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本文通过对目前SPF实验动物环境工程建设投资高，能源消耗大等问题的分析，介绍了净化空调节能技术的应用，认为空气定向流技术是SPF实验动物环境工程净化空调节能技术发展的方向。
关键词：净化空调 空气定向流 节能
实验动物科学是生物医学乃至整个生命科学的基础和重要的支撑条件，人们越来越重视对实验动物的应用和研究。
随着GMP要求的近一步落实，国家相继制定了《实验动物管理条例》和《实验动物环境及设施》等法规。
在加入WTO的新形势下我国医药行业加快了与国际先进水平接轨的步伐，很多医药生产企业和研究部门都需要建造符合规范的实验动物设施。
新建的实验动物设施一般都要达到SPF级，且具有一定的规模。
由于实验动物设施的特殊性，对净化空调有很多特殊的要求，现就SPF实验动物环境工程净化空调节能技术的现状和发展进行探讨。
1 SPF实验动物环境对净化空调技术的要求
根据1994年颁布的《实验动物环境及设施》国家标准，实验动物环境主要分为开放系统、亚屏障系统、屏障系统和隔离系统。
开放系统适用于饲养普通级实验动物，亚屏障系统适用于饲养清洁级实验动物，屏障系统适用于饲养无特定病原体（SPF）级实验动物，隔离系统适用于饲养SPF级及无菌（GF）级实验动物。
当前，新建的实验动物房主要是SPF级，按照标准要求空气净化度至少要达到10000级，氨浓度≤14㎎/m?, 温度18～29℃，日温差≤3℃，相对湿度40～70%，气流速度≤0.18m/s, 房间空气压差梯度20～50Pa。
为了保证实验动物正常地生长，需要严格地按照规定调节温度和湿度，提供新鲜空气，排除有害气体、病原微生物和尘粒。
为了避免交叉感染，还要严格地设定和控制房间内各部位的空气压力。
因此，建立SPF实验动物环境必须有一个设计合理，运行可靠，节约能源, 监控方便的净化空调系统。
2 SPF实验动物环境净化空调技术的现状和问题
虽然SPF实验动物环境对空气的洁净度要求不高，但通风方式有特殊的要求。
首先，必须提供实验动物正常生活所需的新鲜洁净空气，排除动物排泄物等散发的污浊气体，还必须防止空气的交叉污染。
为了达到这个目的，目前国内的SPF实验动物环境大部分采用直排式全新风净化方式，即将恒温恒湿的净化空气送入SPF实验动物房稀释污染空气后不予回收直接排放。
常用的气流形式为顶送侧回，由房间顶部的高效送风口将洁净空气送入，房间内放置有实验动物笼架，洁净空气将室内的污染空气稀释后沿着房间四周下部的排风口排出。
这种净化送风方式原理简单，管理方便，得到了较多的应用。
但是，这种送风方式风量大，能耗高，使用上也不尽合理，因为并非所有的尘埃粒子都是致病微生物，依靠大量的洁净气流稀释室内的污染空气也不一定能使实验动物得到很好的生活环境。
目前，一般SPF实验动物房的饲养方式都是将动物放在饲养盒（笼）内饲养，饲养盒（笼）又放在多层的笼架上，室内可放置很多排笼架。
饲养盒（笼）是实验动物生活的微环境，又是产生尘粒和异味的核心，也是空气流动的死角。
整个房间是空气循环的大环境，气流呈乱流形式分布，由于饲养盒（笼）和笼架的阻力，洁净空气只有很少部分能进入饲养盒（笼），大部分恒温恒湿的洁净空气直接从排风口排出，造成很大的能源浪费。
即使从饲养盒（笼）内散发或被置换出来的污染空气也不能立即完全地排出室外，这些污染的空气会随着乱流气流弥漫于整个房间，不仅造成实验动物交叉污染的可能，也使饲养人员的工作环境恶化。
一般饲养盒（笼）的容积仅占房屋空间的10％，由于饲养盒（笼）和笼架的阻力，能直接参与饲养盒（笼）内空气交换的洁净空气将低于10％。
要保证饲养盒（笼）内一定的温度、湿度，洁净度和空气的新鲜度就必须成倍的加大空调机组，增加送风量，加大制冷和制热功率，这就增加了建设投资和运行成本。
而这些能量大部分被排空浪费掉，这是直排式全新风净化方式最主要的问题。
3 净化空调节能技术在SPF实验动物环境中的应用
