
一、設施的運行特點實驗動物屏障設
1、實驗動物屏(píng)障設施必須保持365天/年、24小時/天不間斷運行。實驗(yàn)動物屏障設施實質是給實驗動物初級環境提供:ISO7級潔淨度,≧15次換氣/h,25℃(40-70%)溫-濕度恒定。冬季升溫加濕需要電加熱能耗巨大,同時,為保障該環境空氣的無(wú)汙染狀態而需要(yào)維持一定的壓差(chà)。
2、保證實驗動物(wù)接觸物品滅菌所需要的(de)滅菌設備的(de)電蒸汽消耗。一般每台(tái)1.0m3滅菌器需配置電(diàn)蒸汽發生器40-60KW電耗。
3、有效使用麵積(jī)小。按照通用設計理念,屏障設施有效使用麵積不足40%。(一(yī)般(bān)在34-38%),導致投資大(dà),使用效(xiào)率低,運(yùn)行成本高,不能見到(dào)顯著(zhe)投資效益。實驗動物屏障設施另一個運行特(tè)點是(shì)汙(wū)染臭(chòu)氣嚴重,對(duì)周邊的醫療建築物構成一定的空氣汙染(rǎn),必須堅持局部汙(wū)染局部處理後在匯入全麵排風係(xì)統無害化處理的原則。建議采用有效處理方法,除應急除應急狀態外(wài)禁止使用活性炭做無害化處理。
二、實驗動物屏障設施淨化空調係統模式
1、實驗(yàn)動(dòng)物屏(píng)障係(xì)統模式目前國內較多采用方式(shì)。國標GB50447《實驗動物設施建(jiàn)築技術(shù)規範》/14925《實驗動物環境及設施》技術參數要求主(zhǔ)要針對這類設施。SPF動物在此環(huán)境中生存。目前國內主要有小型SPF齧齒類動物、禽類等,大型SPF動物較(jiào)少。
2、獨(dú)立通風籠盒係統模式或獨立排氣通風籠(lóng)盒(hé)係統模式。是指在密閉獨立單元(籠盒或籠(lóng)具)內,潔淨氣流高(gāo)換氣頻率獨立通氣,汙染臭氣集(jí)中外排的SPF級實驗動物飼育與動物實驗設備。一段時間內,該設備(bèi)配套超淨(jìng)工作台使用可以保持SPF動物不被汙染。此類設備目(mù)前國(guó)內貿易產品國家標準,一些省區僅(jǐn)使用IVC設備(bèi),不核(hé)發實驗動物(wù)使用許可證。
3、屏障係統+IVC模式。國內一些實(shí)驗動物設施從節能(néng)角度出發(fā),采用以屏障環(huán)境正壓係統配合使用IVC、EVC、隔離(lí)器等設備模式,也成為(wéi)雙係統模式。這類工程目前尚未推廣,許多技術尚待*,但可以確信,是未來實驗動物屏障設施發展方向。
三、圍護結構要點
圍護結構應選用無毒、無放射(shè)性材料。牆(qiáng)麵和天花板的材料應易於清洗消毒、耐腐蝕、不起塵、不開裂(liè)、無反光、耐(nài)衝擊(jī)、光滑防水。地麵材料應防滑、耐磨、耐腐蝕、無滲漏,踢腳不應突出牆麵。屏障環境設施的淨化區內的地麵墊層宜配筋,潮濕地區、經常用水衝洗的地麵應做(zuò)防水處理。
1、屏障係統一般采用A-B1級防火的無機板、金屬板或者B級玻鎂夾芯板、岩棉夾芯板(bǎn)。圍(wéi)護結構需要消毒,所以必須選用具(jù)有耐藥性和耐水性的材料和施(shī)工方法。
2、屏障設施天花(huā)板一般為彩鋼板吊頂,為便於設備管線(xiàn)安裝和維修保養,應設供人行走的行走帶。
3、地麵要選用與之(zhī)相適應(yīng)的材料(liào)和防水工程。屏障(zhàng)設施小型(xíng)齧齒類(lèi)動物的飼養室地麵不需衝洗(xǐ),目前(qián)大多采用優質的PVC卷材。普通級動物的飼養室,不僅需擦拭還要清洗;犬、猴、小型豬設施除用(yòng)水清洗外,還需要備用熱水或蒸氣清洗。目前多采用環氧樹脂(zhī)自流平的地麵材料。
