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實驗動物設(shè)施*的通風(fēng)要求
【導(dǎo)讀】 為解決將籠架連接到建筑送排風(fēng)系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題,如今開始采用籠架閥來解決這個問題。這種壓力無關(guān)的籠架閥是特別針對這種應(yīng)用、消除連接中普遍存在的平衡和流量控制問題而設(shè)計的。
本節(jié)將以嚙齒動物試驗室為例,介紹其通風(fēng)方案設(shè)計。嚙齒動物試驗室(下圖)
籠架系統(tǒng)的通風(fēng)選擇方案
正如上次所提及,帶通風(fēng)的籠架正在漸漸普及,因為它們能夠適應(yīng)動物飼養(yǎng)室中動物密度的急劇增加。但是籠架風(fēng)機將籠內(nèi)氣體排至屋內(nèi),而且隨著動物密度增加會發(fā)生令人不快的環(huán)境問題,zui主要的問題是飼養(yǎng)室內(nèi)的工作人員暴露在揮發(fā)性刺激物之中。風(fēng)機還會產(chǎn)生噪聲、振動,還需要維護、增加房間制冷負荷。使用籠架風(fēng)機的另外兩個不利因素是它們的成本和需要定期移走清洗的困難。針對這些問題, 建筑設(shè)計師開始將籠架連接到能夠提供干凈、適宜的空氣到籠內(nèi)并將籠內(nèi)氣體送至室外的建筑通風(fēng)系統(tǒng)上。
盡管這種方法簡單合理,但在將通風(fēng)籠架連接到建筑系統(tǒng)的過程中卻存在很多問題。在某些情況下會導(dǎo)致嚴重的防護問題和環(huán)境的不穩(wěn)定。為避免這些問題,在設(shè)計籠架的連接時我們需要對籠架的氣流控制方式和靜壓需求有*的了解。使用像手閥和風(fēng)口等壓力相關(guān)設(shè)備是常見的錯誤。這些原始的設(shè)備不能自動平衡風(fēng)道系統(tǒng)中的壓力波動,因此會導(dǎo)致氣流控制不穩(wěn)定。為解決將籠架連接到建筑送排風(fēng)系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題,如今開始采用籠架閥來解決這個問題。這種壓力無關(guān)的籠架閥是特別針對這種應(yīng)用、消除連接中普遍存在的平衡和流量控制問題而設(shè)計的。
嚙齒動物飼養(yǎng)室的通風(fēng)方案
方案 1:
籠架帶送、排風(fēng)機,使用房間空氣通風(fēng)
通風(fēng)籠架需安裝送風(fēng)機和排風(fēng)機,并且都可拆卸。送風(fēng)機將房內(nèi)空氣通過過濾器導(dǎo)入動物籠,該過程引起動物籠內(nèi)溫度升高 2-3℉(1-2℃)。支架排風(fēng)機還包括一個過濾器,因為風(fēng)機要將可能被污染的空氣從動物籠中抽出并且必須要將清潔的空氣送回房間內(nèi)。
優(yōu)點:
1.氣流控制方式簡單。
2.籠架在飼養(yǎng)室中布局靈活性高。
3.過濾器減少了房間中的微粒數(shù)。
缺點:
1.首期投資高于方案 3、4?;\架風(fēng)機昂貴;風(fēng)機產(chǎn)生熱量,這增加增加了房間的制冷需求;風(fēng)機將動物的熱量排入房間;籠架風(fēng)機(每個房間可能8-18套)需要維護;房間需要許多雙向開門清洗設(shè)備,一般需要安裝應(yīng)急電源以便保證籠架通風(fēng)。
2.飼養(yǎng)室中的噪聲增加了。每個飼養(yǎng)室通常含有4-9個籠架,需要 8-18套風(fēng)機。由于噪聲源每增加一倍,聲級增加3dB,所以房間內(nèi)風(fēng)機的實際發(fā)出的噪聲至少要比一臺風(fēng)機發(fā)出的噪聲大 9-12dB。
3.風(fēng)機振動。當隔離器裝有風(fēng)機時,肯定會產(chǎn)生振動。當風(fēng)機安裝在靠近籠架的支架上時,可消除振動,但是這需要增加額外的零配件和人工。也將使房間消毒更加困難。
4.室內(nèi)空氣質(zhì)量問題(IAQ)。盡管過濾(HEPA)可減少室內(nèi)空氣中的微粒數(shù),但是一些氣態(tài)廢物還是被排到室內(nèi)。這些易揮發(fā)刺激性物質(zhì)(如氣味、動物的荷爾蒙氣味、過敏原等)是非常另人討厭的。我們應(yīng)盡可能的消除它們。
5.人類工程學(xué)問題,將風(fēng)機從籠架中拆除是非常麻煩的,特別是與方案4相比較而言。
方案 2:
籠架帶送、排風(fēng)機和套管,使用房間空氣通風(fēng)
與*種方案相似,動物籠的空氣通過加過濾器的送、排風(fēng)機送風(fēng)和排風(fēng)。另外, 動物籠的空氣排放與建筑排放設(shè)施通過套管或吸氣罩相連,以消除籠架風(fēng)機和建筑排風(fēng)管道之間的相互影響。以前將籠架直接連接到建筑排風(fēng)道的嘗試存在問題,這是因為建筑物排風(fēng)道的壓力波動導(dǎo)致了頻繁的氣流不平衡,使得動物環(huán)境不穩(wěn)定。
優(yōu)點:
