1，SPF實驗動(dòng)物環境(jìng)對淨化空(kōng)調技(jì)術的要求
根據1994年頒布的《實(shí)驗(yàn)動物(wù)環境(jìng)及設施》國(guó)家(jiā)標準，實驗動物環境主要(yào)分為開放(fàng)係(xì)統，亞屏障(zhàng)係(xì)統，屏(píng)障係(xì)統和(hé)隔(gé)離係統。開(kāi)放(fàng)係(xì)統適用於飼(sì)養普(pǔ)通(tōng)級實(shí)驗動(dòng)物，亞屏障係統(tǒng)適用於飼養清潔級實驗(yàn)動物，屏障係統適用於飼養無(wú)特定病原體(tǐ)(SPF)級實驗動物，隔離(lí)係(xì)統適用於飼養SPF級(jí)及無菌(GF)級實(shí)驗動(dòng)物。當(dāng)前，新(xīn)建的實驗(yàn)動(dòng)物(wù)房(fáng)主要(yào)是SPF級，按(àn)照(zhào)標準要求(qiú)空氣(qì)淨(jìng)化度(dù)至(zhì)少要達到10000級，氨(ān)濃(nóng)度≤14㎎/m³, 溫度18～29℃，日溫差(chà)≤3℃，相(xiāng)對(duì)濕(shī)度40～70%，氣(qì)流(liú)速(sù)度≤0.18m/s, 房(fáng)間空氣(qì)壓(yā)差梯度(dù)20～50Pa。
為(wéi)了(liǎo)保證實(shí)驗動(dòng)物正常地(dì)生長(cháng)，需(xū)要嚴格(gé)地按(àn)照(zhào)規(guī)定(dìng)調(tiáo)節溫度(dù)和(hé)濕度(dù)，提供新(xīn)鮮空氣(qì)，排除(chú)有(yǒu)害氣體(tǐ)，病(bìng)原(yuán)微生物和塵粒(lì)。為了避免交叉感染，還要嚴(yán)格(gé)地設定(dìng)和控製(zhì)房間(jiān)內(nèi)各部位(wèi)的空氣(qì)壓力(lì)。因(yīn)此，建(jiàn)立(lì)SPF實(shí)驗動物環(huán)境(jìng)必(bì)須有(yǒu)一個(gè)設(shè)計(jì)合理(lǐ)，運行可靠，節約能(néng)源, 監(jiān)控方便的(dí)淨(jìng)化(huà)空調(tiáo)係統(tǒng)。
2，SPF實驗動物環境淨(jìng)化空調(tiáo)技術的(dí)現狀和問題(tí)
雖(suī)然(rán)SPF實驗(yàn)動物(wù)環境對空(kōng)氣(qì)的潔淨度(dù)要求不高，但(dàn)通風方(fāng)式(shì)有(yǒu)特殊的(dí)要(yào)求。首(shǒu)先，必(bì)須提(tí)供實驗(yàn)動物(wù)正常生(shēng)活(huó)所需的(dí)新(xīn)鮮(xiān)潔淨空(kōng)氣(qì)，排(pái)除(chú)動物排(pái)泄物等(děng)散發的汙濁氣體，還必須防(fáng)止空氣的(dí)交(jiāo)叉(chā)汙染。為了(liǎo)達(dá)到這(zhè)個目(mù)的，目(mù)前(qián)國(guó)內的SPF實(shí)驗動物(wù)環(huán)境大部(bù)分(fēn)采用(yòng)直排(pái)式全(quán)新風(fēng)淨化(huà)方式，即將(jiāng)恒溫(wēn)恒(héng)濕的(dí)淨化(huà)空氣(qì)送入SPF實(shí)驗(yàn)動(dòng)物(wù)房(fáng)稀(xī)釋汙染空(kōng)氣後不(bù)予回收(shōu)直(zhí)接(jiē)排(pái)放。