浅析实验动物房的工程设计-上海嘉轲

浅析实验动物房的工程设计

2022-06-17 07:10:51

[摘要] 实验动物房设计概述法规相关规定实验动物房应该严格按照国家相关规范来设计。目前实验动物房的建造设计需要遵循的国家规范主要有：GB 149252010《实验动物环境及设施》和GB 5044

实验动物房设计概述
法规相关规定

实验动物房应该严格按照国家相关规范来设计。目前实验动物房的建造设计需要遵循的国家规范主要有：GB 14925—2010《实验动物环境及设施》和GB 50447—2008《实验动物设施建筑技术规范》。

这些规范对目前国内生物制药企业使用的实验动物房的硬件设施，如建筑、空调、水、电等均有详细的要求。

1.2 动物饲养环境设施分类

目前，生物制药企业的动物饲养环境设施可分为三类，主要使用前两类环境设施饲养动物。

2.1 普通环境设施

该环境设施符合动物居住的基本要求，但不能完全控制传染因子，适用于饲育教学等用途的普通级实验动物。目前企业通常在普通空调环境下饲养家兔，饲养的环境要求：温度18～29 ℃，相对湿度 40%～70%，换气次数8次/h，无特定压差。

2.2 屏障环境设施

该环境设施适用于饲育清洁实验动物及无特定病原体的实验动物，该环境严格控制人员、物品和环境空气的进出。目前企业通常在该环境下饲养小鼠和豚鼠，饲养的环境要求：洁净度7级，温度 20～26 ℃，相对湿度40%～70%，换气次数15次/h，压差10 Pa[2] 。

2.3 隔离环境设施

该环境设施采用无菌隔离装置以保存无菌或无外来污染的动物，环境要求较高。

目前生物疫苗生产企业较少采用该环境设施。

实验动物房的布局

由于实验动物容易受到环境干扰，且在饲养过程中会产生异味，影响其他生产或生活用房，因此，实验动物房总体布局的选址和建造基本要点有：

（1）最好独立建造动物房；

（2）避开车流和人流密集处，避开厂区震动和噪声大的区域；

（3）选择在全年主导风向下风处，且对厂区其他生产或生活设施影响最小的区域。

2.2 工艺平面布局

实验动物房的工艺平面布局设计应该在符合法规要求的前提下，达到布局合理、高效、经济、安全等目的。

2.1 工艺设计流向

实验动物房的工艺设计流向包括：实验人员、饲养人员和检疫人员的进入和退出路线；动物的进入和退出路线，解剖和废弃尸体的流向；动物用垫料和饲料的进出流向；笼器具进出流向；样品进出流向等。

各种流向需要合理分流，避免交叉污染。

2.2 功能间设置

实验动物房从功能间设置上主要包括人员的更衣间、动物饲养间、实验间、动物检验间、洁净物品存储间、清洗间、解剖间、饲料和垫料的存储间等，各功能间设置需齐全、合理。

2.3 走廊模式

目前常见的实验动物房走廊模式有：

普通的家兔实验动物房以及小规模的SPF小鼠实验动物房设置为单走廊模式，而大规模的SPF小鼠和豚鼠实验动物房则多采用双走廊或多走廊模式。

2.4 工程成本实验动物房的建设和运行成本都很高，因此在建造设计之初就必须考虑周全。

（1）从功能面积上考虑，在够用的前提下遵循紧凑、合理的原则。

（2）由于动物房基本采用全新风系统，因此净化空调的房间吊顶高度一般情况下以2.3～2.5 m为宜，以减少运行成本。

2.3 具体布局
3.1 单走廊模式的实验动物房
3.1.1 单走廊模式的实验动物房布局单走廊模式的动物房是人员、物品、动物、笼具共用一条走廊，布局简洁、流线明确，大大减少了所需通道的面积，使得房间的可用面积变大，节约运行成本。

单走廊模式的实验动物房布局如图1所示，包括人员的进出流线、动物进入的流线、物品（如饲料、垫料、笼具）的进出流线、废弃物品的退出流线。

由于单侧走廊的动物房设置所有的实验操作间的门均是开向走廊，因此走廊上汇集了所有的人员、物品、动物、笼具的进出流线，导致清洗前后的笼具均由同一走廊传送。

单走廊模式最突出的优点：

提高空间利用率，并且将车间的面积尽可能利用布置为房间，使得建造成本降低。

单走廊模式的缺点：

各种流向在一条走廊上，需要通过日常的严格监管来尽量避免交叉污染。

目前，这种单走廊形式适用于动物饲养规模较小和普通环境要求下的动物实验房。

3.1.2 单走廊模式的实验动物房压差

以正压屏障环境下的单走廊模式为例，需要保证动物的生产区、动物实验区压力最高。也就是说，房间压力高于走廊，气流由房间流向走廊，保证房间不受影响。单走廊模式的实验动物房压差控制如图2所示。

3.2 双走廊模式的实验动物房
3.2.1 双走廊模式的实验动物房布局双走廊或多走廊的实验动物房是人员、物品、动物、笼具先通过洁净走廊进入，再从污物走廊退出。其流线明确，减少了交叉污染。双走廊模式的实验动物房具体布局如图3所示。

由于双走廊模式的动物房设置所有的实验操作间的门均是开向两侧的走廊，因此洁净走廊上主要是人员、物品、动物、笼具的进入流线，而退出的人员、物品、废弃物等从污物走廊退出。流线区分明确，可最大程度地避免交叉污染。

双走廊模式最突出的优点：减少交叉污染，流线清晰，易于管理，便于通过设计认证。

双走廊模式的缺点：与单走廊模式相比，浪费厂房面积。

为了提高面积的使用率，可以将双走廊模式的动物房设置为中间洁净、两侧污染的三走廊模式。

目前这种形式适用于各种SPF的小鼠和豚鼠的动物实验房。

3.2.2 双走廊模式的实验动物房压差以正压屏障环境下的双走廊模式为例，需要保证洁净走廊的压力高于动物生产区、实验区的压力；动物生产区、实验区的压力高于污物走廊。也就是说，压力从高到低，气流由洁净走廊流向房间，再由房间流向污物走廊。

双走廊模式的实验动物房压差控制如图4所示。

2.4 实验动物房的工程设计要点
4.1 建筑材料

实验动物房的建筑墙板和顶棚的材料，可采用铝蜂窝的夹心彩钢板，圆弧角采用铝合金材质制成。地面采用PVC材质，耐酸碱，受损后易于修补。

4.2 空调系统为了保障实验动物房的洁净环境，实验动物房的空调系统采用初、中、高效三级过滤模式。

换气次数根据实验室面积、高度和内部发热情况，通过空调的送风和排风实现。由于实验动物房是全空气系统，因此房间大小合理、紧凑即可，并设计合适的换气次数以保证洁净级别要求。另外，空调系统尽量考虑房间的四个角同时回风，以保证内部气流的均匀。对于全空气系统，采用能量回收装置，基本可以收回50%～60%的能量。
4.3 自控和报警系统为了确保房间的温湿度、压力和换气次数符合要求，需要对关键房间进行监控，并自动采集、记录、存储数据等，如果指标不符合要求，则需要报警提示。

3 结语

实验动物房在设计建造过程中应综合考虑各种因素对实验动物的影响。

（1）在满足生产使用部门需求的同时，结合工程建设的特点综合分析。

（2）实验动物房在建设时，要满足各种规范要求，选择适合的工艺布局形式，严格控制人员、物品和动物等流向，避免交叉污染，确保动物房建设完成后顺利通过认证。

（3）从节约建设成本和运行成本的角度，严格把控施工材料质量。

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