随着SPF实验动物环境的推广和实施，能耗大，投资和运行成本高昂的问题越来越突出，国内外的学者在这方面做了很多的研究和探索，本人也在工作中积累一些经验，介绍如下：
3.1 减少冷热负荷
3.1.1 降低室内高度 一般生物洁净室高度在2.4～2.6m之间，SPF实验动物环境工作人员少，工作时间短，为了减少洁净空气单位流量，可将房间高度降低到2m。
3.1.2 加强围护绝热 选择较好的隔热材料，加厚保温层。
3.1.3 调控气流速度 采用变频调速自动控制技术，将气流速度控制在标准下限运行，最小空气流速可选取0.1m/s。
3.1.4 调控温度范围 将SPF实验动物房的温度冬天设定到标准下限，夏天设定到标准上限。
3.1.5 小单元独立空调系统 将SPF实验动物房分成若干区域，相应地设立若干小单元独立空调系统，使用时根据动物饲养种类和数量的增减，有选择地启用房间和相应的空调系统，避免空调系统放空运行。
3.2 能源的二次利用
3.2.1 净化空气循环使用 将部分排出的净化空调风回收利用，回收前必须进行前期处理，去除二次循环空气中的尘粒和有害气体。
二次循环空气回收利用率最高可达50％。
但是，为了避免交叉感染，再循环空气仅限于同一（动物种群）单元使用。
3.2.2 能源回收 在排风管段安装能量回收装置。
上述利用二次能源的措施在理论上和技术上都是可行的，特别是在温差较大的地区。
但是，为了处理回风需要增加相应装置，又增加了空气系统阻力和运行费用，所以一般情况下节能效果不是十分显著。
3.3 利用天然能源 在有条件的地方，利用太阳能、地热等天然资源进行空气调节或辅助加热。
3.4 空气定向流技术
随着SPF实验动物环境的兴建，能耗和运行成本高的矛盾越来越突出，一种空气定向流动的技术越来越受到重视。
如上所述，一般SPF实验动物房仅有低于10％的洁净空气参与了动物饲养盒（笼）内空气的交换，那么，要达到节能的目的，就必须尽量减少非交换净化气流，并让可交换气流沿定向流动，最后进入排风管。
根据这种原理，目前已有多种空气定向流SPF实验动物环境技术得到了应用。
3.4.1 盒内交换笼架 该技术采用导风通道笼架，双风道机组，设置前端和终端空气过滤器等装置组成单体换气系统，净化气流在动物饲养盒内定向流动，全部参与了盒内的空气交换，空气流量非常小。
该装置简化了控制设备，使用方便灵活，对基础建筑要求不高，特别适合小规模实验动物的饲养。
目前，国内已有系列成套装置供选用。
3.4.2 定向流SPF实验动物房 该技术由房间顶部高效送风口将洁净空气到送入室内，动物笼架分隔成数个相对封闭笼格，笼格内可放入动物饲养盒（笼），每个笼格有通风孔与洁净室和排风口连通，洁净空气从房间顶部高效送风口进入室内后，只能从通风孔进入笼格再进入排风管形成定向流动气流。
根据一个SPF实验动物房定向流技术与传统直排式气流技术在饲养区风量和冷（热）负荷参数的比较，前者比后者可节约62％的能源，投资和运行费用大幅度降低。
由于每个笼格相对封闭，调节通风孔可控制风量大小，既可很好地净化动物生存活动环境，还能灵活地控制每个饲养盒（笼）内的氨浓度。
由于空气定向流动，笼格内的污染空气不会进入室内，工作人员操作空间无尘无味，优化了工作环境。
3.4.3 洁净空间与传递技术在SPF实验动物环境中的应用
从传统的屏障系统中解放出来，减少固定的厂房和大规模的投资，节约能源是人们一直在探索的目标。
法国拉卡连（la ca lhene）公司在普通控温的建筑中用隔离技术和传递装置建立起大小可调节的SPF实验动物环境装置，净化空气在隔离器中定向流动，全部参与动物生活空间气流的交换，并与操作空间和人流物流完全分开。
目前，一台双升降式隔离器可放98只小老鼠盒，最大的隔离器可以用来养马，操作时主要使用门式直接传递装置，工作人员进出自由，操作方便。
该系统简便灵活，人流物流绝对隔离，操作安全可靠，适应范围广，是一种方便节能保险的好方法。
实践证明，上述净化空调节能技术对提高SP F实验动物环境的空气质量和节能水平是行之有效的。
