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实验动物屏障设施的建筑和布局
发布时间:2018-07-04 14:18浏览次数:
一、概述
实验动物屏障设施的建设,包括设施的立项、设计、施工、验收、试运转等一系列内容。从规模来看,规模小的仅仅是单一的动物饲育室或动物爱博体育下载官网,规模大的有实验动物繁育设施和动物实验研究设施。从使用目的来看,有的以实验动物繁育生产为主,有的以动物实验或以研究实验动物为主。
实验动物屏障设施的设计建造目标就是要使人与动物有一个最适环境和相应面积,必要的设备、仪器;同时还应能最大限度地避免一切可能对实验动物质量或动物实验结果造成不良影响的环境干扰。这类设施的设计、施工、验收必须执行国家现行标准、规范;符合标准、实用、安全、经济和注重节省能源、保护环境的要求;这类设施设计建造时,尽可能采用先进技术,科学地选用新型材料,既要考虑现阶段的实际情况,也要适当考虑未来一段时间的发展需要。

二、实验动物屏障设施的设计
(一)选址
实验动物屏障设施的选址应注意下列事项:
1.实验动物繁育、生产及实验场所应避开自然疫源地。
2.宜选在环境空气质量及自然环境条件较好的区域。
3.宜远离铁路、码头、飞机场、交通要道,以及散发大量粉尘和有害气体的工厂、仓库、  堆场等有严重空气污染、振动或噪声干扰的区域。
4.实验动物繁育、生产、实验设施应与生活区保持一定的距离。
此外,还应考虑供水、供电、人员通道、物品及动物供求,以及消除自然灾害等的急救通  道便利;应考虑该类设施自身排污,动物尸体处理,特殊污染物的处理,使之对外界环境的影  响减少到最低。
(二)实验动物屏障设施的设计
1.实验动物屏障设施的设计特点  这类设施与工业洁净室及生物屏障设施有许多共  同之处。同时又具有建筑复杂、能耗大等特殊性,主要表现在以下几方面。
(1)洁净标准:实验动物屏障设施的首要特点是动物生存场所必须达到洁净标准。感染性和可吸入性颗粒均是洁净区内最大的问题,不能直接套用美国联邦标准209B的要求。因为无法推测感染性粒子与尘埃量之间的关系,即使建筑达到静态粒子数5级的标准,运行中的无菌动物环境中仍然存在着感染性和非感染性物质污染的可能性。
此外,洁净技术中要求洁净度与换气次数成正比,7级洁净标准换气次数达100次/小时以上,此时气流速度就要很高,而实验动物在这种环境下则受到极大影响。因此,换气次数无法套用工业洁净标准。
(2)运行维护的特殊性:实验动物屏障设施是实验动物居住生存的场所,不可能在动物存在时采用熏蒸、冲洗及使用大剂量高浓度化学消毒液的办法来维持其生物洁净度。这就意味着一旦微生物污染,就有足够的繁殖时间,因此在设计中必须考虑全面杜绝微生物污染的措施,以及保证空气净化系统长期安全运行。否则因环境污染而造成动物被污染,影响相应等级动物实验结果的准确性,严重的将导致动物全部被淘汰,重新对该区域进行彻底灭菌净化处理。显然这种污染损失是惨重的。因此,在设计此类设施过程中应充分认识这一特殊性。
(3)有害气体:由于实验动物长期生存在屏障设施中,动物排出大量的臭气,如NH3、H2S、硫醇、NO2等需要处理。这类问题在设计中是仅次于微生物污染的重要方面。有害气体浓度的高低并非取决于设施洁净度高低。即使洁净度很高的设施,也同样会产生高浓度臭气。此外,在设计中还应考虑有害气体对空气调节设备、排风管道,以及建筑设施内表面的腐蚀作用及影响。因此,在这类设施中宜采用全新风方式,既防止交叉感染,又防止有害气体的蓄存,同时也可减轻对设备、管道、建筑的腐蚀作用。设计时应充分考虑臭气排入大气前的无害化处理。
(4)自身的带菌状态:目前随着实验动物标准化的实施,半屏障系统、屏障系统、隔离系统的设施逐步增加,对这类设施在设计中认清实验动物自身带菌状况的概念是十分重要的。除无菌动物外,一般这类设施中的实验动物允许带有某些病原和非病原微生物,这使设施的洁净度降低,所以不能放松对设施运转中的消毒灭菌管理,保证这类设施能在一定洁净度下长期稳定地正常运行。
2.实验动物屏障设施的工艺布局
(1)功能区域的划分要求:实验动物屏障设施根据使用功能一般分为3个区域。
1)前区:包括办公室、会议室、教室、环境调控设施(含温度、湿度,压差显示记录,仪器设备,闭路电视监视平台,电话交换台及报警系统装置等)、维修室、一般走廊和工作人员卫生设施等,为非洁净的开放区。