4、屏(píng)障環境設施的門(mén)窗應(yīng)有較好的密閉性,門上(shàng)設觀察窗。設施內相鄰2個區域的門應開向壓力大的一側,並能自動關閉,緩衝室的門宜設互鎖裝置。淨化區設置外窗時(shí),應采用具有(yǒu)良好氣密性的固定窗,齧齒(chǐ)類動物的生產區(實驗區)內不應設外窗、不設地漏。應有防止昆蟲、野鼠等動物(wù)進入屏障區和實驗動物外逃的措施。應在建(jiàn)築設計窗高時,考慮裝修材料不外漏,避免(miǎn)影響(xiǎng)外立(lì)麵。
5、大(dà)動物的實驗設施應考慮耐(nài)水性、耐藥性、無(wú)毒性的吸音、隔音材料和(hé)措施。有條件設施可以選擇在負層為宜,但應留足光照與(yǔ)運動空間。
6、承重問題:屏(píng)障設施的高壓滅菌、消毒(dú)設備、洗器(qì)籠清洗設備、大型浸(jìn)泡水槽、冷熱源機組、水(shuǐ)生生物養殖裝(zhuāng)置、大型影像學設備等,應考慮設備運行重量對樓板荷載影響。大型實驗動物屏障設(shè)施為降低員工勞動強度,一些新(xīn)型滅菌設備(bèi),樓板需要(yào)下沉35-40cm。設備廠商一般可以提供技術參數。因此,除滅(miè)菌、消毒設備應放置在物淨通道關鍵位置外,其(qí)他重型設備應盡量放置在負(fù)一層或一(yī)層。另外,滅菌設備冷卻排水應采用耐137℃高溫金屬管材料,應考慮滅菌設(shè)備更換時進出通道(dào)。
四(sì)、空調(diào)、通風和空氣淨化要點(diǎn)
1、淨化空調方式的選擇
臨床醫療機構實驗動物設施應由使用者根據具體用途劃分詳細的功能區域;設計機(jī)構再(zài)根據(jù)空調係(xì)統(tǒng)節能方式確定係統劃分(fèn)和空調方式(shì),分時段(duàn)、分區域確定淨化空調係(xì)統。
2、淨化空調係統的設計
臨(lín)床醫療機(jī)構實驗動物設施(shī)淨化空調係(xì)統的設計,應充分考慮初級環境淨化空調係統,也必須考(kǎo)慮隔離器(qì)、IVC、EVC次級環境淨化空調係統,同時兼顧換(huàn)籠台、動物飼養架、生物安全櫃等通風和動物、人員、設(shè)備的汙染負荷及冷、熱、濕負荷。
3、實驗動物設施通風原(yuán)則
為(wéi)保證實驗動物設施潔淨度、臭氣汙染控製等特(tè)殊要求,通(tōng)風設計應(yīng)該依照初級環境與次級環境區分設計的原則(zé),把全麵通(tōng)風、局部(bù)通風、應急通風(fēng)根據具體用途劃分詳(xiáng)細的(de)功能區域(yù)後綜合考慮。屏障環境設施的(de)動物(wù)潔淨(jìng)區,送(sòng)、排風機應采用(yòng)互為備(bèi)用方式設計,當風機故障時,應能保(bǎo)證屏障區所需環境參數要求。
(1)送風係統的設計原則
根據國標要求,使用開放式籠架具的屏(píng)障環境,應采(cǎi)用全新風的頂(dǐng)送側回送風方式。一般使用獨立通風籠具的設施可以采用局部(bù)回(huí)風(fēng)方式。其空(kōng)調(diào)係統的新風量應滿足補充室內排風與保持室內(nèi)壓力梯度所需風量之和。我國《實驗動物設施建築技術(shù)規範》也明確規(guī)定(dìng)采用上送(sòng)下排的氣流組(zǔ)織形式,並且要求對送風口和排風口的位(wèi)置精(jīng)心布(bù)置,盡可(kě)能減少氣(qì)流停滯(zhì)區域,確保室內可能被汙染的空氣以較快速度流向排風口。
(2)排風係(xì)統的設計原則