常(cháng)用的(dí)氣流形(xíng)式為頂送(sòng)側回，由房間頂部的(dí)送風口將(jiāng)潔淨(jìng)空氣(qì)送(sòng)入(rù)，房間內放(fàng)置有實驗動(dòng)物籠架，潔淨(jìng)空氣將室(shì)內(nèi)的汙(wū)染(rǎn)空(kōng)氣(qì)稀釋後(hòu)沿(yán)著房(fáng)間四周下部(bù)的排(pái)風口(kǒu)排(pái)出。這(zhè)種(zhǒng)淨化送(sòng)風(fēng)方式(shì)原(yuán)理(lǐ)簡單，管理方(fāng)便，得到了(liǎo)較(jiào)多的(dí)應用(yòng)。但是，這(zhè)種(zhǒng)送(sòng)風(fēng)方(fāng)式風量(liáng)大(dà)，能耗高，使(shǐ)用上(shàng)也(yě)不盡合理，因為並非(fēi)所有(yǒu)的塵(chén)埃粒(lì)子都是(shì)致(zhì)病微(wēi)生(shēng)物，依靠(kào)大(dà)量的(dí)潔(jié)淨氣流(liú)稀釋(shì)室(shì)內(nèi)的(dí)汙染空氣(qì)也不(bù)一定(dìng)能使實驗(yàn)動(dòng)物得到很(hěn)好的(dí)生活(huó)環境。目(mù)前(qián)，一般SPF實(shí)驗(yàn)動物(wù)房(fáng)的飼養方式(shì)都是將動物放在(zài)飼養盒(籠)內飼(sì)養，飼(sì)養盒(籠)又(yòu)放在(zài)多層的(dí)籠(lóng)架(jià)上(shàng)，室內(nèi)可(kě)放置(zhì)很多排(pái)籠(lóng)架(jià)。飼(sì)養盒(hé)(籠)是(shì)實驗動物(wù)生活的微環(huán)境，又是(shì)產(chǎn)生塵(chén)粒(lì)和(hé)異味(wèi)的(dí)核(hé)心(xīn)，也是(shì)空(kōng)氣流(liú)動的(dí)死(sǐ)角。整個房間是(shì)空(kōng)氣(qì)循(xún)環的(dí)大環境(jìng)，氣流呈(chéng)亂(luàn)流(liú)形式分布，由於(yú)飼(sì)養(yǎng)盒(籠(lóng))和籠架的(dí)阻力(lì)，潔淨(jìng)空氣(qì)隻有(yǒu)很(hěn)少部(bù)分能(néng)進入飼養(yǎng)盒(hé)(籠)，大部分恒(héng)溫(wēn)恒(héng)濕的(dí)潔淨(jìng)空氣(qì)直(zhí)接(jiē)從排風口(kǒu)排出，造成很大的(dí)能源浪(làng)費。即使從(cóng)飼(sì)養盒(籠(lóng))內(nèi)散發或被(bèi)置換(huàn)出(chū)來的汙染空(kōng)氣也(yě)不能立即*地排出(chū)室外(wài)，這些汙(wū)染的(dí)空氣會隨著(zhuó)亂流氣(qì)流(liú)彌(mí)漫於整(zhěng)個房間，不(bù)僅造(zào)成實驗(yàn)動(dòng)物交叉(chā)汙(wū)染(rǎn)的可(kě)能，也(yě)使飼養人員的工(gōng)作(zuò)環境(jìng)惡化(huà)。一般飼(sì)養(yǎng)盒(籠(lóng))的容(róng)積僅(jǐn)占房屋空(kōng)間的10%，由於飼養盒(籠)和籠架的阻(zǔ)力，能直接(jiē)參與飼養(yǎng)盒(籠(lóng))內(nèi)空(kōng)氣交(jiāo)換的(dí)潔淨空氣(qì)將(jiāng)低於10%。要保(bǎo)證飼(sì)養盒(籠)內一(yī)定(dìng)的溫(wēn)度，濕(shī)度，潔淨(jìng)度(dù)和(hé)空氣的(dí)新鮮(xiān)度就必(bì)須成倍的(dí)加(jiā)大空調(tiáo)機(jī)組，增(zēng)加送風量，加大(dà)製(zhì)冷和(hé)製熱功率，這(zhè)就增加(jiā)了建設投(tóu)資和(hé)運行(háng)成(chéng)本。而(ér)這些能量(liáng)大(dà)部分(fēn)被排空浪(làng)費(fèi)掉，這(zhè)是直排(pái)式全(quán)新(xīn)風淨化方式(shì)zui主(zhǔ)要(yào)的問(wèn)題(tí)。