2)控制区(洁净区):包括隔离检疫室、育种室、种群扩大室、繁育室、待发室、动物爱博体育下载官网、手术室、清洁物品贮藏室和清洁走廊、污染走廊等,为屏障区。
3)后勤区:包括洗刷消毒间(含洗刷消毒设备等)、库房、饲料加工室、饲料库、空调及送排风风机、废弃物品存放、动物尸体处理和病理解剖间、淋浴室、内部工作人员休息室等,为防疫控制区。
(2)实验动物屏障设施的工艺布局要求:实验动物屏障设施必须根据使用目的和环境要求来设计工艺布局。
该类设施工艺布局应合理紧凑,有整体系统性,方便使用,同时要有防止昆虫、野鼠进入的设施。主要包括以下方面:
建筑平面上要划分洁净区和非洁净区,人员进出洁净区必须通过缓冲间,动物与人员进人的门应分开设置。
洁净区内不允许设置电梯入口。必须设置时,电梯前应设缓冲间(气闸室)。
洁净区内只允许放置与动物生产繁育(实验)有关的灭菌过的设备物品,用于贮存的区域不能用作非洁净区工作人员的通道。
人员、动物、物品在洁净区内运行的路线应尽量缩短,洁净度相同的房(室)宜相对集中布置。空气洁净度高的房(室),宜布置在人员最少到达的地方,并应靠近空气调节机房,不同洁净度的房(室)应按洁净度高低由里向外布置。
不同洁净度的区域之间相互联系要有防止污染措施,如气闸室、风淋室、传递窗、渡槽等。
洁净区压力梯度一般应遵守洁净走廊>洁净准备区>动物生产(实验)区>动物观察室>非洁净区顺序的原则。
洗刷区、洁净物贮藏区要与动物生产繁育(实验)区面积相适应,不宜过小。
除洁净区内使用的专业工具、器械外,其他用具含清洁用具及笼架具、饮水瓶等的洗消灭菌和储存区均应设在洁净区外。
人员的管理区如雨具的存放、更衣换鞋柜、淋浴室、卫生间、风淋室污染侧均应设在洁净区外。淋浴室的洁净度应低于洁净区而高于非清洁走廊,风淋室前区洁净度与洁净准备区相同或稍低。清洁级动物爱博体育下载官网可不设淋浴室。
卫生间设置在洁净区外。
物品净化的管理区设在洁净区外,并以较合适容量的双扉预真空高压灭菌器作为屏障通道。而不耐高温、高压的物品通过由灭菌渡槽或高密度紫外线灯式传递窗作为屏障通道。传递窗必须设有联锁开关。灭菌渡槽必须设有带水封的上盖口,制作材料应选用耐腐蚀的不锈钢、玻璃钢、喷塑金属板等。
实验动物设施的工艺流程是有严格限定的。一般而言,人员、物品、动物的进出路线禁止往返交叉,气流组织方向应从高洁净区向低洁净区降低。
各功能区域在总体设计时,应根据使用目的、微生物控制要求划定一定比例。根据美国、日本等先进国家的经验,以及国内许多设施的实例,各功能区域占总面积比例的基本参考数据见表2-1。

在满足工艺要求的情况下,洁净区建筑层高一般在2.5m为宜。在开间方面,应根据使用目的隔成一定面积的开间,实践证明,该类设施大开间、活动隔断加密封措施的使用效果较好。由于实验动物屏障设施密闭性高,人员流动线路复杂,而且洁净区内人员少,事故难发现,为便于发生事故时疏散,洁净区与外部之间应至少设若干个不相邻的安全出口。
3.总体设计要求  实验动物屏障设施的总体设计是最关键的一环,要求设计者必须熟悉此类设施的特点、流程要求,新建、改建的设施是否标准、适用、可靠、经济、合理,建筑系统的标准是否可满足,能否达到国家标准和地方标准并通过验收等,都需从建筑设计中体现出来。
(1)总体要求:总体设计时应严格遵守国家和地方对建筑物要求的有关法律、法规和规定;在城市规划、消防安全、环境保护、卫生防疫、建筑要求等方面均应综合考虑。此外还应考虑自然灾害状态下对建筑的特殊要求。总体设计时还应考虑建筑标准、结构、面积、等级等改变时的连续性,做到近期打算和长远发展相结合。
(2)组织要求:首先成立设施设计、建造的筹备组织。该组织的成员构成应该是设施的使用者(动物生产、研究单位的负责人等)、设施的管理者(动物管理者、机械设备管理者、运行管理者)、施工责任者(负责施工预算计划者、工程技术要求者等)。
(3)一般技术要求:包括以下方面。
建筑场地:环境条件,总投资额,建筑面积的限额。主要用途和面积:净化面积、辅助面积以及其他功能区面积的确认。
确定建筑名称。
最佳环境条件:等级标准,确定不同等级标准的技术参数和指标。
人员数额:即经常使用和进出的人数和频度。
实验动物总量:确定在该建筑内饲育实验动物的品种(系)、数量、饲育方式、饲育周期等。
