SPF實驗動物環境工程淨化空調節能技術（shù）

1、SPF實（shí）驗動物環境對淨化空調技術的要求
根據1994年頒布的《實驗動物環境（jìng）及設施》國家標準，實驗動物環境主要分為開放係統、亞屏障係統、屏障係統和隔離係統。開放係統適用於飼養普通級實驗動（dòng）物，亞屏障係統（tǒng）適用於飼養清潔級實驗動（dòng）物，屏障係統適用於飼養無特定病原體(SPF)級實（shí）驗動物，隔離係統適用（yòng）於飼養SPF級及無菌(GF)級實（shí）驗動物。當前，新建的實驗（yàn）動物房主要是SPF級，按照標準要求空氣淨化度至少要達到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≤0.18m/s, 房間空氣壓差梯度（dù）20～50Pa。
為了（le）保（bǎo）證實驗動物正常地生長，需要嚴（yán）格地按照規定調（diào）節溫度和濕度，提供新鮮空氣，排除有害氣體、病原微生物（wù）和塵粒。為（wéi）了（le）避免交叉感染，還要（yào）嚴格地（dì）設定和控製房間內各部位的（de）空氣（qì）壓力。因此，建立SPF實驗動物環境必須（xū）有一（yī）個設計合理，運行可靠，節約能源, 監控方便的淨化空調係統。
2、SPF實驗動物環境淨化空調技術的現（xiàn）狀和問題
雖然SPF實驗動物環境對空氣的潔淨度（dù）要求不高，但通風方式有特殊的要求。首先，必須提（tí）供實驗動物正常生活所需的新鮮潔淨空氣，排（pái）除動物排泄物等散發的汙濁氣體，還必須防止空氣的交叉（chā）汙染。為（wéi）了達到這個目的，目前國內的SPF實驗（yàn）動物（wù）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（yàn）動物房稀釋汙染空氣後不予回收（shōu）直接排放。常用的（de）氣（qì）流形式為（wéi）頂送側回，由房間頂部的送風口將潔淨空（kōng）氣送入，房間內放置有（yǒu）實（shí）驗動物籠（lóng）架，潔淨空氣將（jiāng）室內的汙（wū）染空氣稀釋後沿著（zhe）房間四周下部的（de）排風口排出。這種淨化送風方式原理簡單，管理方（fāng）便，得到了較（jiào）多（duō）的應用。但是，這（zhè）種送風方式風量大，能耗高，使用上也不盡合理，因為並非所有的塵埃粒子都是致病微生物，依靠大量的潔淨氣流稀釋室內的汙染空（kōng）氣也不一定能使（shǐ）實驗動物得（dé）到很好的生活環境。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)內飼養，飼養盒(籠)又放（fàng）在多（duō）層的籠架上，室內可放置很多排籠架（jià）。飼（sì）養盒(籠)是實驗動物生活的微環境（jìng），又是產生塵粒和異味的核心，也是空氣流（liú）動的死角。整個房（fáng）間是空氣循環的（de）大環境，氣流呈亂流形式分布，由於飼養盒(籠)和籠架的阻力，潔淨空氣（qì）隻有很少部分能進入飼養盒（hé）(籠)，大部分（fèn）恒溫恒濕的潔淨空（kōng）氣直接從排風（fēng）口排出（chū），造成很大的能源浪費（fèi）。即使從（cóng）飼養盒(籠)內散發或（huò）被置換出來的汙染空氣也不能（néng）立即*地排出室外，這些汙染的空氣會隨著亂（luàn）流氣流（liú）彌漫於整個房間，不僅造成實驗動物交叉汙染的可（kě）能，也（yě）使飼養人員的工作環境惡化。一般飼養盒(籠)的容積僅占房屋空間的10%，由於飼養盒(籠)和籠架的阻力，能（néng）直接（jiē）參與飼養盒(籠（lóng）)內空氣交換的潔淨空氣將（jiāng）低於10%。要保證飼養盒(籠)內（nèi）一定的溫度、濕度，潔（jié）淨度和空氣的新鮮度就必須成倍的加大空調機組，增加送風量（liàng），加大製冷和（hé）製熱功率，這就增加了建設（shè）投資和運行成本。而這些能量大部分被排空浪費掉，這是直排（pái）式全新風淨化（huà）方式zui主要（yào）的問題。
3、淨化空調節能技術（shù）在SPF實驗動物環（huán）境中的（de）應（yīng）用
隨著SPF實驗動物環境的（de）推廣和實施，能耗大，投資和運行成本高昂的問題越來越突出，國內（nèi）外的學者在這方麵做了很多的研究和探索，經（jīng）驗介紹如下：
3.1 減少冷熱負（fù）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實驗動物環境工（gōng）作人員少，工（gōng）作時間（jiān）短，為了減少潔淨空氣單位流量，可將房間高度降低到（dào）2m。
3.1.2 加強圍護絕熱
選擇較好的隔熱材料，加厚保溫（wēn）層。
3.1.3 調控氣流（liú）速度
