SPF實驗動物（wù）環境工程淨化空調節能技術

1、SPF實驗動物環境對淨化空調技術（shù）的要求（qiú）
根據1994年頒（bān）布的《實驗動物環境及設施》國家標準（zhǔn），實驗動物環境主要分為（wéi）開放係（xì）統、亞屏障係統、屏障係統和隔離係統。開放係統適（shì）用於飼養普通級實驗動物，亞屏障係統適用於飼養清潔（jié）級實驗動物，屏障係統（tǒng）適用於飼養無特（tè）定病原體(SPF)級實驗動物，隔（gé）離係統適用於（yú）飼養SPF級及無菌(GF)級實驗動物。當前，新建的實驗動物房主要是SPF級，按（àn）照標準要（yào）求空（kōng）氣淨化度（dù）至少（shǎo）要（yào）達到10000級，氨濃（nóng）度≤14㎎/m³, 溫度18～29℃，日溫差≤3℃，相對濕度40～70%，氣流速度（dù）≤0.18m/s, 房間空氣壓差梯度20～50Pa。
為了保證（zhèng）實驗動（dòng）物正常地生長（zhǎng），需要嚴（yán）格地（dì）按照規定調節溫度和濕度（dù），提供新鮮空氣，排除有害氣體、病原微生物和塵粒。為了避免交叉感染，還要嚴格地設定和（hé）控製房間內各部位的（de）空氣壓力。因此，建（jiàn）立SPF實驗動物環境必須有一個設計合理，運行可靠，節（jiē）約能源, 監控方便的淨（jìng）化空調係統（tǒng）。
2、SPF實驗（yàn）動物環境淨化空調技術的（de）現狀和問題
雖然（rán）SPF實（shí）驗動（dòng）物環境對空氣的潔淨度要求不高，但通風方式有特殊的要求。首先，必須提供實驗動（dòng）物正常生活（huó）所需的新鮮潔淨空氣，排除動物（wù）排（pái）泄物等散發（fā）的（de）汙濁氣體，還必須防止空氣的（de）交叉汙染。為了達（dá）到這個目的，目（mù）前國（guó）內的SPF實驗（yàn）動物環境大部分采用直排式全新風淨化方式，即（jí）將恒溫恒濕的淨化空氣送入SPF實驗動物房稀釋汙染空氣後不予（yǔ）回收直（zhí）接排放。常用的氣流形式為頂送（sòng）側回，由房間頂部的送風口將潔淨空氣送入，房間內放置有實驗動物（wù）籠架，潔淨空氣將室內的（de）汙染空氣稀釋後沿著房間四周下部的排風口排出。這種淨化送風方式原理簡單，管理（lǐ）方便，得到了較多的應用。但是，這種送（sòng）風方式風量大，能耗高，使用上也不盡合理，因為並非（fēi）所（suǒ）有的塵埃粒子都是致病（bìng）微生物，依靠大量的潔淨氣流稀釋室內的汙染空氣（qì）也不一定能使實驗動物得到很好的生（shēng）活環境。目前，一般SPF實驗動物房的飼養方式都是將動物放在飼養盒(籠)內飼（sì）養，飼養盒(籠)又（yòu）放在多層的籠架上，室內可放置很多排籠架。飼養盒(籠)是實驗動物（wù）生活（huó）的微環境，又（yòu）是產（chǎn）生塵粒和異味的核心，也是空氣流動的死（sǐ）角。整個房間（jiān）是空氣循環（huán）的大環境，氣流呈亂流（liú）形式分布，由於（yú）飼養盒(籠（lóng）)和（hé）籠架的阻力，潔淨空氣隻有很少部分能進（jìn）入飼養盒(籠)，大部分恒（héng）溫恒濕的潔淨空氣直接從排風口排出，造成很（hěn）大的能源浪費。即使從飼養盒(籠)內散發或被置換出來的汙染空（kōng）氣也不能立即*地排出室外，這些汙染的空氣會隨著亂流氣流彌漫於整個房間，不僅造成實驗動物交叉汙染的可能，也使飼養人員的工作環境惡化。一般飼養盒(籠（lóng）)的（de）容積僅占房屋空間的10%，由於飼（sì）養盒(籠（lóng）)和籠（lóng）架（jià）的阻力，能直接參與飼養盒(籠)內空氣交換的潔淨（jìng）空氣將低於10%。要保證飼養盒(籠)內一定的溫度、濕（shī）度，潔淨度和空氣的新鮮度就必須成倍的加大（dà）空調機組，增加送風量，加大製冷和製（zhì）熱功率，這就增加（jiā）了建設投資和運行成本。而這些能量大部分（fèn）被排空浪費（fèi）掉，這是直排（pái）式全新風淨化方式zui主（zhǔ）要的問題。
3、淨化空調節能技術在SPF實驗動物環境中的應用
隨著SPF實驗動（dòng）物環（huán）境的推廣和實施，能耗大，投資和運行成本（běn）高昂的問題越來越突出，國內外的學者在這方（fāng）麵做了（le）很多的研（yán）究和（hé）探索，經驗介紹如下：
3.1 減少冷熱負荷
3.1.1 降低室內高度 一般生物潔淨室高度在2.4～2.6m之間，SPF實驗動（dòng）物環境工（gōng）作人員少，工作時間短，為了減少潔淨空氣單位流量，可將房間高度降低到2m。
3.1.2 加強圍（wéi）護絕熱
選擇較好的（de）隔熱材料，加厚保溫層。