特别是空气定向流技术，从理论和技术上解决了非交换净化气流浪费能源和交叉污染的问题，具有节约投资和降低运行成本的优点，是SPF实验动物环境工程净化空调节能技术发展的方向。
清洁级动物（CL）实验室设计方案？
动物实验室主要是用于针对动物的研究实验，其实验成果可以应用于各个领域，因此科学研究对实验动物质量的要求越来越高，许多人在建设动物实验室时更是要求必须使用SPF级及以上等级。作为专业的实验室建设工程公司，SAREN三仁实验室做过很多关于SPF级动物实验室建设的实例，下面为某次SPF级动物实验室建设方案的简单概述，希望可以帮到大家。
1 .建筑卫生要求
SPF级动物实验室在卫生条件方面的要求特别高。建设时，在动物繁育、生产和实验场所里面的所有围护结构材料都必须是无毒、无放射性。建筑内墙表面要光滑平整，阴阳角均为圆弧形，便于工作人员日后的清洗以及消毒。注意墙面要采用不易脱落、耐腐蚀、无反光、耐冲击的材料。地面则应采用防滑、耐磨，不会渗漏的材料。天花板需要耐水、耐腐蚀。
2. 空调系统
在整个实验过程中空调系统必须以稳定的环境条件来确保实验结果不受外部条件的影响，所以SAREN三仁建议采用全新风中央空调通风系统。空气需要经过初、中、高效三级过滤器后再进入到SPF级动物实验室内，使空气达到所要求的洁净级别。空调设备位于初、中效过滤器之间，由一套单元式机组，机组有两台压缩机，相互独立，一用一备，保证整个系统的正常运行。
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3.通讯系统
避免因沟通而进出浪费时间，同时也可以应对突发事件，室内各房间均应安装内部电话机。建议按照房间顺序编排电话号码，不仅方便，还能避免混乱。各室内电话不仅需要相互连通，还需要与监控室总机保持联系，保证实验室内外信息的及时沟通。
4.供水系统 要求
SPF级动物实验室的饮用水宜用纯净水。在建设时也可以设置接水槽和净化装置，为实验动物供应灭菌的饮用水和屏障系统内用水。但要记得经常更换和清洗输水管道，在清洗笼具时可以添加适当比例的84消毒液。
5.监控系统 要求
为了能实时监测设施的运行状态和实验动物的反应，SAREN三仁建议在SPF级动物实验室的出入口、走道、实验动物饲养室、功能操作室等重要位置安装摄像机。这样也能有效督促实验人员严格执行操作规程，避免因人为因素造成的室内环境和设施的污染。
为了严格控制动物实验室的环境不受病源微生物的危害，保护动物的安全，动物实验室的建设方案一定要谨慎合理。
清洁级动物实验室（CL实验室）是进行高洁净度动物实验的专门场所，需要满足一系列严格的设计要求，以确保实验的可靠性和精度。以下是SICOLAB喜格在设计CL实验室的内容和工艺流程，以及功能房间的划分：
一、实验室设计内容：
（1）实验室的设计应根据需要确定适当的洁净度级别和动物品种。
（2）实验室应采用自然通风或机械通风系统，以保证实验室空气的洁净度和质量。
（3）实验室应采用合适的地面、墙面和天花板材料，如不锈钢、环氧树脂、PVC等。
（4）实验室应配备适当的消毒设备和洗手设施，以保证实验室内的卫生和清洁。
二、实验室工艺流程：
（1）清洁、消毒和灭菌：实验室需要进行定期的清洁、消毒和灭菌处理，以确保实验室内的卫生和洁净度。
（2）实验动物的引进：实验动物需要在专门的动物隔离区进行隔离、检疫和适应性驯化，确保其身体健康和免疫系统正常。
（3）实验动物的饲养和管理：实验动物需要在专门的动物房内进行饲养和管理，包括适当的饲料、水和环境温度、湿度和光照控制。
（4）实验的设计和进行：实验设计需要严格遵守相关法规和伦理要求，实验操作需要在清洁、无菌或无尘室内进行。
（5）实验数据的收集和分析：实验数据需要在专门的数据处理室进行收集和分析，包括数据存储、处理和统计等。
功能房间划分：
关于“实验动物在生物医学的应用历史和现状”这个话题的介绍，今天小编就给大家分享完了，如果对你有所帮助请保持对本站的关注！
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