采用變頻（pín）調速自動控（kòng）製（zhì）技術，將氣流速度控製在標準下限運行，zui小空氣流速可選取0.1m/s。
3.1.4 調（diào）控溫度範圍
將SPF實驗動（dòng）物房的溫度冬天設定到標準下限，夏天設定到（dào）標準上限。
3.1.5 小單元獨立空調（diào）係統
將SPF實驗（yàn）動物房分成若幹區域，相應地設立（lì）若幹小單元獨立空調係統，使用時（shí）根據動物飼養種類和數量的增減，有選擇地啟用房間和相應（yīng）的空調係統，避免空調係（xì）統（tǒng）放空運行。
3.2 能源的二次利用（yòng）
3.2.1 淨化空氣循環使用
將部分排出（chū）的淨化空調風回收利用，回收前必須進行前期（qī）處理，去除二次循（xún）環空氣中的塵粒和有害氣體。二次循環（huán）空氣回收利用率zui高可達50%。但是，為了避免交叉感（gǎn）染，再循環空氣（qì）於同一（yī）(動物（wù）種群（qún）)單元使用。
3.2.2 能源回收（shōu）
在排風管段（duàn）安裝能量回收（shōu）裝置。上述利用二次能源的措施在理論上和技術上都是可行的，特別是在溫差較大的地區。但（dàn）是，為（wéi）了（le）處理回風需要增加（jiā）相應裝置，又（yòu）增加了空氣係統阻力和運行費用，所以一（yī）般情況下節能效果不是很顯著。
3.3 利用天然能源
在有條件的地方，利用太陽能等天然資源（yuán）進行空（kōng）氣調節（jiē）或輔助加熱。
3.4 空氣定向流技術
隨著SPF實驗動物環境的興建，能耗和（hé）運行成本高的矛盾越來越突出，一種空氣定向流動的技術越來越受到重視。如上所述，一般SPF實驗動物房僅有低於（yú）10%的潔淨（jìng）空氣參與了動物飼養盒(籠（lóng）)內空氣的交換（huàn），那麽，要達到（dào）節能（néng）的目的（de），就必須盡量減少非交換淨化氣流，並（bìng）讓（ràng）可交換氣流沿（yán）定向流動，zui後進入排風管。根（gēn）據這種原（yuán）理，目前已有多種空氣定向流SPF實驗動（dòng）物（wù）環境技術得到了應用。
3.4.1 盒內（nèi）交換籠架
該技術采用導風通道籠架，雙風道機（jī）組，設（shè）置（zhì）前端和終端（duān）空氣過濾（lǜ）器等裝（zhuāng）置組成單體（tǐ）換氣係統，淨化氣流在動物（wù）飼養盒內定向流動，全部參與了盒內的空氣交換，空氣流量非常小。該裝置簡化了控製設備，使用方便靈（líng）活，對基礎建築要求不高，特（tè）別適合小（xiǎo）規模實驗動物的飼養（yǎng）。目前，國內已有係列成（chéng）套（tào）裝置供選用（yòng）。
3.4.2 定向流（liú）SPF實驗動物房
該技術（shù）由房間頂部送風（fēng）口將潔淨空氣（qì）到送入室內，動物籠架分（fèn）隔成數個（gè）相對封閉籠格，籠格內可放（fàng）入動（dòng）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）頂部送風口進入室內後，隻能從（cóng）通風孔進入（rù）籠格再進入排風管（guǎn）形成定（dìng）向流（liú）動氣流。根據一個SPF實驗動物房定向流技術與傳統直排式氣流技術在飼（sì）養區風量（liàng）和冷(熱)負荷參數的比較，前者比後者可節約62%的能源，投資和運行費用大（dà）幅度降低。
3.4.3 潔淨（jìng）空間與傳遞（dì）技術在SPF實（shí）驗動物環境中的（de）應用
從傳統的屏障係統中解放出來，減少固（gù）定（dìng）的廠房和大規模的投資，節約能源是人們一直在探索的目標。法國拉卡連公司在普通控溫（wēn）的建築中用隔離（lí）技術和傳遞裝置建（jiàn）立起大小可調節的（de）SPF實驗動物環境裝置，淨化空氣在隔離器中定向流動，全部參與動物生活空（kōng）間氣流的交換，並與（yǔ）操作空間和人流物流*分開（kāi）。目前，一台雙升降式隔（gé）離器可放98隻小老鼠盒，zui大的隔離器可以用來養馬，操作時主要使用門式（shì）直接傳遞裝置，工作人員進出（chū）自由，操作方便。該係統簡便靈活，人流（liú）物流隔離，操作安（ān）全可靠，適應範圍廣，是一種方便節能保險（xiǎn）的好方（fāng）法（fǎ）。實踐證明，上述淨化空調節能技術對提高SPF實驗動物環境的空氣（qì）質量和節能水平（píng）是行之有效的。特別是空氣定（dìng）向流技術（shù），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（rǎn）的問題，具有節約投資（zī）和降低運行成本的優點，是SPF實驗動物環境工程淨（jìng）化（huà）空調節能技術發展的方（fāng）向（xiàng）。