3，淨化空調(tiáo)節(jié)能技(jì)術在SPF實驗動物(wù)環境中的(dí)應用
隨(suí)著SPF實(shí)驗動物(wù)環(huán)境的推(tuī)廣和(hé)實施(shī)，能耗大(dà)，投(tóu)資和(hé)運行成本(běn)高昂的(dí)問(wèn)題(tí)越(yuè)來(lái)越突出，國內外(wài)的學(xué)者(zhě)在(zài)這方麵做(zuò)了很多(duō)的(dí)研究和探索，經驗(yàn)介(jiè)紹如下：
3.1 減少(shǎo)冷(lěng)熱(rè)負荷(hé)
3.1.1 降低室(shì)內(nèi)高度(dù) 一(yī)般生物(wù)潔(jié)淨室高度在(zài)2.4～2.6m之間(jiān)，SPF實驗(yàn)動物(wù)環境(jìng)工作(zuò)人員(yuán)少(shǎo)，工作時間短，為(wéi)了減(jiǎn)少(shǎo)潔淨空氣(qì)單位(wèi)流(liú)量(liáng)，可將房(fáng)間(jiān)高度降低(dī)到2m。
3.1.2 加強圍護絕熱
選(xuǎn)擇較好(hǎo)的(dí)隔熱(rè)材(cái)料(liào)，加厚(hòu)保溫層。
3.1.3 調控(kòng)氣(qì)流速(sù)度
采(cǎi)用變頻調(tiáo)速(sù)自動控製(zhì)技術(shù)，將氣流(liú)速度(dù)控製(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)下限(xiàn)運(yùn)行，zui小(xiǎo)空(kōng)氣(qì)流速可(kě)選(xuǎn)取0.1m/s。
3.1.4 調(tiáo)控(kòng)溫(wēn)度範(fàn)圍
將(jiāng)SPF實(shí)驗動物(wù)房的溫(wēn)度(dù)冬天(tiān)設定到(dào)標準(zhǔn)下(xià)限(xiàn)，夏天(tiān)設定到(dào)標準(zhǔn)上限(xiàn)。
3.1.5 小單(dān)元(yuán)獨立空調(tiáo)係(xì)統(tǒng)
將SPF實驗(yàn)動物(wù)房(fáng)分(fēn)成若幹(gān)區域(yù)，相應地設立若幹小單元獨立空(kōng)調係(xì)統，使(shǐ)用時根(gēn)據動物飼養種類(lèi)和數量(liáng)的增減(jiǎn)，有選(xuǎn)擇地啟用(yòng)房間和(hé)相(xiāng)應(yīng)的空調係統，避免空(kōng)調(tiáo)係統(tǒng)放空(kōng)運(yùn)行。
3.2 能(néng)源的二(èr)次利用
3.2.1 淨化(huà)空(kōng)氣循環使用
將(jiāng)部分排(pái)出的淨化空(kōng)調風(fēng)回(huí)收(shōu)利用，回(huí)收(shōu)前必(bì)須(xū)進行前期(qī)處(chǔ)理(lǐ)，去除(chú)二次循環(huán)空(kōng)氣(qì)中(zhōng)的(dí)塵(chén)粒和有(yǒu)害氣體。二次(cì)循環(huán)空氣回收利用率(shuài)zui高可達(dá)50%。但是(shì)，為了(liǎo)避(bì)免(miǎn)交叉感染(rǎn)，再循環(huán)空氣於同一(yī)(動物種群)單元使用。