實驗動物屏障設施根據各功能區域不同(tóng),應有多組局部排風係統組成的係(xì)統全麵排風。各局部排風劃分原則是:向大氣(qì)排放汙染臭氣時,其(qí)汙染物排(pái)放(fàng)應遵循綜合治(zhì)理、循環利用、達標排放和總量(liàng)控製。排出的汙染臭氣應首先進行無害化處理後才能排放,並應符合《大氣汙染物綜合排放標準》相關規定。
負(fù)壓(yā)區設定:可能對潔淨動物構成汙染或產生汙染(rǎn)臭(chòu)氣的(de)無潔淨度要求的區域。如:籠器具清洗消毒區、普通級大動物飼育區、對(duì)外(wài)緩衝區、滅菌前區、電(diàn)梯前廳等,宜設計單獨(-10Pa)負壓區。負壓區要求(qiú)排風應與送風連鎖,排風先於送風(fēng)開啟,後於(yú)送風關閉。
正壓區(qū)設定:有潔淨度要求的區(qū)域一般按照國家標準,按照壓力梯度設計為正壓。排風係統的風機宜與送風(fēng)連鎖,送風先於排風開啟,後於排風關閉。
(3)負壓設備管道:在潔淨區內相對於潔(jié)淨室負壓(yā)的管(guǎn)道係統。主要指與動物飼養設備密接的專門負壓(yā)係(xì)統。如IVC、EVC、隔離器、換籠台、生物安全櫃、轉運推(tuī)車(chē)、潔淨工作台等設備運行過程中,產(chǎn)生汙染(rǎn)氣溶膠,威脅潔淨區(qū)動(dòng)物,該類設備排風(fēng)接入初級環境排風係統支管,又對其造成(chéng)影響。因此不應(yīng)向室內(nèi)排風,也不應接入初級環境排風支管。
(4)局部排風計算
局部排風是局部換氣,主(zhǔ)要用在幾種散發有害氣體的點,比如生物安全櫃,通風櫃、IVC、隔離器、換籠台、動物轉運車等。局部(bù)通風的(de)計算(suàn)方法:局部(bù)通風如無法確定換氣體積,則不應按照換氣次數計算(suàn)。應按操作麵風速計算法,比如局部排風罩,按照通過罩口麵的風速,通風櫃按照開口處(chù)的風速,一般取0.5m/s的風(fēng)速。局部通風設備可以根(gēn)據次級環境籠盒、隔(gé)離器等內(nèi)容(róng)積確定換氣次數,隔離器宜按照≥50次/h、IVC、EVC可(kě)以按照≥20次/h換氣。空調淨化係統(tǒng)送、排風支管宜安裝氣密閥門。空調(diào)淨化係統的風機宜選用風壓變化較大時風(fēng)量變(biàn)化(huà)較(jiào)小的類型。屏障環境和隔離環境過渡季節應有冷熱源。包括使用開放式籠具的屏障環境設(shè)施的動物生(shēng)存區以及普通環境的IVC、EVC、隔離器。排風口設置應(yīng)遠離新風(fēng)取風口,且不(bú)應處於新風口常年(nián)風向的上方。排風應適當高排(pái)。如若采用射流風機,風速滿足≥15.3米/秒。
4、實驗動物設施汙染空氣(qì)無害化處理原則
(1)滿足國家現行有關大(dà)氣汙染物排放標準的要求
實(shí)驗動物屏障(zhàng)設施主要向大氣(qì)排放的(de)空氣汙染物(wù)是(shì)氨氣和硫化氫氣體。GB14925《實驗動物環境及設施》和GB50447《實(shí)驗動物設(shè)施建築技術規範》中,提出(chū)設施內氨濃度(動態工況)≤ 14.0mg/m3,向大氣排(pái)放標(biāo)準(zhǔn)則強調“實驗動物(wù)設施的(de)建設除應符合本規範的規定外,尚應符(fú)合國家現行有(yǒu)關標準的規定”,沒有具體指標參數,目(mù)前國內外比較理想的處(chù)理方法較(jiào)少,性價比很(hěn)低。國家現行有關標準有:
