一、系统的压差控制
实验动物房的压差控制是保证洁净度的一项重要措施。对于开放系统,由于密封性太差,对静压差是没有要求的;而对于半屏障系统和屏障系统,国内外专家以及相关的规范一致认定其压力梯度应保持在20Pa,而隔离环境应保持在40Pa。这样的压差控制可防止室外或邻室的细菌经过天花板、地板墙、窗等缝隙侵人室内,也可防止动物房的臭气向外散出,以及控制臭气的流向。根据我国的有关规定,一般洁净室相邻两个房间的压差是20~50Pa,在SPF级的实验动物房中,一般房间之间的压差控制在20Pa,房间与外界的压差取20Pa。为了保证级别不同的房间(区域)之间有一个明确的压差值,并在生产中保持一定的稳定性,需以压差作为控制指标,对每一控制对象(即不同洁净室的压差)建立统一控制系统,保持其相对于室外的压差值,从而达到压差关系的平衡。在实施过程中,有两个关键问题,一是设定值的选取;二是控制值的稳定性。
a)设定值的选取应从保证洁净度及节能两方面考虑。规范中推荐压差值取20Pa,但有实际经验表明,不同等级的洁净室及洁净区与非洁净区之间的压差保持在2.94Pa,洁净区与室外之间的压差保持在4.9Pa,即可保证洁净室不受外界空气的污染,其洁净度是可以得到保证的,所以压差设定值的选取仍有待商榷。
b)在实验动物房空调系统的调试与运行过程中,有很多因素影响系统压差的稳定性,针对各种干扰因素,许多文章从设计、安装、调试、运行等多方面来考虑压差控制的稳定性问题。首先,送风机、循环风机、排风机应该满足要求,并且能自动调节,保证定值送风,即设计总风量需要一个调节余度,使用过程中风量减小或空气过滤器阻力增加时仍可自动调至需要风量;其次,压差的定值调节建立在风量测试平衡的基础上,即静态时,在满足室内换气次数的前提下,自控回风阀开度设定高于50%时,能通过调节送回风手阀,使室内压差接近于给定值。
还有一些专家提出借鉴洁净手术部系统控制的成熟经验,采用正压风量(或称差值风量)控制法。通过各室正压风量的控制来达到整个区域的压力控制。这样将压力参数控制变为正压风量的控制,大大简化了控制手段,降低了成本,也提高了控制精度。
二、缓冲间和吹淋室的设置
洁净室一般都设有缓冲室 、吹淋室、气闸室和气幕室等入室前设施,这些设施都是为了防止把尘埃微粒带入洁净室中,但并非所有的洁净室都必须设置这些设施。研究数据表明,对于10 000级及其以上的洁净室可以不设吹淋室。
三、换气次数及节能
适当的换气次数能够满足室内的洁净度要求,而且可以为动物提供充足的新鲜空气。但换气次数过大,则会让实验动物大量消耗体能以弥补因空气快速流动引起的热量损失,而且过大的气流速度会使投资及运行费用增加,寻找合适的换气次数是近几年来研究的热点之一。
美国实验动物房的换气次数多采用的是美国实验资源协会《实验动物饲养和使用指南》、《美国供热制冷与空调工程应用和基本手册》中的标准,对于屏障系统,手册中的标准是10~15 h-1,并且已使用多年。但对换气次数及洁净系统的设计仍缺乏权威的科学依据。
我国国家标准规定屏障环境的全新风换气次数为10~20 h-1,有些省、市、自治区及专业部门也根据自己的具体情况制定了实验动物的环境设施标准,河北省实验动物管理委员会1994年4月1日颁布换气次数标准为8~15 h-1。各个地区的设计标准不太一样,而且设计人员为了满足洁净度的要求往往取标准的最大换气次数值,这给洁净设计工作带来了很大不便,同时也不能达到节能的要求。
对于IVC系统,它的换气次数一般为25~50h-1,最高的可达120 h-1,流速在0. 2~0.5m/s之间。在实验中发现老鼠喜欢居住在空间大而换气次数低的IVC中。在流速和换气次数之间,换气次数的提高对动物的影响更大,当流速超过0.5m/s时,对动物的影响并不大,但当换气次数超过80 h-1时,动物(小鼠)的心跳和血压会发生明显不利的变化。因此,在满足洁净度的条件下,换气次数越小越适宜动物的生长。
系统的节能状况与换气次数有着直接的联系,换气次数的大小直接关系到系统的能耗,国内外的专家们一直在寻找换气次数与节能的最佳结合点。有很多专家提出把减少冷热负荷、能源二次利用、利用天然能源及利用空气的定向流技术等其他空调系统的节能方式借鉴到实验动物房的洁净空调系统中来。
四、空气过滤器及其检漏
洁净度是洁净室的主要控制参数之一,采用合适的过滤器能保证以合理的运行费用达到符合要求的尘埃浓度和细菌浓度。净化空调系统通常设有三级空气过滤,第一级一般设在新风口,第二级,设在正压段,第三级设在系统的末端。末端空气过滤器的良好性能是室内无菌环境的保证,而过滤系统的合理配置可延长末端空气过滤器的使用寿命,要想发挥出系统的整体效能,每一级过滤器的选择和位置都不容忽视,如果忽视了某一个环节,或某一级过滤器设置不匹配,会使三级过滤器的更换期不合理,造成整体过滤效能欠佳等问题。

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