3.2.2 能源回收(shōu)
在排風(fēng)管(guǎn)段安裝能量(liáng)回收(shōu)裝置(zhì)。上述利用二次能源(yuán)的(dí)措施(shī)在(zài)理(lǐ)論上和技術(shù)上都是可行的，特別是在(zài)溫差(chà)較大的(dí)地區。但(dàn)是，為(wéi)了處(chǔ)理(lǐ)回風需要增(zēng)加相應裝置，又(yòu)增(zēng)加了空(kōng)氣係統阻(zǔ)力(lì)和運行費用，所以(yǐ)一般情況下節能效果不是(shì)很顯著。
3.3 利(lì)用天(tiān)然能源
在有條(tiáo)件的(dí)地方(fāng)，利用太(tài)陽能等天然資(zī)源(yuán)進(jìn)行(háng)空(kōng)氣調節或輔(fǔ)助加(jiā)熱(rè)。
3.4 空氣(qì)定向流(liú)技術
隨著(zhuó)SPF實驗動(dòng)物環(huán)境(jìng)的(dí)興(xīng)建，能耗(hào)和運行成本高的矛(máo)盾(dùn)越(yuè)來越突出(chū)，一種空氣(qì)定向流動(dòng)的技(jì)術越(yuè)來越受到重(zhòng)視。如上所(suǒ)述，一般(bān)SPF實驗(yàn)動物(wù)房(fáng)僅有低於(yú)10%的(dí)潔(jié)淨(jìng)空(kōng)氣參與(yǔ)了(liǎo)動物飼養(yǎng)盒(hé)(籠(lóng))內空(kōng)氣(qì)的(dí)交(jiāo)換(huàn)，那麼，要(yào)達(dá)到(dào)節能(néng)的目的，就(jiù)必(bì)須(xū)盡(jìn)量減(jiǎn)少非交(jiāo)換(huàn)淨化氣流，並讓可交換(huàn)氣流沿定向流動，zui後進(jìn)入(rù)排(pái)風(fēng)管。根(gēn)據這(zhè)種(zhǒng)原(yuán)理(lǐ)，目前已(yǐ)有多(duō)種空氣定向流(liú)SPF實驗動(dòng)物環(huán)境(jìng)技(jì)術(shù)得(dé)到了應用。
3.4.1 盒內(nèi)交(jiāo)換籠架(jià)
該技術采(cǎi)用導(dǎo)風(fēng)通道籠(lóng)架，雙(shuāng)風道機組，設置(zhì)前(qián)端(duān)和(hé)終(zhōng)端空氣過濾器等(děng)裝置(zhì)組成單體換氣(qì)係統(tǒng)，淨化氣流在(zài)動物飼養(yǎng)盒內定(dìng)向流(liú)動(dòng)，全(quán)部(bù)參與(yǔ)了(liǎo)盒(hé)內的空氣(qì)交(jiāo)換(huàn)，空(kōng)氣流量非常小(xiǎo)。該裝置簡(jiǎn)化(huà)了控製(zhì)設備，使用(yòng)方(fāng)便(biàn)靈活，對(duì)基礎建築要(yào)求(qiú)不高(gāo)，特(tè)別(bié)適合小規(guī)模實驗(yàn)動(dòng)物(wù)的飼(sì)養。目前(qián)，國內已(yǐ)有(yǒu)係列(liè)成(chéng)套(tào)裝(zhuāng)置(zhì)供(gōng)選(xuǎn)用(yòng)。
3.4.2 定向(xiàng)流SPF實驗動物房