例如《民用建築工程室內環境汙染控製規範》GB50325-2010中氨(ān)氣的排放標準:Ⅰ類、Ⅱ類民用(yòng)建築≤0.20mg/m3。GB 14554《惡臭汙染物(wù)排放標準》廠界標準值:氨(ān)濃度:一(yī)級:1.0、二級(jí):≤2.0、三級:≤5.0。
公共場所的衛生標準(zhǔn)中規定:空(kōng)氣中排(pái)放的氨濃度應≤ 0.5mg/m3;化工企業附近的居民區的大氣中應小於0.2mg/m3。人可(kě)感知的低的(de)氨濃度:5.0PPM,大(dà)多數人明顯刺(cì)激感覺的氨濃度:20 PPM。
(2)滿(mǎn)足快排除原則
實驗動物屏障設施運行後(hòu),不斷產生汙染臭氣,主要是氨氣(NH3,小(xiǎo)型齧齒類為主)和硫化氫氣體(H2S,大動物(wù)為主)。因此,通(tōng)風設計時,應滿足快排除原則。我國的《實驗動物設施建築技術(shù)規(guī)範》也明確規定(dìng)了(le)上送下排的氣流組織形式,並且要求對(duì)送風口和(hé)排(pái)風口的位置(zhì)精心布置,盡可能減少氣流停滯區域,確保室(shì)內可(kě)能被汙染的空氣以(yǐ)較快速度流向排風口。實驗動物設施產生汙染臭氣主要有(yǒu):根據不同汙染(rǎn)空氣性質,NH3在潔淨區內蓄積(jī),不斷上(shàng)升到房間高處,硫化氫氣體會下沉,對(duì)不同汙染臭(chòu)氣采用不同高度排風口。風口(kǒu)風速控製在3m/s左右,風(fēng)管風速控製在7m/s以下。
(3)實驗動物屏障設施汙染臭氣應采用局部(bù)一級處理後再總排(pái)風管二級處理原則
目前,排風除NH3、H2S主要采用的方法有:
a.局部化學法處理:目前主要有針對氨(ān)氣、硫化氫氣體的化學過濾(lǜ)器;排風係(xì)統支管應設置消(xiāo)除汙染的(de)化(huà)學裝置,如化學過濾器等,並應設置在風機的負壓段。應根據汙染臭氣處理量預留設備空間,同時預留有關設(shè)備的閥門、電動機、檢測孔等處的操作空間。汙染臭氣處(chù)理係統的(de)主體設備之間應留有足夠的安裝和檢修空間,主體設備周邊應應急(jí)通道及規範的要求。
b.吸收法汙染臭氣處理(lǐ):吸收工藝的選擇應考慮(lǜ)的因素主要是汙染臭氣性質、流量、濃度、吸收劑性(xìng)質、吸收裝置特性以及經濟性等。吸(xī)收裝置有(yǒu)噴淋塔、板式塔、湍球塔(tǎ)等。活性炭吸附可以在應急工況下使用。
c.光解法處理:光解工藝的選擇應考慮的因(yīn)素:汙染氣體的流量、流速、壓力、組分、性質、進口濃度、排放濃度等。宜按大汙染臭氣排放量的(de)120%進行設計,並控製氣(qì)流速度。光解設備(bèi)連(lián)續工作時(shí)間(jiān)不應少於12個月。氣體的接觸時間應≧1.0s。
d.射流(liú)排(pái)氣法(fǎ)處理:也(yě)稱排氣射流筒法。排氣筒的高度應滿足國家現行有關大(dà)氣汙(wū)染物(wù)排放標準的要(yào)求,低高度不得低於15m,排氣筒高(gāo)度指(zhǐ)從(cóng)地麵至排氣口的(de)垂直高度(dù)。排氣(qì)筒出口風速宜(yí)為≧15.5m/s,對集中(zhōng)大型排氣筒宜預(yù)留排風能力。排氣筒(tǒng)應設置用於監測(cè)的采樣孔(kǒng)和監測平台(tái),以及必要的附屬設(shè)施。排氣射流筒頂端(duān)不應設置傘帽。
5、實驗動物屏障設施節能(néng)原則