1.正確的設(shè)計和套管的使用可解決壓力波動的問題(方案3、4也解決了這些問題)。
缺點:
1.初投資及運行費用非常高。這種方式需要兩臺風(fēng)機,加上集氣管風(fēng)道系統(tǒng)費用,比較昂貴。同時,每臺籠架接管處的壓力相關(guān)的裝置(如:手動風(fēng)閥和風(fēng)口等)氣流平衡困難;增加了維護費用(比方案3、4高),因為每個籠架需2套風(fēng)機及過濾器;風(fēng)機產(chǎn)生的熱量增加了房間的制冷需求;需要給籠架提供標準電源及應(yīng)急電源;集氣管套管將來需要昂貴的平衡費用。
2.當套管的手動風(fēng)閥/風(fēng)口被錯誤關(guān)閉時,排風(fēng)將回到飼養(yǎng)室,這可能會導(dǎo)致籠架通風(fēng)的不平衡,影響房間壓力。這會對大環(huán)境、小環(huán)境的阻隔性能造成影響。
3.噪聲仍然是個問題,因為這種方法需要一臺籠架排風(fēng)機,其噪聲比一般在兩臺籠架風(fēng)機中較高。
4.不像方案 3、4,風(fēng)機會產(chǎn)生振動,除非風(fēng)機不安裝在籠架上。
5.這是個零亂的方案,它需要大量的硬件,如:風(fēng)機/過濾器主機;電線;軟管連接;吸氣罩;風(fēng)口或風(fēng)閥;
6.如果用于連接籠架的集氣管風(fēng)道的風(fēng)量控制裝置不是高性能的壓力無關(guān)閥門,房間壓力控制非常易于成為一個難題。
由于以上原因,目前使用吸氣罩連接方式已不再流行。
方案 3:
籠架帶送風(fēng)機,將排風(fēng)連接到建筑物排風(fēng)系統(tǒng),使用房間空氣通風(fēng)
要連接到建筑物通風(fēng)系統(tǒng),通風(fēng)籠架的送風(fēng)、排風(fēng)之中,排風(fēng)側(cè)較為有利。這種方式大大改善了房間空氣質(zhì)量、能源消耗和房間噪聲。
定風(fēng)量文丘里籠架閥提供了簡單、可靠的直接連接方式,它不需要吸氣罩、排風(fēng)風(fēng)機/過濾器主機。
優(yōu)點:
1.將動物熱量、氣態(tài)廢物、異味和過敏原從房間可靠地排出;
2.即使在排風(fēng)道壓力變化時也能保持動物籠內(nèi)的穩(wěn)定;
3.減少了初投資和運行費用,減少了熱量產(chǎn)生;
4.當更換籠子或清洗籠架時,籠架易于從建筑物系統(tǒng)摘離。(通風(fēng)籠架裝有腳輪,需要從建筑物系統(tǒng)摘離時可以移動);
5.由于不再需要風(fēng)機/過濾器主機,也就不需要為排風(fēng)機配置電源。電纜和應(yīng)急電源也不再需要,減少了建筑投資和運行費用;
6.使房間消毒過程更簡單、有效?;\架排風(fēng)系統(tǒng)減少為每個籠架一個軟風(fēng)管,消毒過程中,房間內(nèi)不需要清掃風(fēng)機、過濾器、電纜、風(fēng)閥和套管;
7.有效地改善了動物設(shè)施的大環(huán)境和小環(huán)境,顯著降低了噪聲和振動。建筑排風(fēng)機顯然比籠架風(fēng)機在房間內(nèi)產(chǎn)生的噪聲低;
8.由于閥門馬達也沒有零配件,維護費用降低。
缺點:
1.布局靈活性差,由于籠架需布置在軟接管附近;
2.需要有額外的排風(fēng)道。
方案 4:
將籠架送、排風(fēng)與建筑系統(tǒng)直接相連
這種方案將籠架送、排風(fēng)機去掉,而將籠架與建筑物通風(fēng)系統(tǒng)可靠相連,如果設(shè)計、安裝、調(diào)試正確,此方案zui為有利。本方案排風(fēng)的連接及其優(yōu)點與方案 3 相同,這已在前邊作了描述。只是現(xiàn)在籠架還將消除送風(fēng)機產(chǎn)生的噪聲、振動和額外的熱量,這可能會使設(shè)備投資和運行費用減少。采用這種方案,也不必為籠架風(fēng)機提供獨立的應(yīng)急電源,而將依賴于建筑物的 HAVC系統(tǒng)。根據(jù)“實驗動物管理和使用指南”建筑物 HVAC 系統(tǒng)已經(jīng)設(shè)計有應(yīng)急電源。
與方案 3 相比,方案 4 有如下優(yōu)勢:
1.動物飼養(yǎng)室更清潔;飼養(yǎng)室硬件設(shè)備減少了:如籠架風(fēng)機、額外的軟風(fēng)管、電源線、雙向開門清洗設(shè)備(wash-downduplexoutlet);籠架連接和摘除簡單:每個籠架只有兩個軟管,帶環(huán)形卡環(huán),可快速連接;精簡了工作流程:由于部件和需要清洗的表面減少,簡化了消毒流程。
2.飼養(yǎng)室更安靜;噪聲減小顯著:風(fēng)機噪聲消除了;噪聲源來自飼養(yǎng)室外,同時,通過籠架和軟風(fēng)管的風(fēng)速低,這也保證了低噪聲。
缺點:
1.布局靈活性差:由于籠架需布置在送、排風(fēng)預(yù)留的風(fēng)管附近;
2.需要增加額外的排風(fēng)和送風(fēng)管道;
3.如果籠架送風(fēng)是由建筑物空調(diào)系統(tǒng)處理后提供的,則溫、濕度控制策略將是復(fù)雜的,實現(xiàn)起來費用很高。