該(gāi)技術由(yóu)房(fáng)間頂部(bù)送風(fēng)口將(jiāng)潔(jié)淨(jìng)空氣(qì)到(dào)送入室內，動(dòng)物(wù)籠架(jià)分隔成(chéng)數個相(xiāng)對封(fēng)閉籠(lóng)格，籠(lóng)格(gé)內(nèi)可放入(rù)動物飼(sì)養(yǎng)盒(籠(lóng))，每個(gè)籠格有(yǒu)通風(fēng)孔與潔(jié)淨(jìng)室和(hé)排風口連通，潔淨(jìng)空(kōng)氣從房間頂部(bù)送風(fēng)口(kǒu)進(jìn)入室內(nèi)後，隻能從(cóng)通風孔進入籠(lóng)格再(zài)進入排(pái)風管形成定(dìng)向(xiàng)流(liú)動氣流(liú)。根據一(yī)個(gè)SPF實(shí)驗動物房(fáng)定向流(liú)技術與(yǔ)傳統(tǒng)直排(pái)式(shì)氣流技術在(zài)飼養區(qū)風量和冷(熱(rè))負(fù)荷參數(shù)的(dí)比(bǐ)較，前者比(bǐ)後者可(kě)節約62%的能源，投(tóu)資和運行費(fèi)用大幅(fú)度降(jiàng)低(dī)。
3.4.3 潔淨(jìng)空間(jiān)與(yǔ)傳遞技術在(zài)SPF實驗動物(wù)環境(jìng)中的應用
從傳統的屏障(zhàng)係(xì)統中解放出來，減(jiǎn)少(shǎo)固定的(dí)廠房和(hé)大(dà)規模的投(tóu)資，節約能源是人(rén)們一(yī)直在(zài)探索(suǒ)的目標。法國拉卡連公司在普通(tōng)控(kòng)溫的建築中用隔離(lí)技術(shù)和(hé)傳遞(dì)裝置(zhì)建立(lì)起大小可(kě)調節的(dí)SPF實驗(yàn)動物環境裝置(zhì)，淨化(huà)空氣(qì)在隔離(lí)器中(zhōng)定向(xiàng)流(liú)動(dòng)，全部參(cān)與動(dòng)物生活(huó)空(kōng)間(jiān)氣流(liú)的交(jiāo)換(huàn)，並與(yǔ)操作(zuò)空間和(hé)人流(liú)物流*分開。目前(qián)，一台雙(shuāng)升(shēng)降式(shì)隔(gé)離器可(kě)放(fàng)98隻(zhī)小老鼠(shǔ)盒，zui大的(dí)隔離器可以(yǐ)用來養(yǎng)馬(mǎ)，操作(zuò)時主(zhǔ)要使(shǐ)用(yòng)門式(shì)直(zhí)接(jiē)傳遞(dì)裝(zhuāng)置(zhì)，工作人(rén)員進(jìn)出(chū)自由(yóu)，操作方(fāng)便(biàn)。該係統簡便靈活，人流物流隔離(lí)，操作安全(quán)可靠，適(shì)應範圍(wéi)廣，是(shì)一種(zhǒng)方(fāng)便節能保險(xiǎn)的好方法。實(shí)踐證(zhèng)明，上(shàng)述淨化(huà)空調節能(néng)技術(shù)對提高SPF實(shí)驗(yàn)動物環(huán)境(jìng)的(dí)空(kōng)氣(qì)質量(liáng)和(hé)節能水平(píng)是(shì)行之有效的(dí)。特別是空氣(qì)定向流技術(shù)，從理論(lùn)和技術(shù)上(shàng)解(jiě)決了非交換(huàn)淨化(huà)氣(qì)流浪(làng)費(fèi)能(néng)源和交(jiāo)叉汙染的問題(tí)，具有(yǒu)節約(yuē)投資和(hé)降低運(yùn)行成本的(dí)優(yōu)點，是(shì)SPF實(shí)驗(yàn)動物環(huán)境工(gōng)程淨化空調(tiáo)節(jié)能技術(shù)發展(zhǎn)的方(fāng)向。