實驗動物屏障設施淨化空調係統成本非常昂貴,約為一般空調的7倍以上。同時,運行成(chéng)本也及其巨大。一般情況下實驗動物屏障設施淨化空調(diào)係統用電量約佔了整個耗能的50-60%左右,在“節能減排,環(huán)保一(yī)票否決製”國策環境下,如何使設施能耗係統(tǒng)設計與能源有效運用,達到低能耗運行目的,就成為相當重要的工作。減少能耗的能力是動物房(fáng)設計水平極其重(chóng)要的指標。實驗(yàn)動物屏障設施能耗重點有以下幾部分:
①以全新風方式,全年(nián)24小時運行,冷熱源設備和容量需(xū)求巨大;
②物流需(xū)要的滅菌設(shè)備,6-8小時/天,所需的電蒸汽發生器耗電量較大;
③滿足12/12小時(shí)照明的人工光源需要較大耗電量;
④局部與全麵通風臭氣無害化處理係統。
實驗動物屏障設施節能原則:
目前,確定合理的冷熱源供給方(fāng)式、功能區域詳細劃分、分時段(duàn)、分係統設計全麵、局部通風量,盡量降低換(huàn)氣次數,設備冷熱量回收等是實驗動物屏障設施節能的(de)關鍵,也是體現設計機構(gòu)技術水平的標誌。因此,實驗動物屏(píng)障設施的節能措(cuò)施有以下幾個重點:
(1)確定(dìng)合理的冷熱源供給方式:實驗(yàn)動(dòng)物屏障設施為了維持實驗動物次級環境的(de)適(shì)溫、濕度,選定合理的冷熱源極為重要。臨床醫療機構一般供(gòng)應室(shì)配備有數台滅菌(jun1)設備,使用燃氣鍋爐為熱源,因此,實驗動物屏障設施以(yǐ)燃氣鍋爐作為供熱源(yuán)為首(shǒu)要選(xuǎn)擇。冷源(yuán)可根據係統劃分與設備節能特點選定。也可以采用地(dì)源、水源熱泵機組,製冷製熱工況穩定,能效比(bǐ)高,節(jiē)能*。
(2)功能區域詳細劃分,降低空調冷熱負荷:實驗動物屏(píng)障設施應根(gēn)據使用特點(diǎn)詳細劃分各(gè)功能區域,淨化空調係統新風的熱濕和淨化處理可集(jí)中也可分散設置。負壓區劃分以可能對動物構成汙染或產生汙染臭(chòu)氣的無潔淨度要求的區域(生物安全類實驗室ABSL-2以上除外)。如:籠器具清洗消毒區、普通級(jí)大動物飼育區、對外緩衝區、滅菌前區、電梯前廳等,宜設計單獨(dú)(-10Pa)負壓區。正壓區劃分依據國家標準,按照壓力梯度劃分為動物生存區和輔助區、通道區等。次級環境的設備通風:在潔淨區內相對於潔淨室設計負壓的管道係統。主要指與動物飼養設備密(mì)接的專門負壓係統。如IVC、EVC、隔離器、換籠台、生(shēng)物安全櫃、轉(zhuǎn)運推車(chē)、潔淨工作台等設備運行過程中,產(chǎn)生汙染氣溶膠,威(wēi)脅潔淨區動物,該類設備排風接入(rù)初級環境排風係統支管,又對其造成影響。因此不(bú)應向室內排風,也不應接入(rù)初(chū)級環境排風支管(guǎn)。分時段設計:24小時運行和間斷(duàn)運行的部分要區分開(kāi)來;根據動物(wù)生(shēng)存區動物數量調整換氣次數,宜采(cǎi)用(yòng)變頻方(fāng)式。動(dòng)物生存(cún)區內采用換氣效率高的送風口及氣流(liú)控製方式,以及部(bù)分排風再循環,減少新風使用(yòng)量。
(3)采用先進技術,充(chōng)分回收(shōu)能量:根據采用(yòng)顯(xiǎn)熱能(néng)量回收裝置,在寒冷及嚴寒地區冬季大溫差工況(kuàng)下,顯熱回收率50-60,節能效果較為顯著。國外已有實驗動物設施采用分子篩式全熱能量回收裝置,全熱(rè)回收效率70%以(yǐ)上,節能*。總排風管經無害(hài)化處理後可以全部排(pái)風再循環,減(jiǎn)少新風使(shǐ)用量。
(4)圍護結構保溫:強化(huà)外牆與屋麵的隔熱保溫能力:根據實驗目的、動(dòng)物種類和房間功能的不同進行分區。