物流量:即常用物品的种类和占有空间,消耗性物品的数量和种类。
空气调节设备:空气调节的方式、水平。
卫生设备:即有无自来水供应、热水、蒸馏水、燃气管道、供热管道、淋浴设备、排水管道等。
自动化程度:自动报警、闭路电视监视系统、空调环境指标显示和自动调节、计算机网络等。
电器设备:照明方式、光照度、光照时间、开关方式、动力容量、供电途径、应急状态的供电方式以及仪器供应动力的方式等。
废弃物:确定废弃物数量、种类,以及处理方式等。
工程安装的时间与工程进度等。
4.设计的注意事项
(1)使用目的:根据本单位目前的需要和发展趋势、设施的用途、建筑标准等情况进行广泛的调查和咨询,征求实验动物和动物实验及有关方面专家的意见,最后制订设计草案。将该草案再进行充分论证、咨询和审定,确定总体方案。
(2)质量标准:设计实验动物屏障设施时,根据需要制定相应的净化标准和环境最适参数。包括温湿度范围、换气次数、风速、气流组织形式、各区域压力趋向、噪声限度、选用的建筑材料、设备、照度限值、供排水系统等。
(3)设施的可持续发展问题:新建或改建的设施应充分考虑建筑结构和建筑容量,以及标准提高等连续性问题。如空气调节的负荷、能源供给的容量、供排水的容量,内部结构的调整、改造、扩充的可能性,设备仪器的安装,以及今后添置、更换时的通道等。因此,设计时应有长远打算和综合计划。
(4)应急系统的配置问题:主要指紧急状态下应急系统的配置问题,如安装使用备用发电机等。
(5)节能问题:①建筑物隔热保温处理:以不开或少开对外窗户,或加双层密封窗,增加厚度或设隔热墙,门窗密封处理等方法来解决热、冷源损耗问题。②热交换方式处理:设施增加热交换器,尽可能多地回收排出的热、冷量。设计时回收率应考虑尽可能减少臭气返回的数量,以及微生物返回的影响。③自然能源的利用:目前较多采用的是太阳能、地热等自然能量。一些地区也可利用沼气等办法来补充部分能源消耗。④采用不同的空气调节方式可根据不同等级要求,在满足净化标准的前提下,采用分体空气调节、分组电机等方式进行空气调节,做到“不用不开”的解决办法。不一定都要照搬“中央空气调节”的方式。
(6)电力设计问题:实验动物屏障设施的动力配线应充分保障该设施的用电为前提,防止万一停电,应设计双线路供电。否则应配置一套小型发电机,其容量应能保证供应风机、隔离器(层流架)鼓风机、动物实验中维持生命的仪器、设备,以及安全灯等必需的用电。这类发电机应能在断电的最短时间内供电。该类设施若是楼房,应分层安装配电盘,安装漏电开关,配置整个设施的动力、照明总开关和各楼层的分开关。各功能区域应根据使用目的和所配置的仪器设备设置有高压、低压配电电源。弱电设备主要包括内部电话、外线电话、无线电播放、火灾报警及事故报警系统等。有的设施还应考虑实验数据的输送、监控图像系统等。
(7)给水点、排水点的布局:实验动物屏障设施应依据使用性质和工艺要求,在洁净区内不设或少设上、下水设备,尤其在大鼠、小鼠繁育生产的区域,尽量将无菌水的制作设备、终端供水点设在实验动物洁净区外附近的区域内。在建筑平面布局上,在符合工艺流程的前提下,不同层次的用水设备应尽量布置在上下重叠的位置上。
实验动物洁净区内不宜设置地漏(兔的饲养繁育或实验区除外),地漏应设在洗刷间等其他洁净度要求不高的区域。洁净区非设不可的,应设有密封和消毒装置。具有生物危害的爱博体育下载官网内不设排水系统,其废液、污水设专门容器储存,按有关规定集中统一处理。洗消室及有酸碱排放的酸性、碱性污水,应在排入室外排水管前设酸碱中和池,经过中和后再排入排水管。中和池的容积应依排放污水量多少确定。中和池内壁多以玻璃钢防腐、防渗漏内衬。设计应便于中和原料的流入和定期取样检查。实验动物屏障设施的废水,在工艺设计中应先经一级消毒,检查合格后再排入下水设施。
(8)消防设施:实验动物屏障设施洁净区内禁止设消火栓,而应布置在附近的走道或其他非洁净区内,其工作半径应符合一般消火栓设计规定。为了使火灾探测器(温感或烟感)输出的信号准确无误,减少其动作滞后时间,其安装位置距离送风口应大于1.5m,距离全孔板送风口大于0.5m,且应安装在能正确反映温度或炯雾的靠近回风口处为宜。消防管道以选用镀锌钢管为宜,质量标准同上水管。
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