3.1.3 調控氣流速度
采（cǎi）用變頻調速自動控製技術，將氣流速度（dù）控製（zhì）在標準（zhǔn）下（xià）限運行（háng），zui小空氣流速可（kě）選取0.1m/s。
3.1.4 調（diào）控溫度範圍
將SPF實驗動物房的溫度冬天設（shè）定到標準下限，夏天設定到標準上（shàng）限。
3.1.5 小單元獨（dú）立空調係統
將SPF實驗動物房分成若幹區域，相應地設立若（ruò）幹小單（dān）元獨立空調係統，使用時根據動物飼養種類和數量的增減，有選擇地啟用房間和相（xiàng）應的空調係統，避免空調係統放空運行（háng）。
3.2 能源的二次利用
3.2.1 淨化空氣循環使用
將（jiāng）部分排出的淨化空調風回收利（lì）用，回收前必須進行前期處理（lǐ），去（qù）除二（èr）次循環空氣中的塵粒和有害氣體。二次循環空氣（qì）回收（shōu）利用（yòng）率zui高可達50%。但是，為了避免交叉感染，再循環（huán）空氣於同一(動物種群)單元使用。
3.2.2 能源回收
在排風管段安（ān）裝能量回收裝置。上（shàng）述利用二次能源的措施在理論上和技術上都是可行的，特別是（shì）在溫差（chà）較大的地區（qū）。但是，為了處理回風需要增加相應裝置，又增加了空氣係（xì）統阻力（lì）和運行費用，所以（yǐ）一般情況（kuàng）下節能效果不是很顯著。
3.3 利用天然能源（yuán）
在有條件的地方，利用太陽能等（děng）天然資源進行空氣調節或輔助加熱。
3.4 空氣定向（xiàng）流技術
隨著SPF實（shí）驗動物環境的興建，能耗和運行成本高的矛盾越（yuè）來越突出（chū），一種空氣定向流動的技術越來越受到（dào）重視。如上所述（shù），一般SPF實驗動物房（fáng）僅有低於10%的潔淨空氣（qì）參與了動物飼養盒(籠)內空氣的交換，那麽，要達到節能的目的，就必須盡量減少非交換（huàn）淨化氣流，並讓（ràng）可交換氣流沿定向流動，zui後進入排風管（guǎn）。根（gēn）據這種原理，目前已有多種空氣定（dìng）向流SPF實驗動物環境技術得到了（le）應（yīng）用。
3.4.1 盒內交換籠架
該技（jì）術采用（yòng）導風通道籠架，雙風道機（jī）組，設置前（qián）端和終端空氣過濾器等裝置組成單體換氣係統，淨化氣流在動物飼養盒內定向流動，全部參與了（le）盒內的空氣交換，空氣流量非常小。該裝置（zhì）簡化了控製設備（bèi），使用方便靈活，對基礎建築要求不高，特（tè）別適（shì）合小（xiǎo）規模實驗動物的（de）飼養。目前，國內已有係列成（chéng）套裝置供選用。
3.4.2 定向流SPF實驗動物房
該技術由房（fáng）間頂部送風口將潔淨空氣到送入室內，動物籠架分隔成（chéng）數個相對封閉籠格，籠格內可放入動物飼養盒(籠)，每個籠格有通風孔與潔淨室和排風口連通，潔淨空氣從房間（jiān）頂（dǐng）部送風口進（jìn）入室（shì）內後（hòu），隻能從通風（fēng）孔進入籠格再進入排風管（guǎn）形成定向流動氣流。根據一個SPF實驗（yàn）動物房定向流技術與傳統直（zhí）排式氣流技術在飼（sì）養區風量和冷(熱)負（fù）荷（hé）參（cān）數的比較，前者比後者可節約62%的能源，投資和運行費用（yòng）大幅度（dù）降低。
3.4.3 潔淨空間與傳遞技術在SPF實驗動物環境中的應用
從傳統的屏障係統中解放出來，減少固定的廠房和大規（guī）模的投資，節約能源是人們一（yī）直在（zài）探索的目標。法國拉卡連公（gōng）司在普通控溫的建築中用隔離技術和傳遞裝置建立起大小可（kě）調節的（de）SPF實驗動物環境裝置，淨化空（kōng）氣（qì）在隔離器中定向流動，全部（bù）參與動物生活空間氣流的交換，並與操作空間和人流物流*分開。目前，一台雙（shuāng）升降式（shì）隔離（lí）器可放98隻小老（lǎo）鼠盒，zui大的隔離器可以用來養馬，操作時主要使用門式直接傳遞裝置，工作人員進出自由（yóu），操作方便。該係統簡便靈（líng）活，人（rén）流物流隔離（lí），操作安全可靠，適應（yīng）範圍廣，是一種方便節能保險的好方（fāng）法。實踐（jiàn）證明，上述淨化空調節能技術對提高SPF實驗動物環（huán）境的（de）空氣質量和節能水平是行之有效的。特別是空氣定向流技術，從理論和技術上解決了非交換淨化氣流浪費能源和交叉汙染的問題，具有節約投資和降低運行成本的優點，是SPF實（shí）驗動物環（huán）境工程淨化空調節能技術發（fā）展的方向。