系统和排风系统停止运行 。

    小动物房 有普通环境和 SPF 环境两种 。普通环境单独一个空 调系统，SPF 环境分为两个空调系统：一个是服务 于业主优先使用的动物房间和洁净走廊等公共区域 的系统；一个是业主 明确指出当动物数量少的时候 可以不放置动物 的区域单独设置一个系统，这个空 调系统当房间中无动物 时停止运行 以节约费用。

 ( 3 ) 空气处理及温湿度控制

 a) 在本工程 中，动物房采用全空气风道式空 调系统，大动物房及解剖室空气经过初效、中效 和亚高效空气过滤器三级过滤后送入室内。1万级 鼠房空气经过初效、中效和高效空气过滤器三级过 滤后送入室内。初效和中效空气过滤器设置在空调 机组 内，高 ( 亚 ) 效空气过滤器(www.rfilter.com)设置在系统末端的高 ( 亚 ) 效送风口内。实验室采 用 V R V 加新 风的空调方式。

    新风经过初效、中效过滤后送入室 内，初效和中效空气过滤器设置在空调机组 内。初 效采用袋式 过滤器 ，G 4 ，过 滤效率 90％ ( 计重 法) ；中效采用袋式过滤器，F7，过滤效率 80％ ( 比 色法 ) ；亚 高效过滤器采用 H 1 1，过滤效率 95％ (MPPS) ；高效过滤器采用 H 13，过滤效率 99． 95％ ( M P P S ) 。

    动物房采用上送下排的气流组 织方 式，送风 口设置在房间中间，排风口在房间的四个 角落靠近笼具处 。排风 口均设风 口型中效过滤器。  在屏障环境的清洁走廊采用回风 以减少能耗。为保 证系统的安全运行， 服务于有动物房间的空调机组、排风机组等均设有应急 电源 ，空调机组和排风机组 设有备用风机。为了驱除动物饲养区排风中的异味，  排风经过中效过滤活性炭处理后排 出，风管 出口平 面与水平 面成 45度角 。

    本工程 中动物房的加湿采 用 0.1 MPa 的纯蒸汽加湿 ；其他系统 的加湿采用 0． 1 MPa 的干蒸汽加湿。

b ) 服务于动物房的空调机组采用变频电机 ，功能段主要有：新风初效段、表冷加热段、风机段 、 加湿段、中效过滤送风段，带备用风机 ，风机前后 加 电动阀， 设应 急电源 。在风 管支管上装设末端加 热器。具体 空调系统流程见 图 1。

 c) 动物房 的温湿度控制采用设在送风总管上 的干球温度传感器和露点温度传感器来控制空调机 组的送风状态 。表冷加热段 中夏季通冷冻水冬季通 热水。夏季通过调节表冷器回水管上的电动阀达到 露点温度传感器和干球温度传感器设定的露点温度 和干球温度，再通过设在房间中的干球温度传感器 控制末端再加热器的加热量控制房间的温度 。

    冬季 采用露点温度传感器 的设定值调节干蒸汽加湿器上 蒸汽 电动阀来控制加湿量 ，通过干球温度传感器调 节加热器上 的电动阀达到设定的送风状态 ，再通过 设在房间中的干球温度传感器控制末端再加热器的 加热量来微调控制房 间的温度 。

   设置末端加热器可 以对每间动物房 的温度进行控制，当房间中的动物 数量变化很大时也不会由于动物冷热负荷的变化而影响房间的参数 。这也是在 AA AI， A C 中推荐使用 的 方式 。但采用末端加热器会带来投资的增加。

 

3总结

    动物房的建造是一个比较复杂的系统工 程 ，设计是其中比较重要的一个环节 。确定设计方案时需要综合考虑各个方面。动物房由于使用的特殊性，基本为全新风系统 ，能量的消耗很大，节能也就成 为一个不容忽视的因素 。除了合理划分系统，有效 地节约运行费用，热回收也是节约能量的一个重要 手段。

   但是 由于动物房的排风有异味，从防止交叉 污染新风的角度考虑不适合采用新风排风接触式的 全热回收而采用显热回收，常用的有乙二醇回收系统 。而显热回收的效率不高，初投资和设备维护费 用较大，这就需要在二者之间计算、比较，找一个 平衡点，达到最佳效果。热回收问题和动物房单独 消毒 问题将在后续文章中进行说明。 

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